自由界面を伴う高分子ポリマーの流動と伝熱特性に関する研究

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08650252
• Research Institution: Gifu University
• Principal Investigator: 熊田 雅弥 岐阜大学, 工学部, 教授 (30021603)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 三松 順治 岐阜大学, 工学部, 助教授 (20202351) ; 花村 克悟 岐阜大学, 工学部, 助教授 (20172950)
• Keywords: 射出成形機 / メルトフロントの熱移動 / ポリスチレン / シリコンオイル / 表面張力 / 弾性膨脹

Research Abstract

本研究は、高分子ポリマーの射出成形機において、溶融ポリマーのメルトフロントの熱流動を実験的に解析することである。
本年度は、前年度の結果を総括し、以下の研究を行った。
前年度製作した研究室規模のスクリュータイプの射出成形機の与圧機構に強度的な問題が生じ昨年度末以来、改造を行ってきたため、研究計画の当初予定を完了することができなかった。これは、本年度提出の成果報告書に詳述するように、スクリュー駆動部の強度不足によるものであった。しかし、急拡大・急縮小流路の金型の成果は、現在引き続き計測中であるが、当初予定のメルトフロントの性状については十分の成果を得ている。
第一に、試験部に円管のガラス製観測部を装着して、ノズル射出直後の弾性膨脹による溶融ポリマーの流動をCCDカメラによるステレオ撮影により画像処理し、三次の多項式近似によるメルトフロントの性状近似を行い、非定常流動を明確にした。
第二に、試験部を短形流路に取り替えて、上述の計測によりメルトフロントの性状の画像処理を行い、弾性膨脹と金型壁の有無による変化、およびスリップ流れによる周期的な流動の変化を明らかにした。
上記実験は、射出速度と温度をパラメータに行った。また、予備実験として金型壁に衝突後の溶融ポリマーの分離合体について、ピアノ線による射出後の分割・合体の挙動について、上述の手法によるデータ解析の可能性を確認した。
尚、現在急拡大・急縮小金型における実験と与圧によるノズル直後の射出形状の変化について実験を継続して行っている。最終的には、平成11年3月開催の日米機械学会の合同熱工学会議にて成果を報告する予定である。