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プラスチックのMFRおよびMVR試験

用語の定義、特性値、試験方法、試験条件および規格

メルトフロー試験(メルトインデックス試験またはメルトフローインデックス試験とも呼ばれる)は、熱可塑性材料の流動特性を測定するために使用される試験方法です。この試験では、規定の荷重と温度にさらされた状態で、標準化された金型を通過する材料の量を測定します。結果はメルトインデックス(MI)またはメルトフローインデックス(MFI)として表され、様々な試験方法を用いることで、MFR(メルトマスフローレート)MVR(メルトボリュームフローレート)などの標準的な特性値が得られます。

MFR試験とMVR試験は、プラスチックの加工性を評価し、製造されたプラスチック材料の品質と特性が規定の要件を満たしていることを確認するために使用されます。この試験は、試験対象のプラスチック材料が意図された用途に適していることを保証する責任を負っているプラ​​スチック製造業者や加工業者によって一般的に実施されています。

メルトフロー試験は、プラスチック製品の品質保証においても重要な役割を果たします。定期的なメルトインデックス試験を実施することで、生産チェーンにおける逸脱を工程の早い段階で検出し、修正することができます。

用語の定義 規格 試験方法の比較 規格に沿った試験条件 ダウンロード 相談リクエスト

MFRおよびMVR試験に関連する用語の定義

メルトフロー試験用語集
規定用語 特性値 単位 参考文献 同義語 意味

メルトマスフローレート

MFR g/10min

ISO 1133-1

ASTM D1238

メルトインデックス

メルトフローインデックス

マスフローレート

MFI値

規定の寸法および特性を有するダイを、規定の温度および既知の荷重下で10分間通過した熱可塑性材料の質量。

メルトボリュームフローレート

MVR cm3/10 min

ISO 1133-1

ASTM D1238

ボリュームフローレート

MVI値

指定された温度、既知の荷重の下で、指定された寸法と特性を持つ金型を 10 分以内に通過する熱可塑性材料の体積。

フローレート比

FRR

ISO 1133-1

ASTM D1238

異なる標準荷重下で測定された2つの溶融質量流量の商。粘度曲線上の異なる点を表す。

試験温度におけるプラスチック溶融体の密度

ρ g/cm3

ISO 1133-1

ASTM D1238

溶融密度

MFR / MVR 商。この値は、押出プラストメーターで溶融質量流量と溶融体積流量を同時に測定することによって決定できます。

見かけせん断率

γ ̇ (ガンマポイント)

1/s

ISO 11443

見かけせん断率

見かけせん断率

非ニュートン流体の流れの未補正計算から得られるせん断速度。

見かけせん断応力

τ (tau)

Pa

ISO 11443

見かけせん断応力

圧力降下に対する補正を適用せずに、小さなオリフィス比 (L/D < 100) を持つダイに対して計算されたせん断応力。

見かけ粘度

η (eta) Pa s

ISO 11443

見かけ粘度

見かけのせん断応力と見かけのせん断速度の商から計算された粘度。

プラスチックのMFRおよびMVR試験の規格

  • ISO 1133-1 - プラスチック - 熱可塑性プラスチックのメルトマスフローレート (MFR) とメルトボリュームフローレート (MVR)の決定 - Part 1:標準的な方法
  • ISO 1133-2 - プラスチック - 熱可塑性プラスチックのメルトマスフローレート (MFR) とメルトボリュームフローレート (MVR)の決定 - Part 2:時間-温度履歴および/または湿気に敏感な材料に対する試験方法
  • ASTM D1238 - 押し出しプラストメーターによる熱可塑性樹脂のメルトフローレートの標準試験方法
  • ASTM D3364 分子構造を考慮したポリ塩化ビニルのフローレート試験方法

さらに、個々の成形材料の規格基準を遵守する必要があります。これらの規格では、MFRおよびMVR試験に使用する試験温度、公称荷重、および必要に応じてその他の材料固有の条件が標準化されています。これらは、ISO 1133およびASTM D1238の規格基準とは異なる場合があります。

MFRおよびMVR測定におけるISOとASTMの違い

熱可塑性プラスチックのMFR、MVR、FRR測定手順は、ISO 1133とASTM D1238では同等ですが、特に試験手順と試験条件においていくつかの点で異なるため、同一ではありません。

  • 一部のポリマーについては、試験温度と試験荷重がISOとASTMで異なって規定されています。
  • 推奨されるポリマーは若干異なります。
  • ISO 1133-1では、予熱段階の継続時間は少なくとも5分と定められていますが、それよりも大幅に長くすることも可能です。ASTM D1238では、予熱段階の継続時間は7分に標準化されており、±0.5分の厳密な許容誤差が設けられています。
  • ISO規格では、試験の開始点はダイから50mm上のピストン位置とされていますが、ASTMでは46±2mmに設定されています。
  • 時間または温度依存性履歴および/または水分に関して敏感なポリマータイプ(例:PBT、PET、PA)の試験は、別途ISO 1133-2規格で規定されています。一方、ASTM D1238では、すべてのポリマータイプに対して、厳密に許容される試験時間シーケンスが規定されています。
  • ISO 1133-1では、測定手順に適したセクションまたは測定間隔の決定はオペレータに委ねられていますが、ASTM D1238では、どのピストン移動距離で、どのセクション間隔で、どのMFRまたはMVR値で測定を行うべきかを非常に厳密に規定しています。

ISO 1133およびASTM D1238に準拠した試験方法の概要

ISO 1133とASTM D1238は、MFRおよびMVR測定の試験方法を同様の方法で規定しているため、技術的には同等の規格に分類できますが、試験要件の適用には大きな違いがあり、場合によっては規格間で結果の再現性が確保されないことがあります。

ISO 1133-1、ISO 1133-2、およびASTM D1238に準拠したMFR、MVR、FRR試験
試験方法 試験結果 代表的な計測範囲 試験シーケンス自動化レベル アプリケーション 関連押出プラストメーター

メソッドA - MFR
- 時間制御

メルトマスフローレート(MFR)(g/10分) 最小:約0.2 g/10分
最大:約75 g/10分

低レベルの自動化

  • 手動での測定開始
  • 時間制御セクション間隔
  • 分析天びんによる押出物の手動計量
受入検査
教育およびトレーニング
密度分布が変化する充填ポリマーの試験

メソッドA - MFR
- 変位制御

メルトマスフローレート(MFR)(g/10分) 最小:約0.2 g/10分
最大:約75 g/10分

自動化レベルの向上

  • 開始位置に到達すると自動的に試験を開始
  • 変位または時間指定に応じた試験区間の間隔制御
  • 分析天びんによる押出物の手動計量
受入検査
教育およびトレーニング
密度分布が変化する充填ポリマーの試験
  • Mflow
  • Aflow

メソッドB - MVR

メルトボリュームフローレート、MVR(cm³/10分)
見かけのせん断速度
見かけのせん断応力
見かけの粘度

押し出し断面を同時に計量することにより、試験温度における溶融密度を判定できます。

最小:約0.1 g/10分
最大:約2000 g/10分

高レベルの自動化

  • 開始位置に到達すると自動的に試験を開始
  • 変位または時間仕様に応じた変位測定間隔の制御
  • 連続変位とMVR測定
  • 気泡の混入やエラーの検出
  • 機器による残留物質の除去
  • 自動での結果の計算
  • 測定シーケンス、結果、統計のグラフ表示
受入検査 教育およびトレーニング 生産管理 研究開発

メソッド C - ハーフダイ
(メソッドBのバリエーション)

メルトボリュームフローレート、MVR(cm³/10分)
見かけのせん断速度
見かけのせん断応力
見かけの粘度

押し出し断面を同時に計量することにより、試験温度における溶融密度を判定できます。

最小:約0.1 g/10分
最大:約2000 g/10分

高レベルの自動化

  • 開始位置に到達すると自動的に試験を開始
  • 変位または時間仕様に応じた変位測定間隔の制御
  • 連続変位とMVR測定
  • 気泡の混入やエラーの検出
  • 機器による残留物質の除去
  • 自動での結果の計算
  • 測定シーケンス、結果、統計のグラフ表示

高フローレートのポリオレフィン向け

受入検査 教育およびトレーニング 生産管理 研究開発

メソッド D -マルチウエイト試験、FRR

メルトマスフローレート (MFR)
メルトボリュームフローレート (MVR)
フローレイト比(FRR)の決定

見かけのせん断速度
見かけのせん断応力
見かけの粘度

最小:約0.1 g/10分
最大:約900 g/10分

高レベルの自動化

  • 開始位置に到達すると自動的に試験を開始
  • 変位または時間仕様に応じた変位測定間隔の制御
  • オプションのメソッドA(MFR)またはメソッドB(MVR)によるテスト
  • パラメータ指定による試験シーケンスの制御
  • ウェイトシーケンスはオプションで増加または減少します
  • 試験荷重を無段階に調整可能
  • 試験負荷変更後の待ち時間を自由に選択
  • 気泡の混入やエラーの検出
  • 機器による残留物質の除去
  • 自動での結果の計算
  • 測定シーケンス、結果、統計のグラフ表示
受入検査 教育およびトレーニング 生産管理 研究開発
オペレーターの代わる交代勤務

MFRおよびMVR試験の試験方法A~Dの簡単な説明

メソッドA - MFR試験

このメソッドAでは、押出物は一定の時間間隔で切断され、その質量は分析バランスによって決定されます。試験結果は、単位時間あたりの押し出された質量 (メルトマスフローレート MFR)で、g/10minで表されます。

メソッドA は、充填剤入りまたは充填剤なしのすべての熱可塑性ポリマーに使用できます。

メソッドB - MVR

メソッドB では、一定の間隔で切断された押し出し物の質量の代わりに、ポリマー溶融物の押し出し体積を決定します。押し出しプラストメーターには、ピストン変位トランスデューサーが装備されている必要があります。MVR(メルトボリュームフローレート)は、単位時間あたりに押し出される材料の体積で、cm3/10分で表されます。ピストンが単位時間あたりに移動する距離から計算されます。

この方法の大きな利点は、機械的な切断が不要なことです。変位と時間測定値の良好な同期により、この方法は短い測定時間とピストン変位で高い精度を達成できます。したがって、材料、精度要件、およびMVR結果に応じて、1回の押出バレル充填で30回以上の個別測定を実行できます。

MVR値は、ISO 10350-1に準拠した材料仕様の目的で使用できます。ただし、充填された成形材料の場合、溶融プラスチックの密度が変動するため、通常、MFR値への単純な変換は不可能です。

メソッドC - ハーフダイによるMVRテスト

メソッドCは、メソッドBのMVR試験のバリエーションです。

MFR値が75 g/10分を超える熱可塑性プラスチックの場合、公称荷重を低減できることに加えて、ISO 1133とASTM D1238はともに、オリフィスの高さと直径を半分にしたダイの使用を推奨しています。ただし、標準ダイを用いて測定した結果を直接再現することはできません。

メソッドD 、マルチウエイト試験–FRR

多くのポリオレフィンでは、さまざまな負荷レベルのMVR値を示し、フローレート比(FRR)を決定するのが一般的です。シンプルな押出プラストメーターを使用する場合、複数の充填物からの測定が必要です。ツビックローエルのAflow押出プラストメーターなどの押出プラストメーターは、自動荷重変更装置を備えており、単一の充填物から複数の荷重レベルを測定できます。

フローレート測定のための試験条件

ポリマーISOASTM D1238
IUPAC codes規格のリファレンス乾燥温度[℃]ウエイト [kg]温度[℃]ウエイト [kg]
ポリオレフィンPUISO 17855-1
ISO 4427-1
ISO 4437-1
ISO 15494
ISO 22391
(no)190
190
190
2.16
21.6
5
125
125
190
190
190
190
190
250
310
0.325
2.16
0.325
2.16
5
10
21.6
1.2
12.5
UHMW-PEISO 21304-2190
230
21.6
21.6
PPISO 19069-2
ISO 15494
ISO 15874-2
(no)190
230
5
2.16
2302.16
PE & PPISO 18263-22302.16
スチレンPSISO 24022-2(no)2005190
200
230
230
5
5
1.2
3.8
PS-IISO 19063-2(no)2005
SANISO 19064-2(no)22010220
230
230
10
3.8
10
ABSISO 19062-2(no)220
240
265
10
10
10
200
220
230
5
10
3.8
ABS/PC blends(no)230
250
265
265
3.8
1.2
3.8
5
MABSISO 19066-2(no)220
240
265
10
10
10
ASA, ACS, AEDPSISO 19065-2(no)22010230
230
1.2
3.8
ASA, ACS, AEDPS
(高耐熱グレード)
ISO 19065-2(no)240
265
10
10
アクリルPMMAISO 24026-2(no)2303.8230
230
1.2
3.8
ポリエステルPC ホモポリマー
PC コポリマー
ISO 21305-2< 0.02 %300
330
1.2
2.16
3001.2
PBT, PBTPISO 20028-2<0.02% (PBT)2301
2501

2651
1.2
2.16
5
10
21.6
PETISO 20028-2< 0.02 %27011.2
2.16
5
10
250
285
2.16
2.16
高粘度PETISO 20028-2
ISO 12418-2
28011.2
2.16
5
10
PET と PBTISO 20029-21901
2301

2501
2.16
5
10
セルロースエステルCA,CH, CN, CP, CAB(no)190
190
190
210
0.325
2.16
21.6
2.16
ビニールPVC-P
PVC-U
ISO 24023-2
ISO 21306-2
(no)1752
20.0
PVC19021.6
PVAC(no)15021.6
EVACISO 21301-1(no)1902.16
PVDF230
230
5
21.6
他のポリマーPB-1ISO 21302-1
ISO 15876-3
ISO 15494
(no)190
190
2.16
5
POMISO 29988-2(no)1902.16190
190
1.05
2.16
PAISO 16396-2< 0.02 %2251
2501

2751

3001
1.2
2.16
5
10
21.6
235
235
235
275
275
1
2.16
5
0.325
5
PCL(no)80
125
2.16
2.16
EVOHISO 21309-22102.16
ポリフェニルPPE + PS, 未充填
PPE + PP
PPE + PS, 充填
PPE + PA
PPE + PPS
ISO 20557-2250
250
300
280
300
10
10
5
5
10
PPSISO 20558-2315
315
315
1.2
2.16
5
3155
フッ素樹脂FEP (PFEP)ISO 20568-2(no)372
372
2.16
5
3722.16
PFAISO 20568-2(no)37253725
ETFEISO 20568-2(no)29752975
EFEPISO 20568-22655
PVDFISO 20568-2(no)230
230
5
21.6
120
120
230
230
5
21.6
2.16
5
VDF/CTFEISO 20568-2230
230
2.16
5
VDF/HFPISO 20568-2230
230
2.16
5
VDF/TFEISO 20568-22975
VDF/TFE/HFPISO 20568-22655
PCTFEISO 20568-2(no)265
265
21.6
31.6
265
265
265
12.5
21.6
31.6
CPTISO 20568-22975
ECTFEISO 20568-2(no)271.52.16271.5
271.5
2.16
5
PVDF230
230
5
21.6
ポリスルホンPPSUISO 24025-2(no)3655365
380
5
2.16
PSUISO 24025-2(no)3432.16343
360
2.16
10
PESUISO 24025-23502.16360
380
10
2.16
代替ISO 24025-236010
熱可塑性エラストマーTPUISO 16365-2(< 0.03%)Tmelt + 10°C2.16
5
10
21.6
TPE190
200
220
230
240
250
2.16
5
2.16
2.16
2.16
2.16
TEO2302.16
ケトンPEEKISO 23153-2400
400
2.16
10
4002.16
PKISO 21970-12402.16

実際には括弧内 [ ...] の値が使用されることがありますが、それに基づく規格的な理由は知られていません。

  1. ウエイトと温度は任意の組み合わせが可能です
  2. ASTM D3364に準拠

メルトフロー試験に関するこれらの試験方法や製品についてご質問や詳細をご希望の場合は、お気軽にお問い合わせください。

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MFR MVR 試験関連製品

MFR測定とMVR測定に関するよくある質問

PEやPPなどのポリオレフィンは、一般的に試験が非常に容易で、試験片の状態に対する要求はわずかです。温度と試験荷重に関する基本的な要件は、ISO 17855-1、ISO 22391、およびISO 19069-2に定義されています。最も一般的な規格はISO 1133-1ASTM D1238です。MFR および MVR の測定は、通常、方法 A (プラスチック MFR) または方法 B (プラスチック MVR) で実行されます。フローレート比FRRを測定する場合は、方法Dを使用します。

ポリエステルは水分に敏感なポリマーの一種であり、試験前に残留水分レベルを非常に低く抑える必要があります。これは、窒素パージを備えた真空炉を使用することで簡便に達成され、その後、カールフィッシャー滴定法を用いた水分測定によって確認されます。ポリマーは空気を遮断した状態で試験装置に送られ、押し出しプラストメーターに素早く充填された後、方法 A (MFR) または方法 B (MVR) で直接測定されます。PETおよびPBTの温度および試験重量パラメータは、ISO 20028-2に規定されています。PETの場合、IS 1628-1に従ってウベローデ粘度計を用いて測定される固有粘度も一般的に記載されています。この比較的複雑な手順に加えて、製造分野では、測定がはるかに速いMFR値からの相関計算によってIV値を決定するのが一般的です。

ISOおよびASTM規格に準拠した試験装置は設計が非常に似ており、ダイ、ピストン、押出バレルなどの計量的に重要な部品は同一であるため、それぞれのポリマーに対して同じ試験荷重と同じ試験温度が使用される限り、MFR値とMVR値はほぼ同じ値になると想定できます。

ISO 1133とASTM D1238に準拠した熱可塑性プラスチックのMVRおよびMFR測定方法の主な違いは、試験手順と試験条件にあります。

  • 一部のポリマーでは、試験温度と試験重量が異なります。
  • 推奨されるポリマーは若干異なります。
  • 予熱段階: ISO 1133-1: 5分以上、ASTM D1238: 7±0.5分。
  • 試験開始点: ISO 規格ではピストン位置はダイより 50 mm 上、ASTM 規格ではピストン位置は 46±2 mm です。
  • 湿気に敏感で急速に熱劣化するプラスチックの試験:ISO規格1133-2(別規格)、ASTM D1238(全ポリマータイプ)
  • セクションまたは測定間隔:ISOでは、これは主に試験者の判断に委ねられていますが、ASTM D1238では、どのピストン移動距離で、どのセクション間隔で、どのMFR値またはMVR値で測定を行うべきかを非常に厳密に規定しています。

メルトフロー試験に関する詳細

ASTM D1238 & ASTM D3364 メルトフローレート MVR、MFR、FRRの決定
プラスチック|メルトフロー試験(MFR、MVR、FRR)
ASTM D1238, ASTM D3364
メルトマスフローレート (MFR) 、メルトボリュームフローレート (MVR)、フローレイト比(FRR)の決定
行先 プラスチック|メルトフロー試験(MFR、MVR、FRR)
ISO 1133-1, ISO 1133-2:メルトフローインデックス試験プラスチックMFR / MFIおよびMVR
プラスチック | メルトフロー試験 (MFR、MVR)
ISO 1133, ISO 1133-1, ISO 1133-2
メルトマスフローレート (MFRまたはMFI) とメルトボリュームフローレート (MVR)の決定:
行先 プラスチック | メルトフロー試験 (MFR、MVR)
押出しプラストメーター | プラスチック溶融質量のメルトマスフローレート(MFR)およびメルトボリュームフローレート(MVR)を測定するためのツビックローエルMFI(メルトフローインデックス)装置
エクストルージョンプラストメーター/メルトフロー試験機
全てのボリューム試験に正しい押出しプラストメータ。
プラスチック溶融質量のフロー特性を特徴付けるには、押出しプラストメーター(メルトフローインデックステスターとも呼ばれます) を使用します。 ✓詳細情報✓アプリケーション
行先 エクストルージョンプラストメーター/メルトフロー試験機

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  • 業種別パンフレット: プラスチック&ゴム PDF 9 MB
  • 製品パンフレット:押出しプラストメータ PDF 3 MB
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  • 製品情報:Mflow 押出しプラストメーター PDF 127 KB
  • 製品情報:Cflow押出しプラストメーター PDF 221 KB
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