自動車エンジンルーム内の樹脂・ゴム製品の熱履歴推定方法
【課題】材料の異なる製品毎に「熱履歴と物性値の関係式」あるいは「熱履歴とＤＳＣ吸熱ピーク温度との関係式」を求める必要がなく、さらに履歴評価の製品にダメージを与えずに、自動車エンジンルーム内の樹脂製品、ゴム製品の熱履歴を推定する方法を提供する。
【解決手段】融点が１５０℃以上の結晶性樹脂で作成した所定サイズのインジケーターを、エンジルーム内に設置されている樹脂製品やゴム製品に貼付け、所定時間経過後に回収・サンプリングし、ＤＳＣ分析から熱履歴を推定する。
【解決手段】融点が１５０℃以上の結晶性樹脂で作成した所定サイズのインジケーターを、エンジルーム内に設置されている樹脂製品やゴム製品に貼付け、所定時間経過後に回収・サンプリングし、ＤＳＣ分析から熱履歴を推定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動車エンジンルーム内の樹脂製品、ゴム製品などの熱履歴推定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車エンジンルーム内に設置されているホース、カップ・シール部品、装置部品(タンク類、シリンダヘッドカバーなど)等の樹脂製品、ゴム製品はエンジン部やその他外部からの熱を受け経年劣化していくため、市場回収を行い製品設計へフィードバックしている。
経年劣化の評価としては熱履歴を利用するのが一般的であり、その熱履歴の推定方法としては材料物性からの評価、あるいは分析機器を利用した評価が考えられる。
分析評価方法としてはＤＳＣ（示差走査熱量計）分析が用いられており、熱履歴既知のポリエチレンのＤＳＣ分析から熱履歴に基づく吸熱ピークの温度との関係式を求め、サンプルの熱履歴を推定する方法が報告されている。（特許文献１参照）
【特許文献１】特開平３−１４２３４７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この熱履歴推定を材料物性やＤＳＣ分析から評価する場合、次のステップを取る必要がある。
１．事前に、熱履歴既知の材料（その製品に使用している材料）で物性評価あるいはＤＳＣ分析をしておき、「熱履歴と物性値の関係式」あるいは「熱履歴とＤＳＣ吸熱ピーク温度との関係式」を求める。
２．熱履歴を評価する対象製品からサンプルを切出し物性を評価あるいはＤＳＣ分析をし、「熱履歴と物性値の関係式」あるいは「熱履歴とＤＳＣ吸熱ピーク温度との関係式」から熱履歴を推定する。
この方法で熱履歴を推定する場合には、事前に材料の異なる製品毎に「熱履歴と物性値の関係式」あるいは「熱履歴とＤＳＣ吸熱ピーク温度との関係式」を求める必要があり煩雑な準備が必要となる。さらに、熱履歴評価の製品形状が複雑な場合にはサンプリングが出来にくい問題、また製品形状を元の状態のまま保存できない問題などが生じる。一方、ＤＳＣ分析の場合には結晶性材料製の製品のみが対象となり汎用性が少ないという問題もある。
そこで本発明の目的は、材料の異なる製品毎に「熱履歴と物性値の関係式」あるいは「熱履歴とＤＳＣ吸熱ピーク温度との関係式」を求める必要がなく、さらに履歴評価の製品にダメージを与えずに、自動車エンジンルーム内の樹脂製品、ゴム製品の熱履歴を推定する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、上記の課題を解決するために次の手段を採ったものである。
融点が１５０℃以上の結晶性樹脂で作成した所定サイズのインジケーターを、エンジルーム内に設置されている樹脂製品やゴム製品に貼付け、所定時間経過後に回収・サンプリングし、ＤＳＣ分析から熱履歴を推定する自動車エンジンルーム内の樹脂・ゴム製品の熱履歴推定方法。以下に本発明における各要素の態様を例示する。
１．融点（ｍｐ）が１５０℃以上の結晶性樹脂
融点が１５０℃以上の結晶性樹脂としては、ポリアミド、ポリアセタール(ｍｐ＝２００℃)、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）(ｍｐ＝２８０℃)、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）(ｍｐ＝２８５℃)及びＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）(ｍｐ＝３４６℃)などが例示できる。さらにポリアミドは脂肪族ポリアミドとしてポリアミド６(ｍｐ＝２２４℃)、ポリアミド６６(ｍｐ＝２６４℃)、ポリアミド１１(ｍｐ＝１８９℃)、ポリアミド１２(ｍｐ＝１８２℃)が例示できる。また芳香族ポリアミドとしてはＭＸＤ６(ｍｐ＝２４３℃)が例示できる。ＤＳＣチャートの吸熱ピークが顕著に現れる脂肪族ポリアミドが適しており、その中でもポリアミド１１がより適している。
融点が１５０℃以上の結晶性樹脂の選定理由としては、昨今のエンジンルーム内は高熱化しており、前述の特許文献１に記載のポリエチレンでは熱履歴の推定が困難なためである。
２．インジケーターのサイズ
複数回のサンプリングができるよう、例えば長手方向に５ｍｍ等間隔で切り込みを入れた５ｍｍ×２５ｍｍサイズの樹脂板を射出成形などで成形する。特にサイズは限定する必要はなく、熱履歴評価製品の大きさ・形状により任意のサイズでよい。尚、ＤＳＣ分析に使用するサンプル量は10mg程度と少量なので板厚はできるだけ薄いほう良く、０.５ｍｍ程度が適している。
３．所定時間
被測定物の環境により適宜取り決めれば良く、１００時間、２５０時間、５００時間、１０００時間程度を目安にする。
４．サンプリング量
１０mg程度が目安であるが、少なくとも１mgのサンプル量は必要である。
５．ＤＳＣ分析からの熱履歴推定方法
熱履歴が判明しているサンプルを準備し（熱履歴として温度・時間水準を取ったサンプル）それぞれＤＳＣ分析を行う。融点より低温側でかつ吸熱側に出現するブロードピークの温度を読み取り、このブロードピーク温度と熱履歴温度・時間との関係をグラフ化する。その後、所定時間経過した測定サンプルのＤＳＣ分析を行い、ブロードピーク温度と熱履歴時間から熱履歴温度を推定する。
６．樹脂製品やゴム製品
エンジルーム内に設置されている樹脂製品としては、樹脂ホース（フューエルチューブ、樹脂ウォーターパイプ、樹脂バキュームブレーキホースなど）、装置部品(タンク類、シリンダヘッドカバーなど)等があり、ゴム製品としてはゴムホース（ラジエータホースなど）、カップ・シール部品等がある。
【発明の効果】
【０００５】
材料の異なる製品毎に熱履歴と物性値の関係式（あるいは熱履歴とＤＳＣ吸熱ピーク温度との関係式）を求める必要がなく、さらにエンジンルーム内で熱を受けた製品にダメージを与えることなく熱履歴 (所定時間に受けた熱履歴温度) の推定ができ、製品設計へのフィードバックが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明の好ましい態様としては、長手方向に５ｍｍ等間隔で切り込みを入れた５ｍｍ×２５ｍｍ（t＝０.５ｍｍ）サイズのポリアミド１１（ｍｐ＝１８９℃）製のインジケーターを作成する。このインジケーターには切り込みが入れてあるので試料サンプリングが容易であり、また各試料は一つのインジケーターから作成しているので成形条件のバラツキの影響が受けにくい。そのインジケーターをエンジルーム内の樹脂製品やゴム製品に貼付け、所定時間経過後に回収・サンプリングをし、ＤＳＣ分析から熱履歴を推定することである。
【実施例】
【０００７】
表１の熱履歴を付与した試料（ポリアミド１１）のＤＳＣ分析を行い、図１に示すＤＳＣチャートのブロードピーク温度を読み取る。その結果を表２及び図２に示す。図２をブロードピーク温度と熱履歴温度・時間との関係グラフとする。
ＤＳＣの測定条件を下記する。
サンプル量：１０ｍｇ
昇温速度： ２０℃／分
実車を想定した１２５℃の雰囲気下にラジエータホースを置き、前もって射出成形で作成しておいたポリアミド１１の５ｍｍ×２５ｍｍ片（t＝０.５ｍｍ）のインジケーターをラジエータホース上に貼り付けた。尚、比較用として同サイズのポリエチレン(ＰＥ)製インジケーターも試験に供した。
１２５℃雰囲気下に４００時間、８００時間放置した試験片から試料（５ｍｍ×５ｍｍ片）を取り出し、それぞれＤＳＣ分析を行った。
ＤＳＣチャートから読み取ったブロードピーク温度の結果を表３に示す。このブロードピーク温度を図２のブロードピーク温度と熱履歴温度・時間との関係グラフにプロットして熱履歴温度を推定した。その結果を表３に示す。
推定した熱履歴温度は４００時間放置のものが１２３℃、８００時間放置のものが１２７℃であり、測定雰囲気温度である１２５℃に近い結果を得ることができた。尚、ＰＥ試料ではブロードピーク温度が出現せず熱履歴温度の推定はできなかった。
（表１）
【０００８】
（表２）
【０００９】
（表３）
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】ポリアミド１１のＤＳＣチャート
【図２】ブロードピーク温度と熱履歴温度・時間との関係グラフ
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動車エンジンルーム内の樹脂製品、ゴム製品などの熱履歴推定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車エンジンルーム内に設置されているホース、カップ・シール部品、装置部品(タンク類、シリンダヘッドカバーなど)等の樹脂製品、ゴム製品はエンジン部やその他外部からの熱を受け経年劣化していくため、市場回収を行い製品設計へフィードバックしている。
経年劣化の評価としては熱履歴を利用するのが一般的であり、その熱履歴の推定方法としては材料物性からの評価、あるいは分析機器を利用した評価が考えられる。
分析評価方法としてはＤＳＣ（示差走査熱量計）分析が用いられており、熱履歴既知のポリエチレンのＤＳＣ分析から熱履歴に基づく吸熱ピークの温度との関係式を求め、サンプルの熱履歴を推定する方法が報告されている。（特許文献１参照）
【特許文献１】特開平３−１４２３４７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この熱履歴推定を材料物性やＤＳＣ分析から評価する場合、次のステップを取る必要がある。
１．事前に、熱履歴既知の材料（その製品に使用している材料）で物性評価あるいはＤＳＣ分析をしておき、「熱履歴と物性値の関係式」あるいは「熱履歴とＤＳＣ吸熱ピーク温度との関係式」を求める。
２．熱履歴を評価する対象製品からサンプルを切出し物性を評価あるいはＤＳＣ分析をし、「熱履歴と物性値の関係式」あるいは「熱履歴とＤＳＣ吸熱ピーク温度との関係式」から熱履歴を推定する。
この方法で熱履歴を推定する場合には、事前に材料の異なる製品毎に「熱履歴と物性値の関係式」あるいは「熱履歴とＤＳＣ吸熱ピーク温度との関係式」を求める必要があり煩雑な準備が必要となる。さらに、熱履歴評価の製品形状が複雑な場合にはサンプリングが出来にくい問題、また製品形状を元の状態のまま保存できない問題などが生じる。一方、ＤＳＣ分析の場合には結晶性材料製の製品のみが対象となり汎用性が少ないという問題もある。
そこで本発明の目的は、材料の異なる製品毎に「熱履歴と物性値の関係式」あるいは「熱履歴とＤＳＣ吸熱ピーク温度との関係式」を求める必要がなく、さらに履歴評価の製品にダメージを与えずに、自動車エンジンルーム内の樹脂製品、ゴム製品の熱履歴を推定する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、上記の課題を解決するために次の手段を採ったものである。
融点が１５０℃以上の結晶性樹脂で作成した所定サイズのインジケーターを、エンジルーム内に設置されている樹脂製品やゴム製品に貼付け、所定時間経過後に回収・サンプリングし、ＤＳＣ分析から熱履歴を推定する自動車エンジンルーム内の樹脂・ゴム製品の熱履歴推定方法。以下に本発明における各要素の態様を例示する。
１．融点（ｍｐ）が１５０℃以上の結晶性樹脂
融点が１５０℃以上の結晶性樹脂としては、ポリアミド、ポリアセタール(ｍｐ＝２００℃)、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）(ｍｐ＝２８０℃)、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）(ｍｐ＝２８５℃)及びＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）(ｍｐ＝３４６℃)などが例示できる。さらにポリアミドは脂肪族ポリアミドとしてポリアミド６(ｍｐ＝２２４℃)、ポリアミド６６(ｍｐ＝２６４℃)、ポリアミド１１(ｍｐ＝１８９℃)、ポリアミド１２(ｍｐ＝１８２℃)が例示できる。また芳香族ポリアミドとしてはＭＸＤ６(ｍｐ＝２４３℃)が例示できる。ＤＳＣチャートの吸熱ピークが顕著に現れる脂肪族ポリアミドが適しており、その中でもポリアミド１１がより適している。
融点が１５０℃以上の結晶性樹脂の選定理由としては、昨今のエンジンルーム内は高熱化しており、前述の特許文献１に記載のポリエチレンでは熱履歴の推定が困難なためである。
２．インジケーターのサイズ
複数回のサンプリングができるよう、例えば長手方向に５ｍｍ等間隔で切り込みを入れた５ｍｍ×２５ｍｍサイズの樹脂板を射出成形などで成形する。特にサイズは限定する必要はなく、熱履歴評価製品の大きさ・形状により任意のサイズでよい。尚、ＤＳＣ分析に使用するサンプル量は10mg程度と少量なので板厚はできるだけ薄いほう良く、０.５ｍｍ程度が適している。
３．所定時間
被測定物の環境により適宜取り決めれば良く、１００時間、２５０時間、５００時間、１０００時間程度を目安にする。
４．サンプリング量
１０mg程度が目安であるが、少なくとも１mgのサンプル量は必要である。
５．ＤＳＣ分析からの熱履歴推定方法
熱履歴が判明しているサンプルを準備し（熱履歴として温度・時間水準を取ったサンプル）それぞれＤＳＣ分析を行う。融点より低温側でかつ吸熱側に出現するブロードピークの温度を読み取り、このブロードピーク温度と熱履歴温度・時間との関係をグラフ化する。その後、所定時間経過した測定サンプルのＤＳＣ分析を行い、ブロードピーク温度と熱履歴時間から熱履歴温度を推定する。
６．樹脂製品やゴム製品
エンジルーム内に設置されている樹脂製品としては、樹脂ホース（フューエルチューブ、樹脂ウォーターパイプ、樹脂バキュームブレーキホースなど）、装置部品(タンク類、シリンダヘッドカバーなど)等があり、ゴム製品としてはゴムホース（ラジエータホースなど）、カップ・シール部品等がある。
【発明の効果】
【０００５】
材料の異なる製品毎に熱履歴と物性値の関係式（あるいは熱履歴とＤＳＣ吸熱ピーク温度との関係式）を求める必要がなく、さらにエンジンルーム内で熱を受けた製品にダメージを与えることなく熱履歴 (所定時間に受けた熱履歴温度) の推定ができ、製品設計へのフィードバックが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明の好ましい態様としては、長手方向に５ｍｍ等間隔で切り込みを入れた５ｍｍ×２５ｍｍ（t＝０.５ｍｍ）サイズのポリアミド１１（ｍｐ＝１８９℃）製のインジケーターを作成する。このインジケーターには切り込みが入れてあるので試料サンプリングが容易であり、また各試料は一つのインジケーターから作成しているので成形条件のバラツキの影響が受けにくい。そのインジケーターをエンジルーム内の樹脂製品やゴム製品に貼付け、所定時間経過後に回収・サンプリングをし、ＤＳＣ分析から熱履歴を推定することである。
【実施例】
【０００７】
表１の熱履歴を付与した試料（ポリアミド１１）のＤＳＣ分析を行い、図１に示すＤＳＣチャートのブロードピーク温度を読み取る。その結果を表２及び図２に示す。図２をブロードピーク温度と熱履歴温度・時間との関係グラフとする。
ＤＳＣの測定条件を下記する。
サンプル量：１０ｍｇ
昇温速度： ２０℃／分
実車を想定した１２５℃の雰囲気下にラジエータホースを置き、前もって射出成形で作成しておいたポリアミド１１の５ｍｍ×２５ｍｍ片（t＝０.５ｍｍ）のインジケーターをラジエータホース上に貼り付けた。尚、比較用として同サイズのポリエチレン(ＰＥ)製インジケーターも試験に供した。
１２５℃雰囲気下に４００時間、８００時間放置した試験片から試料（５ｍｍ×５ｍｍ片）を取り出し、それぞれＤＳＣ分析を行った。
ＤＳＣチャートから読み取ったブロードピーク温度の結果を表３に示す。このブロードピーク温度を図２のブロードピーク温度と熱履歴温度・時間との関係グラフにプロットして熱履歴温度を推定した。その結果を表３に示す。
推定した熱履歴温度は４００時間放置のものが１２３℃、８００時間放置のものが１２７℃であり、測定雰囲気温度である１２５℃に近い結果を得ることができた。尚、ＰＥ試料ではブロードピーク温度が出現せず熱履歴温度の推定はできなかった。
（表１）
【０００８】
（表２）
【０００９】
（表３）
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】ポリアミド１１のＤＳＣチャート
【図２】ブロードピーク温度と熱履歴温度・時間との関係グラフ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
融点が１５０℃以上の結晶性樹脂で作成した所定サイズのインジケーターを、エンジルーム内に設置されている樹脂製品やゴム製品に貼付け、所定時間経過後に回収・サンプリングし、ＤＳＣ分析から熱履歴を推定する自動車エンジンルーム内の樹脂・ゴム製品の熱履歴推定方法。
【請求項２】
前記結晶性樹脂がポリアミド、ポリアセタール、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）及びＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）から選ばれる1種である請求項１記載の自動車エンジンルーム内の樹脂・ゴム製品の熱履歴推定方法。
【請求項３】
前記ポリアミドが脂肪族ポリアミドまたは芳香族ポリアミドでである請求項２記載の自動車エンジンルーム内の樹脂・ゴム製品の熱履歴推定方法。
【請求項４】
前記脂肪族ポリアミドがポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミド１１及びポリアミド１２から選ばれる1種である請求項３記載の自動車エンジンルーム内の樹脂・ゴム製品の熱履歴推定方法。
【請求項５】
前記芳香族ポリアミドがＭＸＤ６である請求項３記載の自動車エンジンルーム内の樹脂・ゴム製品の熱履歴推定方法。
【請求項６】
前記ＤＳＣ分析は、融点より低温側でかつ吸熱側に出現するブロードピークの温度を読み取り、前もって作成したブロードピーク温度と熱履歴温度・時間との関係から熱履歴を推定する請求項１〜５のいずれか一項に記載の自動車エンジンルーム内の樹脂・ゴム製品の熱履歴推定方法。
【請求項７】
前記ブロードピーク温度と熱履歴温度・時間との関係は、熱履歴が判明しているサンプルを準備し（熱履歴として温度・時間水準を取ったサンプル）それぞれのＤＳＣ分析を行い、前記融点より低温側でかつ吸熱側に出現するブロードピークの温度と熱履歴温度・時間から求めたものである請求項6記載の自動車エンジンルーム内の樹脂・ゴム製品の熱履歴推定方法。
【請求項１】
融点が１５０℃以上の結晶性樹脂で作成した所定サイズのインジケーターを、エンジルーム内に設置されている樹脂製品やゴム製品に貼付け、所定時間経過後に回収・サンプリングし、ＤＳＣ分析から熱履歴を推定する自動車エンジンルーム内の樹脂・ゴム製品の熱履歴推定方法。
【請求項２】
前記結晶性樹脂がポリアミド、ポリアセタール、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）及びＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）から選ばれる1種である請求項１記載の自動車エンジンルーム内の樹脂・ゴム製品の熱履歴推定方法。
【請求項３】
前記ポリアミドが脂肪族ポリアミドまたは芳香族ポリアミドでである請求項２記載の自動車エンジンルーム内の樹脂・ゴム製品の熱履歴推定方法。
【請求項４】
前記脂肪族ポリアミドがポリアミド６、ポリアミド６６、ポリアミド１１及びポリアミド１２から選ばれる1種である請求項３記載の自動車エンジンルーム内の樹脂・ゴム製品の熱履歴推定方法。
【請求項５】
前記芳香族ポリアミドがＭＸＤ６である請求項３記載の自動車エンジンルーム内の樹脂・ゴム製品の熱履歴推定方法。
【請求項６】
前記ＤＳＣ分析は、融点より低温側でかつ吸熱側に出現するブロードピークの温度を読み取り、前もって作成したブロードピーク温度と熱履歴温度・時間との関係から熱履歴を推定する請求項１〜５のいずれか一項に記載の自動車エンジンルーム内の樹脂・ゴム製品の熱履歴推定方法。
【請求項７】
前記ブロードピーク温度と熱履歴温度・時間との関係は、熱履歴が判明しているサンプルを準備し（熱履歴として温度・時間水準を取ったサンプル）それぞれのＤＳＣ分析を行い、前記融点より低温側でかつ吸熱側に出現するブロードピークの温度と熱履歴温度・時間から求めたものである請求項6記載の自動車エンジンルーム内の樹脂・ゴム製品の熱履歴推定方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００７−９３２６５（Ｐ２００７−９３２６５Ａ）
【公開日】平成１９年４月１２日（２００７．４．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２７９７７６（Ｐ２００５−２７９７７６）
【出願日】平成１７年９月２７日（２００５．９．２７）
【出願人】（０００２４１４６３）豊田合成株式会社 (3,467)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月１２日（２００７．４．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月２７日（２００５．９．２７）
【出願人】（０００２４１４６３）豊田合成株式会社 (3,467)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]