JP2879245B2 - 動的粘弾性測定方法 - Google Patents
動的粘弾性測定方法Info
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- JP2879245B2 JP2879245B2 JP13702290A JP13702290A JP2879245B2 JP 2879245 B2 JP2879245 B2 JP 2879245B2 JP 13702290 A JP13702290 A JP 13702290A JP 13702290 A JP13702290 A JP 13702290A JP 2879245 B2 JP2879245 B2 JP 2879245B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ゴムなどの粘弾性体の動的粘弾性特性を精
度よく測定する方法に関する。
度よく測定する方法に関する。
ゴムなどの粘弾性体の動的粘弾性特性を測定する方法
として、柱状の試験片に伸長振動歪みを与えて測定する
方法（例えば、東洋ボールドウイン社製、バイブロンDD
V II）がある。この測定方法は、試験片の両端をチャッ
クで把持して一定長伸ばすことにより初期歪みを与え、
この初期歪みを与えた状態を基準にして、所定周波数の
振動歪みを±方向に与えたときに発生する応力変化を測
定することにより行われる。一方、カーボン配合のゴム
は測定時の初期歪と振動歪によって動的粘弾性が大きく
変わるという特性がある。例えば、第４図に示すよう
に、初期歪が大きくなるにしたがってゴムのtan δは小
さくなる傾向にある。
として、柱状の試験片に伸長振動歪みを与えて測定する
方法（例えば、東洋ボールドウイン社製、バイブロンDD
V II）がある。この測定方法は、試験片の両端をチャッ
クで把持して一定長伸ばすことにより初期歪みを与え、
この初期歪みを与えた状態を基準にして、所定周波数の
振動歪みを±方向に与えたときに発生する応力変化を測
定することにより行われる。一方、カーボン配合のゴム
は測定時の初期歪と振動歪によって動的粘弾性が大きく
変わるという特性がある。例えば、第４図に示すよう
に、初期歪が大きくなるにしたがってゴムのtan δは小
さくなる傾向にある。
ところが、従来の粘弾性測定装置では、上述した初期
歪みが試験片に正確に与えられていない場合があり、測
定データの精度が低下するという問題があった。その原
因を調べて見ると、次のような理由によるものであっ
た。すなわち、試験片に初期歪みをセットするときは、
第３図（ａ）に示すように、間隔Ｌに設定された一対の
チャック13a,14aに試験片TPの両端を把持させ、次い
て、一方のチャック14aを一点鎖線で示す位置までΔＬ
だけ移動させて初期歪みを与える。すなわち、歪み率Δ
L/Lの初期歪みを与えることになる。ところが、粘弾性
体からなる試験片は、両端部をチャック13a,14aで把持
すると、第３図（ｂ）で示すように、チャックの把持圧
力によって厚みが薄くなった分だけ内側に押し出されて
屈曲した状態になる。但し、図は誇張して描かれてお
り、目視では、ほとんど屈曲はわからないのが一般的で
ある。このような屈曲状態を０点としてΔＬだけチャッ
クを移動させても、０点におけるＬの値が真の初期長さ
になっていないため試験片に所望する初期歪みを付与す
ることができないことになっていたのである。
歪みが試験片に正確に与えられていない場合があり、測
定データの精度が低下するという問題があった。その原
因を調べて見ると、次のような理由によるものであっ
た。すなわち、試験片に初期歪みをセットするときは、
第３図（ａ）に示すように、間隔Ｌに設定された一対の
チャック13a,14aに試験片TPの両端を把持させ、次い
て、一方のチャック14aを一点鎖線で示す位置までΔＬ
だけ移動させて初期歪みを与える。すなわち、歪み率Δ
L/Lの初期歪みを与えることになる。ところが、粘弾性
体からなる試験片は、両端部をチャック13a,14aで把持
すると、第３図（ｂ）で示すように、チャックの把持圧
力によって厚みが薄くなった分だけ内側に押し出されて
屈曲した状態になる。但し、図は誇張して描かれてお
り、目視では、ほとんど屈曲はわからないのが一般的で
ある。このような屈曲状態を０点としてΔＬだけチャッ
クを移動させても、０点におけるＬの値が真の初期長さ
になっていないため試験片に所望する初期歪みを付与す
ることができないことになっていたのである。
本発明は、かかる従来の問題点を解消するためになさ
れたものであり、ゴムなどの粘弾性体の動的粘弾性特性
を測定するに際し、試験片に精度の高い初期歪みを設定
することができる動的粘弾性測定方法を提供することに
ある。
れたものであり、ゴムなどの粘弾性体の動的粘弾性特性
を測定するに際し、試験片に精度の高い初期歪みを設定
することができる動的粘弾性測定方法を提供することに
ある。
すなわち、本発明の動的粘弾性測定方法は、粘弾性体
からなる試験片の両端をそれぞれチャックで把持し、該
両チャックを互いに離れる方向に相対移動させて所定の
初期歪みを与え、この初期歪みを基準点にして所定周波
数の振動歪みを与えることにより動的粘弾性特性を測定
する方法において、前記チャックの少なくとも一方に該
チャックに負荷される引っ張り荷重を検出する力検出部
を設け、前記両チャックに試験片を把持したあと、相対
移動させるとき発生する前記荷重の変化を連続的に検出
し、その検出値が−から＋へ変化する０点を基準にし
て、前記試験片の初期長さを設定すると共に、さらに所
定の初期歪みになるまで伸長させることを特徴とするも
のである。
からなる試験片の両端をそれぞれチャックで把持し、該
両チャックを互いに離れる方向に相対移動させて所定の
初期歪みを与え、この初期歪みを基準点にして所定周波
数の振動歪みを与えることにより動的粘弾性特性を測定
する方法において、前記チャックの少なくとも一方に該
チャックに負荷される引っ張り荷重を検出する力検出部
を設け、前記両チャックに試験片を把持したあと、相対
移動させるとき発生する前記荷重の変化を連続的に検出
し、その検出値が−から＋へ変化する０点を基準にし
て、前記試験片の初期長さを設定すると共に、さらに所
定の初期歪みになるまで伸長させることを特徴とするも
のである。
上記のように、試験片に発生する応力を力検出部によ
って監視することによって応力が０になる時点を検出
し、それを基点として試験片の初期長の設定や初期歪み
の付与を行うから、非常に精度の高い初期歪みが設定で
きるようになる。
って監視することによって応力が０になる時点を検出
し、それを基点として試験片の初期長の設定や初期歪み
の付与を行うから、非常に精度の高い初期歪みが設定で
きるようになる。
以下、本発明の方法を、この方法を実施する動的粘弾
性測定装置を参照して説明する。
性測定装置を参照して説明する。
この動的粘弾性測定装置は、第１図に示すように、ゴ
ムなどの粘弾性体からなる試験片TPの測定本体となる粘
弾性測定部１と、これに付属するサーモコントロールユ
ニット２、アナログユニット３、インターフェイスユニ
ット４、CRTディスプレイ６、コンピュータ７、プリン
ター８などとによって構成されている。
ムなどの粘弾性体からなる試験片TPの測定本体となる粘
弾性測定部１と、これに付属するサーモコントロールユ
ニット２、アナログユニット３、インターフェイスユニ
ット４、CRTディスプレイ６、コンピュータ７、プリン
ター８などとによって構成されている。
粘弾性測定部１は、架台10上の一端に電動加振器11を
設置し、他方の一端に力検出部19を配設している。この
電動加振器11に取り付けられたシャフト13と力検出器19
に取り付けられたシャフト14との間にチャック13a,14a
を介して試験片TPの両端が把持されるようになってい
る。力検出器19に取り付けられたねじ軸20は、試験片TP
を図の右側に伸長させることにより初期歪みを付与する
ものであり、正・逆回転することにより図において右方
向あるいは左方向に移動する。ねじ軸20の回転は歯車2
1,22を介してサーボモータ23によって行われる。また、
力検出器19は、チャック14aに負荷される荷重、即ち、
試験片TPに生ずる応力も検出する作用を行う。
設置し、他方の一端に力検出部19を配設している。この
電動加振器11に取り付けられたシャフト13と力検出器19
に取り付けられたシャフト14との間にチャック13a,14a
を介して試験片TPの両端が把持されるようになってい
る。力検出器19に取り付けられたねじ軸20は、試験片TP
を図の右側に伸長させることにより初期歪みを付与する
ものであり、正・逆回転することにより図において右方
向あるいは左方向に移動する。ねじ軸20の回転は歯車2
1,22を介してサーボモータ23によって行われる。また、
力検出器19は、チャック14aに負荷される荷重、即ち、
試験片TPに生ずる応力も検出する作用を行う。
一方、電動加振器11は、所定の周波数と振幅をシャフ
ト13を図の矢印のように振動させ、上記のように、初期
歪みを与えられた試験片TPに伸長振動歪み（動的歪み）
を付与する。この伸長振動歪みは、シャフト13の端部に
固定した発光素子12aに対峙させた光学式歪み検出器12
によって読み取るようになっている。
ト13を図の矢印のように振動させ、上記のように、初期
歪みを与えられた試験片TPに伸長振動歪み（動的歪み）
を付与する。この伸長振動歪みは、シャフト13の端部に
固定した発光素子12aに対峙させた光学式歪み検出器12
によって読み取るようになっている。
上述したようにセットされた試験片TPは、恒温槽15内
に配置され、一定の温度条件で測定されるようになって
いる。恒温槽15は混合気体温度制御装置９によって温度
制御された空気と窒素の混合気体がパイプ17より噴出
し、試験片TPに温度を加える。恒温槽15の温度は、温度
センサ18によって検出され、また、温度制御に用いられ
る。
に配置され、一定の温度条件で測定されるようになって
いる。恒温槽15は混合気体温度制御装置９によって温度
制御された空気と窒素の混合気体がパイプ17より噴出
し、試験片TPに温度を加える。恒温槽15の温度は、温度
センサ18によって検出され、また、温度制御に用いられ
る。
図において、試験片TPに発生する応力は、チャック14
a側に設けた力検出器19によって検出される。その検出
値は、アナログユニット３、インターフェイスユニット
４を介してコンピュータ７に伝達されるようになってい
る。
a側に設けた力検出器19によって検出される。その検出
値は、アナログユニット３、インターフェイスユニット
４を介してコンピュータ７に伝達されるようになってい
る。
先ず、測定開始に当たり、試験片TPをチャック13a,14
aに装着すると、二つのチャック13a,14aに両端を把持さ
れた試験片TPは、その直後は、両端部を圧縮された分だ
け内側に押し出され、第２図（ａ）のように屈曲状態に
なる。但し、図は、誇張して描かれており、目視では、
ほとんど屈曲が分からないのが、一般的である。この第
２図（ａ）の状態では、試験片TPは圧縮応力が生じてい
るので、力検出器19には、マイナス（−）の荷重が検出
される。次いで、所定の初期歪みを与えるため、サーボ
モータ23を駆動して、チャック14aを図の右側に移動す
ると、試験片TPは圧縮状態からｌだけ伸ばされた位置で
伸長状態に切り替わるので、力検出器19の検出値はマイ
ナス（−）から０を経てプラス（＋）に変化する。この
荷重が０になった時点の二つのチャック13a,14a間の距
離Ｌ＋ｌが、歪みを受けていない試験片TPの初期長さと
してコンピュータ７に読み取られるようになる（第２図
（ｂ）参照）。この０点からさらにチャック14aが移動
すると、試験片TPには、伸長が与えられるように変化
し、力検出器19の検出値はプラスになる。そして、所定
の初期歪み率（ΔL/L）に相当する（Ｌ＋ｌ）×ΔL/Lだ
けチャック14aを移動させた時点で停止させる（第２図
（ｃ）参照）。こうすることにより試験片TPに所望の初
期歪みが精度よく付与される。上記一連の操作はコンピ
ュータ７によって制御される。
aに装着すると、二つのチャック13a,14aに両端を把持さ
れた試験片TPは、その直後は、両端部を圧縮された分だ
け内側に押し出され、第２図（ａ）のように屈曲状態に
なる。但し、図は、誇張して描かれており、目視では、
ほとんど屈曲が分からないのが、一般的である。この第
２図（ａ）の状態では、試験片TPは圧縮応力が生じてい
るので、力検出器19には、マイナス（−）の荷重が検出
される。次いで、所定の初期歪みを与えるため、サーボ
モータ23を駆動して、チャック14aを図の右側に移動す
ると、試験片TPは圧縮状態からｌだけ伸ばされた位置で
伸長状態に切り替わるので、力検出器19の検出値はマイ
ナス（−）から０を経てプラス（＋）に変化する。この
荷重が０になった時点の二つのチャック13a,14a間の距
離Ｌ＋ｌが、歪みを受けていない試験片TPの初期長さと
してコンピュータ７に読み取られるようになる（第２図
（ｂ）参照）。この０点からさらにチャック14aが移動
すると、試験片TPには、伸長が与えられるように変化
し、力検出器19の検出値はプラスになる。そして、所定
の初期歪み率（ΔL/L）に相当する（Ｌ＋ｌ）×ΔL/Lだ
けチャック14aを移動させた時点で停止させる（第２図
（ｃ）参照）。こうすることにより試験片TPに所望の初
期歪みが精度よく付与される。上記一連の操作はコンピ
ュータ７によって制御される。
上記のように、初期歪みがセットされると、次に電動
加振器11が作動して試験片TPに振動歪みが付与される。
加振器11が作動して試験片TPに振動歪みが付与される。
前述したように、コンピュータ７には、インターフェ
イスユニット４を介してアナログユニット３、サーモコ
ントロールユニット２、振幅制御回路５などが接続され
ている。したがって、コンピュータ７に入力された測定
条件にしたがってアナログユニット３を介してサーボモ
ータ17と電動加振器11が駆動されて測定が行われる。ま
た、サーモコントロールユニット２を介して所定の測定
温度が維持される。
イスユニット４を介してアナログユニット３、サーモコ
ントロールユニット２、振幅制御回路５などが接続され
ている。したがって、コンピュータ７に入力された測定
条件にしたがってアナログユニット３を介してサーボモ
ータ17と電動加振器11が駆動されて測定が行われる。ま
た、サーモコントロールユニット２を介して所定の測定
温度が維持される。
力検出器12で検出されたデータは、アナログユニット
３、インターフェイスユニット４を経てコンピュータ７
に入力され、そこで、動的粘弾性率Ｅ′、動的粘弾係数
Ｅ″、損失正接tan δなどの動的粘弾性特性が演算され
たのち、CRTディスプレイ６やプリンター８に出力され
る。
３、インターフェイスユニット４を経てコンピュータ７
に入力され、そこで、動的粘弾性率Ｅ′、動的粘弾係数
Ｅ″、損失正接tan δなどの動的粘弾性特性が演算され
たのち、CRTディスプレイ６やプリンター８に出力され
る。
上記のように、本発明に、ゴムなどの粘弾性体からな
る試験片の動的粘弾性特性を測定する方法において、試
験片の両端を把持する前記チャックの少なくとも一方に
該チャックに負荷される引っ張り荷重を検出する力検出
部を設け、前記両チャックに試験片を把持したあと、相
対移動させるとき発生する前記荷重の変化を連続的に検
出し、その検出値が−から＋へ変化する０点を基準にし
て、前記試験片の初期長さを設定すると共に、さらに所
定の初期歪みになるまで伸長させるようにしたから、前
記試験片に精度の高い初期歪みを設定することができ、
ゴムなどの粘弾性体の動的粘弾性特性を精度よく測定す
ることができる。
る試験片の動的粘弾性特性を測定する方法において、試
験片の両端を把持する前記チャックの少なくとも一方に
該チャックに負荷される引っ張り荷重を検出する力検出
部を設け、前記両チャックに試験片を把持したあと、相
対移動させるとき発生する前記荷重の変化を連続的に検
出し、その検出値が−から＋へ変化する０点を基準にし
て、前記試験片の初期長さを設定すると共に、さらに所
定の初期歪みになるまで伸長させるようにしたから、前
記試験片に精度の高い初期歪みを設定することができ、
ゴムなどの粘弾性体の動的粘弾性特性を精度よく測定す
ることができる。
第１図は本発明の方法を行う動的粘弾性測定装置の説明
図、第２図（ａ）〜（ｃ）は本発明の方法によって試験
片に初期歪みを付与する様子を示す説明図、第３図
（ａ），（ｂ）は従来の初期歪み付与方法を示す説明
図、第４図は振幅歪とtan δとの関係を示す図である。 11……電動加振器、19……力検出器、20……ねじ軸、23
……サーボモータ、13a,14a……チャック、TP……試験
片。
図、第２図（ａ）〜（ｃ）は本発明の方法によって試験
片に初期歪みを付与する様子を示す説明図、第３図
（ａ），（ｂ）は従来の初期歪み付与方法を示す説明
図、第４図は振幅歪とtan δとの関係を示す図である。 11……電動加振器、19……力検出器、20……ねじ軸、23
……サーボモータ、13a,14a……チャック、TP……試験
片。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石田 勝己 東京都北区滝野川５―15―４ 株式会社 東洋精機製作所内 (56)参考文献 特開 昭55−156835（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01N 19/00 G01N 3/00 - 3/62
Claims (1)
- 【請求項１】粘弾性体からなる試験片の両端をそれぞれ
チャックで把持し、該両チャックを互いに離れる方向に
相対移動させて所定の初期歪みを与え、この初期歪みを
基準点にして所定周波数の振動歪みを与えることにより
動的粘弾性特性を測定する方法において、前記チャック
の少なくとも一方に該チャックに負荷される引っ張り荷
重を検出する力検出部を設け、前記両チャックに試験片
を把持したあと、相対移動させるとき発生する前記荷重
の変化を連続的に検出し、その検出値が−から＋へ変化
する０点を基準にして、前記試験片の初期長さを制定す
ると共に、さらに所定の初期歪みになるまで伸長させる
動的粘弾性測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13702290A JP2879245B2 (ja) | 1990-05-29 | 1990-05-29 | 動的粘弾性測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13702290A JP2879245B2 (ja) | 1990-05-29 | 1990-05-29 | 動的粘弾性測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0431743A JPH0431743A (ja) | 1992-02-03 |
| JP2879245B2 true JP2879245B2 (ja) | 1999-04-05 |
Family
ID=15189010
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13702290A Expired - Lifetime JP2879245B2 (ja) | 1990-05-29 | 1990-05-29 | 動的粘弾性測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2879245B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008275494A (ja) * | 2007-05-01 | 2008-11-13 | Toshiba Corp | 潤滑剤および粘稠性物質の劣化診断方法およびその診断装置 |
-
1990
- 1990-05-29 JP JP13702290A patent/JP2879245B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0431743A (ja) | 1992-02-03 |
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