JP3893130B2 - Rubber material stress measuring device - Google Patents

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この発明は、ゴム材料の、ブローポイントを特別の専用装置を用いることなく、しかも少ないサンプルボリュームによって、簡易迅速に、かつ正確に特定することができるゴム材料の応力測定装置に関するものである。   The present invention relates to an apparatus for measuring a stress of a rubber material, which can easily and quickly specify a blow point of a rubber material with a small sample volume without using a special dedicated device.

ここでブローポイントとは、ゴム材料を加圧下で加硫する場合において、加硫を終了するために非加圧状態にした時点で、ゴム材料の内部に、加硫過程で発生する泡が存在しなくなるのに必要な最低限の加硫度、つまり限界加硫度を意味する。
また加硫度は、実験的には、アレニウムの式に従って

Figure 0003893130

として表わされる反応状態を示す尺度であり、加硫温度(T) と加硫時間(t) との関数となる。 Here, the blow point means that when a rubber material is vulcanized under pressure, bubbles generated during the vulcanization process exist inside the rubber material when it is brought into a non-pressurized state to complete the vulcanization. This means the minimum degree of vulcanization necessary to prevent the failure, that is, the critical degree of vulcanization.
The degree of vulcanization is experimentally determined according to the Allenium equation.
Figure 0003893130

As a function of vulcanization temperature (T) and vulcanization time (t).

ゴム材料を加圧下で加硫するに際し、ゴム材料のとくに中心部が一定加硫度に達しないまま、その加圧加硫を終了したときは、加硫後のそのゴム材料の中心部が発泡(ブローン)状態となることから、通常は、ゴム材料内でのそのような泡の存在を完全に防止すべく加硫度を決定している。
従って、加硫時間を十分短かくし、しかも泡が全く存在しない製品を製造するための適正加硫度の決定には、ゴム材料のブローポイントを特定することが極めて重要となる。
When vulcanizing a rubber material under pressure, especially when the pressure vulcanization is completed without the central portion of the rubber material reaching a certain degree of vulcanization, the central portion of the rubber material after vulcanization is foamed. Usually, the degree of vulcanization is determined in order to completely prevent the presence of such bubbles in the rubber material.
Therefore, it is extremely important to specify the blow point of the rubber material in order to determine the appropriate degree of vulcanization for producing a product having a sufficiently short vulcanization time and no bubbles.

ところで、このブローポイントは、ゴム配合物の組成、練り方式、練り条件等によって大きく相違するので、ゴム材料の品質管理、ゴム組成物の開発等を行うに際しては、ブローポイントの特定作業を極めて頻繁に行うことが必要になるとともに、ブローポイントを、容易かつ迅速に、高い精度で特定することが必要になる。   By the way, this blow point differs greatly depending on the composition, kneading method, kneading conditions, etc. of the rubber compound. Therefore, when performing quality control of rubber materials, development of rubber composition, etc., the blow point identification work is very frequently performed. In addition, it is necessary to specify the blow point easily and quickly with high accuracy.

そこで出願人は、先に、特開昭62−11163 号(特公平7−18870 号)として、ブローポイント測定装置を提案した。
これは、一端から他端に向って深さが変化し、サンプルゴムを充足収容するキャビティ及びこのキャビティの深さが変化する方向に間隔をおいて位置し、前記キャビティと連通する複数個の貫通孔を有する加硫金型と、キャビティの深さ方向から加硫金型を加熱する加熱源と、前記貫通孔内を出入りして、キャビティ内のサンプルゴムの各部温度を測定する複数本の温度センサとを具え、サンプルゴムのブローポイントの特定のため、キャビティ深さが変化する方向でのサンプルゴム内部の加硫度分布の算出を可能としたものである。
Therefore, the applicant previously proposed a blow point measuring device as Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-11163 (Japanese Patent Publication No. 7-18870).
The depth varies from one end to the other, and a plurality of penetrating holes are located in the cavity in which the sample rubber is satisfactorily accommodated and spaced apart in the direction in which the depth of the cavity changes. A vulcanizing mold having holes, a heating source for heating the vulcanizing mold from the depth direction of the cavity, and a plurality of temperatures for measuring the temperature of each part of the sample rubber in and out of the through hole It is possible to calculate the vulcanization degree distribution inside the sample rubber in the direction in which the cavity depth changes in order to specify the blow point of the sample rubber.

このような装置を用いたブローポイントの特定は、キャビティ内でサンプルゴムを加硫するとともに、加硫中のサンプルゴムの内部温度を複数個所で経時的に測定し、その測定結果から、サンプルゴムの各個所の加硫度を算出し、そして、算出された加硫度が所定の状態に達したときに加硫を終了してサンプルゴムをキャビティから取出し、しかる後、そのサンプルを、厚さが変化する方向に切断するとともに、サンプル内部での泡の存在状態をその厚さの変化方向に目視で観察して、加硫が、泡が全く残存しない程度にまで進行している部分の加硫度を求めることにより行われている。
特開昭62−11163号公報
The blow point using such a device is identified by vulcanizing the sample rubber in the cavity and measuring the internal temperature of the sample rubber during vulcanization over time at a plurality of locations. When the calculated degree of vulcanization reaches a predetermined state, the vulcanization is terminated and the sample rubber is taken out of the cavity. In addition to cutting in the direction in which the bubbles change, the presence of bubbles inside the sample is visually observed in the direction in which the thickness changes, and the portion where the vulcanization has progressed to the extent that no bubbles remain is added. This is done by determining the degree of sulfur.
JP-A-62-11163

これがため、かかる従来技術にあっては、ブローポイントを求めるためだけの専用装置が不可欠であるという設備上の問題があり、またそこでは、サンプルの内部での泡の存在の有無を、そのサンプルゴムの、キャビティから取出し後の切断および目視観察によって検査していることから、ブローポイントの特定に要する時間が長くなる他、ブローポイントの特定精度が低くなり、しかも、サンプルゴムの厚さを、その一端から他端に向けて漸次もしくは段階的に変化させて、その最大厚さと最小厚さとの差を所定の範囲とするとともに、平均厚さをもまた所定の範囲とする必要から、サンプルゴムの体積が必然的に大きくなるという不都合もあった。   For this reason, in such a prior art, there is an equipment problem that a dedicated device only for obtaining the blow point is indispensable, and there is also the presence or absence of bubbles in the sample. Since the rubber is inspected by cutting and visual observation after taking out from the cavity, the time required to specify the blow point is lengthened, the accuracy of specifying the blow point is lowered, and the thickness of the sample rubber is Since the difference between the maximum thickness and the minimum thickness is changed within a predetermined range by changing gradually or stepwise from one end to the other end, the sample rubber needs to be set within the predetermined range. There was also the inconvenience that the volume of inevitably increased.

この発明は、従来技術の抱えるこのような問題点を解決することを課題として検討した結果なされたものであり、その目的とするところは、ゴム材料の、ムーニー粘度測定装置、レオメータ等の既存の各種応力測定装置に適用して、ブローポイントを短時間のうちに正確に特定することができ、しかも、サンプルゴムの体積を十分小さくすることができる、ゴム材料の応力測定装置を提供するにある。   The present invention has been made as a result of studying as a subject to solve such problems of the prior art, and the object of the present invention is to use existing materials such as a Mooney viscosity measuring device and a rheometer for rubber materials. The present invention provides a stress measuring device for a rubber material, which can be applied to various stress measuring devices to accurately specify a blow point in a short time, and which can sufficiently reduce the volume of a sample rubber. .

この発明は、一定容積のキャビティ内に加圧下で封入したサンプルゴムを加硫するに際し、そのサンプルゴムの加硫の進行に伴って、それの圧縮応力が経時的に変化することの他、圧縮応力曲線が特定の状態に至ったときには、サンプルゴム内の気泡が消失等していることを、各種の実験に基づいて新たに見い出したことによりなされたものであり、
対をなすダイにて画成される一定容積のキャビティ内に加圧下で封入したサンプルゴムを加硫するとともに、加硫中のサンプルゴムの圧縮応力を経時的に測定して、圧縮応力曲線が最初の極小値を経て、それに続く極大値に達したときの加硫度を、前述したアレニウスの式と、実測加硫温度および加硫時間とに基づいて算出してブローポイントを特定するに用いるものであって、この発明に係る、ゴム材料の応力の測定装置は、サンプルゴムを加圧下で封入する一定容積のキャビティを画成するとともに、キャビティ内のサンプルゴムを加熱する一対のダイを設けいずれか一方のダイに関連させて、サンプルゴムの圧縮応力測定手段およびサンプルゴムの温度測定手段のそれぞれを設けたものである。
ここで好ましくは、圧縮応力測定手段の検知部を、いずれか一方のダイの、キャビティの画成に寄与する圧力センサにより構成する。
In the present invention, when a sample rubber sealed under pressure in a cavity having a constant volume is vulcanized, the compression stress of the sample rubber changes with time as the vulcanization of the sample rubber proceeds. When the stress curve reaches a specific state, the bubbles in the sample rubber have disappeared, etc., based on various new experiments,
A sample rubber sealed under pressure in a fixed volume cavity defined by a pair of dies is vulcanized, and the compression stress curve of the sample rubber during vulcanization is measured over time. It is used to specify the blow point by calculating the degree of vulcanization when it reaches the maximum value following the first minimum value based on the above-mentioned Arrhenius equation, measured vulcanization temperature and vulcanization time. An apparatus for measuring stress of a rubber material according to the present invention defines a cavity having a constant volume for enclosing sample rubber under pressure, and includes a pair of dies for heating the sample rubber in the cavity. , in relation to one of the die, it is provided with a respective compressive stress measuring means and sample rubber temperature measuring means of the sample rubber.
Here, preferably, the detection unit of the compressive stress measurement unit is configured by a pressure sensor that contributes to the cavity definition of one of the dies.

以上に述べたところから明らかなようにこの発明によれば、独立したブローポイント特定装置を設けることなしに、既存の応力測定装置を用いてブローポイントを特定することが可能となり、しかも、ゴム材料の少ないサンプル量にて、ブローポイントを短時間のうちに正確に特定することができる。
従って、この発明に係る装置にレオメータを用いる場合には、加硫度の測定と併せて、ブローポイントの特定を行うことができて、各種試験の自動化が可能になり、また、ブローポイントの特定精度を、レオメータによる加硫度の測定精度と同等にまで向上させることができる。
As apparent from the above description, according to the present invention, it is possible to specify a blow point using an existing stress measuring device without providing an independent blow point specifying device, and it is possible to specify a rubber material. The blow point can be accurately identified in a short time with a small sample amount.
Therefore, when a rheometer is used in the apparatus according to the present invention, it is possible to specify a blow point in combination with measurement of the degree of vulcanization, and it is possible to automate various tests. The accuracy can be improved to the same level as the measurement accuracy of the degree of vulcanization with a rheometer.

対をなすダイにて画成される一定容積のキャビティ内に加圧下で封入したサンプルゴムを、それぞれのダイの加熱によって加硫させる場合は、その加硫の開始初期に、サンプルゴム中の配合剤や水分のガス化が生じ、そして発生したガスのガス圧力が、温度の上昇に伴って次第に上昇することに起因して、サンプルを非加圧状態にするとサンプルゴムの内部に発泡現象が現われる。ところで、それらの泡は、加硫がさらに進行して架橋密度が大きくなると、その架橋反応によって徐々に抑え込まれ、ついには、目視にては検知できないほどに縮小し、または消失する。   When sample rubber sealed under pressure in a fixed volume cavity defined by a pair of dies is vulcanized by heating each die, compounding in the sample rubber is performed at the beginning of the vulcanization. Due to the gasification of the agent and moisture, and the gas pressure of the generated gas gradually increases with the temperature rise, a foaming phenomenon appears inside the sample rubber when the sample is brought into a non-pressurized state. . By the way, when the vulcanization further progresses and the crosslinking density increases, these bubbles are gradually suppressed by the crosslinking reaction, and finally shrink or disappear so that they cannot be visually detected.

このように、サンプルゴム内でのガスの発生、膨張、消失等は、加硫による架橋反応の進行と密接な関連を有することから、加硫の進行に伴う、それらのそれぞれの現象を、サンプルゴムに直接的に手を加えることなしに、定量的に、かつ正確に検出することができれば、それぞれの加硫度の加硫済みサンプルゴムを切断し、それらの各々につき、内部での泡の存在の有無を目視観察するまでもなく、ブローポイントを、高い精度をもって迅速に特定することが可能となる。   As described above, the generation, expansion, disappearance, etc. of gas in the sample rubber are closely related to the progress of the crosslinking reaction by vulcanization. If it can be detected quantitatively and accurately without direct modification to the rubber, the vulcanized sample rubber of each degree of vulcanization will be cut, and for each of them the internal foam The blow point can be quickly identified with high accuracy without visually observing the presence or absence.

そこで発明者は、各種の実験を行って、サンプルゴム内でのガスの発生、膨張、消失等の状況のそれぞれについては、一定容積のキャビティ内でのサンプルゴムの圧縮応力の変化を測定することによって、定量的に検出できることを見い出し、また、その圧縮応力の経時的変化と加硫度との相対関係を求めるとともに、圧縮応力の変化に伴う、加硫済みサンプルゴム内での泡の存在状況の変化についての多くの実験を行い、加硫済みサンプルゴム内の泡は、図1に曲線Aで示す圧縮応力曲線において、その圧縮応力が最初の極小値を過ぎて、その次に現われる極大値まで変化したときに実質的に消失等することを確認した。   Therefore, the inventor must perform various experiments to measure the change in compressive stress of the sample rubber in a constant volume cavity for each of the conditions such as gas generation, expansion, and disappearance in the sample rubber. Quantitative detection is possible, and the relative relationship between the change in compression stress over time and the degree of vulcanization is determined, and the presence of bubbles in the vulcanized sample rubber as the compression stress changes In the compressive stress curve shown by curve A in FIG. 1, the foam in the vulcanized sample rubber has a maximum value that appears after the first minimum value after the first minimum value. It was confirmed that it disappeared substantially when it changed.

このことが現象論的にも問題がないことは、前記極大値の直前まで加硫したサンプルゴムおよび、極大値の直後まで加硫したサンプルゴムのそれぞれについて内部気泡の存在状態を詳細に、かつ入念に観察することによって検証した。
いいかえれば、極大値の直前まで加硫したサンプルゴムでは、詳細な観察の結果として、わずかではあるが、泡の存在が認められたのに対し、極大値およびその直後まで加硫したサンプルゴムでは、泡の存在が全く認められなかった。
なお図1に示すところにおいて、曲線Aはキャビティ内サンプルゴムの圧縮応力の、時間に対する変化を、曲線Bはそのサンプルゴムの加硫度の変化を、そして曲線Cは、サンプルゴムの捩り振動変形に対する伝達トルクをそれぞれ示す。
The fact that there is no phenomenological problem is that the presence of internal bubbles in each of the sample rubber vulcanized to just before the maximum value and the sample rubber vulcanized to just after the maximum value, and It was verified by careful observation.
In other words, in the sample rubber vulcanized until just before the maximum value, as a result of detailed observation, a small amount of foam was observed, whereas in the sample rubber vulcanized up to the maximum value and just after that, The presence of bubbles was not observed at all.
In FIG. 1, curve A shows the change in compression stress of the sample rubber in the cavity with respect to time, curve B shows the change in the degree of vulcanization of the sample rubber, and curve C shows the torsional vibration deformation of the sample rubber. The transmission torque with respect to is shown, respectively.

以上のことに基づき、ここでは、たとえば上下に対をなすダイにて画成される一定容積のキャビティ内に、サンプルゴムを加圧下で封入するとともに、そのサンプルゴムを、対をなすそれぞれのダイの加熱に基づいて加硫させる一方、加硫中のサンプルゴムの圧縮応力を経時的に測定することとする。   Based on the above, here, for example, sample rubber is sealed under pressure in a fixed volume cavity defined by a pair of upper and lower dies, and the sample rubber is paired with each pair of dies. While the vulcanization is performed based on the heating, the compression stress of the sample rubber during vulcanization is measured over time.

なおこの加硫中には、前記〔数1〕に基づく加硫度の算出をもまた経時的に行うべく、サンプルゴムの中央部分の加硫温度(T) および加硫時間(t) の測定も併せて行う。   During this vulcanization, measurement of the vulcanization temperature (T) and vulcanization time (t) of the central part of the sample rubber is also performed so that the vulcanization degree based on the above [Equation 1] can also be calculated over time. Also do it.

ここにおいて、圧縮応力は、傾向的に、図1に曲線Aで示すように変化し、また加硫度は、これも傾向的に、図1に曲線Bで示すように変化することになるところ、前述した発明者の新たな知見によれば、圧縮応力曲線が、最初の極小値を経て、その次に現われる極大値である、図中の点Dに達したときには、その加硫度の下にてサンプルゴム中の泡が実質的に消失等することになるので、ここでは、圧縮応力が上記極大値に達したことを検知したときの加硫度を前記〔数1〕に基づいて算出て、その加硫度をブローポイントとする。   Here, the compressive stress tends to change as shown by curve A in FIG. 1, and the degree of vulcanization also tends to change as shown by curve B in FIG. According to the inventor's new knowledge described above, when the compressive stress curve reaches the point D in the figure, which is the maximum value that appears after the first minimum value, the degree of vulcanization is reduced. In this case, the foam in the sample rubber is substantially lost, so here, the degree of vulcanization when the compression stress is detected to reach the maximum value is calculated based on the above [Equation 1]. The degree of vulcanization is taken as the blow point.

このようにしてブローポイントを特定する場合には、ダイその他のキャビティ区画手段を具える既存の応力測定装置、たとえば、ムーニー粘度測定装置、レオメータ等にサンプルゴムの圧縮応力測定手段を設けることで、独立したブローポイント特定装置を設備する必要なしに、ブローポイントを求めることができ、また、加硫後のサンプルゴムを切断したり、そのサンプルゴム中の泡の存在状況を目視観察したすることを一切不要として、短時間のうちに、正確にブローポイントを特定することができる。   In this way, when specifying the blow point, by providing a sample rubber compressive stress measuring means in an existing stress measuring device having a die or other cavity partitioning means, for example, a Mooney viscosity measuring device, a rheometer, Without the need to install an independent blow point identification device, the blow point can be obtained, and the sample rubber after vulcanization is cut and the presence of bubbles in the sample rubber is visually observed. The blow point can be accurately identified in a short time as no need at all.

しかもここでは、小重量の均一厚みのサンプルゴムに加硫を施すことでブローポイントを特定することができるので、一のサンプルゴム中で加硫状況を漸次もしくは段階的に変化させるべく、一端から他端に向けてサンプルゴムの厚さを変化させる従来技術に比して、ゴムの使用量を大きく低減させることができる。   Moreover, since the blow point can be specified by vulcanizing a small weight sample rubber of uniform thickness, from one end to change the vulcanization status gradually or stepwise in one sample rubber. Compared with the prior art that changes the thickness of the sample rubber toward the other end, the amount of rubber used can be greatly reduced.

図2は、以上に述べたようにしてブローポイントを特定するに当って用いることができる、この発明にかかるゴム材料の応力測定装置の一の実施形態を示す要部縦断面図であり、図中1は上部ダイを、2は下部ダイをそれぞれ示す。
ここで、上部ダイ1は、ダイホルダ3に取付けたリング状固定部材4と、このリング状固定部材4の中央部にシール材を介して配置した上部ダイ本体5とを主要構成部とし、この上部ダイ本体5は、装置をムーニー粘度測定装置としても用いる場合は一方向に回転駆動できるものとし、レオメータとしても用いる場合は往復方向に回動駆動できるものとする。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of an essential part showing an embodiment of a stress measuring apparatus for a rubber material according to the present invention, which can be used for specifying a blow point as described above. Middle 1 indicates the upper die and 2 indicates the lower die.
Here, the upper die 1 includes a ring-shaped fixing member 4 attached to the die holder 3 and an upper die body 5 disposed at the center of the ring-shaped fixing member 4 via a sealant as main components. The die body 5 can be driven to rotate in one direction when the device is also used as a Mooney viscosity measuring device, and can be driven to rotate in a reciprocating direction when used as a rheometer.

また下部ダイ2は、ダイホルダ6に取付けたリング状固定部材7と、このリング状固定部材7の中央部にシール材を介して配置した下部ダイ本体8とを主要構成部とする。ここで、下部ダイ本体8は、装置をムーニー粘度測定装置またはレオメータとしても用いる場合は応力検出部としても機能する。   The lower die 2 includes a ring-shaped fixing member 7 attached to the die holder 6 and a lower die main body 8 disposed at the center of the ring-shaped fixing member 7 via a sealing material as main components. Here, the lower die body 8 also functions as a stress detector when the device is used as a Mooney viscosity measuring device or a rheometer.

図に示すところでは、下部ダイ本体8にかかる機能をも発揮させるべく、ダイホルダ6を、剛性フレーム9に強固に固定した状態の下で、下部ダイ本体8に断熱材10を介して連結した軸部材11の下端部にトルクアーム12の一端部を締付け固定するとともに、水平に延びるそのトルクアーム12の他端部を、ダイホルダ6にブラケット13によって連結されて水平面内に位置し、上下方向には変形するも、捩りトルクに対しては変形しない支持板14に、他のブラケト15を介して連結し、そして、そのトルクアーム12の中間部にトルクセンサ16を配設する。   As shown in the figure, a shaft connected to the lower die body 8 via a heat insulating material 10 under a state in which the die holder 6 is firmly fixed to the rigid frame 9 in order to exert the function applied to the lower die body 8. One end portion of the torque arm 12 is fastened and fixed to the lower end portion of the member 11, and the other end portion of the torque arm 12 extending horizontally is connected to the die holder 6 by the bracket 13 and is positioned in the horizontal plane. A support plate 14 that is deformed but not deformed with respect to torsional torque is connected via another bracket 15, and a torque sensor 16 is disposed in the middle of the torque arm 12.

このことによれば、上下の両ダイ1,2間に画成される一定容積のキャビティ17内に加圧下で封じ込められたサンプルゴム18に対し、たとえば、上下の両ダイ1,2の加熱状態で、上部ダイ本体5によって、回転もしくは往復回動トルクを加えた場合に、そのサンプルゴム18の物性に応じたトルクが、下部ダイ本体8および軸部材11を経てトルクアーム12に伝達され、そこで、トルクセンサ16によって検出されることになる。   According to this, for example, the heating state of the upper and lower dies 1 and 2 with respect to the sample rubber 18 enclosed under pressure in the cavity 17 having a constant volume defined between the upper and lower dies 1 and 2. Then, when rotation or reciprocating torque is applied by the upper die body 5, torque corresponding to the physical properties of the sample rubber 18 is transmitted to the torque arm 12 through the lower die body 8 and the shaft member 11, where This is detected by the torque sensor 16.

なおこの場合において、下部ダイ本体8、ひいては、軸部材11が上下方向の変位を受けることがあっても、その変位は、支持板14の変形によって吸収されるので、その上下方向変位がトルクの検出に影響を及ぼすことはない。   In this case, even if the lower die body 8, and thus the shaft member 11, may be displaced in the vertical direction, the displacement is absorbed by the deformation of the support plate 14. Does not affect detection.

上下のダイ1,2のこのような構成の下で、ここでは、キャビティ17内に加圧下で封入したサンプルゴム18を、上下のそれぞれのダイ1,2に埋込み配置したヒータ19, 20によって加熱して加硫する場合の、そのサンプルゴム18の圧縮応力の変化を測定すべく、いずれか一方のダイ本体、図では下部ダイ本体8の、キャビティ17の画成に寄与する平坦面内に先端面を有する圧力センサー21をその下部ダイ本体8内に配設し、この圧力センサ21を、剛性フレーム9に連結されて、軸部材11および断熱材10に貫通するバックアップロッド22によって剛固に支持する。   Under such a configuration of the upper and lower dies 1 and 2, here, the sample rubber 18 sealed under pressure in the cavity 17 is heated by heaters 19 and 20 embedded in the upper and lower dies 1 and 2, respectively. In order to measure the change in compressive stress of the sample rubber 18 when vulcanized, the tip of one die body, in the figure, the lower die body 8 is placed in a flat surface that contributes to the definition of the cavity 17. A pressure sensor 21 having a surface is disposed in the lower die body 8, and this pressure sensor 21 is connected to the rigid frame 9 and is rigidly supported by a backup rod 22 penetrating the shaft member 11 and the heat insulating material 10. To do.

ここにおける圧力センサ21はたとえば、内径が3〜6mmで、深さが10mm程度の筒体内に水銀を充填するとともにその筒体の開口を0.1mm 前後の厚さのSUS材シートで封止したものを用いることきができ、かかる圧力センサ21によれば、水銀圧力がバックアップロッド22の剛固な支持の下で、キャビティ内のサンプルゴム18の内圧に対応して直接的に変化するので、その水銀圧力を、水銀溜り下に設けられた導管を介して、その下に取付けられたロードセルに作用させて電気的に変換することで、サンプルゴム内圧、ひいては、それの圧縮応力を高い精度で求めることができる。   The pressure sensor 21 here is, for example, a cylinder having an inner diameter of 3 to 6 mm and a depth of about 10 mm filled with mercury and the opening of the cylinder is sealed with a SUS material sheet having a thickness of about 0.1 mm. According to such a pressure sensor 21, the mercury pressure changes directly in response to the internal pressure of the sample rubber 18 in the cavity under the rigid support of the backup rod 22. Mercury pressure is converted to electrical pressure by acting on the load cell attached under the mercury reservoir and electrically converted, thereby obtaining the sample rubber internal pressure, and hence its compressive stress, with high accuracy. be able to.

従って、この圧力センサ21をもって、加硫中のサンプルゴム18の圧縮応力を経時的に測定することにより、図1に曲線Aで示すような圧縮応力曲線を十分正確に求めることができ、その圧縮応力曲線が、極大値Dに達したときの加硫度を算出することで、ブローポイントを、簡易迅速に、かつ高い精度で特定することができる。   Therefore, by measuring the compressive stress of the sample rubber 18 during vulcanization with the pressure sensor 21, the compressive stress curve as shown by the curve A in FIG. 1 can be obtained sufficiently accurately. By calculating the degree of vulcanization when the stress curve reaches the maximum value D, the blow point can be specified easily and quickly with high accuracy.

なお、図に示すところからは明らかではないが、上下のダイ1,2のいずれか一方には、加硫度の算出に必須となる加硫温度(T) の検知のための温度センサ、好ましくは、サンプルゴム18の内部温度を検知する温度センサを設けることはもちろんである。   Although not clearly shown in the figure, either one of the upper and lower dies 1 and 2 is provided with a temperature sensor for detecting the vulcanization temperature (T), which is essential for calculating the vulcanization degree, preferably Of course, a temperature sensor for detecting the internal temperature of the sample rubber 18 is provided.

ところで、ここにおける圧力センサとしては、ダイヤフラムを用いることもでき、そのダイヤフラムの変形力をロードセルにて検出することによって、サンプルゴムの圧縮応力を求めることも可能である。   By the way, a diaphragm can also be used as a pressure sensor here, and it is also possible to obtain | require the compressive stress of sample rubber by detecting the deformation force of the diaphragm with a load cell.

図2は測定装置の他の実施形態を示す図であり、これは、軸部材11をラジアル軸受け23, 24によって支持するとともに、その下端に、スラスト軸受25を介して、荷重計もしくはひずみ計とすることができる重量センサ26を配設したものである。ここで、重量センサ26の下端は剛性フレーム9によって剛固に支持される。   FIG. 2 is a view showing another embodiment of the measuring apparatus, which supports the shaft member 11 by radial bearings 23 and 24 and has a load meter or a strain gauge at its lower end via a thrust bearing 25. The weight sensor 26 that can be used is disposed. Here, the lower end of the weight sensor 26 is rigidly supported by the rigid frame 9.

かかる構成によれば、重量センサ26にて検出される重量が、キャビティ17内のサンプルゴム内圧、ひいては、サンプルゴム18の圧縮応力に応じて変化するので、それを求めることで、図1に示すような圧縮応力曲線を得ることができ、従って、この場合もまた、圧縮応力曲線が極大値Dに達したときの加硫度を算出することによって、ブローポイントを簡易迅速に、かつ十分正確に特定することができる。   According to such a configuration, the weight detected by the weight sensor 26 changes according to the internal pressure of the sample rubber in the cavity 17 and, consequently, the compressive stress of the sample rubber 18. Thus, in this case as well, by calculating the degree of vulcanization when the compressive stress curve reaches the maximum value D, the blow point can be determined quickly and sufficiently accurately. Can be identified.

圧縮応力、加硫度および伝達トルクの、時間に対する変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change with respect to time of a compressive stress, a vulcanization degree, and transmission torque. 発明装置の一の実施形態を示す、要部略線縦断面図である。It is a principal part general line longitudinal cross-sectional view which shows one Embodiment of invention apparatus. 他の実施形態を示す図2と同様の縦断面図である。It is the same longitudinal cross-sectional view as FIG. 2 which shows other embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

1 上部ダイ
2 下部ダイ
3,6 ダイホルダ
4,7 リング状固定部材
5 上部ダイ本体
8 下部ダイ本体
9 剛性フレーム
10 断熱材
11 軸部材
12 トルクアーム
16 トルクセンサ
17 キャビティ
18 サンプルゴム
19, 20 ヒータ
21 圧力センサ
22 バックアップロッド
23, 24 ラジアル軸受け
25 スラスト軸受け
26 重量センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Upper die 2 Lower die 3,6 Die holder 4,7 Ring-shaped fixing member 5 Upper die main body 8 Lower die main body 9 Rigid frame
10 Insulation
11 Shaft member
12 Torque arm
16 Torque sensor
17 cavity
18 Sample rubber
19, 20 Heater
21 Pressure sensor
22 Backup rod
23, 24 Radial bearing
25 Thrust bearing
26 Weight sensor

Claims (2)

サンプルゴムを加圧下で封入する一定容積のキャビティを画成するとともに、キャビティ内のサンプルゴムを加熱する一対のダイと、いずれか一方のダイに関連させて設けた、サンプルゴムの圧縮応力測定手段および、サンプルゴムの温度測定手段とを具えてなるゴム材料の応力測定装置。   A sample rubber compressing stress measurement means provided in association with one of a pair of dies that define a fixed volume cavity that encloses the sample rubber under pressure and heats the sample rubber in the cavity. And a rubber material stress measuring device comprising a sample rubber temperature measuring means. 前記圧縮応力測定手段の検知部を、いずれか一方のダイの、キャビティの画成に寄与する圧力センサにより構成してなる請求項1に記載のゴム材料の応力測定装置。 The rubber material stress measuring device according to claim 1, wherein the detecting portion of the compressive stress measuring means is constituted by a pressure sensor that contributes to defining a cavity of one of the dies.
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