KR102443824B1 - 용융 가공성 불소 수지 사출 성형품의 검사 방법 및 용융 가공성 불소 수지 사출 성형품의 제조 방법 - Google Patents
용융 가공성 불소 수지 사출 성형품의 검사 방법 및 용융 가공성 불소 수지 사출 성형품의 제조 방법 Download PDFInfo
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Abstract
크랙 또는 디라미네이션에 의한 불량품인지 여부를 용이하게 판정할 수 있는 용융 가공성 불소 수지 사출 성형품의 검사 방법을 제공한다. 용융 가공성 불소 수지 사출 성형품을 인장 시험하여 얻어진 응력-변형 곡선 또는 항장력-변형 곡선으로부터, 해당 사출 성형품이 크랙 또는 디라미네이션에 의한 불량품인지 여부를 판정하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 용융 가공성 불소 수지 사출 성형품의 검사 방법이다.
Description
본 개시는, 용융 가공성 불소 수지 사출 성형품의 검사 방법 및 용융 가공성 불소 수지 사출 성형품의 제조 방법에 관한 것이다.
불소 수지는 내열성, 내마모성, 내약품성 등이 우수하고, 대표적인 엔지니어링 플라스틱의 하나로서 널리 이용되고 있다. 불소 수지의 성형 방법의 하나로서, 사출 성형을 들 수 있다.
예를 들어, 특허문헌 1에는, 테트라플루오로에틸렌/플루오로알콕시트리플루오로에틸렌 공중합체인 열용융성 불소 수지와, 폴리테트라플루오로에틸렌을 포함하는 조성물을 사출 압력 400㎏/㎠ 이상 800㎏/㎠ 이하로 사출 성형함으로써 사출 방향의 투영 면적 1100㎠ 이상의 사출 성형품을 제조하는 방법이 기재되어 있다.
본 개시는, 크랙 또는 디라미네이션에 의한 불량품인지 여부를 용이하게 판정할 수 있는 용융 가공성 불소 수지 사출 성형품의 검사 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 개시는, 용융 가공성 불소 수지 사출 성형품을 인장 시험하여 얻어진 응력-변형 곡선 또는 항장력-변형 곡선으로부터, 해당 사출 성형품이 크랙 또는 디라미네이션에 의한 불량품인지 여부를 판정하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 용융 가공성 불소 수지 사출 성형품의 검사 방법을 제공한다.
상기 판정 공정은, 상기 응력-변형 곡선 또는 항장력-변형 곡선을, 변형의 크기에 따라 2 이상의 영역으로 분할하고, 변형이 작은 영역의 응력 또는 항장력에 대한, 변형이 큰 영역의 응력 또는 항장력의 저하량 또는 저하율이 작은 사출 성형품을 양품, 큰 사출 성형품을 불량품이라고 판정하는 공정인 것이 바람직하다.
상기 판정 공정은, 상기 응력-변형 곡선 또는 항장력-변형 곡선에 있어서, 변형 Y1％(Y1은 5 이상, 80 이하의 수) 이하의 영역의 최대 응력 또는 최대 항장력에 대한, 변형 Z1 내지 Z2％(Z1은, Y1 이상, 200 이하의 수이며, Z2는, Z1을 초과하고, 300 이하의 수임)의 영역의 최저 응력 또는 최저 항장력의 저하량 또는 저하율이 작은 사출 성형품을 양품, 큰 사출 성형품을 불량품이라고 판정하는 공정인 것이 바람직하다.
상기 판정 공정은, 상기 응력-변형 곡선 또는 항장력-변형 곡선에 있어서, 변형 Y2％(Y2는 5 이상, 80 이하의 수) 이하의 영역의 최대 응력 또는 최대 항장력에 대한, 변형 Z3％(Z3은, Y2 이상, 300 이하의 수)의 응력 또는 항장력의 저하량 또는 저하율이 작은 사출 성형품을 양품, 큰 사출 성형품을 불량품이라고 판정하는 공정인 것이 바람직하다.
상기 판정 공정은, 상기 응력-변형 곡선을, 변형 X％(X는 5 이상의 수)마다 n개의 영역으로 분할하고, 각 영역에 있어서, 응력의 최댓값 SMAXm과 최솟값 SMINm을 산출하여,
SMAXm 및 SMINm+1이, 하기 식 (1)
(α=0.90 이상의 수, m=1 내지 (n-1)의 정수)
을 만족시키는 사출 성형품을 양품, 만족시키지 않는 사출 성형품을 불량품이라고 판정하는 공정인 것이 바람직하다.
상기 판정 공정은, 상기 항장력-변형 곡선을, 변형 X％(X는 5 이상의 수)마다 n개의 영역으로 분할하고, 각 영역에 있어서, 항장력의 최댓값 TMAXm과 최솟값 TMINm을 산출하여,
TMAXm 및 TMINm+1이, 하기 식 (2)
(α=0.90 이상의 수, m=1 내지 (n-1)의 정수)
를 만족시키는 사출 성형품을 양품, 만족시키지 않는 사출 성형품을 불량품이라고 판정하는 공정인 것도 바람직하다.
용융 가공성 불소 수지 사출 성형품에 있어서의 불소 수지가, 테트라플루오로에틸렌/퍼플루오로(알킬비닐에테르) 공중합체 및 테트라플루오로에틸렌/헥사플루오로프로필렌 공중합체로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하다.
본 개시는 또한, (x) 하나의 로트 중의 용융 가공성 불소 수지를 사출 성형하여 복수의 사출 성형품을 얻는 공정, (y) 복수의 사출 성형품에서 임의로 1 이상의 사출 성형품을 선택하고, 인장 시험하여 얻어진 응력-변형 곡선 또는 항장력-변형 곡선으로부터, 해당 사출 성형품이 크랙 또는 디라미네이션에 의한 불량품인지 여부를 판정하는 공정, (z) 불량품이라고 판정된 사출 성형품과 동 로트의 용융 가공성 불소 수지로부터 얻어진 사출 성형품에서 양품을 선별하는 공정을 포함하는 용융 가공성 불소 수지 사출 성형품의 제조 방법도 제공한다.
본 개시의 제조 방법은, 상기 구성을 가짐으로써, 용융 가공성 불소 수지 사출 성형품이 크랙 또는 디라미네이션에 의한 불량품인지 여부를 용이하게 판정할 수 있다.
도 1은 응력-변형 곡선의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 2는 응력-변형 곡선의 변형에 의한 분할의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 3은 응력-변형 곡선의 변형에 의한 분할의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 4는 응력-변형 곡선의 변형에 의한 분할의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 5의 (a) 및 (b)는 2개의 응력-변형 곡선으로부터 본 개시의 판정 공정의 일례를 설명하기 위한 모식도이다.
도 6의 (a) 및 (b)는 2개의 응력-변형 곡선으로부터 본 개시의 판정 공정의 일례를 설명하기 위한 모식도이다.
도 7의 (a) 및 (b)는 2개의 응력-변형 곡선으로부터 본 개시의 판정 공정의 일례를 설명하기 위한 모식도이다.
도 8은 본 개시의 검사 방법의 일례의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 9는 실시예에 있어서, 사출 성형품으로 시험편을 잘라내는 영역을 나타낸 모식도이다.
도 2는 응력-변형 곡선의 변형에 의한 분할의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 3은 응력-변형 곡선의 변형에 의한 분할의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 4는 응력-변형 곡선의 변형에 의한 분할의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 5의 (a) 및 (b)는 2개의 응력-변형 곡선으로부터 본 개시의 판정 공정의 일례를 설명하기 위한 모식도이다.
도 6의 (a) 및 (b)는 2개의 응력-변형 곡선으로부터 본 개시의 판정 공정의 일례를 설명하기 위한 모식도이다.
도 7의 (a) 및 (b)는 2개의 응력-변형 곡선으로부터 본 개시의 판정 공정의 일례를 설명하기 위한 모식도이다.
도 8은 본 개시의 검사 방법의 일례의 흐름을 나타내는 흐름도이다.
도 9는 실시예에 있어서, 사출 성형품으로 시험편을 잘라내는 영역을 나타낸 모식도이다.
용융 가공성 불소 수지의 성형 방법으로서는 압축 성형, 사출 성형 등을 들 수 있지만, 사출 성형을 사용한 경우, 얻어진 성형품에 크랙 또는 디라미네이션이 발생하는 경우가 있다. 사출 성형품에 발생한 크랙 또는 디라미네이션은 현미경 관찰에 의해서도 확인할 수 있지만, 시료로서 두께 20 내지 100㎛로 표면이 평활하고 흠이 없는 두께가 균일한 단면 슬라이스 필름을 작성할 필요가 있고, 마이크로톰과 같은 특수한 기구를 사용하여 품질 상태를 확인하면서 작성하게 되어, 상당히 수고가 들게 된다. 또한, 사람의 눈으로 크랙을 확인할 필요가 있기 때문에 노동력이 증가할 뿐만 아니라 사출 성형품의 양부에 영향을 미치지 않을 정도의 크랙 또는 디라미네이션도 존재하기 때문에 사출 성형품의 양부 판단이 곤란하다.
본 발명자들이 예의 검토한바, 인장 시험에 의한 응력-변형 곡선 또는 항장력-변형 곡선을 정량적으로 해석함으로써 크랙 또는 디라미네이션에 의한 불량품인지 여부를 판정할 수 있다는 것을 알아내어, 본 개시의 검사 방법의 개발에 이르렀다.
이하에, 본 개시의 검사 방법을 상세히 설명한다.
본 개시의 검사 방법은, 용융 가공성 불소 수지 사출 성형품을 인장 시험하여 얻어진 응력-변형 곡선 또는 항장력-변형 곡선으로부터, 해당 사출 성형품이 크랙 또는 디라미네이션에 의한 불량품인지 여부를 판정하는 공정을 포함한다.
상기 용융 가공성 불소 사출 성형품은, 용융 가공성 불소 수지를 사출 성형하여 얻어진 성형품을 의미한다.
용융 가공성이란, 사출 성형기 등의 종래의 가공 기기를 사용하여, 용융해서 가공하는 것이 가능함을 의미한다. 용융 가공성 불소 수지는, 멜트 플로 레이트(MFR)가 0.01 내지 500g/10분인 것이 통상적이다.
본 명세서에 있어서, MFR은, ASTM D 1238에 준거하여, 온도 372℃, 하중 5㎏으로 측정하여 얻어지는 값이다.
상기 용융 가공성 불소 수지로서는, 테트라플루오로에틸렌[TFE]/퍼플루오로(알킬비닐에테르)[PAVE] 공중합체[PFA], TFE/헥사플루오로프로필렌[HFP] 공중합체[FEP], 에틸렌[Et]/TFE 공중합체[ETFE], Et/TFE/HFP 공중합체, 폴리클로로트리플루오로에틸렌[PCTFE], 클로로트리플루오로에틸렌[CTFE]/TFE 공중합체, Et/CTFE 공중합체, 폴리불화비닐리덴[PVDF], 폴리불화비닐[PVF] 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 내열성의 관점에서, PFA, FEP, ETFE, Et/TFE/HFP 공중합체, PCTFE, CTFE/TFE 공중합체, Et/CTFE 공중합체 및 PVDF로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종이 바람직하고, PFA 및 FEP로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종이 더 바람직하다.
상기 PFA로서는, 특별히 한정되지는 않지만, TFE 단위와 PAVE 단위의 몰비 (TFE 단위/PAVE 단위)가 70/30 이상 99.5/0.5 미만인 공중합체가 바람직하다. 더 바람직한 몰비는 70/30 이상 98.9/1.1 이하이고, 보다 더 바람직한 몰비는 80/20 이상 98.5/1.5 이하이다. TFE 단위가 너무 적으면 기계 물성이 저하되는 경향이 있고, 너무 많으면 융점이 과도하게 높아져 성형성이 저하되는 경향이 있다. 상기 PFA는, TFE 및 PAVE만으로 이루어지는 공중합체여도 되고, TFE 및 PAVE와 공중합 가능한 단량체에서 유래하는 단량체 단위가 0.1 내지 10몰％이며, TFE 단위 및 PAVE 단위가 합계 90 내지 99.9몰％인 공중합체인 것도 바람직하다. TFE 및 PAVE와 공중합 가능한 단량체로서는, HFP, CZ3Z4=CZ5(CF2)nZ6(식 중, Z3, Z4 및 Z5는, 동일하거나 혹은 다르며, 수소 원자 또는 불소 원자를 나타내고, Z6은, 수소 원자, 불소 원자 또는 염소 원자를 나타내고, n은 2 내지 10의 정수를 나타냄)으로 표시되는 비닐 단량체 및 CF2=CF-OCH2-Rf7(식 중, Rf7은 탄소수 1 내지 5의 퍼플루오로알킬기를 나타냄)로 표시되는 알킬퍼플루오로 비닐에테르 유도체 등을 들 수 있다.
상기 PFA는, 융점이 180 내지 340℃인 것이 바람직하고, 230 내지 330℃인 것이 더 바람직하며, 280 내지 320℃인 것이 보다 더 바람직하다. 상기 융점은, 시차 주사 열량계〔DSC〕를 사용하여 10℃/분의 속도로 승온했을 때의 융해열 곡선에 있어서의 극댓값에 대응하는 온도이다.
상기 PFA는, 멜트 플로 레이트(MFR)가 0.1 내지 100g/10분인 것이 바람직하고, 0.5 내지 90g/10분인 것이 더 바람직하며, 1.0 내지 85g/10분인 것이 보다 더 바람직하다.
상기 FEP로서는, 특별히 한정되지는 않지만, TFE 단위와 HFP 단위의 몰비(TFE 단위/HFP 단위)가 70/30 이상 99/1 미만인 공중합체가 바람직하다. 더 바람직한 몰비는 70/30 이상 98.9/1.1 이하이고, 보다 더 바람직한 몰비는 80/20 이상 97/3 이하이다. TFE 단위가 너무 적으면 기계 물성이 저하되는 경향이 있고, 너무 많으면 융점이 과도하게 높아져 성형성이 저하되는 경향이 있다. FEP는, TFE 및 HFP와 공중합 가능한 단량체에서 유래하는 단량체 단위가 0.1 내지 10몰％이며, TFE 단위 및 HFP 단위가 합계로 90 내지 99.9몰％인 공중합체인 것도 바람직하다. TFE 및 HFP와 공중합 가능한 단량체로서는, PAVE, 알킬퍼플루오로 비닐에테르 유도체 등을 들 수 있다.
상기 FEP는, 융점이 150 내지 320℃인 것이 바람직하고, 200 내지 300℃인 것이 더 바람직하며, 240 내지 280℃인 것이 보다 더 바람직하다. 상기 융점은, 시차 주사 열량계〔DSC〕를 사용하여 10℃/분의 속도로 승온했을 때의 융해열 곡선에 있어서의 극댓값에 대응하는 온도이다.
상기 FEP는, MFR이 0.01 내지 100g/10분인 것이 바람직하고, 0.1 내지 80g/10분인 것이 더 바람직하고, 1 내지 60g/10분인 것이 보다 더 바람직하며, 1 내지 50g/10분인 것이 특히 바람직하다.
본 명세서에 있어서, 불소 수지를 구성하는 각 단량체 단위의 함유량은, NMR, FT-IR, 원소 분석, 형광 X선 분석을 단량체의 종류에 따라 적절히 조합함으로써 산출할 수 있다.
상기 사출 성형으로서는 특별히 한정되지는 않고, 본 개시의 검사 방법은 어떠한 사출 성형품에도 채용 가능하다. 본 개시의 검사 방법은, 용융 가공성 불소 수지를 사출 성형하여, 용융 가공성 불소 수지 사출 성형품을 얻는 공정을 포함하는 것이어도 된다.
상기 사출 성형품의 형상은 특별히 한정되지는 않는다. 예를 들어, 시트 형상, 원통 형상 등, 어떠한 형상의 사출 성형품에도 적용할 수 있다.
시험을 행할 때, 사출 성형품을 그대로 인장 시험에 제공하는 것도 좋지만, 실험의 정밀도를 높이기 위해서, 적절히 사출 성형품의 일부를 취출하여 시험편으로 하는 것이 바람직한 경우가 있다. 통상의 사출 성형품은, 두께의 대소가 있거나, 돌기가 있거나, 구멍이 뚫려 있거나, 그대로라면 고정밀도이고, 또한 재현성 좋게, 인장 시험을 행하는 것이 곤란한 경우도 있다.
상기 시험편으로서, 사출 성형품이 표준 시험편을 잘라내는 데 충분한 크기를 갖는 것에 대해서는, 표준 시험편을 사용할 수 있다. 표준 시험편을 잘라내는 데 충분한 크기가 없는 경우에는, 시험편의 형상은 스트립 형상이나, 표준 시험편을 다운사이징한 형상 등으로부터 선택할 수 있다.
또한, 사출 성형품이 단순한 시트가 아니라, 두께에 대소가 있는 형상의 경우에 연마, 절삭, 절단에 의해 미리 인장 시험에 관계되는 부분으로부터 두께의 대소를 적게 할 수도 있다.
또한, 인장 시험에 관계되는 부분을 한정하기 위해서, 인장 시험하고 싶은 부분의 최대한 외측을 끼워 넣는 지그 2조를 작성하고, 인장 시험에 사용할 수도 있다. 끼워 넣는 장소를 선택함으로써, 두께의 대소가 있는 부분이나, 돌기의 부분, 구멍이 뚫린 부분 등의 영향을 저감시킬 수 있다.
또한, 사출 성형품의 돌기가 정확히 맞는 지그를 2조 작성하여 인장 시험을 행할 수 있다. 인장 시험 시에, 돌기 부분을 걸리게 하는 형태로 인장 시험을 행하는 것이기 때문에, 척 부분에서의 시험편의 미끄럼의 영향이 적어진다. 또한, 통상의 인장 시험기에서는, 척 부분이 평평한 것이 많으므로, 시험편의 고정이 안정되는 효과가 얻어져, 시험 정밀도가 향상된다.
상기 지그를 작성하는 방법으로서, 사출 성형품의 설계도를 기초로 하여 절삭 가공하는 방법을 예시할 수 있다. 또한, 상온 경화성의 물질(실리콘, 에폭시 등), 또는 열경화성의 물질(에폭시 등)을 사출 성형품의 주변에 충전하고, 경화시켜, 그 후 사출 성형품으로부터 경화한 수지를 분리하고, 해당 수지를 절삭 가공하여 완성시키는 방법도 예시할 수 있다. 열가소성의 수지를, 가열하여 녹은 상태에서 사출 성형품의 주변에 충전하고, 냉각한 다음, 사출 성형품으로 수지를 분리하고, 해당 수지를 절삭 가공하여 완성시키는 방법도 예시할 수 있다.
상기 응력-변형 곡선 또는 항장력-변형 곡선은, 용융 가공성 불소 수지 사출 성형품을 인장 시험하여 얻어진다. 인장 시험의 조건은 한정되지는 않고, 대상이 되는 사출 성형품에 따라서 적절히 결정하면 된다. 본 개시의 검사 방법은, 용융 가공성 불소 수지 사출 성형품을 인장 시험하여, 응력-변형 곡선 또는 항장력-변형 곡선을 얻는 공정을 포함하는 것이어도 된다.
상기 응력-변형 곡선은, 통상적으로 횡축에 변형(％, 또는, m; ％인 경우, 변형에 영향을 미치는 부분의 초기 길이, 혹은 척간 거리를 100％로 했을 때의 변화 비율), 종축에 응력(통상적으로 MPa)을 취하고, 인장 시험에 의해 발생하는 변형에 따라서 발생하는 응력을 나타낸 것이다.
도 1은, 응력-변형 곡선의 일례를 나타내는 모식도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 통상적으로 응력-변형 곡선에서는 변형이 커짐에 따라서 응력이 증가해 가지만, 사출 성형품이 크랙 또는 디라미네이션에 의한 불량품인 경우, 사출 성형품이 층 형상으로 되어 있고, 일부의 층이 파단함으로써, 변형의 증가에 의해 응력이 저하되는 경우가 있다. 그러한 경우, 응력이 일단 저하되거나, 저하되지 않은 경우라도 변형에 대한 응력의 증가량이 줄어드는, 즉, 응력-변형 곡선의 기울기가 작아진다는 것을 본 발명자들이 알아내었다.
따라서, 사출 성형품의 응력-변형 곡선으로부터, 크랙 또는 디라미네이션에 의한 불량품인지 여부를 판정할 수 있다. 구체적으로는 후술하는 방법으로 판정할 수 있지만, 본 개시의 검사 방법은 하기의 방법에 한정되는 것이 아니라, 상기 관점에 기초하여 불량품인지 여부를 판정하는 것이라면, 본 개시의 검사 방법에 포함된다.
용융 가공성 불소 수지 사출 성형품에서는, 일부의 층의 파단에 의해 일단 응력이 감소하고, 그 후 증가함으로써 최종적으로 응력이 커지는 경우도 있어, 단순하게 종래의 인장 시험에서 얻어지는 통계값만으로 크랙 또는 디라미네이션에 의한 양품이나 불량품인지를 판단하는 것은 불가능하다. 본 개시의 신규 검사 방법에 의하면, 그러한 응력-변형 곡선을 취하는 것이어도, 양품인지 불량품인지를 판별할 수 있다.
상기 항장력-변형 곡선은, 통상적으로 횡축에 변형(％, 또는, m; ％인 경우, 상기 응력-변형 곡선의 경우와 같은), 종축에 항장력(통상적으로 N〔뉴턴〕)을 취하고, 인장 시험에 의해 발생하는 변형에 따라서 발생하는 항장력을 나타낸 것이다.
품질 관리의 장소에서는, 통상적으로 성형품의 크기가 일정하므로, 응력(단위 면적당 항장력)과 항장력은 1:1에 대응하고 있다. 그 때문에, 성형품의 형상, 인장하는 부위를 한정하면, 항장력으로 관리할 수 있다. 즉, 응력-변형 곡선을 사용한 경우와 마찬가지로, 항장력-변형 곡선으로부터, 용융 가공성 불소 수지 사출 성형품이 크랙 또는 디라미네이션에 의한 불량품인지 여부를 판정할 수도 있다.
또한, 본 개시의 검사 방법에 있어서, 응력-변형 곡선으로부터 양품이나 불량품인지를 판정하는 경우에는, 응력과 변형의 관계로부터 판정을 행하고, 항장력-변형 곡선으로부터 양품이나 불량품인지를 판정하는 경우에는, 항장력과 변형의 관계로부터 판정을 행한다.
또한, 양품인지 불량품인지는, 사출 성형품의 용도 등에 따라 다르기 때문에, 그 용도 등에 적합한 판정 기준, 판정 방법을 선택하면 된다. 따라서, 동일한 사출 성형품이어도 판정의 기준 등에 따라 양품인지 불량품인지가 바뀌는 경우도 있다.
본 개시의 검사 방법에 있어서, 인장 시험에서는, 우선, 사출 성형품의 응력값(절대량) 또는 항장력값(절대량)을 측정한다. 본 개시의 검사 방법에서는, 그 응력값(절대량) 또는 항장력값(절대량)에 기초하여 양품과 불량품을 판정해도 되고, 응력값 또는 항장력값으로부터 저하율 등을 산출하여 양품과 불량품을 판정해도 된다.
구체적으로는, 변형에 따라 다른 2개의 응력값 또는 항장력값으로부터 산출된 저하량, 상기 저하량을 복수 산출하여 저하량의 변형에 따라 상이한 2개의 응력값 또는 항장력값으로부터 산출된 저하율, 저하량 등으로부터 양품, 불량품을 판정할 수 있다.
또한, 변형에 따라 다른 2 이상의 응력값 또는 항장력값으로부터 저하량 또는 저하율을 복수 산출하고, 그것들을 종합적으로 보아 판정해도 된다.
인장 시험 조건은 한정되지는 않고, 사출 성형품의 형상, 재료, 용도 등에 따라서 적절히 설정한다.
상기 판정 공정은, 응력-변형 곡선 또는 항장력-변형 곡선을, 변형의 크기에 따라 2 이상의 영역으로 분할하고, 변형이 작은 영역의 응력 또는 항장력에 대한, 변형이 큰 영역의 응력 또는 항장력의 저하량 또는 저하율이 작은 사출 성형품을 양품, 큰 사출 성형품을 불량품이라고 판정하는 공정인 것이 바람직하다.
분할하는 영역의 수는 한정되지는 않지만, 예를 들어 2 내지 20이어도 되며, 2 내지 15인 것이 바람직하고, 2 내지 10인 것이 더 바람직하다.
변형의 크기에 따라 2 이상의 영역으로 분할하는 예로서는, 도 2 내지 도 4를 들 수 있지만, 이들에 한정되는 것은 아니다.
도 2에서는, 응력-변형 곡선을, 변형 α1을 경계로 하여 2개의 영역으로 분할하고 있다. 도 2에 있어서, 변형이 작은 영역은, 변형 α1 이하의 영역이며, 변형이 큰 영역이란, α1 이상의 영역이다. 이 경우, 변형의 최댓값은, 사출 성형품이 파단하는 파단점의 변형으로 된다.
또한, 도 3에 도시한 바와 같이, 변형 α2 이하의 영역과, 변형 α2 내지 α3의 2개의 영역으로 분할하는 방법을 들 수 있다. 이 경우, 변형이 작은 영역은, 변형 α2 이하의 영역이며, 변형이 큰 영역은, 변형 α2 내지 α3의 영역이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 변형 α4 이하의 영역과, 변형 α5 내지 α6의 영역으로 분할하는 방법도 들 수 있다. 이 경우, 변형이 작은 영역은, 변형 α4 이하의 영역이며, 변형이 큰 영역은, 변형 α5 내지 α6의 영역이다.
항장력-변형 곡선으로부터 판정을 행하는 경우에도 마찬가지로 행할 수 있다.
상기 「변형이 작은 영역의 응력」 및 「변형이 큰 영역의 응력」으로서는, 각 영역의 응력으로부터 임의의 변형을 1점 선택하고, 그 점의 응력을 채용해도 되며, 각 영역의 응력 평균값, 적분값, 최댓값, 최솟값 등을 채용해도 된다.
항장력-변형 곡선으로부터 판정을 행하는 경우도 마찬가지이다.
도 8에, 상기 검사 방법의 일례의 흐름을 나타내는 흐름도를 나타낸다. 우선, 서브 스텝 1(SS1)에서 용융 가공성 불소 수지의 사출 성형품을 인장 시험하여 응력-변형 곡선을 얻는다. 이어서, SS2에서 응력-변형 곡선을 변형에 의해 2 이상의 영역으로 분할한다. 그리고, SS3로 변형이 작은 영역에 있어서의 최대 응력과, 변형이 큰 영역에 있어서의 최저 응력을 추출한다. 마지막으로, SS4에서, 변형이 작은 영역의 최대 응력에 대한, 변형이 큰 영역의 최저 응력의 저하량 또는 저하율을 산출하고, 저하량 또는 저하율이 작은 사출 성형품을 양품, 큰 사출 성형품을 불량품이라고 판정한다.
항장력-변형 곡선으로부터 판정을 행하는 경우에도, 마찬가지로 실시할 수 있다.
상기 판정 공정은, 응력-변형 곡선 또는 항장력-변형 곡선에 있어서, 변형 Y1％(Y1은 5 이상, 80 이하의 수) 이하의 영역의 최대 응력 또는 최대 항장력에 대한, 변형 Z1 내지 Z2％(Z1은, Y1 이상, 200 이하의 수이며, Z2는, Z1을 초과하고, 300 이하의 수임)의 영역의 최저 응력 또는 최저 항장력의 저하량 또는 저하율이 작은 사출 성형품을 양품, 큰 사출 성형품을 불량품이라고 판정하는 공정(이하 「판정 공정 (1)」이라고도 함)인 것이 바람직한 형태의 하나이다.
상기 응력의 저하량 및 저하율은, 하기 식으로 표시된다.
저하량=SM1-Sm1
저하율=1-(Sm1/SM1)
식 중, Sm1은, 변형 Z1 내지 Z2％의 영역의 최저 응력이며, SM1은, 변형 Y1％ 이하의 영역의 최대 응력이다.
또한, 상기 항장력의 저하량 및 저하율은, 하기 식으로 표시된다.
저하량=TM1-Tm1
저하율=1-(Tm1/TM1)
식 중, Tm1은, 변형 Z1 내지 Z2％의 영역의 최저 항장력이며, TM1은, 변형 Y1％ 이하의 영역의 최대 항장력이다.
상기 식으로 표시되는 저하량 또는 저하율이 작으면 양품, 크면 불량품이라고 판정한다. Sm1이 SM1보다도 큰 경우 또는 Tm1이 TM1보다도 큰 경우에 저하량 또는 저하율은 음의 값이 되지만, 그 경우, 음의 값이 클수록 저하량 또는 저하율은 작다고 판단한다.
상기 Y1은 5 이상, 80 이하의 수이며, 바람직하게는 10 이상, 70 이하의 수이다. 더 바람직하게는, 15 이상, 60 이하의 수이다.
상기 Z1은, Y1 이상, 200 이하의 수이며, 바람직하게는 40 이상, 160 이하의 수이며, 더 바람직하게는, 50 이상, 150 이하의 수이다.
상기 Z2는, Z1을 초과하고, 300 이하의 수이며, 바람직하게는 50 이상, 200 이하의 수이며, 더 바람직하게는, 60 이상, 160 이하의 수이다.
상기 Z1은, Y1에 20 이상 더한 수인 것이 바람직하고, 25 이상 더한 수인 것이 더 바람직하며, 30 이상 더한 수인 것이 보다 더 바람직하다.
상기 Z2는, Z1에 5 이상 더한 수인 것이 바람직하고, 10 이상 더한 수인 것이 더 바람직하다.
도 5의 (a) 및 (b)를 이용하여 상기 판정 공정 (1)을 구체적으로 설명한다. 우선, 도 5의 (a) 및 (b)에 도시한 바와 같이 변형 Y1％, Z1％ 및 Z2％를 결정하고, Y1％ 이하의 영역과, 변형 Z1 내지 Z2％의 영역으로 분할한다.
도 5의 (a)의 응력-변형 곡선에 있어서, Y1％ 이하의 영역의 최대 응력은 SM1a이며, Z1 내지 Z2％의 영역의 최저 응력은 Sm1a이며, 저하량은 하기 식으로 표시된다.
저하량=SM1a-Sm1a
또한, 저하율은 하기 식으로 표시된다.
저하율=1-(Sm1a/SM1a)
도 5의 (b)의 응력-변형 곡선에 있어서, Y1％ 이하의 영역의 최대 응력은 SM1b이며, Z1 내지 Z2％의 영역의 최저 응력은 Sm1b이며, 저하량 및 저하율은 하기 식으로 표시된다.
저하량=SM1b-Sm1b
저하율=1-(Sm1b/SM1b)
항장력-변형 곡선으로부터 저하량 또는 저하율을 산출하는 경우에도 마찬가지로 행할 수 있다.
상기 판정 공정 (1)에 있어서 양품, 불량품을 판정하는 구체적인 저하량 또는 저하율은 적절히 결정하면 되며, 예를 들어 저하량이 1.5MPa 이하이면 양품이라고 판정할 수도 있다. 또한, 저하율이 0.3 이하이면 양품이라고 판단해도 되고, 0.1 이하이면 보다 양품이라고 판정할 수 있다.
항장력-변형 곡선으로부터 판정하는 경우에도 마찬가지로 적절히 결정할 수 있다. 예를 들어, 항장력의 저하량으로서는, 항장력을 응력으로 환산한 경우에, 저하량이 1.5MPa 이하로 되는 양이면 양품이라고 판정할 수도 있다. 저하율은, 응력의 경우와 마찬가지로, 0.3 이하이면 양품이라고 판단해도 되고, 0.1 이하이면 보다 양품이라고 판정할 수 있다.
상기 판정 공정은, 응력-변형 곡선 또는 항장력-변형 곡선에 있어서, 변형 Y2％(Y2는 5 이상, 80 이하의 수) 이하의 영역의 최대 응력 또는 최대 항장력에 대한, 변형 Z3％(Z3은, Y2 이상, 300 이하의 수)의 응력 또는 항장력의 저하량 또는 저하율이 작은 사출 성형품을 양품, 큰 사출 성형품을 불량품이라고 판정하는 공정 (이하 「판정 공정 (2)」라고도 함)인 것도 바람직한 형태의 하나이다.
상기 응력의 저하량 및 저하율은, 하기 식으로 표시된다.
저하량=SM2-Sm2
저하율=1-(Sm2/SM2)
식 중, Sm2는, 변형 Z3％의 응력이며, SM2는, 변형 Y2％ 이하의 영역의 최대 응력이다.
상기 항장력의 저하량 및 저하율은, 하기 식으로 표시된다.
저하량=TM2-Tm2
저하율=1-(Tm2/TM2)
식 중, Tm2는, 변형 Z3％의 항장력이며, TM2는, 변형 Y2％ 이하의 영역의 최대 항장력이다.
상기 식으로 표시되는 저하량 또는 저하율이 작으면 양품, 크면 불량품이라고 판정한다. Sm2가 SM2보다도 큰 경우 또는 Tm2가 TM2보다도 큰 경우에 저하량 또는 저하율은 음의 값이 되지만, 그 경우, 음의 값이 클수록 저하량 또는 저하율은 작다고 판단한다.
상기 Y2는 5 이상, 80 이하의 수이며, 바람직하게는 10 이상, 70 이하의 수이며, 더 바람직하게는, 15 이상, 60 이하의 수이다.
상기 Z3은, Y2 이상, 300 이하의 수이며, 바람직하게는 40 이상, 200 이하의 수이며, 더 바람직하게는, 50 이상, 150 이하의 수이다.
상기 Z3은, Y2에 20 이상 더한 수인 것이 바람직하고, 25 이상 더한 수인 것이 더 바람직하며, 30 이상 더한 수인 것이 보다 더 바람직하다.
도 6의 (a) 및 (b)를 이용하여 상기 판정 공정 (2)를 구체적으로 설명한다. 도 6의 (a) 및 (b)에 도시한 바와 같이 변형 Y2％ 및 Z3％를 결정하고, Y2％ 이하의 영역과, 변형 Y2％ 이상의 영역으로 분할한다.
도 6의 (a)의 응력-변형 곡선에 있어서, Y2％ 이하의 영역의 최대 응력은 SM2a이며, Z3％의 응력은 Sm2a이며, 저하량 및 저하율은, 하기 식으로 표시된다.
저하량=SM2a-Sm2a
저하율=1-(Sm2a/SM2a)
도 6의 (b)의 응력-변형 곡선에 있어서, Y2％ 이하의 영역의 최대 응력은 SM2b이며, Z3％의 응력은 Sm2b이며, 저하량 및 저하율은 하기 식으로 표시된다.
저하량=SM2b-Sm2b
저하율=1-(Sm2b/SM2b)
항장력-변형 곡선으로부터 저하량 또는 저하율을 산출하는 경우에도 마찬가지로 행할 수 있다.
상기 판정 공정 (2)에 있어서 양품, 불량품을 판정하는 구체적인 저하량 또는 저하율은 적절히 결정하면 되며, 예를 들어 응력-변형 곡선으로부터 판정하는 경우, 저하량이 1.5MPa 이하이면 양품이라고 판정할 수도 있다. 또한, 저하율이 0.3 이하이면 양품이라고 판단해도 되고, 0.1 이하이면 보다 양품이라고 판정할 수 있다.
항장력-변형 곡선으로부터 판정하는 경우도 마찬가지로 적절히 결정할 수 있다. 예를 들어, 항장력의 저하량으로서는, 항장력을 응력으로 환산한 경우에, 저하량이 1.5MPa 이하로 되는 양이면 양품이라고 판정할 수도 있다. 저하율은, 응력의 경우와 마찬가지로, 0.3 이하이면 양품이라고 판단해도 되고, 0.1 이하이면 보다 양품이라고 판정할 수 있다.
상기 판정 공정은 또한, 상기 응력-변형 곡선을, 변형 X％(X는 5 이상의 수)마다 n개의 영역으로 분할하고, 각 영역에 있어서, 응력의 최댓값 SMAXm과 최솟값 SMINm을 산출하여,
SMAXm 및 SMINm+1이, 하기 식 (1)
(α=0.90 이상의 수, m=1 내지 (n-1)의 정수)
을 만족시키는 사출 성형품을 양품, 만족시키지 않는 사출 성형품을 불량품이라고 판정하는 공정(이하 「판정 공정 (3)」이라고도 함)인 것도 바람직한 형태의 하나이다.
상기 식 (1)은, SMAXm은 X％마다 n개로 분할된 영역을 변형이 작은 영역부터 순서대로 m=1, 2, 3…의 영역으로 한 경우에, m=2의 영역에 있어서의 응력의 최젓값 SMIN2가, m=1의 영역에 있어서의 응력의 최댓값 SMAX1에 0.9를 곱한 값보다 큰 경우, m=1인 경우에 식 (1)을 만족시키게 된다.
예를 들어, n이 3인 경우에는, m이 1 및 2의 경우에 대하여 식 (1)을 만족시키면 되며, n이 4인 경우에는, m이 1, 2 및 3인 경우에 식 (1)을 만족시키면 된다.
상기 식 (1) 있어서의 X는 적절히 결정하면 되며, 예를 들어 5 내지 50이어도 되며, 5 내지 30인 것이 바람직하고, 10 내지 20인 것이 더 바람직하다.
응력-변형 곡선이 항복점을 갖는 경우에는, X가 항복점에 있어서의 변형보다 큰 것이 바람직하다. 예를 들어, 항복점이 변형 5％에 존재하는 경우, X는 5를 초과한 수인 것이 바람직하다.
상기 식 (1)에 있어서의 n은 적절히 결정하면 되며, X×n(％)가, 응력-변형 곡선에 있어서의 파단점의 변형(％)보다 작으면 된다. n은 많은 쪽이 보다 상세한 판정을 할 수 있다.
상기 식 (1)에 있어서의 α는 0.90 이상이면 되며, 적절히 결정할 수 있지만, 0.92 이상이 바람직하고, 0.95 이상이 더 바람직하다. α의 최댓값은 1.00이어도 된다.
도 7의 (a) 및 (b)를 이용하여 상기 판정 공정 (3)을 구체적으로 설명한다. 도 7의 (a) 및 (b)에 도시한 바와 같이 X％마다 변형을 분할한 경우(도 7 중, X1은 X, X2=2X, X3=3X, X4=4X임), 변형 0 내지 X1이 m=1의 영역, X1 내지 X2가 m=2의 영역, X2 내지 X3이 m=3의 영역, X3 내지 X4가 m=4의 영역으로 되고, m=2의 영역에 있어서의 최저 응력 SMIN2가, m=1의 영역에 있어서의 최대 응력 SMAX1에 0.9를 곱한 수보다도 크면 된다. m=2 내지 4의 영역에 있어서도 마찬가지로 식 (1)을 만족시키면 양품이라고 판정하고, 어느 하나의 영역에서도 식 (1)을 만족시키지 않으면 불량품이라고 판정한다.
도 7의 (a)의 응력-변형 곡선에서는, m=1 내지 4의 모든 영역에서 식 (1)을 만족시키기 위해서, 사출 성형품을 양품이라고 판정한다. 도 7의 (b)의 응력-변형 곡선에서는, m=1 내지 4의 전부에서 식 (1)을 만족시키지 않기 때문에, 불량품이라고 판정한다.
상기 판정 공정은 또한, 상기 항장력-변형 곡선을, 변형 X％(X는 5 이상의 수)마다 n개의 영역으로 분할하고, 각 영역에 있어서, 항장력의 최댓값 TMAXm과 최솟값 TMINm을 산출하여,
TMAXm 및 TMINm+1이, 하기 식 (2)
(α=0.90 이상의 수, m=1 내지 (n-1)의 정수)
를 만족시키는 사출 성형품을 양품, 만족시키지 않는 사출 성형품을 불량품이라고 판정하는 공정(이하 「판정 공정 (4)」라고도 함)인 것도 바람직한 형태의 하나이다.
상기 식 (2)는, TMAXm은 X％마다 n개로 분할된 영역을 변형이 작은 영역부터 순서대로 m=1, 2, 3…의 영역으로 한 경우에, m=2의 영역에 있어서의 항장력의 최저 값 TMIN2가, m=1의 영역에 있어서의 항장력의 최댓값 TMAX1에 0.9를 곱한 값보다 큰 경우, m=1의 경우에 식 (2)를 만족시키게 된다.
예를 들어, n이 3인 경우에는, m이 1 및 2인 경우에 대하여 식 (2)를 만족시키면 되며, n이 4인 경우에는, m이 1, 2 및 3인 경우에 식 (2)를 만족시키면 된다.
상기 식 (2) 있어서의 X는 적절히 결정하면 되며, 예를 들어 5 내지 50이어도 되며, 5 내지 30인 것이 바람직하고, 10 내지 20인 것이 더 바람직하다.
항장력-변형 곡선이 항복점을 갖는 경우에는, X가 항복점에 있어서의 변형보다 큰 것이 바람직하다. 예를 들어, 항복점이 변형 5％에 존재하는 경우, X는 5를 초과한 수인 것이 바람직하다.
상기 식 (2)에 있어서의 n은 적절히 결정하면 되며, X×n(％)가, 항장력-변형 곡선에 있어서의 파단점의 변형(％)보다 작으면 된다. n은 많은 쪽이 보다 상세한 판정을 할 수 있다.
상기 식 (2)에 있어서의 α는 0.90 이상이면 되며, 적절히 결정할 수 있지만, 0.92 이상이 바람직하고, 0.95 이상이 더 바람직하다. α의 최댓값은 1.00이어도 된다.
본 개시의 검사 방법은, 용융 가공성 불소 수지 사출 성형품의 양부를 용이하게 판정할 수 있기 때문에, 용융 가공성 불소 수지의 사출 성형에 있어서의 성형 조건의 조정에 도움이 된다. 또한, 사출 성형품의 제조에 있어서의 양품 또는 불량품의 선별, 성형품의 수입 검사 등에 사용할 수 있다.
본 개시의 용융 가공성 불소 수지 사출 성형품의 제조 방법은, (x) 하나의 로트 중의 용융 가공성 불소 수지를 사출 성형하여 복수의 사출 성형품을 얻는 공정, (y) 복수의 사출 성형품으로 임의로 하나의 사출 성형품을 선택하고, 인장 시험하여 얻어진 응력-변형 곡선 또는 항장력-변형 곡선으로부터, 해당 사출 성형품이 크랙 또는 디라미네이션에 의한 불량품인지 여부를 판정하는 공정, (z) 불량품이라고 판정된 사출 성형품과 상기 로트의 용융 가공성 불소 수지로부터 얻어진 사출 성형품으로 양품을 선별하는 공정을 포함한다.
본 개시의 제조 방법에 의해, 용융 가공성 불소 수지 사출 성형품의 크랙 또는 디라미네이션에 의한 양부를 용이하게 판단할 수 있어, 생산성을 향상시킬 수 있다.
상기 공정 (x)에서는, 하나의 로트 중의 용융 가공성 불소 수지를 사출 성형하여 복수의 사출 성형품을 얻는 공정이다. 동일 로트의 용융 가공성 불소 수지로부터 얻어진 사출 성형품은, 유사한 성능을 갖고 있을 가능성이 높다. 후술하는 공정 (y)는, 용융 가공성 불소 수지의 로트를 단위로 하여 행하는 것이 적당하다.
상기 공정 (y)에서는, 복수의 사출 성형품으로 임의로 1 이상의 사출 성형품을 선택한다. 선택하는 사출 성형품은 1개여도 되고, 2 이상이어도 된다.
인장 시험하여 얻어진 응력-변형 곡선 또는 항장력-변형 곡선으로부터, 해당 사출 성형품이 크랙 또는 디라미네이션에 의한 불량품인지 여부의 판정은, 상술한 본 개시의 검사 방법에 있어서의 판정 공정과 마찬가지로 행할 수 있다.
상기 공정 (z)는, 불량품이라고 판정된 사출 성형품과 상기 로트의 용융 가공성 불소 수지로부터 얻어진 사출 성형품으로 양품을 선별하는 공정을 포함한다. 상기 선별 방법은 특별히 한정되지는 않는다. 또한, 상기 로트 중의 용융 가공성 불소 수지로부터 얻어진 사출 성형품으로 비파괴로 양품을 선별할 수 없는 경우에는, 상기 로트의 용융 가공성 불소 수지로부터 얻어진 사출 성형품을 모두 제거하는 방법도 들 수 있다.
본 개시의 제조 방법은, 크랙 또는 디라미네이션에 의한 불량품을 제외한 용융 가공성 불소 수지 사출 성형품을 제조할 수 있다.
실시예
다음으로 본 개시의 검사 방법 및 제조 방법을 실시예에 의해 설명하지만, 본 개시의 검사 방법 및 제조 방법은 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
본 실시예에서는, 이하의 용융 가공성 불소 수지를 사용하였다.
용융 가공성 불소 수지 1: TFE/PPVE 공중합체, TFE/PPVE=98.5/1.5(몰비), MFR: 15.2g/10분
본 실시예에서 사용한 용융 가공성 불소 수지의 멜트 플로 레이트(MFR)는, ASTM D 1238에 준거하여, 온도 372℃, 하중 5㎏으로 측정하였다.
제조예 1
용융 가공성 불소 수지 1을, 사출 성형기 MDX75XA(우베 고산 키카이 가부시키가이샤제)를 사용하여, 제조 조건을 사출 속도 50㎜/s, 헤더 온도 375℃, 금형 온도 180℃로 하여, 4개의 사출 성형품(30㎜×60㎜×두께 1.0㎜)을 얻었다.
제조예 2
사출 속도를 40㎜/s로 변경한 것 이외에는, 제조예 1과 마찬가지로 하여, 4개의 사출 성형품을 얻었다.
제조예 3
사출 속도를 30㎜/s로 변경한 것 이외에는, 제조예 1과 마찬가지로 하여, 4개의 사출 성형품을 얻었다.
제조예 4
사출 속도를 20㎜/s로 변경한 것 이외에는, 제조예 1과 마찬가지로 하여, 4개의 사출 성형품을 얻었다.
제조예 5
헤더 온도를 370℃로 변경한 것 이외에는, 제조예 4와 마찬가지로 하여, 4개의 사출 성형품을 얻었다.
제조예 6
사출 속도를 10㎜/s로 변경한 것 이외에는, 제조예 1과 마찬가지로 하여, 4개의 사출 성형품을 얻었다.
인장 시험
제조예 1에서 얻어진 사출 성형품을 하기 조건에서 인장 시험하여 응력-변형 곡선을 얻었다.
제조예 4에서 얻어진 사출 성형품을 하기 조건에서 인장 시험하여 응력-변형 곡선을 얻었다.
[인장 시험 조건]
ASTM D1708의 시험편 형상으로, 인장 속도 50㎜/초, 실온에서 측정을 행하였다. 도 9는, 사출 성형품으로부터 시험편을 잘라내는 영역을 나타낸 모식도이다. 시험편은, 도 9에 도시한 사출 성형품(90)의 점선으로 둘러싼 영역(91)으로부터 잘라내서 제작하였다. 도 9에 있어서의 92는 게이트 부분을 나타낸다.
실시예 1-1
응력-변형 곡선을, 변형 20％ 이하의 영역 A1과, 변형 50 내지 60％의 영역 B1로 분할하고, A1의 영역에 있어서의 최대 응력과, B1의 영역에 있어서의 최저 응력을 추출하였다.
제조예 1에서 얻어진 4개의 사출 성형품은, 상기 최대 응력에 대한 최저 응력의 저하율이 10％를 초과한 것이 있었다. 저하율이 10％를 초과한 것은, 크랙 또는 디라미네이션에 의한 불량품이라고 판정하였다.
또한, 제조예 2에서 얻어진 4개의 사출 성형품은, 상기 최대 응력에 대한 최저 응력의 저하율이 0％ 이하였다. 그 때문에 모든 사출 성형품을 양품이라고 판정하였다.
실시예 1-2
응력-변형 곡선을, 변형 20％ 이하의 영역 A2와, 변형 60 내지 70％의 영역 B2로 분할하고, A2의 영역에 있어서의 최대 응력과, B2의 영역에 있어서의 최저 응력을 추출하였다.
제조예 1에서 얻어진 4개의 사출 성형품은, 상기 최대 응력에 대한 최저 응력의 저하율이 10％를 초과한 것이 있었다. 저하율이 10％를 초과한 것은, 크랙 또는 디라미네이션에 의한 불량품이라고 판정하였다.
또한, 제조예 4에서 얻어진 4개의 사출 성형품은, 상기 최대 응력에 대한 최저 응력의 저하율이 0％ 이하이었다. 그 때문에 모든 사출 성형품을 양품이라고 판정하였다.
실시예 1-3
응력-변형 곡선을, 변형 20％ 이하의 영역 A3과, 변형 100 내지 110％의 영역 B3으로 분할하고, A3의 영역에 있어서의 최대 응력과, B3의 영역에 있어서의 최저 응력을 추출하였다.
제조예 1에서 얻어진 4개의 사출 성형품은, 상기 최대 응력에 대한 최저 응력의 저하율이 10％를 초과한 것이 있었다. 저하율이 10％를 초과한 것은, 크랙 또는 디라미네이션에 의한 불량품이라고 판정하였다.
또한, 제조예 4에서 얻어진 4개의 사출 성형품은, 상기 최대 응력에 대한 최저 응력의 저하율이 10％를 초과하였으므로, 모든 사출 성형품을 불량품이라고 판정하였다.
실시예 1-4
응력-변형 곡선을, 변형 20％ 이하의 영역 A4와, 변형 150 내지 160％의 영역 B4로 분할하고, A4의 영역에 있어서의 최대 응력과, B4의 영역에 있어서의 최저 응력을 추출하였다.
제조예 1에서 얻어진 4개의 사출 성형품은, 상기 최대 응력에 대한 최저 응력의 저하율이 10％를 초과한 것이 있었다. 저하율이 10％를 초과한 것은, 크랙 또는 디라미네이션에 의한 불량품이라고 판정하였다.
또한, 제조예 4에서 얻어진 4개의 사출 성형품은, 상기 최대 응력에 대한 최저 응력의 저하율이 10％를 초과하였으므로, 모든 사출 성형품을 불량품이라고 판정하였다.
실시예 1-5
응력-변형 곡선을, 변형 60％ 이하의 영역 A5와, 변형 50 내지 60％의 영역 B5로 분할하고, A5의 영역에 있어서의 최대 응력과, B5의 영역에 있어서의 최저 응력을 추출하였다.
제조예 1에서 얻어진 4개의 사출 성형품은, 상기 최대 응력에 대한 최저 응력의 저하율이 10％를 초과한 것이 있었다. 저하율이 10％를 초과한 것은, 크랙 또는 디라미네이션에 의한 불량품이라고 판정하였다.
또한, 제조예 4에서 얻어진 4개의 사출 성형품은, 상기 최대 응력에 대한 최저 응력의 저하율이 어느 측정값도 9％보다도 낮았으므로, 모든 사출 성형품을 양품이라고 판정하였다.
실시예 1-6
응력-변형 곡선을, 변형 60％ 이하의 영역 A6과, 변형 60 내지 70％의 영역 B6으로 분할하고, A6의 영역에 있어서의 최대 응력과, B6의 영역에 있어서의 최저 응력을 추출하였다.
제조예 1에서 얻어진 4개의 사출 성형품은, 상기 최대 응력에 대한 최저 응력의 저하율이 10％를 초과한 것이 있었다. 저하율이 10％를 초과한 것은, 크랙 또는 디라미네이션에 의한 불량품이라고 판정하였다.
또한, 제조예 4에서 얻어진 4개의 사출 성형품은, 상기 최대 응력에 대한 최저 응력의 저하율이 어느 측정값도 9％보다도 낮았으므로, 모든 사출 성형품을 양품이라고 판정하였다.
실시예 1-7
응력-변형 곡선을, 변형 60％ 이하의 영역 A7과, 변형 100 내지 110％의 영역 B7로 분할하고, A7의 영역에 있어서의 최대 응력과, B7의 영역에 있어서의 최저 응력을 추출하였다.
제조예 1에서 얻어진 4개의 사출 성형품은, 상기 최대 응력에 대한 최저 응력의 저하율이 10％를 초과한 것이 있었다. 저하율이 10％를 초과한 것은, 크랙 또는 디라미네이션에 의한 불량품이라고 판정하였다.
또한, 제조예 4에서 얻어진 4개의 사출 성형품은, 상기 최대 응력에 대한 최저 응력의 저하율이 10％를 초과하였으므로, 모든 사출 성형품을 불량품이라고 판정하였다.
실시예 1-8
응력-변형 곡선을, 변형 60％ 이하의 영역 A8과, 변형 150 내지 160％의 영역 B8로 분할하고, A8의 영역에 있어서의 최대 응력과, B8의 영역에 있어서의 최저 응력을 추출하였다.
제조예 1에서 얻어진 4개의 사출 성형품은, 상기 최대 응력에 대한 최저 응력의 저하율이 10％를 초과한 것이 있었다. 저하율이 10％를 초과한 것은, 크랙 또는 디라미네이션에 의한 불량품이라고 판정하였다.
또한, 제조예 4에서 얻어진 4개의 사출 성형품은, 상기 최대 응력에 대한 최저 응력의 저하율이 10％를 초과하였으므로, 모든 사출 성형품을 불량품이라고 판정하였다.
실시예 2-1
응력-변형 곡선을, 변형 20％ 이하의 영역 C1과, 변형 20％ 이상의 영역 D1로 분할하고, 영역 C1에 있어서의 최대 응력을 추출하였다. 또한, 영역 D1 중에서 변형 50％에 있어서의 응력을 추출하였다.
제조예 1에서 얻어진 4개의 사출 성형품은, 상기 최대 응력에 대한 변형 50％에 있어서의 응력이 모두 9％를 하회했기 때문에, 모든 사출 성형품을 크랙 또는 디라미네이션에 의한 양품이라고 판정하였다.
또한, 제조예 4에서 얻어진 4개의 사출 성형품은, 상기 최대 응력에 대한 변형 50％에 있어서의 응력의 저하율이 어느 측정값도 9％보다도 낮았으므로, 모든 사출 성형품을 양품이라고 판정하였다.
실시예 2-2
응력-변형 곡선을, 변형 20％ 이하의 영역 C2와, 변형 20％ 이상의 영역 D2로 분할하고, 영역 C2에 있어서의 최대 응력을 추출하였다. 또한, 영역 D2 중에서 변형 60％에 있어서의 응력을 추출하였다.
제조예 1에서 얻어진 4개의 사출 성형품은, 상기 최대 응력에 대한 변형 60％에 있어서의 응력의 저하율이 10％를 초과한 것이 있었다. 저하율이 10％를 초과한 것은, 크랙 또는 디라미네이션에 의한 불량품이라고 판정하였다.
또한, 제조예 4에서 얻어진 4개의 사출 성형품은, 상기 최대 응력에 대한 변형 60％에 있어서의 응력의 저하율이 어느 측정값도 9％보다도 낮았으므로, 모든 사출 성형품을 양품이라고 판정하였다.
실시예 2-3
응력-변형 곡선을, 변형 20％ 이하의 영역 C3과, 변형 20％ 이상의 영역 D3으로 분할하고, 영역 C3에 있어서의 최대 응력을 추출하였다. 또한, 영역 D3 중에서 변형 100％에 있어서의 응력을 추출하였다.
제조예 1에서 얻어진 4개의 사출 성형품은, 상기 최대 응력에 대한 변형 100％에 있어서의 응력의 저하율이 10％를 초과하였고, 모든 사출 성형품을 크랙 또는 디라미네이션에 의한 불량품이라고 판정하였다.
또한, 제조예 4에서 얻어진 4개의 사출 성형품은, 상기 최대 응력에 대한 변형 100％에 있어서의 응력의 저하율이 9％보다도 큰 것이 있었다. 저하율이 9％보다도 큰 사출 성형품을 불량품이라고 판정하였다.
실시예 2-4
응력-변형 곡선을, 변형 20％ 이하의 영역 C4와, 변형 20％ 이상의 영역 D4로 분할하고, 영역 C4에 있어서의 최대 응력을 추출하였다. 또한, 영역 D4 중에서 변형 150％에 있어서의 응력을 추출하였다.
제조예 1에서 얻어진 4개의 사출 성형품은, 상기 최대 응력에 대한 변형 150％에 있어서의 응력의 저하율이 10％를 초과하였고, 모든 사출 성형품을 크랙 또는 디라미네이션에 의한 불량품이라고 판정하였다.
또한, 제조예 4에서 얻어진 4개의 사출 성형품은, 상기 최대 응력에 대한 변형 150％에 있어서의 응력의 저하율이 9％보다도 큰 것이 있었다. 저하율이 9％보다도 큰 것을 불량품이라고 판정하였다.
실시예 2-5
응력-변형 곡선을, 변형 60％ 이하의 영역 C5와, 변형 60％ 이상의 영역 D5로 분할하고, 영역 C5에 있어서의 최대 응력을 추출하였다. 또한, 영역 D5 중에서 변형 60％에 있어서의 응력을 추출하였다.
제조예 1에서 얻어진 4개의 사출 성형품은, 상기 최대 응력에 대한 변형 60％에 있어서의 응력의 저하율이 10％를 초과하였고, 모든 사출 성형품을 크랙 또는 디라미네이션에 의한 불량품이라고 판정하였다.
또한, 제조예 4에서 얻어진 4개의 사출 성형품은, 상기 최대 응력에 대한 변형 60％에 있어서의 응력의 저하율이 모두 9％보다도 작았으므로, 모든 사출 성형품을 양품이라고 판정하였다.
실시예 2-6
응력-변형 곡선을, 변형 60％ 이하의 영역 C6과, 변형 60％ 이상의 영역 D6으로 분할하고, 영역 C6에 있어서의 최대 응력을 추출하였다. 또한, 영역 D6 중에서 변형 100％에 있어서의 응력을 추출하였다.
제조예 1에서 얻어진 4개의 사출 성형품은, 상기 최대 응력에 대한 변형 100％에 있어서의 응력의 저하율이 10％를 초과하였고, 모든 사출 성형품을 크랙 또는 디라미네이션에 의한 불량품이라고 판정하였다.
실시예 2-7
응력-변형 곡선을, 변형 60％ 이하의 영역 C7과, 변형 60％ 이상의 영역 D7로 분할하고, 영역 C7에 있어서의 최대 응력을 추출하였다. 또한, 영역 D7 중에서 변형 150％에 있어서의 응력을 추출하였다.
제조예 1에서 얻어진 4개의 사출 성형품은, 상기 최대 응력에 대한 변형 150％에 있어서의 응력의 저하율이 10％를 초과하였고, 모든 사출 성형품을 크랙 또는 디라미네이션에 의한 불량품이라고 판정하였다.
또한, 제조예 4에서 얻어진 4개의 사출 성형품은, 상기 최대 응력에 대한 변형 150％에 있어서의 응력의 저하율이 모두 9％보다도 컸으므로, 모든 사출 성형품을 불량품이라고 판정하였다.
실시예 3-1
제조예 1 내지 6에서 얻어진 성형품을 각 4개 사용하여 인장 시험을 행하고, 응력-변형 곡선을 얻었다. 응력-변형 곡선을, 변형 10％마다, 10개의 영역으로 분할하고, 변형이 작은 순으로 영역 m=1 내지 9로 하였다.
각 영역마다 최대 응력 및 최저 응력을 추출하여,
하기 식:
(α=0.93, m=1 내지 9의 정수)
를 만족시키는지의 여부를 조사하였다.
하기 표 1에, 각 제조예마다, m=1 내지 9의 경우의 SMINm+1/SMAXm을 나타낸다. 표 1에서는, α가 0.92 이하로 되는 경우에 칸을 회색으로 표시하였다.
표 1 중, m은 1의 경우, (1-SMIN2/SMAX1)×100의 값이며, m은 2의 경우, (1-SMIN3/SMAX2)×100의 값이다.
제조예 1에서 얻어진 4개 중 2개의 사출 성형품은, m=1 내지 4로 상기 식을 만족시키고, m=5로 상기 식을 만족시키지 않게 되므로, 불량품이라고 판정하였다. 또한, 다른 2개의 사출 성형품은, m=1 내지 5로 상기 식을 만족시키고, m=6으로 상기 식을 만족시키지 않게 되므로, 불량품이라고 판정하였다.
제조예 2에서 얻어진 4개 중 1개의 사출 성형품은, 상기 식을 만족시키지 않게 되는 것은 m=5이므로, 불량품이라고 판정하였다. 또한, m=1 내지 5로 상기 식을 만족시키고, m=6로 상기 식을 만족시키지 않게 되는 사출 성형품을 불량품이라고 판정하였다. m=1 내지 7로 상기 식을 만족시키고, m=8로 상기 식을 만족시키지 않게 되는 사출 성형품을 불량품이라고 판정하였다. 또한, m=1 내지 9로 상기 식을 만족시키는 1개의 사출 성형품을 양품이라고 판정하였다.
제조예 3에서 얻어진 4개 중 1개의 사출 성형품은, 상기 식을 만족시키지 않게 되는 것은 m=6이므로, 불량품이라고 판정하였다. 또한, m=1 내지 5로 상기 식을 만족시키고, m=6으로 상기 식을 만족시키지 않게 되는 사출 성형품을 불량품이라고 판정하였다. m=1 내지 6으로 상기 식을 만족시키고, m=7로 상기 식을 만족시키지 않게 되는 사출 성형품을 불량품이라고 판정하였다. 또한, m=1 내지 8로 상기 식을 만족시키는 2개의 사출 성형품을 양품이라고 판정하였다.
제조예 4에서 얻어진 4개의 사출 성형품은, m=8까지 상기 식을 만족시키므로, 모두를 양품이라고 판정하였다.
제조예 5에서 얻어진 4개 중 1개의 사출 성형품은, 상기 식을 만족시키지 않게 되는 것은 m=6이므로, 불량품이라고 판정하였다. 3개의 사출 성형품은, 상기 식을 만족시키지 않게 되는 것은 m=7이므로, 불량품이라고 판정하였다.
제조예 6에서 얻어진 4개 중 3개의 사출 성형품은, m=1로 이미 상기 식을 만족시키지 않으므로, 모든 사출 성형품을 불량품이라고 판정하였다. 제조예 6에서 얻어진 1개의 사출 성형품은, m=9까지 상기 식을 만족시키므로, 양품이라고 판정하였다.
위에서 설명하는 결과를 응용하여, 처음에 상기 식을 만족시키지 않게 된 영역의 m의 수를 점수로 함으로써, 결함 적음의 지표로 할 수 있다. 제조예 1 내지 6에서 얻어진 사출 성형품은, 예를 들어 하기 점수로 된다.
제조예 1: 5점(m=1 내지 4로 상기 식을 만족시키는 것)
제조예 2: 5점(m=1 내지 4로 상기 식을 만족시키는 것)
제조예 3: 6점(m=1 내지 5로 상기 식을 만족시키는 것)
제조예 4: 9점(m=1 내지 8로 상기 식을 만족시키는 것)
제조예 5: 6점(m=1 내지 5로 상기 식을 만족시키는 것)
제조예 6: 1점(m=1로 이미 상기 식을 만족시키지 않는 것)
90: 사출 성형품
91: 시험편을 잘라낸 영역
92: 게이트 부분
91: 시험편을 잘라낸 영역
92: 게이트 부분
Claims (8)
- 용융 가공성 불소 수지 사출 성형품을 인장 시험하여 얻어진 응력-변형 곡선 또는 항장력-변형 곡선으로부터, 해당 사출 성형품이 크랙 또는 디라미네이션에 의한 불량품인지 여부를 판정하는 공정을
포함하고,
상기 판정 공정은, 상기 응력-변형 곡선 또는 항장력-변형 곡선을, 변형의 크기에 따라 2 이상의 영역으로 분할하고, 변형이 작은 영역의 응력 또는 항장력에 대한, 변형이 큰 영역의 응력 또는 항장력의 저하량 또는 저하율이 작은 사출 성형품을 양품, 큰 사출 성형품을 불량품이라고 판정하는 공정인 것을 특징으로 하는, 용융 가공성 불소 수지 사출 성형품의 검사 방법. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 판정 공정은, 상기 응력-변형 곡선 또는 항장력-변형 곡선에 있어서, 변형 Y1％(Y1은 5 이상, 80 이하의 수) 이하의 영역의 최대 응력 또는 최대 항장력에 대한, 변형 Z1 내지 Z2％(Z1은, Y1 이상, 200 이하의 수이며, Z2는, Z1을 초과하고, 300 이하의 수임)의 영역의 최저 응력 또는 최저 항장력의 저하량 또는 저하율이 작은 사출 성형품을 양품, 큰 사출 성형품을 불량품이라고 판정하는 공정인, 검사 방법. - 제1항에 있어서,
상기 판정 공정은, 상기 응력-변형 곡선 또는 항장력-변형 곡선에 있어서, 변형 Y2％(Y2는 5 이상, 80 이하의 수) 이하의 영역의 최대 응력 또는 최대 항장력에 대한, 변형 Z3％(Z3은, Y2 이상, 300 이하의 수)의 응력 또는 항장력의 저하량 또는 저하율이 작은 사출 성형품을 양품, 큰 사출 성형품을 불량품이라고 판정하는 공정인, 검사 방법. - 제1항에 있어서,
상기 판정 공정은, 상기 응력-변형 곡선을, 변형 X％(X는 5 이상의 수)마다 n개의 영역으로 분할하고, 각 영역에 있어서, 응력의 최댓값 SMAXm과 최솟값 SMINm을 산출하여,
SMAXm 및 SMINm+1이, 하기 식 (1)
(α=0.90 이상의 수, m=1 내지 (n-1)의 정수)
을 만족시키는 사출 성형품을 양품, 만족시키지 않는 사출 성형품을 불량품이라고 판정하는 공정인, 검사 방법. - 제1항에 있어서,
상기 판정 공정은, 상기 항장력-변형 곡선을, 변형 X％(X는 5 이상의 수)마다 n개의 영역으로 분할하고, 각 영역에 있어서, 항장력의 최댓값 TMAXm과 최솟값 TMINm을 산출하여,
TMAXm 및 TMINm+1이, 하기 식 (2)
(α=0.90 이상의 수, m=1 내지 (n-1)의 정수)
을 만족시키는 사출 성형품을 양품, 만족시키지 않는 사출 성형품을 불량품이라고 판정하는 공정인, 검사 방법. - 제1항에 있어서,
용융 가공성 불소 수지 사출 성형품에 있어서의 불소 수지가, 테트라플루오로에틸렌/퍼플루오로(알킬비닐에테르) 공중합체 및 테트라플루오로에틸렌/헥사플루오로프로필렌 공중합체로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종인, 검사 방법. - (x) 하나의 로트 중의 용융 가공성 불소 수지를 사출 성형하여 복수의 사출 성형품을 얻는 공정,
(y) 복수의 사출 성형품에서 임의로 1 이상의 사출 성형품을 선택하고, 인장 시험하여 얻어진 응력-변형 곡선 또는 항장력-변형 곡선으로부터, 해당 사출 성형품이 크랙 또는 디라미네이션에 의한 불량품인지 여부를 판정하는 공정,
(z) 불량품이라고 판정된 사출 성형품과 동 로트의 용융 가공성 불소 수지로부터 얻어진 사출 성형품에서 양품을 선별하는 공정을
포함하고,
상기 판정하는 공정은, 상기 응력-변형 곡선 또는 항장력-변형 곡선을, 변형의 크기에 따라 2 이상의 영역으로 분할하고, 변형이 작은 영역의 응력 또는 항장력에 대한, 변형이 큰 영역의 응력 또는 항장력의 저하량 또는 저하율이 작은 사출 성형품을 양품, 큰 사출 성형품을 불량품이라고 판정하는 공정인, 용융 가공성 불소 수지 사출 성형품의 제조 방법.
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