JPS60242353A - 成形品中の欠陥検出方法 - 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】 本発明は非破壊、非接触で不透明な成形品中に含まれる
ボイドの位置と大きさを検出する方法に関する。

（ａ）産業上の利用分野 本発明に係る成形品とは高分子、金属１ＭＩ器など総て
の成形品を指す。

世の中で使用される成形品にはボイド（空孔）が中に含
まれていてもその大きさが微少な限り差支え無い用途が
多いが、機械的な強度を必要とする用途或いは絶縁耐力
を必要ぶする電気的用途においては信顛性の保持のため
ボイドの無い成形品を作ることが必要であり、また検査
段階でボイド□を検出し一定の大きさ以上のボイドを含
む成形品は不良品として排除する必要がある。

（ｂ）従来の技術 アクリル樹脂のような成る種の高分子成形品については
透明なため目視によるボイドの検出が可能であるが、大
部分の成形品は不透明体であるためにボイド検出法とし
て超音波探傷機が用いられている。

すなわち成形品の表面から内部に向けて超音波パルスを
送り、ボイドや傷などの欠陥部からの反射波を受け、電
気信号に変えてブラウン管で位置と大きさを検出してい
る。

また重量や比重の測定から推定する方法もあるが、これ
ら何れの方法も数■以下のボイドの検出は不可能であり
、特に重量や比重による方法はボイド位置を検出するこ
とはできず、破壊して始めて検出されていた。

＜ｃ＞発明が解決しようとする問題点 本発明の目的は従来検出が困難であった大きさが数ｌ以
下のボイドについても非接触で検出が可本発明は成形品
の下面を均一に加熱するか或いは冷却し熱伝導により成
形品の表面温度が下面と平衡値に達するまでの過渡期間
に赤外線サーモグラフィにより表面の温度分布の推移を
画像表示し、画像に現れた熱伝導の不良個所より、成形
品中のボイドの位置と大きさを推定するものである。

すなわち成形品の中に存在するボイドは真空或いはガス
体から成っているが、このボイド部分の熱伝導度が成形
体部分の熱伝導度と較べて桁違いに小さいことを利用す
るものであって、成形品の下面と上面との間に温度差を
設け、両面の温度が平衡に達するまでの過渡現象として
熱の到達面に温度差を生じるのを利用し、サーモグラフ
ィによりサーモチャートを観察する。

（ｅ）作用 先に記したように成形品には各種のものがあるがここで
は高分子化合物よりなる成形品を例にとり説明する。

高分子化合物を成形してプラスチック製品を作る方法と
して圧縮成形法、積層成形法、トランスファ成形法、射
出成形法、注型法など各種の方法があるが成形に際し圧
力が低すぎるとボイドを生じ、逆に高過ぎると割れがで
き易い。

第１図はプラスチック１の中に存在するボイド２の位置
と大きさを赤外線サーモグラフィ３により検出する方法
を示すもので、当初プラスチックの温度を一定に保つこ
とと加熱或いは冷却を一方の面より対向面に対し均一に
行いながらプラスチック表面のサーモチャートを観察す
る。

今プラスチック１を加熱してボイド２を検出する場合を
示すと次のようになる。

プラスチック１を低温槽に入れて全部まで一様な温度と
した後、比較的高温に保持された加熱体４にプラスチッ
ク１の下面を密着し、表面の温度分布を赤外線サーモグ
ラフィ３のカメラ７を用いて撮像し、これをブラウン管
５に画像表示する。

ここでプラスチックの下面を均一に加熱するには一定の
温度に保持された液中に底面を浸すのが良く、第１図は
保持ブロック６により浸漬長を決め、一定温度に保持さ
れた溶液に下面を浸漬した状態を示している。

第２図はこの場合にブラウン管に表示される画像の推移
を示すもので、同図（Ａ）は当初の状態、同図（Ｂ）は
下面より上面へ熱伝導が行われているがまだ下面と熱平
衡に達しておらず上面の温度分布が異なっている状態、
また同図（Ｃ）は上面が熱平衡に達し均一な温度に達し
た状態を示している。

本発明は第２図（１３）に示すような過渡状態のサーモ
チャートからボイドの位置と大きさとを検出するもので
ある。

すなわち第２図（Ａ）は低温槽中で保持されたプラスチ
ック表面のサーモチャートを示しており変化はない。

然し、厚さと材料の熱伝導率により決まる一定時間経過
後では下面からの熱伝導により上面の温度は次第に上昇
し始めるが、ボイド２では熱伝導が阻害されるために温
度上昇が遅れ同図（Ｂ）に示すようにボイド位置を中心
とした同心円状のサーモチャートが現れる。

本発明はかかるサーモチャートの中心部の形状からボイ
ド２の大きさを推定するものである。

更に時間が経過すると横方向からの熱伝導により上面の
温度は均一になり、下面の温度と平衡に達し、同図（Ｃ
）には平衡温度のサーモグラフが現れる。

（、ｆ）実施例 試験片として５０Ｘ５０Ｘ５　ｆｉのポリカーボネート
（ＰＣ）成形品を使用した。

なお試験片は射出成形法により作ったが、射出時にスク
リュー背圧を故意に低下させ直径約２ｍｌの球形のボイ
ドを介在させである。

まず試験片を氷水の中に２０分間浸漬して均一に０℃と
した。

次ぎに第１図に示したと同じ恒温水槽を用い、５０℃±
０．２℃に保たれている水中に保持ブロックを用意して
試験片の底を１鶴だけ浸漬するように準備した。

この場合、試験片はその厚さから水面上に４顛突出する
ことになるがこの位置に赤外線サーモグラフィのカメラ
の焦点を合わせておく。

測定法として素早く試験片を氷水より上げて恒温水槽に
移し、サーモグラフィのカメラを動作させて試験片上面
のサーモチャートをブラウン管で観察した。

サーモチャートの変化は第２図に示したように当初試験
片の上面は均一に０℃を示し、４分後に上面は１８℃と
なったがボイド位置はこれよりも更に０．８℃低下して
おり、この位置と温度差からボイドの大きさを検知する
が、この例の場合直径２龍のボイドをサーモチャートか
ら視認することができた。

次ぎに２０分経過後では上面温度は４４℃にまで上昇す
るとともに平衡に達し、均一な温度分布となった。

このように平衡に達する迄の過渡時間におけるサーモチ
ャートを観察することによりボイドの位置と大きさを測
定することができる。

（ｇ）発明の効果 以上述べたように本発明はボイドを含むプラスチック単
体に対し適用できるだけでなく、プラスチックに金属を
インサート成形したコネクタや半導体部品のような金属
・プラスチック複合成形品や複雑な形状のプラスチック
品に対しても使用できる。

すなわち予めボイドのない成形品とボイドを含む成形品
の温度分布の相違をサーモグラフィの画像から測定して
おき、成形品の画像処理を行うことでボイドの有無、形
状、深さなどを推定することができる。

次ぎに今までの実施例では成形体を加熱する場合につい
て述べたが冷却する場合も同様であって熱伝導度の違い
からボイド位置とその大きさを推定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかるサーモグラフィによるボイド測
定機構の説明図。 第２図（Ａ）、（Ｂ）、（ｃ）はブラウン管に現れるサ
ーモチャートの説明図である。 図において １はプラスチック、　２はボイド。 ３は赤外線サーモグラフィ ４は加熱体、　５はブラウン管。 ７はカメラ。 である。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）成形品を加熱或いは冷却するとき、非平衡状態に
   おける成形品の表面の温度分布からボイドを検出するこ
   とを特徴とする成形品中の欠陥検出方法。
2. （２）表面の温度分布を検出するのに赤外線サーモグラ
   フィを用いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
   載の成形品中の欠陥検出方法。
3. （３）成形品を加熱或いは冷却するのに液体を用いるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の成形品中の
   欠陥検出方法。
4. （４）成形品を加熱あるいは冷却するのに気体を吹きつ
   けることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の成形
   品中の欠陥検出方法。
5. （５）成形品の下面を均一に加熱するか或いは冷却し、
   熱伝導により該成形品の加熱面に向い合う面の表面温度
   が加熱面と平衡値に達するまでの過渡期間に赤外線サー
   モグラフィにより表面の温度分布の推移を画像表示し、
   該画像に現れた熱伝導の不良個所より、成形品のボイド
   の位置と大きさとを推定することを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の成形品中の欠陥検出方法。