JPH0359092B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、熱硬化性樹脂の硬化工程における硬
化反応進行状況の検出方法に関する。

（従来技術） エポキシ樹脂系の複合材料のような、熱硬化性
樹脂を含む材料からなる成形体では、加熱成形に
よつて樹脂が十分に硬化したかどうかを判定する
必要がある。この判定のために従来採用されてい
る方法としては、成形体と同一材料、同一工程、
同一治具で小形の試験板を製作し、この試験板か
ら強度評価試験片を切り出して、所要の試験を行
ない、その結果により、同時に成形した成形体の
強度を推定する方法がある。しかし、この従来の
方法は、試験片が成形体から切り出されたもので
はないため、間接評価となり、大型、厚肉、ある
いは形状の複雑な成形体のばあいには、判定の信
頼性の問題が生じる。さらに、試験片製作のため
に、成形治具に余分の加工が必要になり、かつこ
の試験を行うためには、試験板の成形、試験片の
切り出し、試験用の特別な材料および治具等が必
要になり、製品価格上昇の原因になる。また、成
形終了後、評価試験の完了までに時間を要し、製
造能率の低下を招く。

（電気的特性を利用した硬化進行度の検出の可能
性） 以上述べた事情から、樹脂の硬化の進行中に、
非破かいで、硬化進行度を検出する方法が望まれ
るのであるが、本発明者らの研究によれば、硬化
反応過程にある粘度の低下した樹脂に、異種金属
からなる一対の電極を接触させたばあい、両電極
間に電気化学的な電圧が検出され、この電圧は樹
脂の硬化反応の進行に伴つて変化するので、この
電圧を連続的に監視することにより、樹脂活性程
度及び硬化反応の反応速さを知ることができる。
そこで、本発明者らは、この目的に適する電極装
置を特願昭58−166664号により提案している。

また、樹脂の硬化反応の進行程度は、樹脂の電
気抵抗の測定によつて検出でき、前述の電極間電
圧の検出と、電気抵抗の測定を併用することによ
り、一層精度の高い検出が可能になる。しかし、
このためには、電圧検出のための異種金属電極の
対と、電気抵抗測定のため電極の対とが必要にな
り、成形体が大型であつたり、肉厚が不均一なば
あいには、測定個所を多数設定しなければならな
いため、電極の貼りつけに手数を要し、かつ硬化
後の成形品の表面に電極の貼りつけ痕や、リード
線痕が残り、製品の品質を低下させる。

（発明の目的） 以上述べた技術的背景のもとに、本発明は、異
種金属電圧の検出と樹脂の電気抵抗の測定とによ
り樹脂の硬化反応の進行度を知るにあたり、使用
電極の数を大巾に減少することのできる方法を提
供することを目的とする。

（発明の構成） 上記目的を達成するため、本発明の検出方法
は、硬化反応時に生じる電極間電圧を検出するた
めの異種金属電極のみを用い、樹脂を活性化して
硬化反応を進行させる過程で、電極間に生じる電
圧を測定して樹脂粘度の変化状況を検出し、この
電圧がピーク値を越えて低下し、実質的にゼロ値
を示すようになつた後は、この電極により樹脂の
電気抵抗を測定して硬化反応の進行状況を検出す
るものである。樹脂がゲル化したのちの電気抵抗
値の増加は非常に高い値を示し、硬化反応中の電
極間電圧は低抵抗状態でなければ発生しないの
で、樹脂のゲル化以後には、この電極間電圧を検
出するための電極を電気抵抗の測定に使用して
も、電極間に発生する電圧の影響はほとんど受け
ない。また、樹脂のゲル化後の電気抵抗値の増加
は、硬化反応中の電極間電圧がほぼゼロ値なつた
のち、数分間経過してあらわれるので、測定上の
支障は、生じない。なお、本発明の方法は、加熱
硬化型に限らず、常温硬化型の樹脂に対しても使
用できる。

（発明の効果） 本発明によれば、樹脂の硬化反応の進行度を、
非破かいで、電気的に、成形体で直接に検出でき
るので、従来の方法に比べて精度の高い検出が可
能になる。また、硬化反応中の電気化学的な電圧
を検出するための異種金属電極を、樹脂の電気抵
抗の測定にも使用するので、使用電極の数を大巾
に減少できる。

（実施例の説明） 第１図は、本発明の方法の実施に使用される装
置の概要を示すものである。絶縁体からなる基板
１上に間隔をもつて配置された異種金属の電極１
ａ，１ｂは、たとえば、熱硬化性樹脂からなる成
形体２の表面に接触状態に保持される。成形体２
にはさらに温度測定のため熱電対３が接触させら
れる。一方の電極１ａは電圧計４の一方の入力端
子に接続され、他方の電極１ｂはリレー５の一方
の接点５ａを介して電圧計４の他方の端子に接続
される。電圧計４の出力はマイクロコンピユータ
６に入力される。さらに、電極１ａは抵抗測定器
７の一方の入力端子に接続され、電極１ｂはリレ
ー５の他方の接点５ｂを介して抵抗測定器７の他
方の入力端子に接続されている。抵抗測定器７の
出力はマイクコイピユータ６に入力される。熱電
対３は温度変換器８に接続され、この温度変換器
８は熱電対３の検出する樹脂温度を温度信号に変
換してマイクロコンピユータ６に入力する。マイ
クロコンピユータ６は、それぞれの入力に基づい
て温度信号、電圧信号、電気抵抗信号を出力して
レコーダ９に記録させると同時に、リレー切換回
路１０に出力を与えて、該回路１０の出力を切換
える。リレー切換回路１０は、リレー５のソレノ
イド５ｃの励磁を制御するものである。第２図は
マイクロコンピユータ６の出力に基づくレコーダ
９上の記録の一例を示すもので、線Ｔは樹脂温
度、Exは電極１ａ，１ｂ間に発生する電圧、Rx
は電極１ａ，１ｂ間における樹脂の電気抵抗をそ
れぞれ表わす。

マイクロコンピユータ６の作動は、第３図のフ
ローチヤートに基づいて行なわれる。まず、リレ
ー５のソレノイド５ｃを消磁することにより該リ
レー５の接点５ａを閉じ、電圧計４を作動状態に
する。樹脂成形体２はオートクレーブ等の加熱手
段に入れられて加熱が開始される。第２図に折線
Ｔで示すように樹脂温度は増加し、所定の硬化反
応温度が維持される。樹脂の温度上昇に伴ない樹
脂は低粘度になり、電極１ａ，１ｂ間に電圧Ex
が発生する。この電圧Exは経時的に測定され、
第２図に示すように記録される。マイクロコンピ
ユータ６は、この電圧Exがピークを過ぎて低下
し、ゼロ値またはほぼゼロに近い値になつたかど
うかを監視する。この間に、電圧Exの発生傾向
に基づいて、加熱温度、圧力条件などを制御する
ことができる。電圧Exがほぼゼロに近い値にな
つたかどうか、の判断の一方法としては、ゼロよ
り僅かに高いスレシヨルド値を設定して、電圧
Exがこの値に達したとき、実質的にゼロ値を示
すもの、としてもよい。

電圧Exがほぼゼロになつた時点t₁で、マイク
ロコンピユータ６はリレー切換回路１０に出力を
与え、該回路１０はソレノイド５ｃを励磁してリ
レー５を接点５ｂに切換える。これで、装置は電
圧測定状態から電気抵抗測定状態に切換えられ
る。その後は、樹脂の電気抵抗Rxが経時的に測
定される。樹脂の電気抵抗は、第２図に示すよう
に、電圧Exがほぼゼロになる時点t₁から数分間
経過した時点t₂から上昇し始める。この抵抗値の
増加傾向を監視しながら、適当な時期に加熱を停
止する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法の実施に使用される装置
の一例を示す概略図、第２図は樹脂の温度、電
圧、電気抵抗の変化の一例を示す図表、第３図は
本発明による検出の一例を示すフローチヤートで
ある。 １ａ，１ｂ……電極、２……成形体、４……電
圧計、５……リレー、６……マイクロコンピユー
タ、７……抵抗測定器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 対をなす異種金属の電極を熱硬化性樹脂を含
   む成形体に貼付けたのち、前記樹脂を活性化して
   硬化反応を進行させ、その過程で前記電極間に生
   じる電圧を測定することによつて樹脂粘度の変化
   状況を検出し、前記電圧がピーク値を越えて低下
   し、実質的にゼロ値を示すようになつた後は、前
   記電極間の樹脂の電気抵抗を測定することによつ
   て樹脂の硬化反応の進行状況を検出することを特
   徴とする熱硬化性樹脂の硬化工程における硬化反
   応進行状況の検出方法。