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リラクゼーションタイムズブログ

ゴム加工性解析装置を使用する時の保護フィルムの重要性。

適切なフィルムを使用することで、一貫性のある有用なデータが得られ、ゴム加工性解析装置(RPA)の寿命も延びます。

Rheology Scientists & Engineers

著者

サイモン・ワン

高温の処理温度や加硫温度での試験では、コンパウンドからさまざまな汚染物質が放出され、表面が滑りやすくなったり、ダイが腐食したり、ダイシールが早期に破損したりする可能性があります。 これらの問題は、データの変動や人為的な傾向を引き起こす可能性があります。 これらを軽減するために、保護フィルムを使用することが重要です。

ワッフルアイロンのようなもので、適切な生地(コンパウンド)と適切な温度(191℃)に設定されたワッフルアイロン(器具)、そして高温のオイルが必要なのです。 そうでないと、衣があちこちにくっついてしまい、何もできなくなる可能性があります。

なるほど…それはちょっと無理がありますね。 しかし、ムーニー粘度計、加硫試験機、ゴム加工性解析装置、その他レオメーターなどのダイキャビティにゴムコンパウンドを入れただけでは、ワッフルのようにデータがゴミ箱行きになり、大変な目に遭うというのがポイントです。

その為、試験中にコンパウンドを包む保護フィルムを使用することは重要です。 また、サランラップ®をサンプルに貼るだけの話ではありません。 このような高温・高負荷の用途には、専用の保護フィルムが必要です。 しかし、すべてのフィルムが同じように作られているわけではないので、注意が必要です。

テストに最適な保護フィルムを見つける。

試験の安定性に影響を与えるバリアフィルムの特性は、主に材質と厚みの2つです。

材料は最高試験温度に直接影響する。 例えば、高温(200℃~350℃)で試験する場合、ナイロンやポリエステルのフィルムは溶けたり分解したりするので、ポリイミドフィルムを使用する必要が有ります。。

膜厚は一般的に最大ひずみにあわせて選択します。 しかし、安価なフィルムの多くは、厚みのばらつきが多いです。 まるで、彼らが考えているかの様です「ここに1ミリ、あちらで1ミリ…何が違うんだろう?」 あるいは、価格重視の購買担当者は、数ドルを節約するために複数の供給元からフィルムを購入します。 規格外の厚さのフィルムや、異なるメーカーのフィルムでは、ダイギャップというテストデータに直接影響する非常に重要なパラメータが変化することがあるのは事実です。 悪いフィルム=悪いデータ

深堀りする - 各種バリアフィルムの比較結果

我々の評価は、Premier RPAで従来の3段階のテストを行いました。 テストは、まず400%までのひずみスイープ試験を行いました。 その後、12分間の加硫試験を実施。 その後、Delay subtestにより6分間で60℃まで冷却しました。 最後に,加硫ゴムコンパウンドのひずみ試験を2回行った. この実験では、標準的なEPDMコンパウンドを選択しました。

表1は,アルファテクノロジーズ社のF0201-S,F5058,F0224と,比較のために他社製のFilm1,Film2の5種類のフィルムを示してます。 Premier RPA-X(S2Kオートダイ使用)にて、全フィルムを手差しで5回テストしました。 そして、異なるフィルムの再現性と耐引裂性を比較しました。

表1 選定した5種類の保護フィルムの仕様

表2、表3は、5種類の試験フィルムと、フィルム未使用の場合の、硬化前と硬化後の特性の分散係数の比較です。 硬化前物性の比較から、いずれのフィルムも良好な性能を示しており、装置の安定性にも優れていることが判ります。 しかし、F0224とFilm1との分散係数は良くなっており、F5058/F0224は同条件の高ひずみで相対的に特性が悪くなっています。 硬化後の特性を比較すると,F5058,F0224,Noneの分散係数が悪く,これはフィルムの破れやダイの汚れによる滑りが関係していると思われます。 F5058は最高のパフォーマンス

表2. 硬化前特性(貯蔵弾性率/G’)の分散係数比較

表3. 硬化後特性(貯蔵弾性率/G’)の分散係数の比較

表4は、5種類の保護フィルムのひずみを変えたときの耐引裂性能(下フィルム)を表したものです。 その結果、F0201-Sは、試験ひずみが100%以上の場合に特別に使用されるため、耐引裂性において最も優れた性能を発揮することが判りました。 しかし、100%ではまだ部分的に破れが生じ、200%まではひずみを大きくすると、その後完全に破れました。 F5058はF0224よりも性能が良く、60%ひずみでは破れは生じませんでした。 他のフィルムも同様の性能で、60%で部分的に破れ、100%で完全破れました。 下側フィルムに比べ、上側フィルムは上側ダイとの相対移動がないため、大きな汚れも破れもありませんでした。 図1は、上述したフィルムの異なる破損タイプを示したものです。

表4 各種保護フィルムの耐引裂性能(下側用フィルム)

図1 保護フィルムの破れの種類

そのため、テストに適したフィルムを選択する必要があります。 Premier RPAを用いた比較実験で検証したように、F5058(ポリエステル)は加硫後 または加硫特性、F0224(ナイロン)は加硫前の特性での試験に適しています。 不適格なフィルムを使用すると、データのばらつきや間違った結果が出たり、部品の早期磨耗の原因になったりします。

何が得られるか - 装置寿命の延長。 より良いデータを

保護フィルムを使用することで、テスト終了後のサンプルの取り外しが非常に容易になり、テストのたびにダイの溝に残ったゴムカスを掃除する必要がなくなりました。 つまり、時間の節約になります。 さらに、このフィルムは機器のダイやシールを保護し、機器のメンテナンスとランニングコストを大幅に削減します。その為、コストも削減となります。

しかし、何よりも重要なのは(結局のところ、テストを行う意義は良いデータを得ることですから)、適切な保護フィルムがテスト結果のばらつきを抑え、テストデータの安定性を確保することです。 一方、ディスカウント品や品質の悪いフィルムでは、フィルムが破れたり、溶けたり、滑ったりして、不良データの原因になります。

アルファテクノロジーズでは、さまざまな試験条件に合わせて設計された25種類以上のフィルムを用意しています。 また、自社製測定器の堅牢なテスト環境にも対応できるように設計されています。 もちろん、他メーカーのレオロジー試験装置で使用しても、十分な性能を発揮します。

当社の保護フィルムについてもっと知りたい、あるいはこのテーマについて質問があるという方は、遠慮なく当社までご連絡ください。

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