(57)【要約】  【課題】熱可塑性エラストマーの押出加工性を高信頼度で予測することができ、且つ最適な押出加工条件で質の高い押出成形品を製造することができるようにする。  【解決手段】振動周波数および振動振幅を変化させて、熱可塑性エラストマーにかかるせん断力を制御して粘弾性特性を測定する粘弾性測定機１と、測定時の温度および気体定数をそれぞれＴおよびＲ、粘度をη、複素粘性率をη＊（η）、見かけの活性化エネルギーをＥａとし、η＝Ａｅｘｐ（Ｅａ／ＲＴ）なる演算式によって熱可塑性エラストマーのＥａ値を求めるＥａ演算装置４と、二つのせん断領域の複素弾性率の比から複素弾性率Ｇ＊の変化率Ｇ＊ｒを算出するＧ＊ｒ演算装置８とを備える。ＥａおよびＧ＊ｒの演算値に基づき、熱可塑性エラストマーの押出加工性および押出成形品の機械的物性を予測する。  【選択図】  図１
2005205599.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の温度範囲で振動周波数および振動振幅を変化させて、所定の混練り条件で製造された熱可塑性エラストマーにかかるせん断力をコントロールして、そのせん断力に反作用する応力に基づいて、熱可塑性エラストマーの複素粘性率η＊（η）と、せん断速度の異なる二つのせん断領域の熱可塑性エラストマーの複素弾性率Ｇ＊を求める測定工程と、
上記測定時における温度および気体定数をそれぞれＴおよびＲ、粘度をη、複素粘性率をη＊（η）、見かけの活性化エネルギーをＥａとして、粘弾性材料の温度依存性を表すアレニウス型の式（アンドレード（Ａｎｄｒａｄｅ）の式）（１）に基づいて熱可塑性エラストマーの見かけの活性化エネルギーＥａを算出する工程と、
η＝Ａｅｘｐ（Ｅａ／ＲＴ）‥‥（１）
但し、
Ｅａ：Ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ  Ｅｎｅｒｇｙの略でコンパウンド粘度（流動）の見かけの活性化エネルギー（×１０-1ＫＪ／ｍｏｌ）
先に求めた二つの複素弾性率Ｇ＊の比に基づいて、粘弾性特性のせん断速度依存性を表す複素弾性率Ｇ＊の変化率Ｇ＊ｒ（Ｇ＊ｒａｔｅの略）を算出する工程と、
を含み、
上記見かけの活性化エネルギーＥａおよび複素弾性率Ｇ＊の変化率Ｇ＊ｒの値に基づいて熱可塑性エラストマーを素材とする押出成形品の機械的物性および押出加工性の評価を行うことを特徴とする熱可塑性エラストマーの特性評価方法。
【請求項２】
同一配合で且つ混練り条件の異なる複数の熱可塑性エラストマーのそれぞれについて、押出成形工程で成形可能な見かけの活性化エネルギーＥａの許容範囲および複素弾性率Ｇ＊の変化率Ｇ＊ｒの許容範囲を予め設定しておくことを特徴とする請求項１に記載の熱可塑性エラストマーの特性評価方法。
【請求項３】
上記機械的物性は、熱可塑性エラストマーを素材とする押出成形品の少なくとも硬度、引っ張り強度および最高伸びであることを特徴とする請求項１または２に記載の熱可塑性エラストマーの特性評価方法。
【請求項４】
上記押出加工性は、押出成形時における熱可塑性エラストマーの少なくとも平均押出吐出量、吐出量ばらつき率、押出成形品の外観見栄え、押出成形品の断面形状を公差内のものとすることができる押出機のスクリュー回転数および押出成形品の断面形状の良し悪しのうちのいずれかであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の熱可塑性エラストマーの特性評価方法。
【請求項５】
所定の温度範囲で振動周波数および振動振幅を変化させて、所定の混練り条件で製造された熱可塑性エラストマーにかかるせん断力をコントロールして、そのせん断力に反作用する応力に基づいて、熱可塑性エラストマーの複素粘性率η＊（η）と、せん断速度の異なる二つのせん断領域の熱可塑性エラストマーの複素弾性率Ｇ＊を求める測定手段と、
上記測定時における温度および気体定数をそれぞれＴおよびＲ、粘度をη、複素粘性率をη＊（η）、見かけの活性化エネルギーをＥａとして、粘弾性材料の温度依存性を表す式（１）に基づいて熱可塑性エラストマーの見かけの活性化エネルギーＥａを算出する第１の演算手段と、
先に求めた二つの複素弾性率Ｇ＊の比に基づいて、粘弾性特性のせん断速度依存性を表す複素弾性率Ｇ＊の変化率Ｇ＊ｒを算出する第２の演算手段と、
同一配合で且つ混練り条件の異なる複数の熱可塑性エラストマーのそれぞれについて、押出成形工程で成形可能な見かけの活性化エネルギーＥａおよび複素弾性率Ｇ＊の変化率Ｇ＊ｒのそれぞれの許容範囲が予め設定されている記憶手段と、
上記第１，第２の演算手段で算出された見かけの活性化エネルギーＥａおよび複素弾性率Ｇ＊の変化率Ｇ＊ｒの値と、上記記憶手段に記憶された活性化エネルギーＥａおよび複素弾性率Ｇ＊の変化率Ｇ＊ｒのそれぞれの許容範囲とを個別に比較して、熱可塑性エラストマーを素材とする押出成形品の機械的物性および成形加工性の評価を行う判定手段と、
を備えたことを特徴とする熱可塑性エラストマーの特性評価装置。
【請求項６】
所定の温度範囲で振動周波数および振動振幅を変化させて、所定の混練り条件で製造された熱可塑性エラストマーにかかるせん断力をコントロールして、そのせん断力に反作用する応力に基づいて、熱可塑性エラストマーの複素粘性率η＊（η）と、せん断速度の異なる二つのせん断領域の熱可塑性エラストマーの複素弾性率Ｇ＊を求める測定工程と、
上記測定時における温度および気体定数をそれぞれＴおよびＲ、粘度をη、複素粘性率をη＊（η）、見かけの活性化エネルギーをＥａとして、粘弾性材料の温度依存性を表す式（１）に基づいて熱可塑性エラストマーの見かけの活性化エネルギーＥａを算出する工程と、
先に求めた二つの複素弾性率Ｇ＊の比に基づいて、粘弾性特性のせん断速度依存性を表す複素弾性率Ｇ＊の変化率Ｇ＊ｒを算出する工程と、
見かけの活性化エネルギーＥａの許容幅と複素弾性率Ｇ＊の変化率Ｇ＊ｒの許容幅との相関を予め定めてある相関データ上において、先に求めた見かけの活性化エネルギーＥａと複素弾性率Ｇ＊の変化率Ｇ＊ｒの値をもって実測点位置を指定した場合に、その相関データ上での許容幅の中間点と実測点位置との相対位置関係を動径率Ｍとして算出する工程と、
を含み、
先に算出した見かけの活性化エネルギーＥａと複素弾性率Ｇ＊の変化率Ｇ＊ｒおよび動径率Ｍのそれぞれの値に基づいて熱可塑性エラストマーの押出加工条件を設定することを特徴とする熱可塑性エラストマーの加工条件設定方法。
【請求項７】
熱可塑性エラストマーの押出加工条件の設定に先立って、
先に算出した見かけの活性化エネルギーＥａおよび複素弾性率Ｇ＊の変化率Ｇ＊ｒの値と、予め設定されている活性化エネルギーＥａおよび複素弾性率Ｇ＊の変化率Ｇ＊ｒのそれぞれの許容範囲とを個別に比較して、熱可塑性エラストマーを素材とする押出成形品の押出加工性の評価を行う判定工程を含んでいることを特徴とする請求項６に記載の熱可塑性エラストマーの加工条件設定方法。
【請求項８】
同一配合で且つ混練り条件の異なる複数の熱可塑性エラストマーを用いて特定の押出加工条件下で押出成形を行った場合のそれぞれについて、押出成形工程で成形可能な見かけの活性化エネルギーＥａおよび複素弾性率Ｇ＊の変化率Ｇ＊ｒのそれぞれの許容範囲が予め設定されていることを特徴とする請求項７に記載の熱可塑性エラストマーの加工条件設定方法。
【請求項９】
上記判定工程での押出加工性の評価結果が良好であることを条件に、見かけの活性化エネルギーＥａの許容幅と複素弾性率Ｇ＊の変化率Ｇ＊ｒの許容幅との相関を予め定めてある相関データ上において、先に算出した見かけの活性化エネルギーＥａと複素弾性率Ｇ＊の変化率Ｇ＊ｒの値をもって実測点位置を指定した場合に、その相関データ上での許容幅の中間点と実測点位置との相対位置関係を動径率Ｍとして算出する工程と、
この動径率Ｍに基づいて、特定の押出成形品を押出成形するのに適した熱可塑性エラストマーの押出吐出量を算出する吐出量算出工程と、
上記判定手段により押出加工性が良好であると判定された押出成形品について、先に吐出量算出工程にて算出された押出吐出量に基づいて当該押出成形品の押出加工条件を設定する工程と、
を含むことを特徴とする請求項７または８に記載の熱可塑性エラストマーの加工条件設定方法。
【請求項１０】
押出加工条件を設定する工程では、予め設定されている動径率Ｍと押出機のスクリュー回転数との相関データと、先に算出した動径率Ｍとを照合して、その算出した動径率Ｍに見合ったスクリュー回転数を算出することを特徴とする請求項９に記載の熱可塑性エラストマーの加工条件設定方法。
【請求項１１】
所定の温度範囲で振動周波数および振動振幅を変化させて、所定の混練り条件で製造された熱可塑性エラストマーにかかるせん断力をコントロールして、そのせん断力に反作用する応力に基づいて、熱可塑性エラストマーの複素粘性率η＊（η）と、せん断速度の異なる二つのせん断領域の熱可塑性エラストマーの複素弾性率Ｇ＊を求める測定手段と、
上記測定時における温度および気体定数をそれぞれＴおよびＲ、粘度をη、複素粘性率をη＊（η）、見かけの活性化エネルギーをＥａとして、粘弾性材料の温度依存性を表す式（１）に基づいて熱可塑性エラストマーの見かけの活性化エネルギーＥａを算出する第１の演算手段と、
先に求めた二つの複素弾性率Ｇ＊の比に基づいて、粘弾性特性のせん断速度依存性を表す複素弾性率Ｇ＊の変化率Ｇ＊ｒを算出する第２の演算手段と、
見かけの活性化エネルギーＥａの許容幅と複素弾性率Ｇ＊の変化率Ｇ＊ｒの許容幅との相関を予め定めてある相関データ上において、先に算出した見かけの活性化エネルギーＥａと複素弾性率Ｇ＊の変化率Ｇ＊ｒの値をもって実測点位置を指定した場合に、その相関データ上での許容幅の中間点と実測点位置との相対位置関係を動径率Ｍとして算出する第３の演算手段と、
同一配合で且つ混練り条件の異なる複数の熱可塑性エラストマーを用いて特定の押出加工条件下で押出成形を行った場合のそれぞれについて、押出成形工程で成形可能な見かけの活性化エネルギーＥａおよび複素弾性率Ｇ＊の変化率Ｇ＊ｒのそれぞれの許容範囲が予め設定されている記憶手段と、
上記第１，２の演算手段で算出された見かけの活性化エネルギーＥａおよび複素弾性率Ｇ＊の変化率Ｇ＊ｒの値と、上記記憶手段に記憶された活性化エネルギーＥａおよび複素弾性率Ｇ＊の変化率Ｇ＊ｒのそれぞれの許容範囲とを個別に比較して、熱可塑性エラストマーを素材とする押出成形品の押出加工性の評価を行う判定手段と、
上記第３の演算手段で算出された動径率Ｍに基づいて、特定の押出成形品を押出成形するのに適した熱可塑性エラストマーの押出吐出量を算出する吐出量算出手段と、
上記判定手段により押出加工性が良好であると判定された押出成形品について、吐出量演算手段で算出された押出吐出量に基づいて当該押出成形品の押出加工条件を設定する条件設定手段と、
を備えたことを特徴とする熱可塑性エラストマーの押出吐出量制御装置。
【請求項１２】
上記吐出量算出手段は、予め設定されている動径率Ｍと押出機のスクリュー回転数との相関データと、先に算出した動径率Ｍとを照合して、その算出した動径率Ｍに見合ったスクリュー回転数を算出する一方、
上記条件設定手段は、押出機による押出成形開始に先立って先に算出したスクリュー回転数を押出機に付与するものであることを特徴とする請求項１１に記載の熱可塑性エラストマーの押出吐出量制御装置。
【請求項１３】
所定の温度範囲で振動周波数および振動振幅を変化させて、所定の混練り条件で製造された熱可塑性エラストマーにかかるせん断力をコントロールして、そのせん断力に反作用する応力に基づいて、熱可塑性エラストマーの複素粘性率η＊（η）と、せん断速度の異なる二つのせん断領域の熱可塑性エラストマーの複素弾性率Ｇ＊を求める測定工程と、
上記測定時における温度および気体定数をそれぞれＴおよびＲ、粘度をη、複素粘性率をη＊（η）、見かけの活性化エネルギーをＥａとして、粘弾性材料の温度依存性を表す式（１）に基づいて熱可塑性エラストマーの見かけの活性化エネルギーＥａを算出する工程と、
先に求めた二つの複素弾性率Ｇ＊の比に基づいて、粘弾性特性のせん断速度依存性を表す複素弾性率Ｇ＊の変化率Ｇ＊ｒを算出する工程と、
先に算出した見かけの活性化エネルギーＥａおよび複素弾性率Ｇ＊の変化率Ｇ＊ｒの値と、予め設定されている活性化エネルギーＥａおよび複素弾性率Ｇ＊の変化率Ｇ＊ｒのそれぞれの許容範囲とを個別に比較して、熱可塑性エラストマーを素材とする押出成形品の押出加工性の評価を行う判定工程と、
上記判定工程での押出加工性の評価結果が良好であることを条件に、見かけの活性化エネルギーＥａの許容幅と複素弾性率Ｇ＊の変化率Ｇ＊ｒの許容幅との相関を予め定めてある相関データ上において、先に求めた見かけの活性化エネルギーＥａと複素弾性率Ｇ＊の変化率Ｇ＊ｒの値をもって実測点位置を指定した場合に、その相関データ上での許容幅の中間点と実測点位置との相対位置関係を動径率Ｍとして算出する工程と、
この動径率Ｍに基づいて、特定の押出成形品を押出成形するのに適した熱可塑性エラストマーの押出吐出量を算出する吐出量算出工程と、
を含み、
上記吐出量算出工程で算出された押出吐出量となるように押出機を制御するとともに、上記判定工程で成形加工不可能と判定された場合に熱可塑性エラストマーの混練り条件を変更することを特徴とする熱可塑性エラストマーの加工管理方法。
【請求項１４】
上記吐出量算出工程では、予め設定されている動径率Ｍと押出機のスクリュー回転数との相関データと、先に算出した動径率Ｍとを照合して、その算出した動径率Ｍに見合ったスクリュー回転数を算出することを特徴とする請求項１３に記載の熱可塑性エラストマーの加工管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱可塑性エラストマー組成物を素材とする成形品の機械的物性および加工性を評価する技術に関し、特に機械的物性および加工性を含む特性評価方法と特性評価装置のほか、それらに付随する熱可塑性エラストマー組成物の加工条件設定方法と押出吐出量制御装置および加工管理方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車部品、建築部材および家電部品をはじめとする多くの分野において、ゴムと同様な軟質部材であって且つ別の加硫成形工程を要せずに熱可塑性樹脂と同様の成形加工性を有する熱可塑性エラストマーが注目を集めている。
【０００３】
このような熱可塑性エラストマーには、スチレン系のほか、塩化ビニル系、オレフィン系、ポリエステル系、ポリアミド系、ウレタン系等の多くの種類のものが存在し、いずれの熱可塑性エラストマーを素材とする成形品であっても、その品質、性能および加工性は、コンパウンドの練りばらつきの影響を大きく受けることが知られている。
【０００４】
例えば架橋タイプの熱可塑性エラストマーの特性は、一般的にマトリックス相（樹脂）の分子特性、ドメイン（ゴム粒子）相の分子特性、架橋度合い、ゴム粒子相の粒子径のほかその均一性に大きく支配されていると考えられる。
【０００５】
同一配合および同一加工条件の熱可塑性エラストマーであっても、例えば動的に熱処理する際にいつも適度な架橋が生じ、しかもマトリックス相（樹脂成分）とドメイン相（ゴム成分）が同じ状態で均一に存在しているとは限らない。これは、わずかな加工環境の違いによってコンパウンドの練り状態にばらつきが生じてしまうためである。そして、このコンパウンドの加工ばらつきが次工程での加工性に大きく影響を与え、しかも最終製品に与える影響も大きい。
【０００６】
近年では、熱可塑性エラストマーは加硫ゴムまたは熱可塑性樹脂よりも物性の発現機構、流動機構がそれぞれ複雑であると考えられており、したがって、そのモルフォロジーの評価技術（練り状態の評価技術）および加工性評価方法が必要とされている。
【０００７】
特に熱可塑性エラストマーを素材とする成形加工においては、不良率を減少させて材料歩留まりを高めたいというニーズが益々高く、しかも高物性を維持し、最適な成形条件で質の高い成形品を製造することが課題となるため、素材の物性や加工性を的確に評価できる方法が求められている。
【０００８】
従来の一般的な熱可塑性エラストマーの加工性の評価においては、メルトフローレイト（以下、ＭＦＲという）（ＪＩＳ  Ｋ７１２０）が使用されており、例えば特許文献１では、オレフィン系熱可塑性エラストマー組成物の成形加工性をＭＦＲにより評価している。
【特許文献１】特開２００３−８２０２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、ＭＦＲによる評価では定荷重における吐出量を評価する方法であるため、熱可塑性エラストマー組成物の混練り状態に依存する押出加工性に関する詳細な情報、例えば、材料の混練り状態、押出吐出安定性、吐出量ばらつき性、異形押出しおける断面形状の適否、押出品の表面見栄え等を正確に把握することは困難である。
【００１０】
また、上記ＭＦＲ値に、硬度、引張永久歪み、引張強度、最大伸び等の測定による物性評価を併用することで混練り状態を代用評価することも行われているが、先に述べたようにＭＦＲ値を基本としている以上は成形品物性に大きく関係するする混練り状態を詳細に把握することはできない。
【００１１】
さらに、その他の評価方法として例えばシクロヘキサン不溶解分測定方法によるゲル含有判定や物性評価法もあるが、測定に時間がかかり、即効性が必要な材料評価（検査）方法としては不十分である。
【００１２】
本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、特に熱可塑性エラストマーの機械的物性や成形加工性を高信頼度で、しかも短時間で予測できるとともに、最適な成形加工条件で質の高い押出成形品を製造することができる特性評価方法とその装置、加工条件設定方法、押出吐出量制御装置および加工管理方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
請求項１に記載の発明は、所定の温度範囲で振動周波数および振動振幅を変化させて、所定の混練り条件で混練された熱可塑性エラストマーにかかるせん断力をコントロールして、そのせん断力に反作用する応力に基づいて、熱可塑性エラストマーの複素粘性率η＊（η）と、せん断速度の異なる二つのせん断領域の熱可塑性エラストマーの複素弾性率Ｇ＊を求める測定工程と、上記測定時における温度および気体定数をそれぞれＴおよびＲ、粘度をη、複素粘性率をη＊（η）、見かけの活性化エネルギーをＥａとして、粘弾性材料の温度依存性を表すアレニウス型の式（アンドレード（Ａｎｄｒａｄｅ）の式）（１）に基づいて熱可塑性エラストマーの見かけの活性化エネルギーＥａを算出する工程と、先に求めた二つの複素弾性率Ｇ＊の比に基づいて、粘弾性特性のせん断速度依存性を表す複素弾性率Ｇ＊の変化率Ｇ＊ｒ（Ｇ＊ｒａｔｅの略）を算出する工程とを含むことを基本としている。
【００１４】
η＝Ａｅｘｐ（Ｅａ／ＲＴ）‥‥（１）
但し、
Ｅａ：Ａｃｔｉｖａｔｉｏｎ  Ｅｎｅｒｇｙの略でコンパウンド粘度（流動）の見かけの活性化エネルギー（×１０-1ＫＪ／ｍｏｌ）
その上で、上記見かけの活性化エネルギーＥａおよび複素弾性率Ｇ＊の変化率Ｇ＊ｒの値に基づいて熱可塑性エラストマーを素材とする押出成形品の機械的物性および押出加工性の評価を行うことを特徴とする。
【００１５】
この場合、請求項２に記載のように、同一配合で且つ混練り条件の異なる複数の熱可塑性エラストマーのそれぞれについて、押出成形工程で成形可能な見かけの活性化エネルギーＥａのおよび複素弾性率Ｇ＊の変化率Ｇ＊ｒのそれぞれの許容範囲を予め設定しておくことが望ましい。
【００１６】
また、上記機械的物性は、請求項３に記載のように、熱可塑性エラストマーを素材とする押出成形品の少なくとも硬度、引っ張り強度および最高伸びであることとし、同時に上記成形加工性は、請求項４に記載のように、押出成形時における熱可塑性エラストマーの少なくとも平均押出吐出量、吐出量ばらつき率および押出成形品の外観見栄え、押出成形品の断面形状を交差内のものとすることができる押出機のスクリュー回転数および押出成形品の断面形状の良し悪しのうちのいずれかとする。
【００１７】
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の技術を特性評価装置として捉えたものであって、下記（ａ１）〜（ｅ１）の要件を備えたことを特徴とする熱可塑性エラストマーの特性評価装置である。
【００１８】
（ａ１）所定の温度範囲で振動周波数および振動振幅を変化させて、所定の混練り条件で混練された熱可塑性エラストマーにかかるせん断力をコントロールして、そのせん断力に反作用する応力に基づいて、熱可塑性エラストマーの複素粘性率η＊（η）と、せん断速度の異なる二つのせん断領域の熱可塑性エラストマーの複素弾性率Ｇ＊を求める測定手段。
【００１９】
（ｂ１）上記測定時における温度および気体定数をそれぞれＴおよびＲ、粘度をη、複素粘性率をη＊（η）、見かけの活性化エネルギーをＥａとして、粘弾性材料の温度依存性を表す式（１）に基づいて熱可塑性エラストマーの見かけの活性化エネルギーＥａを算出する第１の演算手段。
【００２０】
（ｃ１）先に求めた二つの複素弾性率Ｇ＊の比に基づいて、粘弾性特性のせん断速度依存性を表す複素弾性率Ｇ＊の変化率Ｇ＊ｒを算出する第２の演算手段。
【００２１】
（ｄ１）同一配合で且つ混練り条件の異なる複数の熱可塑性エラストマーのそれぞれについて、押出成形工程で成形可能な見かけの活性化エネルギーＥａおよび複素弾性率Ｇ＊の変化率Ｇ＊ｒのそれぞれの許容範囲が予め設定されている記憶手段。
【００２２】
（ｅ１）上記第１，第２の演算手段で算出された見かけの活性化エネルギーＥａおよび複素弾性率Ｇ＊の変化率Ｇ＊ｒの値と、上記記憶手段に記憶された活性化エネルギーＥａおよび複素弾性率Ｇ＊の変化率Ｇ＊ｒのそれぞれの許容範囲とを個別に比較して、熱可塑性エラストマーを素材とする押出成形品の機械的物性および成形加工性の評価を行う判定手段。
【００２３】
上記の特性評価に適用可能な熱可塑性エラストマーとしては、オレフィン系のほか例えばスチレン系、ウレタン系、ポリエステル系、塩化ビニル樹脂系、ポリアミド系等のものを挙げることができ、それぞれの単独のもの以外に複数種類のものを組み合わせたものでもよい。さらに、架橋形態としては、架橋タイプ、非架橋タイプ（架橋を行わない単純ブレンドタイプ）、共重合タイプ等の公知の構造をもった熱可塑性エラストマーに適用可能である。
【００２４】
当然のことながら、熱可塑性エラストマーとしてはマトリックス成分以外に各種目的に応じた成分が配合されているものでも適用可能である。各種目的に応じた成分とは、例えば発泡剤（通常使われる発泡剤のほか、熱膨張マイクロカプセルや水含胞マイクロカプセル等の含む）、発泡助剤、酸化防止剤、老化防止剤、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、中和剤、滑剤、防曇剤、アンチブロッキング剤、スリップ剤、分散剤、難燃剤、帯電防止剤、導電性付与剤、粘着付与剤、架橋剤、架橋助剤、金属不活性剤、分子量調整剤、防菌・防黴剤、蛍光増白剤、摺動性向上剤、カーボンブラック、酸化チタンなどの着色剤、フェライトなどの金属粉末、ガラス繊維、金属繊維などの無機繊維、炭素繊維、アラミド繊維などの有機繊維、複合繊維、ガラスバルーン、ガラスフレーク、アスベスト、マイカ、炭酸カルシウム、タルク、シリカ、ケイ酸カルシウム、ハイドロタルサイト、カオリン、クレー、グラファイト、カーボンナノチューブ、フラーレン、硫酸バリウム、フッ素樹脂、ポリマービーズなどの充填剤、ポリオレフィンワックス、セルロースパウダー、ゴム粉、再生ゴム、低分子量ポリマー等である。
【００２５】
見かけの活性化エネルギーＥａは、特に動的架橋タイプの熱可塑性エラストマーにおいてシクロヘキサン不溶解成分のほか強度、永久歪み等の材料物性と相関があることから、動的架橋度合いに大きく反映していると考えられる。したがって、見かけの活性化エネルギーＥａは、機械的物性予測の指標となると考えられ、材料管理指標として有効であることが判明した。
【００２６】
すなわち、同一配合の熱可塑性エラストマーにおいては、動的架橋度合いの進行度合いが硬度、引張永久歪み、引張強度、最大伸び等の機械的物性に大きく影響を与えることから、見かけの活性化エネルギーＥａは熱可塑性エラストマーを素材とする押出成形品の機械的物性評価の尺度になる。
【００２７】
見かけの活性化エネルギーＥａが小さくなると、動的架橋度合いは高くなることから、引張永久歪み、引張強度等の機械的物性は向上する。しかしながら、見かけの活性化エネルギーＥａが小さくなりすぎると局所的に架橋が集中していることを示し、押出成形品の表面見栄えが悪くなる（いわゆるブツと呼ばれる架橋ゲルの発生）等の不具合が生じる。
【００２８】
同時に、見かけの活性化エネルギーＥａは熱可塑性エラストマーの押出吐出量ばらつきを評価する尺度となる。見かけの活性化エネルギーＥａが大きいと吐出量ばらつきが大きく、逆に見かけの活性化エネルギーＥａが小さいと吐出量ばらつきが小さいことを示している。
【００２９】
すなわち、押出加工においては、材料がフィードゾーン→シリンダー→ヘッド→口金へと順次移動する過程ではスクリューによって運搬される。その過程で材料の投入から吐出まで様々な温度履歴を受ける。したがって、温度変化による粘度の影響を受けやすい材料（Ｅａが大きい材料）は流動性が変化しやすいため、押出環境のわずかな違いで押出流動性がばらつきやすい。この現象は架橋タイプおよび非架橋タイプでも同じように起こる。
【００３０】
このことから、押出加工性においては、見かけの活性化エネルギーＥａが大きくなると押出吐出量ばらつきが大きくなり、また、見かけの活性化エネルギーＥａが小さくなりすぎると架橋反応が局所的に集中していることを示し、押出成形品の表面見栄えが悪化し、いわゆるブツが発生する傾向があることが判明した。したがって、熱可塑性エラストマーの見かけの活性化エネルギーＥａを測定することにより、押出加工性および機械的物性が評価できるに至った。
【００３１】
複素弾性率Ｇ＊の変化率Ｇ＊ｒは、複素弾性率Ｇ＊のせん断速度の依存性を示し、それを数値化したものである。特に電子顕微鏡観察における分散相の形態や相分離の程度と一致していることから、複素弾性率Ｇ＊の変化率Ｇ＊ｒは分散相の形態や相分離の程度に反映していると考えられる。相分離の程度が悪いときは複素弾性率Ｇ＊の変化率Ｇ＊ｒが低くなる傾向を示し、それとの相関によって材料の表面つやが悪くなることから、表面見栄えの管理に有効である。
【００３２】
一般的には、例えば架橋タイプの熱可塑性エラストマーはモルフォロジーの違いにより光沢が変化しやすく、それを制御することは容易ではなかったが、上記見かけの活性化エネルギーＥａおよび複素弾性率Ｇ＊の変化率Ｇ＊ｒに管理範囲を設け、混練りを制御することにより光沢が安定した材料を判定することが可能である。
【００３３】
つまり、複素弾性率Ｇ＊の変化率Ｇ＊ｒは、ゴム−樹脂の粘弾性材料の複合構造を表す尺度であることから、熱可塑性エラストマーの機械的物性、すなわち硬度、引張永久歪み、引張強度、最大伸び等と相関があり、その評価も可能である。
【００３４】
一方、熱可塑性エラストマー製造時の混練り状態に着目した場合、例えば動的架橋タイプの熱可塑性エラストマーでは、ゴムと樹脂成分がある程度均一に分散した後に架橋反応が進むことが望ましい。ゴムを動的に架橋処理するのは、ゴム自体の特性強化のほかに、ゴムがオレフィン樹脂マトリックス中に微小粒径で高分散した構造を固定化する意味合いがある。このため、ある程度は分散と架橋の間隔をとることによって安定なモルフォロジーを形成させることが、配合設計上、重要な因子となる。
【００３５】
しかしながら、混練り時の加工環境のばらつきにより、分散と架橋のタイミングが必ずしも一定ではなく、同一条件で混練りしたとしても、モルフォロジーにある程度のばらつきが出てしまうのが一般的である。
【００３６】
したがって、動的架橋タイプの熱可塑性エラストマーのマトリックス相（樹脂成分）とドメイン相（ゴム成分）との均一性および架橋度合いにもばらつきが生じるほか、非架橋タイプの熱可塑性エラストマー等に関してもマトリックス相とドメイン相の均一性にばらつきが生じることになる。
【００３７】
そこで、このような熱可塑性エラストマー製造時の混練り状態の評価をもＥａ値およびＧ＊ｒ値をもって行うものとする。すなわち、Ｅａ値およびＧ＊ｒ値の双方が所定の管理範囲（設定範囲）内に入っていれば、品質が優れ、しかも押出加工性に優れた材料であることが判定できることは先に述べた。これは、Ｅａ値およびＧ＊ｒ値の双方により熱可塑性エラストマーのモルフォロジーが評価でき、その結果として材料物性、押出加工性の評価や管理が可能であることにほかならず、間接的には先に述べた混練り状態の詳細な評価をも同時に行えることになる。
【００３８】
請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の技術を基本とした熱可塑性エラストマーの加工条件設定方法として、下記（ａ２）〜（ｄ２）の工程を含んでいるものである。
【００３９】
（ａ２）所定の温度範囲で振動周波数および振動振幅を変化させて、所定の混練り条件で混練された熱可塑性エラストマーにかかるせん断力をコントロールして、そのせん断力に反作用する応力に基づいて、熱可塑性エラストマーの複素粘性率η＊（η）と、せん断速度の異なる二つのせん断領域の熱可塑性エラストマーの複素弾性率Ｇ＊を求める測定工程。
【００４０】
（ｂ２）上記測定時における温度および気体定数をそれぞれＴおよびＲ、粘度をη、複素粘性率をη＊（η）、見かけの活性化エネルギーをＥａとして、粘弾性材料の温度依存性を表す式（１）に基づいて熱可塑性エラストマーの見かけの活性化エネルギーＥａを算出する工程。
【００４１】
（ｃ２）先に求めた二つの複素弾性率Ｇ＊の比に基づいて、粘弾性特性のせん断速度依存性を表す複素弾性率Ｇ＊の変化率Ｇ＊ｒを算出する工程。
【００４２】
（ｄ２）見かけの活性化エネルギーＥａの許容幅と複素弾性率Ｇ＊の変化率Ｇ＊ｒの許容幅との相関を予め定めてある相関データ上において、先に求めた見かけの活性化エネルギーＥａと複素弾性率Ｇ＊の変化率Ｇ＊ｒの値をもって実測点位置を指定した場合に、その相関データ上での許容幅の中間点と実測点位置との相対位置関係を動径率Ｍとして算出する工程。
【００４３】
そして、先に算出した見かけの活性化エネルギーＥａと複素弾性率Ｇ＊の変化率Ｇ＊ｒおよび動径率Ｍのそれぞれの値に基づいて熱可塑性エラストマーの押出加工条件を設定することを特徴とする。
【００４４】
なお、上記の動系率Ｍについては後述する。
【００４５】
この場合、請求項７に記載のように、熱可塑性エラストマーの押出加工条件の設定に先立って、先に算出した見かけの活性化エネルギーＥａおよび複素弾性率Ｇ＊の変化率Ｇ＊ｒの値と、予め設定されている活性化エネルギーＥａおよび複素弾性率Ｇ＊の変化率Ｇ＊ｒのそれぞれの許容範囲とを個別に比較して、熱可塑性エラストマーを素材とする押出成形品の押出加工性の評価を行う判定工程を含んでいることが望ましい。
【００４６】
また、請求項８に記載のように、同一配合で且つ混練り条件の異なる複数の熱可塑性エラストマーを用いて特定の押出加工条件下で押出成形を行った場合のそれぞれについて、押出成形工程で成形可能な見かけの活性化エネルギーＥａおよび複素弾性率Ｇ＊の変化率Ｇ＊ｒのそれぞれの許容範囲が予め設定されていることが望ましい。
【００４７】
より望ましくは、請求項９に記載のように、上記判定工程での成形加工性の評価結果が良好であることを条件に、見かけの活性化エネルギーＥａの許容幅と複素弾性率Ｇ＊の変化率Ｇ＊ｒの許容幅との相関を予め定めてある相関データ上において、先に算出した見かけの活性化エネルギーＥａと複素弾性率Ｇ＊の変化率Ｇ＊ｒの値をもって実測点位置を指定した場合に、その相関データ上での許容幅の中間点と実測点位置との相対位置関係を動径率Ｍとして算出する工程と、この動径率Ｍに基づいて、特定の押出成形品を押出成形するのに適した熱可塑性エラストマーの押出吐出量を算出する吐出量算出工程と、上記判定手段により押出加工性が良好であると判定された押出成形品について、先に吐出量算出工程にて算出された押出吐出量に基づいて当該押出成形品の押出加工条件を設定する工程とを含んでいることが望ましい。
【００４８】
この場合、請求項１０に記載のように、押出加工条件を設定する工程では、予め設定されている動径率Ｍと押出機のスクリュー回転数との相関データと、先に算出した動径率Ｍとを照合して、その算出した動径率Ｍに見合ったスクリュー回転数を算出するものとする。
【００４９】
請求項１１に記載の発明は、請求項６に記載の技術を熱可塑性エラストマーの押出吐出量制御装置として捉えたものであって、下記（ａ３）〜（ｈ３）の手段を備えているものである。
【００５０】
（ａ３）所定の温度範囲で振動周波数および振動振幅を変化させて、所定の混練り条件で混練された熱可塑性エラストマーにかかるせん断力をコントロールして、そのせん断力に反作用する応力に基づいて、熱可塑性エラストマーの複素粘性率η＊（η）と、せん断速度の異なる二つのせん断領域の熱可塑性エラストマーの複素弾性率Ｇ＊を求める測定手段。
【００５１】
（ｂ３）上記測定時における温度および気体定数をそれぞれＴおよびＲ、粘度をη、複素粘性率をη＊（η）、見かけの活性化エネルギーをＥａとして、粘弾性材料の温度依存性を表す式（１）に基づいて熱可塑性エラストマーの見かけの活性化エネルギーＥａを算出する第１の演算手段。
【００５２】
（ｃ３）先に求めた二つの複素弾性率Ｇ＊の比に基づいて、粘弾性特性のせん断速度依存性を表す複素弾性率Ｇ＊の変化率Ｇ＊ｒを算出する第２の演算手段。
【００５３】
（ｄ３）見かけの活性化エネルギーＥａの許容幅と複素弾性率Ｇ＊の変化率Ｇ＊ｒの許容幅との相関を予め定めてある相関データ上において、先に算出した見かけの活性化エネルギーＥａと複素弾性率Ｇ＊の変化率Ｇ＊ｒの値をもって実測点位置を指定した場合に、その相関データ上での許容幅の中間点と実測点位置との相対位置関係を動径率Ｍとして算出する第３の演算手段。
【００５４】
（ｅ３）同一配合で且つ混練り条件の異なる複数の熱可塑性エラストマーを用いて特定の押出加工条件下で押出成形を行った場合のそれぞれについて、押出成形工程で成形可能な見かけの活性化エネルギーＥａおよび複素弾性率Ｇ＊の変化率Ｇ＊ｒのそれぞれの許容範囲が予め設定されている記憶手段。
【００５５】
（ｆ３）上記第１，第２の演算手段で算出された見かけの活性化エネルギーＥａおよび複素弾性率Ｇ＊の変化率Ｇ＊ｒの値と、上記記憶手段に記憶された活性化エネルギーＥａおよび複素弾性率Ｇ＊の変化率Ｇ＊ｒのそれぞれの許容範囲とを個別に比較して、熱可塑性エラストマーを素材とする押出成形品の押出加工性の評価を行う判定手段。
【００５６】
（ｇ３）上記第３の演算手段で算出された動径率Ｍに基づいて、特定の押出成形品を押出成形するのに適した熱可塑性エラストマーの押出吐出量を算出する吐出量算出手段。
【００５７】
（ｈ３）上記判定手段により押出加工性が良好であると判定された押出成形品について、吐出量演算手段で算出された押出吐出量に基づいて当該押出成形品の押出加工条件を設定する条件設定手段。
【００５８】
この場合、請求項１２に記載のように、上記吐出量算出手段は、予め設定されている動径率Ｍと押出機のスクリュー回転数との相関データと、先に算出した動径率Ｍとを照合して、その算出した動径率Ｍに見合ったスクリュー回転数を算出する一方、上記条件設定手段は、押出機による押出成形開始に先立って先に算出したスクリュー回転数を押出機に付与するものであることとする。
【００５９】
さらに請求項１３に記載の発明は、請求項６に記載の技術を熱可塑性エラストマーの加工管理方法として捉えたものであって、下記（ａ４）〜（ｆ４）の工程を含んでいるものである。
【００６０】
（ａ４）所定の温度範囲で振動周波数および振動振幅を変化させて、所定の混練り条件で混練された熱可塑性エラストマーにかかるせん断力をコントロールして、そのせん断力に反作用する応力に基づいて、熱可塑性エラストマーの複素粘性率η＊（η）と、せん断速度の異なる二つのせん断領域の熱可塑性エラストマーの複素弾性率Ｇ＊を求める測定工程。
【００６１】
（ｂ４）上記測定時における温度および気体定数をそれぞれＴおよびＲ、粘度をη、複素粘性率をη＊（η）、見かけの活性化エネルギーをＥａとして、粘弾性材料の温度依存性を表す式（１）に基づいて熱可塑性エラストマーの見かけの活性化エネルギーＥａを算出する工程。
【００６２】
（ｃ４）先に求めた二つの複素弾性率Ｇ＊の比に基づいて、粘弾性特性のせん断速度依存性を表す複素弾性率Ｇ＊の変化率Ｇ＊ｒを算出する工程。
【００６３】
（ｄ４）先に算出した見かけの活性化エネルギーＥａおよび複素弾性率Ｇ＊の変化率Ｇ＊ｒの値と、予め設定されている活性化エネルギーＥａおよび複素弾性率Ｇ＊の変化率Ｇ＊ｒのそれぞれの許容範囲とを個別に比較して、熱可塑性エラストマーを素材とする押出成形品の押出加工性の評価を行う判定工程。
【００６４】
（ｅ４）上記判定工程での押出加工性の評価結果が良好であることを条件に、見かけの活性化エネルギーＥａの許容幅と複素弾性率Ｇ＊の変化率Ｇ＊ｒの許容幅との相関を予め定めてある相関データ上において、先に求めた見かけの活性化エネルギーＥａと複素弾性率Ｇ＊の変化率Ｇ＊ｒの値をもって実測点位置を指定した場合に、その相関データ上での許容幅の中間点と実測点位置との相対位置関係を動径率Ｍとして算出する工程。
【００６５】
（ｆ４）この動径率Ｍに基づいて、特定の押出成形品を押出成形するのに適した熱可塑性エラストマーの押出吐出量を算出する吐出量算出工程。
【００６６】
そして、上記吐出量算出工程で算出された押出吐出量となるように押出機を制御するとともに、上記判定工程で成形加工不可能と判定された場合に熱可塑性エラストマーの混練り条件を変更することを特徴とする。
【００６７】
この場合、請求項１４に記載のように、上記吐出量算出工程では、予め設定されている動径率Ｍと押出機のスクリュー回転数との相関データと、先に算出した動径率Ｍとを照合して、その算出した動径率Ｍに見合ったスクリュー回転数を算出するものとする。
【００６８】
これらの請求項６〜１４に記載の発明における動系率Ｍとは、より具体的には次のように定義する。すなわち、例えば見かけの活性化エネルギーＥａおよび複素弾性率Ｇ＊の変化率Ｇ＊ｒの値のうち一方の値の許容幅を横軸に、他方の値の許容幅を横軸にそれぞれ指定したＥａ−Ｇ＊ｒ特性図上において任意の点をプロットした場合に、Ｅａ−Ｇ＊ｒ特性図上の許容領域の中間点と原点とのなす距離と、上記任意の点と原点とのなす距離との割合を動系率Ｍと定義するものとする。
【００６９】
熱可塑性エラストマーの内部構造は、述べた見かけの活性化エネルギーＥａと複素弾性率Ｇ＊の変化率Ｇ＊ｒの双方から位置付けることができることは先に述べた。このことから、内部構造と相関のあるＥａ値とＧ＊ｒ値の双方の関係から押出吐出量をも予測し得ると考えて、Ｅａ値とＧ＊ｒ値の双方から算出される動径率Ｍという指標を定義した。その結果として、Ｅａ値とＧ＊ｒ値の双方から導かれる動径率Ｍをもって、押出成形時に押出成形品の断面形状が精度良く押し出せるかどうか判定でき、また、Ｅａ値とＭ値とにより押出成形時の押出吐出量ばらつき性、押出成形品の表面見栄えおよび押出吐出量の予測が可能である。同時に、動径率であるＭ値は押出吐出量と相関があることから、押出機のスクリュー回転数の予測に有効であることが判明した。
【００７０】
このように、Ｅａ、Ｇ＊ｒおよびＭの各々の値を熱可塑性エラストマーの押出加工性の予測値として利用することで最適な成形条件で、質の高い押出成形品を製造することが可能となる。
【発明の効果】
【００７１】
請求項１〜５に記載の発明によれば、熱可塑性エラストマーを素材とする押出成形品の硬度、引っ張り強度および最高伸び等の機械的物性のほか、押出成形時における熱可塑性エラストマーの少なくとも平均押出吐出量、吐出量ばらつき率、押出成形品の外観見栄え、押出機のスクリュー回転数および押出成形品の断面形状の良し悪し等の押出加工性を正確に且つ高信頼度で予測もしくは評価することができ、生産性の向上および押出成形品の品質向上に寄与することができる。
【００７２】
また、請求項６〜１４に記載の発明によれば、熱可塑性エラストマーを素材とする押出成形品を押出成形する際の押出加工条件、すなわち押出吐出量や押出機のスクリュー回転数を最適な値に設定することができるため、生産性の向上および押出成形品の品質向上に寄与することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７３】
同一配合でありながら混練り条件の異なる熱可塑性エラストマーの複数のサンプルａ〜ｊについてその特性評価、すなわち成形加工性である押出加工性および機械的物性の評価を行った結果を表１，２に示す。
【００７４】
【表１】
2005205599.tif 000003
【００７５】
【表２】
2005205599.tif 000004
【００７６】
表１の各サンプルａ〜ｊの材料配合は下記の割合で全て共通とした。
【００７７】
（１）オレフィン系エラストマーであるＥＰＤＭ（エチレン／プロピレン／５−エチリデン−２−ノルボルネン三次元共重合体）
：１００ｐｈｒ
（２）ＰＰ（ポリプロピレン）        ：７０ｐｈｒ
（３）ステアリン酸亜鉛              ：５ｐｈｒ
（４）パラフィン系鉱物油            ：６０ｐｈｒ
（５）カーボンブラック（ＦＥＦ）    ：１０ｐｈｒ
（６）架橋剤である２．５ジメチル−２．５−ジ−（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ）ヘキサン                        ：３ｐｈｒ
（７）架橋助剤であるジビニルベンゼン：１ｐｈｒ
サンプル調整は、上記（１）〜（５）の配合資材を０．６Ｌバンバリーミキサーに入れて、表３に示すように回転数５０〜１００ｒｐｍ、温度１９０℃で混練りした後、最も大きな一辺を３〜５ｍｍとするサイコロ状にペレット化した。次いで、これらのペレットに上記（６），（７）の資材を配合、すなわち（６）の架橋剤と（７）の架橋助剤を溶融分散させた溶液を添加した上で、同方向回転型二軸押出機で表３に示すスクリュー回転数および温度で動的熱処理を行った。さらに得られたコンパウンドをペレット化して熱可塑性エラストマーサンプルａ〜ｊを得た。なお、サンプルａ〜ｊは十分に乾燥させた上で押出成形評価を行った。
【００７８】
【表３】
2005205599.tif 000005
【００７９】
上記の動的熱処理とは、せん断力を加えながら加熱処理を行う方法であり、バッチ式あるいは連続式等の溶融タイプの混練装置を使うことができる。例えば、解放型ミキシングロール、密閉式のミキサー、ニーダー等のバッチ式の溶融タイプの混練り装置、一軸押出機、同方向回転型連続式二軸押出機、異方向回転型連続式二軸押出機等がその代表的なものである。
【００８０】
表１，２の各サンプルａ〜ｊの粘弾性の欄には、本発明方法により求めた測定結果として見かけの活性化エネルギーＥａと複素弾性率Ｇ＊の変化率Ｇ＊ｒおよび動径率Ｍの値が、それらの目標値や従来からの流動性の指標であるＭＦＲ値とともに示されている。
【００８１】
表１，２における見かけの活性化エネルギーＥａの値の算出は、粘弾性測定機として「アルファーテクノロジーズ社製  ＲＰＡ２０００」を使用し、押出し時に使用する温度範囲およびせん断速度にて評価することが望ましいため、下記の条件にて測定および算出を行った。
【００８２】
測定条件        温度：  １８０℃−２００℃−２２０℃
せん断速度：  ６．９８  １／ｓ
（歪率１４％、周波数５０ｒａｄ／ｓ）
算出方法：  アレニウス型（アンドレードの式）
η＝Ａｅｘｐ（Ｅａ／ＲＴ）‥‥（１）
但し、
η：粘度
Ｅａ：（流動の）見かけの活性化エネルギー
Ｔ：温度
Ｒ：気体定数
とする。
【００８３】
上記の測定条件から１８０℃−２００℃−２２０℃の複素粘性率η＊（η）を算出し、これらを上記（１）式にプロットしてＥａを算出する。
【００８４】
また、複素弾性率Ｇ＊のせん断速度依存性であるその変化率Ｇ＊ｒは、粘弾性測定機として「アルファーテクノロジーズ社製  ＲＰＡ２０００」を使用し、押出し時に使用する温度にて評価するのが望ましいため、下記の条件にて測定および算出を行った。
【００８５】
測定条件    温度：  ２００℃
せん断速度：  （ａ）１０．０  １／ｓ
（周波数１００ｒａｄ／ｓ、歪率１０．０４％）
（ｂ）１９．８  １／ｓ
（周波数１００ｒａｄ／ｓ、歪率１９．９５％）
そして、せん断速度（ａ），（ｂ）の時の複素弾性率Ｇ＊ｒをそれぞれ下記（２）式にプロットしてその変化率Ｇ＊ｒを算出した。
【００８６】
Ｇ＊ｒ（％）＝｛（ｂ）のＧ＊｝／｛（ａ）のＧ＊ｒ｝×１００‥‥（２）
さらに、表１，２におけるＭは、Ｅａ−Ｇ＊ｒ特性上における動径率（％）と定義され、次のように算出した。すなわち、図６に示すように、仮に材料Ａをもって押出成形された押出成形品をＢ部品とした場合に、ＥａおよびＧ＊ｒのそれぞれの値の目標幅がＥａ1〜Ｅａ2およびＧ＊ｒ1〜Ｇ＊ｒ2のように決まった場合、ＥａおよびＧ＊ｒの値によって決まる目標幅領域の中間点をＭ0とする。中間点Ｍ0から原点までの距離をＤ0とした場合、任意の点Ｍ1（ＥａM1，Ｇ＊ｒM1）の動径率Ｍは次式（３）により算出される。
【００８７】
Ｍ＝Ｄ1／Ｄ0×１００（％）‥‥（３）
但し、
Ｄ1＝｛（Ｇ＊ｒM1）2＋（ＥａM1）2｝1/2
Ｄ0＝［｛（Ｅａ2＋Ｅａ1）／２｝2＋
（Ｇ＊ｒ2＋Ｇ＊ｒ1）／２｝2］1/2
表１，２には、上記の粘弾性特性や流動性（ＭＦＲ値）とともに機械的特性、引張永久歪率および押出性（押出加工性）評価結果が示されている。
【００８８】
表１，２の流動性の指標であるＭＦＲ値はＪＩＳ  Ｋ７１２０に準拠して、２３０℃×２．１６ｋｇ荷重時の値（ｇ／１０ｍｉｎ）を示してある。
【００８９】
機械的特性のうち硬度（デュロメーターＡ硬度）はＪＩＳ  Ｋ６２５３に準拠したものを、引張強度（ＭＰａ）および最高伸び（％）についてはＪＩＳ  Ｋ６２５１に準拠した値をそれぞれ示している。
【００９０】
引張永久歪率については、ＪＩＳ  ３号型ダンベル（厚み２ｍｍのシート状のもの）を用い、７０℃×１００Ｈの条件下で２０％伸長時の永久歪率（％）を測定したものである。
【００９１】
また、表１，２の押出性評価項目の平均押出吐出量は、φ６５の一軸押出機でスクリュー回転数７０ｒｐｍ、吐出温度が２００℃となるように調整した上で押し出した時の１分間の平均吐出量（サンプル数ｎ＝５０）を求めたものである。
【００９２】
同様に、表１，２の押出性評価項目の吐出量ばらつき率（％）は、上記押出条件での１分間の吐出重量（サンプル数ｎ＝５０）の重量ばらつきを次式（４）式により求めたものである。
【００９３】
吐出量ばらつき率（％）＝｛（最大吐出量（ｇ）−最小吐出量（ｇ））／平均吐出量（ｇ）｝×１００‥‥（４）
表１，２の押出性評価項目の断面形状評価は次のようにして実施した。まずサンプルａにてスクリュー回転数７０ｒｐｍの時（φ６５の押出機）に、図７の形状に一致するような押出口形状の口金を作製しておく。そして、任意のサンプル（コンパウンド状のもの）をフィード部から入れ、押出物が押し出されてから１５分後からサンプル採取を行った。
【００９４】
その場合、サンプル数ｎはｎ＝５０として、１分毎に吐出量ばらつき率評価用のサンプルを採取し、その５０個のサンプルの中から押出断面形状評価用のサンプルを採取（１０個目、２５個目、５０個目）する。断面形状評価方法としては、押出し後、急冷硬化させて裁断し、断面形状を測定した。そして、図７の寸法公差ａ〜ｈ（±０．２ｍｍ）以内に三断面全て入ったとき形状判定をＯＫとする（なお、図７の各辺の寸法は、例えばａ＝６ｍｍ，ｂ＝２ｍｍ，ｃ＝１１ｍｍ，ｄ＝１１ｍｍ，ｅ＝３ｍｍ，ｆ＝７ｍｍ，ｇ＝７ｍｍ，ｈ＝４ｍｍである）。
【００９５】
また、表１，２の押出性評価項目の調整スクリュー回転数は、断面形状が寸法公差内で押出可能なスクリュー回転数が存在するか否かを表し、存在する場合はその回転数を、存在しない場合は「調整難」と表示している。
【００９６】
同様に、表１，２の押出性評価項目の押出成形品の表面見栄え評価は、先の断面形状評価のために押し出した押出成形品の表面見栄えについて目視にて観察を行ったものである。
【００９７】
表１，２の見かけの活性化エネルギーＥａに関連する機械的物性および押出成形性の評価項目は、先に述べたように硬度、引張強度、最高伸びのほか、平均押出吐出量、吐出量ばらつき率および押出成形品の表面見栄え評価である。
【００９８】
また、表１，２の複素弾性率の変化率Ｇ＊ｒに関連する機械的物性および押出成形性の評価項目は、同様に硬度、引張強度、最高伸びのほか、平均押出吐出量、調整スクリュー回転数および断面形状評価である。
【００９９】
さらに、表１，２の動径率Ｍに関連する押出成形性の評価項目は、平均押出吐出量、調整スクリュー回転数および断面形状評価である。
【０１００】
表１，２から明らかなように、本発明方法により求めた見かけの活性化エネルギーＥａ、複素弾性率の変化率Ｇ＊ｒおよび動径率Ｍのいずれもが目標値を満たしているサンプルａ〜ｅは総合評価が全て「○（良好）」となり、その一方、Ｅａ値、Ｇ＊ｒ値およびＭ値のうち少なくともいずれか一つが目標値を外れているサンプルｆ〜ｊは総合評価が全て「×（不良）」となった。
【０１０１】
このことから、少なくともＥａおよびＧ＊ｒの値が共に管理範囲内に入っていれば、品質が優れ、しかも押出成形性の良い材料であることを判定できる。これは、ＥａおよびＧ＊ｒの双方の値によってコンパウンドのモルフォロジーが評価できることにほかならず、その結果として材料の機械的物性、押出成形性評価およびそれらの管理が可能でることを意味している。
【０１０２】
例えば、サンプルｇでは従来の判定法であるＭＦＲ値が目標範囲内に入っているにもかかわらず、Ｅａの値が目標範囲内に入っていないので、押出成形品の外観見栄えが悪化する蓋然性が高いと判定することができる。また、サンプルｉのようにＭＦＲ値が目標範囲内に入っていてもＧ＊ｒの値が目標値を満たしていないので、材料の機械的物性が悪くなり、品質が低下するものと判定できる。
【０１０３】
その上、Ｅａ値とＧ＊ｒ値の相関から導かれるＭをもって、断面形状が精度良く押し出せるかどうか判定することができ、またＭ値はスクリュー回転数と相関がある故にスクリュー回転数の評価指標としても利用可能となる。これは、表１，２の調整スクリュー回転数と動径率Ｍの値とをプロットした場合に図８のような密接な相関があることからも容易に理解できる。
【０１０４】
このように本発明の見かけの活性化エネルギーＥａおよび複素弾性率の変化率Ｇ＊ｒによる評価は、押出成形品の機械的物性および押出加工性（押出成形性）に関する正確な情報を得ることができ、実際の製品形状で押出さなくても、Ｅａ値およびＧ＊ｒ値を求めることで、短時間のうちに高精度に特性評価を行うことができる。特にＥａ値とＧ＊ｒ値と相関のある動径率Ｍを併用するとその効果が一段と顕著となる。
【０１０５】
図１には、本発明の方法を実施するためのより具体的な粘弾性試験装置の一例を示す。図１において１は粘弾性測定機であり、この粘弾性測定機１は、測定すべき熱可塑性エラストマーの試料を収容する温度調節された試料室と、試料に振動周波数と振動振幅をコントロールしてせん断力を与える駆動機構と、反作用トルクを検出して電気信号に変換する変換器とを備えている。
【０１０６】
２は、粘弾性測定機１から出力される反作用トルクに相当するアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器である。３は、Ａ／Ｄ変換器２からの信号を記憶し、測定終了後、記憶したデータを読み出して処理を行う情報処理装置である。
【０１０７】
情報処理装置３のなかの４はＥａ演算装置であり、Ａ／Ｄ変換器２の出力を記憶したデータ（反作用トルクに相当するデータ）に基づいて複素粘性率η＊（η）を求め、このη＊（η）から前述した式（１）に基づいて見かけの活性化エネルギーＥａの値を演算する機能を有する。
【０１０８】
５は、各材料毎の成形可能なＥａ値の範囲（例えば表１，２に示す目標値の範囲）を設定範囲として予め記憶しておく記憶装置である。６は、Ｅａ演算装置４で演算されたＥａ値と記憶装置５に記憶されたＥａ値の設定範囲を比較し、吐出量ばらつき性や外観見栄え等の材料の機械的物性や押出成形性の適否判定を行う演算装置である。
【０１０９】
７は、演算装置６の演算結果をＥａ演算装置４での演算結果とともに記憶する記憶装置である。８は、Ａ／Ｄ変換器２の出力を記憶したデータ（反作用トルクに相当するデータ）から、前述した式（２）に基づいて複素弾性率Ｇ＊の変化率Ｇ＊ｒを演算するＧ＊ｒ演算装置である。９は、Ｇ＊ｒ演算装置８の演算結果を記憶する記憶装置である。
【０１１０】
１０は、記憶装置７，９に記憶されたデータに基づいて押出機の押出吐出量を制御する吐出量制御装置である。この吐出量制御装置１０は例えば図２のように構成されている。
【０１１１】
図２において、１１は、各材料の押出条件と押出成形品毎の材料のＧ＊ｒの範囲（例えば表１，２に示すような目標値の範囲）を設定範囲として予め記憶する記憶装置である。１２は、押出成形品毎の情報により成形可能なＧ＊ｒの範囲（設定範囲）と上記記憶装置９に記憶されたＧ＊ｒの演算値との比較判定を行う演算装置である。なお、先に述べたＥａ値に関する記憶装置５では、各材料毎の成形可能なＥａ値の範囲（設定範囲）が記憶されているのに対して、記憶装置１１では、各材料毎の押出条件とともに押出成形品毎の材料に関する成形可能なＧ＊ｒ値の設定範囲が予め記憶されている。
【０１１２】
また、１３は、それぞれの記憶装置７，９に記憶されているＥａとＧ＊ｒの演算値をもとに先の式（３）に基づいて動径率Ｍを演算する演算装置である。１４は、押出成形品毎の情報により上記動径率Ｍに基づいて押出吐出量を算出する演算装置である。１５は、使用する材料に応じ押出成形品毎の押出成形に際して各種の条件設定を行う演算装置である。１６は、演算装置１５で設定された条件に見合った押出スクリュー回転数、押出温度、口金種類を決定し、押出機２０を制御する押出条件制御装置である。
【０１１３】
ここで、先に述べた見かけの活性化エネルギーＥａの値を判定するフローチャートは、例えば図３のとおりである。このフローチャートは、図１，２に示す粘弾性試験装置のＣＰＵのプログラムとして実行されるものである。
【０１１４】
図３において、まず準備段階として特定の試料（ここでは、例えば試料Ａとする）を試験機（図１の粘弾性測定機１）にセットし（ステップＳ1）、試料Ａおよび粘弾性測定機１を予熱した後（ステップＳ2）、試験を開始する（ステップＳ3）。
【０１１５】
試験開始後、フローチャートの右側に記載された試験機制御（ステップＳ4，Ｓ5）と、左側に記載されたデータ記憶（ステップＳ6，Ｓ7）とが並行して行われる。
【０１１６】
ステップＳ4においては、図１の粘弾性測定機１が、試料Ａに対して任意の温度、振動周波数、振動振幅におけるせん断力を入力し、反作用の出力トルクを検出する。これは所定のデータ採取が終了するまで行われる（ステップＳ5）。また、ステップＳ6においては試験の採取データをＡ／Ｄ変換し記憶装置に記憶する。これは所定のデータ採取が終了するまで行われる（ステップＳ7）。
【０１１７】
データ採取が終了すると、ステップＳ8において、記憶したデータを読出し、出力トルクから複素粘性率η＊（η）を算出する。そして、次のステップＳ9において先に述べた式（１）に基づいて演算を行って見かけの活性化エネルギーＥａを算出する。
【０１１８】
一方、ステップＳ10において各材料の押出成形品（成形対象となる部品）毎に予め記憶されている成形可能なＥａ値の範囲（設定範囲）を呼び出し、ステップＳ11において、試料ＡについてのＥａの演算値と試料Ａについての成形可能なＥａ値の設定範囲とを照合し、試料Ａについての押出加工性の評価判定を行う。
【０１１９】
その結果、Ｅａの演算値が、予め記憶されている成形可能なＥａ値の設定範囲内のものであれば、Ｅａ値による試料Ａの押出加工性はＯＫと判定され（ステップＳ12）、他方、Ｅａの演算値が成形可能な設定範囲外のものであれば、Ｅａ値による試料Ａの押出加工性はＮＧと判定される（ステップＳ13）。この場合、先に表１，２のデータに基づいて述べたように、特定の熱可塑性エラストマーのＥａ値とその熱可塑性エラストマーを素材とする押出成形品の機械的物性、すなわち硬度や引張強度および最高伸びとの間には密接な相関があり、同時予測が可能であることから、ステップＳ11〜Ｓ13では試料Ａの押出加工性の評価と同時に機械的物性の適否判定が同時に行われることになる。
【０１２０】
一方、上記複素弾性率Ｇ＊の変化率Ｇ＊ｒの値を判定するフローチャートは、例えば図４のとおりである。このフローチャートは、上記と同様に図１，２に示す粘弾性試験装置のＣＰＵのプログラムとして実行されるものである。
【０１２１】
図４において、まず準備段階として試料Ａを試験機（図１の粘弾性測定機１）にセットし（ステップＳ1）、試料Ａ及び試験機を予熱した後（ステップＳ2）、試験を開始する（ステップＳ3）。
【０１２２】
試験開始後、フローチャートの右側に記載された試験機制御（ステップＳ4，Ｓ5）と、左側に記載されたデータ記憶（ステップＳ6，Ｓ7）とが並行して行われる。
【０１２３】
ステップＳ4においては、図１の粘弾性測定機１が、試料Ａに対して任意の温度、振動周波数、振動振幅におけるせん断力を入力し、反作用の出力トルクを検出する。これは所定のデータ採取が終了するまで行われる（ステップＳ5）。またステップＳ6においては試験データをＡ／Ｄ変換して記憶装置に記憶する。これは所定のデータ採取が終了するまで行われる（ステップＳ7）。
【０１２４】
データ採取が終了すると、ステップＳ8において、記憶したデータを読出し、出力トルクから複素弾性率Ｇ＊を算出する。そして、次のステップＳ9において、先に述べた式（２）に基づいて複素弾性率Ｇ＊の変化率Ｇ＊ｒを演算する。
【０１２５】
一方、ステップＳ10にて各材料の押出成形品（成形対象となる部品）の成形条件（断面形状）毎に予め記憶されている成形可能なＧ＊ｒ値の設定範囲を呼び出し、ステップＳ11において、試料ＡについてのＧ＊ｒの演算値と、試料Ａを素材とする特定の押出成形品例えば押出成形品（部品）ＴについてのＧ＊ｒ値の設定範囲とを照合し、押出加工性の評価判定を行う。
【０１２６】
その結果、Ｇ＊ｒの演算値が、予め記憶されているＧ＊ｒ値の設定範囲内のものであれば、Ｇ＊ｒ値による試料Ａ、押出成形品（部品）Ｔの押出加工性はＯＫと判定され（ステップＳ12）、他方、予め記憶されているＧ＊ｒ値の設定範囲外のものであればＧ＊ｒ値による試料Ａ、押出成形品（部品）Ｔの押出加工性はＮＧと判定される（ステップＳ13）。この場合、先に表１，２のデータに基づいて述べたように、特定の熱可塑性エラストマーのＧ＊ｒ値とその熱可塑性エラストマーを素材とする押出成形品の機械的物性、すなわち硬度や引張強度および最高伸びとの間には密接な相関があり、同時予測が可能であることから、ステップＳ11〜Ｓ13では試料Ａ、押出成形品Ｔの押出加工性の評価と同時に機械的物性の適否判定が同時に行われることになる。
【０１２７】
図５には本発明を適用した生産管理フローチャートを示す。
【０１２８】
先ず、ステップＳ1において、設定された混練り条件にて材料の混練りを行い、混練り後の材料（ここでは試料Ａとする）を得る（ステップＳ2）。そして、例えば図１の粘弾性測定機１によって図３，４と同様の粘弾性測定を行い、Ｅａ値およびＧ＊ｒ値の演算に必要なデータを採取する（ステップＳ3）。次いで、ステップＳ4において先の式（１）に基づき見かけの活性化エネルギーＥａを演算する。
【０１２９】
ステップＳ5では、ステップＳ4で求めたＥａの演算値と予め記憶しておいた試料ＡのＥａ値の設定範囲とを照合して、試料Ａに関する押出加工性の適否判定を行う。その結果、Ｅａの演算値が、予め設定されているＥａ値の設定範囲内のものであれば試料Ａの押出加工性はＯＫであると判定し（ステップＳ6）、次のステップＳ7において複素弾性率Ｇ＊の変化率Ｇ＊ｒの演算に移行する。
【０１３０】
次に、Ｇ＊ｒの演算値と、予め記憶しておいた試料Ａを素材とする特定の押出成形品（ここでは部品Ｂとする）のＧ＊ｒ値の設定範囲とを照合して、試料Ａを素材とする部品Ｂについての押出加工性の適否判定を行う（ステップＳ8）。すなわち、Ｇ＊ｒの演算値が予め設定されているＧ＊ｒ値の設定範囲内のものであれば試料Ａを素材とする部品Ｂについての押出加工性はＯＫであると判定する（ステップＳ9）。
【０１３１】
そして、続くステップＳ10において、ＥａおよびＧ＊ｒの演算値をもとに先に述べた式（３）に基づいて動径率Ｍを算出する。さらに、ステップＳ20にて予め記憶しておいた試料Ａ、部品ＢのＭ値−スクリュー回転数の相関データを参照して、試料Ａを素材とする部品Ｂを押出成形するのに最適な押出機のスクリュー回転数（押出吐出量）を演算する（ステップＳ11）。そして、演算されたスクリュー回転数を押出機に入力し（ステップＳ12）、押出成形を開始する（ステップＳ13）。なお、上記のＭ値−スクリュー回転数の相関データとは図８に示したものである。
【０１３２】
先のステップＳ8において、試料Ａを素材とする部品ＢのＧ＊ｒの演算値が予め設定されているＧ＊ｒ値の設定範囲外のものであると判定された場合は、実質的に試料Ａを素材とする部品Ｂの押出加工性は不適と判定されたことにほかならないことから、ステップＳ14において、その試料Ａを素材とする他の押出成形品（部品）のＧ＊ｒ値の設定範囲との照合を行う。その結果、試料Ａに関するＧ＊ｒの演算値がその試料Ａを素材とする他の部品のＧ＊ｒ値の設定範囲内のものであれば、試料Ａを他の部品の押出しに起用するべくその判定結果を記録する（ステップＳ15）。
【０１３３】
なお、ステップＳ5において、試料ＡのＥａの演算値が設定範囲外のものであると判定された場合や、ステップＳ14においてＧ＊ｒの演算値が設定範囲外のものであると判定された場合は、試料Ａそのものの性状が不適と判定され、混練り条件の変更の指示が出されることになる。
【０１３４】
このように、正確な押出加工性の評価が可能となる見かけの活性化エネルギーＥａと複素弾性率Ｇ＊の変化率Ｇ＊ｒおよび動径率Ｍの値を利用して、熱可塑性エラストマーを素材とする押出成形品を押出成形する際の生産管理を行うことができる。
【０１３５】
また、ステップＳ20のように、動径率Ｍとスクリュー回転数の相関データを予め作成しておくことにより、スクリュー回転数をその都度演算する手間が省け、実際の押出成形を開始するまでに要する段取り時間が大幅に短縮される。
【０１３６】
なお、図１の粘弾性測定機１は、例えば室温〜２３０℃における複素粘性率及び複素弾性率のデータが採取できるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１３７】
【図１】粘弾性試験によって見かけの活性化エネルギーＥａおよび複素弾性率Ｇ＊の変化率Ｇ＊ｒを算出するためのブロック図。
【図２】図１の要部構成を示すブロック図。
【図３】見かけの活性化エネルギーＥａにより押出加工性の評価を行う際の処理の一例を示すフローチャート。
【図４】複素弾性率Ｇ＊の変化率Ｇ＊ｒにより押出加工性の評価を行う際の処理の一例を示すフローチャート。
【図５】見かけの活性化エネルギーＥａと複素弾性率Ｇ＊の変化率Ｇ＊ｒおよび動径率Ｍにより押出加工性の評価を行って生産を管理する際の処理の一例を示すフローチャート。
【図６】見かけの活性化エネルギーＥａと複素弾性率Ｇ＊の変化率Ｇ＊ｒとの相関によって定義される動径率Ｍの説明図。
【図７】押出加工性評価の一つとして押出断面形状評価のための断面形状を示す説明図。
【図８】動径率Ｍとスクリュー回転数との相関を示すグラフ。
【符号の説明】
【０１３８】
１…粘弾性測定機
２…Ａ／Ｄ変換器
３…情報処理装置
４…Ｅａ演算装置
５，７，９，１１…記憶装置
６，１２，１３，１４，１５…演算装置
８…Ｇ＊ｒ演算装置
１０…吐出量制御装置
１６…押出条件制御装置
２０…押出機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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