JPH07214629A - 熱劣化樹脂の劣化度合予測装置及び予測方法、並びに材料物性予測装置及び予測方法 - Google Patents

熱劣化樹脂の劣化度合予測装置及び予測方法、並びに材料物性予測装置及び予測方法

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JPH07214629A
JPH07214629A JP6014435A JP1443594A JPH07214629A JP H07214629 A JPH07214629 A JP H07214629A JP 6014435 A JP6014435 A JP 6014435A JP 1443594 A JP1443594 A JP 1443594A JP H07214629 A JPH07214629 A JP H07214629A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】熱劣化性樹脂の熱劣化度や材料物性を定量的に
評価可能な装置及び方法を提供する。 【構成】樹脂の熱特性データを入力データとして、熱劣
化度の時間的変化を温度の関数とした近似式を算出する
熱劣化特性近似式算出装置1と、この熱劣化特性近似式
及び樹脂物性の熱特性データを入力データとして、樹脂
物性を熱劣化度の関数とした近似式を算出する樹脂物性
近似式算出装置2と、成形条件データ、樹脂物性データ
等の解析に必要な各種データを入力データとして、成形
プロセス中の成形材料の少なくとも温度変化を計算し、
この計算結果に基づいて樹脂の各時間の温度を算出する
熱履歴算出装置3と、前記熱劣化特性近似式、前記樹脂
物性近似式及び前記熱履歴の各データを入力データとし
て、成形品の熱劣化度及び樹脂物性を算出する熱劣化/
物性度算出装置とを備えた構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、成形材料に熱劣化性の
熱可塑性樹脂を用いてプロセス、金型、材料等の設計を
行うCAE(CAD)システムに係り、より詳細には、
成形プロセス作成前に成形品の良否の検討を可能とした
熱劣化樹脂の劣化度合予測装置及び予測方法、並びに材
料物性予測装置及び予測方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、熱可塑性樹脂による成形プロ
セスシミュレーション(例えば、特開平2−25822
9号公報)が提案されている。この成形プロセスシミュ
レーションは、射出成形過程における樹脂の物理量変化
(圧力、温度、粘度、比容積等)が結果として得られる
だけであり、解析結果の評価、すなわち製品や金型設計
へのフィードバックが困難であった。
【0003】そこで、射出過程における充填解析結果の
評価方法として、特開平1−67322号、特開平1−
67323号、特開平1−67320号、特開平1−1
23717号、特開平1−123718号、特開平1−
123719号等が提案されている。これらのものは、
いずれも充填圧力を低減させるための最適条件を探索す
るシステムであり、製品の外観や品質に関連する樹脂の
劣化度等の評価は行えなかった。
【0004】また、特開平5−189526号には、充
填解析における物理量(樹脂温度)を用いて製品品質で
あるヤケを予測する技術が示されている。
【0005】この特開平5−189526号に示された
射出成形用金型の流動解析評価システムの例えば請求項
1には、射出成形時に発生する外観不良であるヤケを防
止するためのゲート寸法を評価するシステムであって、
樹脂流量、ゲート径、ゲート点数を各パラメータとして
樹脂充填解析を行うことにより、圧力、温度等の分布を
算出する充填解析部と、この充填解析部での解析結果に
基づき、樹脂流量を一定としてゲート点数毎のヤケを表
す指標値の算出を行うとともに、この算出した各パラメ
ータ毎の指標値に基づき、ヤケの発生限界より安全率を
見込んだ値を達成する組み合わせを求める指標算出部
と、この指標算出部によって求められた各組み合わせを
達成する各パラメータの関係を、ゲート点数毎にグラフ
表示する表示部とを備えた構成となっている。
【0006】また、請求項2には、請求項1に記載のゲ
ート径、ゲート点数をランナー長、ランナー径、ランナ
ー本数に置き換えたランナー寸法を評価するシステムが
記載されている。
【0007】このような従来技術で示されたヤケを予測
するシステムは、充填過程での瞬間的な温度(成形時の
最大温度)に基づいてヤケ発生の有無を評価するもので
ある。以下、この技術を従来技術1という。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところで、熱劣化性樹
脂は、低温でも長時間その温度場に置かれると劣化する
という特性がある。そのため、非常に短時間のプロセス
(例えば、充填過程等)には、上記した従来技術1の適
用が可能であるが、比較的時間の長いプロセス(例え
ば、スクリュー金型やホットランナー金型等での流動過
程等)でのヤケ発生の予測については適用できないとい
った問題があった。
【0009】また、上記した従来技術1は、ヤケ発生の
有無を評価するのみであり、ヤケの未発生時の樹脂の劣
化度の評価等は行えなかった。従って、ヤケに対するプ
ロセス安定性の評価や劣化に伴う物性(製品強度)の評
価等が行えないといった問題があった。
【0010】本発明はこのような問題点を解決すべく創
案されたもので、その目的は、全てのプロセスに適用可
能でかつ熱劣化性樹脂の劣化度や材料物性を定量的に評
価可能な熱劣化樹脂の劣化度合予測装置及び予測方法、
及び材料物性予測装置及び予測方法を提供することにあ
る。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の請求項1に係わる熱劣化樹脂の劣化度合予
測装置は、金型構造、成形条件、成形材料等を評価する
成形プロセスシミュレーションにおいて、樹脂の熱特性
データを入力データとして、熱劣化度の時間的変化を温
度の関数とした近似式を算出する熱劣化特性近似式算出
手段と、成形条件データ、樹脂物性データ等の解析に必
要な各種データを入力データとして、成形プロセス中の
成形材料の少なくとも温度変化を計算し、この計算結果
に基づいて樹脂の各時間の温度を算出する熱履歴算出手
段と、前記熱劣化特性近似式算出手段により算出された
近似式及び前記熱履歴算出手段により算出された熱履歴
の各データを入力データとして、成形品の熱劣化度を算
出する熱劣化算出手段とを備えた構成とする。
【0012】また、本発明の請求項2に係わる熱劣化樹
脂の劣化度合予測方法は、金型構造、成形条件、成形材
料等を評価する成形プロセスシミュレーションにおい
て、少なくとも成形プロセス中の成形樹脂の温度の時間
的変化である熱履歴を算出し、その熱履歴と樹脂の劣化
特性との関係を求めることにより、樹脂の熱劣化度を算
出するものである。
【0013】また、本発明の請求項3に係わる熱劣化樹
脂の劣化度合予測方法は、金型構造、成形条件、成形材
料等を評価する成形プロセスシミュレーションにおい
て、少なくとも成形プロセス中の成形樹脂の温度の時間
的変化である熱履歴を算出し、その熱履歴と樹脂の劣化
特性との関係を求めることにより、樹脂の熱劣化度を算
出し、この算出した熱劣化度値を良品と不良品との境界
を示す基準劣化度値と照合することにより、成形プロセ
スもしくは最終成形品の良否判断を行うものである。
【0014】また、本発明の請求項4に係わる材料物性
予測装置は、金型構造、成形条件、成形材料等を評価す
る成形プロセスシミュレーションにおいて、樹脂の熱特
性データを入力データとして、熱劣化度の時間的変化を
温度の関数とした近似式を算出する熱劣化特性近似式算
出手段と、この熱劣化特性近似式算出手段により算出さ
れた近似式及び樹脂物性の熱特性データを入力データと
して、樹脂物性を熱劣化度の関数とした近似式を算出す
る樹脂物性近似式算出手段と、成形条件データ、樹脂物
性データ等の解析に必要な各種データを入力データとし
て、成形プロセス中の成形材料の少なくとも温度変化を
計算し、この計算結果に基づいて樹脂の各時間の温度を
算出する熱履歴算出手段と、前記樹脂物性近似式算出手
段により算出された近似式及び前記熱履歴算出手段によ
り算出された熱履歴の各データを入力データとして、成
形品の樹脂物性を算出する物性算出手段とを備えた構成
とする。
【0015】また、本発明の請求項5に係わる材料物性
予測方法は、金型構造、成形条件、成形材料等を評価す
る成形プロセスシミュレーションにおいて、少なくとも
成形プロセス中の成形樹脂の温度の時間的変化である熱
履歴を算出し、その熱履歴と樹脂物性特性との関係を求
めることにより、最終製品もしくは成形プロセスでの樹
脂物性を算出するものである。
【0016】また、本発明の請求項6に係わる材料物性
予測方法は、金型構造、成形条件、成形材料等を評価す
る成形プロセスシミュレーションにおいて、少なくとも
成形プロセス中の成形樹脂の温度の時間的変化である熱
履歴を算出し、その熱履歴と樹脂物性特性との関係を求
めることにより、最終製品もしくは成形プロセス過程で
の樹脂物性を算出し、この算出した樹脂物性を良品と不
良品との境界を示す限界値と照合することにより、成形
プロセスもしくは最終成形品の良否判断を行うものであ
る。
【0017】
【作用】樹脂の熱劣化度合を定量的に評価できない原因
として、樹脂の熱劣化特性を定量的に測定していない
(定式化していない)こと、及び成形プロセスにおける
樹脂の熱履歴を考慮していないことの2点が挙げられ
る。
【0018】そこで、樹脂の熱劣化物性の代表的測定方
法を以下に示す。これらの方法により、熱劣化度の物性
測定及び定式化が可能となる。
【0019】(1)色差法 熱劣化性樹脂は、ヤケ現象として見られるように、熱負
荷により着色する。しかし、目視等の判断では、このヤ
ケ現象は、はっきりとした着色状態と着色していない状
態との判断しか行えない。
【0020】そこで、本発明では、ギアオーブン等の熱
負荷装置により、熱負荷温度・時間が既知のサンプル
(このサンプル樹脂は、初期の色が白色であることが望
ましい。)を作製し、そのサンプルの色彩度を、色差計
等によって測定する。これにより、目視によるサンプル
の未着色領域の色彩変化(劣化度合)を定量的に把握す
ることが可能となる。この方法による測定結果の一例を
図2に示す。
【0021】(2)脱塩酸法 熱劣化が特に激しい塩化ビニル系の樹脂は、図3に示す
ような構造をしている。そして、ある量の熱負荷がかか
ると、図4に示すような構造(水素イオンと塩素イオン
とが結合して離脱した構造)に変化して着色、劣化が起
こり、外観不良及び強度不良を引き起こすことが一般に
知られている。
【0022】つまり、劣化が進行した樹脂ほど塩素量が
低下していることがわかる。そこで、上記色差法と同様
に、熱負荷温度・時間が既知のサンプルを作製し、その
サンプルに含まれる塩素量(正確には塩化水素量)を測
定することにより、劣化度合を定量的に把握することが
できる。
【0023】(3)二重結合法 図3及び図4に示したように、熱劣化が特に激しい塩化
ビニル系の樹脂は、劣化が進行すると二重結合の数が増
加する。そこで、上記と同様に熱負荷温度・時間が既知
のサンプルを作製し、そのサンプルに含まれる二重結合
数を測定することにより、劣化度合を定量的に把握する
ことができる。
【0024】次に、請求項1に記載した発明の作用につ
いて説明する。
【0025】金型構造、成形条件、成形材料等を評価す
る成形プロセスシミュレーションにおいて、熱劣化特性
近似式算出手段では、樹脂の熱特性データ(劣化度代替
値、温度、時間等のデータ)を入力データとして、熱劣
化度の時間的変化を温度の関数とした近似式を算出す
る。これにより、熱劣化度合を温度、時間の関数として
定式化できる。
【0026】熱履歴算出手段では、成形条件データ、樹
脂物性データ等の解析に必要な各種データを入力データ
とし、有限要素法、差分法、境界要素法、FAN法等を
含む数値解析手法により、成形プロセス中の成形材料の
物理的挙動変化(圧力、温度、密度等)を計算する。本
発明では、少なくとも温度変化を比定常で計算する。そ
して、この計算結果に基づいて樹脂の各時間の温度を算
出する。つまり、計算された各時刻の温度を温度履歴記
憶装置に出力することにより、成形プロセスにおける熱
履歴を算出する。
【0027】熱劣化算出手段では、熱劣化特性近似式算
出手段により算出された熱劣化特性近似式及び熱履歴算
出手段により算出された熱履歴の各データを入力データ
として、樹脂の熱劣化度を算出する。
【0028】請求項2に記載した発明の作用について説
明する。
【0029】金型構造、成形条件、成形材料等を評価す
る成形プロセスシミュレーションにおいて、有限要素
法、差分法、境界要素法、FAN法等を含む数値解析手
法により、少なくとも成形プロセス中の成形樹脂の温度
の時間的変化である熱履歴を算出する。そして、その熱
履歴と樹脂の劣化特性との関係を求めることにより、樹
脂の熱劣化度を算出する。つまり、樹脂の劣化特性と熱
履歴とを考慮することにより、樹脂の熱劣化度合を定量
的に評価可能となる。
【0030】請求項3に記載した発明の作用について説
明する。
【0031】金型構造、成形条件、成形材料等を評価す
る成形プロセスシミュレーションにおいて、有限要素
法、差分法、境界要素法、FAN法等を含む数値解析手
法により、少なくとも成形プロセス中の成形樹脂の温度
の時間的変化である熱履歴を算出する。そして、その熱
履歴と樹脂の劣化特性との関係を求めることにより、樹
脂の熱劣化度を算出し、この算出した熱劣化度の値を良
品と不良品との境界を示す基準劣化度値と照合すること
により、成形プロセスもしくは最終成形品の良否判断を
行う。これにより、成形プロセス作製前に成形品の良否
の判断が可能となる。
【0032】請求項4に記載した発明の作用について説
明する。
【0033】金型構造、成形条件、成形材料等を評価す
る成形プロセスシミュレーションにおいて、熱劣化特性
近似式算出手段では、樹脂の熱特性データ(劣化度代替
値、温度、時間等のデータ)を入力データとして、熱劣
化度の時間的変化を温度の関数とした近似式を算出す
る。これにより、熱劣化度合を温度、時間の関数として
定式化できる。
【0034】樹脂物性近似式算出手段では、この熱劣化
特性近似式算出手段により算出された熱劣化特性近似式
及び樹脂物性の熱特性データを入力データとして、樹脂
物性を熱劣化度の関数とした近似式を算出する。熱劣化
を起こした樹脂は、剛性、衝撃性等の機械的物性が低下
するため、製品品質が低下してしまう。そこで、熱負荷
が既知のサンプルの樹脂物性を測定するのであるが、熱
負荷が既知のサンプルは、熱劣化特性近似式算出手段で
述べたように、熱劣化度合(代替特性)に変換できるの
で、樹脂物性を熱劣化度合の関数として近似式で定式化
できる。
【0035】熱履歴算出手段では、成形条件データ、樹
脂物性データ等の解析に必要な各種データを入力データ
とし、有限要素法、差分法、境界要素法、FAN法等を
含む数値解析手法により、成形プロセス中の成形材料の
物理的挙動変化(圧力、温度、密度等)を計算する。本
発明では、少なくとも温度変化を比定常で計算する。そ
して、この計算結果に基づいて樹脂の各時間の温度を算
出する。つまり、計算された各時刻の温度を温度履歴記
憶装置に出力することにより、成形プロセスにおける熱
履歴を算出する。
【0036】物性算出手段では、樹脂物性近似式算出手
段により算出された熱劣化特性近似式及び熱履歴算出手
段により算出された熱履歴の各データを入力データとし
て、成形品の樹脂物性を算出する。
【0037】請求項5に記載した発明の作用について説
明する。
【0038】金型構造、成形条件、成形材料等を評価す
る成形プロセスシミュレーションにおいて、有限要素
法、差分法、境界要素法、FAN法等を含む数値解析手
法により、少なくとも成形プロセス中の成形樹脂の温度
の時間的変化である熱履歴を算出する。そして、その熱
履歴と樹脂物性特性との関係を求めることにより、最終
製品もしくは成形プロセスでの樹脂物性を算出する。こ
れにより、成形プロセス作製前に成形品の良否の判断が
可能となる。
【0039】請求項6に記載した発明の作用について説
明する。
【0040】金型構造、成形条件、成形材料等を評価す
る成形プロセスシミュレーションにおいて、有限要素
法、差分法、境界要素法、FAN法等を含む数値解析手
法により、少なくとも成形プロセス中の成形樹脂の温度
の時間的変化である熱履歴を算出する。そして、その熱
履歴と樹脂物性特性との関係を求めることにより、最終
製品もしくは成形プロセス過程での樹脂物性を算出し、
この算出した樹脂物性を良品と不良品との境界を示す限
界値と照合することにより、成形プロセスもしくは最終
成形品の良否判断を行う。これにより、成形プロセス作
製前に成形品の良否の判断が可能となる。
【0041】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。
【0042】図1は、本発明に係わる熱劣化樹脂の劣化
度合予測方法及び材料物性予測方法に適用される熱劣化
樹脂の劣化度合及び材料物性予測装置の電気的構成を示
している。
【0043】本発明の予測装置は、熱劣化特性近似式算
出装置1、樹脂物性近似式算出装置2、熱履歴算出装置
3及び熱劣化/物性度算出装置4によって構成されてい
る。
【0044】熱劣化特性近似式算出装置1は、熱劣化度
の時間的変化を温度の関数とした近似式を算出するもの
であって、樹脂の熱特性データが入力データとして与え
られる。この熱特性データは、劣化度代替値、温度、時
間等のデータである。
【0045】この熱劣化特性近似式算出装置1の出力
は、樹脂物性近似式算出装置2と熱劣化/物性度算出装
置4とに導かれている。
【0046】樹脂物性近似式算出装置2は、この熱劣化
特性近似式算出装置1により算出された熱劣化特性近似
式と、樹脂物性の熱特性データとを入力データとして、
樹脂物性を熱劣化度の関数とした近似式を算出するブロ
ックであって、その出力は熱劣化/物性度算出装置4に
導かれている。樹脂物性の熱特性データは、ヤング率、
ポアソン比、線膨張率、衝撃強さ、降伏応力、歪み硬化
係数、粘度、熱伝導率等のデータである。
【0047】一方、熱履歴算出装置3は、成形条件デー
タ、樹脂物性データ等の解析に必要な各種データを入力
データとして、有限要素法、差分法、境界要素法、FA
N法等を含む数値解析手法により、成形プロセス中の成
形材料の少なくとも温度変化を非定常で計算し、この計
算結果に基づいて樹脂の各時間の温度(熱履歴)を算出
するブロックである。この算出された熱履歴データは、
熱劣化/物性度算出装置4に導かれている。
【0048】熱劣化/物性度算出装置4は、熱劣化特性
近似式算出装置1により算出された熱劣化特性近似式及
び熱履歴算出装置3により算出された熱履歴の各データ
を入力データとして、樹脂の熱劣化度を算出する。ま
た、熱劣化/物性度算出装置4は、樹脂物性近似式算出
装置2により算出された樹脂物性近似式及び熱履歴算出
装置3により算出された熱履歴の各データを入力データ
として、成形品の樹脂物性を算出するブロックである。
【0049】次に、上記構成の予測装置の動作について
説明する。
【0050】熱劣化特性近似式算出装置1に入力される
熱特性データ(熱劣化特性データ)は、上記した色差
法、脱塩酸法、二重結合法等の樹脂熱劣化特性測定方法
により測定する。本実施例では、色差法により測定を行
った。その測定結果は図2に示されている。図2は塩化
ビニル系樹脂の特性データであり、このデータはその樹
脂に固有のものである。
【0051】熱劣化特性近似式算出装置1では、この特
性データに基づいて下式(1)に示す熱劣化特性近似式
を求める。この近似式は、本実施例では樹脂に対して近
似の最も良好なアレニウス型の式を用いた。
【0052】
【数1】
【0053】ただし、f:熱劣化度、T:温度、t:時
間、A,B:定数この熱劣化特性近似式データは、樹脂
物性近似式算出装置2と熱劣化/物性度算出装置4とに
与えられる。
【0054】また、樹脂物性近似式算出装置2には、複
数種類(少なくとも3種類以上)の熱負荷もしくは熱劣
化度が既知のサンプル(例えば、上記色差法で用いた熱
劣化特性測定用のサンプル)の物性特性(ヤング率、ポ
アソン比、線膨張率等)を測定する。熱劣化を起こした
樹脂は、剛性、衝撃性等の機械的物性が低下するため、
製品品質が低下してしまう。そこで、熱負荷が既知のサ
ンプルの樹脂物性を測定するのであるが、熱負荷が既知
のサンプルは、熱劣化特性近似式算出装置1での処理で
述べたように、熱劣化度合(代替特性)に変換できるの
で、樹脂物性を熱劣化度の関数として近似式で定式化で
きる。
【0055】すなわち、樹脂物性近似式算出装置2で
は、この熱劣化特性近似式算出装置1により算出された
熱劣化特性近似式及び樹脂物性の樹脂物性データ(本実
施例では、ヤング率のみとしている。)を入力データと
して、樹脂物性を熱劣化度の関数として表した下式
(2)に示す樹脂物性近似式を算出する。
【0056】
【数2】
【0057】ただし、A,B,C,D:定数 この樹脂物性特性近似式データは、熱劣化/物性度算出
装置4に与えられる。
【0058】一方、熱履歴算出装置3は、成形条件デー
タ、製品モデル(解析モデル)、樹脂物性データ等の解
析に必要な各種データを入力データとして、有限要素
法、差分法、境界要素法、FAN法等を含む数値解析手
法により、成形プロセス中の樹脂の物理的挙動変化(圧
力、温度、密度等)を計算する。
【0059】本実施例では、解析モデルとして図5に示
す形状のモデルを用い、このモデルを、図6に示す条件
a、条件bの各成形条件でシミュレートし、各時間の温
度変化(熱履歴)を算出する。図5に示す形状モデル
は、最も簡単な平板状のモデルとし、左右の2箇所にゲ
ートを設けた構成としている。
【0060】このとき得られた熱履歴の一例を図7に示
す。この熱履歴データは、熱劣化/物性度算出装置4に
与えられる。
【0061】熱劣化/物性度算出装置4は、熱劣化特性
近似式算出装置1により算出された熱劣化特性近似式
〔式(1)〕及び熱履歴算出装置3により算出された熱
履歴(図7)の各データに基づき、下式(3)によって
樹脂の熱劣化度を算出するとともに、樹脂物性近似式算
出装置2により算出された樹脂物性近似式〔式(2)〕
に式(3)で得られた熱劣化度を代入することによって
成形品の樹脂物性(本実施例では、ヤング率)を算出す
る。
【0062】
【数3】
【0063】図6に示す各成形条件a,bにて成形した
場合の熱劣化度及びヤング率を図8に示す。
【0064】ここで、熱劣化度については、その値が2
2.0以上で外観品質上問題となるヤケが発生する。そ
のため、この値(22.0)をヤケ限界値(基準劣化度
値)とする。また、樹脂物性については、その値(ヤン
グ率)が1.00以下で物性不良が発生する。そのた
め、この値(1.00)を物性限界値とする。
【0065】図8より、条件aでは、熱劣化度がヤケ限
界値22.0より大きいため、外観上問題となるヤケ不
良が発生し、また物性も大幅に低下していまうと予測さ
れる。そのため、この場合には設計変更が必要となる。
【0066】また、条件bでは、外観上問題となるヤケ
は発生しないが、限界ぎりぎりであるため、現場での成
形条件の僅かなバラツキ変動により、ヤケが発生する可
能性があると判断できる。
【0067】
【発明の効果】本発明の熱劣化樹脂の劣化度合予測装置
及び予測方法は、金型構造、成形条件、成形材料等を評
価する成形プロセスシミュレーションにおいて、樹脂の
熱特性データを入力データとして、熱劣化度の時間的変
化を温度の関数とした近似式を算出する熱劣化特性近似
式算出手段と、成形条件データ、樹脂物性データ等の解
析に必要な各種データを入力データとして、成形プロセ
ス中の成形材料の少なくとも温度変化を計算し、この計
算結果に基づいて樹脂の各時間の温度を算出する熱履歴
算出手段と、熱劣化特性近似式算出手段により算出され
た近似式及び熱履歴算出手段により算出された熱履歴の
各データを入力データとして、成形品の熱劣化度を算出
する熱劣化算出手段とを備えた構成とし、少なくとも成
形プロセス中の成形樹脂の温度の時間的変化である熱履
歴を算出し、その熱履歴と樹脂の劣化特性との関係を求
めることにより、樹脂の熱劣化度を算出するように構成
したので、成形品の劣化度合の予測評価が行えるもので
ある。
【0068】また、本発明の熱劣化樹脂の材料物性予測
装置及び予測方法は、金型構造、成形条件、成形材料等
を評価する成形プロセスシミュレーションにおいて、樹
脂の熱特性データを入力データとして、熱劣化度の時間
的変化を温度の関数とした近似式を算出する熱劣化特性
近似式算出手段と、この熱劣化特性近似式算出手段によ
り算出された近似式及び樹脂物性の熱特性データを入力
データとして、樹脂物性を熱劣化度の関数とした近似式
を算出する樹脂物性近似式算出手段と、成形条件デー
タ、樹脂物性データ等の解析に必要な各種データを入力
データとして、成形プロセス中の成形材料の少なくとも
温度変化を計算し、この計算結果に基づいて樹脂の各時
間の温度を算出する熱履歴算出手段と、樹脂物性近似式
算出手段により算出された近似式及び前記熱履歴算出手
段により算出された熱履歴の各データを入力データとし
て、成形品の樹脂物性を算出する物性算出手段とを備え
た構成とし、少なくとも成形プロセス中の成形樹脂の温
度の時間的変化である熱履歴を算出し、その熱履歴と樹
脂物性特性との関係を求めることにより、最終製品もし
くは成形プロセスでの樹脂物性を算出するように構成し
たので、成形品の物性の予測評価が行えるものである。
そして、このような成形品の劣化度合の予測評価及び成
形品の物性の予測評価が行えるため、成形プロセス作製
前に成形品の良否の検討が可能となり、プロセス開発時
の構造、条件の変更にともなう時間的ロス、コスト的ロ
スが削減できるといった効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる熱劣化樹脂の劣化度合予測方法
及び材料物性予測方法に適用される熱劣化樹脂の劣化度
合及び材料物性予測装置の電気的構成を示すブロック図
である。
【図2】色差法により測定した塩化ビニル系樹脂の特性
データである。
【図3】塩化ビニル系の樹脂の化学構造を示している。
【図4】図3に示す化学構造から水素イオンと塩素イオ
ンとが結合して離脱した構造を示している。
【図5】解析モデルの一例を示す図である。
【図6】成形条件を示す表である。
【図7】図6に示す成形条件でシミュレートしたときの
熱履歴の一例を示す図である。
【図8】図6に示す形成条件で成形したときの熱劣化度
及びヤング率を示す表である。
【符号の説明】
1 熱劣化特性近似式算出装置 2 樹脂物性近似式算出装置 3 熱履歴算出装置 4 熱劣化/物性度算出装置

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 金型構造、成形条件、成形材料等を評価
    する成形プロセスシミュレーションにおいて、 樹脂の熱特性データを入力データとして、熱劣化度の時
    間的変化を温度の関数とした近似式を算出する熱劣化特
    性近似式算出手段と、 成形条件データ、樹脂物性データ等の解析に必要な各種
    データを入力データとして、成形プロセス中の成形材料
    の少なくとも温度変化を計算し、この計算結果に基づい
    て樹脂の各時間の温度を算出する熱履歴算出手段と、 前記熱劣化特性近似式算出手段により算出された近似式
    及び前記熱履歴算出手段により算出された熱履歴の各デ
    ータを入力データとして、成形品の熱劣化度を算出する
    熱劣化算出手段とを備えたことを特徴とする熱劣化樹脂
    の劣化度合予測装置。
  2. 【請求項2】 金型構造、成形条件、成形材料等を評価
    する成形プロセスシミュレーションにおいて、少なくと
    も成形プロセス中の成形樹脂の温度の時間的変化である
    熱履歴を算出し、その熱履歴と樹脂の劣化特性との関係
    を求めることにより、樹脂の熱劣化度を算出することを
    特徴とする熱劣化樹脂の劣化度合予測方法。
  3. 【請求項3】 金型構造、成形条件、成形材料等を評価
    する成形プロセスシミュレーションにおいて、少なくと
    も成形プロセス中の成形樹脂の温度の時間的変化である
    熱履歴を算出し、その熱履歴と樹脂の劣化特性との関係
    を求めることにより、樹脂の熱劣化度を算出し、この算
    出した熱劣化度値を良品と不良品との境界を示す基準劣
    化度値と照合することにより、成形プロセスもしくは最
    終成形品の良否判断を行うことを特徴とする熱劣化樹脂
    の劣化度合予測方法。
  4. 【請求項4】 金型構造、成形条件、成形材料等を評価
    する成形プロセスシミュレーションにおいて、 樹脂の熱特性データを入力データとして、熱劣化度の時
    間的変化を温度の関数とした近似式を算出する熱劣化特
    性近似式算出手段と、 この熱劣化特性近似式算出手段により算出された近似式
    及び樹脂物性の熱特性データを入力データとして、樹脂
    物性を熱劣化度の関数とした近似式を算出する樹脂物性
    近似式算出手段と、 成形条件データ、樹脂物性データ等の解析に必要な各種
    データを入力データとして、成形プロセス中の成形材料
    の少なくとも温度変化を計算し、この計算結果に基づい
    て樹脂の各時間の温度を算出する熱履歴算出手段と、 前記樹脂物性近似式算出手段により算出された近似式及
    び前記熱履歴算出手段により算出された熱履歴の各デー
    タを入力データとして、成形品の樹脂物性を算出する物
    性算出手段とを備えたことを特徴とする材料物性予測装
    置。
  5. 【請求項5】 金型構造、成形条件、成形材料等を評価
    する成形プロセスシミュレーションにおいて、少なくと
    も成形プロセス中の成形樹脂の温度の時間的変化である
    熱履歴を算出し、その熱履歴と樹脂物性特性との関係を
    求めることにより、最終製品もしくは成形プロセスでの
    樹脂物性を算出することを特徴とする材料物性予測方
    法。
  6. 【請求項6】 金型構造、成形条件、成形材料等を評価
    する成形プロセスシミュレーションにおいて、少なくと
    も成形プロセス中の成形樹脂の温度の時間的変化である
    熱履歴を算出し、その熱履歴と樹脂物性特性との関係を
    求めることにより、最終製品もしくは成形プロセス過程
    での樹脂物性を算出し、この算出した樹脂物性を良品と
    不良品との境界を示す限界値と照合することにより、成
    形プロセスもしくは最終成形品の良否判断を行うことを
    特徴とする材料物性予測方法。
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