ASTM D3574定義ガイド

ASTM D3574は、軟質ポリウレタンフォームの特性を評価するために使用されるさまざまな試験について説明しています。これらのフォームは、家具、寝具、自動車産業において、人間工学的なアプローチで、消費者の快適性を最大限に高めるシートやマットレスの製造に最もよく使用されています。材料の機械的特性の全体像を把握するためには、ASTM D3574に準拠した広範な試験が必要です。このガイドでは、ASTM D3574試験の基本的な要素について、必要な装置、ソフトウェア、試験片の概要などをご紹介します。この規格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。

 ASTM D3574アプリケーション

測定の対象となるもの

ASTM D3574には、フォーム材の圧縮性引張性、耐引裂性を評価するための18種類の機械的試験が含まれています。最も多く実施されるのは、製品性能に最も影響を与える圧縮試験です。18種類の試験のすべてが万能試験機を必要とするわけではありませんが、以下の試験については万能試験機を使用します。

  • 試験B1 –押し込み力たわみ試験(IFD) *最も一般的な試験
  • 試験B2 –押し込み残留ゲージ長試験 (IRGL)
  • 試験C - 圧縮力たわみ試験 *最も一般的な試験
  • 試験D - 定偏向圧縮セット試験
  • 試験E - 引張試験
  • 試験F - 引裂き抵抗

静的試験はフォーム材の初期特性と限界に関する貴重な情報を提供しますが、長期間の動的試験は製品の耐久性に関する洞察を提供します。消費者は、初めて使うときだけでなく、千回、百万回と使い続けてもフォーム製品が人体を支えてくれることを期待します。ElectroPulsの動的システムでは、以下のような試験が可能です。

  • 試験I2 - 動的疲労試験、ローラーせん断
  • 試験I3 - 動的疲労試験、一定応力パウンディング
  • 試験I4 - 動的疲労試験、カーペットクッション
  • 試験I5 - 動的疲労試験、定偏向パウンディング

ASTM D3574はお客様にとって最適な規格ですか?

硬質ポリウレタンフォームをはじめ、さまざまな種類のフォーム材に適用される試験方法は多岐にわたります。ASTM D3574は軟質ポリウレタンフォームにのみ適用され、軟質と硬質の技術的定義は規格内で明示的に定義されています。ASTM D3574試験は、化学組成、密度、空隙率で区別されることの多い、異なるフォーム体サンプル間の比較試験を実施するのに理想的な試験です。この規格は、人体にかかる負荷を模倣するために、より高度な圧力解析と組み合わせて実施されます。

材料試験システム

ASTM D3574は、インストロンの3400シリーズ6800シリーズシステムのような万能試験システムで実施することができます。ASTM D3574圧縮試験のほとんどは、68TM-50モデルのようなデュアルコラムシステムで実施されます。試験片と関連する治具の大きさから、デュアルコラムシステムを使用する必要がありますが、引張試験と引裂き抵抗試験はインストロンの68SC-5モデルのようなデュアルコラムまたはシングルコラムシステムで実施することが可能です。5 kNまたは10 kN(1125または2250 lbf)のシステムが最も一般的で、ASTM D3574試験で生じる圧縮および引張力の大部分を適用することができます。

ASTM D3574に準じた試験の設定

ASTM D3574に準じた試験の設定

1. Instron 6800

2. Bluehill Universalダッシュボード(2490-696)

3. 2580シリーズロードセル

4. 2810-130フォーム材の圧縮治具

 

治具とグリップ

ASTM D3574規格では、B1およびB2試験を実施する際に、試験室間のばらつきを最小限に抑えるための、専用の圧縮治具を使用することが義務付けられています。この治具は、穴の直径と間隔が設定されたパンチングベースになっており、圧縮状態で空気がフォーム材の中を流れるようになっています。アンビルは球面座を使用し、試験中に自己調整することで、中心から外れた荷重を最小に抑えます。

フォーム材の試験治具

試験Cでは、穴のあいた硬質圧縮盤を使用する必要があります。試験Dには、標準的な無孔の硬質圧縮盤を使用することができます。これらの試験では、圧縮盤の大きさは、要求される試験片の形状によって異なります。どちらの試験も試験片サイズは50 mm×50 mm×25 mmを推奨しているため、標準的な直径6インチの圧縮盤が適しています。

引張試験と引裂試験を行うには、サイドアクショングリップを使用する必要があります。高性能ねじ式グリップは、クランプ圧とフェース間の距離を手動で調整できるため、理想的なグリップです。フォーム材の試験片は非常に柔軟で、空気圧式のグリップではクランプ圧が強すぎるため、試験片が早期に破損してしまうものがほとんどです。ヤスリ目のフェースは、試験片がフェースから滑り落ちるのを防ぐために一般的に使用されます。

ASTM D3574治具

試験制御

圧縮特性について規格に概説されている試験手順には、材料を評価するための一連の複雑なランプとホールドが含まれています。たとえば、押し込み力試験(IFD)では、試験片のプリサイクリングと複数のランプとホールドが必要ですが、標準メソッドテンプレートではプログラムすることができません。Bluehill UniversalsのTestProfilerは、複雑なテストシーケンスを簡単に作成することができます。直感的なアイコンや簡単なワークフローを採用しているため、設定が簡素化され、オペレーターがメソッド作成に費やす時間を最小限に短縮します。以下は、規格に沿ったTestProfilerのシーケンスと、その後の試験で作成される曲線の一例です。

Bluehill Universalスクリーンショット

応力/ひずみ曲線ASTM D3574

試験処理能力


大量の試験処理を抱える試験室では、試験工程をスピードアップするために、完全自動化を含むいくつかの方法で装置のセットアップを変更することができます。インストロンのAT3などの完全自動化システムは、試験片の測定、試験片の取り付け、試験、取り出しが組み込まれており、オペレーターの介入なしに何時間も稼動できるように設計されています。これらのシステムは、人為的エラーによるばらつきを抑え、夜間でもオペレーターによる介入なく何時間にもわたって動作できます。

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