ASTM D256 プラスチックのノッチアイゾット衝撃試験
ASTM D256規格ではアイゾット法を使用したプラスチックの振り子衝撃強さを評価するための衝撃試験について記載しています。.ASTMでは、プラスチックの振り子衝撃強さは通常 ASTM D256に準拠したアイゾット試験によって評価されます。曲げ衝撃応力は、片側を掴んだノッチ試験片に加えられます。試験結果は、試験片の厚さに関連するエネルギー吸収として表示されます。
アイゾット衝撃試験は、またISO 180及びASTM D4508にも記載されてます。
目的＆アプリケーション メソッドA～E 試験片と寸法 試験の実行 動画 その他の関連規格 アイゾットとシャルピーの違い 衝撃強さの計算 試験システム FAQ
ASTM D256 - 様々な試験法をカバーした規格
ASTM D256のアイゾットノッチ衝撃試験は、衝撃応力から生じる挙動を特徴づけるためにすべてのプラスチックで実施されています。曲げ衝撃応力は、片側をつかんだノッチのある試験片に加えられます。試験結果は、試験片の厚さに関連するエネルギー吸収として表示されます。
この規格は、ポリマー材料のノッチ感度を試験するためのさまざまな手順、ノッチサイズ、およびノッチ配置を記載しています。
- メソッド Aは、アイゾットノッチ衝撃強度が27 J/m以上のプラスチックに使用されます。. この場合、0.25mmのノッチ半径が使用されます。 結果は、衝撃後の振り子ハンマーの上昇の高さから直接計算されます。
- メソッド Cは、アイゾットノッチ衝撃強度が27 J/m未満の非常に脆いプラスチック材料に使用されます。 これはメソッドAに対応していますが、測定された衝撃エネルギーは、試験片の計算された遠心力の量によって補正されます。
- メソッド Dは、ポリマー材料のノッチ感度を特徴づけるために使用されます。 ここでは、異なるノッチ半径の試験片でノッチ衝撃強さを測定し、ノッチ半径全体の線形勾配としてノッチ感度を計算します。
- メソッド Eは、ノッチのない試験片の衝撃強度を推定するために使用されます この方法では、ノッチが衝撃の方向と反対に配置されるように、試験片を180°回転させてグリップします。 試験結果は、ノッチのない試験片の試験と条件付きでのみ比較できます。
ASTM D256 試験片と寸法
ASTM D256に準拠した試験片の外寸は、長さ2.5インチ（63.5 mm）、高さ0.5インチ（12.5 mm）に指定されています。 射出成形された試験片の幅は、0.118インチ（3.0 mm）から0.5インチ（12.5 mm）の間ですが、幅が1/8インチ（3.2 mm）または1/4インチ（6.35 mm）の試験片が一般的です。 試験の詳細は、試験材料の仕様に記載されているか、関係者間で調整する必要があります。 コンポーネントから機械加工された試験片の場合、通常、コンポーネントの肉厚によって幅が決定されます。 より薄い肉厚から採取された試験片は、ASTMD1822の衝撃試験を使用して試験されます。
このメソッドにはノッチ衝撃強度測定が記述されているため、試験片にノッチを付ける必要があります。一般的に使用されるメソッドAの場合、半径0.25 mm、角度45°のノッチが試験片に機械加工され、ノッチの基部に0.40インチ（10.16 mm）の高さが残ります。ノッチ感度をメソッドDに従って測定する場合は、異なるノッチ半径で試験片を準備する必要があります。メソッドAによる標準のノッチに加えて、試験片は0.04インチ（1.0 mm）のノッチ半径で機械加工されます。ノッチの準備には、規格に準拠した単歯カッターを備えたZNO電動ノッチ切断機を使用できます。試験の量が少ない場合は、自動インフィード移動を備えた手動ノッチングプレーンをお勧めします。
試験では、ノッチが最大曲げモーメントの領域に正確に配置されることが重要です。したがって、試験片は高さストッパーを使用して配置されるか、衝撃治具に取付けたノッチアラインメントユニットによって正確かつ確実にポジショニングされます。
ASTM D256のノッチ曲げ衝撃試験を実施
ASTM D256のアイゾット衝撃試験では、一方の端にロッドとインパクターで構成され、もう一方の端に低摩擦ベアリングを取り付けた振り子ハンマーを備えた振り子衝撃試験機を使用します。
測定原理は、指定されたエネルギー容量と落下高さを備えた振り子ハンマーに基づいており、試験片を貫通すると運動エネルギーの一部が放出されます。その結果、振り子ハンマーは衝撃後に元の落下高さに戻りません。したがって、落下高さと上昇高さの測定された高さの差は、吸収されたエネルギーの尺度になります。落下高さを決定することにより、再現可能なひずみ速度で試験が実行されるように、衝撃速度も定義されます。
ASTM D256の標準振り子ハンマーは、610±2mmの指定された落下高さで2.7Jの初期位置エネルギーを持っています。 同じ落下高さで初期位置エネルギーを2倍にすることにより、追加のハンマーサイズが得られます。これにより、すべての振り子ハンマーで衝撃速度は約3.46m/sになります。
すべての振り子ハンマーは、初期位置エネルギーの85％までの衝撃エネルギーの測定に使用できます。ここで複数のハンマーサイズが使用できる場合は、それぞれのケースで最も軽い振り子ハンマーを選択する必要があります。
ノッチがグリップポイントの端、つまり最大曲げモーメントの領域に正確に配置されるように、試験片は指定された方向で端に立ってグリップされます。グリップ力が結果に影響を与える可能性があるため、空気圧によるグリップあるいは制御可能なグリップを推奨します。
この測定では、すべてのエネルギー損失が試験片に起因している事を意味しています。したがって、エラーのすべての外部ソースを最小化、修正、または完全に排除することが重要です。空気摩擦や振り子ハンマーの支点での摩擦により必然的に発生する摩擦損失については、厳密な仕様と定期的な校正でチェックされなければなりません。補正値が測定され、それぞれの振り子ハンマーに割り当てられます。安定した測定には、十分な装置重量と非常に安定した台、頑丈な壁にボルトで固定され、あるいは石積みのプラットフォームに振動の無い状態で振り子衝撃試験機を設置することが不可欠です。機器の内部振動は、設計により最小限に抑えられています。このため、ツビックローエルでは、一方向カーボン材料で作られたダブルロッドを備えた振り子ハンマーを使用しており、これは質量が非常に小さく、同時に振り子ロッドの最適な剛性を提供し、振動損失を最小限に抑えます。
アイゾットとシャルピー法の違い
どちらの方法も、結果が大きく相関するように、非常によく似た方法で材料の衝撃強度を特徴づけます。
- 試験片を垂直に配置するアイゾット試験方法は、通常、ASTM規格で使用されます。
- 3点曲げアレンジを使用する シャルピー衝撃試験は、ISO規格で推奨される方法です。
- 両方の方法とも、ノッチが衝撃によって引き起こされる試験片の曲げの引張ゾーンにあるように試験片が打たれるノッチ衝撃強度を測定するために使用されます。 アイゾット試験の場合、この引張ゾーンは振り子ハンマーの衝撃側にあり、シャルピー試験の場合は反対側にあります。
- シャルピー法は、振り子衝撃試験機の試験片の接触点が振り子ハンマーで打たれた点から比較的離れているため、低温での試験時にさまざまな利点を提供します。 ここでは、温度は試験エリアに配置されたサポートによって影響を受けたり、引き抜かれたりすることはなく、試験片は温度制御されたボックスから簡単に供給することができます。
衝撃強さの計算方法
従来のシャルピーまたはアイゾット衝撃試験では、振り子ハンマーが試験片に衝突したときに放出される衝撃エネルギーを測定します。このエネルギーは、振り子ハンマーのリリース高さと衝撃後の上昇高さの差から簡単に決定できます。ISO規格では、衝撃エネルギーは試験片の断面積に関連し、[kJ /m²]で示されますが、ASTM規格では、このエネルギーを試験片の厚さに関連付けて衝撃強度を示すのが一般的です。 たとえば、[ft lbf/in]の値。
ノッチ衝撃強さとは？
ノッチのない試験片を試験する場合、その結果は衝撃強度と呼ばれ、ノッチのある試験片で実施される試験は、ノッチ衝撃強度となります。
ASTM D256に関する試験は、testXpert試験ソフトウェアを使用すれば簡単に行うことができます。
ASTM D256の試験、つまり衝撃強さ試験、引張試験、曲げ試験、メルトフロー試験について、すべてをカバーする1つの試験ソフトウェアソリューションがあります。また、これらの試験から得られたすべてのデータを一緒に評価できます。
- testXpertとASTM D256の衝撃強さ試験をスムーズに統合するために、多くのインポートおよびエクスポートのオプションが提供されています。試験ソフトウェアは、他のシステムからデータを自動的に読み取ります。（例えば、ERPやLIMSなど）
- ASTM D256に基づく試験片寸法の測定もこのソフトウェアに統合されており、測定中、試験片の残りの幅、高さ、および幅が計測装置からtestXpertにボタン1つで転送されます。
- ASTM D256の衝撃強度試験、引張試験、曲げ試験、メルトフロー試験から得られたすべての特性値は、1つのデータベースに一元管理され、試験データは容易に検索、評価、再現できます。試験データは、どのアプリケーションでも簡単に見つけて評価し、再現できます。ウェブブラウザを使用してどこからでも簡単にアクセスできます。
- また、トレンド分析機能は品質仕様からの逸脱を迅速に検出するための簡単な品質管理チャート（SPC）を提供します。
ASTM D256に準拠したアイゾット衝撃強さに関するよくある質問
ASTM D256 はプラスチックおよび断熱材の衝撃強度を決定するための国際規格です。
ASTM D256規格ではアイゾット法を使用したプラスチックの衝撃強さとノッチ衝撃強さを評価するための衝撃試験について記載しています。アイゾット衝撃試験は、またISO 180及びASTM D4508にも記載されてます。
ASTM D256のアイゾット衝撃試験では、高ひずみ速度での衝撃強度とノッチ感度の特性値が、厚さに関連するエネルギー値の形式で生成されます。 試験は通常、ASTM D 618に準拠した23°/50％の通常の気候と相対湿度で実行されます。
これは、さまざまな成形材料の比較可能性の判断、製品受入れ検査と品質保証の範囲内での公差の監視、機械加工された試験片に基づく完成部品の試験、材料カードの作成、経年変化の測定に使用されます。
- ASTM D256のアイゾット衝撃試験では、高ひずみ速度での衝撃強度とノッチ感度の特性値が、厚さに関連するエネルギー値の形式で生成されます。
- ASTM D4812、ノッチのない試験片の衝撃強さを測定するためのアイゾット試験
- ASTM D4508, DIN 53435のダイナスタット衝撃試験に相当する、小さな試験片の測定用アイゾット試験（チップ衝撃）
- ISO 180では、衝撃とノッチ衝撃強さを決定するためのプラスチックのアイゾット衝撃試験について記載しています。 これは、断面積に対応したの形式で、高ひずみ速度での衝撃強度の特性値を決定します。
両方の試験法ともプラスチックの衝撃強さを特徴づけるものです。試験片を垂直に配置するアイゾット試験方法は、通常、ASTM規格で使用されます。3点曲げアレンジを使用するシャルピー法は、ISO規格で推奨される方法です。
両方の方法とも、ノッチが衝撃によって引き起こされる試験片の曲げの引張ゾーンにあるように試験片が打たれるノッチ衝撃強度を測定するために使用されます。
シャルピーとアイゾット衝撃試験では、振り子ハンマーが試験片を突き破ったときに放出される衝撃エネルギーを測定します。これは、振り子ハンマーの解放高さと衝撃後の上昇高さの差から決定できます。ISO規格では、衝撃エネルギーは試験片の断面積に関連し、[kJ /m²]で示されますが、ASTM規格では、を試験片の厚さに関連付けて衝撃強度を示すエネルギー、 たとえば、[ft lbf/in]の値です。