JPH04105053A - 溶融樹脂の熱伝導率測定方法 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は溶融樹脂の熱伝導率の測定に適した熱伝導率測
定法に関する。

［従来の技術］ 近年、射出成形加工におけるコンピュータ利用技術の進
展に伴い、溶融樹脂の熱伝導率か比熱、粘度等とともに
重要なデータとして要求されるようになっている。溶融
樹脂の熱伝導率測定法として従来提案されているものは
、ＪＩＳ　　Ａ　　１４１３に規定された固体の熱伝導
率測定法に準拠する平行平板法や、これを利用した同心
円筒法のほか、非定常細線加熱法、プローブ法等である
。このうち、平行平板法は加熱板と冷却板とを平行に置
き、その間に試料をセットして試料両面の温度差から熱
伝導率を求めるもので、高温でのバラツキか大きく、測
定精度か低いとされている。同心円筒法は、同心円筒状
の加熱シリンダーと冷却シリンダーの間に薄肉試料をセ
ットし、熱流が円筒状の試料を放射状に通過するように
したもので、上記平択法に較べ測定精度か若干向上する
が、ＰＯＭのように融点以上の高温領域で熱分解しやす
い樹脂では大きなバラツキが生じ、本質的な評価かでき
ないという問題があるヶ 非定常細線加熱法は、ＪＩＳ　　Ｒ２６１８に規定され
ている方法で、均一な温度に保たれた試料中に直線状の
細い熱源を設け、瞬間的にこの熱線を加熱して、該熱線
の温度上昇を別設の熱電対で測定する方法である。この
方法は測定時間が短く精度が高いという長所があるか、
本来固体の試料を対象としたもので、液状試料の場合は
流出か生しるのでそのまま採用することかできす、しか
も溶融樹脂試料ては熱線や熱電対に試料か付着し、清掃
が困難であるため、これらを使い捨てにしなければなら
ないと云う問題かある。また、プローブ法は上記非定常
細線加熱法を改良したもので、熱線と熱電対をステンレ
スバイブ中に封入し、縁返し使用することができるよう
にしだものであるが、熱線からステンレスパイプを通し
て試料を加熱するため、その間に熱伝達誤差が生じ、再
現性の良いデータが得られないと云う欠点がある。

「発明が解決しようとする課題］ 本発明は、上記非定常細線加熱法を改良し、溶融樹脂試
料の熱伝導率の測定を再現性よく行なうことかてきると
ともに、熱線、熱電対等からなる熱伝導率検出部の挿入
、取外しが容易で、繰返し使用することかできる熱伝導
率測定法を提供することを課題としている。

［課題を解決するための手段］ Ｌ記課題を解決するため、本発明は次のような構成を採
用した。

すなわち、本発明にかかる熱伝導率測定法は、所定温度
に保持された溶融樹脂試料中に発熱線である電気抵抗線
を挿入し、該電気抵抗線に定電流を供給して発熱させる
とともに、該電気抵抗線の抵抗値を測定し、得られた抵
抗値から電気抵抗線の温度を求めて試料の熱伝導率を算
出することを特徴としている。

［作用］ 所定の温度に保持されている溶融試料中に配した発熱線
に定電流を通電して発熱させると、発熱線の電気抵抗値
か変化する。発熱線の温度と抵抗変化の関係は既知であ
るから、この発熱時の抵抗値を測定することにより、温
度変化が求められ、この値に基づいて試料の熱伝導率を
算出することができる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例について具体的に説明する。

第１図は本発明の実施に使用される熱伝導率測定装置の
一例をあられすもので、この測定装置１は、加熱部２の
中央に試料室３か設けられ、加熱部２の外周部にはヒー
タ５が設けられている。

ヒータ５の外側は断熱材７で覆われている。試料室３の
底部には細孔９ａを有する栓体９が取り付けうわている
。また、試料室３の側壁部には温度センサ１０が設けら
れており、その検出出力が人力する温度制御装置１２に
よってヒータ５に対する通電量を制御して、試料室３内
の温度を所定の温度に保つようになっている。

試料室３の上端開口部には熱伝導率検出部１５を保持す
る着脱自在なキャップ１６が取り付けられる。熱伝導率
検出部１５は、第２図に示すように、細い石英ガラス棒
（例えば直径１．３　ｍｍ、長さ８ｍｍ）１６に発熱線
である白金９１７を巻き付けたもので、白金線１７の両
端は定電流発生器２０にスイッチ２１を介して接続され
る。また、定電流発生器２０の両出力端子は、電圧発生
器２３を介して記録計２４に接続される。

この熱伝導測定装置１を用いて溶融樹脂の熱伝導率を測
定する方法について説明すると、先ず試料（主としてポ
リマー）３０を試料室３に装入しヒータ５で加熱溶融す
る。栓体９には細孔９ａが穿設されており、試料が溶融
するときに空気がこの細孔を通って流出する。試料か溶
融したら熱伝導率検出部１５を試料の中央部へ挿入する
。そしてスイッチ２１を閉にすると、白金線１７に電流
が供給され、該検出部が発熱する。この発熱によって白
金線１７の電気抵抗は変化するが、定電流発生器２０に
よって常に一定の電流が供給される。

定電流発生器２０の出力端子の電圧Ｖと白金線！７の抵
抗γ（Ω）および供給される定電流１　（Ａ）との関係
は、 Ｖ＝１　　・　γ　（Ｖ） ■ γ ■ 上式によって白金線の抵抗が計算される。白金線の温度
と抵抗変化の関係は既知であるから、この抵抗値を知る
ことによって換算表等から温度か求められる。すなわち
、定電流発生器２０の出力端子の電圧を知ることによっ
て検出部１５の温度を知ることかできる。この測定装置
１ては、白金線１７に電流を流したことによって発生す
る温度変化だけを記録するため、この電流を流す前の温
度に相当する電圧を逆に電圧発生器２３から加え、温度
変化分のみを記録する構造となっている。

白金線１７に通電すると、第３図に示すような温度変化
か記録される。同図において、０１．θ２の時間に対す
る検出部の温度Ｔ、、Ｔ２から、試料の熱伝導率＾か次
式によって算出される。

ここに、Ｋは発熱線である白金線１７の形状による補正
計数てあり、ＪＩＳ　　Ｒ２６１Ｂに示されているよう
な直線状の熱線の場合は、このＫは不要であるが、本実
施例装置のように熱線が管状に形成されている場合は熱
の伝達状態か異なるため補正係数が必要となる。この補
正係数には、熱伝導率λか既知の材料、例えば水（λ−
０．６０７　Ｗ／齢）を試料として試験を行ない、得ら
れた値からに値を算定する。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明の測定法によれ
ば、温度検出器か発熱体を兼ねているので、熱損失を生
しることなく温度か測定され、その結果に基づいて熱伝
導率を求めるので、再現性か良好で高精度の測定を行な
うことができる。また、この方法を実施するための測定
装置は、構造的に簡単で、熱電導率検出部を使い捨てす
ることなく再使用することができるようなものとするこ
とが可能である。なお、この測定法を用いて溶融樹脂以
外の液体の熱伝導率を測定することができることは明ら
かである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施に使用される熱伝導率測定装置の
構成を示す図、第２図は熱伝導率検出部の説明図、第３
図は時間と温度の関係をあられすグラフである。 １・・・熱伝導率測定装置　２・・・加熱部３・・・試
料室　　　　　　５・・・ヒータ１５・・・熱伝導率検
出部　１７・・・白金線（発熱線）２０・・・定電流発
生器 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）所定温度に保持された溶融樹脂試料中に発熱線で
   ある電気抵抗線を挿入し、該電気抵抗線に定電流を供給
   して発熱させるとともに、該電気抵抗線の抵抗値を測定
   し、得られた抵抗値から電気抵抗線の温度を求めて試料
   の熱伝導率を算出することを特徴とする溶融樹脂の熱伝
   導率測定法。