特開2023-13676軟質材に負荷される引張力の評価方法、軟質材に負荷される引張力の評価システム、制御装置及びプログラム
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023013676
(43)【公開日】2023-01-26
(54)【発明の名称】軟質材に負荷される引張力の評価方法、軟質材に負荷される引張力の評価システム、制御装置及びプログラム
(51)【国際特許分類】
G01N 3/00 20060101AFI20230119BHJP
G01N 11/00 20060101ALI20230119BHJP
【ＦＩ】
G01N3/00 K
G01N11/00 C
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021118028
(22)【出願日】2021-07-16
(71)【出願人】
【識別番号】000003942
【氏名又は名称】日新電機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000796
【氏名又は名称】弁理士法人三枝国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】野口 優弥
(72)【発明者】
【氏名】東 勇吾
(72)【発明者】
【氏名】宇都宮 里佐
(72)【発明者】
【氏名】神庭 勝
【テーマコード（参考）】
2G061
【Ｆターム（参考）】
2G061AA01
2G061AB05
2G061BA11
2G061CA10
2G061CB01
2G061EA02
2G061EA03
2G061EC04
(57)【要約】
【課題】弾性変形か塑性変形かの評価がばらつくのを抑制できる、軟質材に負荷される引張力の評価方法、軟質材に負荷される引張力の評価システム、制御装置及びプログラムを提供する。
【解決手段】軟質材に負荷される引張力の評価方法は、軟質材に対して、引張力の負荷と引張力の除荷とを複数サイクル行うステップと、引張力の負荷と除荷との各々について、引張力と軟質材の初期長さからの伸びとの相関関係を示す線図１を取得するステップと、引張力と伸びとの相関関係を示す線図１において、１サイクル目の負荷の線図１１と、それ以外の線図１２とを比較するステップと、を備える。
【選択図】図２
【解決手段】軟質材に負荷される引張力の評価方法は、軟質材に対して、引張力の負荷と引張力の除荷とを複数サイクル行うステップと、引張力の負荷と除荷との各々について、引張力と軟質材の初期長さからの伸びとの相関関係を示す線図１を取得するステップと、引張力と伸びとの相関関係を示す線図１において、１サイクル目の負荷の線図１１と、それ以外の線図１２とを比較するステップと、を備える。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
軟質材に対して、引張力の負荷と前記引張力の除荷とを複数サイクル行うステップと、
前記引張力の負荷と除荷との各々について、前記引張力と前記軟質材の初期長さからの伸びとの相関関係を示す線図を取得するステップと、
前記引張力と前記伸びとの相関関係を示す線図において、１サイクル目の前記負荷の線図と、それ以外の線図とを比較するステップと、
を備える、
軟質材に負荷される引張力の評価方法。
前記引張力の負荷と除荷との各々について、前記引張力と前記軟質材の初期長さからの伸びとの相関関係を示す線図を取得するステップと、
前記引張力と前記伸びとの相関関係を示す線図において、１サイクル目の前記負荷の線図と、それ以外の線図とを比較するステップと、
を備える、
軟質材に負荷される引張力の評価方法。
【請求項2】
前記引張力を第１の引張力とし、前記第１の引張力よりも大きい第２の引張力で、前記軟質材と同種の軟質材に対して、前記第２の引張力の負荷と前記第２の引張力の除荷とを複数サイクル行うステップと、
前記第２の引張力の負荷と除荷との各々について、前記第２の引張力と前記軟質材の初期長さからの伸びとの相関関係を示す線図を取得するステップと、
前記第２の引張力と前記伸びとの相関関係を示す線図において、１サイクル目の前記負荷の線図と、それ以外の線図とを比較するステップと、
を更に備え、
前記第１の引張力と前記伸びとの相関関係を示す線図において、１サイクル目の前記負荷の線図と、それ以外の線図とが同じ挙動を示し、かつ前記第２の引張力と前記伸びとの相関関係を示す線図において、前記１サイクル目の前記負荷の線図と、それ以外の線図とが異なる挙動を示した場合、
前記第１の引張力以上前記第２の引張力未満の引張力を、前記軟質材の比例限度であると評価する、
請求項１記載の軟質材に負荷される引張力の評価方法。
前記第２の引張力の負荷と除荷との各々について、前記第２の引張力と前記軟質材の初期長さからの伸びとの相関関係を示す線図を取得するステップと、
前記第２の引張力と前記伸びとの相関関係を示す線図において、１サイクル目の前記負荷の線図と、それ以外の線図とを比較するステップと、
を更に備え、
前記第１の引張力と前記伸びとの相関関係を示す線図において、１サイクル目の前記負荷の線図と、それ以外の線図とが同じ挙動を示し、かつ前記第２の引張力と前記伸びとの相関関係を示す線図において、前記１サイクル目の前記負荷の線図と、それ以外の線図とが異なる挙動を示した場合、
前記第１の引張力以上前記第２の引張力未満の引張力を、前記軟質材の比例限度であると評価する、
請求項１記載の軟質材に負荷される引張力の評価方法。
【請求項3】
前記軟質材がフィルム材である、
請求項１又は請求項２記載の軟質材に負荷される引張力の評価方法。
請求項１又は請求項２記載の軟質材に負荷される引張力の評価方法。
【請求項4】
軟質材に対して、引張力の負荷と前記引張力の除荷とを複数サイクル行う引張試験機と、
前記引張試験機の試験に応じて生成された電気信号から、前記引張力と前記軟質材の初期長さからの伸びとの相関関係を示す線図を生成する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記引張試験機により、前記軟質材に対して、前記引張力の負荷と前記引張力の除荷とを複数サイクル行った試験結果から、前記引張力の負荷と除荷との各々について、前記引張力と前記伸びとの相関関係を示す線図を生成し、
前記引張力と前記伸びとの相関関係を示す線図において、１サイクル目の前記負荷の線図と、それ以外の線図とを比較するように構成されている、
軟質材に負荷される引張力の評価システム。
前記引張試験機の試験に応じて生成された電気信号から、前記引張力と前記軟質材の初期長さからの伸びとの相関関係を示す線図を生成する制御部と、
を備え、
前記制御部は、
前記引張試験機により、前記軟質材に対して、前記引張力の負荷と前記引張力の除荷とを複数サイクル行った試験結果から、前記引張力の負荷と除荷との各々について、前記引張力と前記伸びとの相関関係を示す線図を生成し、
前記引張力と前記伸びとの相関関係を示す線図において、１サイクル目の前記負荷の線図と、それ以外の線図とを比較するように構成されている、
軟質材に負荷される引張力の評価システム。
【請求項5】
引張試験機による試験結果が入力される制御装置であって、
軟質材に対して、引張力の負荷と前記引張力の除荷とを複数サイクル行う前記引張試験機の試験結果から、前記引張力の負荷と除荷との各々について、前記引張力と前記軟質材の初期長さからの伸びとの相関関係を示す線図を生成し、
前記引張力と前記伸びとの相関関係を示す線図において、１サイクル目の前記負荷の線図と、それ以外の線図とを比較するように構成されている、
制御装置。
軟質材に対して、引張力の負荷と前記引張力の除荷とを複数サイクル行う前記引張試験機の試験結果から、前記引張力の負荷と除荷との各々について、前記引張力と前記軟質材の初期長さからの伸びとの相関関係を示す線図を生成し、
前記引張力と前記伸びとの相関関係を示す線図において、１サイクル目の前記負荷の線図と、それ以外の線図とを比較するように構成されている、
制御装置。
【請求項6】
コンピュータを、
軟質材に対して、引張力の負荷と前記引張力の除荷とを複数サイクル行う引張試験機の試験結果から、前記引張力の負荷と除荷とについて、前記引張力と前記軟質材の初期長さからの伸びとの相関関係を示す線図を生成するように機能させ、
前記引張力と前記伸びとの相関関係を示す線図において、１サイクル目の前記負荷の線図と、それ以外の線図とを比較する、
制御部として機能させるためのプログラム。
軟質材に対して、引張力の負荷と前記引張力の除荷とを複数サイクル行う引張試験機の試験結果から、前記引張力の負荷と除荷とについて、前記引張力と前記軟質材の初期長さからの伸びとの相関関係を示す線図を生成するように機能させ、
前記引張力と前記伸びとの相関関係を示す線図において、１サイクル目の前記負荷の線図と、それ以外の線図とを比較する、
制御部として機能させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、軟質材に負荷される引張力の評価方法、軟質材に負荷される引張力の評価システム、制御装置及びプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
従前より、フィルムに引張力が作用するような作業（例えばフィルムを巻く作業等）を機械で行う際、フィルムに加える引張力を決定したり、他メーカーの軟質材の導入を検討する際、物性値を比較したりするには、フィルムに加わる引張力によってどのような変形（弾性変形／塑性変形）を起こすのかが重要である。そこで、このような軟質材の物性値を把握するには、引張試験機を用いて、軟質材からなる試験片に対して、一方向に引張力を負荷し続け、弾性変形、塑性変形及び破断を起こしたときの応力とひずみとの関係を示す、応力ひずみ線図を得ることが行われている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特表２０１８－５２３８２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、従来では、応力ひずみ線図から、弾性域を把握するには、応力ひずみ線図における、略直線状に立ち上がる弾性域と、弾性域から緩やかに上昇してゆく塑性域との境界を読み取って、弾性域を評価する必要がある。具体的には、図９に示すように、線図のうちの弾性域に対応する部分とほぼ同じ勾配となるように、直線Ｌ１を応力ひずみ線図ＳＳ１に沿って引き、当該直線Ｌ１と応力ひずみ線図ＳＳ１との交点Ｘ１を比例限度と評価していた。
【0005】
しかしながら、この従来の方法では、評価をする者が、主観的に直線Ｌ１を引いているため、評価をする者によって、比例限度の評価がばらつくおそれがある。この結果、例えば、比例限度近傍の引張力によって生じる変形が、弾性変形か塑性変形かの適切な評価をすることは難しかった。
【0006】
本発明は、上記事情に鑑みてなされ、弾性変形か塑性変形かの評価がばらつくのを抑制できる、軟質材に負荷される引張力の評価方法、軟質材に負荷される引張力の評価システム、制御装置及びプログラムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明に係る一態様の軟質材に負荷される引張力の評価方法は、軟質材に対して、引張力の負荷と前記引張力の除荷とを複数サイクル行うステップと、前記引張力の負荷と除荷との各々について、前記引張力と前記軟質材の初期長さからの伸びとの相関関係を示す線図を取得するステップと、前記引張力と前記伸びとの相関関係を示す線図において、１サイクル目の前記負荷の線図と、それ以外の線図とを比較するステップと、を備える。
【0008】
本発明に係る一態様の軟質材に負荷される引張力の評価システムは、軟質材に対して、引張力の負荷と前記引張力の除荷とを複数サイクル行う引張試験機と、前記引張試験機の試験に応じて生成された電気信号から、前記引張力と前記軟質材の初期長さからの伸びとの相関関係を示す線図を生成する制御部と、を備える。前記制御部は、前記引張試験機により、前記軟質材に対して、前記引張力の負荷と前記引張力の除荷とを複数サイクル行った試験結果から、前記引張力の負荷と除荷との各々について、前記引張力と前記伸びとの相関関係を示す線図を生成し、前記引張力と前記伸びとの相関関係を示す線図において、１サイクル目の前記負荷の線図と、それ以外の線図とを比較するように構成されている。
【0009】
本発明に係る一態様の制御装置は、引張試験機による試験結果が入力される制御装置である。前記制御装置は、軟質材に対して、引張力の負荷と前記引張力の除荷とを複数サイクル行う前記引張試験機の試験結果から、前記引張力の負荷と除荷との各々について、前記引張力と前記軟質材の初期長さからの伸びとの相関関係を示す線図を生成し、前記引張力と前記伸びとの相関関係を示す線図において、１サイクル目の前記負荷の線図と、それ以外の線図とを比較するように構成されている。
【0010】
本発明に係る一態様のプログラムは、コンピュータを、軟質材に対して、引張力の負荷と前記引張力の除荷とを複数サイクル行う引張試験機の試験結果から、前記引張力の負荷と除荷とについて、前記引張力と前記軟質材の初期長さからの伸びとの相関関係を示す線図を生成するように機能させ、前記引張力と前記伸びとの相関関係を示す線図において、１サイクル目の前記負荷の線図と、それ以外の線図とを比較する、制御部として機能させる。
【発明の効果】
【0011】
本発明に係る上記態様の軟質材に負荷される引張力の評価方法、軟質材に負荷される引張力の評価システム、制御装置及びプログラムは、弾性変形か塑性変形かの評価がばらつくのを抑制できる、という利点がある。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【発明を実施するための形態】
【0013】
＜実施形態１＞
（１）全体
以下、本実施形態に係る軟質材に負荷される引張力の評価方法（以下、単に「評価方法」という）について説明する。本実施形態に係る評価方法は、軟質材としてのフィルム材に対して引張力の負荷と除荷とを行った際の、引張力と軟質材の伸びとの相関関係を示す線図１を用いて、引張力が引き起こす変形の態様（弾性変形／塑性変形）を判定する。本実施形態に係る評価方法によれば、軟質材に負荷される引張力が、弾性変形を起こすのか、又は塑性変形を起こすのかを、客観的に評価することができる。また、この評価方法を用いることで、当該軟質材の弾性域の比例限度を確認することができる。本実施形態では、軟質材の一例として、フィルム材を挙げて説明するが、軟質材としては特に制限はなく、例えば、シート材、線材、棒材等であってもよい。
（１）全体
以下、本実施形態に係る軟質材に負荷される引張力の評価方法（以下、単に「評価方法」という）について説明する。本実施形態に係る評価方法は、軟質材としてのフィルム材に対して引張力の負荷と除荷とを行った際の、引張力と軟質材の伸びとの相関関係を示す線図１を用いて、引張力が引き起こす変形の態様（弾性変形／塑性変形）を判定する。本実施形態に係る評価方法によれば、軟質材に負荷される引張力が、弾性変形を起こすのか、又は塑性変形を起こすのかを、客観的に評価することができる。また、この評価方法を用いることで、当該軟質材の弾性域の比例限度を確認することができる。本実施形態では、軟質材の一例として、フィルム材を挙げて説明するが、軟質材としては特に制限はなく、例えば、シート材、線材、棒材等であってもよい。
【0014】
本明細書でいう「フィルム材」は、厚さ寸法が２００μｍ以下の扁平な軟質材を意味する。なお、厚さ寸法が２００μｍを超える扁平な軟質材については「シート材」と定義する。本実施形態に係るフィルム材は、厚さ寸法が５μｍ以上１０μ以下に形成されたフィルム材であって、フィルムコンデンサの誘電体として用いられる。
【0015】
フィルム材の材質としては、特に制限はなく、例えば、ポリエチレンテレフタレート（PET；Polyethylene terephthalate）、ポリプロピレン（PP；polypropylene）、ポリフェニレンサルファイド（PPS；Poly Phenylene Sulfide）、ポリエチレンナフタレート（PEN；polyethylene naphthalate）等が挙げられる。
【0016】
以下、本実施形態に係る評価方法の概要を説明する。
【0017】
まず、軟質材に対して、一の引張力を負荷した後、当該引張力を除荷する。この引張力の負荷と除荷とを１サイクルとすると、本実施形態に係る評価方法では、これを複数サイクル繰り返す。そして、引張力の負荷と除荷との各々について、引張力と、軟質材の初期長さからの伸びとの相関関係を示す線図１（グラフ）を作成する。
【0018】
次に、引張力の負荷の線図１と、引張力の除荷の線図１とを、同じ縦軸及び横軸でなす領域に作成し、１サイクル目の負荷の線図１１と、それ以外の線図１２（１サイクル目の除荷以降の線図１）とを比較する。１サイクル目の負荷の線図１１とそれ以外の線図１２とが同じ挙動を示す場合、一の引張力によって生じる変形は、弾性変形であると判定される。１サイクル目の負荷の線図１１とそれ以外の線図１２とが異なる挙動を示す場合、一の引張力によって生じる変形は、塑性変形であると判定される。
【0019】
また、本実施形態に係る評価方法では、比例限度の確認も行うことができる。その方法の概要は次の通りである。
【0020】
上述した評価方法では、一の引張力に対して、負荷／除荷を複数サイクル行うものであったが、ここでは、互いに異なる複数の引張力の各々に対して、負荷／除荷を複数サイクル実行し、引張力と伸びとの相関関係を示す線図１を作成する。
【0021】
【0022】
ここで、弾性変形であると判定された引張力のうちの最も大きい引張力（これを「第１の引張力」とする）に対し、次に大きい引張力（これを「第２の引張力」とする）による変形は、塑性変形であると判定されている。したがって、この軟質材の比例限度は、第１の引張力以上でかつ第２の引張力未満の引張力に相当する力であると評価できる。
【0023】
以下、本実施形態に係る評価方法について、より詳細に説明する。ここでは、一例として、比例限度の評価を行う方法も含めて説明するが、本発明では、引張力による変形が塑性変形であるか、弾性変形であるかを評価する方法にのみ用いられてもよい。本実施形態に係る評価方法は、図１に示すように、弾性域／塑性域判定ステップＳＴ１と、比例限度評価ステップＳＴ２と、を備える。
【0024】
（２）弾性域／塑性域判定ステップ
弾性域／塑性域判定ステップＳＴ１は、軟質材に対して加わった引張力による変形が、弾性変形なのか塑性変形なのかを判定するステップである。ここで図２には、弾性域／塑性域判定ステップＳＴ１のプロセスをフローチャートで示している。図２に示すように、弾性域／塑性域判定ステップＳＴ１は、負荷／除荷ステップＳＴ１１と、線図生成ステップＳＴ１２と、比較ステップＳＴ１３と、判定ステップＳＴ１４と、を含む。
弾性域／塑性域判定ステップＳＴ１は、軟質材に対して加わった引張力による変形が、弾性変形なのか塑性変形なのかを判定するステップである。ここで図２には、弾性域／塑性域判定ステップＳＴ１のプロセスをフローチャートで示している。図２に示すように、弾性域／塑性域判定ステップＳＴ１は、負荷／除荷ステップＳＴ１１と、線図生成ステップＳＴ１２と、比較ステップＳＴ１３と、判定ステップＳＴ１４と、を含む。
【0025】
（２．１）負荷／除荷ステップ
負荷／除荷ステップＳＴ１１は、軟質材に対して、引張力の負荷と、この引張力の除荷とを、複数サイクル行うステップである。ここでいう「引張力」は、軟質材に対して面方向に作用する力を意味する。引張力としては、本実施形態では、軟質材に加える力（「試験力」という場合がある）で表現するが、応力（垂直応力）で表現してもよい。
負荷／除荷ステップＳＴ１１は、軟質材に対して、引張力の負荷と、この引張力の除荷とを、複数サイクル行うステップである。ここでいう「引張力」は、軟質材に対して面方向に作用する力を意味する。引張力としては、本実施形態では、軟質材に加える力（「試験力」という場合がある）で表現するが、応力（垂直応力）で表現してもよい。
【0026】
本明細書でいう「引張力の負荷」とは、軟質材に加えようとする引張力を最大値として、ゼロから徐々に増大するように、連続的に力を加えることを意味する。例えば、３Ｎの引張力を負荷する場合、軟質材に加わる力は、０Ｎから３Ｎに達するまで漸次増大する。また、「引張力の除荷」とは、軟質材に加わっている引張力がゼロになるまで、徐々に減少するように、連続的に力を加えることを意味する。
【0027】
負荷／除荷ステップＳＴ１１では、軟質材に対して、引張力を負荷した後、負荷された引張力を除荷することを一サイクルとして、これを複数サイクル実行する。負荷／除荷ステップＳＴ１１で実行するサイクル数は、２回以上であればよいが、好ましくは３回以上である。また、負荷／除荷ステップＳＴ１１で実行するサイクル数の上限値は、特に制限はないが、例えば、５回以下である。サイクル数を２回以上実行すると、判定ステップＳＴ１４での精度が高くなる。
【0028】
また、負荷／除荷ステップＳＴ１１で行う引張力の負荷と除荷とは、例えば、引張試験機を用いて行うことが好ましい。引張試験機では、試験速度の設定値を、０．３mm/min以上０．７mm/minとすることが好ましく、より好ましくは、０．５mm/minである。試験速度の設定値を、一般的な引張試験機で行う試験速度（およそ１００mm/min）よりも遅く設定することにより、ひずみ速度が変形に及ぼす影響をできる限り抑えることができる。
【0029】
（２．２）線図生成ステップ
線図生成ステップＳＴ１２は、負荷／除荷ステップＳＴ１１による試験結果から、引張力の負荷と除荷との各々について、引張力と、軟質材の初期長さからの伸び（以下、単に「伸び」という場合がある）との相関関係を示す線図１を生成するステップである。引張力と伸びとの相関関係を示す線図１としては、例えば、荷重-変形線図、応力-ひずみ線図等が挙げられる。本実施形態では、横軸を初期長さからの伸び［ｍｍ］とし、縦軸を試験力［Ｎ］とした荷重-変形線図を生成する。
線図生成ステップＳＴ１２は、負荷／除荷ステップＳＴ１１による試験結果から、引張力の負荷と除荷との各々について、引張力と、軟質材の初期長さからの伸び（以下、単に「伸び」という場合がある）との相関関係を示す線図１を生成するステップである。引張力と伸びとの相関関係を示す線図１としては、例えば、荷重-変形線図、応力-ひずみ線図等が挙げられる。本実施形態では、横軸を初期長さからの伸び［ｍｍ］とし、縦軸を試験力［Ｎ］とした荷重-変形線図を生成する。
【0030】
線図生成ステップＳＴ１２では、引張試験機の試験結果に応じて生成された電気信号から、制御装置の制御部を用いて処理され、引張力の負荷についての線図１と、引張力の除荷についての線図１とが横軸と縦軸とでなす一の領域に描画されることで、荷重－変形線図が生成される。したがって、例えば、図３に示すような点Ａと点Ｂとを往復するような線図１が生成される。
【0031】
制御部によって生成された線図１は、出力装置によって出力されてもよいし、データとしてメモリに記録されてもよい。制御部は、プロセッサを主構成要素とするコンピュータである。プロセッサは、ストレージに記憶されるプログラムに従って、各種機能を実行する。プロセッサとしては、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit；中央処理装置）、ＭＰＵ（Micro Processing Unit）、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）、マイクロプロセッサ（microprocessor）等が挙げられる。また、出力装置としては、特に制限はなく、例えば、ディスプレイ、ヘッドマウントディスプレイ、プロジェクター、ホログラム、プリンタ等が挙げられる。
【0032】
（２．３）比較ステップ
比較ステップＳＴ１３は、生成したグラフにおいて、１サイクル目の負荷の線図１１と、それ以外の線図１２（すなわち、１サイクル目の除荷以降の線図１）とを比較するステップである。本実施形態では、線図生成ステップＳＴ１２において、引張力の負荷についての線図１と、引張力の除荷についての線図１とを、横軸と縦軸とでなす一の領域に描画することをもって、比較ステップＳＴ１３での「比較」とする。
比較ステップＳＴ１３は、生成したグラフにおいて、１サイクル目の負荷の線図１１と、それ以外の線図１２（すなわち、１サイクル目の除荷以降の線図１）とを比較するステップである。本実施形態では、線図生成ステップＳＴ１２において、引張力の負荷についての線図１と、引張力の除荷についての線図１とを、横軸と縦軸とでなす一の領域に描画することをもって、比較ステップＳＴ１３での「比較」とする。
【0033】
比較ステップＳＴ１３での比較の方法としては、特に制限はないが、１サイクル目の負荷についての線図１と、それ以外の線図１との差分を表示してもよいし、１サイクル目の負荷についての線図１とそれ以外の線図１との各々を示す関係式を演算により求め、関係式で比較してもよい。
【0034】
（２．４）判定ステップ
判定ステップＳＴ１４は、比較ステップＳＴ１３において、１サイクル目の負荷についての線図１１と、それ以外の線図１２とを比較した結果に応じて、弾性変形又は塑性変形を判定するステップである。判定ステップＳＴ１４の判定主体は、プログラムによって制御部４３が判定してもよいが、ここでは、ユーザ自身が判定を行う。
判定ステップＳＴ１４は、比較ステップＳＴ１３において、１サイクル目の負荷についての線図１１と、それ以外の線図１２とを比較した結果に応じて、弾性変形又は塑性変形を判定するステップである。判定ステップＳＴ１４の判定主体は、プログラムによって制御部４３が判定してもよいが、ここでは、ユーザ自身が判定を行う。
【0035】
判定ステップＳＴ１４では、１サイクル目の負荷についての線図１１と、それ以外の線図１２とを比較した結果、図３に示すように、いずれの線図１も同じ挙動を示している場合、当該引張力による弾性体の変形は、弾性変形であると判定される。一方、１サイクル目の負荷についての線図１１と、それ以外の線図１２とを比較した結果、図４に示すように、異なる挙動を示している場合、当該引張力による弾性体の変形は、塑性変形であると判定される。
【0036】
線図１１，１２同士を比較した結果、異なる挙動を示すパターンとしては、様々あり得るが、図４に示すように、１サイクル目の負荷の線図１１に対し、それ以外の線図１２が、より小さい引張力に対して比較的伸びやすい性質を示す。ただし、１サイクル目の負荷の線図１１と、そ例外の線図１２とが比較的近い場合（図４）のほか、図５に示すように、１サイクル目の負荷の線図１１と、それ以外の線図１２とが比較的離れている場合もあり得る。
【0037】
（３）比例限度評価ステップ
比例限度評価ステップＳＴ２は、図１に示すように、弾性域／塑性域判定ステップＳＴ１の後に実行される。比例限度評価ステップＳＴ２は、判定ステップＳＴ１４で判定した変形の態様と、それに対応する引張力との関係に基づいて、軟質材の比例限度を評価するステップである。
比例限度評価ステップＳＴ２は、図１に示すように、弾性域／塑性域判定ステップＳＴ１の後に実行される。比例限度評価ステップＳＴ２は、判定ステップＳＴ１４で判定した変形の態様と、それに対応する引張力との関係に基づいて、軟質材の比例限度を評価するステップである。
【0038】
ここで、本実施形態に係る評価方法では、異なる複数の引張力の各々に対して、負荷／除荷を複数サイクル実行し、引張力と伸びとの相関関係を示す線図１を作成する。複数の引張力の数値には、特に制限はないが、軟質材の比例限度の精度の観点から、大きさ順に並べた際の隣り合う引張力の数値の差は、できる限り小さくすることが好ましい。大きさ順に並べた際の隣り合う引張力の数値の差としては、応力で示す場合、例えば、１Ｎ／ｍｍ２以下であることが好ましく、より好ましくは、０．５Ｎ／ｍｍ２以下であり、更に好ましくは、０．３Ｎ／ｍｍ２以下である。なお、隣り合う引張力の数値の差の下限値は特に制限はないが、例えば、０．１Ｎ／ｍｍ２以上が例示される。隣り合う引張力の差が小さ過ぎると、弾性域／塑性域判定ステップＳＴ１の試行回数が過剰に増えて好ましくない。
【0039】
異なる複数の引張力の各々に対応する線図１を作成した後、各線図１について、比較ステップＳＴ１３及び判定ステップＳＴ１４を実行する。これによって、異なる複数の引張力の各々について、弾性変形が生じるか、塑性変形が生じるかが判定される。
【0040】
ここで、図６に示すように、弾性変形であると判定された引張力のうちの最も大きい引張力（第１の引張力；ここでは１０．３［Ｎ］）に対し、次に大きい引張力（第２の引張力；ここでは１２．１［Ｎ］）による変形は塑性変形である。したがって、この軟質材の比例限度は、第１の引張力以上でかつ第２の引張力未満の引張力に相当する応力であると評価可能である。すなわち、図６の例では、比例限度をＥ［Ｎ］とすると、１０．３≦Ｅ＜１２．１である。
【0041】
言い換えると、比例限度評価ステップＳＴ２では、第１の引張力についての線図１において、１サイクル目の負荷の線図１と、それ以外の線図１とが同じ挙動を示し、かつ第２の引張力についての線図１において、１サイクル目の負荷の線図１と、それ以外の線図１とが異なる挙動を示した場合、第１の引張力以上第２の引張力未満の引張力を、軟質材の比例限度であると評価する。
【0042】
なお、ここでは、引張力を変化させることで、異なる複数の引張力について、線図１を作成したが、引張試験機のストローク（すなわち、軟質材の伸び）を変化させることで、第１の引張力と第２の引張力について線図１を作成してもよい。
【0043】
（４）効果
以上説明したように、本実施形態に係る評価方法では、引張力の負荷と除荷とを、複数サイクル行い、引張力と軟質材の伸びとの相関関係を示す線図１を作成した上で、１サイクル目の負荷の線図１１と、それ以外の線図１２とを比較して、変形の態様を判定するため、弾性変形か塑性変形かを客観的に判断することができる。
以上説明したように、本実施形態に係る評価方法では、引張力の負荷と除荷とを、複数サイクル行い、引張力と軟質材の伸びとの相関関係を示す線図１を作成した上で、１サイクル目の負荷の線図１１と、それ以外の線図１２とを比較して、変形の態様を判定するため、弾性変形か塑性変形かを客観的に判断することができる。
【0044】
また、第１の引張力についての線図１において、１サイクル目の負荷の線図１１と、それ以外の線図１２とが同じ挙動を示し、かつ第２の引張力についての線図１において、１サイクル目の負荷の線図１１と、それ以外の線図１２とが異なる挙動を示した場合、第１の引張力以上第２の引張力未満の引張力を、軟質材の比例限度であると評価するため、比例限度を客観的に評価することができる。このため、従来の比例限度の評価方法では、評価する人の判断によってばらつきが生じ得るが、本実施形態に係る評価方法では、比例限度の評価にばらつきが生じにくい。
【0045】
＜実施形態２＞
上記実施形態は、本発明の様々な実施形態の一つに過ぎない。実施形態は、本発明の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。以下、本発明の他の実施形態を説明する。実施形態２では、軟質材に負荷される引張力の評価方法が、軟質材に負荷される引張力の評価システム（以下、単に「評価システム２」という）によって実現されている。本実施形態に係る評価システム２は、図７に示すように、引張試験機３と、制御装置４と、を備える。
上記実施形態は、本発明の様々な実施形態の一つに過ぎない。実施形態は、本発明の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。以下、本発明の他の実施形態を説明する。実施形態２では、軟質材に負荷される引張力の評価方法が、軟質材に負荷される引張力の評価システム（以下、単に「評価システム２」という）によって実現されている。本実施形態に係る評価システム２は、図７に示すように、引張試験機３と、制御装置４と、を備える。
【0046】
（１）引張試験機
引張試験機３は、軟質材に対して、引張力の負荷と、引張力の除荷とを複数サイクル行う試験機である。引張試験機３には、軟質材として、軟質材を所定サイズに切り取った試験片Ｚ１がセットされて試験される。引張試験機３によれば、負荷／除荷ステップＳＴ１１を実行することができる。引張試験機３は、負荷／除荷ステップＳＴ１１を実行することで、試験結果に応じた電気信号を出力する。引張試験機３による電気信号は、制御装置４に出力される。
引張試験機３は、軟質材に対して、引張力の負荷と、引張力の除荷とを複数サイクル行う試験機である。引張試験機３には、軟質材として、軟質材を所定サイズに切り取った試験片Ｚ１がセットされて試験される。引張試験機３によれば、負荷／除荷ステップＳＴ１１を実行することができる。引張試験機３は、負荷／除荷ステップＳＴ１１を実行することで、試験結果に応じた電気信号を出力する。引張試験機３による電気信号は、制御装置４に出力される。
【0047】
（２）制御装置
制御装置４は、引張試験機３による試験結果が入力された結果、情報の処理及び線図１の表示を実行する。制御装置４は、図８に示すように、入出力部４２と、通信部４１と、制御部４３と、を備える。制御装置４としては、例えば、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、スマートフォン、タブレット端末、ウェアラブル端末等により実現される。
制御装置４は、引張試験機３による試験結果が入力された結果、情報の処理及び線図１の表示を実行する。制御装置４は、図８に示すように、入出力部４２と、通信部４１と、制御部４３と、を備える。制御装置４としては、例えば、デスクトップコンピュータ、ラップトップコンピュータ、スマートフォン、タブレット端末、ウェアラブル端末等により実現される。
【0048】
入出力部４２は、制御装置４を操作して情報を入力する入力装置４２１と、出力装置４２２と、を備える。入力装置４２１としては、例えば、キーボード、マウス、トラックボール、タッチパッド等が挙げられる。出力装置４２２は、実施形態と同様、例えば、ディスプレイ、ヘッドマウントディスプレイ、プロジェクター、ホログラム、プリンタ等が挙げられる。
【0049】
通信部４１は、通信インターフェースである。通信部４１は、引張試験機３から出力された試験についての電気信号を受信する。通信部４１は、有線又は無線によって、引張試験機３に接続されている。
【0050】
制御部４３は、制御装置４の各種処理を実行する。制御部４３は、例えば、１以上のプロセッサ（マイクロプロセッサ）と１以上のメモリとを含むコンピュータシステムにより実現され得る。つまり、１以上のプロセッサが１以上のメモリに記憶された１以上の（コンピュータ）プログラム（アプリケーション）を実行することで、制御部４３として機能する。プログラムは、ここでは制御部４３のメモリに予め記録されているが、インターネット等の電気通信回線を通じて、又はメモリカード等の非一時的な記録媒体に記録されて提供されてもよい。
【0051】
制御部４３は、線図生成部４３１と、判定部４３２と、出力部４３３と、比例限度評価部４３４と、を備える。
【0052】
線図生成部４３１は、線図生成ステップＳＴ１２及び比較ステップＳＴ１３を実行する。線図生成ステップＳＴ１２及び比較ステップＳＴ１３については、実施形態１と同じであるため、説明を省略する。線図生成部４３１は、引張試験機３から入力された電気信号から、引張力と軟質材の伸びとの相関関係を示す線図１を生成する。
【0053】
判定部４３２は、判定ステップＳＴ１４を実行する。判定ステップＳＴ１４については、実施形態１と同じであるため、重複する説明を省略する。判定部４３２は、１サイクル目の負荷についての線図１１と、それ以外の線図１２とを比較する際、例えば、伸びの値に対する引張力の値について、対比する線図１同士で差分を算出し、その差分が、所定の閾値以上である点が存在すれば、これをもって、両線分が異なる挙動を示しているとして、塑性域での変形であると判定する。一方、判定部４３２は、例えば、伸びの値に対する力の値について、対比する線図１同士で差分を算出し、その差分が、どの点をとっても、所定の閾値未満であれば、これをもって、両線分が同じ挙動を示しているとして、弾性域での変形であると判定する。
【0054】
ここでいう「所定の閾値」とは、例えば、加えようとする引張力の値の０．５％以上５％以下の値であり、好ましくは、１％以上３％以下の値に設定される。この閾値については、軟質材の用途に応じて、ユーザが適宜設定することができる。
【0055】
出力部４３３は、線図生成部４３１によって生成された線図１と、判定部４３２によって判定された結果とを、入出力部４２に出力する。出力部４３３による出力は、ユーザの操作に応じて実行されてもよい。
【0056】
比例限度評価部４３４は、比例限度評価ステップＳＴ２を実行する。比例限度評価ステップＳＴ２については、実施形態１と同じであるため、重複する説明を省略する。比例限度評価部４３４は、判定部４３２の判定結果が入力されると、弾性変形を生じる引張力のうちの最も大きい引張力として、第１の引張力を抽出する。また、判定部４３２は、第１の引張力よりも次に大きい引張力である第２の引張力を抽出する。そして、判定部４３２は、第１の引張力以上第２の引張力未満の引張力を、軟質材の比例限度であると評価する。なわち、比例限度をＥ［Ｎ］、第１の引張力をＰ１［Ｎ］、第２の引張力をＰ２［Ｎ］とすると、Ｐ１≦Ｅ＜Ｐ２で表される。比例限度評価部４３４の評価結果は、出力部４３３によって出力装置４２２に出力される。
【0057】
このように、実施形態２に係る評価システム２によれば、自動で、軟質材の引張力を評価することができる上に、自動で、軟質材の比例限度を評価することができる。
【0058】
＜変形例＞
上記実施形態は、本発明の様々な実施形態の一つに過ぎない。実施形態は、本発明の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。以下、実施形態の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。
上記実施形態は、本発明の様々な実施形態の一つに過ぎない。実施形態は、本発明の目的を達成できれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。以下、実施形態の変形例を列挙する。以下に説明する変形例は、適宜組み合わせて適用可能である。
【0059】
上記実施形態では、引張力と伸びとの相関関係を示す線図１において、１サイクル目の負荷の線図１１と、それ以外の線図１２とを比較し、１サイクル目の負荷の線図１１と、それ以外の線図１２の全てとが異なる挙動を示した場合を説明したが、本発明では、１サイクル目の負荷の線図１１に対し、１サイクル目の負荷の線図１１以外の線図１２の挙動のうちのいずれか一つが異なっていれば、「異なる挙動を示した」としてもよい。
【0060】
上記実施形態に係る軟質材は、フィルムコンデンサの誘電体を構成するフィルム材であったが、用途は特に制限はなく、例えば、梱包用のフィルム、生鮮容器の包装用フィルム、粘着テープ、加飾フィルム、防錆フィルム、偏光フィルム、反射防止フィルム等に用いられてもよい。また、フィルム材としては、透明フィルムのほか、フィルム状の基材に対して金属を蒸着したものや、印刷されたものであってもよい。
【0061】
実施形態２に係る評価システムでは、引張試験機３と制御装置４とは有線又は無線により通信可能に接続されたが、本発明では、引張試験機３と制御装置４とは通信可能に接続されていなくてもよい。引張試験機３の試験結果に関するデータを、ストレージ等の記録媒体に保存し、当該記録媒体を用いて、制御装置４にデータを移動してもよい。
【0062】
上記実施形態において、比例限度評価ステップでは、異なる複数の引張力の各々について、引張力と、軟質材の伸びとの相関関係を示す線図１を生成した上で、比例限度を評価したが、例えば、軟質材の応力ひずみ線図から比例限度を予測し、予測した比例限度の前後の値について、比例限度評価ステップを実行して、正確な比例限度を評価してもよい。
【0063】
＜まとめ＞
以上説明したように、第１の態様に係る軟質材に負荷される引張力の評価方法は、軟質材に対して、引張力の負荷と引張力の除荷とを複数サイクル行うステップと、引張力の負荷と除荷との各々について、引張力と軟質材の初期長さからの伸びとの相関関係を示す線図１を取得するステップと、引張力と伸びとの相関関係を示す線図１において、１サイクル目の負荷の線図１１と、それ以外の線図１２とを比較するステップと、を備える。
以上説明したように、第１の態様に係る軟質材に負荷される引張力の評価方法は、軟質材に対して、引張力の負荷と引張力の除荷とを複数サイクル行うステップと、引張力の負荷と除荷との各々について、引張力と軟質材の初期長さからの伸びとの相関関係を示す線図１を取得するステップと、引張力と伸びとの相関関係を示す線図１において、１サイクル目の負荷の線図１１と、それ以外の線図１２とを比較するステップと、を備える。
【0064】
この態様によれば、１サイクル目の負荷の線図１１とそれ以外の線図１２とを比較し、いずれの線図１１，１２も同じ挙動を示している場合、引張力による弾性体の変形は、弾性変形であると判定できる。一方、１サイクル目の負荷についての線図１１と、それ以外の線図１２とを比較した結果、異なる挙動を示している場合、引張力による弾性体の変形は、塑性変形であると判定できる。この結果、本実施形態に係る評価方法によれば、弾性変形か塑性変形かの評価がばらつくのを抑制できる。
【0065】
第２の態様に係る軟質材に負荷される引張力の評価方法では、第１の態様において、引張力を第１の引張力とし、第１の引張力よりも大きい第２の引張力で、軟質材と同種の軟質材に対して、第２の引張力の負荷と第２の引張力の除荷とを複数サイクル行うステップと、第２の引張力の負荷と除荷との各々について、第２の引張力と軟質材の初期長さからの伸びとの相関関係を示す線図１を取得するステップと、第２の引張力と伸びとの相関関係を示す線図１において、１サイクル目の負荷の線図１と、それ以外の線図１とを比較するステップと、を更に備える。第１の引張力と伸びとの相関関係を示す線図１において、１サイクル目の負荷の線図１と、それ以外の線図１とが同じ挙動を示し、かつ第２の引張力と伸びとの相関関係を示す線図１において、１サイクル目の負荷の線図１１と、それ以外の線図１２とが異なる挙動を示した場合、第１の引張力以上第２の引張力未満の引張力を、軟質材の比例限度であると評価する。
【0066】
この態様によれば、軟質材の比例限度の評価のばらつきを抑制することができ、弾性変形か塑性変形かの評価がばらつくのを抑制できる。
【0067】
第３の態様に係る軟質材に負荷される引張力の評価方法では、第１又は第２の態様において、軟質材がフィルム材である。
【0068】
この態様によれば、フィルム材に加える引張力が、弾性変形を起こすか、塑性変形を起こすかを判定でき、フィルム材の物性値を把握することができる。
【0069】
第４の態様に係る軟質材に負荷される引張力の評価システム２は、軟質材に対して、引張力の負荷と引張力の除荷とを複数サイクル行う引張試験機３と、引張試験機３の試験に応じて生成された電気信号から、引張力と軟質材の初期長さからの伸びとの相関関係を示す線図１を生成する制御部４３と、を備える。制御部４３は、引張試験機３により、軟質材に対して、引張力の負荷と引張力の除荷とを複数サイクル行った試験結果から、引張力の負荷と除荷との各々について、引張力と伸びとの相関関係を示す線図１を生成し、引張力と伸びとの相関関係を示す線図１において、１サイクル目の負荷の線図１１と、それ以外の線図１２とを比較するように構成されている。
【0070】
この態様によれば、評価システム２によって、ばらつきを抑えた弾性変形か塑性変形かの評価を行うことができる。
【0071】
第５の態様に係る引張試験機３の制御装置４は、引張試験機３による試験結果が入力される制御装置４である。制御装置４は、軟質材に対して、引張力の負荷と引張力の除荷とを複数サイクル行う引張試験機３の試験結果から、引張力の負荷と除荷との各々について、引張力と軟質材の初期長さからの伸びとの相関関係を示す線図１を生成し、引張力と伸びとの相関関係を示す線図１において、１サイクル目の負荷の線図１１と、それ以外の線図１２とを比較するように構成されている。
【0072】
この態様によれば、制御装置４によって、ばらつきを抑えた弾性変形か塑性変形かの評価を行うことができる。
【0073】
第６の態様に係るプログラムは、コンピュータを、軟質材に対して、引張力の負荷と引張力の除荷とを複数サイクル行う引張試験機３の試験結果から、引張力の負荷と除荷とについて、引張力と軟質材の初期長さからの伸びとの相関関係を示す線図１を生成するように機能させ、引張力と伸びとの相関関係を示す線図１において、１サイクル目の負荷の線図１１と、それ以外の線図１２とを比較する、制御部４３として機能させる。
【0074】
この態様によれば、コンピュータによって、ばらつきを抑えた弾性変形か塑性変形かの評価を行うことができる。
【符号の説明】
【0075】
１ 線図
１１ １サイクル目の負荷の線図
１２ １サイクル目の負荷の線図以外の線図
２ 評価システム
３ 引張試験機
４ 制御装置
４３ 制御部
１１ １サイクル目の負荷の線図
１２ １サイクル目の負荷の線図以外の線図
２ 評価システム
３ 引張試験機
４ 制御装置
４３ 制御部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】