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RPA2000

　ゴム加工性試験機RPA2000は，ゴムコンパウンドの様々な加工性評価に用いられています。密閉式バイコニカル型ダイ（図1）によって、未加硫・加硫ゴム両方の測定が可能であり、未加硫→加硫中→加硫後のゴムの動的特性を連続的に測定できます（図2）。また、大振幅振動せん断（LAOS：Large Amplitude Oscillatory Shear）領域における動的粘弾性測定及び解析も可能です。

図1　RPA2000のダイの概略図	図2　RPA2000を用いた未加硫→加硫中→加硫後の連続測定時の温度・周波数・ひずみ制御の例

　未加硫ゴムの流動性は一般にムーニー粘度で表示されますが、これは特定のせん断速度での粘度であり、あくまでも流動性の大まかな目安とすべきです。未加硫ゴム加工における速度領域を図3に示します。各工程での流動性を予測するためには、広いせん断速度域での粘度を測定する必要があります。

図3　未加硫ゴム加工の概ねの速度領域^[1]と加工性の評価法

　カーボンブラックに代表されるフィラー分散の度合いは、ゴムの加工性・物性・耐久性に大きく影響を及ぼすので、フィラー分散性の評価は重要です。未加硫ゴムのPayne効果については、ASTM D8059 - 16「Standard Test Method for Rubber Compounds―Measurement of Unvulcanized Dynamic Strain Softening (Payne Effect) Using Sealed Cavity Rotorless Shear Rheometers」に規定されており、RPA2000を用いて測定・評価可能です。

　RPA2000の装置の概要を表1に示します。本機構における測定事例として、RPA2000を用いた周波数依存性測定、ひずみ依存性測定及び温度依存性測定について紹介します。

表1　RPA2000の装置仕様及び測定項目

装置名 Alpha Technologies社製 RPA2000 温度範囲 室温 〜 230 ℃ 測定モード 振動モード（せん断） 周波数 0.002 Hz 〜 50 Hz ひずみ ±0.07 % 〜 ±1255 % ジオメトリー 密閉式バイコニカル型ダイ サンプル容量 4.5 cm3

試験規格 ASTM D6204, ASTM D6601, ASTM D8059, ISO 6502, ISO 13145 他 測定項目 動的せん断複素弾性率 G* 動的せん断貯蔵弾性率 G’ 動的せん断損失弾性率 G’’ 損失正接 tanδ 複素粘度 η*　他 代表的な測定内容 周波数依存性・ひずみ依存性・ せん断速度依存性測定・ 応力緩和測定・ LAOS測定及び解析　他

測定事例1　周波数依存性測定（ひずみと温度を一定にし、サンプルの動的特性の周波数依存性を測定）

測定条件（測定温度：100 ℃，動的ひずみ：1 ％，周波数：0.01 Hz ~ 50 Hz）

測定事例2　ひずみ依存性測定（周波数と温度を一定にし、サンプルの動的特性のひずみ依存性を測定）

測定条件（測定温度：100 ℃、周波数：0.5 Hz、動的ひずみ：0.07 % ~ 650 %）

測定事例3　温度依存性測定（周波数とひずみを一定にし、サンプルの動的特性の温度依存性を測定）

測定条件（測定温度：100℃~200℃、周波数：0.5 Hz、動的ひずみ：0.1％）

[1] レオロジー工学とその応用技術、中江利昭 監、2001、フジ・テクノシステム、p.389