ゴムの引裂試験

～試験片の種類と引裂き強さの求め方～

試験片の準備

引裂試験は、試験片が引き裂かれ破断する応力集中をわざと起こして引裂強さを求める試験です。

試験を行う前には、試験片をあらかじめ状態調節しておく必要があります。以下条件に従い状態調節を行います。

状態調節の方法

状態調節方法はJISK6250に則ります。以下6つについて認識しておく必要があります。

  • 試験片の採取・作製前の試料及び状態調節前の試験片の保管は、熱、光などの保管する環境による劣化の影響及び重ね合わせによる汚染の影響を受けないようにする。
  • 加硫ゴム及び熱可塑性ゴムの試験は、加硫または成形後少なくとも16時間経過してから行う。
  • 試験室で加硫または成形した試料及び試験片の試験までの保管期間は、加硫または成形してから4週間以内にする。比較試験をする場合は、保管期間を合わせたほうが良い。
  • 製品の試験を行う場合、製品を製造してから3か月以内又は入手から2か月以内が良い。
  • 温度規定の試験の場合、試験片は試験室の標準温度に3時間以上静置し状態調節する。
  • 温度及び湿度既定の場合、試験片は試験室の標準温度に16時間以上静置し状態調節する。

ダンベルの種類

引裂試験の試験片形状はJISK6252に規格されています。

試験片は5種類あり、クレセント形、切り込みありアングル形、切り込みなしアングル形、トラウザ形、デルフト形です。各試験片は主にゴムシートの列理(グレーン)の直角に採取します。

どの試験片も応力集中が起きゴムが引き裂けるようになってはいますが、試験片形状が異なる場合においては、必ずしも同じ引き裂き強さは得られるとは限らないため、比較試験の場合は同形状を選択する必要があります。

試験片形状の内、わざと切れ目を入れるものについては注意しなくてはなりません。切れ目は試験の精度に大きく関わるため、正確に同じ長さに切れ目を入れましょう。

JISには、以下のように定められています。

引裂ダンベル試験片例

クレセント形試験片

試験片のくぼみの中央に試験片の主軸と直角方向に長さ1.0±0.2mmの切り込みを入れる。

切込みはかみそりあるいは鋭利なカッターで、試験片の厚さ方向に対し平行に入れなければならない。

 

切込みありアングル形試験片

試験片の内角頂点に試験片の主軸と直角方向に長さ1.0±0.2mmの切り込みを入れる。

切込みはかみそりあるいは鋭利なカッターで、試験片の厚さ方向に対し平行に入れなければならない。

トラウザ形試験片

試験片の短辺部の中央に、長辺部と平行に40±5mmの切り込みを入れる。

切込み最後の約1mmはかみそりあるいは鋭利なカッターで、試験片の厚さ方向に対し平行に入れなければならない。

 

デルフト形試験片

試験片の長辺部と短辺部の中心に短辺部と平行に長さ5.0±0.1mmの切り込みを入れる。

切込みは打ち抜き型に設けた刃で、試験片の厚さ方向に対し平行に入れなければならない。

試験方法と結果の求め方

引裂試験には引張試験機が用いられます。

試験片の端部をつかみ一定速度で引っ張ることのできる装置です。試験結果についてはダンベル端部をつかみ一定速度で引っ張った時、ゴムが破断した時の引き裂かれた強度を評価します。

試験については条件が決められており以下の通りです。

試験速度

  1. トラウザ形試験片：100±10mm/min
  2. トラウザ形以外の試験片：500±50mm/min

試験数

  1. デルフト形試験片：同一方向3個以上
  2. デルフト形以外の試験片：同一方向5個以上

 

ゴムの引裂強さは以下の式により求めます。得られた引裂強さは中央値をJISZ8401に則り丸目の幅0.1で表します。

 

①クレセント形、アングル形、トラウザ形試験片

式1-1

TR：引裂強さ(N/mm)　 t：試験片の厚さ(mm)

F：クレセント形,アングル形試験片の場合は最大引裂力

　   トラウザ形の場合はJISK6274に従い求めた引裂力

 

 

 

②デルフト形試験片

式2-1

F0：引裂強さ(N)　 8：断面積(mm²)

b：切込み外側の幅(mm)　t：試験片の厚さ(mm)

オートグラフ写真

参照：

JISK6252 書籍『ゴム試験法』

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