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公開番号2025102162
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-08
出願番号2023219438
出願日2023-12-26
発明の名称複合材料の物性推定方法及び装置
出願人株式会社プロテリアル
代理人弁理士法人平田国際特許事務所
主分類G01H 17/00 20060101AFI20250701BHJP(測定;試験)
要約【課題】複合材料の物性を容易にかつ精度よく推定可能な複合材料の物性推定方法及び装置を提供する。
【解決手段】ポリマとフィラーとを混練機10で混練して得られる複合材料の物性を推定する方法であって、混練機10に設けられた振動センサ11と、材料温度を検知する温度センサ13とを用い、温度センサ13で検知した材料温度の所定の温度間隔毎に、対応する振動センサ11の出力を抽出すると共に、抽出した振動センサ11の出力に対して周波数解析を行い強度スペクトルを求め、求めた強度スペクトルを対応する材料温度と紐づけて前処理後データ32として記憶する前処理工程と、混練が正常に行われた際の前処理後データ32及び複合材料の物性を学習に用いて作成された学習済モデルを用いて、推定対象となる複合材料の前処理後データ32を基に、複合材料の物性を推定する物性推定工程と、を備えた。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
少なくともポリマとフィラーとを混練機で混練して得られる複合材料の物性を推定する方法であって、
前記混練機に設けられ振動を検知する振動センサと、
前記混練機で混練している複合材料の温度である材料温度を検知する温度検知手段と、を用い、
前記温度検知手段で検知した前記材料温度の所定の温度間隔毎に、対応する前記振動センサの出力を抽出すると共に、抽出した前記振動センサの出力に対して周波数解析を行い強度スペクトルを求め、求めた強度スペクトルを対応する前記材料温度と紐づけて前処理後データとして記憶する前処理工程と、
少なくとも混練が正常に行われた際の前記前処理後データ及び複合材料の物性を学習に用いて作成された学習済モデルを用いて、推定対象となる複合材料の前記前処理後データを基に、前記複合材料の物性を推定する物性推定工程と、を備えた、
複合材料の物性推定方法。
続きを表示（約 850 文字）【請求項２】
前記学習済モデルが、前記複合材料の物性が予め設定された合格基準を満たす前記前処理後データを学習した１クラス分類器であり、
前記物性推定工程では、前記学習済モデルを用いて、推定対象となる複合材料の前記前処理後データを基に、前記複合材料の物性が合格基準を満たすか否かを推定する、
請求項１に記載の複合材料の物性推定方法。
【請求項３】
前記物性推定工程では、前記前処理後データに含まれる前記材料温度毎の強度スペクトルの各データに対して、前記複合材料の物性が合格基準を満たすか否かを推定し、合格基準を満たす、あるいは満たさないと推定されたデータの数または割合を基に、前記複合材料の物性が合格基準を満たすか否かを推定する、
請求項２に記載の複合材料の物性推定方法。
【請求項４】
前記振動センサが、アコースティックエミッションセンサ、または加速度センサである、
請求項１に記載の複合材料の物性推定方法。
【請求項５】
少なくともポリマとフィラーとを混練機で混練して得られる複合材料の物性を推定する装置であって、
前記混練機に設けられ振動を検知する振動センサと、
前記混練機で混練している複合材料の温度である材料温度を検知する温度検知手段と、
前記温度検知手段で検知した前記材料温度の所定の温度間隔毎に、対応する前記振動センサの出力を抽出すると共に、抽出した前記振動センサの出力に対して周波数解析を行い強度スペクトルを求め、求めた強度スペクトルを対応する前記材料温度と紐づけて前処理後データとして記憶する前処理部と、
少なくとも混練が正常に行われた際の前記前処理後データ及び複合材料の物性を学習に用いて作成された学習済モデルを用いて、推定対象となる複合材料の前記前処理後データを基に、前記複合材料の物性を推定する物性推定処理部と、を備えた、
複合材料の物性推定装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合材料の物性推定方法及び装置に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
ポリマと無機フィラー等の配合剤とを含む複合材料の混練は、例えばニーダ等のバッチ式混練機で行われる。複合材料で所望の物性を得るためには、混練によって、ポリマ中に配合剤が均一に分散されていることや、ポリマと配合剤との界面の接着力を十分に得ることが重要とされる。
【０００３】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、特許文献１がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開平０６－１０６５２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、複合材料を製造する際に、同一材料を同一条件で混練しても、原料のばらつきや季節要因、外乱の影響等により、混練に起因した複合材料の物性のばらつきが生じる。よって、品質保証のために、混練後には、得られた混練物で所望の物性の複合材料が製造できるかを確認したいという要求がある。
【０００６】
しかしながら、混練物から得られる複合材料の物性を評価するためには時間と手間がかかり、製造コストが増大してしまうという課題がある。例えば、引張強さを測定する場合、混練物のシート成形、架橋、試験片加工を行った後に引張試験を行う必要があり、多くの時間と手間がかかってしまう。
【０００７】
このような課題を解決するために、本出願人は、振動センサを用いた複合材料の物性推定方法について提案しているが、さらなる推定精度の向上が望まれる。
【０００８】
そこで、本発明は、複合材料の物性を容易にかつ精度よく推定可能な複合材料の物性推定方法及び装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記課題を解決することを目的として、少なくともポリマとフィラーとを混練機で混練して得られる複合材料の物性を推定する方法であって、前記混練機に設けられ振動を検知する振動センサと、前記混練機で混練している複合材料の温度である材料温度を検知する温度検知手段と、を用い、前記温度検知手段で検知した前記材料温度の所定の温度間隔毎に、対応する前記振動センサの出力を抽出すると共に、抽出した前記振動センサの出力に対して周波数解析を行い強度スペクトルを求め、求めた強度スペクトルを対応する前記材料温度と紐づけて前処理後データとして記憶する前処理工程と、少なくとも混練が正常に行われた際の前記前処理後データ及び複合材料の物性を学習に用いて作成された学習済モデルを用いて、推定対象となる複合材料の前記前処理後データを基に、前記複合材料の物性を推定する物性推定工程と、を備えた、複合材料の物性推定方法を提供する。
【００１０】
また、本発明は、上記課題を解決することを目的として、少なくともポリマとフィラーとを混練機で混練して得られる複合材料の物性を推定する装置であって、前記混練機に設けられ振動を検知する振動センサと、前記混練機で混練している複合材料の温度である材料温度を検知する温度検知手段と、前記温度検知手段で検知した前記材料温度の所定の温度間隔毎に、対応する前記振動センサの出力を抽出すると共に、抽出した前記振動センサの出力に対して周波数解析を行い強度スペクトルを求め、求めた強度スペクトルを対応する前記材料温度と紐づけて前処理後データとして記憶する前処理部と、少なくとも混練が正常に行われた際の前記前処理後データ及び複合材料の物性を学習に用いて作成された学習済モデルを用いて、推定対象となる複合材料の前記前処理後データを基に、前記複合材料の物性を推定する物性推定部と、を備えた、複合材料の物性推定装置を提供する。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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