JPH11211634A - プラスチック試験片打抜き装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プラスチック試料を載置して固定する試料台
と、プラスチック試料から所定形状の試験片を打抜く打
抜き刃と、打抜き刃を保持して打抜き動作のため上下動
させる打抜き刃保持部とを備えるプラスチック試験片打
抜き装置において、原材料たるプラスチック試料が高充
填の硬質プラスチック等の脆くて割れ易い材料であって
も、割れや欠けを生じることなく、正確な打抜き形状の
試験片を容易に得ることができるプラスチック試験片打
抜き装置を提供すること。 【課題解決手段】 打抜き刃保持部、又は打抜き刃保持
部及び試料台の双方が、ヒータを内蔵すること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はプラスチック試験片
打抜き装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】プラスチック材料の引張試験等を行うに
は、所定形状（例えばＪＩＳ引張試験法準拠等）の試験
片を原試料から打抜いて作成しなければならない。ま
た、材料の溶融粘度測定用等のために２〜３ｍｍ角のペ
レットが必要な場合もある。

【０００３】これらの試験片による測定値は基準形状下
で比較されるため、その寸法形状が正確であることが必
要である。また微小な欠けや傷があっても、そこに応力
が集中して正常な数値より小さな力で破断等が起こり、
正確な測定値を得ることができない。従来、原試料が硬
質プラスチック等脆い材料である場合は、打抜き機によ
り試験片を作成するとき割れや欠けを生じ易く、正確な
寸法形状の試験片の作成が困難な場合があった。

【０００４】また、溶融粘度測定用等のペレットの作成
に当たっては、厚手のプラスチックシートをギロチンカ
ッターとハサミを用いて手作業で切っていたが、労力が
大きく、作業能率が低いという問題点があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、プラスチック試料を載置して固定する試料
台と、プラスチック試料から所定形状の試験片を打抜く
打抜き刃と、打抜き刃を保持して打抜き動作のため上下
動させる打抜き刃保持部とを備えるプラスチック試験片
打抜き装置において、原材料たるプラスチック試料が高
充填の硬質プラスチック等の脆くて割れ易い材料であっ
ても、割れや欠けを生じることなく、正確な打抜き形状
の試験片を容易に得ることができるプラスチック試験片
打抜き装置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題は、前記プラ
スチック試験片打抜き装置の打抜き刃保持部、又は打抜
き刃保持部及び試料台の双方を内蔵ヒータで加熱するこ
とにより解決することができる。

【０００７】すなわち本発明は、プラスチック試料を載
置して固定する試料台と、前記プラスチック試料から所
定形状の試験片を打抜く打抜き刃と、前記打抜き刃を保
持して打抜き動作のため上下動させる打抜き刃保持部と
を備えるプラスチック試験片打抜き装置において、前記
打抜き刃保持部、又は前記打抜き刃保持部及び試料台の
双方が、ヒータを内蔵することを特徴とするプラスチッ
ク試験片打抜き装置を提供するものである。

【０００８】本発明によれば、内蔵ヒータで加熱された
打抜き刃保持部、又は打抜き刃保持部及び試料台の双方
からの熱が、原材料たるプラスチック試料に伝達されて
温度が上昇し柔軟性が増すので、高充填の硬質プラスチ
ック等の脆くて割れ易い材料からでも、割れや欠けのな
い正確な打抜き形状の試験片を容易に得ることができ
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】本発明の好ましい実施の形態とし
て、プラスチック試料の加熱方法を挙げることができ
る。プラスチック試料の加熱方法には、上面のみ、下面
のみ、及び上下両面からの３通りが考えられる。両面加
熱が最も優れているが、本発明者らの経験によれば、加
熱された試料台からの伝熱による試料下面のみからの加
熱方法では試料上面が加熱されるまでに時間が掛かるの
で、短時間の加熱では、試料上面が未加熱状態のまま打
抜き加工が施されることになり、割れや欠けの発生を有
効に防止することができない。

【００１０】これに対して上面のみからの加熱方法は、
打抜き刃が当たる試料上面が直接加熱されるので割れや
欠けの発生防止により有効に作用する。このように試料
上面からの加熱方法は有効であるので、下面からの加熱
を省略することも可能であるが、片面加熱による試料の
反り変形を防止するために下面からの加熱を併用するこ
とが望ましい。

【００１１】この試料上面からの加熱は、主として加熱
された打抜き刃保持部及び打抜き刃からの輻射伝熱によ
り非接触で行われる。打抜き刃が試料に接触した際は接
触伝熱も生じるが、短時間であるのでその効果は副次的
と思われる。内蔵ヒータとしては電熱ヒータが取扱い容
易な点から好ましい。

【００１２】なお本発明は、試験片の打抜き加工に先立
ってプラスチック試料を加熱し、その柔軟性を増加させ
ることにより割れや欠けの発生を防止しようとするもの
であるが、加熱により、当該プラスチック試料が有する
加工履歴の効果が消失し、新たな熱履歴を加えることに
なる場合があることに注意する必要がある。また一般的
に、金属製の打抜き刃の熱膨張はプラスチック試料のそ
れよりも相対的に大きいから、打抜かれた試験片を室温
まで冷却したとき、その寸法が試験法に規定された範囲
内に入るよう配慮することが必要である。そのため適切
な加熱温度及び加熱時間を実験的に決定し、正確な温度
・時間管理を行うことが望ましい。

【００１３】本発明の他の実施形態として、試料台を水
平面内で任意の角度回転させ、かつ該試料台を当初の位
置から任意の距離だけ平行移動させることができる前記
プラスチック試験片打抜き装置、を挙げることができ
る。

【００１４】すなわち本実施形態は、本発明のプラスチ
ック試験片打抜き装置に、試料台の回転・平行移動の機
能を付加するものである。試料台の回転機能は、試料台
をその中央部下側に直立する支持軸の回りで回転及び固
定可能にすることで実現される。また平行移動機能は、
装置基台部と前記支持軸を含む試料台上部との間に送り
ねじを介在させることで実現することができる。上記の
平行移動の方向としては前後方向が実用的である。ま
た、上記の回転角度としては９０度が最も実用的である
が、例えば３０度単位あるいは４５度単位で回転可能と
してもよい。平行移動距離は目盛により直読可能とする
ことが望ましく、デジタル表示できればさらに望まし
い。

【００１５】上述の通り、プラスチック材料の溶融粘度
を測定する際等に、２〜３ｍｍ角のペレットを作成する
ことが必要になる場合がある。本実施形態によれば、そ
のようなペレットの作成を能率良く行うことができる。
すなわち、打抜き刃保持部に複数条の直線状平行刃を備
える打抜き刃を装着して、試料台の平行移動機能を利用
して対象プラスチック試料から所定幅の複数のストリッ
プを切り出し、次いで当該ストリップを試料台に固定
し、試料台の回転及び平行移動機能を利用してペレット
を切り出せばよい。この場合にも、本発明のプラスチッ
ク試験片打抜き装置における加熱機能により、硬くて脆
い材料から欠けや割れがなく形状の揃ったペレットを容
易に作成することができる。

【００１６】なお本実施形態は、ペレットの製造だけで
なく、ある種の試験片の作成に際しても有用である。す
なわち、異方性を有するプラスチック材料では試験片を
切り出す方向によって引張強さ等の物性が異なるが、本
実施形態における試料台の回転機能を利用すれば、正確
な方向性を有する試験片を容易に作成することができ
る。

【００１７】本発明のさらに他の実施形態として、装置
前面に打抜き刃下降指令用の２個の押しボタンスイッチ
を人の両腕の間隔を隔てて配置し、両押しボタンスイッ
チを直列接続してなる前記プラスチック試験片打抜き装
置を挙げることができる。

【００１８】本実施形態は本発明のプラスチック試験片
打抜き装置における安全対策としての意義を有する。す
なわち、装置前面に設けた２個の押しボタンスイッチを
両手を用いて同時に押さない限り打抜き刃が下降しない
ので、この種の装置に多い手指の傷害事故を未然に防止
することができる。なお、さらなる安全対策として、装
置の前・側面を透明アクリル板等で覆い、万一飛散事故
が生じた際にも操作者を飛来破片から保護することが望
ましい。

【００１９】

【実施例】以下、添付図面を参照しつつ、本発明の好適
な実施例について説明する。

【００２０】図１は本実施例としてのプラスチック試験
片打抜き装置（参照符号１）の正面図である。図１にお
いて、参照符号２は試料台、２１は試料ホルダ、２２は
試料台ヒータ、２３は回転盤、２４は９０度回転用ハン
ドル、２５はスライド盤、２６は平行移動用ハンドル、
２７は移動距離目盛、参照符号３は打抜き刃保持部、３
１は打抜き刃、３２は打抜き刃ホルダ、３３は打抜き刃
保持部ヒータ、３４はヒータ用中継端子、参照符号４は
駆動部、４１はパワーシリンダ、４２は取付部、４３は
リミッタ、参照符号５は基台部、５１、５１は押しボタ
ンスイッチである。

【００２１】試料台ヒータ２２及び打抜き刃保持部ヒー
タ３３は電熱ヒータであり、図示しない熱電対を伴って
おり、図示しない温度制御装置により所定の温度を維持
するように制御される。また、押しボタンスイッチ５
１、５１は基台部５の前面に人の両腕の間隔程度の距離
を隔てて設けられており、両方の押しボタンスイッチ５
１、５１を両手で同時に押さない限りパワーシリンダ４
１が作動しないように配線されている。

【００２２】以上のように構成されるプラスチック試験
片打抜き装置１の使用方法について説明する。

【００２３】所定の厚さのシート状に成形し、必要な大
きさに切り取ったプラスチック試料のシートを試料ホル
ダ２１で押さえて試料台２の上面に固定する。また、所
望の打抜き形状を与える打抜き刃３１を打抜き刃ホルダ
３２に取り付ける。

【００２４】押しボタンスイッチ５１、５１を押して打
抜き刃保持部３を降下させ、その高さを、打抜き刃３１
が試料台２の上のプラスチック試料に触れる直前の高さ
に調節する。また、９０度回転用ハンドル２４及び平行
移動用ハンドル２６を動かして、打抜き刃３１とプラス
チック試料との位置関係を適宜調節する。

【００２５】この状態で試料台ヒータ２２及び打抜き刃
保持部ヒータ３３に通電し、プラスチック試料の性状に
応じた所定時間にわたり、試料台２及び打抜き刃保持部
３を所定温度に維持する。

【００２６】予定の加熱時間が経過した時点でヒータ２
２及び３３に対する通電を停止し、直ちに押しボタンス
イッチ５１、５１を押して打抜き刃保持部３をさらに降
下させ、打抜き刃３１を試料台２の上のプラスチック試
料に喰い込ませることにより所望の形状の試験片を作成
する。

【００２７】なおペレットを作成する場合は、打抜き刃
３１をいったん引き上げた後試料台２を９０度回転さ
せ、さらに打抜き操作を加える。

【００２８】以上の打抜き操作完了後、出来上がった試
験片を装置１から取り出す。

【００２９】本実施例のプラスチック試験片打抜き装置
１を用いて、３種類のプラスチック試料"ＰＶＣ"、"Ｐ
ＭＭＡ"及び"ＰＳ"から実際に試験片を作成する実験を
行ったので、その結果を記載する。

【００３０】これら３種類のプラスチック試料は、ポリ
塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリメチルメタクリレート（Ｐ
ＭＭＡ）又はポリスチレン（ＰＳ）を、それぞれ表１に
示す配合条件で混合したコンパウンドを、表１に示すロ
ール条件でシート化し、当該シート各３枚を重ねて表１
に記載の条件でプレスして調製した。いずれも高充填の
ため脆く欠け易い性状を有するものである。

【表１】

【００３１】上記のプラスチック試料からプレス成形に
より２００×２００×３（ｍｍ）のシートを作成し、装
置１の打抜き刃ホルダ３２にＪＩＳ Ｋ ７１１３の１号
試験片打抜き刃を取付け、常温（２３℃）及び加熱下
（上下面とも８０℃）において試験片を作成した。加熱
下での打抜きは、プラスチック試料を固定してから試料
台２及び打抜き刃保持部３を８０℃に１５分維持してか
ら打抜き操作を行った。その結果、加熱下ではいずれも
欠けや割れのない満足な形状の試験片を得ることができ
たのに対して、常温での打抜きでは、"ＰＶＣ"にはクラ
ックが発生し、"ＰＭＭＡ"及び"ＰＳ"は割れてしまっ
た。

【００３２】上記のプラスチック試験片打抜き装置１に
対して以下のような変更を加えてもよい。第１には、試
料台ヒータ２２及び打抜き刃保持部ヒータ３３の温度を
それぞれ独立に調節できるようにすること。第２には、
打抜き刃ホルダ３２の下面に打抜き刃３１の刃の高さよ
り少し長いコイルスプリングを縦方向に取り付けること
である。

【００３３】打抜き刃保持部３からの熱は輻射伝熱によ
り非接触でプラスチック試料へ伝達されるのに対して、
試料台２からの熱は接触伝熱によりプラスチック試料へ
直接伝達されるから、両者からの伝熱量をバランスさせ
るには、打抜き刃保持部３を試料台２よりもやや高温に
保つことが望ましい。そのため、両者の温度をそれぞれ
独立に制御できれば好都合である。これが上記第１の変
更の理由である。

【００３４】打抜き動作終了後に打抜き刃３１を引き上
げる必要があるが、このとき、プラスチック試料から切
り離された試験片やペレットが打抜き刃３１に付着して
一緒に上がり、それらを打抜き刃３１から外すことが必
要になる場合がある。上記第２の変更のように、打抜き
刃ホルダ３２の下面にコイルスプリングを取り付けてお
けば、試験片等が自動的に打抜き刃３１から外されるの
で好都合である。

【００３５】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、原材料たるプ
ラスチック試料が高充填の硬質プラスチック等の脆くて
割れ易い材料であっても、割れや欠けを生じることな
く、正確な打抜き形状の試験片を容易に得ることができ
るプラスチック試験片打抜き装置が提供される。

【００３６】請求項２の発明によれば、プラスチック材
料の溶融粘度測定等の際に必要なペレットの作成を能率
良く行うことができるプラスチック試験片打抜き装置が
提供される。

【図面の簡単な説明】

【図１】プラスチック試験片打抜き装置の正面図であ
る。

【符号の説明】

１…プラスチック試験片打抜き装置 ２…試料台 ２１…試料ホルダ ２２…試料台ヒータ ２３
…回転盤 ２４…９０度回転用ハンドル ２５…スライド盤 ２６…平行移動用ハンドル ２７…移動距離目盛 ３…打抜き刃保持部 ３１…打抜き刃 ３２…打抜き刃ホルダ ３３…打
抜き刃保持部ヒータ ３４…ヒータ用中継端子 ４…駆動部 ４１…パワーシリンダ ４２…取付部 ４３…リミ
ッタ ５…基台部 ５１…押しボタンスイッチ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プラスチック試料を載置して固定する試料
   台と、前記プラスチック試料から所定形状の試験片を打
   抜く打抜き刃と、前記打抜き刃を保持して打抜き動作の
   ため上下動させる打抜き刃保持部とを備えるプラスチッ
   ク試験片打抜き装置において、前記打抜き刃保持部、又
   は前記打抜き刃保持部及び試料台の双方が、ヒータを内
   蔵することを特徴とするプラスチック試験片打抜き装
   置。
2. 【請求項２】前記試料台を水平面内で任意の角度回転さ
   せ、かつ該試料台を当初の位置から任意の距離だけ平行
   移動させることができる請求項１記載のプラスチック試
   験片打抜き装置。