JPH0688795A - 熱硬化性樹脂含有材料の加熱パターン決定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 熱硬化性樹脂含有材料の加熱硬化工程に用い
る、より適正な加熱パターンを求める。 【構成】 ステップ１００では、熱硬化中に発熱又は吸
熱する熱硬化性樹脂含有材料の示差熱量測定を行う。次
に、熱硬化反応の反応速度特性を求める。例えば、前記
ステップ１１０では、前記示差熱量測定に基づいて、前
記熱硬化性樹脂含有材料の熱硬化反応の反応速度式を求
める。又、ステップ１１２では、前記反応速度式に基づ
いて、反応率が所定以上の硬化領域を求める。次にステ
ップ１１４では、前記ステップ１１０及び１１２で求め
られた反応速度特性から、前記加熱硬化工程に用いる前
記加熱パターンを決定する。比較的少量の前記熱硬化性
樹脂含有材料の試料を用いた１回の測定で、この後様々
な条件の前記加熱パターンを決定することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、熱硬化性樹脂含有材料
の加熱硬化工程に用いる加熱パターンを決定するための
熱硬化性樹脂含有材料の加熱パターン決定方法に係り、
特に、熱硬化性樹脂含有材料の加熱硬化工程に用いる、
より適正な加熱パターンを求めることができる熱硬化性
樹脂含有材料の加熱パターン決定方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、揮発性溶剤を含んだ塗料によ
る塗装に加え、鋼管表面などへの塗装においては、熱硬
化性樹脂を含有する粉体材料による静電粉体塗装が行わ
れている。該静電粉体塗装は、熱硬化性樹脂含有材料の
粉体と被塗装物との間に印加された電圧による静電気力
により、該粉体を該被塗装物に付着させた後、加熱硬化
工程によって該粉体を硬化させるというものである。
又、この加熱硬化工程は、所定時間所定温度に前述のよ
うな熱硬化性樹脂含有材料を加熱することにより、該熱
硬化性樹脂含有材料を硬化させるというものである。例
えば、前記静電粉体塗装においては、このような加熱硬
化工程によって、例えば前記鋼管表面に付着した熱硬化
性樹脂含有材料の粉体が硬化する。

【０００３】前述のような加熱硬化工程においては、加
熱パターン、即ち時間経過に従って前記熱硬化性樹脂含
有材料の加熱温度をどのように変化させるかのパターン
によって、該加熱硬化工程後の該熱硬化性樹脂含有材料
の硬度や品質が変化する。従って、前記熱硬化性樹脂含
有材料の硬化後の品質を確保するため、より最適な前記
加熱パターンを決定するための様々な技術が開示されて
いる。

【０００４】例えば、特開昭６０−２０６８３６では、
熱硬化性樹脂を含む成形体に高電気抵抗測定用電極を貼
付けて、該成形体の成形硬化過程を通して経時的に成形
体中の樹脂の電気抵抗Ｒを測定し、該測定された電気抵
抗Ｒに基づいて、その熱硬化性樹脂の硬化度を求めると
いう技術が開示されている。この特開昭６０−２０６８
３６で開示されている技術によれば、熱硬化性樹脂を含
む成形体の成形加熱工程中に、樹脂の硬化程度を評価
し、判定することができる。

【０００５】又、特開昭６０−２２３８２８では、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
けた後、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っ
て樹脂粘度の変化状況を検出し、まず、前記電圧がピー
ク値を越えて低下し、実質的に零値を示すようになるこ
とを検出する。実質的に零値を示すようになった後に
は、前記電極間の樹脂の電気抵抗を測定することによっ
て、樹脂の硬化反応の進行状況を検出するという技術が
開示されている。この特開昭６０−２２３８２８によれ
ば、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
の数を大幅に減少することができる。

【０００６】特開平３−１８０７５８では、送信用超音
波トランスジューサから測定対象となる高分子材料に超
音波を発射し、一方、所定距離を離して配置した受信用
超音波トランスジューサで受信し、前記高分子材料を加
熱又は冷却していく過程での前記超音波の伝播時間及び
受信波のレベルを測定することにより、前記高分子材料
の状態を判断するという技術が開示されている。特に、
この技術は、前記伝播時間と前記受信波レベルで決まる
特性曲線に基づいて、前記高分子材料の状態を判断する
というものである。この特開平３−１８０７５８で開示
されている技術によれば、超音波を利用して簡単且つ確
実に高分子材料の温度変化に対する状態を判断すること
ができる。

【０００７】又、特開平３−２０６９５２では、熱硬化
性樹脂の、特に耐熱性測定方法に関する技術が開示され
ている。該特開平３−２０６９５２では、所定量の熱硬
化性樹脂サンプルを所定温度範囲に加熱し、この加熱時
における上記サンプルの発生熱量に基づいて、上記熱硬
化性樹脂の耐熱性を測定するという技術が開示されてい
る。この特開平３−２０６９５２で開示されている技術
によれば、熱硬化性樹脂の耐熱性を測定するに際して、
特定形状のサンプルを作成する必要がなく、且つ比較的
簡単にその耐熱性を測定することができる。

【０００８】

【発明が達成しようとする課題】しかしながら、前記特
開昭６０−２０６８３６や前記特開昭６０−２２３８２
８で開示されている技術においては、前記静電粉体塗装
のような場合には、電気抵抗測定用電極や電圧測定用電
極などを貼付けることが困難であるという問題がある。
前記静電粉体塗装は、鋼管などの被塗装物を予め所定温
度に加熱しておき、熱硬化性樹脂含有材料の粉体である
塗料を前記被塗装物に静電気により付着させた後、直ち
に前記加熱硬化工程を行うというものである。又、該加
熱硬化工程の後には所定の冷却処理を行う。従って、前
記特開昭６０−２０６８３６や前記特開昭６０−２２３
８２８の技術で行う、前述のような電気抵抗測定用電極
や前述のような電圧測定用電極などの貼付けを行う作業
工程を入れることは困難である。又、このような電極
は、前記静電粉体塗装時だけでなく、対象物が成形体の
場合であっても、その形状によっては貼付けることが困
難となる場合がある。又、このような電極の貼付け作業
は非常に煩雑なものである。

【０００９】又、これら特開昭６０−２０６８３６や特
開昭６０−２２３８２８、又前記特開平３−１８０７５
８は、前記加熱硬化工程にその成形体の硬化度を測定す
るというものであるので、該測定作業を行わず、予め前
記加熱パターンを決定することは困難である。前記加熱
パターンが変更されると、場合によってはその変更が極
僅かであっても、前記加熱硬化工程後の品質が大きく変
わってしまう恐れがある。従って、これら特開昭６０−
２０６８３６や特開昭６０−２２３８２８、特開平３−
１８０７５８では、前記加熱パターンが変更された場合
には、該変更された加熱パターンに従った前記加熱硬化
工程を実際に行ってその硬化度を測定する必要がある。

【００１０】一方、前記特開平３−１８０７５８では、
熱硬化性樹脂含有材料の軟化点の検出は可能であって
も、直接硬化度の判定を行うことは困難であると思われ
る。特に、被測定物が成形体ではなく、前記静電粉体塗
装される前記熱硬化性樹脂含有材料の、薄い塗装膜には
適用することは非常に困難である。又、測定毎に前記送
・受信用超音波トランスジューサを取り付ける作業は非
常に煩雑なものである。

【００１１】一方、前記特開平３−２０６９５２で開示
されている技術は、熱硬化性樹脂の耐熱性測定方法に関
する技術であり、本発明が対象とするような熱硬化性樹
脂含有材料の加熱パターンを決定することはできない。

【００１２】従って、以上説明した通り、熱硬化性樹脂
含有材料の加熱パターンを決定する上では、従来様々な
問題があり、最適の加熱パターンを求めることは困難で
あった。特に、前述のような静電粉体塗装においては困
難であった。このため、従来決定されていた前記加熱パ
ターンは、その加熱温度が高めに設定され、その加熱時
間が長めに設定され、前記加熱硬化工程後の製品品質を
確保する上で余裕のあるものとなっていた。このため、
従来の熱硬化性樹脂含有材料の加熱パターンの決定にお
いては、加熱用燃料コスト上昇の問題や、生産能率低下
の問題があった。

【００１３】本発明は、前記従来の問題点を解決するべ
く成されたもので、熱硬化性樹脂含有材料の加熱硬化工
程に用いる、より適正な加熱パターンを求めることがで
きる熱硬化性樹脂含有材料の加熱パターン決定方法を提
供することを目的とする。

【００１４】

【課題を達成するための手段】本発明は、熱硬化性樹脂
含有材料の加熱硬化工程に用いる加熱パターンを決定す
るための熱硬化性樹脂含有材料の加熱パターン決定方法
において、熱硬化中に発熱又は吸熱する前記熱硬化性樹
脂含有材料の示差熱量測定を行い、該示差熱量測定に基
づいて、前記熱硬化性樹脂含有材料の熱硬化反応の反応
速度特性を求め、該反応速度特性から、前記加熱パター
ンを決定することにより、前記課題を達成したものであ
る。

【００１５】

【作用】本発明は、熱硬化性樹脂含有材料の加熱硬化工
程に用いる、より適正な加熱パターンを求めるために、
該熱硬化性樹脂含有材料の熱硬化が化学反応によるもの
に着目してなされたものである。即ち、本発明では、前
記加熱硬化工程における熱硬化を化学反応の進行として
把握するようにしている。

【００１６】前記熱硬化性樹脂含有材料の硬化度がある
程度以上となって、その硬化が完了するときには、これ
に対応した度合にその化学反応も完了している。又、該
熱硬化性樹脂含有材料の硬化度がある程度以上となるま
での、その熱硬化反応の発熱量又は吸熱量は一定であ
る。又、前記加熱硬化工程における前述のような加熱パ
ターンを求めるためには、該加熱硬化工程における熱硬
化の進行あるいは進行速度を把握する必要があるが、こ
れは前記熱硬化性樹脂含有材料の熱硬化反応（化学反
応）の進行あるいは反応速度より把握することができ
る。

【００１７】図１は、本発明の要旨を示すフローチャー
トである。

【００１８】この図１のフローチャートにおいて、ま
ず、ステップ１００では、熱硬化中に発熱又は吸熱する
前記熱硬化性樹脂含有材料の示差熱量測定を行う。この
示差熱量測定は、本発明では熱硬化性樹脂含有材料であ
る試料と、基準物質とを等しい条件で加熱しながら、該
試料の化学反応などに伴った発熱あるいは吸熱を検出す
るというものである。該示差熱量測定には、前記試料の
発熱や吸熱をその試料の温度変化として検出するもの
と、前記試料の発熱あるいは吸熱による温度変化を外部
から補償し、外部から供給される電力量によりその発熱
量や吸熱量を検出するものとがある。該示差熱量測定に
よれば、一般的には、経過時間に従った温度変化を示す
チャート（以降、温度−時間チャートと称する）や、経
過時間に従った発熱量あるいは吸熱量を示すチャート
（以降、発熱量−時間チャートと称する）を得ることが
できる。

【００１９】続いて、ステップ１１０及び１１２では、
前記ステップ１００で求められた示差熱量測定に基づい
て、前記熱硬化性樹脂含有材料の熱硬化反応の反応速度
特性を求める。本発明では、該熱硬化性樹脂含有材料の
反応速度特性の把握の仕方や求め方を具体的に限定する
ものではない。例えば、この図１では、まずステップ１
１０にて前記熱硬化性樹脂含有材料の反応速度式を求め
ている。この後、ステップ１１２において、熱硬化反応
が所定以上進んで熱硬化が完了したとされる硬化領域を
求めている。

【００２０】例えば、前記ステップ１１０では、前記ス
テップ１００の前記示差熱量測定により求められた発熱
量−時間チャートに従って、次式に示されるような熱硬
化反応の反応速度式の、硬化剤比率r 、活性化エネルギ
ーＥ（Ｊ／mol ）及び定数Ａ（１／min ）を、回帰演算
により求める。

【００２１】 （１／r ）・（ dα／dt）＝Ａ・exp （−Ｅ／ＲＴ）・（（１／r ）−α）） ・（１−α） …（１）

【００２２】なお、上記（１）式において、αは硬化反
応率である。ある加熱温度である時刻までに発生した熱
量（Ｊ／g ）をＨ₁ とし、完全硬化までに発生する熱量
（Ｊ／g ）をＨ₀ とすると、前記硬化反応率αは（Ｈ₁
／Ｈ₀ ）となる。又、前記（１）式において、Ｒはガス
定数（＝８．３１４Ｊ／mol ／Ｋ）であり、Ｔは絶対温
度（Ｋ）であり、t は時間（min ）である。

【００２３】例えば前記（１）式において、前記硬化剤
比率r 、前記活性化エネルギーＥ及び前記定数Ａが求め
られるなど、前記反応速度式が求められると、続いてス
テップ１１２では、求められた前記反応速度式に基づい
て、種々の加熱温度や種々の加熱時間の加熱パターンを
決定することができる。従って、このようにして予めい
くつかの加熱パターンを求め、これらに基づいて例えば
後述する図８のような硬化領域の出力を予め求めておく
ことにより、続くステップ１１４では、加熱パターンを
比較的容易に求めることができる。

【００２４】以上説明した通り、本発明によれば、前記
示差熱量測定に基づいて前記熱硬化性樹脂含有材料の熱
硬化反応の反応速度特性を求めることができる。又、こ
のように反応速度特性が求められれば、種々の条件変更
があっても、これに対応する前記加熱パターンを新たな
測定を行うことなく求めることができる。従って、この
ようにして求められる前記加熱パターンはより適正なも
のであり、加熱用燃料コストの低減や生産能率の向上な
どを図ることが可能である。

【００２５】

【実施例】以下、図を用いて本発明の実施例を詳細に説
明する。

【００２６】図２は、本発明が適用された加熱パターン
決定装置の機能構成を示すブロック図である。

【００２７】この図２に示されるように、加熱パターン
決定装置本体３０は、示差走査型熱量計１０に接続され
ている。又、該加熱パターン決定装置本体３０は、ＤＳ
Ｃチャートメモリ３２と、反応速度式演算器３４と、硬
化領域演算器３６と、加熱パターン演算器３８とにより
構成されている。

【００２８】前記示差走査型熱量計１は、ＤＳＣ（diff
erential scanning calorimeter ）とも略称され、前述
のような示差熱量測定を行うための熱量計である。該示
差走査型熱量計１については、図３を用いて詳しく後述
する。

【００２９】前記ＤＳＣチャートメモリ３２は、前記示
差走査型熱量計１が出力する発熱量−時間チャートの多
数のデータを記憶するメモリである。前記示差走査型熱
量計１は、所定時間間隔で、測定対象となっている試料
（熱硬化性樹脂含有材料）の発熱量のデータを逐次出力
する。従って、当該ＤＳＣチャートメモリ３２は、出力
される時刻と併せてその発熱量データを順次記憶する。

【００３０】前記反応速度式演算器３４は、前記ＤＳＣ
チャートメモリ３２内の発熱量−時間チャートのデータ
を用いながら、前記（１）式に示される反応速度式を演
算する。これは、前記（１）式の未知数、即ち前記硬化
剤比率r 、前記活性化エネルギーＥ及び定数Ａを算出す
るというものである。

【００３１】前記硬化領域演算器３６は、前記反応速度
式演算器３４で求められた前記反応速度式に従って、図
８を用いて後述するような硬化領域の出力を求める。

【００３２】前記加熱パターン演算器３８は、前記硬化
領域演算器３６が求めた前記硬化領域の出力に基づい
て、所定の条件に従った前記加熱パターンを求める。な
お、該加熱パターン演算器３８は、前記反応速度式演算
器３４が求めた反応速度式に従って、前記加熱パターン
を求めることもできる。該加熱パターン演算器３８は、
例えば加熱温度や加熱時間のうち、少なくとも一方から
他方を求めるといったものである。又、該加熱パターン
演算器３８は、経過時間に従って加熱温度が変化すると
いう前記加熱パターンの場合にも、このような加熱温度
に対応する加熱時間をも求めることが可能である。

【００３３】図３は、前記加熱パターン決定装置に用い
られる前記示差走査型熱量計の機能構成を示すブロック
図である。

【００３４】この図３に示される前記示差走査型熱量計
１は、従来からよく知られている一般的なものである。
この図３に示されるように、該示差走査型熱量計１は、
加熱炉２と、熱量測定モジュール１０とにより構成され
ている。又、該熱量測定モジュール１０は、温度制御部
１１と記録部１６とで構成されている。前記温度制御部
１１は、ヒータ電流調節部１２と、温度制御記録部１３
と、プログラム発信器１４とにより構成されている。前
記記録部１６は、増幅部１７と、記録計１８とにより構
成されている。

【００３５】前記加熱炉２には、その中央部に配置され
た熱検出器５と、該熱検出器５の周囲に配置されたヒー
タ４とが設けられている。前記熱検出器５は、本実施例
では熱硬化性樹脂含有材料の試料が収められる試料容器
部６と、前記基準物質を収める試料容器部７とを有して
いる。又、前記熱検出器５は、前記試料容器６、７の温
度を示す温度信号Ｓ１と、該試料容器６、７の内側の温
度を示す温度信号Ｓ２と、前記試料容器部６の内側の温
度と、前記試料容器部７の内側の温度との温度差が零と
なるように補償し得る供給熱量を示す熱量信号Ｓ３とが
出力される。

【００３６】一方、前記プログラム発信器１４は、前記
示差熱量測定の際、経過時間に従って上昇される前記熱
検出器５の温度指令となる温度信号Ｓ１４を出力する。
前記温度制御記録部１３は、前記温度信号Ｓ１４と前記
温度信号Ｓ１との偏差を求め、これを前記ヒータ電流調
節部１２へと出力する。該ヒータ電流調節部１２は、前
記温度制御記録部１３が出力する温度偏差に従って、前
記ヒータ４に流れる電流を制御する。

【００３７】前記増幅部１７は、前記温度信号Ｓ２を増
幅し、これを前記記録計１８へと出力する。該記録計１
８は、前記増幅部１７からの信号と、前記熱量信号Ｓ３
とに従って、各時刻における前記試料容器部６に収めら
れた試料の発熱量を求め、これを前記加熱パターン決定
装置本体３０へと出力する。

【００３８】図４は、前記加熱パターン決定装置本体の
ハードウェア構成を示すブロック図である。

【００３９】この図４に示されるように、前記加熱パタ
ーン決定装置本体３０は、主として、ＣＰＵ（central
processing unit ）５０と、主記憶装置５２と、ハード
ディスク装置５４と、フロッピディスク装置５８と、入
出力装置６０と、キーボード６２と、ＣＲＴ（cathode
ray tube）制御装置６４a と、ＣＲＴ６４b と、プリン
タ装置６８と、システムバス７０とにより構成されてい
る。

【００４０】前記ＣＰＵ５０は、当該加熱パターン決定
装置本体３０に係る、前記ハードディスク装置５４から
前記主記憶装置５２へと読み込まれたプログラムを実行
する。前記ハードディスク装置５４には、本実施例に係
るプログラムやデータなどが記憶されており、必要に応
じて前記主記憶装置５２へと読み出されるようになって
いる。前記フロッピディスク装置５８は、前述のような
プログラムを構成とする種々のプログラムモジュールや
前述のようなデータの、他のコンピュータシステムなど
との受け渡しに用いられている。前記入出力装置６０に
は、前記示差走査型熱量計１が接続されている。

【００４１】前記キーボード６２は、前記ＣＲＴ制御装
置６４a 及び前記ＣＲＴ６４b と共に、使用者が当該加
熱パターン決定装置本体３０を操作する際に用いられ
る。又、該キーボード６２は、種々のデータ設定などの
際にも用いられる。又、前記ＣＲＴ制御装置６４a 及び
ＣＲＴ６４b は、図８を用いて後述するような硬化領域
の出力にも用いられる。なお、該硬化領域の出力は、前
記プリンタ装置６８へも行うことができる。

【００４２】なお、前記システムバス７０は、前記ＣＰ
Ｕ５０が、前記主記憶装置５２や、前記ハードディスク
装置５４や、前記フロッピディスク装置５８や、前記入
出力装置６０や、前記キーボード６２や、前記ＣＲＴ制
御装置６４a や、前記プリンタ装置６８にアクセスする
際に用いられる。該システムバス７０は、該システムバ
ス７０に接続される装置選択などに用いられるアドレス
バスと、該ＣＰＵ５０がアクセスする際のデータ受け渡
しに用いられるデータバスとを有している。

【００４３】図５は、本実施例において示差熱量測定を
行う際の温度上昇例を示すグラフである。

【００４４】この図５では、本実施例において示差熱量
測定を行う際の、前記熱検出器５の経過時間に従った温
度上昇の一例が示されている。以下の説明は、この図５
に示されるように、２０°Ｃ／分の温度上昇を行うとい
う前提で行う。又、前記試料容器部６には、静電粉体塗
装に用いられるある熱硬化性樹脂含有材料の粉体の試料
が１０mgだけ収められている。一方、前記試料容器部７
には、基準物質としてアルミニウム１０mgが収められて
いる。

【００４５】図６は、本実施例において行われる示差熱
量測定で得られる発熱量−時間チャートの一例を示すグ
ラフである。

【００４６】この図６では、前述の１０mgの熱硬化性樹
脂含有材料の粉体で前記図５に示されるような温度上昇
によって示差熱量測定を行った際の、経過時間に従った
該粉体の発熱量あるいは吸熱量とが示されている。又、
この図６において斜線部分は、前記熱硬化性樹脂含有材
料の熱硬化反応による総発熱量Ｈ₀ を示しており、該総
発熱量Ｈ₀ は６５Ｊ／g である。なお、該総発熱量Ｈ₀
は、前記示差熱量測定の際の温度上昇速度が異なっても
一定になる。

【００４７】図７は、本実施例における反応速度式を求
めるための回帰演算を模式的に示すグラフである。

【００４８】この図７は、前記図６に示された発熱量−
時間チャートのうち、発熱部分に特に着目してなされた
ものである。この発熱は、前記熱硬化性樹脂含有材料の
熱硬化反応による。又、この図７に示されるような回帰
演算により、前記（１）式を求めること、即ち前記硬化
剤比率r 、前記活性化エネルギーＥ及び前記定数Ａを求
めることができる。まず、完全硬化までに発生した総熱
量Ｈ₀ と、ある加熱温度である時刻までに発生した総熱
量Ｈ₁ との比α、即ち（Ｈ₁ ／Ｈ₀ ）について、次式の
ように変形することができる。

【００４９】 （ dα／dt）＝ d（ΔＨ／Ｈ₀ ）／dt ＝（１／Ｈ₀ ）・（ dΔＨ／dt） …（２）

【００５０】上記（２）式を前記（１）式に代入する
と、次式を得ることができる。

【００５１】 （１／r ）・（１／Ｈ₀ ）（ d（ΔＨ）／dt） ＝Ａ・exp （−Ｅ／ＲＴ）・（（１／r ）−（Ｈ₁ ／Ｈ₀ ）） ×（１−（Ｈ₁ ／Ｈ₀ ）） …（３）

【００５２】従って、上記（３）式について前記図７に
示されるような回帰演算を行って、前記硬化剤比率r 、
前記活性化エネルギーＥ及び定数Ａを求めればよい。こ
れにより、前記試料容器部６に収められた前記熱硬化性
樹脂含有材料の粉体の反応速度式を求めることができ
る。該反応速度式が求められれば、ある与えられた加熱
温度と時刻における硬化反応率α（硬化度）を求めるこ
とができる。

【００５３】なお、前述のように前記試料容器部６に収
められた前記熱硬化性樹脂含有材料の粉末について、前
述のような前記（３）式の回帰演算の結果は、次の通り
である。

【００５４】定数Ａ：３．２×１０⁸ ／min 活性化エネルギーＥ：７７２００Ｊ／mol 硬化剤比率r ：０．７０

【００５５】図８は、本実施例で得られる硬化領域の出
力を示すグラフである。

【００５６】この図８のグラフにおいては、回帰演算後
の前記（３）式に基づいて、前記硬化反応率αが所定以
上（９８％以上）の硬化領域が示されている。この図８
に示されるグラフは、本実施例では、前記ＣＲＴ６４b
に表示したり、前記プリンタ装置６８に印字することが
できる。

【００５７】又、本実施例によってこの図８に示される
ような硬化領域の出力を得られれば、予め決められた条
件に基づいて前記加熱パターンを、容易に求めることが
できる。例えば、予め前記加熱温度が決められている場
合、これに対応する前記加熱時間を、前記図８の硬化領
域の出力から容易に求めることができる。あるいは、例
えば前記加熱時間が予め決められている場合、これに対
応する前記加熱温度を、前記図８の硬化領域の出力から
容易に求めることができる。又、このようにして求めら
れた前記加熱パターンは、より精度のよいものとなって
いるため、実際の加熱硬化工程において、前記加熱温度
を高めに設定する程度を少なくすることができ、又前記
加熱時間についても長めに設定する程度を少なくするこ
とができ、加熱用燃料コストの低減を図ったり、操業効
率の向上を図ることができる。

【００５８】以下、前記図８のグラフで示される本実施
例の硬化領域の出力の妥当性を、実証実験による合計１
０個の実験データに基づいて説明する。

【００５９】図９は、本実施例の実証実験の加熱パター
ンを示す線図である。

【００６０】以降説明する、前記図８に示される本実施
例の硬化領域の出力が妥当であることを実証する合計１
０個のデータを得る実証実験の加熱パターンは、この図
９に示されるように、まずある加熱温度に加熱すると共
に、この加熱を所定加熱時間維持すると共に、該加熱時
間経過後には急冷却するというものである。このような
図９に示される加熱パターンの組合せ、即ち合計１０組
の前記加熱温度と前記加熱時間との組合せの、所定鋼管
の静電粉体塗装の加熱硬化工程の実験を実証実験として
行っている。又、該合計１０組の加熱パターンの加熱硬
化工程後のそれぞれの鋼管に対して、曲げ試験を行い、
その塗装膜の伸び測定（％）を行うと共に、３％曲げ試
験の合否判定を行っている。なお、該３％曲げ試験の合
否判定は、塗装膜伸びが４％以上のものを合格とし、４
％未満のものは不合格とするものである。

【００６１】図１０は、本実施例の硬化領域の出力の実
証実験結果を示す線図である。

【００６２】この図１０に示されるように、この実証実
験は、合計１０組の前記加熱パターン、即ち合計１０組
の前記「加熱温度（℃）」と前記「加熱時間（min ）」
との組合せによって行っている。又、この図１０におい
ては、これら合計１０組の前記加熱パターンに対して、
前記図７を用いて前述したように求められた前記硬化剤
比率r 、前記活性化エネルギーＥ及び前記定数Ａと前記
（３）式に基づいて算出されている「反応率（％）」が
示されている。又、この図１０に示される「塗膜伸び
（％）」及び「３％曲げ試験」は、それぞれの前記加熱
パターンでの前記加熱硬化工程後の静電粉体塗装された
鋼管に対して行われた、前述のような曲げ試験や前述の
ような３％曲げ試験の結果である。

【００６３】この図１０に示される通り、合計１０組の
前記加熱パターンの実験データのうち、前記（３）式に
より求められた「反応率（％）」が９８％以上のものに
ついては、「３％曲げ試験」は全て合格となっている。
一方、「反応率（％）」が９８％未満のものについて
は、「３％曲げ試験」が不合格となっている。従って、
本実施例で前記加熱パターンの決定に用いられている前
記（３）式は、妥当なものといえる。

【００６４】又、この図１０の合計１０組の前記加熱パ
ターンの実証実験の「３％曲げ試験」の結果は、合格は
“○”として、不合格は“×”として、前記図８の硬化
領域の出力のグラフに記入されている。このグラフから
も分かるように、これら合計１０組の前記加熱パターン
の「３％曲げ試験」結果は、反応率９８％以上の硬化領
域では全て“○”となっており、該図８に示される本実
施例の硬化領域の出力は、妥当なものであることが実証
されている。

【００６５】図１１は、実際の加熱硬化工程における前
記加熱パターンを示すグラフである。

【００６６】この図１１に示されるように、実際の前記
加熱硬化工程においては、まず、比較的短時間で静電粉
体塗装される鋼管を所定温度まで一気に加熱する。この
後、該鋼管を緩やかに空冷する。所望の前記加熱時間経
過後には、その鋼管を水冷にて急速に冷却する。なお、
このような前記加熱パターンにおいて、その前記加熱温
度は、その鋼管が前記所定温度まで加熱されてから、急
速に水冷される直前までの期間における平均温度として
いる。

【００６７】図１２は、実際の加熱硬化工程に用いられ
ている、本実施例によって求められた前記加熱パターン
と、従来の加熱パターンとを示すグラフである。

【００６８】この図１２においては、“○”にて、前述
のように前記（３）式や前記図８の硬化領域の出力から
求められた、実際の加熱硬化工程に用いられている複数
の前記加熱パターンが示されている。一方、“×”に
て、実際の加熱硬化工程に用いられている従来の複数の
前記加熱パターンが示されている。この図１２のグラフ
から明らかな通り、本実施例により求められた前記加熱
パターンは、その前記加熱温度が従来に比べ低くされて
おり、その前記加熱時間が従来に比べ短くされている。
従って、本実施例によって求められた前記加熱パターン
を実際の加熱硬化工程に用いることにより、加熱用燃料
コストの低減を図れるだけでなく、加熱硬化工程の時間
短縮を図ることができ、これにより操業能率の向上を図
ることができる。

【００６９】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、熱
硬化性樹脂含有材料の加熱硬化工程に用いる、より適正
な加熱パターンを求めることができるという優れた効果
を得ることができる。このように、より適正な加熱パタ
ーンを求めることができるので、例えばその加熱硬化工
程での加熱用燃料コストの低減を図ることができ、、例
えば、その工程時間を短縮することができ、これにより
生産能率の向上を図ることもできる。又、本発明で行う
示差熱量測定は、約１０mg程度の少量の試料を用いて、
比較的誰でも容易に行うことができる。又、その試料の
反応速度特性、例えば前記（３）式や前記図８の硬化領
域の出力が求められれば、場合によっては再実験するこ
となく、種々の条件に対応する前記加熱パターンを求め
ることもできる。従って、熱硬化性樹脂含有材料の購入
受入管理や、その使用管理のレベルも向上でき、よって
製品品質の向上も図ることができる。

【００７０】なお、前述した本発明の実施例では、前記
熱硬化性樹脂含有材料を静電粉体塗装用の粉体としてい
るが、本発明はこれに限定されないことはいうまでもな
い。例えば、本発明は、所定の成形体の熱硬化性樹脂含
有材料の加熱硬化工程においても適用することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の要旨を示すフローチャート

【図２】本発明が適用された加熱パターン決定装置の機
能構成を示すブロック図

【図３】前記加熱パターン決定装置に用いられる示差走
査型熱量計の機能構成を示すブロック図

【図４】前記加熱パターン決定装置の本体のハードウェ
ア構成を示すブロック図

【図５】前記実施例での示差熱量測定の試料の温度上昇
例を示すグラフ

【図６】前記示差熱量測定により得られる発熱量−時間
チャートの一例を示すグラフ

【図７】前記発熱量−時間チャートから反応速度特性を
求めることを模式的に示すグラフ

【図８】前記実施例の硬化領域出力の一例を示すグラフ

【図９】前記実施例の実証実験の際の加熱パターンを示
す線図

【図１０】前記実施例の実証実験結果を示す線図

【図１１】実際の加熱硬化工程における加熱パターン例
を示すグラフ

【図１２】実際の加熱硬化工程に用いられている、前記
実施例により求められた加熱パターンと従来の加熱パタ
ーンとを示すグラフ

【符号の説明】

１…示差走査型熱量計 ２…加熱炉 ４…ヒータ ５…熱検出器 ６、７…試料容器部 １０…熱量測定モジュール １１…温度制御部 １２…ヒータ電流調節部 １３…温度制御記録部 １４…プログラム発信器 １６…記録部 １７…増幅部 １８…記録計 ３０…加熱パターン決定装置本体 ３２…ＤＳＣチャートメモリ ３４…反応速度式演算器 ３６…硬化領域演算器 ３８…加熱パターン演算器 ５０…ＣＰＵ ５２…主記憶装置 ５４…ハードディスク装置 ５８…フロッピディスク装置 ６０…入出力装置 ６２…キーボード ６４a …ＣＲＴ制御装置 ６４b …ＣＲＴ ６８…プリンタ装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】熱硬化性樹脂含有材料の加熱硬化工程に用
   いる加熱パターンを決定するための熱硬化性樹脂含有材
   料の加熱パターン決定方法において、 熱硬化中に発熱又は吸熱する前記熱硬化性樹脂含有材料
   の示差熱量測定を行い、 該示差熱量測定に基づいて、前記熱硬化性樹脂含有材料
   の熱硬化反応の反応速度特性を求め、 該反応速度特性から、前記加熱パターンを決定すること
   を特徴とする熱硬化性樹脂含有材料の加熱パターン決定
   方法。