JPS60224052A - 熱硬化性樹脂のゲル化時間測定方法 - Google Patents
熱硬化性樹脂のゲル化時間測定方法Info
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- JPS60224052A JPS60224052A JP8008584A JP8008584A JPS60224052A JP S60224052 A JPS60224052 A JP S60224052A JP 8008584 A JP8008584 A JP 8008584A JP 8008584 A JP8008584 A JP 8008584A JP S60224052 A JPS60224052 A JP S60224052A
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- Japan
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- resin
- time
- voltage
- measuring
- curing
- Prior art date
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- Pending
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/44—Resins; rubber; leather
- G01N33/442—Resins, plastics
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C35/00—Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
- B29C35/02—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
- B29C35/0288—Controlling heating or curing of polymers during moulding, e.g. by measuring temperatures or properties of the polymer and regulating the process
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/002—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating the work function voltage
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。
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、熱硬化性の加熱硬化型又は常温硬化型の樹脂
のゲル化時間測定方法に関する。本発明は、繊維強化樹
脂のような複合材料あるいは構造用接着剤の素材性能評
価もしくは検査、樹脂の成分組成最適化のための硬化反
応速度の分析などに特に有効に利用出来るが、用途はそ
れらに限られるものではない。
のゲル化時間測定方法に関する。本発明は、繊維強化樹
脂のような複合材料あるいは構造用接着剤の素材性能評
価もしくは検査、樹脂の成分組成最適化のための硬化反
応速度の分析などに特に有効に利用出来るが、用途はそ
れらに限られるものではない。
（従来技術）
従来、エポキシ樹脂などの熱硬化性樹脂を炭素繊維また
はガラス繊維に含浸させた、いわゆるプリプレグシート
における樹脂のゲル化時間測定にさいしては、樹脂の指
定硬化温度にあらかじめ加熱した熱板を準備し、所定寸
法に切断したプリプレグシート試料を２枚のガラス板の
間に挾んで熱セの中央に置き、時間を計測しながら樹脂
の流動ｔｇ態を観察する方法がとられている。この観察
は、ヰ料端部で樹脂の流動を確認したのち、その周囲（
をガラス板の上からピンセットで１ないし２秒間間で軽
く突き、樹脂の流動が見られなくなった時点までの時間
を計測してゲル化時間とする。この従来の測定方法は、
測定開始から終了まで、測定者がきわめて注意深く、樹
脂の流動状況を追跡監視していなければならない、とい
う不便があり、かつ測定が測定者の感覚に依存するため
測定誤差が大きくなる。さらに、この従来の方法では、
精密測定ができず、素材性能や反応性の判断があいまい
になる。
はガラス繊維に含浸させた、いわゆるプリプレグシート
における樹脂のゲル化時間測定にさいしては、樹脂の指
定硬化温度にあらかじめ加熱した熱板を準備し、所定寸
法に切断したプリプレグシート試料を２枚のガラス板の
間に挾んで熱セの中央に置き、時間を計測しながら樹脂
の流動ｔｇ態を観察する方法がとられている。この観察
は、ヰ料端部で樹脂の流動を確認したのち、その周囲（
をガラス板の上からピンセットで１ないし２秒間間で軽
く突き、樹脂の流動が見られなくなった時点までの時間
を計測してゲル化時間とする。この従来の測定方法は、
測定開始から終了まで、測定者がきわめて注意深く、樹
脂の流動状況を追跡監視していなければならない、とい
う不便があり、かつ測定が測定者の感覚に依存するため
測定誤差が大きくなる。さらに、この従来の方法では、
精密測定ができず、素材性能や反応性の判断があいまい
になる。
樹脂の硬化反応中に、該樹脂に２つの異種の金属電極を
接触させると、電気化学的な電圧が検出され、この電圧
の値が樹脂の硬化の進行にしたがって変化することも知
られており、この電圧の検出によって樹脂の硬化の進行
を監視する研究もなされている。しかし、この電圧の検
出によって樹脂のゲル化時間を測定する有効な方法は、
まだ得られていない。
接触させると、電気化学的な電圧が検出され、この電圧
の値が樹脂の硬化の進行にしたがって変化することも知
られており、この電圧の検出によって樹脂の硬化の進行
を監視する研究もなされている。しかし、この電圧の検
出によって樹脂のゲル化時間を測定する有効な方法は、
まだ得られていない。
（発明の目的）
本発明の目的は、客観的な測定が可能で測定精度が高く
、測定誤差を少なくでき、しかも測定中喘時測定者が監
視する必要のない、樹脂のゲル化一時間測定方法を提供
することである。
、測定誤差を少なくでき、しかも測定中喘時測定者が監
視する必要のない、樹脂のゲル化一時間測定方法を提供
することである。
発明の構成
上記目的を達成するため、本発明は次の構成を有する。
すなわち、本発明による樹脂のゲル化時間測定方法は、
所定硬化条件のもとにおける樹脂の硬化反応中に、該樹
脂の互に離隔した２点にそれぞれ異種の金属電極を接触
させて該電極間の電圧を経時的に測定し、硬化条件が実
質的に成立した時点から電圧が実質的にゼロになる時点
までの時間を計測して、この時間を当該樹脂のゲル化時
間と判定するものである。電極金属としては、銅とアル
ミニウム、あるいは銅とニッケルなど電気化学的単極電
圧の差の大きい金属の組合わせを用いることが好ましい
。樹脂が加熱硬化型であるばあいには、樹脂を所定の硬
化温度に昇温し、その温度に維持しながら金属電極間の
電圧を測定すればよく、樹脂温度が上記硬化温度に達し
た時点を硬化条件が実質的に成立した時点と判定する。
所定硬化条件のもとにおける樹脂の硬化反応中に、該樹
脂の互に離隔した２点にそれぞれ異種の金属電極を接触
させて該電極間の電圧を経時的に測定し、硬化条件が実
質的に成立した時点から電圧が実質的にゼロになる時点
までの時間を計測して、この時間を当該樹脂のゲル化時
間と判定するものである。電極金属としては、銅とアル
ミニウム、あるいは銅とニッケルなど電気化学的単極電
圧の差の大きい金属の組合わせを用いることが好ましい
。樹脂が加熱硬化型であるばあいには、樹脂を所定の硬
化温度に昇温し、その温度に維持しながら金属電極間の
電圧を測定すればよく、樹脂温度が上記硬化温度に達し
た時点を硬化条件が実質的に成立した時点と判定する。
このとき、樹脂の加熱速度は２℃／分以上とすることが
望ましい。また、樹脂の温度と電極間電圧とを同時に記
録しておけば、測定終了後にゲル化時間の判定を行なう
ことが可能になる。
望ましい。また、樹脂の温度と電極間電圧とを同時に記
録しておけば、測定終了後にゲル化時間の判定を行なう
ことが可能になる。
樹脂が常温硬化型のばあいには、樹脂に硬化剤１
ゆｊ添加され電圧測定用電極接触させられたときを、−
化条件が成立した時点と判断すればよい。いずれのばあ
いにも、電圧が実質的にゼロになった時点の判断は、一
定のスレショルド値を定め、電圧が減少してこのスレシ
ョルド値に達した時点をとるか、電圧減少曲線の近似曲
線がゼロ値になる時点をとればよい。その理由は、硬化
反応の終期近くでは樹脂の電気抵抗が高くなるため、発
生した電気量の放電に時間を要するようになり、電極間
電圧が完全にゼロになるのはかなり遅れ、実際のゲル化
終了時点とは違ったものとなること、および硬化反応の
終期近くでは、樹脂の電気抵抗が高くなって雑音が入り
やすくなり、ゼロ電圧付近で電圧変化曲線に微少な変動
が現われることがあり、測定器もゼロ電圧付近で変動が
大きくなるので、これらの誤差要因を除くためである。
化条件が成立した時点と判断すればよい。いずれのばあ
いにも、電圧が実質的にゼロになった時点の判断は、一
定のスレショルド値を定め、電圧が減少してこのスレシ
ョルド値に達した時点をとるか、電圧減少曲線の近似曲
線がゼロ値になる時点をとればよい。その理由は、硬化
反応の終期近くでは樹脂の電気抵抗が高くなるため、発
生した電気量の放電に時間を要するようになり、電極間
電圧が完全にゼロになるのはかなり遅れ、実際のゲル化
終了時点とは違ったものとなること、および硬化反応の
終期近くでは、樹脂の電気抵抗が高くなって雑音が入り
やすくなり、ゼロ電圧付近で電圧変化曲線に微少な変動
が現われることがあり、測定器もゼロ電圧付近で変動が
大きくなるので、これらの誤差要因を除くためである。
なお、ここでゲル化時間とは、樹脂分子間の微視的な架
橋反応の発生時間をとらえる理学的な意味のものではな
く、樹脂材料の品質管理および成形条件の設定に役立て
るための、工業的意味におけるゲル化時間であって、巨
視的にみて流動性を失うまでの時間を意味する。
橋反応の発生時間をとらえる理学的な意味のものではな
く、樹脂材料の品質管理および成形条件の設定に役立て
るための、工業的意味におけるゲル化時間であって、巨
視的にみて流動性を失うまでの時間を意味する。
（発明の効果）
本発明においては、樹脂の硬化反応中に、互に刑隔した
２点で該樹脂に金属電極を接触させて、均電極間の電圧
を経時的に測定しながら、樹脂のＭル化の度合を判断す
るので、測定者の感覚に依存することがなく、客観的な
判定が可能になる。
２点で該樹脂に金属電極を接触させて、均電極間の電圧
を経時的に測定しながら、樹脂のＭル化の度合を判断す
るので、測定者の感覚に依存することがなく、客観的な
判定が可能になる。
また、電圧変化をレコーダー等により記録するようにし
ておけば、測定中に常時監視をする必要がなく、測定終
了後に、その記録からゲル化時間を読みとることが可能
になる。
ておけば、測定中に常時監視をする必要がなく、測定終
了後に、その記録からゲル化時間を読みとることが可能
になる。
（実施例の説明）
第１図は本発明により加熱硬化型樹脂のゲル化時間を測
定するための装置の概要を示すもので、加熱硬化型樹脂
の試料片１に一対の電極２．３が接触させられ、この電
極２．３はレコーダ４に接続される。電極２はたとえば
銅により形成し、電極３はたとえばアルミニウムにより
形成する。さらに、試料片１には熱電対５が埋め込まれ
、この熱電対５は温度信号変換器６に接続され、該変換
器６の出力はレコーダ４に接続されている。レコーダ４
は、電極２．３間の電圧と、温度信号変換器６からの温
度信号に基づく樹脂温度を経時的に記録するように働く
。
定するための装置の概要を示すもので、加熱硬化型樹脂
の試料片１に一対の電極２．３が接触させられ、この電
極２．３はレコーダ４に接続される。電極２はたとえば
銅により形成し、電極３はたとえばアルミニウムにより
形成する。さらに、試料片１には熱電対５が埋め込まれ
、この熱電対５は温度信号変換器６に接続され、該変換
器６の出力はレコーダ４に接続されている。レコーダ４
は、電極２．３間の電圧と、温度信号変換器６からの温
度信号に基づく樹脂温度を経時的に記録するように働く
。
測定にあたっては、電極２．３と熱電対５が取付けられ
た試料片１を、所定温度に保持したオーブンに入れて、
試料片１を所定の硬化温度に加熱する。ここに、所定の
加熱温度とは、樹脂に固有ヰ硬化温度であり、一般に製
造者の仕様により厳檜；に規定される。なお、加熱はオ
ーブンを用いなＸても加熱板等により行なうことができ
る。樹脂試料片１は加熱に伴なって軟化し、次いで硬化
反応により硬化していくのであるが、その過程で電極２
．３間に電圧があられれる。この電圧は、硬化反応の進
行にともなって変化し、その変化は樹脂温度とともに同
じ時間スケールで記録される。
た試料片１を、所定温度に保持したオーブンに入れて、
試料片１を所定の硬化温度に加熱する。ここに、所定の
加熱温度とは、樹脂に固有ヰ硬化温度であり、一般に製
造者の仕様により厳檜；に規定される。なお、加熱はオ
ーブンを用いなＸても加熱板等により行なうことができ
る。樹脂試料片１は加熱に伴なって軟化し、次いで硬化
反応により硬化していくのであるが、その過程で電極２
．３間に電圧があられれる。この電圧は、硬化反応の進
行にともなって変化し、その変化は樹脂温度とともに同
じ時間スケールで記録される。
第２図は、その記録の一例を示す。第２図において、樹
脂が硬化温度に昇温された時点はｔｌ で示され、硬化
完了の時点はｔ２で示されている。硬化完了時点ｔ２の
判定は、ゼロ電圧Ｂｏにだいし一定のスレショルド電圧
Ｂｓを定め、電圧が低下してこの電圧ＢＳになった時点
とするか、あるいは電圧減少曲線の近似直線１がゼロ電
圧ＢＯの線と交わる時点とすればよい。電圧がゼロ値を
示したとき、測定を止め、レコーダー４の記録から時点
１．．１２ を読みとり、その差によりゲル化時間△ｔ
を得ることができる。
脂が硬化温度に昇温された時点はｔｌ で示され、硬化
完了の時点はｔ２で示されている。硬化完了時点ｔ２の
判定は、ゼロ電圧Ｂｏにだいし一定のスレショルド電圧
Ｂｓを定め、電圧が低下してこの電圧ＢＳになった時点
とするか、あるいは電圧減少曲線の近似直線１がゼロ電
圧ＢＯの線と交わる時点とすればよい。電圧がゼロ値を
示したとき、測定を止め、レコーダー４の記録から時点
１．．１２ を読みとり、その差によりゲル化時間△ｔ
を得ることができる。
樹脂が常温硬化型のばあいには、試料片を加熱する必要
はなく、樹脂に硬化剤を添加したのち電極２，３に接触
させ、その時点から時間を計測しながら電圧を測定すれ
ばよい。
はなく、樹脂に硬化剤を添加したのち電極２，３に接触
させ、その時点から時間を計測しながら電圧を測定すれ
ばよい。
比較実験例
使用電極 銅とニッケルの組合わせ
加熱温度 １８０℃ 加熱速度 ４℃／分以上の条件で
、従来法と、本発明の方法による試験を各５回行った。
、従来法と、本発明の方法による試験を各５回行った。
その結果を表に示す。なお、本発明の方法においては、
硬化完了は電圧低下曲線の近似直線により判断した。
硬化完了は電圧低下曲線の近似直線により判断した。
以上から、本発明の方法により、ばらつきの非常に少な
い、安定した測定値が得られることが確認できた。なお
、本発明の方法により加熱硬化型樹脂を試験するばあい
、樹脂の加熱速度を１℃／分ないし４℃／分の範囲で変
化させてその影響を調べたが、２℃／分以上の昇温速さ
で加熱すれば実用上十分な精度の測定結果が得られるこ
とが確できた。
い、安定した測定値が得られることが確認できた。なお
、本発明の方法により加熱硬化型樹脂を試験するばあい
、樹脂の加熱速度を１℃／分ないし４℃／分の範囲で変
化させてその影響を調べたが、２℃／分以上の昇温速さ
で加熱すれば実用上十分な精度の測定結果が得られるこ
とが確できた。
第１図は本発明の方法の実施に用いられる装置−例を示
す概略図、第２図は加熱硬化型樹脂の測定における記録
の一例を示す図表である。 ■・・・試料片、２．３・・・電極、４・・・ レコー
ダー、５・・・熱電対、６・・・温度信号変換器。 第１図
す概略図、第２図は加熱硬化型樹脂の測定における記録
の一例を示す図表である。 ■・・・試料片、２．３・・・電極、４・・・ レコー
ダー、５・・・熱電対、６・・・温度信号変換器。 第１図
Claims (6)
- （１）所定硬化条件のもとにおける樹脂の硬化反応中に
、前記樹脂の互に離隔した２点にそれぞれ異種の金属電
極を接触させて該電極間の電圧を経時的に測定し、硬化
条件が実質的に成立した時点から前記電圧が実質的にゼ
ロになる時点までの時間を計測して、この時間を当該樹
脂のゲル化時間と判定する、熱硬化性樹脂のゲル化時間
測定方法。 - （２）前記（１）項の方法において、樹脂は加熱硬化型
であり、樹脂が所定の硬化温度に昇温されたとき硬化条
件が成立したと判断する、熱硬化性樹脂のゲル化時間測
定方法。 - （３）前記第（２）項の方法において、硬化温度への樹
脂の昇温は２℃／分以上の加熱速度で行なう、熱硬化性
樹脂のゲル化時間測定方法。 - （４）前記第（２）項または第（３）項の方法において
、前記電圧と樹脂の温度とを経時的に記録し、硬化条件
が成立した時点と電圧が実質的にゼロになった時点を判
別する、熱硬化性樹脂のゲル化時間測定方法。 - （５）前記第（１）項の方法において、樹脂は常温硬化
型であり、樹脂に硬化剤が添加され電圧測定用電極に接
触させられたとき硬化条件が成立したと判断する、熱硬
化性樹脂のゲル化時間測定方法。 - （６）前記第（１）項ないし第（５）項のいずれかに記
載された方法において、一定のスレショルド値を定め、
電圧が低下してこのスレショルド値に達したとき電圧が
実質的にゼロになったと判断する熱硬化性樹脂のゲル化
時間測定方法。 二ψノ 前記第（１）項ないし第（５）項のいずれかに
記載された方法において、電圧減少曲線の近似直線がゼ
ロ値になる点を電圧が実質的にゼロになる時点と判断す
る、熱硬化性樹脂のゲル化時間測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8008584A JPS60224052A (ja) | 1984-04-23 | 1984-04-23 | 熱硬化性樹脂のゲル化時間測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8008584A JPS60224052A (ja) | 1984-04-23 | 1984-04-23 | 熱硬化性樹脂のゲル化時間測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60224052A true JPS60224052A (ja) | 1985-11-08 |
Family
ID=13708366
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8008584A Pending JPS60224052A (ja) | 1984-04-23 | 1984-04-23 | 熱硬化性樹脂のゲル化時間測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60224052A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005108034A3 (en) * | 2004-04-29 | 2006-02-23 | Masonite Corp | Compression molding method and apparatus suitable for making door facings |
-
1984
- 1984-04-23 JP JP8008584A patent/JPS60224052A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005108034A3 (en) * | 2004-04-29 | 2006-02-23 | Masonite Corp | Compression molding method and apparatus suitable for making door facings |
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