JP4697032B2 - ゴムの気体透過性試験方法 - Google Patents

Description

本発明は、ゴムの気体透過性試験方法に関し、さらに詳しくは、加硫工程におけるゴムの未加硫状態から加硫状態に至るまでの間の気体透過性を把握できるようにしたゴムの気体透過性試験方法に関するものである。

ゴム製品を製造する際の加硫工程では、加硫金型の中で未加硫ゴムが加圧状態で加熱されて加硫ゴムとなる。例えば、コンベヤベルトの場合、未加硫のゴム部材により補強層を挟んで積層した未加硫の成形品を加硫するが、加硫後の製品の表面に膨れ等の故障が発生することがある。この故障は主に、ゴムの気体透過性が低いため、成形時に積層体内に巻き込んだ気体が加熱されて膨張し、或いは補強層やゴムに含まれる水分等が加熱されて生じた気体がゴムを透過して外部に流出できないことに起因するものである。大型のコンベヤベルト等では、このような不具合が生じると補修作業が大掛かりになるため、事前に使用するゴムの気体透過性を把握して、適切な種類のゴムを使用するなど、不具合を回避する必要がある。

しかしながら、従来のゴムの気体透過性試験方法は、加硫ゴムを評価対象にするものばかりであり（例えば、特許文献１参照）、加硫工程におけるゴムの未加硫状態から加硫状態に至る間の気体透過性を評価できるものではなかった。
特開２００３−２７９４６５号公報

本発明の目的は、加硫工程におけるゴムの未加硫状態から加硫状態に至るまでの間の気体透過性を把握できるようにしたゴムの気体透過性試験方法を提供することにある。

上記目的を達成するため本発明のゴムの気体透過性試験方法は、評価対象のゴムからなる２枚の未加硫のゴムシートの間に水分を含む補強層を密閉するように介挿して積層し、該積層して作製した未加硫の試験サンプルを加硫金型の中で加硫し、該加硫後の試験サンプルの表面または内部の状態に基づいて気体透過性を評価することを特徴とするものである。

本発明のゴムの気体透過性試験方法によれば、評価対象のゴムからなる２枚の未加硫のゴムシートの間に補強層を密閉するように介挿して積層した未加硫の試験サンプルを加硫金型の中で加硫することにより、補強層などに含まれる水分から生じた気体はゴムシートを透過しなければ外部に流出することができない。これにより加硫工程におけるゴムの気体透過性に応じて、試験サンプルの内部からゴムシートを膨張させるように作用する力に差異が生じるので、加硫後の試験サンプルの表面または内部の状態を観察することにより、ゴムの未加硫状態から加硫状態に至るまでの間の気体透過性を把握することが可能になる。

以下、本発明のゴムの気体透過性試験方法を図に示した実施形態に基づいて説明する。
図１、２に例示するような未加硫の試験サンプル１を作製する。この試験サンプル１は、評価対象となるゴムにより形成された２枚の未加硫のゴムシート２、２により補強層３を挟んだ構造となっている。互いのゴムシート２、２は、それぞれの周縁部で補強層３の四方を囲み、補強層３を密封するように積層されている。

この補強層３は例えば、種々の繊維からなる帆布等であり、基準として設定した仕様、例えば、このゴムシート２、２のゴムを用いる製品に主に使用する補強層と同じ仕様にする。それぞれのゴムシート２、２と補強層３との間には、接着ゴム４、４が介挿され、ゴムシート２、２と補強層３とを強固に接着するようにしている。接着ゴム４、４についても基準として設定した仕様、例えば、このゴムシート２、２のゴムを用いる製品に主に使用する接着ゴムと同じ仕様にする。この評価対象のゴムが接着性に優れ、製品に使用する際に補強層との間に接着ゴムを用いない場合は、試験サンプル１においても接着ゴム４、４を省略することもできる。

次いで、図３に例示するように、作製した未加硫の試験サンプル１を、加硫金型５の中に入れて所定時間、所定の加圧下で加熱して加硫する。この加硫条件は、この評価対象となるゴムを使用する製品の加硫条件に基づいて決定することが好ましい。加硫金型５は、図３に例示したものに限らず、例えば、四角形状の鉄製のフレーム体と、このフレーム体の上下を塞ぐ鉄板とにより構成して簡素にすることもできる。

次いで、図４に例示するように、加硫後の試験サンプル１を加硫金型５から取り出し、外観観察を行なう。この試験サンプル１では、補強層３がゴムシート２、２により密閉された状態にあるので、加硫工程において補強層３やゴムシート２、２に含まれる水分およびその他の蒸発成分が加熱されて発生した気体は、ゴムシート２、２を透過しなければ外部に流出できない。そのため、ゴムシート２、２の気体透過性が低ければゴムシート２、２には内部から膨張しようとする大きな力が作用し、ゴムシート２、２の気体透過性が高ければ、作用する力が小さくなる。

そのため、ゴムシート２、２を形成するゴムの加硫工程における気体透過性の違いに応じて、加硫後の試験サンプル１の表面に生じる膨れの数や大きさに差異が生じる。図４は、ゴムシート２、２のゴムの加硫工程における気体透過性が低いため、試験サンプル１の内部から外部に気体ａが十分に流出せず、上側のゴムシート２と補強層３（接着ゴム４）との間に溜まって、その影響により表面に膨れｂが生じている状態を例示している。

このように、加硫後の試験サンプル１の表面状態を観察することにより、ゴムシート２を形成しているゴムの加硫工程における未加硫状態から加硫状態に至る間の気体透過性を把握することができる。また、膨れｂの数や大きさにより気体透過性の程度も把握することができる。特に、大型のコンベヤベルト等のゴム製品に使用するカバーゴムの種類を選択する際には、加硫による表面の膨れなどの不具合を事前に回避できるので有益な試験方法である。

ゴムシート２、２の厚さは１ｍｍ〜２０ｍｍ程度にすることが好ましく、厚さが１ｍｍ未満であるとゴム種による気体透過性の差が生じにくく、２０ｍｍ超になるとゴムシート２の剛性が高くなって膨れｂが生じにくくなり、外観観察だけでは気体透過性を評価することが困難になる。

また、補強層３の含水率は１％〜３０％程度にすることが好ましく、特に１〜２％程度に設定することが好ましい。ゴム製品に使用する補強層３の含水率は一般に１〜２％程度であるが、浸水等により最大に吸水した場合は３０％程度になるので、この１〜３０％の範囲に設定することにより、実際の製品の加硫工程で生じ得る条件に対応することができる。この試験条件において、気体となる物質であれば水に替えて用いることができる。

試験サンプル１の仕様や試験条件によってはゴムシート２の表面に膨れｂがほとんど発生しない場合があるので、表面状態を観察するだけではなく、加硫後の試験サンプル１を切断して内部の状態を観察することが好ましい。試験サンプル１の内部状態の観察により、ゴムシート２と補強層３（接着ゴム４）との間に溜まった気体ａの跡を発見することができ、より詳細にゴムの気体透過性を把握することができる。

図１に例示した構造の試験サンプルを作製し、その仕様を積層するそれぞれのゴムシートのゴム種をアクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、厚さを３．０ｍｍとし、それぞれの接着ゴムのゴム種をアクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）とスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）とのブレンドゴム、厚さを０．３ｍｍとし、補強層の種類をナイロン帆布とした共通条件で、積層するそれぞれのゴムシートのゴムに含まれるアクリロニトリル（ＡＮ）の含有率を３２％と２８％の２種類、補強層の含水率を４．９％と１７．０％の２種類の合計４種類とした試験サンプルを用いてゴムの気体透過性試験を行なった。試験サンプルを作製する際に、積層するゴムシートの周縁部の互いに対向する接着ゴムにメチルエチルケトンを塗布して密着させて積層した。すべての試験サンプルを同一の加硫金型により加硫時間１５分、加熱温度１４８℃、圧力（試験サンプルの表面面圧）１．０ＭＰａの共通の加硫条件で加硫して、加硫後のそれぞれの試験サンプルの表面状態を観察し、その結果を表１に示す。

表１の結果より、評価対象のゴムのＡＮの含有率が高い程、加硫後の試験サンプルの表面に膨れが生じ易く、また、補強層の含水率が高い程、表面に膨れが生じ易いことが分かる。このように、本発明の試験方法によれば、ゴム種や補強層の含水率の違いによる気体透過性の違いや気体透過性の程度を把握できることが確認できた。

本発明の気体透過性試験方法に使用する試験サンプルを例示する断面図である。 図１の試験サンプルの斜視図である。 本発明の試験方法の一工程を例示する説明図である。 図３の次の工程を例示する説明図である。

符号の説明

１ 試験サンプル
２ ゴムシート（評価対象ゴム）
３ 補強層
４ 接着ゴム
５ 加硫金型
ａ 気体 ｂ 膨れ

Claims (4)

1. 評価対象のゴムからなる２枚の未加硫のゴムシートの間に水分を含む補強層を密閉するように介挿して積層し、該積層して作製した未加硫の試験サンプルを加硫金型の中で加硫し、該加硫後の試験サンプルの表面または内部の状態に基づいて気体透過性を評価するゴムの気体透過性試験方法。
2. 前記未加硫のゴムシートと補強層との間に接着ゴムを介挿して前記未加硫の試験サンプルを作製する請求項１に記載のゴムの気体透過性試験方法。
3. 前記２枚のゴムシートの厚さをそれぞれ１ｍｍ以上２０ｍｍ以下に設定する請求項１または２に記載のゴムの気体透過性試験方法。
4. 前記補強層の含水率を１％以上３０％以下に設定する請求項１〜３のいずれかに記載のゴムの気体透過性試験方法。

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