JP2000141374A - Equipment for dynamically measuring pressure, specific volume and temperature - Google Patents

Equipment for dynamically measuring pressure, specific volume and temperature

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JP2000141374A
JP2000141374A JP10320667A JP32066798A JP2000141374A JP 2000141374 A JP2000141374 A JP 2000141374A JP 10320667 A JP10320667 A JP 10320667A JP 32066798 A JP32066798 A JP 32066798A JP 2000141374 A JP2000141374 A JP 2000141374A
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JP
Japan
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cooling
resin
mold
temperature
pressure
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Application number
JP10320667A
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Japanese (ja)
Inventor
Giichi Ito
義一 伊藤
Atsushi Wada
敦 和田
Kazutaka Shirahase
和孝 白波瀬
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Sekisui Chemical Co Ltd
Original Assignee
Sekisui Chemical Co Ltd
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  • Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make it possible to realize the dynamical measurements of a pressure, a specific volume and a temperature close to actual phenomena by a method wherein a heating device, a cooling device, which can control a cooling rate, sensors respectively measuring the temperature and pressure of a resin and the displacement measuring sensor of the thickness of a cavity part are equipped in molds, the form part of a top mold between which fits in the form part of the bottom mold. SOLUTION: After desired measuring data set is set, the weight of a sample, which is desired to be metered, is imputted and a metered sample is put in a bottom mold, a top mold and the bottom mold are closed together with a pressing device 2 and then the sample is melted by being heated up to a set temperature with a heating panel. The melted resin in a cavity part is pressed with a hydraulic unit 41 up to a set pressure so as to deaerate the top and bottom molds by pumping in order to remove bubbles in the melted resin and air layer between resins. After that, the resin in re-pressed up to a set pressure and held for several seconds in order to reset a displacement sensor to zero at the stage that a temperature T and a pressure P become constant values. The resin is cooled down at a set cooling rate under the condition that P is kept constant so as to measure the change of the state of the resin during the period until the resin reaches the normal temperature with respective T-, P- and displacement-sensors. Thus, the dynamical measurement of a P-specific volume-T close to actual phenomena can be executed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、PvTの動的測定
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a PvT dynamic measurement device.

【0002】[0002]

【従来の技術】樹脂成形品の成形においては、使用する
樹脂毎の成形特性の把握が必要である。そこで、この樹
脂の成形特性を把握する方法として、樹脂内部のP(圧
力)・v(比容積)・T(温度)の時間的な挙動を予め
測定する方法がある。
2. Description of the Related Art In molding a resin molded product, it is necessary to grasp molding characteristics of each resin used. Therefore, as a method for grasping the molding characteristics of the resin, there is a method of measuring in advance the temporal behavior of P (pressure), v (specific volume), and T (temperature) inside the resin.

【0003】このようなP・v・Tを測定する装置とし
て、図14に示すようなPvT測定装置100が既に提
案されている(特開平5−164594号公報参照)。
すなわち、この測定装置100は、キャビティ部101
内の樹脂200の周囲に液体300を充填し、ゲート1
02を遮断してキャビティ部101の容積を一定に保
ち、樹脂200の温度を変化させ、樹脂200の圧力を
液体300を介して測定するようにしている。
As an apparatus for measuring such PvT, a PvT measuring apparatus 100 as shown in FIG. 14 has already been proposed (see Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 5-164594).
That is, the measuring device 100 is
The liquid 300 is filled around the resin 200 in the
02 is shut off, the volume of the cavity 101 is kept constant, the temperature of the resin 200 is changed, and the pressure of the resin 200 is measured via the liquid 300.

【0004】しかしながら、この測定装置100の場
合、空冷式の冷却方式であるため、MAXでも30℃/
min 程度の冷却速度でしか冷却することができず、しか
も、冷却速度を測定の途中で変更できないので、以下の
ような問題がある。すなわち、通常の樹脂成形において
は、金型は、水で冷却されるため、冷却速度が200℃
/minにもなる場合がある。冷却速度が異なった場
合、特に結晶性樹脂においては、冷却速度によって結晶
化挙動が異なるため、収縮量に違いが生じ、PvT曲線
も横方向にシフトする。このことによって、実際に起こ
っている比容積変化と異なる状態で測定したデータで
は、実現象と異なり、収縮量を予測するような計算で
は、大きな誤差となる。
However, in the case of this measuring device 100, since it is an air-cooled cooling system, even in MAX, it is 30 ° C. /
Since cooling can be performed only at a cooling rate of about min and the cooling rate cannot be changed during the measurement, there are the following problems. That is, in ordinary resin molding, since the mold is cooled with water, the cooling rate is 200 ° C.
/ Min in some cases. When the cooling rate is different, particularly in the case of crystalline resin, the crystallization behavior is different depending on the cooling rate, so that the amount of shrinkage is different and the PvT curve is also shifted in the horizontal direction. For this reason, in data measured in a state different from the actual change in specific volume, unlike an actual phenomenon, a large error occurs in a calculation for estimating a contraction amount.

【0005】また、実際の成形では、冷却速度が異なる
(降温域では高い冷却速度であるが、低温域では低い冷
却速度)が、従来の測定法では冷却速度を変更できない
ため冷却速度が変化するようなプロセスにおけるPvT
の変化を測定することができない。
In actual molding, the cooling rates are different (the cooling rate is high in the temperature-lowering area, but low in the low-temperature area), but the cooling rate cannot be changed by the conventional measuring method, so that the cooling rate changes. PvT in such a process
Can not measure changes.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情に鑑みて、実現象に近いPvTの動的測定を可能に
できるPvTの動的測定装置を提供することを目的とし
ている。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a PvT dynamic measurement device capable of realizing a PvT dynamic measurement close to an actual phenomenon in view of such circumstances.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明にかかるPvTの
動的測定装置は、このような目的を達成するために、成
形時の樹脂内部の圧力、比容積および温度を同時に測定
するPvTの動的測定装置であって、上型の型部が下型
の型部内に嵌まり込む金型を有するプレス装置と、前記
金型の加熱装置と、冷却速度制御可能な金型の冷却装置
と、金型内の樹脂の温度を測定する温度センサと、金型
内の樹脂の圧力を測定する圧力センサと、キャビティ部
の厚みの変位を測定する変位センサとを備えている構成
とした。
In order to achieve such an object, a dynamic PvT measuring apparatus according to the present invention is capable of simultaneously measuring the pressure, specific volume and temperature inside a resin during molding. Mechanical measuring device, a press device having a mold in which the upper mold part fits into the lower mold part, a heating device for the mold, a cooling device for the mold that can control the cooling rate, The temperature sensor measures the temperature of the resin in the mold, the pressure sensor measures the pressure of the resin in the mold, and the displacement sensor measures the displacement of the thickness of the cavity.

【0008】また、本発明のPvTの動的測定装置は、
請求項2のように、冷却装置が100℃/min 以上の冷
却速度で冷却可能であること、請求項3のように、冷却
装置が0.01℃/min 〜200℃/min のレンジの任
意の冷却速度で冷却可能であること、請求項4のよう
に、冷却装置が樹脂成形の想定パターンに沿った冷却プ
ロファイルで冷却可能であることが好ましい。
[0008] Further, the dynamic PvT measuring apparatus of the present invention comprises:
The cooling device is capable of cooling at a cooling rate of 100 ° C./min or more, and the cooling device is optional in a range of 0.01 ° C./min to 200 ° C./min. It is preferable that the cooling device be capable of cooling at a cooling rate according to a cooling profile along an assumed pattern of resin molding.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を、
図面を参照しつつ詳しく説明する。図1および図2は、
本発明にかかるPvTの動的測定装置(以下、「測定装
置」とのみ記す)の1つの実施の形態をあらわしてい
る。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below.
This will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 and FIG.
1 shows an embodiment of a PvT dynamic measurement device (hereinafter, simply referred to as “measurement device”) according to the present invention.

【0010】図1および図2に示すように、この測定装
置1は、プレス装置2と、冷却装置3と、制御装置6と
を備えている。プレス装置2は、図1〜図3に示すよう
に、装置本体4と、金型5とを備えている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the measuring device 1 includes a pressing device 2, a cooling device 3, and a control device 6. As shown in FIGS. 1 to 3, the press device 2 includes a device main body 4 and a mold 5.

【0011】装置本体4は、油圧ユニット41と、上部
プレスユニット42と、下部プレスユニット43とを備
えている。上部プレスユニット42は、上部プレス板4
2a、プレス板冷却盤42bと、加熱盤42cと、金型
冷却盤42dとを一体に備え、基台44上に4本の円柱
状の支柱(図では2本しかあらわれていない)42eを
介して所定高さに固定されている。
The apparatus main body 4 includes a hydraulic unit 41, an upper press unit 42, and a lower press unit 43. The upper press unit 42 includes the upper press plate 4
2a, a press plate cooling plate 42b, a heating plate 42c, and a mold cooling plate 42d are integrally provided, and four columnar columns (only two are shown in the figure) 42e on the base 44. Is fixed at a predetermined height.

【0012】下部プレスユニット43は、下部プレス板
43a、プレス板冷却盤43bと、加熱盤43cと、金
型冷却盤43dとを一体に備え、油圧ユニット41によ
って上部プレスユニット42方向へ上下動するようにな
っている。油圧ユニット41は、油圧ポンプ41aとシ
リンダ41bとを備え、後述するように、油圧ポンプ4
1aが制御装置6からの制御によってシリンダ41bを
上下させることによって下部プレスユニット43を上下
動させ、最大で2000kg/cm2 以上の圧力を後述する
金型4の上下型51,52間にかけることができるよう
になっている。
The lower press unit 43 integrally includes a lower press plate 43a, a press plate cooling plate 43b, a heating plate 43c, and a die cooling plate 43d, and is moved up and down by the hydraulic unit 41 toward the upper press unit 42. It has become. The hydraulic unit 41 includes a hydraulic pump 41a and a cylinder 41b.
1a moves the lower press unit 43 up and down by moving the cylinder 41b up and down under the control of the control device 6, and applies a pressure of 2000 kg / cm 2 or more between the upper and lower dies 51 and 52 of the mold 4 described later. Is available.

【0013】金型5は、上型51と下型52とを備え、
上型51が金型冷却盤42dに沿うように上部プレスユ
ニット42に固定され、下型52が金型冷却盤43dに
沿うように下部プレスユニット43に固定されている。
また、上型51は、図3に示すように、凸型部51aを
備え、この凸型部51aが下型52の凹型部52aに嵌
まり込んで、所定の厚みの平板状のキャビティ部7を形
成するようになっている。
The mold 5 includes an upper mold 51 and a lower mold 52,
The upper mold 51 is fixed to the upper press unit 42 along the mold cooling board 42d, and the lower mold 52 is fixed to the lower press unit 43 along the mold cooling board 43d.
As shown in FIG. 3, the upper die 51 has a convex portion 51a, which fits into the concave portion 52a of the lower die 52, and has a flat cavity portion 7 having a predetermined thickness. Is formed.

【0014】下型52は、図4に示すように、凹型部5
2aを囲むように、内部に冷却液の冷却流路52bが設
けられている。さらに、金型5は、図示していないが、
内部にキャビティ部7内の樹脂の圧力センサ、キャビテ
ィ部7内の樹脂の温度センサ、キャビティ部7の厚み
(凹型部52aの底面と、凸型部51aとの隙間)の変
位センサをそれぞれ備えている。
As shown in FIG. 4, the lower mold 52 is
A cooling flow channel 52b for a cooling liquid is provided inside so as to surround 2a. Further, the mold 5 is not shown,
A pressure sensor for the resin in the cavity 7, a temperature sensor for the resin in the cavity 7, and a displacement sensor for the thickness of the cavity 7 (a gap between the bottom surface of the concave portion 52 a and the convex portion 51 a) are provided therein. I have.

【0015】また、プレス板冷却盤42b,43bは、
図示していないが、内部に流路を備え、この流路に後述
する冷却装置3から送られてくる冷却液を常時通水し
て、加熱盤42c,43cからの熱を上部プレス板42
aあるいは下部プレス板43aに伝わらないようにする
ために設けられている。加熱盤42c,43cは、電熱
線45および温度センサが内部に設けられていて、通電
させることによって電熱線45が発熱し、上型51ある
いは下型52を加熱できるようになっている。
The press plate cooling plates 42b and 43b are
Although not shown, a flow path is provided inside, and a cooling liquid sent from a cooling device 3 described later is always passed through the flow path, so that heat from the heating plates 42 c and 43 c is transferred to the upper press plate 42.
a or the lower press plate 43a. The heating plates 42c and 43c are provided with a heating wire 45 and a temperature sensor therein. When the heating plates 42c and 43c are energized, the heating wire 45 generates heat, so that the upper mold 51 or the lower mold 52 can be heated.

【0016】金型冷却盤42d,43dは、後述する冷
却装置3から制御されて送られてくる冷却液によって、
上型51あるいは下型52を冷却できるようになってい
る。さらに、プレス装置2は、上部プレス板42aと下
部プレス板43aとの間隔を測定する位置センサ47を
備えている。
The mold cooling boards 42d and 43d are controlled by a cooling liquid sent from a cooling device 3 which will be described later.
The upper mold 51 or the lower mold 52 can be cooled. Further, the press device 2 includes a position sensor 47 for measuring a distance between the upper press plate 42a and the lower press plate 43a.

【0017】冷却装置3は、冷却水タンク31と、冷却
水圧送装置32と、配管装置33とを備えている。冷却
水タンク31は、図示していないが、水道水の給水管
と、排水管と、冷却器とを備えるとともに、供給管34
を介して冷却水圧送装置32と接続されている。
The cooling device 3 includes a cooling water tank 31, a cooling water pumping device 32, and a piping device 33. Although not shown, the cooling water tank 31 includes a supply pipe for tap water, a drain pipe, and a cooler.
And is connected to the cooling water pumping device 32 via.

【0018】冷却水圧送装置32は、200℃/min の
冷却速度が達成できるように、冷却水タンク31から供
給される冷却水を20リットル/min 以上の流量で配管
装置33へ送ることができるようになっている。配管装
置33は、分岐管35によって加圧冷却水を分岐して上
型51、下型52、両金型冷却盤42d,43dへ供給
できるとともに、上型51、下型52、両金型冷却盤4
2d,43dを通った戻り水を合流させたのち、冷却水
タンク31に戻すようになっている。
The cooling water pumping device 32 can send the cooling water supplied from the cooling water tank 31 to the piping device 33 at a flow rate of 20 liter / min or more so that a cooling rate of 200 ° C./min can be achieved. It has become. The piping device 33 can branch the pressurized cooling water by the branch pipe 35 and supply it to the upper mold 51, the lower mold 52, and both the mold cooling boards 42d and 43d, and also cool the upper mold 51, the lower mold 52, and the both molds. Board 4
After the return water passing through 2d and 43d is merged, it is returned to the cooling water tank 31.

【0019】各分岐管35には、後述する制御装置6に
よってON−OFF制御される電磁弁36が設けられて
いる。すなわち、電磁弁36の開閉及び流量の調整によ
って冷却速度を0.01℃/min 〜200℃/min のレ
ンジでコントロールできるようになっている。
Each branch pipe 35 is provided with an electromagnetic valve 36 whose ON / OFF control is performed by the control device 6 described later. That is, the cooling rate can be controlled in the range of 0.01 ° C./min to 200 ° C./min by opening and closing the solenoid valve 36 and adjusting the flow rate.

【0020】また、各分岐管35には、図示していない
が、電磁弁36より上型51、下型52、両金型冷却盤
42d,43d側との間に分岐管35を介して上型5
1、下型52、両金型冷却盤42d,43dの冷却水路
に圧送空気を送る圧送空気供給管が接続されている。す
なわち、金型冷却盤42d,43dおよび下型52の冷
却水路52bに水が残っていると、加熱盤42c,43
cによる加熱時に、この水が気化して加熱が設定通りに
行えなくなる場合があるため、この圧送空気によって冷
却水路内の水分を、加熱前に予め除去できるようになっ
ている。
Although not shown, each branch pipe 35 is provided between the upper mold 51, the lower mold 52, and both the mold cooling boards 42d and 43d above the solenoid valve 36 via the branch pipe 35. Type 5
1, a lower die 52, and a pumping air supply pipe for sending pumping air to cooling water passages of both mold cooling boards 42d and 43d. That is, if water remains in the mold cooling boards 42d and 43d and the cooling water passage 52b of the lower mold 52, the heating boards 42c and 43
At the time of heating by (c), the water may evaporate and heating may not be performed as set. Therefore, the water in the cooling water passage can be removed in advance by the compressed air before heating.

【0021】制御装置6は、プレス時の温度・圧力を設
定できるようになっているとともに、プレス装置2に設
置されている温度・圧力・位置センサによって測定され
た各情報、および、金型5に設けられた温度・圧力・変
位センサの各情報を測定データ演算部62で演算し、設
定通りの温度・圧力に制御するようになっている。すな
わち、温度が設定通りになっていない場合は、配管装置
33の電磁弁36をON−OFF制御して冷却水を上型
51、下型52、両金型冷却盤42d,43dに供給し
冷却したり、加熱盤42c,43cの電熱線45に通電
して加熱盤42c,43cを加熱して金型5を加熱した
りして設定通りの温度にするようになっている。また、
途中で、自由に冷却速度を変化できるようになってい
る。
The control device 6 is capable of setting the temperature and pressure at the time of pressing. The control device 6 has various information measured by the temperature, pressure and position sensors installed in the pressing device 2 and the mold 5. Each information of the temperature / pressure / displacement sensor provided in the control unit is calculated by the measurement data calculation unit 62 to control the temperature and pressure as set. That is, when the temperature is not as set, the solenoid valve 36 of the piping device 33 is ON-OFF controlled to supply cooling water to the upper mold 51, the lower mold 52, and both mold cooling boards 42d and 43d for cooling. In addition, the heating wire 42 of the heating panels 42c and 43c is energized to heat the heating panels 42c and 43c to heat the mold 5 so that the temperature is set as set. Also,
On the way, the cooling rate can be freely changed.

【0022】一方、圧力が設定通りになっていない場合
は、油圧ポンプ41aを稼働してシリンダ41bを上側
へ押し上げて設定通りの圧力になるようにする。また、
制御装置6では、位置センサ47および変位センサによ
って測定されたキャビティ部7の厚みから各温度および
圧力における比容積を演算するようになっている。
On the other hand, if the pressure is not as set, the hydraulic pump 41a is operated to push up the cylinder 41b upward so that the pressure is set as set. Also,
The control device 6 calculates the specific volume at each temperature and pressure from the thickness of the cavity 7 measured by the position sensor 47 and the displacement sensor.

【0023】そして、各圧力毎の温度・比容積変化は、
表示用装置としてのパーソナルコンピュータ63のディ
スプレイに表示できるようになっている。つぎに、この
測定装置1を用いたPvTの測定動作を、図5を参照し
つつ以下に詳しく説明する。
The temperature and specific volume changes at each pressure are as follows:
It can be displayed on a display of a personal computer 63 as a display device. Next, the operation of measuring PvT using the measuring device 1 will be described in detail with reference to FIG.

【0024】(1)測定したいデータセットを設定し、
計量したいサンプル(ペレット状またはパウダー状の樹
脂原料)の重量を入力する。 (2)計量したサンプルを下型52に入れる。 (3)プレス装置2を作動させて、上型51と下型52
とを閉合する。 (4)加熱盤42c,43cの電熱線45に通電し、設
定加熱温度まで加熱し、サンプルを溶融させる。 (5)油圧ユニット41を作動させて、キャビティ部7
内の溶融樹脂を設定圧力まで加圧する。 (6)上下型51,52をポンピングするとともに、脱
気して溶融樹脂内に存在する気泡および樹脂間の空気層
を取り除く。 (7)設定圧力まで再加圧してそのまま数秒間ホールド
して温度・圧力が一定になった段階で変位センサをゼロ
リセットする。 (8)この状態から圧力を一定に保った状態で温度を冷
却水によって冷却し、そのときの冷却速度が設定通りに
なるように温度を制御していく。 (9)この操作によって常温まで冷却されるまでの樹脂
の状態変化を温度センサ、圧力センサ・変位センサによ
ってモニタリングする。そして、圧力センサによって測
定された圧力が設定通りで無い場合、制御装置6が油圧
ユニット41を作動させて設定圧力になるように再加圧
する。また、温度センサによって測定された温度が設定
通りでない場合、制御装置6が電磁弁36をON−OF
F制御して設定通りの冷却速度に補正する。 (10)各センサで検出した測定値を演算処理部で処理し
た後、パーソナルコンピュータ63のディスプレイに表
示する。
(1) Set a data set to be measured,
Input the weight of the sample (pellet or powder resin material) to be measured. (2) Place the weighed sample in the lower mold 52. (3) Activate the press device 2 to move the upper die 51 and the lower die 52
And close. (4) The heating wires 45 of the heating panels 42c and 43c are energized to heat to the set heating temperature, thereby melting the sample. (5) Activate the hydraulic unit 41 and move the cavity 7
The molten resin inside is pressurized to the set pressure. (6) The upper and lower molds 51 and 52 are pumped and degassed to remove bubbles existing in the molten resin and an air layer between the resins. (7) Re-pressurize to the set pressure, hold it for several seconds, and reset the displacement sensor to zero when the temperature and pressure become constant. (8) From this state, the temperature is cooled with cooling water while keeping the pressure constant, and the temperature is controlled so that the cooling rate at that time is as set. (9) A change in the state of the resin until the resin is cooled to room temperature by this operation is monitored by a temperature sensor, a pressure sensor, and a displacement sensor. When the pressure measured by the pressure sensor is not as set, the control device 6 operates the hydraulic unit 41 to repressurize the pressure to the set pressure. If the temperature measured by the temperature sensor is not as set, the control device 6 turns the solenoid valve 36 ON-OF.
F control is performed to correct the cooling rate as set. (10) The measured values detected by each sensor are processed by the arithmetic processing unit and then displayed on the display of the personal computer 63.

【0025】なお、比容積v(単位:g/cm3 )は、樹
脂が充填されている領域の体積(面積×高さ)、すなわ
ち、変位センサで測定された下型52の凹型部52aの
底面と上型51の凸型部51aとの隙間L(cm)、凹型
部52aの底面の面積A(cm 2 )、充填された樹脂の重
量M(g)としたとき、v=M/(L・A)で計算され
る値である。
The specific volume v (unit: g / cmThree) The tree
The volume (area x height) of the area filled with fat,
That is, the concave portion 52a of the lower die 52 measured by the displacement sensor
Clearance L (cm) between bottom surface and convex portion 51a of upper mold 51, concave mold
The area A (cm) of the bottom surface of the portion 52a Two), Filled resin weight
When the amount is M (g), it is calculated by v = M / (LA)
Value.

【0026】この測定装置1は、上記のようになってい
るので、実現象に近い冷却速度(200℃/min )での
PvTを測定できる。したがって、樹脂の収縮量予測の
精度が上がり、寸法精度のよい成形品加工の手助けにな
る。また、図6に示すように、30℃/min の低冷却速
度でも、図7に示すように、70℃/min の中冷却速度
でも、図8に示すように、100℃/min の高冷却速度
など、冷却速度の状態でのPvTを測定でき、CAE
(computer aided engineering)等で利用している予測
式の精度があがり、変形解析などの予測精度があがる。
Since the measuring apparatus 1 is configured as described above, it can measure PvT at a cooling rate (200 ° C./min) close to an actual phenomenon. Therefore, the accuracy of estimating the amount of shrinkage of the resin is increased, which helps to process a molded article with high dimensional accuracy. Also, as shown in FIG. 6, even at a low cooling rate of 30 ° C./min, as shown in FIG. 7, even at a medium cooling rate of 70 ° C./min, as shown in FIG. PvT can be measured at a cooling rate such as speed, and CAE
(Computer aided engineering) and the like, and the accuracy of the prediction formula used in computer aided engineering and the like, and the prediction accuracy of deformation analysis and the like increase.

【0027】さらに、図9〜図11に示すように、多段
に冷却速度を変化させてPvTを測定でき、理想的な冷
却速度変化の設定ができ、より寸法精度のよい成形品を
得ることができる。また、図12に示すように、ある特
定の温度領域で長期に保持しておき、結晶化特性を十分
に考慮したPvTも測定できる。しかも、この測定装置
1は、プレス装置2自体に位置センサ47を設け変位を
測定するだけでなく、金型5内にも変位センサを設けて
いるので、金型5の膨張・収縮分をカットし、より高い
精度で変位を測定することができる。
Further, as shown in FIGS. 9 to 11, PvT can be measured by changing the cooling rate in multiple stages, an ideal cooling rate change can be set, and a molded product with higher dimensional accuracy can be obtained. it can. In addition, as shown in FIG. 12, it is possible to measure PvT, which is held for a long time in a specific temperature range and in which crystallization characteristics are sufficiently considered. In addition, since the measuring device 1 not only measures the displacement by providing the position sensor 47 in the press device 2 itself, but also provides the displacement sensor in the mold 5, the expansion and contraction of the mold 5 is cut. In addition, the displacement can be measured with higher accuracy.

【0028】本発明にかかるPvTの動的測定装置は、
上記の実施の形態に限定されない。たとえば、上記の実
施の形態では、冷却装置の冷媒として水道水を用いるよ
うにしているが、水道水を用いた冷却水の代わりにチラ
ーを用いた温度の低い冷却水や潤滑油を使うことが可能
である。
The dynamic measurement device for PvT according to the present invention comprises:
It is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, tap water is used as the refrigerant of the cooling device.However, instead of cooling water using tap water, low-temperature cooling water or lubricating oil using a chiller may be used. It is possible.

【0029】また、逆に、0.01℃/min のような低
い冷却速度や任意の冷却速度を達成するためには、冷却
水の媒体を代えたり、流量を事前に調節し、その時の冷
却速度を実測しておき、任意の冷却速度に適した状態に
して、測定時の冷却速度制御を行うことができる。たと
えば、遅い冷却速度の場合は、潤滑油を用いることがで
きる。さらに、冷却速度を多段に変化させる場合には、
複数の冷却ホンプあるいは温調機を備えて配管装置で切
り替えるようにしても構わない。
Conversely, in order to achieve a low cooling rate such as 0.01 ° C./min or an arbitrary cooling rate, the medium of the cooling water is changed or the flow rate is adjusted in advance, and the cooling at that time is performed. The cooling speed can be controlled at the time of measurement by measuring the speed in advance and setting it in a state suitable for an arbitrary cooling speed. For example, for slow cooling rates, lubricating oil may be used. Furthermore, when changing the cooling rate in multiple stages,
A plurality of cooling pumps or temperature controllers may be provided and switched by a piping device.

【0030】また、上記の実施の形態では、キャビティ
部7が平板状をしていたが、円柱形状や円筒形状にして
もよいし、物性測定という観点以外にサンプルの評価も
可能なように、図13(a)、(b)に示すような得よ
うとする成形品8,9形状にするようにしても構わな
い。
In the above embodiment, the cavity 7 has a flat plate shape. However, the cavity portion 7 may have a columnar shape or a cylindrical shape. The molded articles 8 and 9 to be obtained as shown in FIGS. 13A and 13B may be formed.

【0031】[0031]

【実施例】以下に、本発明の実施例をより詳しく説明す
る。
Embodiments of the present invention will be described below in more detail.

【0032】(実施例1)図4に示す測定装置1を用い
て、以下の条件でPvT測定を行い、その結果を表1に
示した。 ・樹脂の種類 :高密度ポリエチレン(HDPE) ・サンプル重量 :10g ・凹型部52aの形状:50mm×50mmの平板 ・設定圧力 :20、40、60、100、160MPa ・設定温度 :270〜70℃ ・冷却速度 :10、100、200℃/min ・冷媒 :水 ・冷媒温度 :25℃ ・冷媒流量 :20リットル/min ・冷却配管径 :8mm
(Example 1) PvT measurement was performed using the measuring apparatus 1 shown in FIG. 4 under the following conditions, and the results are shown in Table 1. -Type of resin: high-density polyethylene (HDPE)-Sample weight: 10 g-Shape of concave portion 52a: 50 mm x 50 mm flat plate-Set pressure: 20, 40, 60, 100, 160 MPa-Set temperature: 270 to 70 ° C Cooling rate: 10, 100, 200 ° C / min ・ Refrigerant: Water ・ Refrigerant temperature: 25 ° C ・ Refrigerant flow rate: 20 L / min ・ Cooling pipe diameter: 8mm

【表1】 表1に示すように、この測定結果から圧力が大きくなる
と、比容積が小さくなるとともに、結晶化温度が高温側
にシフトすることが分かった。
[Table 1] As shown in Table 1, from the measurement results, it was found that when the pressure was increased, the specific volume was decreased, and the crystallization temperature was shifted to a higher temperature side.

【発明の効果】本発明にかかるPvTの動的測定装置
は、以上のように構成されているので、実現象に近いP
vTの動的測定を可能にできる。したがって、樹脂の収
縮量予測の精度が上がり、寸法精度のよい成形品加工の
手助けになる。また、冷却速度の異なる状態でのPvT
を測定でき、CAE(computer aided engineering)等
で利用している予測式の精度があがり、変形解析などの
予測精度があがる。
As described above, the dynamic PvT measuring apparatus according to the present invention is constructed as described above.
Dynamic measurement of vT can be enabled. Therefore, the accuracy of estimating the amount of shrinkage of the resin is increased, which helps to process a molded article with high dimensional accuracy. In addition, PvT under different cooling rates
Can be measured, the accuracy of the prediction formula used in CAE (computer aided engineering) or the like increases, and the prediction accuracy of deformation analysis or the like increases.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明にかかるPvTの動的測定装置の1つの
実施の形態を模式的にあらわす模式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram schematically showing one embodiment of a dynamic PvT measuring apparatus according to the present invention.

【図2】図1の測定装置のブロック図である。FIG. 2 is a block diagram of the measuring device of FIG.

【図3】図1の測定装置のプレス装置部分の拡大断面図
である。
FIG. 3 is an enlarged sectional view of a press device portion of the measuring device of FIG.

【図4】図1の測定装置の下型をあらわす平面図であ
る。
FIG. 4 is a plan view showing a lower mold of the measuring device of FIG. 1;

【図5】図1の測定装置の測定フローチャートである。FIG. 5 is a measurement flowchart of the measurement device of FIG. 1;

【図6】図1の測定装置を用いた低冷却速度時のPvT
をあらわすグラフである。
FIG. 6 shows a PvT at a low cooling rate using the measuring apparatus of FIG.
Is a graph representing.

【図7】図1の測定装置を用いた中冷却速度時のPvT
をあらわすグラフである。
FIG. 7 shows a PvT at a medium cooling rate using the measuring apparatus of FIG.
Is a graph representing.

【図8】図1の測定装置を用いた高冷却速度時のPvT
をあらわすグラフである。
FIG. 8 shows a PvT at a high cooling rate using the measuring apparatus of FIG.
Is a graph representing.

【図9】図1の測定装置を用いた3段冷却速度時のPv
Tの1例をあらわすグラフである。
FIG. 9 shows Pv at the three-stage cooling rate using the measuring apparatus of FIG.
6 is a graph showing one example of T.

【図10】図1の測定装置を用いた5段冷却速度時のP
vTの1例をあらわすグラフである。
FIG. 10 shows P at a 5-stage cooling rate using the measuring apparatus of FIG.
It is a graph showing an example of vT.

【図11】図1の測定装置を用いた5段冷却速度時のP
vTの他例をあらわすグラフである。
FIG. 11 is a graph showing P at a five-stage cooling rate using the measuring apparatus of FIG. 1;
It is a graph showing another example of vT.

【図12】図1の測定装置を用いた長期冷却測定時のP
vTの他例をあらわすグラフである。
FIG. 12 shows P during long-term cooling measurement using the measurement apparatus of FIG.
It is a graph showing another example of vT.

【図13】成形品の形状の例をあらわす斜視図である。FIG. 13 is a perspective view showing an example of the shape of a molded product.

【図14】従来のPvT測定装置の断面図である。FIG. 14 is a sectional view of a conventional PvT measuring device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 測定装置 3 冷却装置 5 金型 51 上型 51a 凸型部 52 下型 52a 凹型部 7 キャビティ部 8,9 成形品 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Measuring device 3 Cooling device 5 Die 51 Upper mold 51a Convex part 52 Lower mold 52a Concave part 7 Cavity part 8, 9 Molded product

フロントページの続き Fターム(参考) 2F051 AA12 AB02 AB06 AC04 AC09 4F202 AA05 AP03 AP05 AP11 AR08 CA09 CB01 CK90 CN01 CN05 4F204 AP03 AP05 AP11 AR08 FA01 FB01 FQ01 FQ15 Continued on front page F term (reference) 2F051 AA12 AB02 AB06 AC04 AC09 4F202 AA05 AP03 AP05 AP11 AR08 CA09 CB01 CK90 CN01 CN05 4F204 AP03 AP05 AP11 AR08 FA01 FB01 FQ01 FQ15

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】成形時の樹脂内部の圧力、比容積および温
度を同時に測定するPvTの動的測定装置であって、上
型の型部が下型の型部内に嵌まり込む金型を有するプレ
ス装置と、前記金型の加熱装置と、冷却速度制御可能な
金型の冷却装置と、金型内の樹脂の温度を測定する温度
センサと、金型内の樹脂の圧力を測定する圧力センサ
と、キャビティ部の厚みの変位を測定する変位センサと
を備えていることを特徴とするPvTの動的測定装置。
1. A PvT dynamic measuring device for simultaneously measuring the pressure, specific volume and temperature inside a resin during molding, wherein the upper mold has a mold fitted into the lower mold. A press device, a heating device for the mold, a cooling device for the mold with a controllable cooling rate, a temperature sensor for measuring the temperature of the resin in the mold, and a pressure sensor for measuring the pressure of the resin in the mold. And a displacement sensor for measuring a displacement of the thickness of the cavity portion.
【請求項2】冷却装置が100℃/min 以上の冷却速度
で冷却可能である請求項1に記載のPvTの動的測定装
置。
2. The dynamic PvT measuring device according to claim 1, wherein the cooling device is capable of cooling at a cooling rate of 100 ° C./min or more.
【請求項3】冷却装置が0.01℃/min 〜200℃/
min のレンジの任意の冷却速度で冷却可能である請求項
1または請求項2に記載のPvTの動的測定装置。
3. The cooling device according to claim 1, wherein the cooling unit is 0.01 ° C./min to 200 ° C.
3. The dynamic PvT measuring apparatus according to claim 1, wherein the apparatus can be cooled at an arbitrary cooling rate in a range of min.
【請求項4】冷却装置が樹脂成形の想定パターンに沿っ
た冷却プロファイルで冷却可能である請求項1〜請求項
3のいずれかに記載のPvTの動的測定装置。
4. The dynamic PvT measuring apparatus according to claim 1, wherein the cooling device is capable of cooling with a cooling profile along an assumed pattern of resin molding.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010042540A (en) * 2008-08-11 2010-02-25 Polyplastics Co Mold, method for evaluating molding, and method for determining molding condition
CN109991402A (en) * 2019-04-29 2019-07-09 北京化工大学 A kind of confining liquid formula polymer P VT relation test device

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