KR100393159B1

KR100393159B1 - 경화 특성 측정 장치 및 측정 방법

Info

Publication number: KR100393159B1
Application number: KR10-2000-0005704A
Authority: KR
Inventors: 도사끼지까오
Original assignee: 니찌고오 쇼지 가부시끼가이샤
Priority date: 1999-02-08
Filing date: 2000-02-08
Publication date: 2003-07-31
Also published as: KR20000057949A; JP2000230895A; TW455683B; US6523397B1

Abstract

본 발명에 따르면, 고정면 및 회전 진동 구동면을 갖는 분리 가능한 시료 챔버에는 점탄성을 갖는 시료가 투입되고, 상기 구동면을 통해 상기 시료에 비틀림 진동이 가해지며, 상기 시료에 발생된 전단 응력이 상기 고정면 또는 구동면을 통해 토크로서 관측되며, 상기 시료의 경화 공정에서 발생된 체적 수축을 따라 상기 시료 챔버의 체적을 감소시키는 수단이 제공된 경화 특성 측정 장치가 제공된다.

Description

경화 특성 측정 장치 및 측정 방법{CURING CHARACTERISTICS MEASURING APPARATUS AND MEASURING METHOD}

본 발명은 열경화성 수지 또는 이를 함유한 복합 재료의 경화 특성을 측정할 수 있는 경화 특성 측정 장치 및 경화 특성 측정 방법에 관한 것이다.

열경화성 수지 또는 이를 함유한 복합 재료가 경화후에 소정의 특성을 가지는지의 여부, 또는 열경화성 수지 또는 이를 함유한 복합 재료의 경화가 특정 온도 또는 압력 하에서 소정의 시간에 시작하고 완료하는지의 여부를 알기 위해, 경화 특성 시험이 실행된다. 이러한 목적을 위해, 시험은 지금까지 고무의 경화 특성을 측정하는 점탄성 시험기(이후, "경화 시험기"로 언급함)의 다이의 형상을 부분적으로 변화시킴으로써 실행되었다.

고무에 대한 경화 시험기는 ISO3417, ISO6502, JIS K6300 등에 설명되어 있다. 또한, 열경화성 수지의 경화 특성 시험을 위해 안출된 다이를 구비한 시험기는 일본 특허 출원 공개 제7-72710호, 일본 실용신안등록 출원 공개 제5-2841호 등에 설명되어 있다. 전술한 경화 시험기는, 고정면과 회전-진동 구동면을 구비한 시료 챔버 내에 경화되지 않은 고무 시료가 채워지고, 고정면 또는 구동면을 통해 시료 내에 발생된 진동 토크와 같은 전단 응력을 측정하는 동안 변화를 곡선으로서 기록하기 위해 비틀림 진동이 구동면을 통해 시료에 가해지는 장치이다. 또한, 열경화성 수지의 경화 특성을 위해 안출된 다이는 다이 표면과 시료 사이의 미끄러짐을 방지하기 위해 홈을 표면 상에 제공하였다.

열경화성 수지 및 이를 함유한 복합 재료는 경화 반응과 관련된 체적 수축의 정도가 고무의 경화 반응 속도에 비하여 크다. 이후, 이러한 현상은 "경화 수축"으로 언급된다. 종래 기술의 경화 특성 시험 장치에서는 전술한 미끄럼 방지 홈이 제공되더라도 경화 수축이 상당히 크면 시료의 경화 과정 중에 시료와 시료 챔버의 내벽 사이에 간극이 발생되며, 그 결과, 구동면으로부터 제공된 비틀림 진동이 시료에 효율적으로 전달되지 않고, 그리고/또는 시료 내에 발생된 전단 응력이 토크 검출 기구에 완전하게 전달되기 전에 대부분 감소된다. 따라서, 이러한 시험 장치에서는 데이터의 재생이 없으며, 필요한 특성의 일부만 측정될 수 있다.

도1에서 (A)그룹의 곡선은 이러한 불만족스런 시험 결과의 실제적인 예를 도시한다. 이것들은 경화 반응 중에 체적 수축을 야기하는 시료에 대한 종래 기술의 시험 장치에 의해 반복된 측정에 의해 측정된다. 사용된 시험 장치는 예를 들어, 일본 특허 출원 공개 제7-72710호, 일본 실용신안등록 출원 공개 제5-2841호에서 설명된 열경화성 수지의 경화 특성 시험 4를 위해 안출된 다이가 구비되어 있다.

종래 기술의 장치 및 측정 방법은 실제적인 예를 사용하여 설명될 것이다. 현재 광범위하게 사용되는 측정 장치의 구조는 도2에 예시되어 있다. 구동 축(8)의 회전 진동에 의해, 비틀림 진동은 축(8)에 직접 연결된 구동 다이(2)를 통해 시료 챔버(26) 내에 채워진 시료로 가해지며, 시료 내부에 발생된 전단 응력은 진동 토크의 형태로 토크 검출 다이(1)에 전달된다. 토크 검출 다이(1)가 토크 검출 축(7)을 통해 토크 검출 기구(14)에 의해 지지되므로, 진동 토크 및 그 일시적인변화는 토크 검출 기구(14)를 통해 전기 수단 등에 의해 기록된다.

토크 검출 다이(1)와 구동 다이(2)에 부가하여, 시료 챔버(26)는 토크 검출 측면 고정 다이(3)와 구동 측면 고정 다이(4)를 포함한다. 이들 중에서, 토크 검출 다이(1)와 토크 검출 측면 고정 다이(3)로부터의 상부 부분은 시료를 로딩/언로딩할 때 공기 실린더(23)에 의해 도면에서 상하 방향으로 이동가능하다. 한편, 구동 다이(2)와 구동 측면 고정 다이(4)가 도2에서 수직 방향에 관하여 고정되기 때문에, 시료 챔버(26) 내에 채워진 시료는 공기 실린더(23)의 기밀 압력에 의해 측정 중에 밀봉 상태로 유지된다. 시료 챔버(26)를 구성하는 요소는 모두 적당한 히터/온도 제어기(19)에 의해 소정의 측정 온도에서 유지된다. 도면 부호 5는 상부 시일을 표시하고, 도면 부호 6은 하부 시일이고, 도면 부호 10은 모터이고, 도면 부호 11은 편심 회전축이고, 도면 부호 12는 크랭크 아암이고, 도면 부호 13은 토크 아암이고, 도면 부호 15 및 16은 히터이고, 도면 부호 17은 상부 다이(1)와 상부 고정 다이(3) 등을 포함하는 상부 측정부(B)를 지지하는 상부 기부이고, 도면 부호 18은 하부 다이(2)와 하부 고정 다이(4) 등을 포함하는 하부 측정부(A)를 지지하는 하부 기부이고, 도면 부호 24는 플래시 콜렉터를 표시한다. 시료 챔버(26) 주위의 상세한 구조는 도3과 도4에 도시되어 있다. 각각의 도면들은 이하에 기술된 측정 예의 설명과 함께 설명될 것이다.

도3에서, 도면 부호 66은 시료를 표시하고, 도면 부호 66A는 플래시 콜렉터 내로 가득 채워지는 시료이다. 도4에서, 도면 부호 64A는 시일판 지지판(64)의 절개부를 표시하고, 도면 부호 65A는 시일판(65)의 칼라부이고, 도면 부호 69는 스크류를 고정하는 점 대면 구멍이다.

도1의 측정 예에 사용된 시료(66)는 비삼투식 폴리에스테르형의 열경화성 수지이다. 이러한 시료(66)는 실내 온도에서 유동성을 갖는 점성 액체이며, 경화에 관련된 그 체적 수축은 약 7% 정도 크다. 이러한 값은 열경화성 수지들 중 가장 큰 값들 중 하나이다. 시료(66)는 도2의 시료 챔버(26) 내로 주입된다. 도3은 시료 챔버(26)의 확대된 격막을 도시한다. 도3에 도시된 토크 검출 다이(상부 다이, 61)의 형상은 도2의 예와 다른 원뿔형이나, 원판형일지라도 실질적으로 차이가 없다. 또한, 이후의 설명에서는 간략화를 위해 토크 검출 다이(61)가 상부 다이로서, 토크 검출 측면 고정 다이(63)가 상부 고정 다이로서, 구동 다이(62)가 하부 다이로서, 시일판 지지판(64)이 하부 고정 다이로서 언급된다.

도4는 시료 챔버(26)를 구성하는 요소들의 분해 사시도를 도시한 것이다. 시일판(65)과 시일판 지지판(64)은 결합식으로 하부 고정 다이로서 기능하나, 경화된 시료의 제거 및 측정 완료 후의 세척의 편의를 위해, 시일판 지지판(64)과 시일판(65)은 분리 가능한 구조를 갖게 된다.

시료(66)를 주입한 후에, 시료 챔버(26)는 신속히 폐쇄되고, 도3에 도시된 하부 다이(62)의 구동이 개시된다. 구동은 도3에 도시된 구동축(8) 주위로 1.6Hz의 주파수로 ± 1/4°진폭의 정현파 곡선의 회전 진동으로 수행된다. 이러한 회전 진동은 시료 내부의 점탄성에 따라 전단 응력을 발생하도록 시료(66)에 전달되고, 진동 토크로서 도3에 도시된 상부 다이(61)를 거쳐 토크 검출축(7)에 전달된다. 진동 토크는 직접 연결되어 있는 토크 검출 기구에 의해 검출되고, 그 시간적 변화의 상태는 곡선으로서 기록된다. 대개, 이 곡선에서 토크 정현파의 진폭만이 기록된다.

위의 시료 챔버를 구성하는 5개의 부품들, 즉 도3에 도시된 상부 다이(61), 하부 다이(62), 상부 고정 다이(63), 시일판(65) 및 시일판 지지판(64)의 온도는 도2에 도시된 히터(16, 20, 21, 22)와 (도시되지 않은) 온도 조절기에 의해 제어되고, 소정의 온도(본 예에서는 130℃)로 유지된다. 그 결과, 실내 온도로 유지된 시료(66)의 온도는 시료가 시료 챔버 내로 주입됨과 동시에 증가하기 시작하여, 소정의 경화 온도에 신속히 도달한다.

공기 실린더(23)가 시료 챔버(26)를 폐쇄하도록 하방 이동됨과 동시에, 하부 다이(62)의 구동은 개시되며, 진동 토크가 검출된다. 검출된 토크 진폭의 시간적 변화의 기록은 도1에 도시된 곡선들 중 (A)그룹으로 나타나고, 그것을 경화 특성 곡선 또는 경화 곡선이라 부른다. 곡선들 중 (A)그룹은 동일 상태 하에서 반복적으로 측정된 동일 시료의 결과를 나타낸다. 곡선들 중 (B)그룹은 이후에 설명하기로 한다. 도1의 횡좌표의 축은 시료 측정으로부터의 시간(min) 경과를 나타내고 세로 좌표축은 각각의 시간 경과에 대응하는 진동 토크의 진폭값을 나타낸다. 초기 탄력성 있는 유체 상태로부터의 주입된 시료(66)는 어느 정도의 시간 경과 후에 신속히 경화되기 시작하며, 경화의 진행에 따라 경화율이 감소하는 동안 적당한 때에 강한 포화 상태에 도달하게 된다. 이러한 일련의 열경화 과정의 상태는 도1의 곡선들 중 (A)그룹으로부터 알 수 있게 된다. 신속 경화가 개시되는 시간을 경화 개시 시간이라 부르고, 경화 반응율은 경화 개시 후의 곡선 구배 및 그 변화로부터결정될 수 있다. 경화 개시 시간의 2개의 인자들과 경화 반응율 각각은 경화 온도에 따라 폭넓게 가변되는 수지 시료의 온도에서 반응율의 특성을 나타내는 중요한 산업상 지표들이다. 또한, 후반부의 경화 곡선이 거의 편평한 부분의 토크(이후에 경화후 토크로 부르기로 함)는 그 온도에서 경화된 수지의 경도의 측정법이며, 그 수지는 측정 온도가 증가할 때 대개 연성을 갖게 되며, 즉 열 경감식 온도 종속 상태를 갖게 된다. 따라서, 이러한 3개의 인자들 및 이러한 인자들과 온도간의 관계를 정량적으로 인지하는 것은 합성 공식화의 재료 설계 및 그 합성 재료의 구성의 실행에 있어서 질적 제어 및 수지 합성의 공정 설계를 위한 중요한 지침을 얻게 되는 것을 의미한다.

그러나, 실제 도1의 곡선 (A)그룹에 도시된 바와 같이, 경화 공정의 후반부에서의 경화 곡선은 교란되거나 반복성을 얻지 못하는 일이 종종 있게 된다. 이는 경화 수축이 클 때 현저해지는 현상이다. 그 원인은 시료와 상부 및 하부 다이들 간의 경계면에서의 미끄럼 방지를 위해 중요한 압축력이 수축 크기에 따라 반응이 진행함에 따라 감소되어, 경계면 상의 간극을 가져오고, 진동 토크가 구동 다이→시료→토크 검출 다이의 방향으로 전달될 때에 크게 감쇠된다는 사실에 기인하는 것으로 생각된다. 그러한 경우에, 위의 3가지 인자 중에, 경화 개시 시간에 관한 일부 정량을 얻게 되지만, 나머지 2개의 인자들에 대한 정량은 얻지 못하게 된다.

전술된 대로, 열경화성 수지의 경화 특성이 종래 기술의 경화 특성 측정 장치에 의해 측정될 때, 간극이 열경화성 수지의 경화 수축 특성과 관련하여 시료와 시료 챔버 사이에서 발생되어, 구동면으로부터 제공된 비틀림 진동이 효율적으로전달되지 못하고, 시료 내에 발생된 전단 응력이 토크 검출 기구에 완전히 전달되기 전에 실제 임의로 감쇠되어, 정확한 측정을 할 수 없게 된다는 문제점이 자주 발생하게 된다.

따라서, 본 발명의 목적은 그러한 종래 기술의 문제점을 해결하고 정확하고 효율적으로 경화 곡선을 측정할 수 있는 경화 특성 측정 장치 및 측정 방법을 제공하기 위한 것이다.

위의 목적을 달성한 본 발명에 따라, 고정면과 회전 진동 구동면을 구비한 분리 가능한 시료 챔버가 점탄성을 갖는 시료로 충전되고, 비틀림 진동이 구동면을 통해 시료에 인가되고, 시료 내에 발생된 전단 응력이 고정면이나 그 일부를 통해 토크로서 측정되고, 시료의 경화 공정에서 발생된 체적 변화에 이어 시료 챔버의 체적을 변화시키기 위한 수단이 제공되는 것을 특징으로 하는 경화 특성 측정 장치가 제공된다.

시료 챔버의 체적을 변화시키기 위한 수단은 구동면과 고정면 중 적어도 하나가 양 표면 간의 계면 간격을 변경시키는 방향으로 이동되는 구조 및 시료의 경화 공정 내에 발생된 체적 변화에 후속되는 운동을 달성하기 위한 수단을 포함한다.

구동면은 구동 다이의 시료 접촉면이고, 고정면은 토크 검출 다이, 토크 검출측 고정 다이 및 시일판의 시료 접촉면이고, 이동식 구조물은 구동면과 고정면 간의 계면 간격을 변경시키는 방향으로 편향시킬 수 있는 스프링 기능을 갖추고 있다.

운동을 달성하기 위한 수단은 구동원으로서 공기압을 이용한다. 공기압의 값은 시료의 경화 공정에서의 전단 응력의 변화에 따라 가변될 수 있게 된다.

본 발명의 경화 특성 측정 방법은 고정면과 회전 진동 구동면을 갖는 분리가능한 시료 챔버는 점탄성을 갖는 시료로써 충전되고 비틀림 진동이 구동면을 통해 시료에 가해지고 시료 내에 발생된 전단 응력이 고정면 또는 그 일부를 통해 토크로서 측정되는 것을 특징으로 하며, 시료의 경화 공정 중에 발생된 체적 변화에 이어 시료 챔버의 체적을 변화시키는 동안에 측정이 수행된다.

이러한 측정은 구동면 및 고정면 사이의 계면 간격을 변경시키는 방향으로 구동면 및 고정면 중의 적어도 하나를 이동시킴으로써 시료 챔버의 체적을 변화시키는 동안에 수행된다.

이 시료는 구동 다이의 회전 구동면과 접촉하며, 토크 검출 다이, 토크 검출측 고정 다이 및 시일판의 시료와 접촉하는 표면은 구동 다이의 회전 방향에 대해 고정되며, 시일판을 지지하기 위한 지지 몸체는 구동면과 고정면 사이의 계면 간격을 변화시키는 방향으로 편향될 수 있는 스프링 기능을 가짐으로써 시료의 경화 공정 중에 발생된 체적 수축에 따라 시료 챔버의 체적을 감소시킨다.

구동원으로서 공기압을 이용하여 이러한 이동이 달성된다.

공기압의 값은 시료의 경화 공정 중의 전단 응력의 변화에 따라 변한다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 열경화성 수지 시료가 경화 공정 중에 수축되는 현상에 이어, 구동 다이의 구동면과 고정 다이의 토크 검출면을 갖는 시료 챔버의 체적이 감소되고 적절한 접촉 결합 조건이 시료와 구동면 사이 및 시료와 토크 검출면 사이에서 항상 유지되고, 이럼으로써 접경면 상에서의 미끄럼이 방지되고 시료의 전체 경화 공정에 걸쳐 정확한 경화 곡선을 효과적으로 검출하여 기록할 수 있다.

도1은 경화 시간과 토크 크기 사이의 관계를 나타내는 특성도.

도2는 종래 기술에 의한 경화 특성 측정 장치의 단면도.

도3은 종래 장치의 시료 챔버 주변의 상세도.

도4는 종래 장치의 시료 챔버를 형성하는 각 부품의 전개 사시도.

도5는 본 발명의 경화 특성 측정 장치의 일실시예에 의한 시료 챔버 주변의 단면도.

도6은 본 발명의 경화 특성 측정 장치의 일실시예에 사용되는 시일판과 이 시일판 지지판의 외관을 도시하는 사시도.

도7은 본 발명의 경화 특성 장치의 일실시예에 제공된 공기압 회로를 갖는 제어 유닛의 구성을 도시한 개략도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

66 : 시료

81, 82 : 다이

84 : 시일판 지지판

85 : 시일판

100 : 제어 유닛

본 발명의 상기의 목적 및 다른 목적과, 효과, 특징 및 이점은 첨부 도면과 관련된 후속의 실시예의 설명으로부터 보다 명백하게 된다.

본 발명에 있어서, 경화 특성 측정 장치의 고정면과 회전 진동 구동면을 포함하는 시료 챔버가 점탄성을 갖는 시료로써 충전될 때, 이 시료는 구동면을 통해 비틀림 진동을 받게 되고 시료 내에 발생된 전단 응력은 고정면 또는 구동면을 통해 토크로서 측정되며, 이 경우에 시료 챔버의 체적은 열경화성 수지의 경화 특성을 측정하기 위해 시료의 경화 공정 중에 발생된 체적 수축에 따라 감소된다. 이러한 구성에 의하면, 수지의 경화 반응 공정 중의 경화 수축에 따른 토크 측정 오차는 제거된다.

보다 상세하게는, 시료는 구동 다이의 회전 구동면과 접촉하며, 토크 검출 다이, 토크 검출측 고정 다이 및 시료와 접촉하는 시일판의 표면들은 구동 다이의 회전 방향에 대해 고정되며, 시일판을 지지하기 위한 시일판 지지 몸체는 구동면과 고정면 사이의 계면 간격을 변화시키는 방향으로 편향되는 스프링 기능을 가지며, 이럼으로써 시료의 경화 공정 중에 발생된 체적 수축에 따라 시료 챔버의 체적을 감소시킨다.

[실시예]

이하에서, 본 발명의 일실시예가 도면을 참조하여 상세히 설명된다. 도5는 본 발명의 일실시예의 시료 챔버 주변을 도시한다.

종래 기술에 기재된 바와 같이, 전술한 구동 시스템, 토크 측정 시스템, 공기 실린더 등은 도시되어 있지 않으나, 이러한 구동 시스템, 토크 측정 시스템 및 공기 실린더는 예컨대 도2에 도시된 바와 같은 공지된 것과 같은 구성을 갖는다.

도5에 있어서, 도면 부호 81은 상부 다이를, 82는 하부 다이를 그리고 83은 상부 고정 다이를 나타내며, 이들은 종래 기술에 의한 장치의 상부 다이(61), 하부 다이(62) 및 상부 고정 다이(63)에 각각 대응된다. 상부 고정 다이(83)는 그 외부 원주부에 있어서 볼트(Bo)로써 고온 평판(platen; 88) 상에 체결된다. 도5는 상부 고정 다이(83)가 이후 설명되는 시일판 지지판(84)에 인접한 위치에 있는 상태를 도시한다.

도면 부호 84는 시일판 지지판이고, 85는 시일판이다. 도면 부호 86은 상부 다이(81) 상에 형성된 다수의 반경방향 홈을 갖는 전동부(part under transmittal; 81t)의 기부 단부에 구비된 홈(81g)에 부착된 O-링이다. 87은 후술되는 시일판(85)의 상부 표면 돌출부(85B)의 내부 원주부 상에 제공된 홈(85Bg)에 부착된 O-링이다.

상부 다이(81)는 상부 고정 다이(83)에 대향 배치된 토크 검출 축(90)의 단부에 볼트(Bo)로써 체결된다. 상부 다이(81)의 전동부(81t)는 O-링(86)을 통해 상부 고정 다이(83)의 내부 원주부(83a)와 회전가능하게 결합된다. 토크 검출축(90)은 (도시되지 않은) 공기 실린더에 의해 선택적으로 상하 이동되는 기부 부재에 고정된다.

본 발명은 구동측 고정 다이의 부품인 시일판 지지판(84)의 부분이 원추형상 판스프링 구조물을 구비한 것을 특징으로 한다. 즉, 도3 및 도4에 도시된 종래 기술의 점탄성 측정 장치의 시일판 지지판(64) 및 시일판(65)의 형상이 다음과 같이 변경되었다.

링형성 시일판(85)은 예를 들어 탄소강 재료로 제조되고, 도5 및 도6에 도시된 것처럼 내부 링으로서 형성된 상부면 돌출부(85B)와 이 상부면 돌출부(85B)의 주연에 형성된 외부 링부(85C)를 갖는다. 상부면 돌출부(85B)와 외부 링부(85C) 사이에는 조립되었을 때 환형 리세스(85D)가 상부 고정 다이(83) 쪽으로 개구되는 플래쉬 웰로서 형성된다.

시일판 지지판(84)의 디스크 형성부(84A)의 반대쪽에 배치된 상부면 돌출부(85B)의 하부면 내주연에 근접한 부분에는 나중에 설명하는 것처럼 이 도면에 도시된 것과 같은 링형성 하부면 돌출부(85A)가 소정 높이로 마련되어 있다.

상부면 돌출부(85B)의 상부면과 외부 링부(85C)의 상부면은 동일 평면 상에 있고, 도5에 도시된 것처럼 상부 고정 다이(83)의 위치가 시일판 지지판(84)에 근접하였을 때 상부면 돌출부(85B)의 상부면과 외부 링부((85C)가 상부 고정 다이(83)의 하부면에 대해 각각 동시에 접촉하게 된다.

따라서, 시일판(85)은 시일판 지지판(84)에 장착되었을 때 상부 고정 다이(83)로부터의 압력에 대하여 단지 하부면 돌출부(85A)에 의해서만 시일판 지지판(84)의 디스크 형성부(84A)에 대해서 접촉에 의해 지지되고, 시일판(85)은 하부면의 다른 부분과 디스크 형성부(84A) 사이에 공간(△h)이 잔류하도록 하는 형상을 취한다.

또한, 상부면 돌출부(85B) 내부에서 O-링(87)을 통과하는 하부 다이(82)의 전동부(82t)가 시일판 지지판(84)의 개구부(84a)를 통해서 회전식으로 맞물린다. 하부 다이(82)는 볼트(Bo)에 의해 구동축(92)에 연결된다.

O-링(86, 87)은 나중에 설명하는 것처럼 시료 챔버(94)로부터 시료(66')의 누출을 방지하기 위한 시일로서 각각 상부 시일과 하부 시일이라 칭하고, 불소고무제의 O-링(O-링 86)과 불소플라스틱제의 O-링(O-링 87)과의 조합체로서 통상적으로 사용되지만, 시일판(85)의 하방 이동 중에 하부 시일(87)과 하부 다이(82) 사이에 존재하는 마찰 저항은 이 마찰 저항이 시료면의 접촉 결합력을 감소시키는 방향으로 작용하기 때문에 바람직하지는 않다. 그러나, 하부 시일의 재료가 낮은 마찰계수를 갖는 불소플라스틱인 것에 더하여 다행스럽게도 양 부분들이 측정 중에 주연 방향으로 강제로 항상 상대 회전 상태에 있기 때문에, 수직 방향으로의 상대 이동에 대한 저항은 극히 작고, 가압력을 변경함에 따라 상대 수직 이동을 얻기가 비교적 용이하며, 상기에 설명한 접촉 결합력을 감소시키는 영향은 거의 무시해도 좋은 정도이다.

한편, 링형성 시일판 지지판(84)은 예를 들어 스프링 탄소강 재료로 제조되고 중심 근처에 개구(84a)를 갖는 디스크 형성부(84A)와, 이 디스크 형성부(84A)의 전체 외주연에 연결되는 링 형태의 플랜지부(84F)를 포함한다. 디스크 형성부(84A)의 두께는 소정 부하가 작용하였을 때 소정량으로 편향되도록 설정되어 있다. 디스크 형성부(84A)의 상부면 및 플랜지부(84F)의 내주연에 의해 둘러싸인 부분에는 시일판(85)에 맞물린 리세스(84B)가 형성되어 있다. 리세스(84B)의 깊이는 시일판(85)의 주변 두께보다 약간 작은 소정 길이로 설정되어 있어서, 디스크 형성부(84A)의 하방 편향이 방해받지 않게 된다. 또한, 디스크 형성부(84A)의 다른 단부면과 플랜지부(84F)의 내주연면에 의해 둘러싸인 부분에는 하부 볼트(Bo)의 헤드와의 사이에 충분한 공간이 남도록 하는 깊이를 갖는 리세스(84C)가 형성된다 [리세스(84C)의 깊이는 도5에 도시된 것처럼 리세스(84B)의 깊이보다 작다]. 이는 가압 하방력이 상부면의 중심 축선을 따르는 방향으로 힘의 작용 지점으로서의 상부면에 작용할 때 디스크 형성부(84A)의 내주연부가 지지점으로서의 플랜지부(84F)에 대해 하방으로 편향될 수 있게 해준다. 그 결과, 시일판 지지판(84)은 소위 원추형상 판스프링으로서 기능한다 [상기에 설명한 디스크 형성부(84A)를 원추형상 판스프링부(84A)라고도 한다].

플랜지부(84F)는 볼트(Bo)가 관통하게 되는 다수의 구멍을 구비한다. 플랜지부(84F)는 각각의 볼트(Bo)를 구멍을 통해서 고온 평판(89)의 나사 구멍으로 추진시킴으로써 고온 평판(89)에 연결된다.

따라서, 상부 고정 다이(83)의 위치가 시일판 지지판(84)에 근접하면 시료(66')로 충전된 시료 챔버(94)가 상부 고정 다이(83)와 상부 다이(81)의 전동부(81t)와, 시일판(85)의 상부면 돌출부(85B)의 내주연면과, 하부 다이(82)의 전동부(82t)와, O-링(86, 87)에 의해 둘러싸여서 밀봉 상태를 이룬다.

상기 밀봉 상태에서, 상부 고정 다이(83)에 대한 공기 실린더의 가압력은 초기 압력으로부터의 작동 공기압의 증가에 따라 증가되며, 증가된 가압력과의 평형을 유지하기 위해서, 시일판 지지판(84)의 원추형상 판스프링부(84A)가 하방으로 편향되고, 시일판(85)이 하부면 돌출부(85A)와 함께 하방 이동하고, 시일판(85) 상에 지지된 모든 부재[상부 고정 다이(83), O-링(86), 상부 다이(81)]들이 함께 하방으로 이동된다.

시료(66')의 체적 수축에 대응하는 두께 감소량이 이동량보다 작으면, 시료(66')의 하부면의 수직 위치가 하부 다이(82)에 의해 고정되기 때문에, 증가된 가압력의 대부분이 시료(66')에 의해 지지되고 상부 다이(81)의 표면과 상부 고정 다이(83)의 표면이 수축되는 시료(66')를 따라 하방으로 이동되고, 이로써 시료(66')의 표면에 대한 상부 다이(81) 및 하부 다이(82)의 접촉 결합력의 현저한 감소 또는 소멸되는 것이 방지된다.

앞에서는 시료 챔버(94)의 체적이 시료(66')의 경화 수축을 따라 감소하여 시료(66')와 다이의 경계면에 미끄러짐을 방지하는 데 중요한 접촉 결합력을 유지하도록 된 메커니즘에 대하여 설명했다.

앞에서 설명한 것처럼 시일판(85)과 시일판 지지판(84) 사이의 공간(△h)은 원추형상 판스프링부[디스크 형성부(84A)]의 편향을 위한 공간인 동시에, 자체의 탄성 한계를 초과하는 과다한 가압력이 작용하였을 때 원추형상 판스프링부의 파손을 방지하고, 무제한적인 편향에 기인한 토크 발생의 계기 상수(instrumental constant)로서 중요한 (도5에 도시된 것처럼) 다이들 사이의 거리가 지나치게 변화하는 현상을 방지하기 위한 편향 정지부로서 작용하는 2중 기능을 갖는다.

더욱이, 본 발명에 따른 경화 특성 측정 장치의 일예에는, 도7에 도시된 바와 같이, 공기 실린더(114)에 작동기를 공급하기 위한 공기압 회로를 제어하기 위해 제어 유닛(100)이 제공된다.

제어 유닛(100)은 각각의 운전 제어 프로그램 데이터, 각 시료(66')에 따라 후에 기술할 기준 토크 크기 데이터 등을 저장하기 위한 메모리(100M)를 갖는다.

제어 유닛(100)에는 시험 시작 지시를 나타낸 지시 신호(Ss)와, 시험 종료 지시를 나타낸 지시 신호(Se)와, 토크 검출축(90)에 전달된 토크를 검출하기 위해 로드 셀(118)로부터의 검출 출력 신호(St)가 적용된다.

도7에서 개략적으로 도시한 바와 같이, 토크 검출축(90)을 지지하는 베이스와, 고온 평판(88), 상부 고정 다이(83) 등을 포함하는 가동 측부 측정 유닛(116)에 연결된 로드를 갖는 공기 실린더(114)가 가동 측정 유닛(116)의 위에 배치하여 아래에 배치된 가동 측부 측정 유닛(116)에 대향하여 배치된 고정 측부 측정 유닛(120)에 대해 수직으로 이동하도록 되어 있다. 더욱이, 고정 측부 측정 유닛(120)은 고온 평판(89), 구동축(92), 벨트 등을 통해 구동축(92)을 회전하기 위한 모터(122)를 포함한다.

공기 실린더(114)의 포트(114a, 114b)는 4-포트 솔레노이드 밸브(106)의 포트(106a, 106b)에 각각 연결된다. 더욱이, 4-포트 솔레노이드 밸브(106)의 포트(106c)는 3-포트 솔레노이드 밸브(108)의 포트(108a)에 연결되고 4-포트 솔레노이드 밸브(106)의 포트(106d)는 소음기(110)에 연결된다.

3-포트 솔레노이드 밸브(108)의 포트(108c)는 공기 공급원(미도시함)과 연결된다. 더욱이, 공기 공급원에 연결된 일단부와 3-포트 솔레노이드 밸브(108)의 포트(108b)에 연결된 타단부를 갖는 공급 통로에는 압력 감소 밸브(112)가 제공된다. 공기 공급원의 작동기의 압력은 예를 들어 0.5 MPa로 설정된다. 더욱이, 압력 감소 밸브(112)는 공기 공급원에서 예를 들어 0.1 MPa로 공기압을 감소하도록 설정된다.

4-포트 솔레노이드 밸브(106)와 3-포트 솔레노이드 밸브(108)는 각각 공기압 회로 제어부(102)로부터의 구동 제어 신호에 따라 각각 제어된다.

제어 유닛(100)은 제어 신호(CV1, CV2)를 생성하고 이들을 공기압 회로 제어부(102)에 공급함으로써, 시료 챔버(94)의 체적보다 약간 큰 체적을 갖는 소정의 시료(66')가 상부면 돌출부(85B)의 내부에 사전 분사된 후, 가동 측부 측정 유닛(116)이 소정의 초기압(P1)에서 시일판(85)에 대해 상부 고정 다이(83)에 접촉하도록 지시 신호(Ss)에 따라 하강하도록 되어 있다.

제어 신호(CV1, CV2)에 따라 공기압 회로 제어부(102)는, 구동 제어 신호(Cd1, Cd2)를 생성함으로써 3-포트 솔레노이드 밸브(108)의 포트(108b)는 포트(108a)에 연통하고 4-포트 솔레노이드 밸브(106)의 포트(106c)는 포트(106d)에 연통하고, 4-포트 솔레노이드 밸브(106)와 3-포트 솔레노이드 밸브(108)에 각각 신호를 보낸다.

따라서, 작동기는 화살표 D로 표시된 방향을 따라 공기 실린더(114)의 포트(114a)에 공급되고 그 안의 공기는 포트(114b)를 통해 배출된다.

즉, 시료 분사후, 상부 다이(81)와 상부 고정 다이(83)의 양 부재들은 시료(66')로 시료 챔버(94)의 내부를 채우기 위해 공기 실린더(114)에 의해 초기압(P1)하에 일체로 하강 가압된다. 이때, 초과량의 시료(66f')는 시일판(85)의 상부측 표면 및 내측 주연에 인접한 링형의 돌출부(85B)와 상부 고정 다이(83)의 접촉면(소위 핀치 오프(pinch-off)면)을 통해서 외부 리세스(85D)(플래쉬 웰)로 흘러 나온다.

이때, 제어 유닛(100)은 모터(122)를 작동시키도록 제어 신호(CM)를 생성하고 이 신호를 모터 구동 제어부(104)로 보낸다. 모터 구동 제어부(104)는 제어 신호(CM)에 기초하여 구동 제어 신호(Cdm)를 생성하고 이 신호를 모터(122)로 보낸다. 이는 소정의 회전 방향으로 하부 다이(82)의 전동부(82t)를 회전시키고 시료 챔버(94)내의 시료(66')을 따라가는 상부 다이(81)의 전동부(81t)를 회전시킨다. 로드 셀(118)은 토크 검출축(90)의 회전에 따라 검출 출력 신호(St)를 항상 출력한다.

다음에, 제어 유닛(100)은 예를 들어 검출 출력 신호(St)에 따라 메모리부(100M)에서 사전 판독 및 설정된 기준 토크 크기값 데이터를 표시하고, 검출 출력 신호(St)에 의해 나타난 토크 크기값은 기준 토크 크기값을 초과할 때, 시료(66')의 경화성의 변화에 따라 전달 토크가 급속히 상승하는 전이 지점인 것으로 판단된다. 다시 말하면, 시료(66')내에 발생된 전단 응력의 변화로서의 전이 지점은 시료(66')의 경화가 시간이 지나감에 따라 시작하고, 유동성의 감소 및 토크 크기의 증가가 동시에 진행하고, 검출된 토크 값이 사전 설정된 초기 값보다 초과하는 시점인 것으로 일컬어질 수 있다.

이때, 제어 유닛(100)은 증가된 소정 압력(P2)에서 시일판(85)에 대해 상부 고정 다이(83)와 접촉하도록 제어 신호(CV2)를 생성하고 이 신호를 공기압 회로 제어부(102)에 보낸다. 초기 압력(P1)에 대한 압력(P2)의 비율은 예를 들어 실질상 약 1.5 내지 10 배이다.

공기압 회로 제어부(102)는 3-포트 솔레노이드 밸브(108)의 포트(108c)와 포트(108a)를 연통하도록 제어 신호(CV2)에 기초하여 구동 제어 신호(Cd2)를 생성하고 이 신호를 3-포트 솔레노이드 밸브(108)에 보낸다.

이는 포트(108c)를 통해 공급된 증압된 작동기를 화살표 D로 표시된 방향을 따라 공기 실린더(114)의 포트(114a)로 공급한다. 따라서, 가동 측부 측정 유닛(116)의 가압력은 다음과 같은 외부 요소에 가압력의 일부를 분배하도록 공기 실린더(114)의 공기압의 증강에 의해 증가한다.

따라서, 시일판(85)으로의 상부 고정 다이(83)의 가압력이 증가한다.

다음에, 제어부(100)는 시험 종료 지시를 나타내는 지시 신호(St)를 기초로 모터 구동 제어부(104)에 제어 신호(CM)를 보내는 것을 정지한다. 더욱이, 제어부(100)는 고정 측부 측정 유닛(120)에 대해 가동 측부 측정 유닛(116)을 분리하도록 제어 신호(CV1, CV2)를 생성하고, 이 신호들을 공기압 회로 제어부(102)로 보낸다. 공기압 회로 제어부(102)는 3-포트 솔레노이드 밸브(108)의 포트(108b)가 제어 신호(CV1, CV2)에 따라 포트(108a)와 연통하고, 4-포트 솔레노이드 밸브(106)의 포트(106c)는 포트(106b)와 연통하고, 그리고 포트(106a)는 포트(106d)와 연통하도록 구동 제어 신호(Cd1, Cd2)를 형성하며, 이들을 4-포트 솔레노이드밸브(106) 및 3-포트 솔레노이드 밸브(108)에 각각 공급한다.

그러므로, 작동 공기는 화살표(U)로 표시된 방향을 따라서 공기 실린더(114)의 포트(114b)에 공급되고, 내부 공기는 포트(114a)를 통하여 배출된다. 따라서, 가동측 계측 유닛(116)은 초기 위치로 복귀된다.

가압력의 증가비를 적절하게 제어할 필요가 있을 때, 교축 밸브는 압축 공기 유동 통로의 중간에 포함될 수 있거나, 압력이 증가하는 압축 공기의 공급원이 연속적으로 바뀌는 2개의 단계보다는 오히려 여러 단계에서 제공될 수 있거나, 또는 2차 압력이 연속적으로 변하도록 하는 기능을 갖는 자동 압력 제어 밸브가 토크의 증가에 따라서 연속적으로 압력을 증가시키는 다른 압력 증가 방법에 사용될 수 있다.

가압력의 상기 증가량은 기계적 평행 요소들인 내부 요소[상부 다이(81), 시료, 하부 다이(82)] 및 외부 요소[상부 고정 다이(83), 시일판(85), 시일판 지지판(84)]에 분포된다.

외부 요소에 분포된 가압력의 증가량은 시료 챔버의 체적이 시료의 경화 수축에 이어서 감소되는 메커니즘의 원동력이다.

분포비는 이들 요소가 평행한 요소들이기 때문에 큰 부분이 내부 및 외부 수직 강성의 비에 따라 높은 강성의 하나에 분포되도록 한다. 그러므로, 계측 중에 내부 요소로서의 시료(66')와 상부 및 하부 다이의 접면 사이의 충분한 접촉 결합 상태를 유지하기 위하여, 외부 요소의 수직 방향 강성을 내부 요소와 비교하여 약간 낮은 값으로 설정할 필요가 있다.

내부 요소의 중심에 위치된 시료(66') 자체의 가요성이 전체 내부 요소의 수직 방향 강성을 감소시키는 문제가 있다.

그러나, 수직 방향 강성을 조절하는 인자를 조절하는 계수는 가요성의 일반적 척도인 횡방향 계수(G) 또는 영율(E)이 아니라 이 경우에는 체적 탄성 계수(B)이다.

통상적으로, 수지의 체적 탄성 계수(B)는 전단 계수의 크기에 거의 관계없이 매우 높고, 경화 전후 사이에 사실상 변화되지 않기 때문에, 내부 요소의 수직 방향 강성은 충분히 크다. 그러므로, 만일 리세스부(플래쉬 웰; 85D)로 시료의 유출이 압력 증가 후에 추가되지 않으면, 외부 요소의 수직 방향 강성이 내부 요소보다 작도록 적절한 탄성을 제공하고 원추형 디스크부의 반지름 방향의 유효 길이 및 두께를 설계하는 것은 비교적 용이하다. 따라서, 상기의 문제는 고려할 필요가 없다.

더욱이, 유동성의 감소 후에 압력 증가 시기를 설정하는 것은 상기 추가 유출을 막기 위한 것이다.

토크 진폭의 상기 증가는 시료(66')의 탄성을 나타내는 것이다. 이는 그의 탄성의 손실을 의미한다. 통상, 경화의 초기 단계에 비교적 낮은 토크 값에서 가압력이 크도록 변화될 때에도, 시료 챔버(94)에서 리세스부(85D)로의 새로운 유출은 효율적으로 방지될 수 있다. 예를 들어, 도1의 곡선 (B)그룹에 의해 표시되는 실험적 예에 사용되는 수지는 계측 온도에서 경화 전의 점성이 비교적 낮고 유동성이 비교적 높지만, 그러나 압력이 경화후 토크 값의 1/100보다 대략 작은 것에 대응하는 낮은 토크 값(0.1 Nㆍm)에서 변화될 때에도 압력 증가 후의 추가 유출은 방지된다.

더욱이, 시료 챔버(94)가 폐쇄되는 시기에 기포가 내부에 남아있을 때 시료(66')의 체적 강성이 기포의 양에 따라서 감소되기 때문에, 기포 제거를 향상시키는 장치는 안정한 경화 곡선을 얻는데 유용하다.

외부 요소에 분포된 가압력의 증가량은 상부 고정 다이(83) → 시일판의 상부 표면 돌출부(85B) → 하부 표면 돌출부(85A) → 시일판을 지지하는 지지판(84)의 내부 주연부를 통하여 전달된다. 즉, 시일판을 지지하는 지지판(84)의 디스크 형상부(원추형의 디스크 스프링부; 84A)의 굴곡은 더욱 증가된다. 그러므로, 비록 시료(66')의 체적이 계측 동안에 감소되더라도, 시일판(85)의 하부 표면 돌출부(85A)는 수축에 이어서 하강하고, O-링(87)은 하강 거리에 따라서 미끄러지는 동안 하향 이동된다.

그 결과, 상부 다이(81) 및 하부 다이(82)는 서로 가까워지고(도5에서 h가 감소), 시료 챔버(94)의 체적이 감소되고, 시료(66')에 상부 및 하부 다이 표면의 접촉 결합 상태는 유지되어, 전술된 접면에서의 미끄러짐을 방지한다.

전술된 바와 같이, 경화 수축이 일어나기 쉬운 시료(66')로도 다이는 시료 챔버의 체적을 감소시키는 수축에 이어서 상부와 하부 다이 사이의 좁은 갭 방향으로 상대적으로 이동하여서, 시료 챔버(94)의 내부벽과 시료(66')의 표면 사이의 미끄럼을 방지하는데 필요한 접촉 결합 상태를 유지할 수 있는 계측부의 구조를 얻는다.

도1의 곡선 (B)그룹은 본 발명에 따른 경화 특성 계측 장치의 예에 의해 계측된 경화 곡선의 계속된 실험적 예를 도시한다.

곡선 (B)그룹의 실험에 사용된 온도, 진폭각, 시료 챔버의 형상 등과 같은 시험 조건 및 시료는 종래 시스템에 따른 경화 곡선 (A)그룹의 시험 조건 및 시료와 동일하다. 즉, 시료(66')는 (경화 수축율이 체적비로 약 7%인) 불포화 폴리에스테르 타입의 열경화성 수지이고, 계측 조건은 경화 온도가 130 ℃, 진폭값이 ±¼도, 그리고 주파수가 1.6 ㎐이다.

도1로부터 알 수 있는 바와 같이, 곡선 (B)그룹은 곡선 (A)그룹과 비교하여 경화후 토크가 상당히 증가되고, 곡선 (A)그룹은 3.8 Nㆍm의 토크 평균값을 갖는 반면, 곡선 (B)그룹은 8.9 Nㆍm의 경화후 토크 평균값을 갖는다. 더욱이, 경화후 토크의 (표준 편차/평균값, 즉 CV값인) 변동 계수는 28%의 곡선 (A)그룹과 비교할 때 2.3% 정도로 상당히 작다. 이러한 주요 차이점은 종래 기술 구성에서의 경화 토크가 시료(66')의 경화 수축을 따라 상당히 임의적으로 감쇠되지만, 본 발명에서는 접촉 접합 상태가 측정동안 유지되므로 토크의 감쇠가 억제되어 더욱 안정한 경화 곡선이 측정될 수 있음을 나타낸다. 즉, 곡선 (B)그룹은 종래 기술의 시험 장치와 비교하여 현저한 향상을 나타내는 것으로서, 본 발명에 따른 시스템의 신뢰성 및 양호한 재생산성을 나타내는 결과이다. 본 발명은 양호한 실시예에 대하여 상세히 설명되었지만, 전술한 설명으로부터 당해 기술분야의 숙련자에게는 본 발명의 넓은 태양 내에서 본 발명으로부터 벗어남이 없이 변경 및 수정이 이루어질 수 있음이 명백하게 되며, 따라서 첨부의 특허청구범위에서는 본 발명의 중심 사상 내에속하는 모든 변경 및 수정을 포함하고자 하는 것이다.

본원에 의한 경화 특성 측정 장치 및 측정 방법을 제공함으로써, 정확하고 효율적으로 경화 곡선을 측정할 수 있다.

Claims

경화 특성 측정 장치에 있어서,

고정면 및 회전 진동 구동면을 갖고 점탄성을 갖는 시료가 투입되고 상기 구동면을 통해 비틀림 진동이 가해지는 분리 가능한 시료 챔버와,

상기 고정면 또는 고정부를 통해 토크로서 측정되는 상기 시료에 발생된 전단 응력을 검출하기 위한 토크 검출부와,

상기 시료의 경화 공정에서 발생된 체적 변화를 따라 상기 시료 챔버의 체적을 변화시키는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 경화 특성 측정 장치.
제1항에 있어서, 상기 시료 챔버의 체적을 변화시키는 수단은 상기 구동면 및 상기 고정면 중 적어도 하나가 구동면과 고정면 사이에서 면과 면 사이의 거리를 변경시키는 방향으로 이동가능한 구조물과, 상기 시료의 경화 공정에서 발생된 체적 변화를 따라 상기 이동을 성취하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 경화 특성 측정 장치.
제2항에 있어서, 상기 구동면은 구동 다이의 시료 접촉면이고, 상기 고정면은 토크 검출 다이, 토크 검출측 고정 다이 및 시일판의 시료 접촉면이며, 상기 가동 구조물에는 상기 구동면과 고정면 사이의 면과 면 사이의 거리를 변경시키는 방향으로 변형할 수 있는 스프링 기능이 제공되는 것을 특징으로 하는 경화 특성 측정 장치.
제3항에 있어서, 상기 이동을 성취하는 수단은 구동원으로서 공기압을 이용하는 것을 특징으로 하는 경화 특성 측정 장치.
제4항에 있어서, 상기 공기압의 값은 상기 시료의 경화 공정에서의 전단 응력의 변화에 따라 변화될 수 있는 것을 특징으로 하는 경화 특성 측정 장치.
경화 특성 측정 방법에 있어서,

고정면 및 회전 진동 구동면을 갖는 분리 가능한 시료 챔버에는 점탄성을 갖는 시료가 투입되고,

상기 구동면을 통해 상기 시료에 비틀림 진동이 가해지며,

상기 시료에 발생된 전단 응력이 상기 고정면 또는 고정부를 통해 토크로서 측정되며,

상기 시료의 경화 공정에서 발생된 체적 변화를 따라 상기 시료 챔버의 체적을 변화시키면서 측정이 수행되는 것을 특징으로 하는 경화 특성 측정 방법.
제6항에 있어서, 상기 측정은 상기 구동면 및 상기 고정면 중 적어도 하나를 구동면과 고정면 사이에서의 면과 면 사이의 거리를 변경시키는 방향으로 이동시킴으로써 시료 챔버의 체적을 변경시키면서 수행되는 것을 특징으로 하는 경화 특성 측정 방법.
제7항에 있어서, 상기 시료는 구동 다이의 회전 구동면과 접촉되며, 토크 검출 다이, 토크 검출측 고정 다이 및 시일판의 상기 시료와의 접촉면들은 구동 다이의 회전 방향에 대하여 고정되고, 상기 시일판을 지지하는 지지체에는 상기 구동면과 고정면 사이의 면과 면 사이의 거리를 변경시키는 방향으로 변형할 수 있는 스프링 기능이 제공됨으로써 상기 시료의 경화 공정에서 발생된 체적 수축에 따라 상기 시료 챔버의 체적을 감소시키는 것을 특징으로 하는 경화 특성 측정 방법.
제8항에 있어서, 상기 이동은 구동원으로서 공기압을 사용하여 성취되는 것을 특징으로 하는 경화 특성 측정 방법.
제9항에 있어서, 상기 공기압의 값은 상기 시료의 경화 공정에서의 전단 응력의 변화에 따라 변화되는 것을 특징으로 하는 경화 특성 측정 방법.
경화 특성 측정 장치에 있어서,

서로 대향하여 배치된 제1 다이 및 제2 다이의 내부면들에 의해 그리고 상기 제1 다이의 내부면과 상기 제2 다이의 내부면 사이에 배치된 탄성 변형 가능 시일판의 내부면에 의해 형성되어 시료를 수용하는 시료 수용 챔버와,

상기 제1 다이 및 제2 다이를 상대 회전시키는 회전 구동 수단과,

상기 제1 다이 및 제2 다이가 상기 회전 구동 수단에 의해 상대 회전될 때 상기 시료 수용 챔버 내에 수용된 상기 시료를 통해 상기 제1 다이 및 제2 다이 중 적어도 하나로 전달된 토크를 검출하는 토크 검출부와,

상기 시료 수용 챔버의 내부 체적이 소정 체적으로 되게 하기 위하여 상기 시일판에 대한 상기 제1 다이 및 제2 다이의 작동 압력을 조정하는 압력 조정 수단과,

상기 토크 검출부로부터의 검출 출력에 따라 검출 출력에 의해 나타내어지는 토크가 소정 값을 초과할 때 상기 시료 수용 챔버의 내부 체적을 감소시키기 위하여 상기 압력 조정 수단이 상기 작동 압력을 조정하는 작동을 하게 하는 제어부

를 포함하는 것을 특징으로 하는 경화 특성 측정 장치.