CN106908590A - 用于确定起泡临界硫化度的硫化模具和试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供用于确定起泡临界硫化度的硫化模具和具备该硫化模具的试验装置。一种硫化模具，其具备上部模具和下部模具，且至少在下部模具上设置有型腔，所述型腔用于填充未硫化的试料橡胶，对该未硫化的试料橡胶加热并加压硫化，制作出硫化度在长度方向上连续变化的起泡临界观察用的橡胶试验体，其中，在该型腔中，除了深度沿长度方向变化的、用于制作橡胶试验体的第1型腔外，还以与该第1型腔连接并延伸的方式增设有第2型腔，该第2型腔作为计测硫化过程中的试料橡胶的升温曲线的场所而配置有温度传感器。在第2型腔的壁部设有用于将温度传感器从外部插拔自如地配置于第2型腔内的适当测温部位的温度传感器插入口。

Description

用于确定起泡临界硫化度的硫化模具和试验装置

技术领域

本发明涉及用于确定起泡临界硫化度的硫化模具、具备该硫化模具的试验装置以及试验方法，特别是涉及适合在开发阶段研究新材料橡胶的硫化条件时、或者在进行新材料橡胶制品的仿真时等使用的用于确定起泡临界硫化度的硫化模具和具备该硫化模具的试验装置。

背景技术

橡胶是热的不良导体，因此，在从两个表面加热壁厚的橡胶片时，厚度中心部比表层部升温得慢。在橡胶制品的生产工序中，在对混合了必要的填充材料和混合药品的未硫化橡胶加热和施加压力的加压硫化工序中，如果在升温较慢的厚度中心部未被充分硫化的“不熟”的状态下完成加压硫化处理，并从除压后的硫化装置取出完成硫化的橡胶制品，则会在该“不熟”部分产生微小的气泡(鼓泡)。这种气泡的存在成为在使用该橡胶制品时产生各种不良情况的原因。特别是，如果出售包含残存有气泡的“不熟”部分的机动车轮胎，则可能会引发高速行驶时的机动车轮胎的爆胎破坏，因此需要进行应对。

另一方面，关于为了防止“不熟”而白白延长加压硫化的处理时间的方案，这不仅会成为导致热能的浪费和生产速度的降低等的原因，而且，多余的加热处理自身也会使橡胶的材质劣化，成为损伤多种材料特性的原因，因此，也需要将加压硫化时间抑制在必要的最小限度。

因此，在常常发生因传热延迟而导致的硫化不足的厚度中心部，为了获得完全不存在对品质造成影响的气泡的硫化橡胶而预先测量并确定最小限度的必要的硫化度、即起泡临界硫化度(以下，也将其称作“发泡点(ブローポイント)”。)，这在研究新材料橡胶制品的制造工序中的硫化条件时、或者对开发出的新材料橡胶制品进行仿真时等非常有用。

在开发新材料橡胶制品时，为了研究硫化条件等而实施的、用于确定发泡点的试验大概按照下面的顺序进行。

首先，在设置于硫化模具的、具有平缓的坡度的楔形的型腔内填充试料橡胶，并在硫化过程中，将温度传感器贴在试料橡胶的规定的厚度的中心部(厚度已知)，计测试料橡胶的内部升温，并且，利用硫化模具获得如下这样的完成硫化的橡胶试验体：其成型为厚度在长度方向上逐渐平缓地变化的形态。

接下来，使用裁断设备，使完成硫化的橡胶试验体的厚度中心面露出，对露出的厚度中心面的起泡状态进行截面观察。此时，判断出：随着橡胶试验体的厚度增加，观察到大气泡，相反，随着橡胶试验体的厚度减少，气泡微小化，最终，“不熟”消失，确认不到气泡。因此，确定可确认的微小气泡的产生临界点、即起泡临界部位，然后，根据从基准位置至起泡临界部位的长度、基准位置的厚度以及橡胶试验体的坡度，计算出起泡临界部位处的橡胶试验体的厚度。

另一方面，根据在硫化过程中计测的试料橡胶的升温曲线(以下，也称作计测升温曲线)求出试料橡胶的热扩散常数χ，利用求出的热扩散常数χ的值，计算出与通过上述截面观察得到的起泡临界部位同等厚度的试料橡胶的升温曲线(以下，也称作算出升温曲线)。然后，根据试料橡胶的算出升温曲线和预先求出的试料橡胶的活化能，求得与起泡临界部位的热履历等价的基准温度保持时间、即等价硫化时间，将求出的等价硫化时间如后述那样应用于从硫化试验机另行取得的试料橡胶的实用的硫化度曲线，确定发泡点。

在发泡点确定试验的实施过程中，根据关于硫化反应速度的温度依存性的阿雷尼厄斯方程式、热传导理论、以及“弹性模量饱和度对硫化度的代替性”等的教导，也实施以下的运算处理，其在实用技术上的妥当性在橡胶业界一直得到认可。

即，关于上述热扩散常数χ，根据计测升温曲线和热传导理论如下面这样计算。

由于将具有平缓坡度的楔形的试料橡胶当作平板，因此，被从两个面的热源(加热硫化模具)均匀地加热的试料橡胶在厚度中心点处的升温曲线遵循从热传导理论导出的式(1)。

在此，T₁是平板的初始温度，T₂是与平板的两个面热接触的热源的温度，α(t)是平板的升温不饱和度，h是至厚度中心点的传热距离，并且是平板厚度的1/2，t是从平板的两个面与热源热接触的瞬间起所经过的经过时间，χ是热扩散常数(mm²/sec)，并且是平板的材质所固有的值。

如果以对数表示式(1)，则成为式(2)。

lnα(t)＝ln(4/π)-(π²χ/4h²)t (2)

根据式(2)可知，lnα(t)和经过时间t的关系是具有负斜率的直线关系。因此，热扩散常数χ以式(3)表示。

χ＝负斜率×4h²/π² (3)

在发泡点确定试验的实施过程中，将从温度传感器得到的计测升温曲线数据和温度计测点处的试料橡胶的厚度2h应用于式(1)，由此根据式(2)、式(3)求得热扩散常数χ。

接下来，与起泡临界部位同等厚度的试料橡胶的算出升温曲线能够以如下方式算出，即，将根据式(3)求得的热扩散常数χ和根据上述截面观察确定的起泡临界部位的厚度带入式(2)，求出lnα(t)，将求出的额lnα(t)转换为α(t)，然后根据提供α(t)的式(1)算出。

等价硫化时间如下面这样求得。

硫化反应速度的温度依存性遵循式(4)所示的阿雷尼厄斯方程式。

k＝A·exp[－Ea/RT] (4)

在此，k是反应速度常数，A是反应的频率因子，R是摩尔气体常量，Ea是表观活化能。

如果使用根据式(4)得到的2个温度间的反应速度比，对随时间变化的温度T(t)和基准温度(热源的温度)T₀时的硫化反应的速度比进行时间积分，则能够通过式(5)求得与温度履历T(t)等价的基准温度保持时间(等价硫化时间)t_eq(T₀)。并且，t₁是加热开始时刻，t₂是加热结束时刻。

在发泡点确定试验的实施过程中，在计算与起泡临界部位的热履历等价的基准温度保持时间(等价硫化时间)时，通过将试料橡胶的算出升温曲线和预先求出的试料橡胶的活化能应用于式(5)，来求出该等价硫化时间。

接下来，对实用的硫化度进行说明。

硫化度在学术上是以在橡胶高分子的分子链间形成的交联点间网络链数密度定义的、表示硫化进行度的尺度，但在实用上，已知可以利用作为工业标准的弹性模量饱和度来代替。这种弹性模量饱和度通过对可从硫化试验机容易地获得的硫化度曲线进行解析来求得。

图11是示出根据非专利文献1记载的振动式的硫化试验机所得到的实用的硫化度曲线的曲线图，横轴表示硫化时间，纵轴表示用于使橡胶试验体扭转振动的扭矩振幅。应该注意的是，实用的硫化度曲线在与网络链数密度之间符合大致直线的关系。原因是，在橡胶业界，与硫化进行度相比，广泛利用测定非常容易的工业标准(弹性模量饱和度)来代替表示硫化度。

在图11中，记号M_E是最小扭矩M_L至最大扭矩M_H的硫化度增加量的总量。如果设曲线上的任意点的值为M(t)，则通过以百分比表示M(t)-M_L与M_E之比，能够以式(6)表示硫化度。

硫化度＝((M(t)-M_L)/M_E)*100％ (6)

在这样的技术背景下，在进行发泡点的确定试验时，另行使用上述硫化试验机，预先取得与发泡点确定试验的被检物材料相同且配比相同的试料橡胶在同一基准温度下的实用的硫化度曲线。然后，根据式(5)求得等价硫化时间，将求得的等价硫化时间应用于图11所示那样的实用的硫化度曲线，确定发泡点。并且，发泡点是硫化度这一物理尺度上的特定点，因此可以根据式(6)求出。

在这样的发泡点的确定试验中，将温度传感器尽可能正确地贴在填充于硫化模具的型腔中的试料橡胶(试料填充空间)的厚度中心点处，这对于忠实地计测适当位置处的升温速度和升温曲线、进而对于提高试料橡胶的发泡点的确定精度和试验结果的再现性是重要的。

如果按照温度传感器的放入方式的不同对用于确定发泡点的试验装置分类，则以往存在采用所谓的传感器夹入方式的装置和采用所谓的传感器插入方式的装置，其中，所述传感器夹入方式是利用试料橡胶将温度传感器夹入后一并放入型腔的方式，所述传感器插入方式是先在型腔中填充试料橡胶、然后将温度传感器插入型腔内的试料橡胶而放入的方式。作为采用传感器夹入方式的装置，已知专利文献1记载的起泡临界硫化度试验装置。另外，作为采用传感器插入方式的装置，已知专利文献2记载的硫化度分布计算试验装置。

首先，根据专利文献1记载的试验装置进行说明。

如图12所示，专利文献1记载的试验装置具有硫化模具54和细棒状的温度传感器57，其中，所述硫化模具54具有：上部模具51，其在压接面上具有俯视时为长方形的楔形的凹部51a；和下部模具52，其在压接面上具有(与凹部51a对称的形状的)凹部52a，在利用未图示的合模机构将上部模具51和下部模具52压接在一起时，相对置的凹部51a、52a上下配合，形成俯视时为长方形且深度在长度方向上逐渐变化的楔形的型腔53，关于所述温度传感器57，其利用收纳于金属细管55中的热电偶线在管壁上形成沿着其长度方向互相分离的多个热触点ch1～ch4，通过将形成的各热触点ch1～ch4配置在型腔53的深度中心面上，由此，(在试料橡胶56的厚度不同的多处部位)经时地计测硫化过程中的试料橡胶56的厚度中心温度。

在上述结构中，在将温度传感器57放入型腔53时，如上所述，采用传感器夹入方式。

具体来说，首先，用人手利用未硫化的试料橡胶56将温度传感器57夹入，在该状态下将它们装入未图示的装填用的框体，在室温状态下保持。然后，将装入的未硫化的试料橡胶56、温度传感器57以及框体朝向被调节为均匀的硫化温度的硫化模具54一并载置于下部模具52的凹部52a中(同图的(a))。然后，将上部模具51和下部模具52合模并对未硫化的试料橡胶56加压，试料橡胶56由于未硫化橡胶的流动性而完全填充型腔53内的间隙，并开始加压硫化反应。多余的试料橡胶56从型腔53溢出而流入飞边槽。填充在型腔53中的试料橡胶56由于型腔53的形状赋予功能而相对于长度方向具有厚度坡度。在该装置中，为这样的结构：当上述框体被装填到型腔53内时，温度传感器57的各热触点ch1～ch4以配置在填充到型腔53中的试料橡胶56的厚度中心线上的方式被框体把持(同图的(b))。因此，根据该结构，在加压硫化的期间，温度传感器57能够计测试料橡胶56的内部、且与热触点ch1～ch4接触的多处部位(即，厚度不同的多个厚度中心部)的升温曲线。在加压硫化结束后，将厚度在长度方向上逐渐平缓地变化的楔形的橡胶试验体58从硫化模具54取出(同图的(c))。

接下来，参照图13对专利文献2记载的试验装置进行说明。

图13示出了专利文献2记载的试验装置的概要结构，是示出型腔与温度传感器的配置关系的概要的俯视图。

该试验装置也与上述专利文献1记载的试验装置同样地具备如下的硫化模具：在将上部模具和下部模具合模时，形成俯视时为长方形且深度在长度方向上逐渐变化的楔形的型腔。在这样的形状的型腔中，在如下方面也与专利文献1记载的试验装置相同：当填充未硫化的试料橡胶并进行硫化时，形成带有厚度坡度的起泡临界观察用的橡胶试验体。

可是，由于温度传感器的放入方式的不同，专利文献2记载的试验装置的结构在下述方面与专利文献1记载的试验装不同。

如图13所示，专利文献2记载的试验装置成为与如下这样的所谓的传感器插入方式对应的结构：将在各自的末端部具有热触点的4根细棒状的温度传感器59～62放入型腔63而插入未硫化的试料橡胶64。因此，如图13所示，在下部模具65的侧壁中的长边侧的一个侧壁上，以在同一平面内互相隔开的方式贯穿设置有4个贯通孔66～69。4根温度传感器59～62以与贯通孔66～69一对一地对置的方式配置，并且构成为：追随未图示的气缸的动作，在导杆的引导下经过贯通孔66～69插拔自如地插入型腔63中。在下部模具65的侧壁中的长边侧的另一个侧壁上，与贯通孔66～69对置地设置有用于使多余的试料橡胶流出到模具外的排气口70～73。

接下来，参照图13，对专利文献2记载的试验装置的硫化开始时的动作、特别是将温度传感器放入硫化模具的型腔中的动作进行说明。

首先，在对上部模具和下部模具65合模后，未硫化的试料橡胶64在型腔63内流动而填充，并开始硫化，多余的试料橡胶64经由排气口70～73流出到模具外。在试料橡胶64的流动大致停止的阶段，气缸动作，使4根温度传感器59～62从退避位置前进动作。借助气缸的动作，温度传感器59～62使各自的末端部的热触点水平地插入到与型腔63的深度中心面相当的试料橡胶64的厚度中心面上的所希望的位置。4根温度传感器59～62在被插入至所希望的位置的状态下经时地计测硫化过程中的试料橡胶64的(厚度不同的多个部位处的)厚度中心温度。

专利文献1：日本特许第5154185号公报

专利文献2：日本特公平07-018870号公报

非专利文献1：日本标准协会发行JIS K 6300-2(2001)第2部：通过振动式硫化试验机求取硫化特性的求取方法

可是，在上述以往的相关装置中，存在如下的问题。

首先，存在温度传感器易损伤这样的问题。具体来说，在采用传感器夹入方式的专利文献1记载的试验装置的情况下，由于温度传感器57被与未硫化的试料橡胶56一并放入型腔53中，因此，随着硫化模具的合模，未硫化的试料橡胶56作为粘弹性流体以强劲的势头朝向间隙流入，此时，细棒状的温度传感器57暴露于粘弹性流体力中，因此存在发生挠曲、变形甚至弯折而折断这样的不良情况。

另外，在硫化结束后，当通过人手将温度传感器57从完成硫化的橡胶试验体58拔出时，还存在因人为失误而损伤温度传感器57的担忧。

接下来，在采用传感器插入方式的专利文献2记载的试验装置的情况下，在将细棒状的温度传感器59～62插入被加压填充的试料橡胶64中时，由于各温度传感器59～62的外径是大约1～2mm，因此会从粘弹性的试料橡胶64受到较大的插入阻力，从而也存在末端部变形而弯曲这样的不良情况。

即使温度传感器59～62没有折断，但如果发生变形，则热触点在从试料橡胶的厚度中心部偏移的位置(即，偏向一个热源的位置)计测升温，因此，无法获得正确的升温曲线数据，这样的事态会损害试验装置的可靠性，因此很严重。

接下来，在专利文献2记载的试验装置的情况下，当硫化开始后，在型腔63内的试料橡胶64的流动大致停止后，将4根温度传感器59～62插入至试料橡胶64的厚度中心面上的所希望的位置，因此，与4根温度传感器59～62的总容量大致相当的试料橡胶64成为新的多余部分，并经由排气口70～73流出到模具外。这不是仅通过使多余部分的试料橡胶64流出到模具外就能解决的问题，还意味着充满型腔63的试料橡胶64的热分布由于温度传感器59～62的插入而被强制搅乱，以被搅乱的热分布状态作为出发点，即使温度传感器59～62经时地计测温度，也无法得到正确的升温曲线数据，因此，该情况也成为损害试验装置的可靠性的一个原因。

而且，在图12和图13所示的上述以往的相关装置的情况下，还存在试料橡胶(橡胶试验体)的起泡临界观察区域与温度传感器的放入配置区域互相干涉这样的问题。以下，对该问题进行说明。首先，在完成硫化的橡胶试验体的各部位中，想要观察起泡临界的部位是由常常发生因传热延迟而导致的硫化不足的厚度中心部(厚度中心或其附近)所构成的截面区域，即，如上所述，是厚度中心面。在此，如果尽可能排除来自左右的热源的影响(左右方向的热分布的偏倚)，则厚度中心面上的宽度中心的部位(也将该部位称作厚度中心点)在观察起泡临界上可以说是最佳的部位。接下来，热扩散常数χ是根据式(1)的升温曲线计算出的，但是，如上所述，式(1)的升温曲线是以通过温度传感器进行的厚度中心面上的升温计测为前提的。在这种情况下也可以清楚地知道：在消除来自左右的热源的影响、获得正确的升温速度和升温曲线上，在厚度中心面上的宽度中心的部位(厚度中心点)计测温度是优选的。

在这样的情况下，在以往的相关技术中，为了满足两方的要求，采取了将温度传感器放入试料橡胶(橡胶试验体)的起泡临界观察区域内的措施。其结果是，在将温度传感器从完成硫化的橡胶试验体拔出后沿着厚度中心面水平切开橡胶试验体时，温度传感器的痕迹成为障碍，无法使厚度中心面完美地露出，因此，还存在可能会妨碍正确的起泡临界观察这样的问题。

而且，在上述以往的相关装置中，由于设置有多个热触点，因此会导致作业效率的恶化或装置结构的复杂。另一方面，已知：根据从多个热触点得到的升温曲线而计算出的试料橡胶的热扩散常数χ的变动系数(标准偏差与平均值之比)为大约2.3％(专利文献1)。这意味着，即使不进行基于多个热触点实现的同时多点计测，仅通过基于单一热触点实现的单点计测，也能够得到与同时多点计测同等程度的高精度的升温曲线数据。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而完成的，其第1目的在于，提供可保护温度传感器不受变形或损伤影响的用于确定起泡临界硫化度的硫化模具、具备该硫化模具的试验装置以及试验方法。

另外，本发明的第2目的在于，提供能够可靠地避免试料橡胶(橡胶试验体)的起泡临界观察区域与温度传感器的放入配置区域之间的干涉的用于确定起泡临界硫化度的硫化模具、具备该硫化模具的试验装置以及试验方法。

为了解决上述课题，本发明的第1结构涉及硫化模具，该硫化模具具备上下一对的上部模具和下部模具，并至少在上述下部模具中设置有型腔，所述型腔用于填充未硫化的试料橡胶，对该未硫化的试料橡胶加热并进行加压硫化，从而制作出硫化度在长度方向上连续变化的起泡临界观察用的橡胶试验体，其特征在于，在上述型腔中，除了深度随着从长度方向的一端侧朝向另一端侧而变化的用于制作上述橡胶试验体的第1型腔外，还以与该第1型腔连接并延伸的方式增设有第2型腔，所述第2型腔作为计测硫化过程中的试料橡胶的升温曲线的场所而配置有温度传感器，在上述第2型腔的规定的壁部设有温度传感器插入口，所述温度传感器插入口用于将上述温度传感器从外部插拔自如地配置于第2型腔内的规定的测温部位。

另外，本发明的第2结构涉及试验装置，该试验装置具备由本发明的第1结构构成的用于确定起泡临界硫化度的硫化模具，用于从该硫化模具的上述第1型腔获得上述起泡临界观察用的橡胶试验体，并从上述第2型腔取得硫化过程中的上述试料橡胶的升温曲线数据，其中，在上述起泡临界观察用的橡胶试验体中，与硫化度相对应的起泡的程度在长度方向上连续变化，其特征在于具备：加压机构，其使上述上部模具下降而与上述下部模具压接，对流动填充在上述第1型腔和上述第2型腔中的未硫化的试料橡胶加热并进行加压硫化；和上述温度传感器，其经由上述温度传感器插入口插拔自如地配置于上述第2型腔内的规定的测温部位，计测硫化过程中的试料橡胶的升温曲线。

而且，本发明的第3结构涉及使用本发明的第2结构的用于确定起泡临界硫化度的试验方法。

发明的效果

根据本发明的结构，由于至少在下部模具中与作为试验体形成空间部发挥功能的第1型腔分开地独立设置有作为测温专用空间部发挥功能的第2型腔，因此，能够保护温度传感器不发生变形或损伤，进而能够实现温度传感器的长寿面化。这是因为，在试料橡胶放入时，只要将也包括第2型腔的填充量的试料橡胶放入第1型腔即可，在合模时，第2型腔填充量的试料橡胶流入第2型腔，此时的试料橡胶的较强的粘弹性流体力仅在(与试料橡胶的流入方向一致的)温度传感器的轴心方向上起作用，因此，温度传感器在整体上不会那么强烈地受到粘弹性流体力的作用。而且，如果使温度传感器相对于第2型腔插拔实现自动化，则不但能够防止因作业员的不注意、不熟练而导致的温度传感器的人为损伤，还能够提高操作性。

另外，如上所述，由于与试验体形成空间部分开地独立设置测温专用空间部，因此，能够可靠地避免试料橡胶(橡胶试验体)的起泡临界观察区域和温度传感器的放入配置区域之间的干涉。

因此，试料橡胶的热分布不会由于温度传感器的放入而紊乱，因此能够获得误差较少的升温速度和升温曲线。而且，对于完成硫化的橡胶试验体，能够获得沿着厚度中心面不存在温度传感器的痕迹的完美的裁断面，因此，能够正确地进行起泡临界观察。另外，在测温专用空间部内设定适当测温部位时，能够不受起泡临界观察区域的干涉地以温度传感器为中心来决定，从而能够获得更加正确的升温速度和升温曲线。

因此，根据本发明的结构，温度传感器不仅能够在适当测温部位处进行计测，还能够在完美的裁断面上进行起泡临界观察，因此，能够忠实地计测试料橡胶的升温速度和升温曲线，结果是，能够提高试验结果的可靠性和再现性，进而能够进一步提高试料橡胶的发泡点的确定精度。

附图说明

图1是示出作为本发明的一个实施方式的用于确定发泡点的的试验装置、并且是下部模具前进且插装有温度传感器的状态下的该试验装置的结构的概要的图。

图2是示出该用于确定发泡点的的试验装置、并且是下部模具后退且温度传感器被拔出的状态下的该试验装置的结构的概要的图。

图3是示出下部模具的结构的概要的图，该图的(a)是俯视图，该图的(b)是主视图。

图4是示出下部模具的结构的侧视图，该图的(a)是以虚线表示温度传感器被插装于下部模具中的状态下的内部结构的图，该图的(b)是以虚线表示温度传感器被从下部模具拔出的状态下的内部结构的图。

图5是用于说明该实施方式的动作的说明图。

图6是示出在橡胶试验体的与长度方向垂直的内部截面上产生的气泡的分布状态的示意图。

图7是示出在第2型腔(测温专用空间部)中从温度传感器取得的试料橡胶的升温曲线的曲线图。

图8是示出对该升温曲线进行数据加工而得到的升温不饱和度α(t)的对数的时间依存性的曲线图。

图9是使图8所示的升温不饱和度α(t)的对数的时间依存性一般化而成的曲线图。

图10用于根据使用振动式硫化度试验机所得到的硫化度曲线来确定发泡点的解析图。

图11是用于说明硫化度曲线的解析方法的说明图。

图12是用于说明以往的相关装置的说明图。

图13是用于说明以往的另一相关装置的说明图。

标号说明

1：上部模具(硫化模具)；

2：下部模具(硫化模具)；

3：第1型腔(型腔，试验体形成空间部)；

4：第2型腔(型腔，测温专用空间部)；

5：温度传感器；

6：温度传感器插入口；

9：温度传感器5的末端部；

7：双轴式气缸(加压机构，除压保持机构)；

8：升降基座(加压机构，除压保持机构)；

10：板簧(弹簧，除压保持机构)；

14：上部均热板(硫化模具的一部分)；

15：下部均热板(硫化模具的一部分)；

23：未硫化的试料橡胶；

24：橡胶试验体。

具体实施方式

通过形成为如下的方式而实施了本发明：当上部模具和下部模具被合模时，以深度随着从长度方向的一端侧朝向另一端侧而逐渐增加的方式形成作为试验体形成空间部的第1型腔，同样，使作为测温专用空间部的第2型腔与第1型腔的另一端连接，并且将其设定为比第1型腔的最深部浅且比最浅部深的均匀的规定的深度。

另外，通过设置为如下的方式而实施了本发明：将第2型腔内的测温部位设定在第2型腔的深度方向中心部或其附近，在将温度传感器经由温度传感器插入口放入并配置于第2型腔时，温度传感器的末端部(热触点)被正确地定位在该测温部位。

另外，通过设置为如下的方式而实施了本发明：利用规定的驱动机构使下部模具相对于温度传感器能够在水平方向上移动，以便能够将温度传感器经由温度传感器插入口插拔自如地放入并配置在第2型腔内的测温部位。

【实施方式1】

以下，参照附图对本发明的一个实施方式进行说明。

图1是示出作为本发明的一个实施方式的用于确定发泡点的的试验装置、并且是下部模具前进且插装有温度传感器的状态下的该试验装置的结构的概要的图，另外，图2是示出该用于确定发泡点的的试验装置、并且是下部模具后退且温度传感器被拔出的状态下的该试验装置的结构的概要的图。图3是示出下部模具的结构的概要的图，该图的(a)是俯视图，该图的(b)是主视图，另外，图4是示出下部模具的结构的侧视图，该图的(a)是以虚线表示温度传感器被插装于下部模具中的状态下的内部结构的图，该图的(b)是以虚线表示温度传感器被从下部模具拔出的状态下的内部结构的图。

首先，从本实施方式的装置主要部分的整体结构开始进行说明。

本实施方式的试验装置是起泡临界观察用的、用于得到完成硫化的橡胶试验体并取得加热和加压硫化过程中的试料橡胶的升温曲线数据的装置，装置主要部分具备如下部分而概要性地构成：硫化模具；加压机构；以不动状态固定于装置主体的温度传感器；除压保持机构；以及对这些部件进行支承固定并收纳的框架结构体。

接下来，参照图1至图4，对本实施方式的装置各部分进行说明。

上述硫化模具利用上下一对的上部模具1和下部模具2构成主要部分。上述上部模具1的与下部模具2相对置的压接面形成为平面状。在下部模具2中，在与上部模具1相对置的压接面上设置有：楔形的第1型腔3，其在俯视时为长方形，且其深度从长度方向的一端侧(图中右侧)朝向另一端侧(图中左侧)逐渐增加；和深度均匀的第2型腔4，其被设置成与该第1型腔3的另一端没有间隔地连接延伸。上述上部模具1构成为能够在后述的加压机构的动作下升降。另外，上述下部模具2构成为被后述的下部模具驱动机构驱动控制成朝向温度传感器5或者向远离温度传感器5的方向水平移动自如，以便通过其自身移动从而能够插拔以不动状态固定于装置主体的温度传感器5。

在此，上述第1型腔3成为当上部模具1和下部模具2在上述加压机构的动作下合模时对被放入填充的未硫化的试料橡胶赋予楔形形状的试验体形成空间部，在该空间部内，流动填充的试料橡胶被加热且被加压硫化，形成硫化度在长度方向上连续变化的起泡临界观察用的橡胶试验体。

接下来，如图4详细所示，上述第2型腔4虽然以与第1型腔3在空间上具有阶梯的方式在第1型腔3的长度方向上延伸连结，但在合模后成为与第1型腔3(试验体形成空间部)分别独立的测温专用空间部，在该空间部内硫化的试料橡胶成为温度传感器5的升温曲线计测的对象。如该图所示，第2型腔4的深度被设定得比第1型腔3的最深部浅且比最浅部深。这样设置的原因在于：由于起泡临界部位处于第1型腔3的最深部与最浅部的中间，因此，将第2型腔4的深度也设定为与上述第1型腔的中间相当的深度对于提高试验结果的可靠性来说是优选的。在本实施方式中，第1型腔3的最浅部被设定为6mm，最深部被设定为22mm，第2型腔4的深度被设定为14mm，阶梯被设定为8mm，将第1型腔3和第2型腔4合并在一起的全长被设定为160mm。并且，这些尺寸只是示出了一例，可以根据装置规模、测定规模等适当变更。

在此，如图3和图4所示，在第2型腔4的壁部中的、与下部模具2的一端面相当的壁部(图中左侧)设置有温度传感器插入口6，该温度传感器插入口6具有如下功能：能够从外部将温度传感器5的末端部插拔自如地配置在第2型腔4内的其深度中心面上的宽度中心的所希望的进深处(预先决定的适当测温部位，简言之，是适当测温点)。为了实现该功能，关于该温度传感器插入口6，其全部或一部分形成为锥状，并且外部侧的开口为大口，第2型腔4侧的开口为小口。

如图1和图2所示，上述加压机构构成为具备双轴式气缸7和升降基座8，使上部模具1下降而与下部模具2压接，对流动填充在第1型腔3和第2型腔4中的未硫化的试料橡胶加热并加压硫化。构成为，双轴式气缸7的加压动作受加压硫化时间设定用的未图示的第1计时器控制。

在本实施方式中，上述温度传感器5被固定于装置主体，且温度传感器侧为不动状态，但通过在未图示的下部模具驱动机构的驱动控制下使上述下部模具2在水平方向上前进/后退移动，由此，如图4所示，上述温度传感器5经由温度传感器插入口6相对插拔自如地配置在第2型腔4内的适当测温部位，计测硫化过程中的试料橡胶的升温曲线。在本实施方式中，仅从单一的温度传感器5计测升温曲线。这是因为，一直以来已经确认了如下事实：如上所述，即使不进行多个热触点的同时计测，仅通过单一的热触点的单点计测，也能够获得与同时多点计测的情况同等程度地具有测量可靠性的升温曲线数据。

该温度传感器5为如下的结构：由棒状的热电偶温度传感器构成，在本实施方式中，是将热电偶线收纳于未图示的传感器夹具侧的外径为大约8mm的金属细管、和温度传感器插入口6侧的外径为大约6mm的树脂细管中进行保护而成的，上述树脂细管具有截面形状和尺寸与温度传感器插入口6的全部或一部分相同的锥状的末端部9，在该末端部9的突出端，开设有大约1mm的小孔，热电偶的热触点从该小孔露出，能够与试料橡胶热接触。

这样，温度传感器5的末端部9和温度传感器插入口6在整体上或局部上形成为相同截面形状且相同尺寸的锥状，由此，温度传感器5的末端部9紧密地嵌合于温度传感器插入口6，作为防止填充在第2型腔4内的试料橡胶向外部流出的封闭用栓发挥功能(图4的(a))。另一方面，温度传感器插入口6作为在下部模具2前进移动时使进入第2型腔4内的温度传感器5的末端部9在适当测温部位处卡合停止的锥形定位止动件发挥功能(该图的(a))。并且，也可以代替上述锥形定位止动件，另行设置专用的定位构件或止动件。

并且，温度传感器5构成为在从第2型腔4拔出的状态(该图的(b))下借助未图示的自动冷却机构的动作，例如迅速地冷却至室温。上述自动冷却机构由吹风设备等构成，与装置主体成为一体或者分体设置。并且，也可以根据需要使用手动的冷却机构，来代替自动冷却机构。

另外，如图1和图2所示，上述除压保持机构构成为具备双轴式气缸7、升降基座8以及圆圈形的板簧10，并且构成为：在对试料橡胶加压硫化规定的时间后，在将加压机构的压力释放为大气压时，因加压而蓄积在板簧10中的反力将上部模具1稍微抬起，并保持除压状态。双轴式气缸7的除压保持动作由除压保持时间设定用的第2计时器控制。另外，上述框架结构体由上部基板11、下部基板12和支柱13构成，支承、载置、固定以及收纳装置主要部分。

接下来，参照图1至图4对装置各部更详细地进行说明。

上部均热板14构成为以热接触状态支承下部侧的上部模具1，由此保持为均热状态。同样，下部均热板15构成为以热接触状态支承上部侧的下部模具2，由此将下部模具2保持为均热状态。

具体来说，上部均热板14被埋设在内部的电热加热器同样地加热，进而被温度传感器和温度调节器调节为一定的温度，由此，使得抵接配置在上部均热板14的下表面的上部模具1针对硫化过程中的试料橡胶作为均热状态的热源动作。同样，下部均热板15也被埋设在内部的电热加热器同样地加热，而且被温度传感器和温度调节器调节为一定的温度，由此，使得抵接配置在下部均热板15的上表面的下部模具2针对硫化过程中的试料橡胶作为均热状态的热源动作。在此，作为上部均热板14、下部均热板15、上部模具1以及下部模具2的材料，当然优选是高热传导材质。

双轴式气缸7具有上下贯通的轴，并对应于轴的升降，使连接在轴的下端的升降基座8上下升降。升降基座8对应于双轴式气缸7的轴的升降，经由配置在下部的上部均热板14使上部模具1上下移动，从而使上部模具1和下部模具2开闭、压接以及脱开。

接下来，上述除压保持机构构成为：在双轴式气缸7的上轴嵌入有圆圈形的板簧10，在合模时，在上部模具1与下部模具2的压接位置处，板簧10被固定在轴的上端的盖板16压缩，在双轴式气缸7的轴上产生向上的反力。在本实施方式中，该向上的反力被设定为如下程度的强度：当释放双轴式气缸7的内压时，该向上的反力将与双轴式气缸7的轴一起升降的物体的总重量抬起，在上部模具1与下部模具2之间形成数mm程度的间隙，另外构成为，借助该向上的反力，上部模具1被稍微抬起，并保持除压状态。

上部绝热垫块17由硬质绝热材料构成，用于抑制从上部均热板14热泄漏。下部绝热垫块18也由硬质绝热材料构成，用于抑制从下部均热板15热泄漏。上部均热防护件19由呈井字状围绕上部模具1的周围的轻合金方杆制的部件构成，用于防止从上部模具1的侧面散热。下部均热防护件20也由呈井字状围绕下部模具2的周围的轻合金方杆制的部件构成，用于防止从下部模具2的侧面散热。

另外，下部模具驱动机构具备：用于驱动下部模具2相对于固定在装置主体上的温度传感器5行进自如的未图示的导轨；以及，控制下部模具2的前进移动和后退移动的未图示的控制部。

在本实施方式中构成为，当下部模具2在下部模具驱动机构的驱动控制下如图4的(a)所示那样朝向温度传感器5前进移动时，温度传感器5穿过温度传感器插入口6自动插入第2型腔4中。并且构成为，当温度传感器5到达第2型腔4内的适当测温部位时，温度传感器插入口6的定位止动功能起作用，下部模具2无法进一步前进，因此，下部模具2在该时刻停止前进移动。其结果是，温度传感器5停留在第2型腔4内的适当测温部位，即自动安装在第2型腔4内，且自动配置在适当位置。另一方面，构成为，当下部模具2在下部模具驱动机构的控制下如图4的(b)所示那样相对于温度传感器5后退移动时，温度传感器5被经过温度传感器插入口6从第2型腔4自动拔出。

如图3所示，在下部模具2的(与上部模具1相对置的)压接面上，以从三个方向(该图的(a))或四个方向围绕第1、第2型腔3、4的方式设置有コ字状的飞边槽21，所述飞边槽21用于在加压硫化开始时储存从第1、第2型腔3、4溢出到外部的多余的试料橡胶。而且，在下部模具2的周端部，作为用于在合模时使上部模具1和下部模具2正确地组合在一起的对位构件，设置有对位用销22，所述对位用销22嵌合于设在上部模具1的周端部的未图示的对位用销孔中。

接下来，参照图1至图5，对上述结构的试验装置的动作进行说明。

首先，将热源的温度设定并维持为例如170℃。在此，热源的温度是指分别被上部均热板14和下部均热板15加热的上部模具1和下部模具2各自的温度。

当热源的温度达到稳定状态时，作业员将例如由含有50PHR炭黑的SBR系混合橡胶构成的未硫化的试料橡胶23放入下部模具2的第1型腔3(图5的(a))。试料橡胶的放入量被设定为比第1型腔3的容积和第2型腔4的容积的总和稍多。可是，作业员没有将试料橡胶23放入第2型腔4。因此，在该时刻，第2型腔4是未放入试料橡胶且未安装温度传感器的空的凹空间。

然后，在下部模具驱动机构的驱动控制下，下部模具2开始朝向装置固定型的温度传感器5前进移动。随着下部模具2前进移动，温度传感器5经由温度传感器插入口6自动插入空的第2型腔4。然后，当温度传感器5到达第2型腔4内的适当测温部位时，温度传感器插入口6的定位止动功能起作用，下部模具2无法进一步前进，因此，下部模具2在该时刻停止前进(图1、图4的(a))。其结果是，温度传感器5的末端部9的热触点被正确地保持在第2型腔4内的适当测温部位，即，被自动安装于第2型腔4内，且自动配置在预先决定的适当位置(图5的(a))。并且，作为初始温度，温度传感器5被设定为室温。

接下来，当加压硫化时间设定用的第1计时器启动时，加压机构(双轴式气缸7、升降基座8)使上部模具1下降，使对位用销22、22和对位用销孔嵌合，将下部模具2和上部模具1压接在一起而合模。当上部模具1和下部模具2被合模后，下部模具2的第1型腔3与上部模具1的平面合体，成为在俯视时为长方形、且深度随着从长度方向的一端侧(图中右)朝向另一端侧(图中左侧)而逐渐增加的楔形的试验体形成空间部3，并且，下部模具2的第2型腔4与上部模具1的平面合体，成为与试验体形成空间部的另一端没有间隔地连接并延伸的深度均匀的测温专用空间部4(图5的(b))。此时，随着合模的进行，放入下部模具2的第1型腔3中的未硫化的试料橡胶23由于未硫化橡胶的流动性而完全充满试验体形成空间部，多余的试料橡胶23流入已经适当地配置了温度传感器5的热触点的测温专用空间部中，并完全填充测温专用空间部，还多余的试料橡胶23被排出到围绕第1、第2型腔3、4的外侧的コ字状的飞边槽21中(图3)。

由于在合模的瞬间开始的、来自上部模具1和下部模具2的内壁的热传导，试验体形成空间部3和测温专用空间部4内的未硫化的试料橡胶23对应于各自的厚度从室温急剧升温。在试验体形成空间部3内，填充的试料橡胶23被加热且被加压硫化，形成硫化度在长度方向上连续变化的起泡临界观察用的橡胶试验体24。在测温专用空间部4内，利用热触点被保持在适当测温部位的温度传感器5，从室温起追踪填充在该空间部内的热触点周围的试料橡胶23的温度，计测其升温曲线。

在本实施方式中，当达到预先设定为例如240秒的加压硫化时间时，根据来自第1计时器的完成信号，将双轴式气缸7的内压释放至大气压。其结果是，上部模具1由于板簧10的反力被稍微抬起，在上部模具1与下部模具2的压接界面产生间隙，至此，加压硫化完成。同时，除压保持时间设定用的第2计时器开始动作。

在由于板簧10的反力而在上部模具1与下部模具2的压接面出现间隙时，至此为止保持为高压的试料橡胶的内压瞬间降低至大气压，由于高温高压而被封入橡胶试验体24内的各种低沸点成分(例如，水分等)一举气化。此时，在硫化没有进行至足够控制住气泡产生的弹性模量水平的“不熟”部分，对应于“不熟”状态的程度，在橡胶的连续固相内产生微细的气泡。这是除压起泡的机理。

由于除压起泡而产生的气泡不会瞬间膨胀，由于橡胶特有的粘弹性，气泡的膨胀存在一定的时间延迟，因此，为了使气泡扩大至易于在截面观察中进行分辨的大小，需要一定程度的膨胀等待时间。在此，这是一般公知的，但除压起泡的膨胀速度取决于气泡的气压，温度越高，气压越高，另一方面，温度越高，对抗气泡膨胀的阻力、即橡胶的断裂强度越低。因此，在本实施方式中，以与加压硫化时的温度相同的温度，对橡胶试验体24无压保持30秒左右的较短时间，由此进行除压起泡处理。这样做的理由在于，如果维持着加压硫化时的温度对橡胶试验体24进行无压保持，则气泡能够迅速且稳定地成长至容易识别的大小，其结果是，能够正确且容易地进行在橡胶试验体24的厚度中心点处的起泡临界的截面观察。

当达到预先设定的除压保持时间时，根据来自第2计时器的完成信号，切换双轴式气缸7和下部模具驱动机构的动作，上部模具1经由升降基座8上升(图1)，下部模具2相对于温度传感器5后退移动(图2、图4的(b))。与此相伴，温度传感器5经由温度传感器插入口6从第2型腔4自动拔出(图2、图4的(b))。

然后，能够将起泡的状态沿着长度方向连续变化的楔形的橡胶试验体24从第1型腔3取出，并且能够从第2型腔4去除完成了测温的试料橡胶片25。橡胶试验体24和试料橡胶片25在以一体的状态被取出后，被切断而分离(图5(c))。

对于从第2型腔4拔出的温度传感器5，准备下次的升温计测，利用自动冷却机构将其迅速冷却至室温(初始温度)而成为待机状态。

图6是示出在从硫化模具的型腔取出的完成了硫化的橡胶试验体24的、与长度方向垂直的内部截面A、B、C上产生的气泡的分布状态的示意图。

如该图所示，橡胶试验体24成型为在俯视时为长方形、且壁厚随着从长度方向的一端侧(图中左侧)朝向另一端侧(图中右侧)而逐渐减小的形态的楔形，因此，越是图中左侧的内部截面，就成为壁厚越厚的部位的切口，越是图中右侧的内部截面，就成为壁厚越薄的部位的切口。在图6中，内部截面A示出了楔形的橡胶试验体24中的、在壁厚较厚的部位的切口中出现的气泡的分布状态，内部截面B示出了在壁厚为中等的部位的切口中出现的气泡的分布状态，内部截面C示出了在壁厚较薄的部位的切口中出现的气泡的分布状态。

根据除压起泡的机理，气泡产生在橡胶试验体24中的升温延迟的部位、即“不熟”部分处，因此，在远离上部模具1或下部模具2的内壁的部位容易产生，在接近内壁的部位不容易产生。在此，内壁不仅包括限定试验体形成空间部3的上部模具1的压接面和第1型腔3的底面，还包括侧壁面(即，第1型腔3的侧壁面)。

其结果是，在橡胶试验体24的与长度方向垂直的内部截面上出现的气泡有如下倾向：如该图所示，以除去橡胶试验体24的厚度中心线的两侧之外的区域为中心，呈椭圆状分布。如内部截面C所示，该椭圆的上下方向的宽度随着接近起泡临界部位而变窄，并在起泡临界部位集中在橡胶试验体24的厚度中心线上。因此，为了利用单一截面高效地评价所产生的气泡，将橡胶试验体24的厚度中心面作为裁截面是最优选的。

起泡临界部位的确定和厚度的计算

因此，本实施方式中，使用裁断设备将完成了硫化的橡胶试验体24在厚度方向上分割成两部分，使橡胶试验体24的厚度中心面露出，利用照相机拍摄露出的厚度中心面。然后，确定可根据对厚度中心面的拍摄图像进行的截面观察而确认的微小气泡的产生临界点、即起泡临界部位，并测量从基准位置至起泡临界部位的长度。

然后，根据测量出的从基准位置至起泡临界部位的长度、基准位置的厚度以及橡胶试验体的坡度，计算出橡胶试验体在起泡临界部位处的厚度。并且，根据需要，可以使用光学式的自动起泡识别装置来代替截面图像，也可以进行基于目视的直接截面观察。

热扩散常数χ的计算

图7是示出在第2型腔(厚度已知的测温专用空间部)4中由温度传感器5计测出的试料橡胶23的升温曲线的曲线图。通过将根据图7的计测升温曲线所得到的温度的经时变化数据应用于式(1)，由此将温度轴转换为第2型腔(测温专用空间部)4内的厚度中心点处的试料橡胶23的升温不饱和度α(t)，如果对其自然对数lnα(t)的时间依存性进行图示，则如图8所示，可以得到与根据热传导理论导出的式(2)对应的大致线形的曲线图。

因此，如果通过最小平方法对图8的数据进行直线近似并求出斜率系数，并将从热源至热触点的传热距离(h)和斜率系数代入式(3)，则作为本次试验对象、即由含有50PHR炭黑的SBR系混合橡胶构成的试料橡胶23的热扩散常数χ的值，计算为0.132mm²/sec。并且，在本实施方式中，由于温度传感器5的热触点被配置在填充于第2型腔(测温专用空间部)4中的试料橡胶的厚度中心点处，因此，从热源至热触点的传热距离h为第2型腔4的深度(14mm)的一般、即7mm。

在本实施方式中，如上所述，试料橡胶23的热扩散常数χ的值、即0.132mm²/sec是根据由单一的热触点计测出的升温曲线而计算出来的，但该计算值处于2.3％的变动系数的范围内，因此，作为这种测量值，显示出了良好的再现性，其中，所述2.3％的变动系数表示应用了以往的同时多点计测法的情况下的、根据由各热触点计测出的升温曲线所计算出的热扩散常数χ的变动程度。

并且，在图8中，由于时间依存性的横轴是时间t，因此斜率系数对于每个厚度h都不同，如果将横轴设为t/h²，则如图9所示，不管厚度h如何，都能够使升温不饱和度α(t)的对数的时间依存性和斜率系数一般化。因此，如果利用将t/h²轴作为横轴的图9进行数据整理，即使是使用了小片样品的的测定，也会对通常的轮胎的仿真有用，不仅如此，对于包括航空器轮胎在内的大型轮胎的制造工序中的硫化条件的研究非常有用。

等价硫化时间的计算

将像这样分别计算出的试料橡胶23的热扩散常数χ和橡胶试验体24的起泡临界部位(微小气泡の产生临界点)的厚度“2h”代入式(2)，求出试料橡胶23的升温不饱和度α(t)的对数表示lnα(t)，在将求出的lnα(t)转换为α(t)后，根据提供α(t)的式(1)计算出在试料橡胶23起泡临界部位处的升温曲线(算出升温曲线)。

接下来，根据由式(1)得到的试料橡胶23的算出升温曲线和预先求出的试料橡胶的活化能，执行式(5)的定积分，计算出等价硫化时间(与起泡临界部位的热履历等价的基准温度保持时间)。在本实施方式中，如上所述，将试料橡胶23的硫化条件设定为170℃的基准温度(热源的温度)和240秒的硫化时间，因此，关于在试料橡胶23的起泡临界部位处的算出升温曲线以[t₁＝0，t₂＝240sec]的范围执行式(5)的定积分，计算出170℃时的折合的等价硫化时间。这样算出的等价硫化时间例如是144秒。

并且，由于升温曲线T(t)的实际值以等时间间隔的数字数列的形式存储在计算机中，因此，能够通过计算机的自动运算处理容易地执行式(5)的定积分。

发泡点(起泡临界硫化度)的确定

在本实施方式中，将算出的等价硫化时间应用于对同一试料橡胶以同一基准温度测定出的硫化度曲线中，由此确定发泡点。

图10是示出预先使用振动式硫化度试验机(机型名称：FDR)另行测定出的在基准温度为170℃时的试料橡胶23的硫化度曲线的解析图。

在该图中，在硫化度曲线上标注的○标记表示等价硫化时间为144秒的对应点，如果将该对应点的纵轴值和通过JIS K 6300-2的方法求出的在图11中示出的M_L、M_H、M_E的值代入式(6)，则能够确定发泡点(BP)。这样，在本实施方式中，作为试料橡胶23的发泡点(BP)，得到了22％这一值。

这样，根据本实施方式的结构，在下部模具中与第1型腔(试验体形成空间部)分开地独立设置有第2型腔(测温专用空间部)，因此，能够保护温度传感器不变形或损伤。这是因为，在试料橡胶放入时，只要将也包括第2型腔的填充量的试料橡胶放入第1型腔即可，在合模时，第2型腔填充量的试料橡胶流入第2型腔，此时的试料橡胶的较强的粘弹性流体力仅在(与试料橡胶的流入方向一致的)温度传感器的轴心方向上起作用，因此，温度传感器在整体上不会那么强烈地受到粘弹性流体力的作用。而且，由于温度传感器相对于第2型腔的插拔实现了自动化，因此，还能够防止因作业员的不注意、不熟练而导致的温度传感器的人为损伤。

另外，如上所述，由于与试验体形成空间部分开地独立设置测温专用空间部，因此，能够可靠地避免试料橡胶(橡胶试验体)的起泡临界观察区域和温度传感器的放入配置区域之间的干涉。因此，对于完成硫化的橡胶试验体，能够获得沿着厚度中心面不存在温度传感器的痕迹的完美的裁断面，因此，能够正确地进行起泡临界观察。另外，在测温专用空间部内设定适当测温部位时，能够不受起泡临界观察区域的干涉地以温度传感器为中心来决定，从而能够获得更加正确的升温速度和升温曲线。

因此，能够提高这种试验结果的可靠性和再现性，而且能够提高试料橡胶的发泡点的确定精度。

以上，根据附图对本发明的实施方式详细进行了叙述，但具体的结构并不限定于该实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内的设计变更等也包含于本发明。例如，在上述的实施方式中，第1型腔的全部和第2型腔的全部设置在下部模具侧，但不限于此，也可以在上部模具侧也设置第1型腔的上侧部分和第2型腔的上侧部分。另外，上述的实施方式中，通过使下部模具自身相对于固定型的温度传感器前进后退移动自如，由此能够将温度传感器在第2型腔内插拔，但不限于此，也可以是，通过使温度传感器相对于不动的下部模具前进后退移动自如，由此能够将温度传感器在第2型腔内自动插拔。并且，也可以根据需要手动插拔，来代替自动插拔。

产业上的可利用性

本发明的用于确定起泡临界硫化度的试验装置和使用该试验装置的试验方法不仅能够应用于通常轮胎的仿真，而且也能够应用于包括航空器轮胎在内的大型轮胎、带或者防振橡胶等的制造开发阶段的硫化条件的研究中。

Claims (8)

1.一种用于确定起泡临界硫化度的硫化模具，其具备：

上部模具；和

下部模具，在所述下部模具中设置有型腔，所述型腔用于填充未硫化的试料橡胶，对该未硫化的试料橡胶进行加热并加压硫化，从而制作出硫化度在长度方向上连续变化的起泡临界观察用的橡胶试验体，并且所述下部模具与所述上部模具成上下一对，

其特征在于，

在所述型腔中，除了深度随着从所述长度方向的一端侧朝向另一端侧而变化的用于制作所述橡胶试验体的第1型腔外，还以与所述第1型腔连接并延伸的方式增设有第2型腔，所述第2型腔作为计测硫化过程中的试料橡胶的升温曲线的场所而配置有温度传感器，

在所述第2型腔的规定的壁部上设有温度传感器插入口，所述温度传感器插入口用于将所述温度传感器从外部插拔自如地配置在所述第2型腔内的规定的测温部位。

2.根据权利要求1所述的用于确定起泡临界硫化度的硫化模具，其特征在于，

所述第1型腔被设定成深度随着从所述长度方向的一端侧朝向另一端侧而逐渐增大，所述第2型腔与所述第1型腔的另一端连接，并且被设定为比所述第1型腔的最深部浅且比所述第1型腔的最浅部深的均匀的规定的深度。

3.根据权利要求1或2所述的用于确定起泡临界硫化度的硫化模具，其特征在于，

所述用于确定起泡临界硫化度的硫化模具构成为，

所述第2型腔内的所述规定的测温部位被设定在该第2型腔的深度方向中心部或其附近，在所述温度传感器经由所述温度传感器插入口被配置于所述第2型腔时，所述温度传感器的热触点被定位在所述测温部位。

4.一种用于确定起泡临界硫化度的试验装置，其具备权利要求1至3中的任意一项所述的用于确定起泡临界硫化度的硫化模具，用于从该硫化模具的所述第1型腔获得所述起泡临界观察用的橡胶试验体，并从所述第2型腔取得硫化过程中的所述试料橡胶的升温曲线数据，其中，在所述起泡临界观察用的橡胶试验体中，与硫化度相对应的起泡的程度在所述长度方向上连续变化，

其特征在于，

所述用于确定起泡临界硫化度的试验装置还具备：

加压机构，其使所述上部模具下降而与所述下部模具压接，对流动填充在所述第1型腔和所述第2型腔中的未硫化的试料橡胶加热并进行加压硫化；和

所述温度传感器，其经由所述温度传感器插入口插拔自如地配置于所述第2型腔内的规定的测温部位，计测硫化过程中的试料橡胶的升温曲线。

5.根据权利要求4所述的用于确定起泡临界硫化度的试验装置，其特征在于，

所述用于确定起泡临界硫化度的试验装置还具备除压保持机构，所述除压保持机构用于保持如下这样的除压状态：在对所述试料橡胶加压硫化规定的时间后，通过将所述加压机构的压力释放为大气压，由此，所述上部模具借助因加压而蓄积在弹簧中的反力被稍微抬起，

所述用于确定起泡临界硫化度的试验装置构成为，在通过所述除压保持机构进行的除压状态保持结束后，所述橡胶试验体被从硫化模具取出。

6.根据权利要求5所述的用于确定起泡临界硫化度的试验装置，其特征在于，

所述下部模具构成为能够通过规定的驱动机构相对于所述温度传感器在水平方向上移动，

当所述下部模具朝向所述温度传感器前进移动时，所述温度传感器经由所述温度传感器插入口被配置于所述第2型腔，当所述下部模具相对于所述温度传感器后退移动时，所述温度传感器经由所述温度传感器插入口被从所述第2型腔拔出。

7.根据权利要求5所述的用于确定起泡临界硫化度的试验装置，其特征在于，

所述温度传感器构成为能够相对于所述下部模具在水平方向上移动，

当所述温度传感器朝向所述硫化模具前进移动时，所述温度传感器经由所述温度传感器插入口被配置于所述第2型腔，当所述温度传感器相对于所述硫化模具后退移动时，所述温度传感器经由所述温度传感器插入口被从所述第2型腔拔出。

8.根据权利要求5至7中的任意一项所述的用于确定起泡临界硫化度的试验装置，其特征在于，

所述温度传感器具备在锥状的末端部具有热触点的棒状的热电偶温度传感器，并且，所述用于确定起泡临界硫化度的试验装置还具备对从所述第2型腔拔出的状态下的该温度传感器进行冷却的冷却机构。