ISO 527-3 プラスチックフィルムの引張試験
プラスチックフィルムの引張試験は、フィルム包装業界だけでなく、セパレーターフィルムのバッテリー試験でも非常に重要です。
ISO 527-3は、厚さ 1 mm 未満のプラスチックフィルムおよびシートの引張特性を決定するための試験条件を規定しており、コンディショニング、試験手順、試験装置、結果など、ISO 527-1で規定されている一般原則に基づいています。
ISO 527-3に相当する ASTM は ASTM D882ですが、試験片の形状が異なるだけでなく、ひずみ測定の精度に対する要求も低いため、技術的に同等であるとは見なされません。
厚さ 1 mm を超えるプラスチックは、ISO 527-2 または ASTM D638 に従って試験されます。
特性値 セポアレーターフィルムの引張試験 試験片 試験の実行 & 試験装置 自動フィルム試験 ダウンロード 顧客事例 相談依頼
ISO 527-3 に準拠したバッテリー試験におけるセパレーターフィルムの引張試験
リチウムイオンバッテリーのセパレーターフィルムは、アノードとカソードを互いに分離して、電気的短絡を防止します。同時に、セパレーターは、電気化学セル内の回路を閉じるために必要なイオン化された電荷キャリアの流れを可能にします。
セラミックセパレーターとガラス繊維不織布に加えて、ポリマー膜が主に使用されます。 引張強さと破断時のひずみを確実に測定することで、動作時の機械的ストレス下でのセパレーターフィルムの完全性に関する情報が得られます。
セパレーターフィルムが厚いほど、アノードとカソードの接触を効率的かつ安全に防止できますが、フィルムが薄いほど、バッテリーの重量を減らしてエネルギー密度を向上させることができます。
試験に関しては、セパレーターの主な要件は、ISO 527-3 および に準拠した引張試験、および EN 14477、ASTM D5748、および ASTM F1306 に準拠した穿刺試験によってカバーされています。これらのテストは、現実的な機械的特性を実現するために、電解質が湿った状態でも実行されます。
特にバッテリー材料に関するこれらの規格のさらなる開発に積極的に関与することで、ZwickRoell のテスト方法が今後もすべての要件を満たし続けることが保証されます。
ISO 527-3 試験の実行
プラスチックフィルムの引張試験は、ISO 527-1 セクション 9 に記載されているとおりに実施します。フィルムについては、次の点に注意する必要があります。
- シートまたは箔から切り取った試験片の場合、フィルム切断ツールの幅は試験片の幅に対応すると想定できます。切断端に目に見える欠陥がある試験片は廃棄する必要があります。特定のフィルムの特性は面内方向 (異方性) によって変化する可能性があるため、両方の方向の試験片を試験する必要があります。
- 光学式伸び計を使用する場合、特に薄いシートおよび箔の場合は、試験片にゲージマークを付けてゲージ長さをマークする必要があります。試験片の損傷を防ぐために、これらに切り込み、穴あけ、またはエンボス加工が施されていないことを確認する必要があります。
- 試験片をクランプするときは、試験片が垂直に揃っていることを確認することが重要です。使用する試験片グリップは、引張試験中に薄いプラスチックフィルム試験片を均一かつ確実に保持でき、試験片グリップ内で試験片が滑ったり、潰れたり、破損したりしないようにする必要があります。
- 剛性の低い箔試験片をセンタリングする際やクランプ圧力により、試験開始前に試験片に予張力をかけておくことができます。これは、応力-ひずみ図に曲線の足が現れないようにするために必要です。testXpert 試験ソフトウェアを使用して、標準に準拠したプリロードを定義できるため、正確で再現性のあるテスト結果が保証されます。
ISO 527-3 に準拠したプラスチックフィルムの引張試験装置
試験機：
プラスチックフィルムサンプルは比較的低い力で破断するため、ISO 527-3試験は多くの場合、zwickiLine 500 N シングルカラム万能試験機で実行されます。フィルム サンプルの破断時の伸びが大きい場合があるため、破断までの試験には、高さを追加したzwickiLine またはProLine またはAllroundLineシリーズの2カラムフレーム (高度な機能と自動テスト用) が必要になる場合があります。
試験片グリップ:
フィルムサンプルを安全かつ穏やかにクランプするには、アルミニウム/Vulkollan ジョーインサートを備えた平行クランプ空気圧式1 kNサンプルグリップ の使用をお勧めします。
挿入インサート：
薄いプラスチックフィルムを試験片グリップに安全かつ迅速に挿入するための挿入補助具は、試験片を配置する際のユーザーエラーとオペレーターの影響を減らし、試験片の垂直方向のアライメントを保証します。これにより、信頼性の高い試験結果が保証され、試験片のスループットが向上します。挿入補助具は、ISO 527-3に準拠したさまざまな幅と長さのストリップ試験片に使用できます。
伸び計:
ひずみ測定の場合、ISO 527-1 では適切な伸び計の使用が義務付けられています。プラスチックフィルムの伸びを測定する場合、試験片が早期に破損するのを防ぐため、試験片に伸び計の質量がかからないようにしてください。したがって、試験片の予想されるひずみに応じて、非接触ビデオ伸び計 (videoXtens 2-150 HP (測定範囲最大 175 mm) またはvideoXtens 1-270 P (測定範囲最大 330 mm)) の使用をお勧めします。
弊社の testXpert 試験ソフトウェアを使用した ISO 527-3 に準拠したフィルム引張試験
弊社の testXpert 試験ソフトウェアを使用すると、ISO 527-3に準拠したフィルム引張試験を簡単かつ確実に実行できます:
- 標準に準拠し、オペレーターに依存しないことが保証されています: 試験プログラムは、標準に従って弊社で一元的にパラメータ化および検証されます。すべてのシステム構成パラメータは自動的にロードされます。規格の広範な要件への準拠は、個人に依存するものではありません。
- 規格に妥協なく適合: ツール距離は、試験プログラムで絶対かつ改ざん不可能な状態で設定されます。これにより、試験片の正しいグリップ間距離 (例: 100±5 mm) を一目で認識して追跡できます。
- すべてのテストが重要であるため、時間の節約：試験片の形状を修正した場合など、試験後に結果を再計算することもできます。
ISO 527-3 試験片
ISO 527-3に従って、最大 1 mm の厚さのフィルムとシートは、ストリップまたはダンベル試験片を使用してテストされます。
- 推奨される試験片の形状はストリップです。この試験片の形状は、試験片またはフィルムカッターを使用して簡単に加工できます。
- ダンベル試験片は品質管理の試験に使用されることがあります。このため、試験片の伸びを直接測定する必要があります。
- ISO 527-3 では、試験片の中央に50 mm (L0)の距離で 2 つの平行なゲージマークを付ける必要がある。
| 試験片 | 注記 | l3 mm | l1 mm | b2 mm | b1 mm | h mm | L0 mm | L0 mm |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| タイプ 2 (ストリップ) | 推奨試験片 | ≥ 150 | 10 ～ 25 | ≤1 | 50±0.5 | 100±5 | ||
| L は、より大きな伸びの場合は 50mm まで減らすことができます | ≥ 150 | 10 ～ 25 | ≤1 | 50±0.5 | 50 | |||
| タイプ 5 (ダンベル試験片) | QA アプリケーション； 破断時のひずみが非常に大きい場合に推奨されます | ≥ 115 | 33±2 | 25±1 | 6±0.4 | ≤1 | 25±0.25 | 80±5 |
| タイプ 1B (ダンベル試験片) | QA アプリケーション；剛性シートに推奨されます | ≥ 150 | 60±0.5 | 20±0.5 | 10±0.2 | ≤1 | 50±0.5 | 115±5 |
| タイプ 4 (ダンベル試験片) | QA アプリケーション； 薄板に推奨 | ≥ 152 | 50±0.5 | 38 | 25.4±0.1 | ≤1 | 50±0.5 | 98 |
roboTest Fロボット試験システムによるISO 527-3準拠のフィルムテストの自動化
プラスチックフィルムの製造には品質保証が不可欠です。さらに、電気自動車業界などの成長市場では、試験量の増加に伴い、フィルム試験のスループットと効率を高めるための自動化ソリューションが必要です。ツビックローエルはこの目的のためにroboTest F ロボット試験システムを開発しました。
- 試験システムには、拡張試験エリアを備えたAllroundLine試験機が含まれています。
- 引張試験用の試験片は、最大200個の試験片をストック可能な試験片マガジンからシステムに供給されます。
- マガジンは、ベースと試験片をつかむためのグリッパーが付いた回転式チェーンで構成されています。
- グリッパーは試験片タイプや形状によって様々です。これは、さまざまな寸法のフィルムや材を同じシステムで試験可能だという事です。
このシステムの利点は、中期的な試験コストの削減に加えて、エラーのない試験にあります。オペレーターの影響を排除することで、試験結果の再現性が非常に高くなります。
