컨트롤러는 시험 시스템 내에서 시험 프레임과 모든 보조 장비를 제어하는 하드웨어 장치입니다. 각 컨트롤러는 서로 다른 시험 기능을 가지고 있습니다. 예시로는 3300, 4400, 5500, 5800 및 8800 컨트롤러가 있습니다.

다이는 경화강 또는 텅스텐 카바이드로 만들어진 단단한 조각으로, 일반적으로 방전 가공 기술을 통해 중심부에 원통형 구멍(모세관)이 뚫리기 전에 정밀하게 원통형으로 가공됩니다. '모세관'이라는 용어는 때때로 전체 다이를 지칭하는 데 사용되기도 합니다. 다이는 부식성 시료에 사용하기 위해 스테인리스 스틸(Stavax) 또는 니켈 합금(Hastelloy)과 같은 다양한 재료로 제작될 수 있습니다. 시험 중인 시료는 모세관을 통해 흘러나옵니다. 레올로지용 다이는 용융 흐름 측정 장비 및 모세관 레오미터에 사용됩니다. 이는 다양한 응용 분야에 적합하고 다양한 표준의 요구 사항을 충족하기 위해 다양한 “형상”으로 제공됩니다.

다이는 모세관의 길이와 직경, 그리고 모세관 입구의 형상으로 설명됩니다. 다이는 종종 '길이 대 직경 비율' 또는 'L/D' 및 입구 각도로 설명됩니다. 예를 들어, 모세관 길이가 20mm이고 직경이 1mm이며 90° 개방형 원뿔로 구성된 입구를 가진 경우, 1mm 직경 모세관, L/D=20, 90° 원뿔형 입구를 가진 다이로 설명됩니다. 평평한 입구는 180°에 해당합니다. 일반적으로 0.25mm 범위의 매우 짧은 모세관을 가진 특수 다이가 가공될 수 있습니다. 이들은 '오리피스 다이' 또는 '제로 길이 다이'라고 불리며 입구 압력 강하를 직접 측정하는 데 사용될 수 있습니다.

용융 흐름 시험용 표준 다이는 직경 2.095mm, 길이 8mm의 모세관과 평평한 입구를 가집니다. 특수 방법에서는 원뿔형 입구를 가진 더 긴 다이가 필요합니다(PVC 시험용 ASTM D3364).

모세관 레오미터용 다이는 직경이 0.5mm 미만에서 2mm 이상까지, 길이는 '제로 길이'부터 40mm 이상까지 다양합니다. 입구 형상은 일반적으로 평평하거나 90° 원뿔형입니다.

표준에서는 Bagley 보정을 위해 동일한 모세관 직경과 다른 길이를 가진 최소 두 개의 다른 다이를 권장하며, 다른 응용 분야에서는 다른 조합이 필요합니다(예: Mooney 벽면 미끄러짐 평가를 위한 동일한 L/D를 가진 두 개의 다이).

참고 문헌

• ISO 11443: 2005 “모세관 및 슬릿 다이 레오미터를 이용한 플라스틱 유동성 측정”
• ISO 1133:2005 "플라스틱 - 열가소성 수지의 용융 질량 유량(MFR) 및 용융 부피 유량(MVR) 측정"
• ASTM D3835-09 “모세관 레오미터를 이용한 고분자 재료 특성 측정 표준 시험 방법”
• ASTM D1238-10 "압출 플라스토미터를 이용한 열가소성 수지의 용융 흐름 속도 표준 시험 방법"

하중 프레임에 장착된 견고한 빔으로, 전기기계식 힘을 사용하여 위아래로 구동됩니다. 크로스헤드를 구동하는 데 필요한 힘은 그립을 통해 시편으로 전달됩니다. 크로스헤드는 전기기계식 시스템에만 적용됩니다.

고무가 장시간 압축 하중에 의해 영구적으로 변형되는 정도(ASTM D-395). 저온 압축 영구 변형과 혼동해서는 안 됩니다.

CEAST는 Compagnia Europea Apparecchi Scientifici, Torino의 약자입니다. 이는 토리노에 위치한 유럽 과학 기기 회사를 의미하는 이탈리아어 문구입니다.

이 약어에서 CEAST가 이탈리아에서 설립되었다는 것을 짐작하셨을 것입니다. 하지만 오늘날 CEAST는 더 이상 단순히 유럽 기업이 아닙니다. CEAST는 2008년 Illinois Tool Works (ITW)에 인수되었으며, ITW의 시험 및 측정 그룹 산하 Instron 사업부에 편입되었습니다.

오늘날 CEAST 제품군은 Instron의 영업 및 서비스 팀과 현지 대리점을 통해 전 세계적으로 판매되고 있습니다.

이 회사는 1953년 Mario Grosso 박사에 의해 설립되었습니다. CEAST는 제2차 세계대전으로 파괴된 이탈리아 석유화학 산업에 기기를 공급했습니다. 이후 CEAST는 Giulio Natta 박사(최초의 폴리프로필렌 합성으로 노벨상 수상)와 협력하여 고분자 특성 분석, 연구 및 품질 관리를 위한 기기를 개발하기 시작했습니다. CEAST는 1960년 최초의 용융 흐름(Melt Flow) 기기를 통해 모든 고분자 유형의 기계적, 물리적, 유변학적 특성 분석을 위한 첨단 시험 장비를 공급하는 것으로 알려졌습니다.

오늘날 CEAST 제품은 여전히 이탈리아에서 설계 및 제조되고 있습니다.

교정은 알 수 없는 값을 알려진 값과 비교하는 과정입니다. 장치를 교정하는 것은 해당 장치의 특성을 '표준'이라고 불리는 유사 장치의 특성과 비교하는 것입니다. 로드셀을 예로 들면, 교정 대상 로드셀과 표준 로드셀을 직렬로 함께 장착하고 다양한 범위의 하중을 가합니다. 두 로드셀 모두 동일한 하중을 받으므로, 이상적으로는 출력값이 동일해야 합니다. 교정 결과는 대부분 두 값 사이의 차이를 나타냅니다.

일반적인 오해는 교정이 장치의 성능을 '허용 범위 내'로 맞추기 위해 출력을 조정하는 것을 의미한다는 것입니다. 장치 출력에 대한 모든 조정은 교정 및 검증 프로세스와는 별개이며, 조정이 성공적이었음을 입증하기 위해 추가적인 교정 및 검증이 뒤따라야 합니다.

참고: '교정(CALIBRATION)'과 때때로 장비에서 로드셀 또는 신장계와 같은 변환기를 시스템과 함께 작동하도록 설정하는 행위를 지칭하는 용어인 '교정(calibrate)'을 혼동하지 않는 것이 중요합니다.

아래는 국제 계측학 용어집(International Vocabulary of Metrology)에 정의된 내용입니다.

2.39 (6.11) 교정
명시된 조건 하에, 첫 번째 단계에서 측정 표준에 의해 제공된 측정 불확도와 함께 양 값과 관련 측정 불확도와 함께 해당 지시값 사이의 관계를 설정하고, 두 번째 단계에서 이 정보를 사용하여 지시값으로부터 측정 결과를 얻기 위한 관계를 설정하는 작업

참고 1: 교정은 명세서, 교정 함수, 교정 다이어그램, 교정 곡선 또는 교정표로 표현될 수 있습니다. 경우에 따라 관련 측정 불확도와 함께 지시값에 대한 가산 또는 승산 보정으로 구성될 수 있습니다.

참고 2: 교정은 종종 잘못하여 '자체 교정'이라고 불리는 측정 시스템의 조정이나 교정 검증과 혼동되어서는 안 됩니다.

모세관 레오미터는 전단 점도 및 기타 유변학적(=유동) 특성을 측정하도록 설계된 장치입니다. 플라스틱용 모세관 레오미터는 온도 및 변형률의 함수로 고분자 용융물의 점도를 측정하도록 설계된 피스톤-다이 시스템입니다. 이들은 기본 고분자, 화합물, 작은 보강 입자 또는 섬유를 포함하는 다양한 복합 재료, 금속 사출 성형용 원료 및 유사한 재료를 테스트할 수 있습니다.

기본 원리는 열가소성 시료(원래는 과립, 분말 또는 플레이크 형태)를 가열하여 유동화시킨 다음 모세관 다이를 통해 실린더 밖으로 강제로 흐르게 하는 것입니다. 측정량은 일반적으로 정상 상태 조건에서 생성된 압력입니다. 유동 곡선은 여러 실험 데이터를 보간하여 얻어지는 일반적인 출력입니다. 점도는 그리스 문자 “에타”(η)로 표시되며 (SI 단위로) 파스칼 초(Pa·s) 또는 제곱미터당 뉴턴 초(N·s/m2)로 표현됩니다.

모세관 레오미터는 가공 조건에 실제로 부합하는 테스트 조건을 보장하며, 특히 사출 성형과 같은 고압 및 고속 기술의 경우 공정 최적화에 핵심적인 역할을 합니다.

모세관 레오미터 데이터에서 측정하거나 추정할 수 있는 다른 유변학적 특성에는 신장 점도, 압출물 팽창, 열 안정성, 벽면 미끄러짐이 있습니다. 열전도도, 압력 및 온도에 따른 밀도 의존성(pvT), 용융 강도에 대한 보조 측정을 수행할 수 있습니다.

참고 문헌

• Walters K. “Rheometry”, Chapman & Hall (1975)
• Ferry, J. D. “Viscoelastic Properties of Polymers”, John Wiley & Sons (1980)
• Dealy, J.M. and Wissbrun K.F. “Melt Rheology and its Role in Plastics Processing”, Van Nostrand Reinhold (1990), Chapman & Hall (1995)
• Macosko C.W. “Rheology – Principles, Measurements, and Applications”, Wiley-VCH (1994)
• Malkin A.Y. “Rheology – Concepts, Methods, & Applications”, ChemTec Publishing (2006)