ISO 178定義ガイド
ISO 178に準じたプラスチックの曲げ試験の実施
プラスチックは、安価で軽量であるとともに、耐食性と汎用性が高いため、さまざまな産業で広く認知されています。プラスチックの材料特性を把握することは、実際の用途で期待される挙動を特徴付けるために重要です。重要な特性の1つに、プラスチックサンプルを曲げたときの応力とひずみの関係、つまり材料の曲げ特性があります。この特性を決定するメソッドを国際的に標準化するために、国際標準化機構（ISO）はISO 178を策定しました。
このガイドは、ISO 178曲げ試験の基本的な要素について、必要な試験装置、ソフトウェア、試験片、および規格に伴う結果の概要などをご紹介します。ISO 178に沿った試験を計画している場合は、このガイドは規格全文に相当しないことをご理解ください。
測定の対象となるもの
ISO 178は、万能試験システムで3点曲げ試験を行い、硬質プラスチックと半硬質プラスチックの曲げ特性を測定するための試験メソッドです。3点曲げ試験は、両端で自由に支持された長方形の試験片の中央に荷重を負荷する試験です。荷重はロードセルで測定され、結果として生じるたわみは、システムのクロスヘッド変位（結果はシステムのコンプライアンスに応じて補正されます）または直接ひずみ測定装置で測定されます。ISO 178には4つの試験タイプがあり、それぞれでたわみ測定方法（クロスヘッドまたは直接ひずみ変換器経由など）と、関連する校正精度要件が規定されています。
試験室が実施するISO 178試験の種類は、研究開発試験室のような社内、または第三者の試験室のような社外を問わず、お客様の要求によって規定されます。試験機の購入や試験の実施に先立ち、お客様の試験室に対する具体的な要求事項を確認し、お客様の同意を得ることが重要です。
ISO 178はお客様にとって最適な規格ですか？
ISO 178はASTM D790と非常によく似ていますが、いくつかの重要な点で異なっています。
- ISO 178では、弾性係数を測定するために、たわみ計またはコンプライアンス補正のいずれかを使用することが要求されています。ASTM D790では、クロスヘッド変位のみで、弾性係数を計算することができます。
- 望ましい試験片のサイズは異なり、試験速度は試験片の厚みに依存するため、試験速度は規格によって異なる場合があります。ISO 178の試験片の好ましい厚みは4 mmで、ASTM D790の試験片の好ましい厚みは3.2 mmです。
- ASTM D790では試験速度は1つだけですが、ISO 178では弾性係数を測定した後に、2つ目の（より速い）試験速度を使用できます。
試験片
ISO 178の試験片は、ISO 2818に準拠してシートから機械加工されるか、ISO 293/295またはISO 294-1/10724-1にそれぞれ準拠して圧縮または射出成形によって作成されます。望ましい試験片の寸法は、次のように規定されます。
- 長さ：80 mm (± 2)
- 幅：10 mm (± 0.2)
- 厚さ：4 mm (± 0.2)
望ましい寸法が達成できない場合、ISO 178は試験片の厚みに応じた代替幅を提供しています。材料が異方性である場合は、両方の方向を試験します。
手順
ISO178の試験は、荷重容量要求が比較的低いため、通常、卓上型モデル万能材料試験機に対して実施されます。試験機は、規格で規定されている許容誤差内で、1～500 mm/分の間で一定の試験速度を維持できなければなりません。インストロンの3400シリーズおよび6800シリーズ試験機は、すべてのモデルで必要な速度精度要求を満たしています。荷重測定装置（ロードセル）は、報告すべき荷重の範囲においてISO 7500-1のクラス1を満たしている必要があります。試験室が適切な荷重容量と検証範囲を持つロードセルを選択できるように、最小および最大試験荷重を確実に把握することが重要です。
伸び計
ISO 178では、求める結果とそれに伴う精度に応じて、さまざまなたわみ測定システムを使用することができます。たわみ測定は、精度の低いものから順に、クロスヘッド変位、コンプライアンス補正を含むクロスヘッド変位、直接ひずみ測定装置の使用が認められています。ISO 178の2010年の更新以前は、たわみ測定精度の誤差は値の1%を超えてはなりませんでした。しかし、2010年の更新以降、オペレーターはISO 9513に基づくクラス1のたわみ計を使用するか、結果から装置のコンプライアンスを除去できるソフトウェアを使用しなければならなくなりました。
試験室で要求されるたわみ精度がどのようなものであっても、インストロンはそれに応えることができるソリューションを提供します。Bluehill® Universalソフトウェアを搭載した3400シリーズおよび6800シリーズの試験フレームはすべて、コンプライアンス補正の有無にかかわらずクロスヘッドからのたわみを測定することが可能です。インストロンは、ひずみを直接測定するためのさまざまなソリューションも提供しています。一般的なソリューションとしては、プランジャー（たわみ計）にクリップ式伸び計を取り付けたものがあります。最も高性能で高試験処理能力のソリューションには、AutoX750と高性能ビデオ伸び計（AVE2）があります。
システムのロードセルと同様に、たわみ測定装置も、報告された結果の動作範囲で検証する必要があります。特に曲げ弾性係数は、きわめて小さなたわみ（0.1 mm 未満）で計算されます。試験の最小変位と最大変位を特定しておくと、検証者に適切に指示することができるようになります。
6800シリーズ 万能材料試験機
インストロン6800シリーズ万能材料試験機は、他に類のない精度と信頼性を提供します。特許申請中のオペレーター保護機能に基づき、最新のスマートクローズエアキットおよび衝突緩和機能を搭載した6800シリーズは、材料試験をかつてないほどシンプルに、スマートに、安全にします。
Bluehill Universal ブローシャー
Bluehill Universalは、直感的なタッチ操作と効率的なワークフローのために設計されたInstronの高度な材料試験ソフトウェアです。事前にロードされた試験方法、迅速なセットアップのためのQuickTest、データのエクスポート強化、サービスとの直接通信のためのInstron Connectを提供します。Bluehill 2およびBluehill 3のユーザーは、最新バージョンに簡単にアップグレードして、性能と使いやすさを向上させることができます。
自動接触式伸び計 – AutoX 750モデル
AutoX 750は、高分解能で長伸度の自動接触式伸び計です。電気機械式の3300、3400、5500、5900、6800シリーズの卓上型または床置型システムに加え、LX、DX、HDX、KPXの静止型油圧式試験システムに取り付けることが可能です。プラスチック、金属、バイオメディカル、複合材料、エラストマーなどの用途に適しています。AutoXは、最大750 mmの移動量と±1 μmの精度を備えています。
