近赤外分光法を用いた高分子発泡射出成形プロセスにおける 発泡剤濃度の測定

摘要

近年,環境負荷の低い発泡部材量産手法として,二 酸化炭素や窒素を発泡剤として樹脂に混練し射出成形 中に発泡させる,発泡射出成形プロセスが注目されて いる．このプロセスでは,樹脂内に溶解する発泡剤濃 度の安定化が品質管理上必要とされ求められているが,高圧高温の溶融樹脂中の発泡剤濃度をセンシングする 手法すら存在していないのが現状である．これまで 我々は近赤外分光法に着目してオンライン計測法の開 発を行ってきた．近赤外分光法は近赤外光を用いた分 子の基準振動の倍音,結合音による光の吸収に基づく 分光法である1)．これまでに低圧発泡射出成形機に市販 の耐圧耐熱プローブを取り付け,近赤外スペクトルを 測定した．その結果,ガス注入圧力の増加とともに CO2濃度に対応する吸光度が増加することを確認し,発 泡剤濃度をオンライン測定できることを示した2)．その 一方で,本研究の目的であるフィードバックシステム を構築するには,ガス注入圧力以外の成形条件がCO2 濃度または成形体に与える影響を把握する必要がある． 本報告では,成形条件（冷却時間,スクリュー回転 速度）がCO2濃度に与える影響について検討した．