JPH06207913A - 熱硬化性合成樹脂の時間／温度計測用熱量計 - Google Patents

熱硬化性合成樹脂の時間／温度計測用熱量計

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JPH06207913A
JPH06207913A JP4239646A JP23964692A JPH06207913A JP H06207913 A JPH06207913 A JP H06207913A JP 4239646 A JP4239646 A JP 4239646A JP 23964692 A JP23964692 A JP 23964692A JP H06207913 A JPH06207913 A JP H06207913A
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JP
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temperature
calorimeter
synthetic resin
thermosetting synthetic
container
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JP4239646A
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Mario Cassettari
カセタリ・マリオ
Fabio Papucci
パプチ・フアビオ
Giuseppe Salvetti
サルヴエテイ・ジユセペ
Elpidio Tombari
トムバリ・エルピデイオ
Stefano Veronesi
ヴエロネシ・ステフアノ
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Consiglio Nazionale delle Richerche CNR
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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    • G01N25/20—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity
    • G01N25/48—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity on solution, sorption, or a chemical reaction not involving combustion or catalytic oxidation
    • G01N25/4846—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity on solution, sorption, or a chemical reaction not involving combustion or catalytic oxidation for a motionless, e.g. solid sample
    • G01N25/4866—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity on solution, sorption, or a chemical reaction not involving combustion or catalytic oxidation for a motionless, e.g. solid sample by using a differential method
    • G—PHYSICS
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 熱硬化性合成樹脂の時間／温度計測用熱量計
セルに関する。 【構成】 計測セル29が付いた外側調節ヘッド23、参照
セル31及びヒータ129からなり、キャビティ26、27の中
には検査される標本が挿入され、２つのセル29、31はサ
ーモレジスタ229によって囲繞されていて、温度変化に
よって決まる抵抗変化を計測できる。キャビティ26、27
はセル29、31の１つに、高熱伝導性の液体中に浸される
管状容器に含まれる標本を挿入して支持することができ
る管状ステム47、49が横切って延びたカバー35、37で閉
鎖されている。キャビティ26、27は、導管41、43、45に
達していて、真空、或いは代替可能なガス（空気、水素
等）を用いてコントロールされた圧力になる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】本発明は、サーモセッツ(thermosets)と称
する熱硬化性合成樹脂の時間と温度の関数として計測さ
れる熱量計セルに関する。このセルは同じ権利者会社の
出願番号第9528A/86及び出願番号第9471A/90の出願に係
る特許第1,216,296 号による熱量計に基づくものであ
る。その特許には引用文献が示されている。特に長い円
筒管に一様に巻回されているセンサーとヒータを使用す
る作動原理そのものは変わるものではない。そしてホイ
ートストン抵抗ブリッジの不平衡の計測によって参照セ
ルに関して標本を含む容器の温度変化によって発生する
信号の位相検出を使用している。
【０００２】熱量計は外側調節ヘッド、参照セル及びヒ
ータからなる型式のものに関し、外部調節ヘッドには計
測セルを受入れる２つのキャビティが付いており、また
参照セルは高温度係数を有するサーモレジスタ(thermor
esistor)を均一に分配される円筒状部材から２つのセル
からなり、サーモレジスタは温度変化によって決定され
る抵抗変化を計測することができる装置に接続されてい
る。２つのキャビティはセルを支持し、セルを挿入でき
る管状ステムを横切っている覆いで閉鎖されていて、そ
れらの一つの中に挿入され、管状容器に含まれる標本か
らなっている。その容器は高い熱伝導性を有する室の中
に浸っている。上記キャビティは導管まで達していて、
真空、或いは代替ガス（空気、水素等）を用いて調整さ
れた圧力になるようになっている。
【０００３】実際、容器は計測セルを支持している上記
管状ステム内に案内される処理及び吸引用管の終端に係
合されている。上記容器は上記管を経て標本が吸込まれ
た後、その終端で溶接される。その熱量計はまた発熱反
応の間標本の温度及び参照セルの温度を時間とともに計
測する装置から構成されている。本発明は明細書及び添
付図面によってよりはっきりと理解できるであろう。
【０００４】以下、本発明の実施例について説明する。
測定ヘッドの図（図１）において符号21、23は密閉覆い
25を備えた外側ハウジングを示す。ハウジング23内には
それぞれのセル29と31を入れる２つのキャビティ26、27
が設けられている。それぞれのキャビティ26、27は環状
ガスケット39（Ｏリング型の）がついた２つの密封カバ
ー35、37によって閉鎖されている。それぞれのキャビテ
ィ内は熱交換係数を修正するために種々のガスを使用し
て2, 3バールから真空（１マイクロバール）までのコン
トロールされた圧力に維持される。この目的のために、
導管45を形成するように互いに接続された管41、43が設
けられている。
【０００５】そのカバー35と37内には管状ステム47と49
が係合されており、頂面は開放されていて、キャビティ
26と27内側の低端において見掛上同一のセル29と31がつ
いた形で終わっている。その計測セル29は基本的にヒー
タ129 と検出器229 で周囲を囲まれた室29Ａで形成され
ている。特に、そのセル29はステンレス製管で作製され
た円筒状部材47となっており、その上に、例えば、ハイ
テムコ、合金99等の高温度係数を有する合金で作製され
たらせん状のフィラメントを巻回した形で受容する断熱
層が設けられている。このようにフィラメント229 はサ
ーモレジスタ(thermo resistor）を構成しており、その
抵抗は温度に依存する所大であり、したがって、温度セ
ンサを構成する。断熱材は“テフロン”の薄い帯材によ
って構成され、フィラメントを巻き付けている間及び熱
循環が行われている間、受け入れられる装置に対してフ
ィラメントがスリップしないようにされている。上記引
用例に示されているように、２つのセル29と31のサーモ
レジスタはホイーストンブリッジ中に挿入されている。
その不平衡は標本の熱力学的特性の検出のために使用さ
れる電圧信号を作り出す。サーモレジスタ229 の周囲に
断熱層が配置され、そのサーモレジスタ229 上に熱抵抗
器129 が巻回されている。その熱抵抗器129 はセルに対
してコントロールしながら熱を供給することができる。
にもかかわらず、それらの測定には標本に対してコント
ロールされた熱エネルギの供給を必要とする。サーモレ
ジスタと熱抵抗器は適当な状態において外部接続用のコ
ネクタに接続される。
【０００６】図２に説明されているように、特に構成要
素は下記に示された計測のために管状ステム47と49に挿
入される。この構成要素はステンレス製の薄い壁の長い
管51と熱硬化性合成樹脂の標本を含むことができる薄い
壁付の“パイレックス”ガラスの管状容器53から構成さ
れている。符号55はアルミニウム（或いはそれに類す
る）製の小さな同心のシリンダを示す。容器53は部分的
に管51に対して固着された硬い被覆56によって囲繞され
ている。さらに、それは被覆56を介してシリコン57の管
状被覆で囲繞されている。シリコン57は容器53を支持可
能である。実際、容器53は底が開放しており、その結
果、そこに合成樹脂を吸い込むことができ、その容器は
そのとき熱に対してシールされる。
【０００７】上述の装置によって、薄い壁のパイレック
スガラスの円筒容器53を標本セル29に導入することがで
きる。その円筒容器53は元々重量があり、熱硬化性合成
樹脂が充填されている。その容器は室29Ａの壁で形成さ
れた内部空間に挿入された液体と、容器53の表面とで、
センサとヒータ 229、129 と熱的に繋がっている。その
とき硬化行程（重合エンタルピ）の間の解放された熱の
量と標本の熱容量の変化を一定時間以上同時に自動的に
計測することができる。標本のエンタルピＨの変化は次
の関係式から導き出される。
【０００８】 上記において C0 ：標本なしのセルの熱容量 Cc (t) ：時間ｔにおける標本の熱容量 λ ：標本セルと外部環境との間の熱交換係
数 Tc (t) − Tr ：標本セル Tc (t) と参考セル Tr との
間の温度差 [Tc (t) − Tr ］の値は直接に計測される物理量であ
る。
【０００９】熱容量 C0 と Cc (t) の熱容量の個々の値
は、熱硬化性合成樹脂の硬化行程の間、２つの上記引用
例に記述されているのと同じ行程によって計測される。
その行程が終了したとき、熱硬化性合成樹脂の容器53は
取り出され、重量差によって前記熱硬化性合成樹脂の質
量ｍ、dH／dtと Cc (t) が決められる。ｍ、dH／dt及び
Cc (t) が分かると、硬化行程の間における熱量的観点
からその材料を質的に特徴付けられる。
【００１０】また上述の装置によって、導管45、41及び
43を経て、ほぼ１バールの圧力における H2 をキャビテ
ィ26、27に導入することによってほぼ 200秒に減ずるこ
とができる時間間隔におけるdH／dtと Cc (t) の計測を
することができる。このようにして、空気中で達成でき
る熱交換と比較してほぼ４倍のセル29、31の熱交換係数
の増加を達成できるのである。また、行程が非常にゆっ
くり進行する場合には、偽断熱状態（λは極く微小）が
確保できるようにこのような状態における強制的真空を
達成できる。そのとき、比較的速い時間尺度（１時間よ
りは少ない）と非常に遅い（一日の単位の）行程を採る
ことができる。
【００１１】器具を使用して達成できる計測技術は、本
来、高い発熱反応に支配される標本の比熱の時間に伴う
増大の監視をすることができるものであり、それは正確
には普通の熱量計では計測できない程度のその行程の間
に増大したかなりの熱量である。現在、形成行程中にお
いて概して熱硬化性合成樹脂及びその重合物の比熱を測
定できるのは生起して来る位相移行の個別化とこのよう
な前記標本の機械的かつ構造的性質の追跡である。熱硬
化性合成樹脂の熟成の行程と固化の動力学に関してこれ
らの測定から得られる深い知識は材料の質、生産性及び
製造技術の最適化において非常に重要である。図は本発
明の実証された実施例を示したものであることを理解す
べきであり、本発明は、その発明の基本概念を逸脱しな
い限りにおける改変はできるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】熱量計の構造説明のための横断面図である。
【図２】管状ステムを示した図である。
【符号の説明】
21 外側ハウジング 23 外側ハウジング 25 密閉覆い 26 キャビティ 27 キャビティ 29 セル 29A 室 31 セル 35 密封カバー 37 密封カバー 39 環状ガスケット 41 管 43 管 45 導管 47 管状ステム 49 管状ステム 51 長い管 53 管状容器 55 熱硬化性合成樹脂の標本 56 硬い被覆 57 シリコン 129 ヒータ 229 検出器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 サルヴエテイ・ジユセペ イタリア国．ピサ．56010・ゲザノ・（エ ツセ．ジユリアノ・テルメ）．ヴイア・ガ リレイ・ニユメロ．13 (72)発明者 トムバリ・エルピデイオ イタリア国．ルツカ．55045・ピエトラサ ンタ．ヴイア・モンセニシオ・ニユメロ. 22 (72)発明者 ヴエロネシ・ステフアノ イタリア国．ピサ．56011・カルチ．ヴイ ア・エツセ．ピエロ・ニユメロ．４

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 外側調節ヘッド（23）と、参照セル（3
    1）及びヒータ(129）からなり、外側調節ヘッド（23）
    には計測セル（29）を受容できる２つのキャビティ（2
    6、27）が付いており、そのキャビティ（26、27）の中
    には、検査される標本が挿入され、前記２つのそれぞれ
    のセル（29、31）は高い温度係数のサーモレジスタ(22
    9）が均一に分配されている円筒状部材からなり、サー
    モレジスタ(229）は温度変化によって決まる抵抗変化を
    計測できる装置に接続されており、ヒータ(129）の中の
    ２つのキャビティ（26、27）はセル（29、31）を支持し
    かつそれらの一つに管状容器（53）内に含まれている標
    本を挿入できるものであって、その管状容器（53）は高
    熱伝導性の液体がある室(29A）に浸っており、前記キャ
    ビティ（26、27）は導管（41、43、45）まで到達してお
    り、その結果、そのキャビティ（26、27）は、真空、或
    いは代替ガス（空気、水素等）を用いて調整された圧力
    になっていることを特徴とする熱硬化性合成樹脂の時間
    ／温度計測用熱量計。
  2. 【請求項２】 容器（53）が計測セル（29）を支持する
    前記管状ステム（47）内を案内される処理吸引用管（5
    1）の終端に係合されることを特徴とする請求項１記載
    の熱硬化性合成樹脂の時間／温度計測用熱量計。
  3. 【請求項３】 容器（53）は前記管（51）を経て標本の
    吸引後、終端で溶接されることを特徴とする請求項１或
    いは２に記載の熱硬化性合成樹脂の時間／温度計測用熱
    量計。
  4. 【請求項４】 発熱反応の間の標本の温度及び参照セル
    の温度を時間とともに計測することを特徴とする請求項
    １〜３の何れかに記載の熱硬化性合成樹脂の時間／温度
    計測用熱量計。
JP4239646A 1991-09-13 1992-09-08 熱硬化性合成樹脂の時間／温度計測用熱量計 Pending JPH06207913A (ja)

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IT91A000226 1991-09-13

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