JPS61209337A - 成形材料の成形性評価試験装置 - Google Patents

成形材料の成形性評価試験装置

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JPS61209337A
JPS61209337A JP5106185A JP5106185A JPS61209337A JP S61209337 A JPS61209337 A JP S61209337A JP 5106185 A JP5106185 A JP 5106185A JP 5106185 A JP5106185 A JP 5106185A JP S61209337 A JPS61209337 A JP S61209337A
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JP
Japan
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molding material
torque
rotor
kneading
temp
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Pending
Application number
JP5106185A
Other languages
English (en)
Inventor
Murao Arata
村雄 荒田
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS61209337A publication Critical patent/JPS61209337A/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29BPREPARATION OR PRETREATMENT OF THE MATERIAL TO BE SHAPED; MAKING GRANULES OR PREFORMS; RECOVERY OF PLASTICS OR OTHER CONSTITUENTS OF WASTE MATERIAL CONTAINING PLASTICS
    • B29B7/00Mixing; Kneading
    • B29B7/02Mixing; Kneading non-continuous, with mechanical mixing or kneading devices, i.e. batch type
    • B29B7/22Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
    • B29B7/28Component parts, details or accessories; Auxiliary operations for measuring, controlling or regulating, e.g. viscosity control
    • B29B7/283Component parts, details or accessories; Auxiliary operations for measuring, controlling or regulating, e.g. viscosity control measuring data of the driving system, e.g. torque, speed, power
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N11/00Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties
    • G01N11/10Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties by moving a body within the material
    • G01N11/14Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties by moving a body within the material by using rotary bodies, e.g. vane

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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】 [技術分野] 本発明は、フェノール樹脂など熱硬化性成形材料の成形
性を評価するための試験装置に関するものである。
[背景技術] 7エ/−ル樹脂など各種熱硬化性成形材料の成形性を評
価する試験装置としては、従来上り第7図に示すものが
ある。このものは、上盤8と下盤9との間に上金型10
と下金型11とを配設し、上金型10内の材料投入室1
2の下爾を閉塞するノズル板13を下金型11に取り付
けて形fIr、シたものである。この試験装置によって
成形材料の成形性を評価する試験をおこなうにあたって
は、材料投入室12内に成形材料1を投入し、金型温度
を110〜120℃程度に設定された上金型11によっ
て成形材料1を加熱して成形材料1を溶融させ、この状
態でプランジャー14によって成形材料1を圧縮してノ
ズル板13のノズル孔15から押し出すようにするもの
である。そしてプランジャー14によって圧縮する際の
圧力変動を圧力センサーによって検出し、これをチャー
トにとってグラフ化して圧力白線を作成し、この圧力曲
線から成形材料の溶融性や硬化速度、粘度などを評価す
るのである。しかしこの試験装置では成形材料1が静的
な状態においてこれらの特性が測定されることになり、
圧縮成形における成形性の評価はある程度できるものの
、射出成形のように混線状態におかれる成形材料の動的
な状態での特性を測定することはできず、射出成形など
における成形性の評価をおこなうことができないもので
あった。
[発明の目的〕 本発明は、上記の点に鑑みて為されたものであり、混線
状態における成形材料の特性を測定して射出成形などに
おける成形性の評価をすることかで慇る成形材料の成形
性試験装置を提供することを目的とするものである。
[発明の開示] しかして本発明に係る成形材料の成形性試験装置は、成
形材料1が投入されるケーシング2内に成形材料1を混
練するローター3を回転駆動自在に配設し、このロータ
ー3のトルクを検出するトルクセンサー4とケーシング
2内の成形材料1の温度を検出する温度センサー5とを
具備して成ることを特徴とするものであり、ローター3
によって成形材料1を混練している状態でローター3に
負臂されるトルクをトルクセンサー4で検出してトルク
曲線を得ると共に、この混線状態における成形材料1の
発熱温度を温度センサー5で検出して発熱温度曲線を得
ることによって、これらトルク曲線と発熱温度曲線とか
ら混線状態にある成形材料の動的な特性を評価できるよ
うにし、もって射出成形などにおける成形性の評価がお
こなえるようにしだらのであって、以下本発明を実施例
により詳述する。
ケーシング2は金属材料によって形成され、内部に両型
の混線室16が設けてあり、第1図のようにケーシング
2の上部において混練室16に連通する材料投入口17
が貫通して設けである。19は材料投入口17へ成形材
料1を導くために漏斗状の凹部として形成されたホッパ
一部である。
またケーシング2の底部には先端が混線室16内に臨む
ように温度センサー5が取り付けてあり、さらにケーシ
ング2の壁内などにおいてヒータなどを設けて0〜20
0℃程度の範囲内で加熱温度を調整できるようにしであ
る。そして混線室16内には一対の略正三角形状のロー
ター3が取り付けである。第2図に示すようにこの一対
のローター3のうち一方はモータ25の出力軸26にカ
ップリング27を介して接続した駆動軸28の先端に取
り付けてあり、また他方のローター3は駆動軸18に固
設した原動ギヤ29に噛合される従動ギヤ30に固設し
た従動軸31の先端に取り付けである。従ってこのもの
にあって、モータ25の出力軸26が回転駆動されると
、駆動軸28によって一方のローター3が回転駆動され
ると共に、原動ギヤ29と従動ギヤ30とを介して従動
軸31によって他方のローター3が回転駆動されるよう
にしである。このとき、原動ギヤ29と従動ギヤ30と
のギヤ比の設定によって、一方のa−ター3と他方のロ
ーター3との回転数を異なるようにするのが混練効果の
うえで好本しく、例えば一方のローター3と他方のロー
ター3の回転比を2:3に調整しである。またモータ2
5はモータケーシング32内の回転子に設けられた出力
軸26をモータケーシング32の前端と後端とよりそれ
ぞれ突出させて形成されるもので、出力軸26をベアリ
ング33を有する一対の輸受け34.34によって軸支
することによってこのモータ25の支持がなされるよう
にしである。そしてモータ25のケーシング32に一体
的に突出させで設けた突出子35にトルクセンサー4を
構成するロードセルの作動子36が接続しである。さら
に、モータ25の後端から突出した出力軸26の先端に
はタコノエネレーター41を接続しでモータ25の出力
軸26の回転数の検出がなされるようにしである。また
、温度センサー5及びトルクセンサー4はそれぞれ増幅
器37を介して記録計38に接続しであり、温度センサ
ー5とトルクセンサー4とによって計測された値が記録
計38のチャート用紙に発熱温度曲線やトルク曲線とし
て記録されるようにしである。
しかしてこのようにして形成される試験装置を用いてフ
ェノール樹脂など各種の熱硬化性樹脂成形材料の成形性
を評価するにあたっては、まず材料投入口17から混練
室16内に成形材料1を投入し、材料投入口17に押さ
えブロック20を挿入して押さえブロック20の自重に
よって成形材料1を押さえるようにする。第1図のもの
は材料投入口17の上下長さが長(形成されて(するた
めに押さえブロック20は材料投入口17に差し込むだ
けで材料投入口17内に保持されるが、第5図のものは
材料投入口17の上下長さが短I/まために、押さえブ
ロック20を上下回動自在にケーシング2に取り付けた
)Sンドルバー21によって支持するようにする必要が
ある。そしてこの状態でケーシング2内のヒータを発熱
させて混練室16内に充填した成形材料1を加熱し、溶
融させる。
次いでローター3を所定の一定回転数で回転駆動させて
混練室16内の成形材料1を混練する。ローター3によ
って混練されることによって成形材料1はその剪断力に
よって発熱され、温度が上昇すると共に反応の進行によ
って粘度が増大する。
この間ケーシング2による成形材料1への加熱温&li
一定に設定されている。そして、成形材料1の発熱温度
の上昇を温度センサー5によって検出させ、記録計38
のチャート用紙に発熱温度曲線39として記録させるよ
うにする。*た成形材料1は温度上昇に伴って上記のよ
うに粘度が上昇するが、この粘度の上昇によってロータ
ー3の回転負荷が太き(なり、tJS2図におけるa矢
印のような出力軸26の回転力に対する負荷が大きくな
ってこの負荷がb矢印のような回転反力としてモータ2
5のモータケーシング32に作用することになり、この
回転反力がトルクセンサー4としてのロードセルに突出
子35及び作動子36を介して働く、従って成形材料1
の粘度の上昇はローター3に負荷されるトルク値の上昇
としてトルクセンサー4によって検出されることになり
、このトルク値の変化を記録計38のチャート用紙にト
ルク曲線40としで記録させるようにする。
このようにして第6図に示すような発熱温度曲線3−9
とトルク曲線40とを得ることができるが、トルク曲線
40はローター3の回転開始時点で急上昇し、−担下降
したのち成形材料1の粘度の上昇に伴って徐々に上昇し
、ピークにまで達する。
また発熱温度曲線39はケーシング2による成形。
材料1の加熱の開始によって急上昇し、さらにローター
3による混線によって徐々に上昇し、トルク曲線40の
ピークと同時に発熱温度曲線39は極大値に達する。こ
の時点で測定は終了される。
そしてトルク曲線40においで、その高さが粘度(V)
に相当するものであり、トルク白線40の高さの変化に
よって成形材料1の粘度の変化を知ることができ、また
トルク曲線40のピークが成形材料1の硬化を示すもの
で、このピークに至るまでの時間によって成形材料1の
硬化速度(FT)を知ることができる。さらにこの粘度
の変化や硬化速度に対応して発熱温度−139で成形材
料1の発熱特性を知ることがで終ることになる。これら
のことから成形材料1の硬化特性(ゲル化特性)や混線
時の動的熱安定性など成形性を評価することができるこ
とになる。さらにはローター3を回転駆動させるのに要
するモータ25の回転エネルギーを測定することによっ
て、成形材料1を混練するのに要する消費エネルギーを
知ることもできることになる。
尚、本発明にあって好適の実施例では、第1図に示すよ
うにケーシング2の上部に突出部18を突出させておい
て、材料投入口17は突出部18において設けるように
し、材料投入口17が上下に長い寸法(50c輪程度)
で形成されるようにするのがよい、すなわち、成形材料
1が粉状の場合に比べてベレットやチップなど粒状の場
合は重量に対して見掛けの容積が大きくなり、粒状の成
形材料1を用いたと塾には溶融状態で混練室16内の容
量を満たしても溶融する前の粒状のときには見掛けの容
積が大きく、混線室16内に入り切らないことになると
ころ、材料投入口17が第4図や第5図のように短い寸
法(100−程度)で形成される場合には、第5図に示
すように材料投入口17より成形材料1が溢れた状態で
押さえブロック20で混線室16内の成形材料1を押さ
えることになり、混線室16の容積に°見合った成形材
料1の量で測定をおこなうことができず、測定データに
変動が生じてしまうおそれがある。これに対して第1図
におけるように材料投入口17を長く設定するようにす
れば材料投入口17の容積が太き(なって、成形材料1
の見掛けの容積が天外くて混練室16から一部が溢れる
ようなことがあっても、この溢れる部分は材料投入口1
7内に収められることになる。そしてこの材料投入口1
7内に収められた成形材料1は、成形材料1が溶融され
るにつれて押さえブロック20によって混線室16内に
押し込められることになり、混線室16内に所定量の成
形材料1を充填させた状態で測定をおこなうことができ
ることになるのである。また、ケーシング2は混練室1
6が表裏に開口して設けられた中枠22と中枠22の表
裏面に取り付けられる外枠23及び内枠24とに分割さ
れるように形成してあり、外枠23と内枠24とを中枠
22の表裏面にそれぞれ取り付けることによって外枠2
3と内枠24とで中枠22の混練室16の表裏の開口が
閉塞されるようにしである。そして中枠22として第3
図(a)のように厚みtlが301程度の薄いものを用
いることによって、混線室16の容量を30cc程度の
小容量のものに形成できるようにし、また中枠22とし
て#13図(b)のように厚みt2が60mar程度の
厚いものを用いることによって、混練室16の容量を6
0cc程度の大容量のものに形成できるようにしである
。従って中枠22を替えるだけで混線室16の容量を変
えて、小容量の成形材料1の測定と大容量の成形材料1
の測定とに使い分けをおこなうことができることになり
、例えば成形材料1が粒状であれば混線室16を大容量
にして成形材料1が粉状であれば混練室16を小容量に
してそれぞれ評価精度高く成形性の試験をおこなうこと
ができるものである。さらに本発明の装置は、上記のよ
うに混線状態下で成形材料1の成形性を測定できるもよ
うにしたものではあるが、ローター3による混線作用を
利用して成形材料を試作する際の混練装置として活用す
ることも可能である。しかもこの成形材料の試作混線と
同時に成形性の測定をおこなうことができることになる
ものである。
[発明の効果1 上述のように本発明にあっては、成形材料が投入される
ケーシング内に成形材料を混練するローターを回転駆動
自在に配設し、このローターのトルク値を検出するトル
クセンサーとケーシング内の成形材、料の温度を検出す
る温度センサーとを具備したので、ローターの混線作用
による成形材料の温度上昇を検出させることができると
共に、この温度上昇に伴なう反応の進行による成形材料
の粘度上昇をローターに負荷されるトルク値の変化とし
てトルクセンサーによって検出させることができ、これ
ら温度変化とトルク変化とから混線状態における成形材
料の動的な特性を測定して、混線の作用を受けつつ成形
がなされる射出成形などにおける成形材料の成形性の評
価をおこなうことができるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の内部の正面図、第2図は同
上の機構部分の斜視図、第3図(a)(b)はそれぞれ
同上における実施例の一部破断した斜視図、第4図、第
5図はそれぞれ他の実施例の正面図、第6図は発熱温度
白線とトルク曲線を示すグラフ、第7図は従来例の断面
図である。 1は成形材料、2はケーシング、3はローター、4はト
ルクセンサー、5は温度センサーである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)成形材料が投入されるケーシング内に成形材料を
    混練するローターを回転駆動自在に配設し、このロータ
    ーのトルクを検出するトルクセンサーとケーシング内の
    成形材料の温度を検出する温度センサーとを具備して成
    ることを特徴とする成形材料の成形性評価試験装置。
JP5106185A 1985-03-14 1985-03-14 成形材料の成形性評価試験装置 Pending JPS61209337A (ja)

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JP5106185A JPS61209337A (ja) 1985-03-14 1985-03-14 成形材料の成形性評価試験装置

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JP5106185A JPS61209337A (ja) 1985-03-14 1985-03-14 成形材料の成形性評価試験装置

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JPS61209337A true JPS61209337A (ja) 1986-09-17

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ID=12876284

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JP5106185A Pending JPS61209337A (ja) 1985-03-14 1985-03-14 成形材料の成形性評価試験装置

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05256755A (ja) * 1992-03-11 1993-10-05 Mitsubishi Steel Mfg Co Ltd 物質混練進行度合検出方法並びに装置
EP0664154A1 (de) * 1994-01-21 1995-07-26 Janke & Kunkel Gmbh & Co. Kg Rührgerät mit einer Haltevorrichtung
US5577410A (en) * 1994-02-22 1996-11-26 Miles J. Willard Method and apparatus for testing snack product ingredients
ITMI20081261A1 (it) * 2008-07-10 2010-01-11 Ansaldo Sistemi Spa Mescolatore per materiale polimerico
EP2143538A1 (en) * 2008-07-10 2010-01-13 Ansaldo Sistemi Industriali S.p.A. Polymeric material mixer
JP2012122831A (ja) * 2010-12-08 2012-06-28 Kurimoto Ltd せん断装置

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