JP3368929B2 - 加硫ゴム成型体の製造方法 - Google Patents
加硫ゴム成型体の製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は球状の防振ゴムや、一部
球状体を有するゴムホース等の製造方法に関するもので
ある。
球状体を有するゴムホース等の製造方法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】金型を用いずに成型品を得る方法として
特開平２−２１０９３“自己成型性ホース”では布締め
を行わずにホースの最外層を加熱収縮する繊維層入り加
硫ゴムを用いるものであり未加硫成型体でそのままの形
状で加硫する方法、実開平３−１１８３８５“配向性繊
維補強”の弾性継手では短繊維混入ゴムを用いる方法、
実願平４−４４９１２“短繊維入りゴムホース”では短
繊維の耐磨耗性を利用する方法が提案されている。一般
に防振ゴムにおいて球体を形成する場合、 Ａ：その加硫物の外面形状に合わせた内面形状を有する
少くとも２つ割りの金型が必要でありこの金型中に未加
硫ゴムを圧入し加熱加硫することでゴム加硫物を得る方
法 Ｂ：球状のゴムホース、例えばエキスパンションジョイ
ントの様なホースの一部にアーチ形状を有するものはそ
の胴体内部成型コア（分割金型）に未加硫ゴムを積層
し、最外層に綿布やナイロン布を用いて締め付けた後，
直接蒸気加硫する方法 Ｃ：円筒体に未加硫ゴムを積層成型した後、その内部に
ゴム袋（エアーバック）を入れ、外面にはＡ法と同じ様
な球面状の内面を有する分割金型を組み合わせ、ゴム袋
にエアー等を給入し、その圧力で未加硫ゴム積層体を金
型に押し拡げて加熱加硫する方法 などがある。
特開平２−２１０９３“自己成型性ホース”では布締め
を行わずにホースの最外層を加熱収縮する繊維層入り加
硫ゴムを用いるものであり未加硫成型体でそのままの形
状で加硫する方法、実開平３−１１８３８５“配向性繊
維補強”の弾性継手では短繊維混入ゴムを用いる方法、
実願平４−４４９１２“短繊維入りゴムホース”では短
繊維の耐磨耗性を利用する方法が提案されている。一般
に防振ゴムにおいて球体を形成する場合、 Ａ：その加硫物の外面形状に合わせた内面形状を有する
少くとも２つ割りの金型が必要でありこの金型中に未加
硫ゴムを圧入し加熱加硫することでゴム加硫物を得る方
法 Ｂ：球状のゴムホース、例えばエキスパンションジョイ
ントの様なホースの一部にアーチ形状を有するものはそ
の胴体内部成型コア（分割金型）に未加硫ゴムを積層
し、最外層に綿布やナイロン布を用いて締め付けた後，
直接蒸気加硫する方法 Ｃ：円筒体に未加硫ゴムを積層成型した後、その内部に
ゴム袋（エアーバック）を入れ、外面にはＡ法と同じ様
な球面状の内面を有する分割金型を組み合わせ、ゴム袋
にエアー等を給入し、その圧力で未加硫ゴム積層体を金
型に押し拡げて加熱加硫する方法 などがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】Ａ法ではゴムを加圧
し、その加圧した圧力が未加硫ゴムの加硫中に常に作用
し、均一で十分大きい圧力となり、加硫物の安定した特
性が得られるものであるが、未加硫ゴムを流動化させる
ことが必要で、その結果単一材料の加硫物しか得られな
い。勿論異種材料を組み合わせ成型後、金型自体の嵌合
隙間を設け、この隙間を圧縮することで圧力を得、加硫
物を得る方法があるが、いずれも極めて高価な金型を有
しなければならないことや、高精度の重量管理や寸法管
理が必要なものであることが問題となり、いきおい高価
格でありながら大量の生産数が必要なものである。Ｂ法
では主として金型投資が極めて大きい大型製品に適用さ
れる工法であり、金型を必要としないが、加硫に必要な
圧力を布締めにて補う方法である。この方法では布を巻
くという工程とそれを取り除くという２工程が追加さ
れ、結果として設備投資は小さいが製品単価そのものは
高価となるので大型の小量製品に適しているといえよ
う。又製品はこの２工程の追加による寸法や特性のバラ
つき生じ易く、布目が製品の外表面に残る等の欠点も有
する。Ｃ法は自動車タイヤや空気バネ等に広く用いられ
ている方法であるがエアーバッグ（ゴム製）や金型を用
いることで大きな設備投資が必要であるばかりか、ゴム
袋という未加硫積層体を拡大する拡大設備を使用するの
で小さな製品を生産することができない。又その球状構
造もなだらかな曲線が主体であり、ホース状円筒体の一
部を球状にする工法には不適のものである。Ａ法の様に
金型を必要とせず、Ｂ法の様に締布及びそれを巻く及び
外すという工程を必要とせず、更にＣ法の様に球状形状
を金型及び極めて高価な金型を使用することなく安価に
且つ安定的に製造する。
し、その加圧した圧力が未加硫ゴムの加硫中に常に作用
し、均一で十分大きい圧力となり、加硫物の安定した特
性が得られるものであるが、未加硫ゴムを流動化させる
ことが必要で、その結果単一材料の加硫物しか得られな
い。勿論異種材料を組み合わせ成型後、金型自体の嵌合
隙間を設け、この隙間を圧縮することで圧力を得、加硫
物を得る方法があるが、いずれも極めて高価な金型を有
しなければならないことや、高精度の重量管理や寸法管
理が必要なものであることが問題となり、いきおい高価
格でありながら大量の生産数が必要なものである。Ｂ法
では主として金型投資が極めて大きい大型製品に適用さ
れる工法であり、金型を必要としないが、加硫に必要な
圧力を布締めにて補う方法である。この方法では布を巻
くという工程とそれを取り除くという２工程が追加さ
れ、結果として設備投資は小さいが製品単価そのものは
高価となるので大型の小量製品に適しているといえよ
う。又製品はこの２工程の追加による寸法や特性のバラ
つき生じ易く、布目が製品の外表面に残る等の欠点も有
する。Ｃ法は自動車タイヤや空気バネ等に広く用いられ
ている方法であるがエアーバッグ（ゴム製）や金型を用
いることで大きな設備投資が必要であるばかりか、ゴム
袋という未加硫積層体を拡大する拡大設備を使用するの
で小さな製品を生産することができない。又その球状構
造もなだらかな曲線が主体であり、ホース状円筒体の一
部を球状にする工法には不適のものである。Ａ法の様に
金型を必要とせず、Ｂ法の様に締布及びそれを巻く及び
外すという工程を必要とせず、更にＣ法の様に球状形状
を金型及び極めて高価な金型を使用することなく安価に
且つ安定的に製造する。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに鋭意研究した結果、本発明に到達したもので、円筒
状，柱状，球状又は円筒と球状体との組み合せからなる
未加硫ゴム成型体において、該未加硫ゴム成型体の全部
又は少くとも最外層部に短繊維を混合させ該成型体に１
０〜１００％の変形歪率を与えて所定の形状の未加硫品
を金型を用いずに加熱加硫する加硫ゴム成型体の製造方
法であり、短繊維混入ゴムは未加硫状態にて未混入ゴム
に比較して３０〜１２０％変形歪率時に伸張応力が３〜
５倍であり、加硫状態において２〜３倍以上となる様に
短繊維の種類，材質，長さ，混入量及び方向性を設定し
た加硫ゴム成型体の製造方法である。
めに鋭意研究した結果、本発明に到達したもので、円筒
状，柱状，球状又は円筒と球状体との組み合せからなる
未加硫ゴム成型体において、該未加硫ゴム成型体の全部
又は少くとも最外層部に短繊維を混合させ該成型体に１
０〜１００％の変形歪率を与えて所定の形状の未加硫品
を金型を用いずに加熱加硫する加硫ゴム成型体の製造方
法であり、短繊維混入ゴムは未加硫状態にて未混入ゴム
に比較して３０〜１２０％変形歪率時に伸張応力が３〜
５倍であり、加硫状態において２〜３倍以上となる様に
短繊維の種類，材質，長さ，混入量及び方向性を設定し
た加硫ゴム成型体の製造方法である。
【０００５】さらに詳述すると、ゴム単体、あるいは補
強コードを内包する複合積層体にて球状形状をなす場
合、押出しあるいはカレンダー等にて円柱や円筒又は平
板として未加硫ゴムを原材料として用い、それを積層し
て変形加工されることが一般的であり、特に補強コード
との複合積層体では積層そのものを予め球状とすること
は不可能であり、一般には円柱又は円筒体を変形して加
硫するものである。未加硫ゴムはそれ同志あるいは他の
材料と積層して変形させて加硫するとき、所定の大きさ
の圧力を有する必要が生じる。これが不足すると未加硫
ゴムが加硫されるとき、所定の形状が保持できなくなる
ことや、ゴム中に気泡が生じること、積層体間に空気だ
まりが生じること、同様に積層体間での接合力が低下す
ること、そして強固なゴム強度を保持しにくくなる等の
欠点がある。
強コードを内包する複合積層体にて球状形状をなす場
合、押出しあるいはカレンダー等にて円柱や円筒又は平
板として未加硫ゴムを原材料として用い、それを積層し
て変形加工されることが一般的であり、特に補強コード
との複合積層体では積層そのものを予め球状とすること
は不可能であり、一般には円柱又は円筒体を変形して加
硫するものである。未加硫ゴムはそれ同志あるいは他の
材料と積層して変形させて加硫するとき、所定の大きさ
の圧力を有する必要が生じる。これが不足すると未加硫
ゴムが加硫されるとき、所定の形状が保持できなくなる
ことや、ゴム中に気泡が生じること、積層体間に空気だ
まりが生じること、同様に積層体間での接合力が低下す
ること、そして強固なゴム強度を保持しにくくなる等の
欠点がある。
【０００６】従来の方法ではこの圧力保持の為、外金型
を内側からゴム袋を介して圧着させたり、布締めを行っ
ていたものである。この圧力保持は加硫物の最外層部ま
で一定である必要があり、中間部分までの圧力があって
も意味をなさないものである。
を内側からゴム袋を介して圧着させたり、布締めを行っ
ていたものである。この圧力保持は加硫物の最外層部ま
で一定である必要があり、中間部分までの圧力があって
も意味をなさないものである。
【０００７】本発明ではこの圧力保持の方法として、加
硫されるゴムの全部あるいは最外層部に短繊維入りゴム
を使用することとした。この短繊維は未加硫ゴムに混入
することで次の特性を有することを必要とする。すなわ
ち、円柱状もしくは円筒状ゴムを変形させることによっ
て生じる応力を加硫するときの圧力とするものである。
外面に金型等を用いる場合その金型が規制力となって加
硫中に常に圧力が加硫物に負荷されることになるが、こ
の要素を短繊維混入ゴムに求めたものである。換言すれ
ば該短繊維混入ゴムが金型の代役をつとめるわけであ
る。未加硫ゴムを変形させるときの変形歪率は一般的に
１０％から最大１００％程度までである。直径φ１００
ｍｍの円柱を変形させ球状にしたときその球の半径ｒを
１００ｍｍとすれば最大変形歪率は１００％（変形量１
００ｍｍ）である。
硫されるゴムの全部あるいは最外層部に短繊維入りゴム
を使用することとした。この短繊維は未加硫ゴムに混入
することで次の特性を有することを必要とする。すなわ
ち、円柱状もしくは円筒状ゴムを変形させることによっ
て生じる応力を加硫するときの圧力とするものである。
外面に金型等を用いる場合その金型が規制力となって加
硫中に常に圧力が加硫物に負荷されることになるが、こ
の要素を短繊維混入ゴムに求めたものである。換言すれ
ば該短繊維混入ゴムが金型の代役をつとめるわけであ
る。未加硫ゴムを変形させるときの変形歪率は一般的に
１０％から最大１００％程度までである。直径φ１００
ｍｍの円柱を変形させ球状にしたときその球の半径ｒを
１００ｍｍとすれば最大変形歪率は１００％（変形量１
００ｍｍ）である。
【０００８】未加硫ゴムを球状体に加硫させるとき、支
障の生じないゴム加硫物を得るのに必要な加硫締付圧力
は、得ようとする製品の特性によって種々異なるが、一
般的にはゴムの発泡圧力を上まわる締付力が必要とされ
る。未加硫ゴムのゴム材質や配合、あるいは厚さや形状
によってこの発泡圧力は変化するが、一般的には１ｋｇ
ｆ／ｃｍ2 〔０．０９８ＭＰａ〕を上まわることは少
い。金型を用いずに加硫する最も一般的な方法である直
接蒸気加硫方式の場合では、加硫圧力はその加硫温度が
１３０℃をこえる圧力すなわち２．０ｋｇｆ／ｃｍ2 〜
２．５ｋｇｆ／ｃｍ2 の値となり、全てゴムの発泡を押
えている点を考慮してこの締付圧力は少くとも１ｋｇｆ
／ｃｍ2 以上であることが必要とされている。
障の生じないゴム加硫物を得るのに必要な加硫締付圧力
は、得ようとする製品の特性によって種々異なるが、一
般的にはゴムの発泡圧力を上まわる締付力が必要とされ
る。未加硫ゴムのゴム材質や配合、あるいは厚さや形状
によってこの発泡圧力は変化するが、一般的には１ｋｇ
ｆ／ｃｍ2 〔０．０９８ＭＰａ〕を上まわることは少
い。金型を用いずに加硫する最も一般的な方法である直
接蒸気加硫方式の場合では、加硫圧力はその加硫温度が
１３０℃をこえる圧力すなわち２．０ｋｇｆ／ｃｍ2 〜
２．５ｋｇｆ／ｃｍ2 の値となり、全てゴムの発泡を押
えている点を考慮してこの締付圧力は少くとも１ｋｇｆ
／ｃｍ2 以上であることが必要とされている。
【０００９】又発明者らの実験では実施例に示す配合に
おいて０．５ｋｇｆ／ｃｍ2 以上の締付圧力があれば発
泡や接着不良のないことが実証され、この点からも１．
０ｋｇｆ／ｃｍ2 は狙いの圧力とされるものである。こ
の締付圧力を得る為、次の考え方によった。 Ｐ＝Ｆ／ｒ・Ｌ ・・・式 Ｐ：締付圧力 〔ｋｇｆ／ｃｍ2 〕 ｒ：球体の半径 〔ｃｍ〕 Ｌ：単位巾 〔ｃｍ〕 Ｆ：幅Ｌにおける引張応力 〔ｋｇｆ〕 今球体の半径を５ｃｍ，Ｐを１ｋｇｆ／ｃｍ2 とすれば
単位巾１ｃｍにおける必要応力Ｆは Ｆ＝Ｐ・ｒ・Ｌ＝１×５×１＝５ｋｇｆ この５ｋｇｆ／ｃｍ2 を得る材料として短繊維入りゴム
を用いるが、その未加硫ゴム特性は次の様に設定する。 未加硫ゴム円柱体又は円筒体の外径寸法 Ｄ0 加硫済ゴム球状体の外径寸法 Ｄ1 変形歪率Ｅ＝｛（Ｄ1 −Ｄ0 ）／Ｄ0 ｝×１００ ・・・式 今Ｄ0 を７ｃｍ，Ｄ1 を１０ｃｍとしたとき Ｅ＝｛（１０−７）／７｝×１００＝４３％ 短繊維入り未加硫ゴムの変形歪率（伸張率）＝４３％の
とき、そのときの荷重は巾１ｃｍあたり５ｋｇｆとなる
様にすれば良い。なおそのときの短繊維入りゴムの厚さ
が１ｃｍのとき、４３％伸張時の応力が５ｋｇｆ／ｃｍ
2 ということになる。この様な特性を満足するには、そ
の短繊維は特に長さや配合量，材質に制限はないが、得
られる製品の特性から長さ２０ｍｍ以内、配合量はゴム
１００部に対し２０部以下、そして材質は加硫温度に対
して特性変化の少いものを選ぶようにする。この変形歪
率に対する応力の観点からすれば通常の未加硫ゴムでも
それを満足するものはあるがこれらは全て加硫温度に達
する以前から軟化状態となりほとんどの応力を失う欠点
がある。１０％〜５０％もの歪を許容し、なお弾性範囲
内にあり、且つ加硫温度においてもなおその応力が大き
く低下していないものが必要である。一般の長繊維はこ
の大きな歪を必要とする場合には未加硫ゴム内部で長繊
維が挙動しえないために製品の最外表面層に配置するこ
とはできない。製品の最外表面にあって内部を保護する
機能をもち、１０〜１００％の歪下で大きな応力、そし
てそれが弾性範囲内にあり、且つ加硫温度においても応
力の低下が少い材料組成を具現するのが短繊維混入ゴム
である。
おいて０．５ｋｇｆ／ｃｍ2 以上の締付圧力があれば発
泡や接着不良のないことが実証され、この点からも１．
０ｋｇｆ／ｃｍ2 は狙いの圧力とされるものである。こ
の締付圧力を得る為、次の考え方によった。 Ｐ＝Ｆ／ｒ・Ｌ ・・・式 Ｐ：締付圧力 〔ｋｇｆ／ｃｍ2 〕 ｒ：球体の半径 〔ｃｍ〕 Ｌ：単位巾 〔ｃｍ〕 Ｆ：幅Ｌにおける引張応力 〔ｋｇｆ〕 今球体の半径を５ｃｍ，Ｐを１ｋｇｆ／ｃｍ2 とすれば
単位巾１ｃｍにおける必要応力Ｆは Ｆ＝Ｐ・ｒ・Ｌ＝１×５×１＝５ｋｇｆ この５ｋｇｆ／ｃｍ2 を得る材料として短繊維入りゴム
を用いるが、その未加硫ゴム特性は次の様に設定する。 未加硫ゴム円柱体又は円筒体の外径寸法 Ｄ0 加硫済ゴム球状体の外径寸法 Ｄ1 変形歪率Ｅ＝｛（Ｄ1 −Ｄ0 ）／Ｄ0 ｝×１００ ・・・式 今Ｄ0 を７ｃｍ，Ｄ1 を１０ｃｍとしたとき Ｅ＝｛（１０−７）／７｝×１００＝４３％ 短繊維入り未加硫ゴムの変形歪率（伸張率）＝４３％の
とき、そのときの荷重は巾１ｃｍあたり５ｋｇｆとなる
様にすれば良い。なおそのときの短繊維入りゴムの厚さ
が１ｃｍのとき、４３％伸張時の応力が５ｋｇｆ／ｃｍ
2 ということになる。この様な特性を満足するには、そ
の短繊維は特に長さや配合量，材質に制限はないが、得
られる製品の特性から長さ２０ｍｍ以内、配合量はゴム
１００部に対し２０部以下、そして材質は加硫温度に対
して特性変化の少いものを選ぶようにする。この変形歪
率に対する応力の観点からすれば通常の未加硫ゴムでも
それを満足するものはあるがこれらは全て加硫温度に達
する以前から軟化状態となりほとんどの応力を失う欠点
がある。１０％〜５０％もの歪を許容し、なお弾性範囲
内にあり、且つ加硫温度においてもなおその応力が大き
く低下していないものが必要である。一般の長繊維はこ
の大きな歪を必要とする場合には未加硫ゴム内部で長繊
維が挙動しえないために製品の最外表面層に配置するこ
とはできない。製品の最外表面にあって内部を保護する
機能をもち、１０〜１００％の歪下で大きな応力、そし
てそれが弾性範囲内にあり、且つ加硫温度においても応
力の低下が少い材料組成を具現するのが短繊維混入ゴム
である。
【００１０】本発明を従来方法と比較すると特開平２−
２１０９３号とは、本発明では加熱収縮繊維層ではない
こと、又短繊維の混入ゴムを使用すること、そして未加
硫成型体を変形させて加硫することで明らかに相違する
ものである。実開平３−１１８３８５号とは、該実用新
案は内圧に対する圧力補強のものであり、製品を得る工
法としては金型を必要とするので本発明の如く、金型を
用いない工法とは明らかに異るものである。実願平４−
４４９１２号は、固型流体に対するひっかき力の大なる
ことを特長としており本発明とは全く違った考案であ
る。実願平４−４０７４８号“スクイーズ式圧送ポンプ
用ポンピングチューブ”も同様である。実願平４−８４
７８０号“スクイーズ式圧送ポンプ用ゴムチューブ”で
は短繊維混入ゴムの耐磨耗性，耐熱性，耐体摺動性を利
用したものである。特願平３−２９８８０４号“自在フ
ランジ付ゴム継手及びその製造方法”では円筒積層体を
球状に変形させる方法に関するものである。いずれの従
来技術に関しても球状体という極めて特異な形状を有す
るものに関し、金型等の成型加硫設備が不用となること
については一切の言及がなく、本発明は全く新規のもの
であるといえる。
２１０９３号とは、本発明では加熱収縮繊維層ではない
こと、又短繊維の混入ゴムを使用すること、そして未加
硫成型体を変形させて加硫することで明らかに相違する
ものである。実開平３−１１８３８５号とは、該実用新
案は内圧に対する圧力補強のものであり、製品を得る工
法としては金型を必要とするので本発明の如く、金型を
用いない工法とは明らかに異るものである。実願平４−
４４９１２号は、固型流体に対するひっかき力の大なる
ことを特長としており本発明とは全く違った考案であ
る。実願平４−４０７４８号“スクイーズ式圧送ポンプ
用ポンピングチューブ”も同様である。実願平４−８４
７８０号“スクイーズ式圧送ポンプ用ゴムチューブ”で
は短繊維混入ゴムの耐磨耗性，耐熱性，耐体摺動性を利
用したものである。特願平３−２９８８０４号“自在フ
ランジ付ゴム継手及びその製造方法”では円筒積層体を
球状に変形させる方法に関するものである。いずれの従
来技術に関しても球状体という極めて特異な形状を有す
るものに関し、金型等の成型加硫設備が不用となること
については一切の言及がなく、本発明は全く新規のもの
であるといえる。
【００１１】実施例にて本発明を説明する。図１及び図
２は柱状体の短繊維入りの未加硫ゴムである。 変形前直径Ｄ0 ： ８０ｍｍ 変形前長さＬ0 ：１５０ｍｍ 圧縮後直径Ｄ1 ： ９０ｍｍ 圧縮後長さＬ1 ：１１０ｍｍ 半径Ｒ ： ６０ｍｍ 変形歪率Ｅ＝（６０×２−８０）／８０＝５０％ 必要荷重Ｆ＝１×６×１＝６ｋｇｆ 短繊維混入ゴム配合は、次の通りである。 天然ゴム ５０ ＳＢＲ１５００ ５０ ＨＡＦカーボンブラック ５０ プロセスオイル １０ ステアリン酸 ２ 亜鉛華１号 ５ 老防８１０−Ｎａ １ 促進剤ＯＢＳ ０．８ 硫黄 １．７ ─────────────────────── １７０．５・・・基本配合Ａ（比較例） 短繊維は一般市販品のものでそのフィラメント径が０．
２〜３μｍのものを使用する。メーカーは、帝人，東
レ，東洋紡等いずれも使用可能である。表１に配合と気
泡の有無を示す。 （Ｖ）は加硫ゴム （Ｕ）は未加硫ゴム 単位ｋｇｆ／ｃｍ2
２は柱状体の短繊維入りの未加硫ゴムである。 変形前直径Ｄ0 ： ８０ｍｍ 変形前長さＬ0 ：１５０ｍｍ 圧縮後直径Ｄ1 ： ９０ｍｍ 圧縮後長さＬ1 ：１１０ｍｍ 半径Ｒ ： ６０ｍｍ 変形歪率Ｅ＝（６０×２−８０）／８０＝５０％ 必要荷重Ｆ＝１×６×１＝６ｋｇｆ 短繊維混入ゴム配合は、次の通りである。 天然ゴム ５０ ＳＢＲ１５００ ５０ ＨＡＦカーボンブラック ５０ プロセスオイル １０ ステアリン酸 ２ 亜鉛華１号 ５ 老防８１０−Ｎａ １ 促進剤ＯＢＳ ０．８ 硫黄 １．７ ─────────────────────── １７０．５・・・基本配合Ａ（比較例） 短繊維は一般市販品のものでそのフィラメント径が０．
２〜３μｍのものを使用する。メーカーは、帝人，東
レ，東洋紡等いずれも使用可能である。表１に配合と気
泡の有無を示す。 （Ｖ）は加硫ゴム （Ｕ）は未加硫ゴム 単位ｋｇｆ／ｃｍ2
【００１２】
【表１】
【００１３】実施例１〜７ではゴム円柱体を用い、圧縮
することで球状に変形させた。このときの変形歪率は５
０％となる。使用した未加硫ゴム材料は基本配合Ａとそ
の基本配合に実施例１の場合はゴム１００部に対し１
部、実施例２の場合は３部配合した。それらのゴムを所
定の形状に変形させたのち１５０℃×１８０分の無圧熱
空気加硫を行った。なお短繊維混入ゴムはその繊維配列
方向が円柱または円筒体の中心軸に対して直角となる様
にした。これらの実施例から、短繊維はその材質や長
さ、そして配合量に関与するものの、基本的には未加硫
状態での伸張応力が、その形状に必要な応力を有してい
ることと加硫状態でもその伸張応力が残存していること
が必要であることを如実に示している。
することで球状に変形させた。このときの変形歪率は５
０％となる。使用した未加硫ゴム材料は基本配合Ａとそ
の基本配合に実施例１の場合はゴム１００部に対し１
部、実施例２の場合は３部配合した。それらのゴムを所
定の形状に変形させたのち１５０℃×１８０分の無圧熱
空気加硫を行った。なお短繊維混入ゴムはその繊維配列
方向が円柱または円筒体の中心軸に対して直角となる様
にした。これらの実施例から、短繊維はその材質や長
さ、そして配合量に関与するものの、基本的には未加硫
状態での伸張応力が、その形状に必要な応力を有してい
ることと加硫状態でもその伸張応力が残存していること
が必要であることを如実に示している。
【００１４】図３及び図４は円筒体での実施態様であ
る。 変形前外径Ｄ0 ： ８０ｍｍ 変形前長さＬ0 ：１５０ｍｍ 圧縮後内径Ｄ1 ： ７０ｍｍ 圧縮後長さＬ1 ：１１０ｍｍ 圧縮後半径Ｒ ： ６０ｍｍ この成型体は未加硫時は円筒状とし、円筒体内部の円筒
状加硫ゴムを圧縮することで内部空洞型球型に変形させ
たもので実施例１〜７と同じ配合で実施した所同様な結
果を得た。
る。 変形前外径Ｄ0 ： ８０ｍｍ 変形前長さＬ0 ：１５０ｍｍ 圧縮後内径Ｄ1 ： ７０ｍｍ 圧縮後長さＬ1 ：１１０ｍｍ 圧縮後半径Ｒ ： ６０ｍｍ この成型体は未加硫時は円筒状とし、円筒体内部の円筒
状加硫ゴムを圧縮することで内部空洞型球型に変形させ
たもので実施例１〜７と同じ配合で実施した所同様な結
果を得た。
【００１５】図５は複合体の部分断面図である。説明を
容易にするために寸法を例示したがこれに限定されるも
のでないことは言うをまたない。 内面ゴム ３ｔ 補強コード ２×１ｔ 中間ゴム ３ｔ 外面ゴム ３ｔ 鋼製リング 鋼製フランジ Ｄ0 ＝１００ｍｍ Ｌ0 ＝２００ｍｍ Ｒ ＝７０ｍｍ 図５における実施例は内面ゴム１は基本配合Ａを用い厚
み３ｍｍ、補強コード２はポリエステルスダレコードを
基本配合Ａでトッピング処理（繊維へのゴム処理）した
ものでトッピング後のゴム厚み１．０ｍｍ、該トッピン
グ処理ゴムを製品の軸方向に対し５０°の角度をもって
１層貼付け、その反対角度（相反角度）で更に１層貼付
け、該スダレコードを両端の鋼製リングを介して折り返
す。球状部に拡大するべき中央部には中間ゴム３、最外
層には外面ゴム４を配し、円筒状に形成したものを球状
に拡大し、表１の実施例と同様の無圧熱空気加硫（１
法）と１５０℃×１８０分の直接蒸気加硫（２法）を比
較した。評価は２層積層間の接着力と気泡の有無につい
て行った。尚外面ゴムに用いた外面ゴムは実施例１と実
施例１ａ，実施例７と実施例７ａがそれぞれ対応するも
のである。表２に気泡の有無と接着力の結果を示す。
容易にするために寸法を例示したがこれに限定されるも
のでないことは言うをまたない。 内面ゴム ３ｔ 補強コード ２×１ｔ 中間ゴム ３ｔ 外面ゴム ３ｔ 鋼製リング 鋼製フランジ Ｄ0 ＝１００ｍｍ Ｌ0 ＝２００ｍｍ Ｒ ＝７０ｍｍ 図５における実施例は内面ゴム１は基本配合Ａを用い厚
み３ｍｍ、補強コード２はポリエステルスダレコードを
基本配合Ａでトッピング処理（繊維へのゴム処理）した
ものでトッピング後のゴム厚み１．０ｍｍ、該トッピン
グ処理ゴムを製品の軸方向に対し５０°の角度をもって
１層貼付け、その反対角度（相反角度）で更に１層貼付
け、該スダレコードを両端の鋼製リングを介して折り返
す。球状部に拡大するべき中央部には中間ゴム３、最外
層には外面ゴム４を配し、円筒状に形成したものを球状
に拡大し、表１の実施例と同様の無圧熱空気加硫（１
法）と１５０℃×１８０分の直接蒸気加硫（２法）を比
較した。評価は２層積層間の接着力と気泡の有無につい
て行った。尚外面ゴムに用いた外面ゴムは実施例１と実
施例１ａ，実施例７と実施例７ａがそれぞれ対応するも
のである。表２に気泡の有無と接着力の結果を示す。
【００１６】
【表２】
【００１７】尚気泡の有無は球状部構成材の内面ゴム
１，補強コード２，中間ゴム３及び外面ゴム４の全ての
部分の断面で評価した。加硫製品の軸方向切断面（４個
所）の目視観察によった。それから接着力は中間ゴム３
と外面ゴム４の間の剥離試験にて測定し、測定方法はＪ
ＩＳＫ６３０１による。この評価の結果気泡の発生有無
は無圧熱風加硫においては表１の実施例１〜７と同様の
結果を得た。直接蒸気加硫においては蒸気圧力の影響に
よりこの気泡発生が押さえられるが積層未加硫体間にお
いての残存気泡の除去が不完全である。この為層間接着
力という評価を行った結果、直接蒸気加硫においてもそ
の短繊維混入ゴムとの差異が明確になった。すなわち短
繊維を混入しないＡ配合においてはその接着力は僅かに
２ｋｇｆ／２．５４ｃｍしか有しない部分があり、これ
は未加硫ゴムの積層時に層間介在した微小気泡が除去さ
れていないことによる。短繊維混入量によるこれらの解
消度変動は数値に示すとおりであり、本発明の効果を如
実に示すものである。
１，補強コード２，中間ゴム３及び外面ゴム４の全ての
部分の断面で評価した。加硫製品の軸方向切断面（４個
所）の目視観察によった。それから接着力は中間ゴム３
と外面ゴム４の間の剥離試験にて測定し、測定方法はＪ
ＩＳＫ６３０１による。この評価の結果気泡の発生有無
は無圧熱風加硫においては表１の実施例１〜７と同様の
結果を得た。直接蒸気加硫においては蒸気圧力の影響に
よりこの気泡発生が押さえられるが積層未加硫体間にお
いての残存気泡の除去が不完全である。この為層間接着
力という評価を行った結果、直接蒸気加硫においてもそ
の短繊維混入ゴムとの差異が明確になった。すなわち短
繊維を混入しないＡ配合においてはその接着力は僅かに
２ｋｇｆ／２．５４ｃｍしか有しない部分があり、これ
は未加硫ゴムの積層時に層間介在した微小気泡が除去さ
れていないことによる。短繊維混入量によるこれらの解
消度変動は数値に示すとおりであり、本発明の効果を如
実に示すものである。
【００１８】図６は図５と同一材料を用いて球状部を２
個所設けたものの概略部分断面図であるが、図５（表
２）と同一方法で評価を行ったところ表２と同じ結果を
得た。
個所設けたものの概略部分断面図であるが、図５（表
２）と同一方法で評価を行ったところ表２と同じ結果を
得た。
【００１９】
【作用】複数の未加硫ゴム材料積層ゴム製品において
は、単純な構造体を積層成型することは、極めて基本的
な方法であり、それに所定の変形歪みを与えて加硫する
ことにより所要の形状を得ること、そしてそのときに金
型を用いなくても十分なゴム強度や積層材料間の接着
力、接合力をもたしめるため、未加硫状態において変形
応力が大きくなるように未加硫ゴム中に短繊維を混入し
たことである。変形力が与えられるとまずゴム中に混入
された短繊維間に大きな剪断力と引張力が与えられ、大
きな応力が発生し、その応力により、内部に締付力が作
用し、十分な加硫圧力が得られるものである。
は、単純な構造体を積層成型することは、極めて基本的
な方法であり、それに所定の変形歪みを与えて加硫する
ことにより所要の形状を得ること、そしてそのときに金
型を用いなくても十分なゴム強度や積層材料間の接着
力、接合力をもたしめるため、未加硫状態において変形
応力が大きくなるように未加硫ゴム中に短繊維を混入し
たことである。変形力が与えられるとまずゴム中に混入
された短繊維間に大きな剪断力と引張力が与えられ、大
きな応力が発生し、その応力により、内部に締付力が作
用し、十分な加硫圧力が得られるものである。
【００２０】
【発明の効果】本発明による方法を用いることによって
各種球状体ゴム製品を製造する金型を主体とする設備投
資が大巾に減少する。特に球面形状の製造金型は少くと
も２つ割りの金型であることが必要で、その球面の曲線
部において２つ割りの接合部を有する必要があり、金型
製作精度が極めて高精度であることが要求され、特殊な
専門技術を必要とするものであった。当然その費用も極
めて高価なもので製作に多くの日数を必要とするもので
ある。しかもゴム製品の製作工程ではその割り面を正確
に嵌合する複雑な作業が必要であり、金型嵌入と取り出
しという工程が必要である。又その割り面にはゴムの流
入がさけられず、バリというハミ出しゴムが生じ、それ
を切除する作業が必要である。又金型にゴムを嵌入又は
圧入するとき、ゴムと金型間のエアーを逃がすためベン
トホールという小孔を設けるがこのベントホール内に流
入したゴムも取り除く必要がある。本発明では製造に必
要な設備投資が大巾に減少するばかりでなく、製品を製
造する工数，工程も大きく削減されることになり、結果
として極めて安価な製品を提供できることになる。特に
複雑な異種材料積層体である実施例３及び４では設備投
資が１／３になり、その生産工程の削減で製造工数が２
／３となるので実質的にコストが５０％程度の製品が提
供できることとなる。しかも気泡の発生のない、且つ各
層において十分なる接着強度をもつ品質的にも極めて優
れたものがえられる効果がある。
各種球状体ゴム製品を製造する金型を主体とする設備投
資が大巾に減少する。特に球面形状の製造金型は少くと
も２つ割りの金型であることが必要で、その球面の曲線
部において２つ割りの接合部を有する必要があり、金型
製作精度が極めて高精度であることが要求され、特殊な
専門技術を必要とするものであった。当然その費用も極
めて高価なもので製作に多くの日数を必要とするもので
ある。しかもゴム製品の製作工程ではその割り面を正確
に嵌合する複雑な作業が必要であり、金型嵌入と取り出
しという工程が必要である。又その割り面にはゴムの流
入がさけられず、バリというハミ出しゴムが生じ、それ
を切除する作業が必要である。又金型にゴムを嵌入又は
圧入するとき、ゴムと金型間のエアーを逃がすためベン
トホールという小孔を設けるがこのベントホール内に流
入したゴムも取り除く必要がある。本発明では製造に必
要な設備投資が大巾に減少するばかりでなく、製品を製
造する工数，工程も大きく削減されることになり、結果
として極めて安価な製品を提供できることになる。特に
複雑な異種材料積層体である実施例３及び４では設備投
資が１／３になり、その生産工程の削減で製造工数が２
／３となるので実質的にコストが５０％程度の製品が提
供できることとなる。しかも気泡の発生のない、且つ各
層において十分なる接着強度をもつ品質的にも極めて優
れたものがえられる効果がある。
【図１】本発明の柱状体の短繊維入りの未加硫ゴムの斜
視図。
視図。
【図２】本発明の柱状体の変形圧縮加硫後の斜視図。
【図３】本発明の円筒体の短繊維入り未加硫ゴムの斜視
図。
図。
【図４】本発明の円筒体を圧縮して球型内部空洞型に加
硫した斜視図。
硫した斜視図。
【図５】本発明の複合体の部分概略断面図である。
【図６】本発明の複合体の球状部を２個所設けた部分概
略断面図である。
略断面図である。
１ 内面ゴム
２ 補強コード
３ 中間ゴム
４ 外面ゴム
５ 鋼製リング
６ 鋼製フランジ
７ 中央部補強
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｂ２９Ｋ 105:24 Ｃ０８Ｌ 21:00
Ｃ０８Ｌ 21:00 Ｂ２９Ｃ 67/14 Ｇ
(56)参考文献 特開 平５−278150（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−237848（ＪＰ，Ａ)
特開 平３−42235（ＪＰ，Ａ)
特開 昭50−161578（ＪＰ，Ａ)
実開 昭62−15929（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
B29C 70/00 - 70/88
B29C 35/02
C08J 5/04
Claims (2)
- 【請求項１】 円筒状，柱状，球状又は円筒と球状体と
の組み合せからなる未加硫ゴム成型体において、該未加
硫ゴム成型体の全部又は少くとも最外層部に短繊維を混
合させ該成型体に１０〜１００％の変形歪率を与えて所
定の形状の未加硫品を金型を用いずに加熱加硫すること
を特徴とする加硫ゴム成型体の製造方法。 - 【請求項２】 短繊維混入ゴムは未加硫状態にて未混入
ゴムに比較して３０〜１２０％変形歪率時に伸張応力が
３〜５倍であり、加硫状態において２〜３倍以上となる
様に短繊維の種類，材質，長さ，混入量及び方向性を設
定したことを特徴とする請求項１記載の加硫ゴム成型体
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02135793A JP3368929B2 (ja) | 1993-02-09 | 1993-02-09 | 加硫ゴム成型体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP02135793A JP3368929B2 (ja) | 1993-02-09 | 1993-02-09 | 加硫ゴム成型体の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06234169A JPH06234169A (ja) | 1994-08-23 |
| JP3368929B2 true JP3368929B2 (ja) | 2003-01-20 |
Family
ID=12052845
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP02135793A Expired - Fee Related JP3368929B2 (ja) | 1993-02-09 | 1993-02-09 | 加硫ゴム成型体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3368929B2 (ja) |
-
1993
- 1993-02-09 JP JP02135793A patent/JP3368929B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06234169A (ja) | 1994-08-23 |
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