▶ ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシーの特許一覧 ▶ ローム アンド ハース カンパニーの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-05-10
(45)【発行日】2023-05-19
(54)【発明の名称】衝撃および穿刺抵抗を分析するためのシステム
(51)【国際特許分類】
G01N 3/42 20060101AFI20230511BHJP
G01N 3/30 20060101ALI20230511BHJP
【ＦＩ】
G01N3/42
G01N3/30 N
G01N3/30 P
【請求項の数】
17
(21)【出願番号】P 2020503992
(86)(22)【出願日】2018-04-30
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2020-10-08
(86)【国際出願番号】 US2018030298
(87)【国際公開番号】W WO2019027522
(87)【国際公開日】2019-02-07
【審査請求日】2021-04-26
(31)【優先権主張番号】62/539,381
(32)【優先日】2017-07-31
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
【前置審査】
(73)【特許権者】
【識別番号】502141050
【氏名又は名称】ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー
(73)【特許権者】
【識別番号】590002035
【氏名又は名称】ローム アンド ハース カンパニー
【氏名又は名称原語表記】ＲＯＨＭ ＡＮＤ ＨＡＡＳ ＣＯＭＰＡＮＹ
(74)【代理人】
【識別番号】100092783
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 浩
(74)【代理人】
【識別番号】100095360
【弁理士】
【氏名又は名称】片山 英二
(74)【代理人】
【識別番号】100120134
【弁理士】
【氏名又は名称】大森 規雄
(72)【発明者】
【氏名】マッカーティー ２世、ドナルド エル．
(72)【発明者】
【氏名】スタント、エリック
(72)【発明者】
【氏名】ルンド、ジョン
(72)【発明者】
【氏名】グラッド、ブライデン イー．
(72)【発明者】
【氏名】シン、ハイテンドラ
【審査官】福田 裕司
(56)【参考文献】
【文献】特開２００１－１８８０３２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２００６－５２６７７５（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開平０７－０３４３５２（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開平０８－２２６８８１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０１－１５８３３０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０３－１４２１８８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００２－２８６６０４（ＪＰ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１０６０５３２３６（ＣＮ，Ａ）
【文献】特開２００５－１４８０５７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭６４－０１３４３４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－２７１０３７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－０３２１７３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－０９０１６６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００３－０１４６００（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｎ ３／４２
Ｇ０１Ｎ ３／３０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
フィルムサンプルの物理的特性を分析するためのシステムであって、前記システムが、前記フィルムサンプルを保持するように構成された材料保持システムと、
前記フィルムサンプルの物理的特性を試験するように構成された槍試験システムと、
分析または試験される前記保持されたフィルムサンプルを、ステーション間で移動させるように構成された移動システムと、を備え、
前記移動システムが、前記材料保持システム内の前記保持されたフィルムサンプルを前記槍試験システムに移動させるように構成され、
前記材料保持システムが、真空吸引を通じて前記フィルムサンプルを保持するように構成された真空吸引システムを含み、
前記フィルムサンプルが、４つの角部を有する四辺形形状を有し、前記真空吸引システムが、前記フィルムサンプルの実質的に各角部で前記フィルムサンプルを保持するように構成された第１の対の吸引カップおよび第２の対の吸引カップを含み、
前記真空吸引システムが、試験される前記フィルムサンプルを保持および配置するように構成された第１の対の吸引カップおよび第２の対の吸引カップと、以前に試験されたフィルムサンプルを拾い上げるように構成された第３の対の吸引カップと、を含む、前記システム。
【請求項2】
前記移動システムが、関節アームロボットシステムを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項3】
前記フィルムサンプルの厚さを測定するように構成された材料厚さ測定システムをさらに備える、請求項１又は２に記載のシステム。
【請求項4】
前記材料厚さ測定システムが、前記測定中に前記フィルムサンプルを穿刺することを回避するために、広がった区域にわたって前記フィルムサンプルの厚さを測定するように構成されたプローブを含む、請求項３に記載のシステム。
【請求項5】
前記槍試験システムが、上顎および下顎を有するクランプシステムを含み、前記上顎および前記下顎が、各々、溝および隆起部を含み、前記上および下顎のうちの一方の隆起部が、前記上および下顎のうちの他方の溝に嵌合するように構成されている、請求項１～４のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項6】
前記上顎および前記下顎のうちの一方が、前記クランプシステムが開放している間に、前記フィルムサンプルを適所に保持するように構成された保持機構を含む、請求項５に記載のシステム。
【請求項7】
前記槍試験システムが、前記フィルムサンプルの物理的特性を試験するように構成された槍プローブ機構を含む、請求項１～６のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項8】
前記槍プローブ機構が、槍プローブと、前記槍プローブを移動させるように構成された推進システムと、を含む、請求項７に記載のシステム。
【請求項9】
前記推進システムが、リニアモータを含む、請求項８に記載のシステム。
【請求項10】
前記槍プローブ機構が、前記槍プローブに接続された圧電式力センサを含み、前記圧電式力センサが、前記フィルムサンプルの槍試験中に力信号を測定するように構成されている、請求項７～９のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項11】
前記槍試験システムと通信するコンピュータシステムをさらに備え、前記コンピュータシステムが、前記槍試験システムから力データを取得するように構成されている、請求項１～１０のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項12】
前記フィルムサンプルの欠陥を検出するように構成された材料画像分析システムをさらに備える、請求項１～１１のいずれか一項に記載のシステム。
【請求項13】
フィルムサンプルの物理的特性を分析するための方法であって、前記方法が、移動システムに接続された材料保持システムによって前記フィルムサンプルを保持することと、
前記移動システムによって前記フィルムサンプルを槍試験システムに移動させることと、
前記槍試験システムを使用して、前記材料の前記フィルムサンプルの物理的特性を試験することと
を含み、
前記材料保持システムが、真空吸引を通じて前記フィルムサンプルを保持するように構成された真空吸引システムを含み、前記フィルムサンプルが、４つの角部を有する四辺形形状を有し、前記真空吸引システムが、前記フィルムサンプルの実質的に各角部で前記フィルムサンプルを保持するように構成された第１の対の吸引カップおよび第２の対の吸引カップを含み、
前記第１の対の吸引カップおよび前記第２の対の吸引カップは、試験される前記フィルムサンプルを保持および配置するように構成されており、前記真空吸引システムは、以前に試験されたフィルムサンプルを拾い上げるように構成された第３の対の吸引カップをさらに含む、前記方法。
【請求項14】
前記フィルムサンプルの前記物理的特性を試験することが、前記槍試験システムのクランプシステムを使用して、前記試験中に前記フィルムサンプルをぴんと張って強勢せずに保持することを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項15】
前記フィルムサンプルの前記物理的特性を試験することが、前記槍試験システムの槍プローブで前記フィルムサンプルを穿刺することと、前記フィルムサンプルの試験中に力を測定することと、を含む、請求項１３または１４に記載の方法。
【請求項16】
前記移動システムによって前記フィルムサンプルを材料厚さ測定システムに移動させることと、前記材料厚さ測定システムを使用してフ前記フィルムサンプルの厚さを測定することと、をさらに含む、請求項１３～１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項17】
前記移動システムによって前記フィルムサンプルを材料画像分析システムに移動させることと、前記材料画像分析システムを使用して、前記フィルムサンプルの欠陥を検出することと、をさらに含む、請求項１３～１６のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、材料のフィルムまたはシートの衝撃および穿刺抵抗を分析するためのシステムおよびプロセスに関する。
【背景技術】
【0002】
材料の物理的特性を特徴付けることは、材料の製造に使用される化学組成を分析および改善すること、ならびに材料の製造プロセスを分析および改善することに役立つ。物理的特性を特徴付けることはまた、消費者が特定のユースケースに最適な製品を決定することにも役立つと共に、研究者が特定の用途向けの新しいソリューションを開発することにも役立ち得る。材料の有用な物理的特性の１つは、材料の穿刺特性を決定することである。槍試験は、科学者に材料の高速穿刺特性についての洞察を提供する。槍試験では、通常、特定の速度で進行する特定の寸法の丸い円筒形プローブで薄膜を穿孔し、プローブが薄膜に及ぼす力を測定する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
現在、フィルムの槍試験は、手動落槍システムおよび計装化槍システムの２つの方法で実施されている。どちらの場合も、システムは重力に依存して槍プローブを試験されるフィルムに向けて加速させる。フィルムは、クランプ機構によって適所にぴんと張られて保持される。落槍（ＤＤ）は、既知の質量／重量をフィルムに落下させることを含む。オペレータは、フィルムが穿刺されたかどうかの観察を行う。この試験は、フィルムの複数の複製物上で異なる質量／重量で何度も繰り返すことができる。結果として得られるフィルム特性（通常は全体のエネルギーのみ）が、結果から推定される。ただし、このシステムは使用が面倒で、自動化された動作には適さず、フィルムに印加される力曲線の性質の詳細な理解を提供しない。
【0004】
計装化槍衝撃システム（ＩＤＩ）は、フィルムを穿刺するために使用される槍プローブに力センサを組み込むことによって、１回の試験からより豊富なデータを取得することにより適している。これは、自動化された槍システムの最新技術である。ただし、このシステムでも、フィルムの載置および取り外しは手動で実施される。さらに、このシステムは、限られた量の収集されたデータを提供する。
【0005】
したがって、材料のフィルムの衝撃および／または穿刺抵抗を分析するための自動化されたプロセスおよびシステムの必要性が残っている。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示による衝撃および／または穿刺抵抗を分析するためのシステムおよび方法を使用することによって、プロセスが自動化され、スループットが向上し、試験から収集されるデータ量が改善されることが決定された。
【0007】
本開示の一態様は、フィルムサンプルの物理的特性を分析するためのシステムを提供することである。システムは、フィルムサンプルを保持するように構成された材料保持システムと、フィルムサンプルの物理的特性を試験するように構成された槍試験システムと、分析または試験される保持されたフィルムサンプルを、ステーション間で移動させるように構成された移動システムと、を含む。移動システムは、材料保持システムの保持されたフィルムサンプルを槍試験システムに移動させるように構成されている。
【0008】
本開示の別の態様は、フィルムサンプルの物理的特性を分析するための方法を提供することである。方法は、移動システムに接続された材料保持システムによってフィルムサンプルを保持することと、移動システムによってフィルムサンプルを槍試験システムに移動することと、槍試験システムを使用して、材料のフィルムの物理的特性を試験することと、を含む。
【図面の簡単な説明】
【0009】
本開示、ならびに構造の関連要素の動作方法および機能、ならびに部品および製造の経済性の組み合わせは、添付の図面を参照して以下の説明および添付の特許請求の範囲を考慮するとより明らかになり、これらの全ては本明細書の一部を形成し、同様の参照番号は様々な図における対応する部分を示す。しかしながら、図面は例示および説明のみを目的としており、本発明の制限の定義として意図されていないことを明確に理解されたい。
【図8A】図８Ａは、本開示の一実施形態による、槍プローブがフィルムにちょうど突き当たったとき（図８Ａ）およびフィルムサンプルが最も伸張されたとき（穿刺直前）（図８Ｂ）のフィルムサンプルのフレームを示す。
【図8B】図８Ｂは、本開示の一実施形態による、槍プローブがフィルムにちょうど突き当たったとき（図８Ａ）およびフィルムサンプルが最も伸張されたとき（穿刺直前）（図８Ｂ）のフィルムサンプルのフレームを示す。
【図11A】図１１Ａは、それぞれ、本開示の一実施形態による、槍プローブがフィルムサンプルに接触する直前、および槍プローブがフィルムサンプルに接触し、穿刺直前に最大までフィルムを伸張させた後の、クランプによってクランプされたフィルムサンプルの側面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【0010】
本開示の実施形態によれば、材料の薄膜の衝撃および穿刺抵抗を試験するプロセスを自動化することができる。自動化された槍試験システムのアイデアは、様々な産業における高スループット（ＨＴＰ）試験の必要性から生じている。試験速度が高いほど、大量の材料および比較的迅速に収集して傾向を分析することができるデータの取得により、関心のある分野でより詳細な研究を行うことが可能になる。ＨＴＰ試験設定の開始に必要な機能の１つは、連続（またはほぼ連続）の動作である。システムをノンストップで実行することを可能にすることで、実施される試験の量が増加する。システムはまた、手動試験システムと比較して、１回の試験の速度を向上させることも可能にする。これは、ロボットが中断することなく長時間動作できるため、ロボットを使用して人間の研究者またはオペレータに取って代わる。精度を犠牲にすることなくシステムのスループットを向上させるために使用され得る第２の機能は、複数の試験を並行して実施することである。第３の機能は、人間ベースの試験システムと比較して、システムが反復可能かつ均一であることである。本開示の実施形態は、これらの機能を使用して、試験されたサンプルの数を大幅に増加させることができる試験設定を提供する。
【0011】
インフレーションフィルム製造ラインと統合することに加えて、薄膜の衝撃および穿刺抵抗を分析するための本システムは、既存のインフレーションフィルムラボに統合することもできる。試験を自動的かつ比較的迅速に実施できることによって、ラボは、本システムを使用して試験のバックログをクリアできるようになる。
【0012】
さらに、本システムは、ポリマーフィルム（例えば、プラスチック）および非ポリマーフィルムの試験を含む材料の様々なフィルムの試験を可能にする。さらに、本システムは、厚さ１ｍｍ以上の基材を含む様々な厚さのフィルムまたは基材を試験するために使用することができる。基材は、例えば、ポリマープラーク、金属シート、紙シート、または他の複合材料であり得る。したがって、本明細書では、「フィルム」、「フィルムサンプル」、または「材料のフィルム」という用語は、様々な種類の材料（例えば、プラスチック、紙、金属、または複合材料）および様々な厚さの材料を包含するために使用される。一例では、システムは、射出成形および他のプラスチック成形手段を通じて形成されたものなど、他の加工材料の試験を可能にする。
【0013】
以下の段落から理解できるように、本開示の一実施形態によるシステムは、効率的な方法でタスクのセットを達成する。タスクは、フィルムサンプルの厚さを測定することと、分析に影響を与えるであろう測定領域の欠陥についてフィルムを視覚的に分析することと、衝撃下でのフィルムの強度およびエネルギー散逸を測定することと、フィルムサンプルを試験ステーションに載置してフィルムを試験することと、試験されたフィルムを試験ステーションから取り除くことと、を含む。一実施形態では、システムは、ＡＳＴＭ Ｆ１３０６によって記述された位置でフィルムの厚さを測定することと、カメラおよびマシンビジョン分析技術を使用して、槍衝撃測定領域の欠陥についてフィルムを分析することと、一定の載置のためにフィルムを確実に分離するシステムを使用して、フィルムを試験ステーションに載置することと、フィルムサンプルの槍衝撃分析を実施することと、結果の自動化された計算を実施することと、を可能にする。
【0014】
図１は、本開示の一実施形態によるシステムの概略図を示す。本開示の一実施形態では、衝撃および穿刺抵抗を分析するためのシステム１０は、ロボットシステム１２、材料保持システム１４、材料厚さ測定システム１６、材料画像分析システム１８、および槍試験システム２０のうちの１つ以上を含む。ロボットシステム１２、材料保持システム１４、材料厚さ測定システム１６、材料画像分析システム１８、および槍試験システム２０は、作業面２２または共通の枠組みに位置付けられ得る。ロボットシステム１２、材料保持システム１４、厚さ測定システム１６、材料画像分析システム１８、および槍試験システム２０は、コンピュータシステム２４を使用して制御され得る。送達システムも提供されてもよい。送達システムは、ロボットシステム１２および材料保持システム１４が１つ以上のトレイからフィルムサンプルを取り出すことができる作業面にサンプルを送達する１つ以上のトレイを含んでもよい。
【0015】
図２は、本開示の一実施形態による、ロボットシステム１２の３次元斜視図を示す。一実施形態では、ロボットシステム１２は、エプソン社製のＥｐｓｏｎ Ｃ４Ｌロボットなどの６軸ロボットアームシステムである。実施形態によれば、Ｅｐｓｏｎ Ｃ４Ｌロボットシステムは、９００ｍｍ（約３５インチ）の最大リーチを有する。ロボットシステム１２は、分析または試験されるフィルムサンプルを、作業面２２または共通の枠組みに設けられたステーション間で移動するように構成されている。例えば、ロボットシステムは、図３に関連して以下に記載されるように、材料保持システムに接続され得る。図２に示されるロボットアームに加えて他の種類のロボットシステムを使用して、作業面２２に設けられたステーション間でフィルムサンプルを移動させることができる。
【0016】
図３は、本開示の一実施形態による、材料保持システムの３次元斜視図を示す。材料保持システム１４は、図２に示されるロボットシステム１２の１つの端部に接続されている。例えば、一実施形態では、材料保持システム１４は、締結具を使用してロボットシステム１２のアームに取り付けられる。材料保持システム１４は、フィルムサンプルを保持および移動させるように構成さている。一実施形態では、材料保持システムは、真空吸引を通じてフィルムサンプルを保持するように適合された真空吸引システム３０を含む。一実施形態では、真空吸引システム３０は、フィルムの垂れ下がりを防止するために、フィルムサンプルをフィルムの各角部で実質的に平坦に保持するように構成された２対の吸引カップ３２を含む。一実施形態では、真空吸引システムは、フィルムサンプルが作業面の周りを移動する効率を高めるために、第３の対の吸引カップ３４をさらに含む。例えば、第３の対の吸引カップ３４を提供することによって、試験のために新しいフィルムサンプル３８が配置される間に、以前に試験されたフィルムサンプル３６を同時に拾い上げることができる。
【0017】
本明細書では、吸引カップがフィルムサンプルを保持するために使用されるものとして記載されているが、他の機構またはシステムを使用して、材料の種類に応じてフィルムサンプルを保持することもできる。例えば、吸引カップは、様々なプラスチックおよびポリマー材料などの、非多孔質の比較的軽いサンプルを保持するのに適している場合がある。したがって、例えば、多孔質材料が使用される場合、吸引カップは、磁石、クリップ、または何らかの他の種類の把持機構などの他の保持機構に置き換えることができる。
【0018】
図４は、本開示の一実施形態による、厚さ測定システムの構成要素の３次元斜視図を示す。厚さ測定システム１６は、例えば、０．５ミル（１２．７マイクロメートル）～１０ミル（２５０マイクロメートル）の広範囲の厚さでフィルムサンプルの厚さを測定するように構成されている。厚さ測定システム１６は、接触板４０およびプローブ４１を使用して、フィルムの厚さを測定するように構成されている。接触板４０およびプローブ４１は略平坦であり、その対向面でフィルムに接触し、フィルムの厚さは、接触板４０とプローブ４１との間の距離として測定される。接触板４０およびプローブ４１の両方の表面は、測定中にフィルムサンプルに穿刺することを回避するのに十分である。接触板４０およびプローブ４１は、厚さゲージの力を分散させ、測定中にフィルムサンプルが変形するのを防止するという利点を有する。例えば、接触板４０およびプローブ４１は、可撓性のかつ柔軟な材料またはより剛性のサンプルに使用されるように構成され得る。
【0019】
厚さ測定システム１６はまた、高精度デジタル接触センサ４４（例えば、Ｋｅｙｅｎｃｅ社のＫｅｙｅｎｃｅ ＧＴ２シリーズ）も含む。センサ４４は、フィルムサンプルの厚さを１ミクロン（０．０４ミル）の精度で測定するために使用される。センサ４４は、その精度のために選択される。プローブ４１は、センサ４４に機械的にリンクされている。厚さ測定システム１６はまた、フィルムサンプル（図示せず）がセンサ４４の上部または下部接点のいずれにも引っ掛からないように配置されたランプ４２も含む。フィルムが接触板４０とプローブ４１との間の適所に置かれると、空気圧システム４６からの加圧空気がセンサ４４に加えられ、センサ４４は、センサ４４とプローブ４１とにリンクされたシャフト４５を延伸させ、プローブ４１を移動させてフィルムの厚さを測定する。
【0020】
機械の種類の厚さ測定システム１６が記載および使用されているが、他の種類の厚さ測定システムも使用することができる。例えば、別の実施形態では、厚さ測定システム１６は、レーザビームを使用して厚さを決定するように適合されたレーザ距離測定センサを含む。例えば、デュアルレーザ厚さ分析器を使用して、フィルムサンプルの厚さを測定することができる。さらに別の実施形態では、容量測定システムを使用して、フィルムの厚さを測定することができる。静電容量（または一般にインピーダンス）測定システムは、材料全体の静電容量（またはインピーダンス）の測定に基づいている。
【0021】
再び図１を参照すると、厚さ測定システム１６での厚さ測定の前後に、フィルムサンプルは、ロボットシステム１２によって材料画像分析システム１８に移動される。図５は、本開示の一実施形態による、フィルムサンプルの欠陥を分析するための材料画像分析システムの３次元斜視図を示す。一実施形態では、材料画像分析システム１８は、偏光の原理に基づいている。本明細書では、フィルムサンプルの任意の欠陥または不規則性を含めるために、「欠陥」という用語が使用される。材料画像分析システム１８は、試験されるフィルムサンプルの欠陥を検出するように構成されている。偏光源１８Ａを使用して、分析システム１８内のフィルムを照射し、あらゆる周囲光を除去する。光がフィルムを通過した後、フィルムは、偏光フィルタが取り付けたカメラ１８Ｂによって捕捉される。完全に形成されたフィルムは、光源からの偏光を散乱させず、したがって完全に鮮明な画像が得られる。ただし、フィルムに何らかの欠点／欠陥があると、カメラによって検出された光が散乱する。次いで、マシンビジョンアルゴリズムは、重大な欠陥を伴うフィルムを識別およびタグ付けする。したがって、材料画像分析システム１８は、フィルムサンプルを通過する偏光がサンプルに存在する特定の物理的欠陥の影響を受けるときに生じる欠陥の検出に基づいている。材料画像分析システムは偏光に依存しているため、試験される材料が変更されると、偏光も変化する可能性があり、これは何もない場合に存在する欠陥を示す可能性がある。ただし、分析の態様の一部として、欠陥または不規則性の分析は、データ解釈に移行し、フィルムからの結果の範囲を調べること、ならびに標準偏差および平均からの距離に基づいて外れ値を識別することによって行われる。したがって、欠陥を決定する本方法は、材料に依存せず、問題に対するより普遍的なソリューションである。あるいは、一実施形態では、材料画像分析システム１８は、欠陥の種類を定量化および識別するように構成されたゲル試験器を含み得る。ゲル試験器の例として、光学制御システム（ＯＣＳ）試験器が挙げられる。上述されたもの以外の他の種類の材料画像分析システムが、代替的に使用されてもよい。例えば、光透過率分析システムまたは超音波欠陥検出システムを使用して、フィルムサンプルの欠陥を検出することができる。
【0022】
欠陥分析に続いて、フィルムサンプルは、ロボットシステム１２によって槍試験システム２０に移動される。槍試験システムは、フィルムサンプルの物理的特性を試験するように構成されている。一実施形態では、物理的特性は、フィルムサンプルの弾性および強度を含む。図６Ａおよび６Ｂを参照すると、槍試験システム２０は、フィルムクランプシステム６０を含む。図６Ａは、本開示の一実施形態による、クランプシステム６０の３次元斜視図である。図６Ｂは、本開示の一実施形態による、クランプシステム６０の断面図を示す。フィルムクランプシステム６０は、試験の精度を確保する役割を果たす。クランプシステム６０は、２つの顎６２Ａおよび６２Ｂを含む。一実施形態では、顎６２Ａおよび６２Ｂは円形であり、すなわち、円形または環状の形状を有する。しかしながら、顎６２Ａおよび６２Ｂは、多角形などの異なる形状を有することもある。一実施形態では、２つの顎６２Ａおよび６２Ｂは、顎６２Ａ、６２Ｂが互いに閉鎖されたときに互いに完全または部分的に噛み合う対応する表面形状を含む。例えば、図６Ｂの切断図に示されるように、上顎６２Ａには、溝６４Ａおよび隆起部６５Ａのパターンが設けられている。下顎６２Ｂには、一致する溝６４Ｂおよび隆起部６５Ｂが設けられている。上顎６２Ａの隆起部６５Ａは、下顎６２Ｂの溝６４Ｂと噛み合うように構成されている。下顎６２Ｂの隆起部６５Ｂは、上顎６２Ａの溝６４Ａと噛み合うように構成されている。溝６４Ａ、６４Ｂおよび隆起部６５Ａ、６５Ｂは、２つの顎６２Ａ、６２Ｂが互いに閉鎖するときに、フィルムをぴんと引っ張るように構成されている。溝６４Ａ、６４Ｂおよび隆起部６５Ａ、６５Ｂは、プロセス中にフィルムに過度の応力が印加されないようにさらに構成されている。一実施形態では、溝および隆起部は円形である。一実施形態では、フィルムサンプルが対向する隆起部および溝の間に挟まれるために、ただしこの間で切断されないために十分な空間を提供するために、隆起部の幅は溝の幅よりもわずかに小さい。顎６２Ａおよび６２Ｂは、穴６６などの中央に位置付けられている孔を画定する。一実施形態では、中央穴６６の直径は３インチ（７．６ｃｍ）である（ＡＳＴＭ試験規格によって指定されている）。２つの顎６２Ａおよび６２Ｂは、顎６２Ａ、６２Ｂを開放および閉鎖するように作動させることができる平行顎空気圧式把持器６８（Ｓｃｈｕｎｋから入手した）によって作動する。一実施形態では、底部顎６２Ｂは、フィルムクランプシステム６０が開放している間にフィルムを適所に保持する４つの吸引カップ６３（図６Ａに示される）を含む。図６Ａおよび６Ｂに示されているもの以外の他のクランプを使用して、槍試験中にフィルムサンプルを保持することができる。一実施形態では、１０ｐｓｉ（０．６８ｂａｒ）～５０ｐｓｉ（３．４５ｂａｒ）、例えば、１５ｐｓｉ（１．０３ｂａｒ）の圧力が平行顎空気圧式把持器６８によって印加され、２つの顎６２Ａおよび６２Ｂを閉鎖して、それらの間でフィルムサンプルを保持する。ただし、印加された圧力がフィルムサンプルをせん断しない限り、他の圧力も可能である。
【0023】
クランプアセンブリ６０の機能を試験して、（ａ）クランプが閉鎖したときにフィルムサンプルがぴんと引っ張られ、クランプに起因するフィルムサンプルの過度の応力／伸張がないこと、および（ｂ）フィルムが試験プロセス全体でクランプに滑り込まないことを確認する。高速カメラシステムを使用して、これらの研究の質的データを収集する。
【0024】
フィルムをぴんと引っ張るクランプアセンブリ６０の有効性を試験するために、様々なレベルのしわおよび折り目を有する複数のフィルムサンプルを、異なる試験のためにクランプに配置する。高速ビデオは、クランプアセンブリ６０がフィルム上で閉鎖するときに、クランプアセンブリ６０の上から捕捉される。
【0025】
図７Ａおよび図７Ｂは、本開示の一実施形態による、クランプアセンブリ６０によってクランプされたフィルムサンプルのビデオの最初および最後のフレームを示す。図７Ａの最初のフレームは、フィルムのいくつかのしわを示している。しかし、クランプシステム６０を閉鎖すると、図７Ｂの最終フレームは、フィルムがぴんと引っ張られたことを明確に示している。フィルムサンプルがクランプアセンブリ６０に配置される前のフィルムサンプル上に、同心円が示された。フレームはまた、クランプアセンブリ６０が閉鎖したときに、円の形状が大きく変化していないことも示している。したがって、クランプアセンブリ６０は、フィルムサンプルをぴんと引っ張っている間に、フィルムサンプルに悪影響を与えない。
【0026】
フィルムサンプルがクランプアセンブリ６０によって固定された後、槍はフィルムサンプルを通って移動し、再び、試験の高速ビデオが捕捉される。図８Ａおよび図８Ｂは、本開示の一実施形態による、槍プローブがフィルムにちょうど突き当たったとき（図８Ａ）およびフィルムが最も伸張されたとき（穿刺直前）（図８Ｂ）のフィルムサンプルのフレームを示す。図８Ａおよび図８Ｂの２つのフレーム画像は、クランプ顎に最も近いフィルムサンプルの縁部が適所に留まることを示し、フィルムサンプルがクランプアセンブリ６０内で滑らないことを示している。上記の試験は、比較的薄いフィルム（０．５ｍｉｌまたは１２．７マイクロメートル）および比較的厚いフィルム（１０ｍｉｌまたは２５４マイクロメートル）で実施され、どちらの場合も結論は同じであった。
【0027】
図９を参照すると、槍試験システム２０はまた、槍プローブ機構９０も含む。図９は、本開示の一実施形態による、槍プローブ機構９０の３次元斜視図を示す。槍プローブ機構９０は、槍プローブ９２と、槍プローブ９２を移動させる推進システム９４と、を含む。一実施形態では、推進システム９４は、リニアモータ９６（例えば、ＬｉｎＭｏｔ ＵＳＡ，ＩｎｃのＬｉｎＭｏｔリニアモータ）と、リニアモータ９６を制御するコントローラ（図示せず）と、を含む。リニアモータ９６は、規定の運動プロファイルに正確に追従しながら、比較的高い加速および減速のために構成されている。一実施形態では、リニアモータは、槍プローブの目標速度を比較的低い速度（０．０４ｍ／ｓ）から比較的高い速度（４ｍ／ｓ）に変更するか、またはこれらの速度を選択し、かつ許容運動範囲内で目標速度に到達しながら、穿刺抵抗および槍衝撃試験中に速度を調整する柔軟性を提供する。さらに、リニアモータは、槍プローブがリニアモータにリンクされているため、槍プローブをすばやく簡単に取り出すことができるという利点を提供する。コントローラは、推定されたモータパラメータに基づくフィードフォワード補償を有する従来の比例－積分－微分（ＰＩＤ）コントローラを使用することができる。命令は、コンピュータシステム２４によってコントローラに送信される（図１を参照）。コンピュータシステム２４は、コントローラと通信しており、コンピュータシステム２４は、コントローラにコマンド信号を送信して、リニアモータ９６を制御するように構成されている。コンピュータシステム２４は、コントローラにコマンド信号を送信して軌道を読み込み、読み込まれた軌道に従って槍プローブ９２を移動させるように構成されている。同様に、フィードバックデータは、コンピュータシステム２４によってＰＩＤコントローラから受信される。槍プローブ９２は、リニアモータ９６の可動スライダ９５に取り付けられる一方、固定子は、例えば、ポスト９７によって作業面２２またはフレームに固定される。槍プローブ９２はリニアモータ９６によって制御されるため、槍プローブ９２の取り出しプロセスは従来技術のシステムよりも速くて安全であり、自動化された高スループットのフィルム試験が可能になる。しかしながら、リニアモータ９６以外の推進システムを使用して、槍プローブ９２を移動させることができる。例えば、油圧システムまたは空気圧システム（例えば、圧縮空気を使用）を使用して、槍プローブ９２を移動させることもできる。リニアモータ９６の代わりにモータを使用して、槍プローブ９２を移動させることもできる。
【0028】
装置２０の槍試験システムは、力センサ９９をさらに含む。力センサ９９は、槍プローブ９２の移動中、槍プローブ９２が受ける力を測定するように構成されている。一実施形態では、力センサ９９は、槍試験中に力信号を測定するために、例えば、槍プローブ９２とリニアモータ９４のスライダ９５との間の、槍プローブ９２の底部に設置される圧電式（ＰＺＴ）力センサである。圧電式センサは、急速に変化する力を正確に測定することができる。圧電式センサは、急速に変化する力プロファイルを伴う槍プローブ９２からの力を測定するのに良く適している。本明細書では、槍試験中に力を測定するための圧電式センサが使用されているが、他の種類のセンサを使用して力を測定することもできる。
【0029】
槍衝撃試験は、ＡＳＴＭ Ｄ１７０９規格と相関している一方、穿刺抵抗試験は、ＡＳＴＭ Ｆ１３０６規格と相関している。槍試験システム２０は、より良い速度調整およびより速いプローブ取り出しのために構成されている。槍プローブ９２を交換することによって、槍試験システム２０は、低速で穿刺抵抗試験を、より高速で槍衝撃試験を実施することができる。
【0030】
図１０は、本開示の一実施形態による、槍プローブの３次元斜視図を示す。一実施形態では、槍プローブ９２は、ＡＳＴＭ試験規格によって指定されるように構築されている。一実施形態では、槍プローブ９２は、直径０．５インチ（１．２７ｃｍ）の円筒形ロッド１０２である。一実施形態では、円筒形ロッド１０２は、０．２インチ（０．５１ｃｍ）～１インチ（２．５４ｃｍ）の直径を有する。槍プローブ９２はまた、ＡＳＴＭ標準によって指定されているように、半球形端部１０４も有する。半球状の形状は、応力集中が最小化する。一実施形態によれば、半球形端部１０４は、ＡＳＴＭ試験規格によって指定されるように、０．２５インチ（０．６３ｃｍ）の半径を有することができる。ＡＳＴＭ規格では、プローブが鋼製であることが指定されているが、これによりプローブが重くなる。したがって、一実施形態では、槍プローブ９２の重量を最小化するために、槍プローブ９２は、中空に構成される。追加的または代替的に、槍プローブ９２は、アルミニウムで作られている。槍プローブ９２がＡＳＴＭ規格に準拠することを保証するために、先端１０４は、鋼から作られてもよい。一実施形態では、先端１０４は、例えば、接着剤を使用して、またはねじで円筒形ロッド１０２に締結される。プローブの全長は、約１０インチ（２５．４ｃｍ）である。一実施形態では、プローブの全長は、６インチ（１５．２ｃｍ）～約１６インチ（４０．６ｃｍ）である。槍プローブ９２の重量は、おおよそ９０ｇである。一実施形態では、槍プローブ９２の重量は、５０ｇ～２００ｇである。
【0031】
高速槍衝撃試験を実施するために、ＡＳＴＭ規格では、槍プローブが試験されるフィルムサンプルとの衝突の瞬間に３．３ｍ／ｓで、好ましくは実質的に一定に進行し、フィルムサンプルが穿刺されるまで、その速度の８０％以上で進行し続けることが要求される。一実施形態では、槍プローブ９２の速度は、フィルムサンプルとの衝突時に３．３ｍ／ｓであり、フィルムサンプルが槍プローブ９２によって穿刺されるまで、速度は３．３ｍ／ｓの８０％を超えたままである。妥当な進行距離でこの速度プロファイルを実現するには、軌道の慎重な計画が必要になる場合がある。軌道には、フィルムサンプルと接触する前の静止から３．３ｍ／ｓへの加速、３．３ｍ／ｓの一定速度、およびフィルムサンプルを穿刺した後の３．３ｍ／ｓから静止への減速の、３つの段階がある。加速および減速に起因して、力センサ９９は、加速および減速段階のＧ力を記録する。次の段落でさらに説明されるであろうように、加速および減速段階からのデータは破棄される。理想的には、これらの力は軌道の一定速度の部分には存在せず、プローブがフィルムサンプルに衝突することに起因する、力の測定値を損なうことはない。ただし、加速度プロファイルが強すぎる場合、ＰＩＤ位置制御システムは最初に目標位置に追いつくことができず、最終的に一定速度の領域で目標速度をオーバーシュートする。これにより、槍の運動に振動が発生し、これは、力センサ９９に反映される。この望ましくない状況を回避するために、滑らかな軌道を確立して、加速度の突然の変化を最小化することができる。ＰＩＤコントローラのゲインを調整して、システムが過減衰または非振動になるようにすることができる。槍プローブ９２の速度は、衝突時に３．３ｍ／ｓに等しいものとして上述されているが、槍プローブ９２の速度は、高速槍衝撃試験を実施するために、比較的低い０．０４ｍ／ｓから４ｍ／ｓまでの穿刺抵抗試験を実施するように調整することができる。
【0032】
図１１Ａおよび１１Ｂは、それぞれ、本開示の一実施形態による、槍がフィルムサンプルと接触する直前、および槍がフィルムサンプルと接触し、穿刺直前に最大までフィルムサンプルを伸張した後に、クランプによってクランプされたフィルムサンプルの図を示す。
【0033】
試験されるすべてのフィルムサンプルの試験条件を実質的に同じに保つために、試験サンプルに共通のフィルム形式が選択される。例えば、一実施形態では、６インチ×６インチ（１５．２ｃｍ×１５．２ｃｍ）のフィルム片が共通形式として選択される。例えば、このサイズは、槍試験用に３インチ（７．６ｃｍ）の直径のクランプ６０でしっかりと保持されるのに十分な大きさである。さらに、この形式のフィルムを切断するために、従来のダイが利用可能である。ただし、理解できるように、他のサイズと形式も使用することができる。
【0034】
槍ステムの試験手順の例は、以下のステップを含む。
（ａ）図１４に示されるように、材料保持システム１４を使用して、ロボットシステム１２によってフィルムサンプルを拾い上げるステップ。
（ｂ）図１５に示されるように、材料厚さ測定システム１６を使用して、フィルムサンプルの厚さを測定するステップ。
（ｃ）図１７Ａおよび１７Ｂに示されるように、槍試験システム２０のクランプ６０にフィルムサンプルを配置するステップ。図１７Ａは、槍試験システム２０から試験されたフィルムサンプルを拾い上げるロボットシステム１２を示す。図１７Ｂは、槍試験システム２０に新しい試験されていないフィルムサンプルを配置するロボットシステム１２を示す。
（ｄ）槍試験システム２０内の槍プローブ９２を移動させるステップ。
（ｅ）コンピュータシステム２４による槍試験のデータおよび結果を収集するステップ。
（ｆ）図１８に示されるように、試験されたフィルムサンプルを廃棄するステップ。
任意に、試験手順はまた、図１６に示されるように、材料画像分析システム１８を使用してフィルムサンプルの欠陥分析を実施することも含むことができる。
（ａ）図１４に示されるように、材料保持システム１４を使用して、ロボットシステム１２によってフィルムサンプルを拾い上げるステップ。
（ｂ）図１５に示されるように、材料厚さ測定システム１６を使用して、フィルムサンプルの厚さを測定するステップ。
（ｃ）図１７Ａおよび１７Ｂに示されるように、槍試験システム２０のクランプ６０にフィルムサンプルを配置するステップ。図１７Ａは、槍試験システム２０から試験されたフィルムサンプルを拾い上げるロボットシステム１２を示す。図１７Ｂは、槍試験システム２０に新しい試験されていないフィルムサンプルを配置するロボットシステム１２を示す。
（ｄ）槍試験システム２０内の槍プローブ９２を移動させるステップ。
（ｅ）コンピュータシステム２４による槍試験のデータおよび結果を収集するステップ。
（ｆ）図１８に示されるように、試験されたフィルムサンプルを廃棄するステップ。
任意に、試験手順はまた、図１６に示されるように、材料画像分析システム１８を使用してフィルムサンプルの欠陥分析を実施することも含むことができる。
【0035】
サンプルは、６インチ（１５．２ｃｍ）の正方形のフィルムを含み得る。
【0036】
ステップ（ａ）に関して、６インチ（１５．２ｃｍ）の正方形のフィルムをサンプル容器に配置し、試験シーケンスを開始することができる。ロボットシステム１２は、材料保持システム１４を使用してフィルムサンプルを拾い上げる。一実施形態では、拾い上げ運動は、フィルムサンプルの落下を回避するために適切な速度で実施される。
【0037】
ステップ（ｂ）に関して、ロボットシステム１２は、フィルムを厚さ測定システム１６に移動させる。一実施形態では、厚さ測定システム１６によって２つの別個の測定が行われる。ゼロ測定値を取得するために、フィルムサンプルが存在しない状態で１回目の測定を実施し、フィルムサンプルが適所にある状態で２回目の測定を実施する。２回目および１回目の測定値の差は、フィルムサンプルの厚さを提供する。各測定値についてゼロ値を測定することによって、厚さ測定システム１６は、センサ内のあらゆる長期ドリフト／蓄積を明らかにすることができる。ただし、ゼロ値に信頼性がある場合は、ゼロ値の測定を１回実施することもできる（つまり、ゼロ値は測定ごとに変化しない）。あるいは、ゼロ値は、複数の測定後に、または定期的に測定して、時間と共に発生する可能性のある任意のドリフトを考慮することができる。
【0038】
ステップ（ｃ）に関して、フィルムサンプルが試験の準備ができたときに、槍試験システム２０のクランプ６０が開放し、ロボットシステム１２に取り付けられた材料保持システム１４は、最初にクランプ６０にある任意の古いフィルムを取り除き（フィルムがクランプ内に存在する場合）、新しいフィルムサンプルをクランプ６０に配置する。図３および図１７Ａおよび図１７Ｂに示されるように、これは、使用された／試験されたフィルム３６を掴んでクランプ６０から取り除くために、材料保持システム１４上の真空吸引カップ３４を制御することによって（図１７Ａを参照）、かつ対の真空吸引カップ３２を制御して新しいフィルムサンプル３８を保持し、試験された／使用されたフィルム３６を真空吸引カップ３４で保持しながら、クランプ６０の２つの顎６２Ａおよび６２Ｂの間に新しいフィルムサンプル３８を配置することによって（図１７Ｂを参照）達成される。対の真空吸引カップ３４を使用することによって、以前に試験されたフィルムサンプル３６を掴んで取り上げると同時に、試験のための新しいフィルムサンプル３８を掴んで配置することができる。これにより、システム全体の効率が向上する。ロボットシステム１２を移動させて試験されたフィルムを取り除き、次いで、試験のための新しいフィルムサンプルを配置する代わりに、ロボットシステム１２を１回移動させて、試験されたフィルムサンプルを拾い上げると同時に、試験のための新しいフィルムサンプルを配置する。次いで、クランプ６０上の吸引カップ６３のセット（図６Ａを参照）を制御して、２つの顎６２Ａおよび６２Ｂの間の適所にフィルムサンプル３６を保持する。図１８に示されるように、ロボットシステム１２と共に材料保持システム１４を移動させ、それを廃棄のための区域に配置することによって、既に試験されたフィルムサンプルを取り除く。材料保持システム１４を有するロボットシステム１２がクランプ６０の空間から引き出されると、クランプ６０は閉鎖され、新たに配置されたフィルムサンプルは、クランプ６０の顎６２Ａおよび６２Ｂの間にぴんと張った状態で保持される。したがって、新しいフィルムサンプルを試験する準備ができている。
【0039】
ステップ（ｄ）に関して、リニアモータ９６（図９を参照）は、一定の開始位置へのリニアモータ９６（図９を参照）のホーミングを含むシステムが開始されたときに初期化される。一実施形態では、リニアモータ９６が初期化されると、リニアモータ９６を再初期化することなく複数の試験を実行することができる。一実施形態では、槍試験システム２０のリニアモータ９６を定期的に、例えば、毎日再初期化して、リニアモータ９６が確実に同じ開始位置に戻るようにすることができる。槍試験システム２０の槍プローブ９２は、次いで、コンピュータシステム２４によって移動され、指定された軌道を読み込み、槍プローブ９２を移動させるコマンドをリニアモータ９６に送信するように、槍試験システム２０のＰＩＤコントローラに命令する。
【0040】
ステップ（ｅ）に関して、コマンドはまた、コンピュータシステム２４によって、コンピュータシステム２４と通信し、槍試験中に力信号を測定してデータ収集を開始する力センサと通信するデータ取得システムにも送信される。このコマンドは、槍コマンドの移動と実質的に同時に送信することも、槍コマンドの移動と同時に送信することもできる。試験が完了した後、モータはその初期位置に戻る。
【0041】
ステップ（ｆ）に関して、使用されたフィルムサンプルを、次いで、ロボットシステム１２を使用して材料保持システム１４によって持ち上げることができ、オペレータによって定期的に空にされるゴミ箱に配置することができる。これによりサイクルが完了し、システムはその初期状態に戻り、例えば、レセプタクルから、またはレセプタクルに到着したときに、次のフィルムサンプルを拾い上げる準備ができている。
【0042】
一実施形態によれば、ロボットシステム１２は、フィルムサンプルを材料画像分析システム１８に移動させる。上記の段落に記載されたように、フィルムの画像は、偏光で照射されている間に、偏光フィルタを通して捕捉される。画像をさらなる分析（後の自動画像分析または手動分析のいずれか）のために記憶して、フィルムサンプルが何らかの欠陥を有するかどうか、または試験結果に何らかの重大な影響を及ぼす欠陥があるかどうかを決定することができる。
【0043】
槍試験の制御および槍試験のデータおよび結果の収集に加えて、一実施形態では、コンピュータシステム２４は、様々な試験を通じて進行するフィルムサンプルを追跡するようにさらに構成することができ、これにより厚さ測定、欠陥分析、および槍試験情報が各サンプルに相関されて、後での参照および分析のために記憶されるようにする。したがって、例えば、欠陥のあるサンプルからの試験データにフラグを付けて、それを信頼すべきかまたは破棄すべきかを評価することができる。
【0044】
通常、フィルムサンプルに対する衝突から穿刺までの時間は、数ミリ秒のオーダーである。さらに、取得した衝撃信号の高速フーリエ解析により、約２０ｋＨｚの周波数情報内容が示された。したがって、サンプリング周波数（データ収集率）は２０ ｋＨｚを超える速度で実施される場合がある。捕捉されたデータの周波数スペクトルは、関連するデータを低周波数で、任意のノイズを高周波数で示す。ノイズは、ローパスフィルタを使用して除去することができる。
【0045】
上記のように、センサはプローブが受ける力を測定するために使用される。一実施形態では、槍システムの力を測定するために単軸力センサが使用される。上で説明したように、一実施形態では、圧電式センサは、その高い帯域幅（３６０００Ｈｚ）、したがって力の高速変化を測定する能力に起因して選択される。一実施形態では、ＰＣＢ Ｐｉｅｚｏｔｒｏｎｉｃｓの単軸力センサ、モデルＩＣＰ力センサ、２０８Ｃ０２が選択される。この圧電式センサは、Ｚ方向に１００ｌｂ（４４４ Ｎの力に相当）の負荷容量を有する。このセンサは、動的な力の用途に構成されている。センサのあらゆる静的負荷は最終的にゼロに戻る。
【0046】
一実施形態では、衝撃時の槍の速度を確認するため、およびフィルムを穿刺するプロセスを通して、位置信号の数値導関数をとることによって、槍速度が計算される。このプロセスによって導入されるあらゆる数値ノイズを除去するために、力信号のフィルタリングに使用されるものと同様のローパスフィルタリング戦略が使用される。
【0047】
一実施形態では、槍試験システム２０と通信するコンピュータシステム２４は、槍試験システム２０から力データを収集または取得するように構成されている。一実施形態では、槍試験システム２０でのデータ収集は、槍が移動されたときに開始し、槍がそのストロークの最上部で停止したときに終了する。これにより、槍がフィルムサンプルと接触している間、遅延およびタイミングの考慮が収集されたデータに影響を与えないことが保証される。したがって、収集されたデータ内のデータの関連部分を分離するために、収集されたデータは切り捨てられることが好ましい。これは、槍がフィルムと接触する時間を示す衝撃センサからのデータを使用して実施される。測定された力がゼロになったとき、穿刺の完了が示される。ただし、力信号のフィルタリングに起因して、力がゼロにならない場合がある。したがって、一実施形態では、穿刺完了点は、フィルタリングされていない力信号を使用して識別される。
【0048】
図１２Ａは、一実施形態による、プローブの移動の開始からプローブの完全な停止までの時間（ｓ）に対するプローブに加えられる力（Ｎ）のプロットである。このプロットは、プローブの加速度に対応する１番目の広いピーク、プローブのフィルムサンプルとの接触に対応する鋭いピーク、およびプローブの減速に対応する２番目の広いピークを示している。
【0049】
【0050】
科学者は、槍システムによって収集された力データから計算されたいくつかの重要な指標を求める。これらの測定基準は、用途に基づいてフィルムを特徴付けることに役立つ。これらの計量法の例は、その単位、説明、およびそれらの計算方法の簡単な説明と共に、表２に要約されている。
【0051】
図１３Ａは、本開示の一実施形態による、変位（ｍ）に対する力（Ｎ）のプロットを示す。図１３Ａには、力のピークまたは最大力、および最大力までの力曲線下の区域に対応するピークエネルギーが示されている。エネルギーは、距離または変位に対する力の積分に対応する。一実施形態では、台形法を使用して、力のエネルギーまたは積分を計算する。ただし、理解できるように、他のコンピューティング方法を使用することもできる。
【0052】
【0053】
単一の種類のフィルムのすべての複製またはフィルムサンプルを試験した後、統計アルゴリズムを使用して、データ内のあらゆる外れ値を検出および除去する。あらゆる統計上の外れ値を除去する目的は、不適切な試験から生じる可能性のあるあらゆる誤った試験結果（例えば、試験中にフィルムが存在しない、フィルムが引き裂かれているなど）を除去することである。したがって、外れ値を除去するために使用される閾値は保守的である。
【0054】
一実施形態では、外れ値が識別されると、データセット内の残りの複製またはサンプルの平均および標準偏差を計算し、データベースにアップロードすることができる。外れ値データは、そのようにタグ付けすることができ、必要に応じてさらなるレビューのためにデータベースに記憶することができる。
【0055】
用語「コンピュータシステム」は、本明細書では、任意のデータ処理システムまたは処理ユニット（単数または複数）を包含するために使用される。コンピュータシステムは、１つ以上のプロセッサまたは処理ユニットを含み得る。コンピュータシステムまた、分散コンピューティングシステムでもあり得る。コンピュータシステムは、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、ＰＤＡなどのハンドヘルドコンピューティング装置、タブレット、スマートフォンなどを含み得る。上の段落に記載された機能または動作を達成するために、コンピュータプログラム製品（単数または複数）がコンピュータシステム上で実行されてもよい。コンピュータプログラム製品は、上述の機能または動作を実施するようにコンピュータシステムをプログラムするために使用される命令が内部に記憶された、コンピュータ可読媒体または記憶媒体（単数または複数）を含む。好適な記憶媒体（単数または複数）の例としては、フロッピーディスク、光ディスク、ＤＶＤ、ＣＤ ＲＯＭ、光磁気ディスク、ＲＡＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、磁気もしくは光学カード、ハードディスク、フラッシュカード（例えば、ＵＳＢフラッシュカード）、ＰＣＭＣＩＡメモリカード、スマートカード、または他の媒体を含む、任意の種類のディスクが挙げられる。あるいは、コンピュータプログラム製品の一部分または全体を、インターネット、ＡＴＭネットワーク、ワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）またはローカルエリアネットワークなどのネットワークを介してリモートコンピュータまたはサーバからダウンロードすることができる。
【0056】
コンピュータ可読媒体のうちの１つ以上に記憶されたプログラムは、汎用または専用のコンピュータシステムまたはプロセッサを制御するためのソフトウェアを含み得る。また、このソフトウェアにより、コンピュータシステムまたはプロセッサは、グラフィカルユーザインターフェース、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）などの出力装置を介してユーザと対話することもできる。ソフトウェアは、装置ドライバ、オペレーティングシステム、およびユーザアプリケーションなども含み得るがこれらに限定されない。あるいは、コンピュータで具現化されるコンピュータプログラム製品（単数または複数）として（例えば、ソフトウェア製品として）、上述の方法を実装する代わりに、またはそれに加えて、上述の方法は、例えば、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）またはグラフィック処理ユニット（単数または複数）（ＧＰＵ）が本開示の方法（単数または複数）、機能、または動作を実装するように設計され得るハードウェアとして実装することができる。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図7A】
【図7B】
【図8A】
【図8B】
【図9】
【図10】
【図11A】
【図11B】
【図12A】
【図12B】
【図13A】
【図13B】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17A】
【図17B】
【図18】
