CNS 15101-2007 Rubber - General procedures for preparing and conditioning test pieces for physical test methods《橡胶-物理试验用试片之制备及调节之一般程序》.pdf
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1、1 印月968月 本標準非經本局同意得翻印 中華民國國家標準 CNS 總號 號 ICS 83.060 K6114815101經濟部標準檢驗局印 公布日期 修訂公布日期 968月9日 月日 (共13頁)橡膠物理試驗用試片製備 及調節之一般程序 Rubber General procedures for preparing and conditioning test pieces for physical test methods 1. 適用範圍:本標準規定橡膠製品物理試驗用試片之製備、量測、標示、儲存及狀態調節之一般程序,及最佳試驗條件。同時亦規定橡膠試片及產品之成形和試驗間應遵循時間間隔要求。
2、但不適用於特殊試驗、材料或模仿特殊氣候環境之特別條件,或為試驗整個產品之特殊要求。 備考: 使用本標準之工作人員宜熟悉正常實驗室作業。本標準無意致力於解決其使用所可能產生之所有安全問題。本標準使用者之責任乃建立適當之安全及健康習慣及確保符合國家相關法規。 2. 識別及紀錄保存:試片之原始紀錄應予保存,以便可辨認所供應之試樣,因而所有相關製備、儲存、狀態調節及量測之細節可追蹤到個別試片上。 每一試樣或試片應在其製備及試驗之每一階段由標示或區分加以個別辨別。以標示作為識別之方法時,標示應為充分耐用以保證試片或試樣直至丟棄為止仍可資辨別。紋理效應可能顯著時,在每一試樣或試片上之紋理方向應可辨別。 標
3、示方法應不影響試樣或試片之特性,且應避開重要表面,即待直接試驗之表面 (如磨耗試驗 ),或其破裂會使試驗終止之表面 (如撕裂或拉伸試驗 )。 3. 實驗室標準狀態 3.1 實驗室標準溫度:實驗室之標準溫度應為 (23 2)或 (27 2)。 若需要較嚴格之許可差,則該許可差應為 1。 備考: 溫度 23係溫帶國家之正常實驗室標準溫度; 27係熱帶或亞熱帶國家之正常實驗室標準溫度。 3.2 實驗室標準濕度:若需要控制溫度及濕度二者,最好自表 1 選擇為宜。 表 1 優選相對濕度 溫度 相對濕度 % 濕度許可差 % 23 50 27 65 10* *若需要較嚴格之許可差時,可規定為 5 % 2 C
4、NS 15101, K 61148 3.3 其他條件:當不需要控制溫度及濕度時,應採用普及之環境溫度及濕度。 4. 試樣及試片之儲存 4.1 等待製備試片之試樣及狀態調節前之 試片應在減少可能受熱、光或其他試樣交叉污染之環境狀態降解條件下儲存。 4.2 對於所有試驗,在材料成形至試驗間之最短時間應為 16 小時。當試片由產品裁切或試驗整個產品如橋樑支承墊時,或許需要遠大於 16 小時。在這種情形,應依產品標準或相關試驗方法所指示之最短時間。 4.3 對於非產品試驗,在材料成形至試驗之時間間隔應不超過 4 星期,且作比較評估時,試驗應儘可能在經相同時間間隔後施行。 4.4 對於產品試驗,儘可能在
5、材料成形至試驗之時間間隔應不超過 3 個月。在其他情形,試驗應在顧客收到產品日期之 2 個月內施行。 4.5 這些要求僅與對起始之橡膠材料試驗及對起 始和交貨階段二者之產品試驗有關。其他目的之特別試驗可在任何時 間,例如為製程管制或對產品之不正常儲存狀態之影響評估時施行。該理由應於試驗報告中予以敘明。 4.6 未硫化混合膠料,各批應依第 3.1 節所規定之實驗室標準溫度之 1 種,最好在密閉之容器中以防止空氣吸濕或相對濕度控制在 (50 5)%之室內,作 2 小時至24 小時之狀態調節。 5. 試片之製備 5.1 試片厚度:試片厚度應如相關試驗方 法所規定。然而,除非為技術上之理由需要其他厚度
6、,建議對於所有試驗之特別模製試驗橡膠板採用表 2 所指定之試片厚度。 表 2 優選試片厚度 試片厚度 mm 許可差 mm 1 0.1 2 0.2 4 0.2 6.3 0.3 12.5 0.5 5.2 厚度調整 5.2.1 通則:試驗材料,尤其產品,可能無法獲得第 5.1 節所規定之厚度,在該情形時會需要某些步驟以調整厚度至所規定之界限內。建議之步驟依第 5.2.2節。一般厚度之調整宜在試片裁切前對材料施行。 5.2.2 技術 (1) 去除黏著於橡膠之紡織物:分離黏著於橡膠之織物時,最好避免使用會 導致膨脹之液體。若非用不可時,如異辛烷之低沸點無毒液體可用於濕3 CNS 15101, K 611
7、48 潤接觸表面。在將夾持分離點附近之橡膠分離時,為避免橡膠之過度拉伸應小心一次分離少許。如果使用液體時,應讓液體可自由揮發之方式置放橡膠,且放置時間應容許液體完全揮發,在試片被裁切及試驗前,最好至少放置 16 小時。 (2) 裁切技術:當需要去除橡膠之大部分厚度或自橡膠厚片製成許多切片時,應使用如第 5.2.3(1)節及第 5.2.3(2)節所述之裁切設備。 (3) 打磨技術:當需要去除表面之不平,諸如由與織物成分或與硫化用包紮布料接觸所導致之織布痕或皺褶,或由裁切所造成之表面不平,這種情形應使用第 5.2.3(3)節或第 5.2.3(4)節所述之設備予以完成。 5.2.3 製備試片之設備
8、(1) 旋轉刀:此項設備係基於商業用薄片裁切機製成。此機器由 1 個適當直徑之自動或手動圓盤裁切器附傳送試樣至裁切刀口之可移動裁切圓桌所組成。 1 具固定於裁切圓桌之可調節慢速給料機構,輸送橡膠前進至裁切線,並控制薄片之厚度。應有夾具固定橡膠。刀刃最好以稀釋之清潔劑水溶液潤滑以使易於裁切操作。 (2) 削片機:此項設備係基於商業用皮革縱割機製成。裁切約 50 mm 寬,厚度達約 12 mm 之切條簡便型削片機,可在市面上獲得。機器應可作調節以改變裁切厚度,且應有給料滾筒以運 送材料經過刀具及應保持裁切刀口之鋒利狀態。為自纜線被覆削片及裁切成段片之附件亦可在市面上獲得。 (3) 磨耗輪:打磨設備
9、應由一具附馬達 驅動之磨耗輪組成。輪子正確運轉而不振動是重要的,且為氧化鋁或碳化 矽之銳利摩擦表面。磨耗輪可裝備慢饋料機,做很輕微的切割以避免橡膠 之過熱。另應備有適當之工具以固定橡膠防止其過度變形並控制橡膠能對著磨耗輪作橫向移動。 在第一次經過磨耗輪所產生之磨損深度應不超過 0.2 mm。隨後之磨損應漸漸的減少深度以避免過熱。應不可在越過已消除不平厚度處施行打磨。為除去橡膠之較大厚度,應採用如第 5.2.3(1) 節及第 5.2.3(2)節所述之裁切設備。 備考: 使用直徑 150 mm 之磨耗輪在表面速度於 10 12 m/s 範圍運作時,標示 C-30-P-4-V 之粗糙用及標示 C-6
10、0-P-4-V 加工用者 (參閱ISO 525,Bonded abrasive products General requirements)較適合。 (4) 可撓性摩擦皮帶:裝置應由一具馬達驅動 之圓桶,上面固定著螺旋條狀摩擦皮帶,或兩個滑輪 (其中一個滑輪由馬達驅動而另一個滑輪可調整以拉緊並定位皮帶 ),二者中之 一個組成。摩擦皮帶應為織物、紙張或兩者之組合,以不受水影響之樹脂將氧化鋁或 碳化矽磨料黏在其表面。此裝置應有慢速饋料至摩擦皮帶及將材料固定不致使過度變形之設備。 用此項裝置切除十分之若干 mm 橡膠時很適用,因較用第 5.2.3(3)節所述裝置產生之熱更少。摩擦可靠著圓桶、滑輪之一
11、或面對滑輪間拉緊之皮帶施行。 4 CNS 15101, K 61148 備考:皮帶之適當表面速度在 (20 5) m/s 之範圍內。 5.3 試片裁切器 5.3.1 裁切器之設計:使用之裁切器或 模刀之設計及型別依待驗材料之硬度及厚度而定。薄材料時,應使用第 5.3.2 節、第 5.3.3 節或第 5.3.4 節所述之沖切或旋轉切割技術。對 4 mm 以上之較厚材料,宜使用第 5.3.4 節所述旋轉切割技術以減少由於切割時橡膠之 壓縮所造成切割刀口之凹陷程度。對於不具有可更換刀刃之切割刀,適當之切割刀口設計如圖 1 所示。 5.3.2 固定刀刃裁切器: 此等裁切器應由高品質工具鋼並可能為一片
12、(實心金屬 )或二片構造二者中之一所製成。 固定刀刃裁切器可設計成沖出單片或多片試片。設計上須確保刀刃充分剛 性以防止裁切形狀扭曲,且裁切器最好能裝置一釋出試片之排出系統。若 有排出系統,該系統應有配合材料厚度達到待切之最高厚度 (正常為 4.2 mm)設計。若無排出系統,應有由背面進入之通路讓操作者不傷及裁刀刃口以釋出試片。裁刀刃口應如第 5.4 節所述保持銳利並無缺口以防止在試片上造成參差不齊邊緣。 圖 1 適當之裁刀刀口示例 單位: mm 基礎區寬約 6 裁刀內表面 5 CNS 15101, K 61148 5.3.3 可更換刀刃裁切器:此等裁切器 應用磨利之高碳鋼條,諸如能充分撓曲以符
13、合所需裁切形狀之單刃剃刀刀 片。裁刀刃口應在經模造之金屬間隔片及符合規定之裁切形狀之金屬塊間 夾牢。間隔片及模造金屬塊應有足夠厚度以支撐裁刀刀片以便在正常狀況下刀片由表面之突出不超過 2.5 mm。裁切刀片之背面應堅固地埋在實心金 屬基座上。裁取器最好能裝置一具排出系統以釋出試片。若有排出系統, 該系統應有配合材料厚度達到待切之最高厚度 (正常為 2.2 mm)設計。若無排出系統,應有可由背後進入之通路讓操作者在取出試片時不傷及裁刀刃 口。且應檢查以確保刀片在裁切作業,尤其裁切高硬度橡膠時,不會顯著變形。 5.3.4 旋轉裁取器:應使用環狀或弧形 狀切刀或剃刀刀片,而該等刀具係固定在一個適當之
14、接合器並使其可裝置 在鑽孔機上。應有在裁切作業時保持橡膠在固定位置上之適當工具。此項 工具可由結合一具柱桿具有連在接合器內之壓足以使橡膠之中央部分牢固 及具有較待切出之試片尺碼更大中央洞孔之金屬壓板組成,或可由真空型 保持具由下方提供吸力以固定橡膠。亦可附加裁切作業時潤滑試片表面之 工具。與試片裁切刀片同時運作之第二個較大直徑之環狀刀片,可有效地 幫助獲得垂直的裁切。刀片之尺碼及鑽頭之移動應充分配合待切橡膠之厚 度。弧狀刀片之先導刃口應被彎曲並磨利使易於切入橡膠。裁切區域須以 可檢查裁切作業之透明保護物做適當之保護。亦可採用使橡膠對著固定的切刀或剃刀刀片旋轉的其他技術。 5.4 裁刀之保養:裁
15、刀刃口之任何變鈍、 缺口或彎曲時會導致有缺陷之試片而出現異常之結果,因此應隨時小心執行裁 切設備之裁刀刃口之保護及保養。在儲存期間,裁刀刃口擺放在軟質表面 (如發泡橡膠 ),或不碰觸任何表 面之方式擺放。 5.5 模壓製備試片 5.5.1 橡膠試驗片:當模壓硫化製備橡膠試驗片時 (參閱第 5.5.2 節之備考 )以儘可能接近產品硫化時之狀態硫化。 首先模壓硫化橡膠片至相關試驗方法所規定之厚度,然後用裁刀裁取試片。 5.5.2 橡膠試驗圓盤:當模壓硫化製備 橡膠試驗圓盤時,以儘可能接近產品硫化時之狀態硫化。 備考: 模壓橡膠試驗片及橡膠試驗圓盤之適當步 驟記述於 ISO 2393Rubber t
16、est mixes Preparation, mixing and vulcanization Equipment and procedures。 5.5.3 熱塑性材料:熱塑性材料之試樣 應依據製造廠商對模壓材料、應用及類別及尺碼之說明予以模壓。 6. 狀態調節 6.1 通則:當溫度及濕度二者均有規定時,狀態調節之時間應為臨試驗前 16 小時以上。 當規定實驗室標準溫度而無需控制濕度時,狀態調節之時間應為臨試驗前 3 小時以上。 當規定實驗室標準溫度外之其他溫度而無需控制濕度時,狀態調節之時間應為橡6 CNS 15101, K 61148 膠到達環境溫度平衡之充分期間或規範待試材料或產品之標
17、準所規定之時間。 由打磨過之試樣所製備之試片應在試驗前予以狀態調節。 6.2 低溫或高溫之狀態調節時間:附錄提供試片之中心從初始溫度 20開始至達到設定狀態調節溫度之 1以內所需之計算時間。時間會因 試片之幾何形狀、材料及傳熱媒體之類別而異。 7. 試片尺度之量測 備考: 為品控目的之產品尺度量測,請參考 ISO 3302-1Rubber Tolerances for products Part 1 : Dimensional tolerances。 7.1 方法 A尺度小於 30 mm 之量測:此方法適用於待測尺度小於 30 mm,而將試片平放在兩片平坦的平行表面間,而 在施加壓力時不致造成
18、試片之其他方向有任何可察覺之挫曲。 所使用之裝置應由可在其上平放試 片或產品之平坦硬基板,及可施加規定壓力於試片或產品且其直徑 2 10 mm 平坦之圓形壓足之量規所組成。量規應可量測誤差不大於 1%或 0.01 mm(視何者較小,取較小者 )之厚度。 圓形壓足應不可伸出超過試片或產品邊緣,且應對硬度為 35 IRHD 以上之固體橡膠施加 (22 5)kPa 之壓力,或如果硬度未滿 35 IRHD 時施加 (10 2)kPa 之壓力。表 3 列出對不同壓足直徑提供規定壓力 (10 2)kPa 及 (22 5)kPa 所需之正常質量以供參考。 待測之每一尺度至少應量測 3 個,並報告每一尺度量測
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