JIS K 7181:2011 プラスチック―圧縮特性の求め方 | ページ 2

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K 7181 : 2011
    注記 無次元比又は%で表す。
3.10
圧縮降伏呼びひずみ,εcy(nominal compressive yield strain)
  圧縮降伏応力σy(3.4参照)に対応する圧縮呼びひずみ(図1の曲線a及び3.3の注記2参照)。
    注記 無次元比又は%で表す。
3.11
圧縮強さ時呼びひずみ,εcM(nominal compressive strain at compressive strength)
  圧縮強さσM(3.5参照)に対応する圧縮呼びひずみ(図1及び3.3の注記2参照)。
    注記 無次元比又は%で表す。
3.12
圧縮破壊時呼びひずみ,εcB(nominal compressive strain at break)
  圧縮破壊応力σB(3.6参照)に対応する圧縮呼びひずみ(図1及び3.3の注記2参照)。
    注記 無次元比又は%で表す。
3.13
圧縮弾性率,Ec(compressive modulus)
  規定された2点の圧縮ひずみε1=0.000 5,及びε2=0.002 5に対応する圧縮応力をそれぞれσ1,及びσ2
とするとき,圧縮応力の差(σ2−σ1)を圧縮ひずみの差(ε2−ε1)で除した値[10.3の式(9)参照]。
  圧縮弾性率は,圧縮ひずみεだけを基にして算出し,圧縮呼びひずみを用いない。
    注記 単位は,MPaで表す。
                                                                         X : ε(圧縮ひずみ),%
                                                                         Y : σ(圧縮応力),MPa
                               図1−代表的な圧縮応力−ひずみ曲線

――――― [JIS K 7181 pdf 6] ―――――

                                                                                              5
                                                                                   K 7181 : 2011

4 原理

  試験片が破壊に至るまで,又は力若しくは圧縮変形量があらかじめ定めた値に達するまで,試験片を主
軸に沿って一定の速度で圧縮したときに,試験片が受ける力を測定する。

5 装置

5.1 試験機

5.1.1  一般
  試験機は,JIS K 6272に適合し,次の5.1.25.1.5に示す仕様を満足するものとする。
5.1.2  試験速度
  試験機は,表1で規定する試験速度(JIS K 6272)を維持できるものとする。その他の試験速度を用い
る場合,試験速度が20 mm/min未満では,許容差を±20 %以内に,20 mm/min以上では,許容差を±10 %
以内に維持できるものとする。
                                       表1−推奨試験速度
                               試験速度v                許容差
                                mm/min                    %
                                   1                     ±20
                                   2                     ±20
                                   5                     ±20
                                  10                     ±20
                                  20                     ±10 a)
                        注a) この値は,JIS K 6272に示されたものより小さい。
  試験速度の立ち上がり応答性,試験片の設置状態及び試験機のコンプライアンス(加えた力に対する試
験機自体の変形)は,圧縮応力−ひずみ曲線の初期部が曲線となる現象に影響を及ぼす。この影響は,9.4
及び9.6に規定する方法によって避けることができる。
5.1.3  圧縮試験ジグ
  試験片に力を負荷する加圧板は,焼入れ鋼製で,0.025 mm以内の平面度(JIS B 0182)に研磨した互い
に平行な2枚の板からなり,力の作用軸に対して垂直で,その傾きが1 : 1 000以内となるように設置する。
必要な場合は,自動調心装置を使用する。
5.1.4  力指示計
  力指示計は,試験片に加わる全圧縮力を指示できる機構をもつものとする。この機構は,規定の試験速
度で実質的に慣性による遅れがなく,測定値の±1 %又はそれと同等以上の精度で力を指示するものでな
ければならない。
    注記 試験片のずれ,傾きなどによって生じる横方向にかかる力を補償するために,円環状にひずみ
          ゲージを配置する場合がある(9.3参照)。
5.1.5  変位計
  変位計は,試験片の適切な部分の長さの相対的な変化を測定できる機構をもつものとする。圧縮ひずみ
εを測定する場合,この長さは,標線間距離となる。一方,圧縮呼びひずみεcの場合は,圧縮試験ジグと
試験片との接触面間の距離となる。変位計を用いてその距離を自動的に記録することが望ましいが,必須
ではない。

――――― [JIS K 7181 pdf 7] ―――――

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  この装置は,規定の試験速度において,実質的な慣性遅れがないものでなければならない。A形の試験
片(表2参照)を用いて圧縮弾性率を測定する場合には,変位計は,測定に関わるひずみ間隔の±1 %以
上の精度がなければならない。これは,標線間距離が50 mmでひずみ間隔を0.2 %とすると,圧縮弾性率
の測定の場合の±1 μmに相当する。
  変位計を試験片に取り付けるときは,試験片に与える変形又は損傷を最小限にするよう注意しなければ
ならない。変位計と試験片との間で滑らないようにすることも重要である。
  試験片に縦方向のひずみゲージを取り付けてもよいが,その精度は,測定に関わるひずみ間隔の1 %又
はそれ以上でなければならない。これは,弾性率の測定の場合,2.0×10−5のひずみ精度に相当する。ゲー
ジ,試験片表面の処理方法及び接着剤は,試験条件下で材料に対して十分な性能を発揮することを確認し
てから選定しなければならない。
    注記 試験片の僅かな設置のずれ及び反りによって,互いに反対側となる試験片の面間でひずみに差
          が生じて,低ひずみ領域で誤差が発生する場合がある。このような場合には,ひずみ測定法を
          用いて,試験片で,反対側の二つの面に発生するひずみを平均化する方法がある。座屈及び曲
          がりを早く検出するために,反対側の二つの面のひずみを平均化する装置を用いないで,試験
          片の両面でひずみゲージを使って別々にデータを採取することがある。

5.2 試験片寸法の測定装置

5.2.1  硬質材料
  硬質材料の場合,厚さ,幅及び長さの測定は,0.01 mm以下まで読み取れるマイクロメータ又はそれと
同等の測定精度をもつ測定器を用いる。
  測定子先端の寸法及び形状は,試験片に適したものであって,試験片に寸法が変わるような力が加わる
ものであってはならない。
5.2.2  半硬質材料
  半硬質の場合,厚さの測定は,測定圧力が20 kPa±3 kPaの円板測定子をもち,0.01 mm以下まで読み取
れるマイクロメータ又はそれと同等の測定精度をもつ測定器を用いる。

6 試験片

6.1 形状及び寸法

6.1.1  一般
  試験片は,角柱,円柱又は管状で,試験中に座屈しない寸法とする。
  座屈しない条件としては,次の式(1)の不等式を満足しなければならない。
                             ≦
                             4.0 x2   (1)
                          c
                                 l2
                      ここに,        εc* :  試験中の最大圧縮呼びひずみで,無次元比で表す
                                        l :  圧縮力の軸に対して平行に測った試験片の長さ
                                       x :  試験片の形状によって,円柱では直径,管では外径,
                                             又は角柱では厚さ(断面の短い方)
  式(1)は,附属書Bから導いた。
  圧縮弾性率Ecを測定する場合,x/l>0.08となることが望ましい。
  一般の圧縮試験を実施するときは,x/l≧0.4となることが望ましい。これは,式(1)において,最大圧縮
ひずみ約6 %に相当する。

――――― [JIS K 7181 pdf 8] ―――――

                                                                                              7
                                                                                   K 7181 : 2011
  式(1)は,試験される材料が線形の圧縮応力−ひずみ挙動を示すものとして導かれた。材料の圧縮ひずみ
と延性とが大きくなるのに応じて,線形から外れてくる。この場合,εc*の値は,試験で用いる最大ひずみ
の2倍3倍高めに設定し,式(1)から座屈しないx/lの範囲を求めなければならない。
    注記 圧縮弾性率Ecは,圧縮ひずみが0.05 %0.25 %の範囲で測定するので,式(1)の最大圧縮ひずみ
          に0.002 5を代入することによって,x/l>0.08が得られる。
6.1.2  推奨試験片
  推奨試験片の寸法を,表2に示す。
                                     表2−推奨試験片の寸法
                                                                        単位 mm
                試験片    測定項目       長さ l          幅b           厚さ h
                 A形     圧縮弾性率      50±2
                                                        10±0.2        4±0.2
                 B形      圧縮強さ       10±0.2
  試験片は,JIS K 7139に規定する多目的試験片から切り取って作製したものが望ましい。
    注記 推奨試験片の長さは,試験結果に影響を及ぼす座屈を防止するように決められている。
  試験材料の量が少ないため,又はそれが成形品で寸法の制約を受けて推奨試験片を使用できないときに
は,附属書Aに示す2種類の小形試験片を使用する。

6.2 試験片の作製

6.2.1  成形用及び押出用コンパウンド
  成形用及び押出用コンパウンドから試験片を作製する場合は,関連する材料規格によって調製する。材
料規格がなく,受渡当事者間の協定もない場合には,試験片は,JIS K 7151,JIS K 7152-1,JIS K 7154-1,
又はISO 295の中の適切な規格によって,材料から直接圧縮成形するか,又は射出成形する。
6.2.2  板
  板から試験片を作製する場合は,JIS K 7144によって,機械加工しなければならない。
6.2.3  機械加工
  全ての機械加工は,平滑な表面が得られるように注意深く行う。特に,端面は,平滑,平たん,平行で,
縁は鋭く,きれいに機械加工しなければならない。また,試験片の端面は,その長軸に対して0.025 mm
以内の直角度(JIS B 0182)をもつものとする。
  試験片の両端面の機械加工には,旋盤又はフライス盤の使用を推奨する。
6.2.4  標線
  光学装置を用いて変位を測定する場合は,標線間距離を示すために試験片上に標線を付ける必要がある。
個々の標線は,中心点からほぼ等距離とし,標線間の距離は,±1 %又はそれ以上の精度で測定しなけれ
ばならない。
  引っかいたり,穴をあけたり又は刻印を押したりして,試験片にきずを付けるような方法で標線を付け
てはならない。標線は,試験材料に影響を及ぼさないことが保証されている材料で描き,その線は,可能
な限り細くする。

6.3 試験片の検査

  試験片は,ねじれがなく,その表裏及び端面にきず,穴,ひけ,ばりなど試験結果に影響を及ぼすよう
な目に見える欠陥があってはならない。加圧板に接する面は,互いに平行で,かつ,長軸方向に対して直
角でなければならない。

――――― [JIS K 7181 pdf 9] ―――――

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  試験片の縁が真っすぐで,直角で平らな面であることを目視検査で確認し,更にマイクロメータを用い
て,要求項目に適合することを確認しなければならない。
  測定又は目視によって,これらの要求の中の一つ以上の項目に適合しない試験片は,取り替えるか,又
は試験前に適切な大きさ及び形状に機械加工しなければならない。
    注記 射出成形した試験片には,離型しやすくするため,普通,1°2°の間の抜き勾配をつけてい
          る。このため,成形された試験片の側面は,完全には平行ではない。

6.4 異方性材料

  異方性材料の場合,製品(射出成形品,板,管など)が実際に受ける力の方向が分かれば,可能な限り,
方向が一致するように試験片を採取する。
  製品の大きさと試験片の寸法との関係から,推奨試験片が使用できるか否かを決める。推奨試験片が作
製できない場合は,6.1によって表2以外の試験片の寸法を選択する。試験片の配向状態及び寸法は,試
験結果に非常に大きな影響を及ぼすので,試験片は,よく注意して選択する。
  試験片の二つの主軸方向で圧縮特性が著しく異なる材料は,2方向で試験しなければならない。想定し
た用途が,二つの主軸方向以外の特定方向で圧縮応力を受けるような場合は,その方向で試験を行うこと
が望ましい。
  試験片が使用時に受ける力の方向と主軸方向との関係を記録する。

7 試験片の数

  試験片の数は,次による。
a) 等方性材料の場合には,少なくとも5個を試験する。
b) 異方性材料の場合には,主軸方向に対して直角及び平行方向それぞれについて,少なくとも5個を試
    験する。
c) 明らかに欠陥で破壊した試験片の結果は破棄し,別の試験片を用いて試験する。

8 状態調節

  試験片は,それぞれの材料規格に定められた方法によって状態調節を行う。特に規定がなく,受渡当事
者間の協定もない場合には,JIS K 7100の最も適切な条件(3級は除く。)で行う。
  推奨条件は,温度23 ℃,相対湿度50 %である。ただし,圧縮特性が湿度に対して敏感でない材料の場
合は,湿度制御を行う必要はない。

9 手順

9.1 試験雰囲気

  JIS K 7100に規定された標準雰囲気下(3級は除く。)で試験を実施する。この場合,この試験条件と状
態調節の条件とは同一条件であることが望ましい。

9.2 試験片寸法の測定

  試験片の幅,厚さ及び直径は,長さ方向に沿って3か所で測定し,断面積の平均値を算出する。
  試験片の寸法は,1 %の正確さで測定する。

9.3 試験片の装着

  試験片を加圧板の間に置き,試験片と加圧板との中心を合わせる。試験片の圧縮面は,加圧板面に平行
であることを確認し,加圧板面に接した状態になるように加圧板の位置を調整する。

――――― [JIS K 7181 pdf 10] ―――――

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