JPH03500455A - 成形材料の流れ特性試験装置及び方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 成形材料の流れ特性試験装置及び方法 技術分野 本発明は一般に試験装置に関し、特に成形材料の流れ特性を測定するための装置 および方法に関する。

背景技術 材料の可塑性及び流れ特性を試験するのに有用な装置として米国特許第３，０３ ３，０２１号明細書に開示される可塑度計がある。この試験装置は、１対のキャ ビティを有する型要素を有する。キャビティ間は通路で連通され、かつ複数のト ラフが一方の前記キャビティから放射方向外向きに延出している。これらトラフ は、他方の前記キャビティ内に受容された材料を前記通路を介して前記一方のキ ャビティ及びそれに関連するトラフ内に送り込むために設けられている。材料の 流れ特性は、前記トラフ内に於て材料が流れる距離によって測定される。

別の従来装置は、固定プラテンに削成されたアルキメデスの螺旋状型を有するト ランスファプレスを備える。しかしながら、この型は断面積が比較的小さい。２ ．　５４ｃｍ（１インチ）またはそれ以上の長さのガラス繊維強化材料を有する シート状成形材料を試験するためには、試験結果が不正確になり易い小片に該シ ート状成形材料を切断しなければならない。

本発明は、成形材料、特に比較的長い強化繊維を有するシート状成形材料の流れ 特性を試験するための装置及び方法に関する。上側割型と下側割型とは互いに相 対的に動かすことができる。下側割型は中央キャビティと、それから延出しかつ その底壁に刻印を形成した溝とを備える。上側割型は、前記キャビティ及び前記 溝と共働する補完的な形状の隆起部を有し、前記キャビティ内に配置された成形 材料を前記溝に流出させて、その流れ特性が前記刻印により指示されるようにす る。両割型を互いに開かせるべく動かすことによって下側割型の突出しピンが作 動し、前記キャビティ及び溝から試験された材料が取り除かれる。

溝の幅は、比較的長い強化繊維を有するシート状成形材料の場合でも正確な試験 結果が得られるように選択する。

溝の厚さ即ち深さを選択するためにスペーサプレートが使用される。

本発明の目的は、比較的長いガラス強化材料の繊維を有するシート状成形材料を 試験するための装置及び方法を提供することにある。

図面の簡単な説明 添付図面に於て、第１図は、本発明により構成される試験装置を示す斜視図であ る。

第２図は、第１図示の装置の下側割型を示す上面図である。

第３図は、第１図示の装置の上側割型を示す底面図であ第４図は、成形材料のサ ンプルを試験する直前の上側及び下側割型の関係を示す本発明の試験装置の部分 拡大断面図である。

第５図は、試験後に於けるサンプル及び試験装置の下側割型を示す第２図の５− ５線に於ける部分拡大断面図である。

発明の要旨 本発明によれば、成形材料の流れ特性を試験する方法であって、（ａ）概ね円形 のキャビティとそれから延出する溝状凹部とを第１割型の表面に形成する過程と 、（ｂ）概ね円形の隆起部と、それから延出する溝形隆起部とを第２割型の表面 に形成する過程と、（Ｃ）前記溝状凹部の壁部に複数の刻印を離隔して形成する 過程と、（ｄ）前記両表面を離隔させる過程と、（ｅ）前記表面間に試験する成 形材料のサンプルを挿入する過程と、（ｆ）前記両表面を互いに相対的に移動さ せて、前記サンプルを前記キャビティと前記円形隆起部との間に封入しかつ前記 サンプルに圧力を加えて前記溝状凹部を流出させる過程と、（ｇ）前記両表面を 離隔させる過程と、（ｈ）前記刻印を用いて前記材料の流れ特性を測定する過程 とからなることを特徴とする成形材料の流れ特性試験方法が提供される。

また、本発明によれば、成形材料の流れ特性を試験する装置であって、概ね円形 のキャビティとそれから延出する溝状凹部とを表面に形成した第１割型と、概ね 円形の隆起部とそれから延出する溝形隆起部とを表面に形成した第２割型と、前 記割型を互いに相対的に、前記表面間にサンプル材料を配置し得るように前記両 表面を離隔させる方向と、前記円形隆起部を前記キャビティに係合させかつ前記 溝形隆起部を前記溝状凹部に係合させることによって前記サンプル材料に圧力を 加えて前記溝状凹部に流出させる逆方向とに移動させる手段と、前記サンプル材 料の流れ特性を表示するために前記溝状凹部の壁部に形成された複数の刻印と、 前記両表面を離隔させる方向への運動に応答して、前記キャビティ及び前記溝状 凹部から前記サンプル材料を取り除くための手段とを備えることを特徴とする成 形材料の流れ特性試験装置が提供される。

発明を実施するための最良の形態 第１図に示されるように、成形材料のサンプルを試験するために装置１１は、概 ね水平に延在する上側プラテン１３の下向き面に取り付けられた上側割型１２を 有する。試験装置１１の下側割型１４は、概ね水平に延在する下側プラテン１５ の上向き面に取り付けられている。

上側プラテン１３は固定されているが、下側プラテン１５は、矢印１６で示され るように上側プラテン１３に接近または離反するように移動可能である。下側プ ラテン１５は、下側プラテン１５及び下側割型１４を昇降させる油圧シリンダ１ ８の出力軸１７に取り付けられている。しかしながら、下側プラテン１５を固定 しかつ上側プラテン１３をそれに関して移動可能にすることもできる。

第１図及び第２図に示されるように、下側割型１４は、その上面２０の中央領域 に形成された概ね円形の凹所即ちキャビティ１９を有する。同様に、上面２０に は、その一方の端部２２に於てキャビティ１９に接続されかつ他方の端部２３が 下側割型１４の壁部内に止まる溝２１が形成されている。溝２１は、その全長に 亘って概ね均等な幅を有するが、キャビティ１９に接続される端部２２が拡幅さ れてゲート部２４を形成している。

溝２１は複数の直線部と湾曲部とから形成されている。

端部２２及びゲート部２４によって郭定されるキャビティ１９の壁部開口は、下 側割型１４の端壁２５に向いている。

比較的短い直線部２６が端壁２５に向けて延び、端部２２と溝２１の方向を１８ ０度転換する湾曲部２７とを接続している。湾曲部２７の反対側の端部が、下側 割型１４の反対側の端壁２９に向けて延びる比較的長い直線部２８の一端に接続 されている。直線部２８の反対側の端部は、約９０度の角度をもって湾曲する湾 曲部３０に接続され、更に比較的長い直線部３１に接続されている。直線部３１ は端壁２５．２９と概ね平行に延在する。直線部３１０反対側の端部は、約９０ 度の角度をもって湾曲しかつ比較的長い直線部３３に接続される湾曲部３２に接 続されている。直線部３３は、端壁２５に向けて溝２１の端部２３まで延びてい る。

第３図に良く示されるように、上側割型１２の下面３４には、キャビティ１９、 ゲート２４及び溝２１に相当する雄型部分が形成されている。概ね円形をなす下 向きに延出する隆起部３５がゲート隆起部３６に接続され、更に溝形隆起部３７ に接続されている。

成形材料の流れ特性を試験するために、選択した成形材料のサンプルがキャビテ ィ１９内に配置される。成形材料がシート状である場合には、最初にこのシート 状成形材料をキャビティ１９に適合する寸法の小片に破砕する必要がある。次に 、油圧シリンダ１８を作動させて下側割型１４及び下側プラテン１５を上側割型 １２及び上側プラテン１３に向けて上昇させる。円形隆起部３５が中央キャビテ ィ１９に係合すると、前記サンプル材料に圧力が作用して、該サンプル材料がゲ ート部分２４．３６に郭定される前記開口を介して画部分２１．３７により郭定 される溝内に流れ出る。前記サンプル材料が前記溝を流れる距離がそのサンプル 材料の流れ特性を表す表示である。そのために、複数の刻印３８が溝２１の底壁 に設けられて、サンプル材料が流れた距離を測定し易くしている。

上側割型２２の隆起部３５．３６．３７が対応する下側割型１４の凹部１９．２ ４．２１に適当に係合するように、下側割型１４の各隅部にガイドビン３９が設 けられている。

下側割型１４が上側割型１２に接近すると、ガイドピン３９が上側割型１２の４ つの隅部に形成された孔４０に係合することによって、上側割型１２の前記隆起 部を下側割型１２の前記凹部に整合させることができる。

追加の整合手段として、下側割型１４の各端壁２５．２９及び上面２０に位置決 めステップ４１が形成されている。

これと共働する１対の位置決めブロック４２が、位置決めステップ４１と係合す るべく上側割型１２の下面３４から下向きに延設されている。複数のシムプレー ト４３を位置決めブロック４２の垂直面に取り付けて、位置決めステップ４１の 対応する垂直面に係合させることによって、上側割型１２を下側割型１４に関し て正確に位置決めすることができる。

第１図、第２図及び第４図に於て、各ガイドピン３９は下側割型１４の上面２０ に取り付けられたスペーサプレート４４をそれぞれ貫通している。第４図に示さ れるように、スペーサプレート４４の厚さは、溝２１の底壁４５と上側割型１２ の溝形隆起部３７の対向する下面４６との間隔を決定するように選択される。底 壁４５と対向する下面４６との間の距離によって、試験装置１１の前記溝を流れ るサンプル材料４７の厚さが決定される。第１図に示されるように、異なる厚さ のスペーサプレートを試験装置１１に予め取り付けておくと好都合である。たと えば、スペーサプレート４４より分厚い１対のスペーサプレート４８及びスペー サプレート４４より薄い１対のスペーサプレート４９をそれぞれ１対のファスナ ５０を用いて適当に位置に取り付けておくことができる。スペーサプレート４８ ．４９は、下側割型１４の下面に取り付けられかつ端壁２５．２９間に延在する １対のビーム５１のいずれか一方の外面に取り付けることができる。

ビーム５１は、下側プラテン１５に取り付けられた支持プレート５２から下側割 型１４を上方に離隔させている。

スペーサビーム５１間には、概ね水平に延在する突出しビンプレート５３が配置 されている。複数の第１の突出しビン５４がそれぞれ下端を突出しピンプレート ５３の上面に嵌合させて取り付けられている。各突出しビン５４の上端は、下側 割型１４の上面２０から上方に最も薄いスペーサプレート４９の厚さより短い距 離だけ延出している。また、複数の第２の突出しビン５６が、その下端を突出し ピンプレート５３の上面に嵌合させて取り付けられている。突出しビン５６は下 側割型１４に形成された孔５７を貫通して上方に延出している。第４図に示され るように、前記両割型を閉じると、各突出しビン５６の上端が溝２１の底壁４５ と水平な位置にくる。突出しビン５６は、第１図及び第２図に示されるように中 央キャビティ１９、ゲート部２４及び溝２１内に配置される。

第１図及び第４図に示されるように、第２のガイドピン５８の組が、突出しピン プレート５３を昇降させる際にその水平位置を保持するために設けられている。

第４図に良く示される夷うに、各ガイドピン５８は、その下端が支持プレート５ ２に嵌合させて取り付けられ、かつ上端が下側割型１４に嵌合させて取り付けら れている。各ガイドピン５８が、突出しピンプレート５３に形成された対応する 孔５９をそれぞれ貫通している。

突出しピンプレート５３は、下側割型１４を上側割型１２から下方へ移動させる 際に前記突出しピンを作動させるために上側割型１２に結合されている。複数の ラグ６０が上側割型１２及び突出しピンプレート５３に取り付けられている。関 連する各対のラグが柔軟なベルトまたはチェーン６１によって連結されている。

上側割型１２及び下側割型１４が第４図に示される閉位置にくると、チェーン６ １が緩みかつ突出しピンプレート５３が支持プレート５２の上面に載置される。

油圧シリンダ１８を作動させて下側割型１４を上側割型１２から下向きに移動さ せると、チェーン６１が真直になりかつ終には最大限に引き伸ばされて突出しピ ンプレート５３を第５図に示す位置まで引き上げる。

この位置に於て、各突出しピン５６の上端が、溝２１の底壁４５より上方に延出 して、サンプル材料４７を下側割型１４から取り除くことができる溝２１の外側 まで押し上げる。

本発明による試験装置は、バルク成形材料またはシート状成形材料の流れ特性を 試験する方法を実施するために用いることができる。上述した好適実施例に従っ て構成される試験装置では、キャビティ１９を直径１５−２ｃｍ（６インチ）に 形成した。ゲート部分２４はその最大幅を７．６ａｍ（３インチ）にかつ長さを ２．５ｃｍ（１インチ）に形成した。溝の幅は最長の強化繊維の長さより広くす べきである。長さ２．５ｃｍ（１インチ）の繊維について、溝の幅を３．８ｃｍ 　（１，５インチ）に選択した。直線部２６はその長さを３．２ｃｍ　（１，２ ５インチ）に形成しかつ湾曲部２７はその内壁部分の半径を６．４ｃｍ　（２， ５インチ）で形成した。直線部２８は長さを１９．　１ｃｍ　（７，５インチ） に形成し、かつ各湾曲部３０．３２はその内壁部分の半径を６．４ｃｍ　（２， ５インチ）に形成した。直線部３１の長さを１３．３（１）（５，２５インチ） に形成したのに対して、直線部３３は長さを２８．８ｃｍ　（１１，５インチ） に形成した。溝２１は、幅を３．８ｃｍ　（１，５インチ）に形成した。スペー サプレート４９．４４．４８はそれぞれサンプルの厚さが０．２０３ｃｍ　（０ ，０８０インチ）、０．２５４ｃｍ（０，１００インチ）　、０．３１８ｃｍ　 （０，１２５インチ）となるように形成した。上側割型１２の前記隆起部は、成 形材料が逃げないような寸法に形成した。しかしながら、端部２３には、前記型 を閉じる際に内部の空気を逃がすために隙間が設けられている。

本発明による方法の第１過程は、上側割型１２と下側割型１４とを分離させるこ とである。次の過程は、所望の厚さのスペーサプレートを選択してそれらを下側 割型１４の両面２０に取り付けることである。次に、試験しようとする成形材料 を下側割型１４に形成されたキャビティ１９内に配置する。油圧シリンダ１８を 作動させて、前記スペーサプレートが上側割型１２の下面３４に係合するまで下 側割型１４を上側割型１２に向けて上昇させる。上側割型１２に形成された円形 隆起部３５が中央キャビティ１９内の成形材料に圧力を加え、それによって前記 成形材料がゲート部２４を介して溝２１に流れ出る。

前記サンプル材料の流出が終わると、下側割型１４を上側割型１２から降下させ ることによって、溝２１及び刻印３８を露出させる。成形材料の流れ特性は、溝 ２１を流れた成形材料の距離によって測定することができる。成形材料のサンプ ル４７を下側割型１４から取り除く場合には、油圧シリンダ１８を作動させてチ ェーン６１の緩みを取ることにより、突出しピンプレート５３を上昇させ、かつ 突出しピン５７によって成形材料のサンプル４７を中央キャビティ１９、ゲート 部２４及び溝２１から出す。

ＦＩＧ、鵬 ＦＩＧ、４ ＦＩＧ、５ 国際調査報告

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. １．成形材料の流れ特性を試験する方法であって、（ａ）概ね円形のキャビティ とそれから延出する溝状凹部とを第１割型の表面に形成する過程と、（ｂ）概ね 円形の隆起部と、それから延出する溝形隆起部とを第２割型の表面に形成する過 程と、（ｃ）前記溝状凹部の壁部に複数の刻印を離隔して形成する過程と、 （ｄ）前記両表面を離隔させる過程と、（ｅ）前記表面間に試験する成形材料の サンプルを挿入する過程と、 （ｆ）前記両表面を互いに相対的に移動させて、前記サンプルを前記キャビティ と前記円形隆起部との間に封入しかつ前記サンプルに圧力を加えて前記溝状凹部 を流出させる過程と、 （ｇ）前記両表面を離隔させる過程と、（ｈ）前記刻印を用いて前記材料の流れ 特性を測定する過程とからなることを特徴とする成形材料の流れ特性試験方法。
2. ２．前記過程（ｃ）が、前記第１割型の前記表面上に複数のスペーサプレートを 設けることによって、前記溝状凹部と前記溝形隆起部の対向面との間に所定の距 離を設定する過程を含むことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の成形材料の 流れ特性試験方法。
3. ３．前記過程（ｂ）の後に、突出しピンを前記第１割型に貫通させることによっ て前記キャビティ及び前記溝から前記サンプルを取り除く過程を更に含むことを 特徴とする請求の範囲第１項に記載の成形材料の流れ特性試験方法。
4. ４．成形材料の流れ特性を試験する装置であって、概ね円形のキャビティとそれ から延出する溝状凹部とを表面に形成した第１割型と、 概ね円形の隆起部とそれから延出する溝形隆起部とを表面に形成した第２割型と 、 前記割型を互いに相対的に、前記表面間にサンプル材料を配置し得るように前記 両表面を離隔させる方向と、前記円形隆起部を前記キャビティに係合させかつ前 記溝形隆起部を前記溝状凹部に係合させることによって前記サンプル材料に圧力 を加えて前記溝状凹部に流出させる逆方向とに移動させる手段と、 前記サンプル材料の流れ特性を表示するために前記溝状凹部の壁部に形成された 複数の刻印と、前記両表面を離隔させる方向への運動に応答して、前記キャビテ ィ及び前記溝状凹部から前記サンプル材料を取り除くための手段とを備えること を特徴とする成形材料の流れ特性試験装置。
5. ５．前記溝状凹部の底壁と前記溝形隆起部の対向面との間に距離を画定するべく 前記第１割型または前記第２割型の一方に取り付けられてその他方に係合するス ペーサ手段を備えることを特徴とする特徴とする請求の範囲第４項に記載の成形 材料の流れ特性試験装置。
6. ６．前記スペーサ手段が、所定の異なる厚さを有する複数のスペーサプレートの 中から選択して、少くとも一方の前記割型に取り付けられた所定の厚さを有する スペーサプレートを備えることを特徴とする請求の範囲第５項に記載の成形材料 の流れ特性試験装置。
7. ７．前記複数のスペーサプレートが、少くとも一方の前記割型に取り外し可能に 取り付けるための手段を備えることを特徴とする請求の範囲第６項に記載の成形 材料の流れ特性試験装置。
8. ８．前記サンプル材料取除き手段が、前記円形キャビティ内及び前記溝状凹部内 に配置された複数の突出しピンと、前記円形キャビティ及び前記溝状凹部から前 記サンプル材料を取り除くために前記突出しピンを作動させる手段とを備えるこ とを特徴とする請求の範囲第４項に記載の成形材料の流れ特性試験装置。
9. ９．前記突出しピン作動手段が、前記第２割型に形成された複数の孔を貫通する ように前記突出しピンを取り付けた突出しピンプレートと、前記割型を分離させ た際に前記ピンが前記孔を貫通して前記サンプル材料を取り除くように前記突出 しピンプレートを前記第１割型に結合する手段とを備えることを特徴とする請求 の範囲第８項に記載の成形材料の流れ特性試験装置。
10. １０．前記突出しピンプレート結合手段が、前記第２割型と前記突出しピンプレ ートとを連結する複数のチェーンからなることを特徴とする請求の範囲第９項に 記載の成形材料の流れ特性試験装置。
11. １１．前記第２割型が前記第１割型より上方に配置され、かつ前記突出しピンプ レートが前記第１割型より下方に配置されることを特徴とする請求の範囲第１０ 項に記載の成形材料の流れ特性試験装置。
12. １２．前記両表面を離隔させる前記方向及び前記逆方向を画定する所定の経路に 沿って前記割型を案内するための手段を更に備えることを特徴とする請求の範囲 第４項に記載の成形材料の流れ特性試験装置。
13. １３．前記ガイド手段が、前記第１割型から延出するように取り付けられた複数 のガイドピンと、前記ガイドピンを受容するように前記第２割型に形成された複 数の対応する孔とからなることを特徴とする請求の範囲第１２項に記載の成形材 料の流れ特性試験装置。
14. １４．前記溝状凹部が、前記サンプル材料の複数の強化繊維の最長のものより長 い幅を有するように形成されることを特徴とする請求の範囲第４項に記載の成形 材料の流れ特性試験装置。
15. １５．成形材料の流れ特性を試験する装置であって、概ね円形のキャビティとそ れから延出する溝状凹部とを上向き面に形成した下側割型と、 概ね円形の隆起部とそれから延出する溝状の隆起部とを下向き面に形成した上側 割型と、 前記下側割型を前記上側割型に対して接離するように移動させる手段と、 前記下側割型に取り付けられ、かつ前記上側割型に形成された孔を貫通する複数 のガイドピンと、前記下向き面に係合しかつ前記溝状凹部及び前記溝形隆起部の 対向面間に所定の距離を画定するために前記上向き面に取り外し可能に設けられ た所定の厚さを有する複数のスペーサプレートと、 サンプル材料の流れ特性を表示するために前記溝状凹部の壁部に形成された複数 の刻印とを有することを特徴とする成形材料の流れ特性試験装置。
16. １６．前記溝状凹部及び前記溝形隆起部が、それぞれ前記円形キャビティ及び前 記円形隆起部から延出してその概ね全周囲に延在することを特徴とする請求の範 囲第１５項に記載の成形材料の流れ特性試験装置。
17. １７．前記下側割型の下方に配置された突出しビンプレートと、前記突出しピン プレートに取り付けられた複数の突出しピンと、前記下側割型の前記円形キャビ ティ及び前記溝状凹部内に形成された対応する複数の孔と、前記下側割型を移動 させる前記手段が前記下側割型を前記上側割型から違反する向きに移動させる際 に前記突出しピンを前記孔に貫通させるために前記突出しピンプレートと前記上 側割型とを結合する複数のチェーンとを備えることを特徴とする請求の範囲第１ ５項に記載の成形材料の流れ特性試験装置。
18. １８．成形材料の流れ特性を試験する装置であって、概ね円形のキャビティとそ れから延出する溝状凹部とを表面に形成した第１割型と、 前記キャビティ及び溝状凹部をそれぞれ補完する概ね円形の隆起部とそれから延 出する溝形隆起部とを表面に形成した第２割型と、 前記割型を互いに相対的に、前記表面間にサンプル材料を配置し得るように前記 両表面を離隔させる方向と、前記円形隆起部を前記キャビティに係合させかつ前 記溝形隆起部を前記溝状凹部に係合させることによって前記サンプル材料に圧力 を加えて前記溝状凹部に流出させる逆方向とに移動させる手段と、 前記サンプル材料の流れ特性を表示するために前記溝状凹部の壁部に形成された 複数の刻印と、前記両表面を離隔させる方向への運動に応答して、前記キャビテ ィ及び前記溝状凹部から前記サンプル材料を取り除くための手段とを備えること を特徴とする成形材料の流れ特性試験装置。