JP7376788B2 - Rubber mold releasability evaluation method, evaluation jig, base stand, and evaluation jig used therein - Google Patents
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Description
本発明は、ゴムの離型性評価方法およびこれに用いる評価用治具とベース台並びに評価用治具に関し、さらに詳しくは、ゴムを対象表面からより確実に剥離させる引張工程を繰り返し行うことで、ゴムを繰り返し加硫用モールド等から離型させる際の離型性の経時変化を、簡便で効率的に把握できるゴムの離型性評価方法およびこれに用いる評価用治具とベース台並びに評価用治具に関するものである。 The present invention relates to a method for evaluating the mold releasability of rubber , an evaluation jig, a base stand, and an evaluation jig used therein. , a method for evaluating the releasability of rubber that can easily and efficiently determine the change in releasability over time when the rubber is repeatedly released from a vulcanization mold, etc., and an evaluation jig and base stand used for the same, as well as the evaluation This relates to tools for use.
空気入りタイヤ等のゴム製品は、未加硫ゴムを加硫用モールドの中で加硫して製造される。加硫後に製造されたゴム製品を加硫用モールドから取り出す際に、ゴム製品(加硫ゴム)が加硫用モールドから離型し難いと、ゴムの欠け等の不具合が発生する。このような不具合は、ゴム製品の外観不良につながる。或いは、ゴムが欠けて加硫用モールドのベントホールに詰まった状態になると、この詰まりを解消する作業が必要となるので生産性の低下につながる。 Rubber products such as pneumatic tires are manufactured by vulcanizing unvulcanized rubber in a vulcanization mold. When the rubber product manufactured after vulcanization is removed from the vulcanization mold, if the rubber product (vulcanized rubber) is difficult to release from the vulcanization mold, problems such as rubber chipping occur. Such defects lead to poor appearance of the rubber product. Alternatively, if the rubber is chipped and becomes clogged in the vent hole of the vulcanization mold, work to clear the blockage is required, leading to a decrease in productivity.
加硫用モールドは繰り返し使用されることで、成形面に汚れが堆積するため、これに伴って離型性も変化する。汚れた成形面で加硫を行うと、ゴム製品の品質に影響が生じるため、成形面は所定期間または所定回数の加硫を行った後に洗浄される。それ故、この離型性の経時変化を把握することは、ゴム製品の品質確保や加硫用モールドの適切な洗浄タイミングを決定するために有益である。また、加硫用モールド以外にも例えば加硫用ブラダなどに対する加硫ゴムの離型性(剥離性)の経時変化を把握することも有益である。 When a vulcanizing mold is used repeatedly, dirt accumulates on the molding surface, and the mold releasability changes accordingly. Since vulcanization on a dirty molding surface will affect the quality of the rubber product, the molding surface is cleaned after a predetermined period or a predetermined number of vulcanizations. Therefore, understanding the change in mold releasability over time is useful for ensuring the quality of rubber products and determining appropriate cleaning timing for vulcanization molds. Furthermore, it is also useful to understand changes over time in the releasability (releasability) of vulcanized rubber not only from a vulcanizing mold but also from, for example, a vulcanizing bladder.
加硫ゴムの離型性を評価する技術ではないが、例えば、ゴムと金属の複合体の製造に適した金型汚染性の低い加硫接着剤を選別する評価方法が提案されている(特許文献1参照)。この評価方法では、所定の接着処理をした金属基板の表面に未加硫ゴムを加硫接着させた後、加硫したゴムを金属基板の表面に対して90°の角度でピーリングさせて剥離強度を測定する。即ち、この評価方法は、加硫ゴムと金属との接着性を評価するものであり、接着せずに密着しているゴムと金属との離型性を評価する方法ではなく、離型性の経時変化を評価する方法でもない。加硫ゴムの接着性を評価するには、このように加硫ゴムを金属表面から90°の角度でピーリングさせる際の剥離強度を測定することが多い。 Although it is not a technology for evaluating the mold releasability of vulcanized rubber, for example, an evaluation method has been proposed for selecting vulcanized adhesives with low mold contamination that are suitable for manufacturing rubber-metal composites (patented). (See Reference 1). In this evaluation method, unvulcanized rubber is vulcanized and bonded to the surface of a metal substrate that has undergone a predetermined adhesive treatment, and then the vulcanized rubber is peeled at a 90° angle to the surface of the metal substrate to determine the peel strength. Measure. In other words, this evaluation method evaluates the adhesion between vulcanized rubber and metal, and is not a method for evaluating the releasability of rubber and metal that are in close contact with each other without adhesion. Nor is it a method for evaluating changes over time. To evaluate the adhesion of vulcanized rubber, the peel strength is often measured when the vulcanized rubber is peeled from a metal surface at an angle of 90°.
実際の加硫用モールドで加硫した加硫ゴムを、その加硫用モールドから離型させる試験を繰り返し行って、離型性の変化を把握する場合は、多大な時間およびコストを要する。それ故、加硫用モールド等に接着せずに密着しているゴムを離型させる際の離型性(剥離性)の経時変化を把握するには改善の余地がある。 It takes a great deal of time and cost to repeatedly test a vulcanized rubber vulcanized in an actual vulcanization mold to release it from the vulcanization mold to understand changes in releasability. Therefore, there is room for improvement in understanding changes over time in mold release properties (peelability) when releasing rubber that is in close contact without adhering to a vulcanization mold or the like.
本発明の目的は、ゴムを対象表面からより確実に剥離させる引張工程を繰り返し行うことで、加硫ゴムを繰り返し加硫用モールド等から離型させる際の離型性の経時変化を、簡便で効率的に把握できるゴムの離型性評価方法およびこれに用いる評価用治具とベース台並びに評価用治具を提供することにある。 The purpose of the present invention is to easily and easily check the change in releasability over time when vulcanized rubber is repeatedly released from a vulcanization mold, etc. by repeatedly performing a tensile process that more reliably separates the rubber from the target surface. It is an object of the present invention to provide a method for evaluating rubber mold releasability that can be efficiently evaluated, and an evaluation jig, a base stand, and an evaluation jig used therein .
上記目的を達成するため本発明のゴムの離型性評価方法は、筒状体とこの筒状体に挿入される加圧部材とを有する評価用治具を用いたゴムの離型性評価方法であって、
未加硫ゴムを前記筒状体に収容するとともに、前記筒状体の一方開口側にベース台の平坦な対象表面を配置し他方開口側から前記加圧部材を前記筒状体に挿入して、前記対象表面と前記加圧部材の前記対象表面に対向する対向表面との間に前記未加硫ゴムを挟んで、前記ベース台と前記加圧部材との少なくとも一方を互いが近接する方向に移動させて前記対象表面の所定エリアに前記未加硫ゴムを押圧した状態で加熱することにより、前記対象表面に接着せずに密着していて、かつ、前記対象表面よりも前記評価用治具に強く密着している加硫ゴムまたは半加硫ゴムからなる小片の試験体を形成した後に、前記ベース台と前記評価用治具の少なくとも一方を互いが離反する方向に移動させることにより、前記試験体の前記対象表面との接触面全体に対して一度に垂直方向の引張力を付与して前記試験体を前記所定エリアから剥離させる引張工程を行い、前記試験体の形成から前記引張工程の完了までの一連の過程を、前記所定エリアの位置を変えずに同じエリアに設定して繰り返し行って多数の前記試験体を形成し、それぞれの前記試験体に対する前記引張工程後の前記所定エリアの表面状態を把握することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the method for evaluating the mold releasability of rubber according to the present invention uses an evaluation jig having a cylindrical body and a pressure member inserted into the cylindrical body. And,
The unvulcanized rubber is accommodated in the cylindrical body, the flat target surface of the base is arranged on one opening side of the cylindrical body, and the pressure member is inserted into the cylindrical body from the other opening side. , sandwiching the unvulcanized rubber between the target surface and the opposing surface of the pressure member facing the target surface, and moving at least one of the base and the pressure member in a direction in which they approach each other. By moving and heating the unvulcanized rubber while pressing it onto a predetermined area of the target surface , the evaluation jig is made to be in close contact with the target surface without adhering, and is closer to the target surface than the target surface. After forming a test specimen of a small piece of vulcanized rubber or semi-vulcanized rubber that is in close contact with the A tensile step is performed in which a vertical tensile force is applied to the entire contact surface of the test object with the target surface at once to peel the test object from the predetermined area, and the steps from the formation of the test object to the tension step are performed. The series of steps until completion is repeated by setting the predetermined area in the same area without changing the position to form a large number of test specimens, and the predetermined area after the tensile process for each test specimen is It is characterized by grasping the surface condition.
本発明のゴムの離型性評価用治具およびベース台は、上記のゴムの離型性評価方法に使用される前記評価用治具および前記ベース台であって、前記対向表面の前記未加硫ゴムに対する接触面積が、前記対象表面の前記未加硫ゴムに対する接触面積よりも大きく設定されていることを特徴とする。 The rubber mold releasability evaluation jig and base stand of the present invention are the evaluation jig and the base stand used in the above-mentioned rubber mold releasability evaluation method, A contact area with the sulfurized rubber is set to be larger than a contact area of the target surface with the unvulcanized rubber.
本発明の別のゴムの離型性評価用治具は、上記のゴムの離型性評価方法に使用される前記評価用治具であって、前記筒状体の内周面に、前記未加硫ゴムが入り込んで加硫されることで前記試験体を把持する把持部を有していることを特徴とする。 Another jig for evaluating mold releasability of rubber according to the present invention is the evaluation jig used in the above-described method for evaluating mold releasability of rubber. It is characterized by having a grip part that grips the test specimen by inserting vulcanized rubber and being vulcanized.
本発明のさらに別のゴムの離型性評価用治具は、上記のゴムの離型性評価方法に使用される前記評価用治具であって、前記対向表面または前記筒状体の内周面の前記未加硫ゴムとの接触範囲に、接着層または摩擦増加処理層を有していることを特徴とする。 Yet another rubber releasability evaluation jig of the present invention is the evaluation jig used in the above rubber mold releasability evaluation method, wherein the opposing surface or the inner periphery of the cylindrical body It is characterized in that it has an adhesive layer or a friction-increasing treated layer in the contact range of the surface with the unvulcanized rubber.
本発明のゴムの離型性評価方法によれば、前記対象表面と前記対向表面との間に前記未加硫ゴムを挟んで、前記筒状体の中で前記未加硫ゴムを加熱することで安定して前記試験体を形成できる。成形した前記試験体の前記対象表面との接触面全体に対して一度に垂直方向の引張力を付与して前記試験体を前記所定エリアから剥離させる引張工程を行うことで、実際のゴム製品の製造工程においてゴムが加硫用モールドから最も離型し難い条件に近似させている。前記試験体は、前記対象表面よりも前記評価用治具に強く密着しているので、前記引張工程では前記試験体を前記所定エリアからより確実に剥離させることができる。 According to the rubber mold releasability evaluation method of the present invention, the unvulcanized rubber is sandwiched between the target surface and the opposing surface, and the unvulcanized rubber is heated in the cylindrical body. The test specimen can be stably formed. By performing a tensile process in which a vertical tensile force is applied to the entire contact surface of the molded test specimen with the target surface at once and the test specimen is peeled from the predetermined area, it is possible to make the actual rubber product. In the manufacturing process, the conditions are approximated to make it most difficult for the rubber to release from the vulcanization mold. Since the test specimen adheres more strongly to the evaluation jig than to the target surface, the test specimen can be more reliably peeled from the predetermined area in the tensioning step.
そして、前記試験体の形成から前記引張工程の完了までの一連の過程を、前記所定エリアの位置を変えずに同じエリアに設定して繰り返し行って多数の前記試験体を形成することで、ゴムを繰り返し加硫用モールドから離型させる実際の製造工程を簡便に再現できる。多数の前記試験体に対するそれぞれの前記引張工程後に、前記所定エリアの表面状態を把握することで、効率的にゴムの離型性の経時変化を把握できる。 Then, a series of processes from forming the test specimen to completing the tensioning process are repeated by setting the predetermined area in the same area without changing the position, thereby forming a large number of test specimens. The actual manufacturing process of repeatedly releasing the vulcanization mold from the vulcanization mold can be easily reproduced. By checking the surface condition of the predetermined area after each of the tensile processes for a large number of test specimens, it is possible to efficiently check changes over time in the releasability of the rubber.
本発明のゴムの離型性評価用治具およびベース台によれば、前記対向表面の前記未加硫ゴムに対する接触面積を、前記対象表面の前記未加硫ゴムに対する接触面積よりも大きく設定することで、前記試験体を前記所定エリアから確実に剥離させ易くなる。また、本発明のゴムの離型性評価用治具によれば、前記筒状体の内周面に、前記未加硫ゴムが入り込んで加硫されることで前記試験体を把持する把持部を有すると、前記試験体を前記所定エリアから確実に剥離させ易くなる。或いは、前記対向表面または前記筒状体の内周面の前記未加硫ゴムとの接触範囲に、接着層または摩擦増加処理層を有すると、前記試験体を前記所定エリアから確実に剥離させ易くなる。 According to the rubber releasability evaluation jig and base stand of the present invention, the contact area of the opposing surface with the unvulcanized rubber is set to be larger than the contact area of the target surface with the unvulcanized rubber. This makes it easier to reliably separate the test specimen from the predetermined area. Further, according to the jig for evaluating the mold releasability of rubber of the present invention, the unvulcanized rubber enters the inner circumferential surface of the cylindrical body and is vulcanized, thereby gripping the test piece. With this, it becomes easier to reliably separate the test specimen from the predetermined area. Alternatively, if an adhesive layer or a friction increasing treatment layer is provided on the opposing surface or the inner circumferential surface of the cylindrical body in a contact range with the unvulcanized rubber, the test specimen can be reliably peeled from the predetermined area. Become.
以下、本発明のゴムの離型性評価方法およびこの評価方法に用いる離型性評価用治具とベース台並びに離型性評価用治具を、図に示した実施形態に基づいて説明する。 DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The method for evaluating the releasability of rubber of the present invention , the jig for evaluating releasability, the base stand, and the jig for evaluating releasability used in this evaluation method of the present invention will be described below based on the embodiment shown in the drawings.
本発明のゴムの離型性評価方法には、図1、図2に例示するゴムの離型性評価装置1(以下、評価装置1という)が使用される。この評価装置1は、本発明の離型性評価用治具7(以下、評価用治具7という)を備えている。そして、評価用治具7を用いて、ベース台10の平坦な対象表面10aの所定エリアで、この所定エリアの位置を変えることなく、未加硫ゴム11Aを繰り返し加熱して、加硫ゴムからなる多数の小片の試験体11を形成する。また、評価用治具7を用いて、それぞれの試験体11を対象表面10aの所定エリアから剥離させる引張工程を行う。そして、それぞれの試験体11の引張工程後に対象表面10aの所定エリアに付着した汚れXの範囲や量などを表面把握手段15によって取得して表面状態を把握する。本発明では、試験体11は完全に加硫されているものに限らず、完全に加硫されていない状態(いわゆる半加硫の状態)のゴムを含む。即ち、試験体11は、後述する引張工程で引張力を付与した際に、過大に塑性変形する流動性が高い状態ではなく弾性変形が支配的になる状態のゴムであればよい。尚、図2にはアクチュエータ3、13、測定器6、表面把握手段15などを省略して図示していない。
In the rubber mold release property evaluation method of the present invention, a rubber mold release property evaluation device 1 (hereinafter referred to as evaluation device 1) illustrated in FIGS. 1 and 2 is used. This
この評価装置1は、評価用治具7の他に、平坦な対象表面10aを有するベース台10と、未加硫ゴム11Aを加熱して試験体11を形成する加熱機構12と、試験体11に対して引張工程を行う引張機構2と、対象表面10aの所定エリアの表面状態を把握する表面把握手段15と、搬送機構4とを備えている。この実施形態では対象表面10aを金属表面にしている。さらに評価装置1は、引張工程時に、試験体11と対象表面10a(所定エリア)との界面の破壊強度Fを測定する測定器6と制御部16と演算部17とを有している。制御部16および演算部17としてはコンピュータが用いられる。
In addition to the
この実施形態では、ベース台10の上に着脱自在に連結される保持ブロック10bを備えている。保持ブロック10bは上下に延在する貫通穴10cを有している。このベース台10と保持ブロック10bが加硫用モールドとして機能する。
This embodiment includes a holding
ベース台10が設置された位置から離間した所定の準備位置と所定の保存位置にはそれぞれホルダ5A、5Bが設置されている。ホルダ5A、5Bには多数の保持穴5hが形成されていて、一方のホルダ5Aには未加硫ゴム11Aが保持され、他方のホルダ5Bには引張工程後の試験体11が保持される。
この実施形態では図3に例示する評価用治具7が使用されている。評価用治具7は、筒状体9と、筒状体9に挿入される加圧部材8とを有している。未加硫ゴム11Aは円筒状の筒状体9に収容されている。筒状体9の下端開口9b側に未加硫ゴム11Aが配置され、上端開口9a側からは円柱状の加圧部材8が挿入されている。筒状体9の上端部には周壁を貫通する係合部9cが形成されている。係合部9cは筒状体9の周壁を貫通せずに溝や窪みでもよい。加圧部材8の外周面は筒状体9の内周面に密着するように形成されている。
In this embodiment, an
筒状体9は円筒形状に限らず角筒形状など他の形状にすることもできる。加圧部材8は円柱状に限らず、筒状体9の形状に合わせた他の形状にすることもできる。加圧部材8の下端面が未加硫ゴム11Aに対向する対向表面8aになっている。対向表面8aは多数の凹凸を有することにより、対向する対象表面10aよりも表面積が大きくなっている。即ち、対向表面8aは、未加硫ゴム11Aとの接触面積が意図的に大きく設定されている。
The
未加硫ゴム11Aの大きさは例えば、外径、高さがそれぞれ数cm(縦、横、高さの寸法が数cm)程度である。尚、未加硫ゴム11Aを加熱して形成される試験体11も未加硫ゴム11Aと概ね同じ大きさである。筒状体9の下端開口9bから未加硫ゴム11Aを挿入し、上端開口9aから加圧部材8を挿入することで図3の状態になる。未加硫ゴム11Aはその粘着性によって筒状体9の内周面および対向表面8aに付着する。
The size of the
未加硫ゴム11Aが収容された図3に例示する評価用治具7は、ホルダ5Aの保持穴5hに筒状体9が挿入されて立設された状態になる。ホルダ5Aにはこの評価用治具7が多数本、保持される。尚、保持穴5hの底面には、未加硫ゴム11Aの付着を防止する材料やコーティングを採用するとよい。
The
引張工程後の試験体11が収容されている評価用治具7は、ホルダ5Bの保持穴5hに筒状体9が挿入されて立設された状態になる。ホルダ5Bにはこの評価用治具7が多数本、保持される。加硫ゴム(試験体11)の場合は粘着性がないので、ホルダ5Bの保持穴5hの底面には、特別な材料やコーティングを採用する必要はない。
The
搬送機構4は、未加硫ゴム11Aが収容された評価用治具7を所定の準備位置(ホルダ5A)から対象表面10aの所定エリアに相対移動させ、試験体11が収容された評価用治具7をこの所定エリアから所定の保存位置(ホルダ5B)に相対移動させる。搬送機構4は、直交して水平方向に延在するガイドレール4a、4bと移動体4cとを有している。移動体4cは、一方のガイドレール4aに沿って移動し、他方のガイドレール4bは移動体4cに対してガイドレール4bの延在方向に移動し、これらの移動はサーボモータ等によって駆動される。
The
この実施形態では、後述するアクチュエータ3が他方のガイドレール4bに連結されて吊持されている。搬送機構4によってアクチュエータ3を任意の平面位置に移動させることができる。搬送機構4の動作は制御部16により制御される。搬送機構4はこの実施形態に例示する構成に限らず、種々の構成を採用することができる。例えば、ロボットアームなどを搬送機構4として用いることができる。
In this embodiment, an
加熱機構12は、評価用治具7に収容されている未加硫ゴム11Aを対象表面10aの所定エリアに押圧した状態で加熱して試験体11を形成する。加熱機構12は、アクチュエータ13と加熱機14とを有している。アクチュエータ13のロッド13aは上下に進退し、下方に進出したロッド13aは加圧部材8の上端面を押圧する。アクチュエータ13としては、油圧シリンダ、エアシリンダ、モータにより作動するロッド等など、種々の手段を用いることができる。アクチュエータ13の動作は制御部16により制御される。
The
加熱機14は、ベース台10および保持ブロック10bを加熱する。加熱機14による加熱には、電気やスチームなど種々の手段を用いることができる。加熱機14により、未加硫ゴム11Aが接触するベース台10の対象表面10a、加圧部材8の対向表面8aおよび筒状体9の内周面は、未加硫ゴム11Aを加硫または半加硫にするための所定の加熱温度に加熱される。加熱機14は制御部16により制御される。
The
引張機構2は、評価用治具7に収容されている試験体11を対象表面10aから引き剥がそうとする引張力を試験体11に付与する。具体的には引張機構2は、試験体11の対象表面10aとの接触面全体に対して、一度に垂直方向の引張力を付与する。本発明での垂直方向とは対象表面10aに対して法線方向であるが、実質的には対象表面10aに対して90°±2°の方向であり、より好ましくは90°±1°の方向であればよい。
The
引張機構2は、アクチュエータ3と、このアクチュエータ3のロッド3aによって上下移動する保持アーム3cとを有している。この実施形態では、ロッド3aの下方に上下間隔をあけてプレート3bが配置されていて、上側のプレート3bにロッド3aの下端が接続されている。下側のプレート3bには保持アーム3cが取り付けられている。上側のプレート3bと下側のプレート3bの間には測定器6とアクチュエータ13が挟持されている。したがって、保持アーム3cは上側のプレート3bと下側のプレート3bに挟まれた測定器6とアクチュエータ13を介して、ロッド3aに接続されている。アクチュエータ13のロッド13aは下側のプレート3bを貫通して上下に進退可能になっている。
The
2本の保持アーム3cが対向位置に配置されていて、それぞれの保持アーム3cは互いが近接および離反する方向に移動可能になっている。保持アーム3cは2本に限らず複数本であればよく、3本、4本などにすることもできる。それぞれの保持アーム3cは、アクチュエータ3の軸芯を中心とした円の周方向に等間隔に配置するとよい。アクチュエータ3および保持アーム3cの動作は制御部16により制御される。
Two holding
測定器6は、引張機構2によって引張力が付与された試験体11の対象表面10aとの界面の破壊強度Fを測定する。測定器6としては、例えばロードセルを用いることができる。試験体11の対象表面10aとの界面の破壊強度Fとは、基本的には、対象表面10aに密着している試験体11が対象表面10aから剥がれる時の引張強度(=引張力/試験体11と対象表面10aの接触面積)である。試験体11が対象表面10aから剥がれる前に試験体11が破損した場合は、この破壊強度Fは、試験体11が破損した時の引張強度よりも大きいと評価する、或いは、試験体11が破損した時の引張強度と同じであると評価することもできる。
The measuring
測定器6により測定されたデータは演算部17に入力されて、演算部17により上述の破壊強度Fが算出される。この実施形態では、測定器6は、上側のプレート3bとアクチュエータ13とに接続されているが、上述した破壊強度Fを測定できれば他の位置に設置することもできる。
The data measured by the measuring
表面把握手段15としてこの実施形態では、画像データを取得するデジタルカメラが使用されている。表面把握手段15としては、その他に例えば対象表面10aに付着した汚れXの厚さを検知する高さセンサなどを用いることができる。表面把握手段15によって取得されたデータは演算部17に入力される。
In this embodiment, a digital camera for acquiring image data is used as the
尚、制御部16と制御部16に制御される機器とは有線または無線によって通信可能に接続され、演算部17と演算部17にデータを入力する機器とは有線または無線によって通信可能に接続されている。
The
対象表面10a(ベース台10)の材質は、実際の加硫用モールドと同じ(同等)にすることもできるが、例えば、予め評価指標とする基準材質を設定して、その基準材質を使用すればよい。対向表面8a(加圧部材8)および筒状体9の材質は、対象表面10aと同じにすることも異ならせることもできる。対象表面10aとしてはその他に、加硫用モールドの成形面を被覆する様々なコーティング剤を用いることもできる。或いは、加硫用ブラダに用いられるような様々な加硫ゴムを対象表面10aとして用いることもできる。
The material of the
以下、本発明の加硫ゴムの離型性評価方法の手順の一例を説明する。尚、試験体9が半加硫ゴムの場合も評価する方法の手順は同様である。
Hereinafter, an example of the procedure of the method for evaluating the mold releasability of vulcanized rubber of the present invention will be explained. Note that the evaluation procedure is the same when the
図1、図2に例示するように、未加硫ゴム11Aが収容された評価用治具7を準備してホルダ5Aに立設させる。多数の試験体11を形成するので、未加硫ゴム11Aが収容された評価用治具7を多数本、予めホルダ5Aに保持させておくとよい。
As illustrated in FIGS. 1 and 2, an
次いで、移動機構4により保持アーム3cをホルダ5Aに立設されている評価用治具7の上に移動させた後、アクチュエータ3のロッド3aを下方に進出させて保持アーム3cを筒状体9の位置まで下方移動させる。次いで、保持アーム3cを互いに近接させる方向に移動させて、それぞれの保持アーム3cを筒状体9の係合部9cに係合させる。
Next, after moving the holding
次いで、図4に例示するように、アクチュエータ3のロッド3aを上方に後退させて保持アーム3cを係合させた評価用治具7をホルダ5Aから抜き取る。また、移動機構4によりアクチュエータ3をこの評価用治具7とともにベース台10に向かって移動させる。移動させた評価用治具7を保持ブロック10bの貫通穴10cの上に位置決めした後、アクチュエータ3のロッド3aを下方に進出させて評価用治具7を貫通穴10cに挿入して、未加硫ゴム11Aを対象表面10aの所定エリアに載置する。ベース台10および保持ブロック10bは加熱機14によって所定の加熱温度に加熱しておく。加熱温度は任意に設定できるが例えば40℃以上に設定され、タイヤの加硫条件を想定する場合は150℃~200℃程度に設定される。
Next, as illustrated in FIG. 4, the
次いで、図5に例示するように、アクチュエータ13のロッド13aを下方に進出させて加圧部材8の上端面を押圧する。これにより、未加硫ゴム11Aをベース台10と加圧部材8との間で挟んでベース台10と加圧部材8とを相対的に近接させることで未加硫ゴム11Aを押圧した状態で加熱する。未加硫ゴム11Aの大きさによって異なるが、未加硫ゴム11Aの加熱時間は例えば10分以内である。
Next, as illustrated in FIG. 5, the
所定の加熱時間が経過した後は、アクチュエータ13のロッド13aを上方に後退させて加圧部材8の上端面に対する押圧を解除する。未加硫ゴム11Aの加熱中は、保持アーム3cと筒状体9の係合部9cとを係合させた状態にしておく。これにより、未加硫ゴム11Aをより安定して加熱することができる。
After the predetermined heating time has elapsed, the
未加硫ゴム11Aを加熱することで、対象表面10aに接着せずに密着している加硫ゴムからなる小片の試験体11が形成される。この試験体11は、加圧部材8の対向表面8aおよび筒状体9の内周面と接着せずに密着している。この実施形態では、対向表面8aが対象表面10aに比して表面積が大きく設定されているので、試験体11は対象表面10aよりも対向表面8aに強く密着している。また、試験体11と筒状体9の内周面との接触面積が試験体11と対象表面10aとの接触面積よりも大きいので、試験体11は対象表面10aよりも筒状体9に強く密着している。
By heating the
次いで、図6に例示するように、アクチュエータ3のロッド3aを上方に後退させて保持アーム3cを上方移動させる。これにより、評価用治具7とともに試験体11を上方に引っ張る引張工程を行う。
Next, as illustrated in FIG. 6, the
試験体11に付与する引張力が徐々に大きくなると、対象表面10aと試験体11との界面が破壊する(分離する)ので、この時の引張力を測定器6により測定する。この引張力を対象表面10aと試験体11との接触面積で除す演算処理を演算部17によって行うことにより算出した値を、試験体11と対象表面10aとの界面の破壊強度Fとする。
As the tensile force applied to the
即ち、試験体11とベース台10の少なくとも一方を互いが離反する方向に移動させることにより、試験体11の対象表面10aとの接触面全体に対して一度に垂直方向の引張力を付与し、試験体11を対象表面10aの所定エリアから剥離させる。加硫ゴムからなる試験体11は、対象表面10aよりも評価用治具7(対向表面8aや筒状体9の内周面)に強く密着しているので、基本的に試験体11は対象表面10aで剥離される。
That is, by moving at least one of the
この実施形態では保持アーム3cを係合部9cに係合させて筒状体9を上方移動させることで試験体11に引張力を付与している。或いは、加圧部材8の上端部に係合部を設けておき、加圧部材8の係合部および筒状体9の係合部9cに保持アーム3cを係合させて加圧部材8を直接、上方移動させて試験体11に引張力を付与することもできる。
In this embodiment, tensile force is applied to the
試験体11の対象表面10aとの接触面全体に対して一度に垂直方向の引張力を付与することで、実際のゴム製品の製造工程において加硫ゴムが加硫用モールドから最も離型し難い条件に近似させている。加硫ゴムをピーリングさせて接着力を測定する試験では、加硫ゴムと対象表面との剥離角度が不安定になり易いため、ばらつきを抑えて接着力を測定することが困難になる。一方、本発明では、試験体11(加硫ゴム)をピーリングするのではなく、上述したように試験体11に引張力を付与する。そのため、試験体11と対象表面10aとの界面の破壊強度を、ばらつきを抑えて安定して測定することが可能になっている。
By applying a vertical tensile force to the entire contact surface with the
そして、この評価用治具7では、対向表面8aの未加硫ゴム11Aに対する接触面積が、対象表面10aの未加硫ゴム11Aに対する接触面積よりも大きく設定されている。そのため、引張工程では、試験体11を評価用治具7から剥離させることなく、対象表面10aの所定エリアから確実に剥離させ易くなる。また、筒状体9を用いることで、試験体11を安定して形成することができ、引張工程も安定して行うことができる。保持ブロック10bは任意で設けることができるが、保持ブロック10bを用いると、評価用治具7が安定して保持されるので、試験体11をより安定して形成することができ、引張工程もより安定して行うことができる。
In this
図7に例示するように、加圧部材8の対向表面8aに、未加硫ゴム11Aが入り込んで加硫されることで試験体11を把持する把持部8bを有する仕様にすることもできる。図7(A)では縦断面視で矢印状の把持部8b、図7(B)では縦断面視でL字状の把持部8bが形成されている。引張工程では、把持部8bで加硫されたゴムが把持部8bに引っ掛かった状態になる。即ち、試験体11が物理的に対向表面8aに係合して把持されるので、試験体11を評価用治具7から剥離させることなく、対象表面10aの所定エリアから確実に剥離させ易くなる。把持部8bは、試験体11に引張力を付与した際に、試験体11が対向表面8aに引っ掛かった状態になる形状であればよい。
As illustrated in FIG. 7, it is also possible to have a
図8に例示するように、筒状体9の内周面に、未加硫ゴム11Aが入り込んで加硫されることで試験体11を把持する把持部9dを有する仕様にすることもできる。図8(A)では縦断面視で円弧状の把持部9d、図8(B)では山谷状(ジグザグ状)の把持部9d、図8(C)では縦断面視でL字状の把持部9dが形成されている。把持部9dで加硫されたゴムが把持部9dに引っ掛かった状態になる。即ち、試験体11が物理的に筒状体9の内周面に係合して把持されるので、試験体11を評価用治具7から剥離させることなく、対象表面10aの所定エリアから確実に剥離させ易くなっている。把持部9dは、試験体11に引張力を付与した際に、試験体11が筒状体9の内周面に引っ掛かった状態になる形状であればよい。
As illustrated in FIG. 8, it is also possible to have a
図9(A)に例示するように、加圧部材8の対向表面8aに接着層8cまたは摩擦増加処理層8dを有する仕様にすることもできる。接着層8cには対向表面8aと試験体11(加硫ゴム)とを接合できる接着剤を使用する。摩擦増加処理層8dは、対向表面8aと試験体11(加硫ゴム)との間の摩擦係数を増加させる。摩擦増加処理層8dとして例えば、酸化アルミニウム粉末が含有された表面処理剤を塗布する。接着層8cによって、対向表面8aと試験体11が強固に接合される。また、摩擦増加処理層8dによって、対向表面8aと試験体11とがより剥離し難くなる。これに伴い、試験体11を評価用治具7から剥離させることなく、対象表面10aの所定エリアから確実に剥離させ易くなる。
As illustrated in FIG. 9(A), the
図9(B)に例示するように、筒状体8の内周面の未加硫ゴム11Aとの接触範囲に接着層9eまたは摩擦増加処理層9fを有する仕様にすることもできる。接着層9eには筒状体9の内周面と試験体11(加硫ゴム)とを接合できる接着剤を使用する。摩擦増加処理層9fは、筒状体9の内周面と試験体11(加硫ゴム)との間の摩擦係数を増加させる。摩擦増加処理層9fとして例えば、酸化アルミニウム粉末などが含有された表面処理剤を塗布する。接着層9eによって、筒状体9の内周面と試験体11が強固に接合される。また、摩擦増加処理層9fによって、筒状体9の内周面と試験体11とがより剥離し難くなる。これに伴い、試験体11を評価用治具7から剥離させることなく、対象表面10aの所定エリアから確実に剥離させ易くなる。
As illustrated in FIG. 9(B), the
引張工程の完了後は図10に例示するように、評価用治具7とともに上方移動させて貫通穴10cから引き抜いた試験体11を、移動機構4によってホルダ5Bに向かって移動させる。評価用治具7をホルダ5Bの保持穴5hの上に位置決めした後、アクチュエータ3のロッド3aを下方に進出させて評価用治具7を保持穴5hに挿入させる。これにより、評価用治具7を保持穴5hに立設させて、試験体11をホルダ5Bによって保持する。
After the tension process is completed, as illustrated in FIG. 10, the
また、この試験体11を貫通穴10cから上方に引き抜いた後に、表面把握手段15を適宜の手段で貫通穴10cの上方位置に位置決めする。その後、対象表面10aの所定エリアの表面の状態を表面把握手段15により把握する。
Further, after the
試験体11を保存位置のホルダ5Bに移動させた移動機構4は、図11に例示するように、保持アーム3cを準備位置のホルダ5Aに向かって移動させる。その後、新たに加熱する未加硫ゴム11Aが収容されている評価用治具7の筒状体9と保持アーム3cとを係合させて、上述した試験体11の形成および形成した試験体11に対する上述した引張工程を繰り返し行う。
The moving
即ち、上述した試験体11の形成から引張工程の完了までの一連の過程を、所定エリアの位置を変えずに同じエリアに設定して繰り返し行って多数の試験体11を形成する。この一連の過程を連続的に繰り返し行うことで、加硫ゴムを繰り返し加硫用モールドから離型させる実際の製造工程を簡便に再現できる。
That is, a large number of
多数の試験体11を形成することにより、その対象表面10aにはゴム成分やゴムに含まれている配合剤の成分などが徐々に付着して汚れXとして堆積する。したがって、それぞれの試験体11に対する引張工程後の対象表面10aの所定エリアの表面状態を表面把握手段15によって把握すると、図12に例示するようにその表面状態は図12(A)、(B)、(C)の順に変化する。即ち、汚れXの範囲が徐々に広くなる(汚れXの堆積量Vが徐々に多くなる)。
By forming a large number of
この汚れXの堆積量Vの経時変化を演算部17により演算することで、図13に例示する結果を把握することができる。汚れXの堆積を短時間で促進させるので、試験体11を形成しているゴムの離型性の経時変化を効率的に把握できる。汚れXの堆積量Vの経時変化の特性は、ゴム種(配合成分)や加硫条件などによって異なるので、これらの要因との相関関係を把握することで、ゴム製品の加硫故障の発生防止や加硫用モールドの適切な洗浄タイミングを決定するには有利になる。また、離型性を改善したゴム組成物の開発業務などの迅速化に大きく寄与する。
By calculating the change over time in the accumulated amount V of dirt X using the
また、上述した破壊強度Fの経時変化を演算部17により演算することで、図14に例示する結果を把握することができる。この破壊強度Fは、汚れXの堆積量Vが増加するに連れて大きくなる傾向があるので、この破壊強度Fの大きさの経時変化に基づいて、試験体11の離型性の経時変化を評価することもできる。
Further, by calculating the above-mentioned change over time in the breaking strength F using the
加硫回数が少ない初期では、破壊強度Fが大きい程、試験体11の離型性が悪く、破壊強度Fが小さい程、離型性が良好であると判断できる。一方、加硫回数が増加しても破壊強度Fの変化(増加)が少ない場合は、汚れXの堆積量Vの経時変化が少なく、離型性の変化が少ないと評価できる。加硫回数が増加すると破壊強度Fの変化(増加)が過大になる場合は、汚れXの堆積量Vの経時変化が大きく、離型性の変化が大きいと評価できる。
In the early stage when the number of vulcanizations is small, it can be determined that the larger the breaking strength F is, the worse the mold releasability of the
試験体11に引張力を付与する速度は、実際に加硫したゴム製品から加硫用モールドを離型させる際の実速度と同じ(同等)にすることもできるが、例えば、この実速度以下の範囲で評価指標とする基準速度を設定すればよい。
The speed at which the tensile force is applied to the
図15に例示する評価装置1は、上述した評価装置1とは異なり、ベース台10と保持アーム3cとを係合させて、ホルダ5Aに保持されている未加硫ゴム11Aに対してベース台10を移動させる。即ち、未加硫ゴム11Aは移動させずに、ベース台10をそれぞれの未加硫ゴム11Aの位置まで移動させて、試験体11の形成および形成した試験体11のそれぞれに対して引張工程を行う。その他の手順は概ね、先の実施形態と同じである。
The
ホルダ5Aに立設されている評価用治具7の筒状体9の下端開口9b側から加圧部材8が挿入されていて、上端開口9a側に未加硫ゴム11Aが収容されている。未加硫ゴム11Aは上端開口9aから上方に突出しない状態で筒状体9に収容されている。筒状体9および加圧部材8はホルダ5Aに螺合させる等によって着脱自在に固定する。ベース台10は加熱機14によって所定の加熱温度に加熱される。
A
試験体11を形成するには、図16に例示するように、アクチュエータ13のロッド13aを下方に進出させて、ベース台10を下方に押圧する。これに伴い、ベース台10の対象表面10aによって未加硫ゴム11Aを押圧する。これにより、未加硫ゴム11Aをベース台10と加圧部材8との間で挟んで未加硫ゴム11Aを押圧した状態で加熱する。
To form the
試験体11が形成された後は、図17に例示するように、ロッド13aを上方に後退させて、ベース台10に対する押圧を解除する。そして、アクチュエータ3のロッド3aを上方に後退させて、保持アーム3cによってベース台10を上方に移動させる。このベース台10の上方移動に伴って、試験体11の対象表面10aとの接触面全体に対して一度に垂直方向の引張力を付与し、試験体11を対象表面10aの所定エリアから剥離させる。このようにして引張工程を行う。試験体11の形成から引張工程の完了までの一連の過程を、所定エリアの位置を変えずに同じエリアに設定して繰り返し行って多数の試験体11を形成する。
After the
そして、それぞれの試験体11に対する引張工程後の対象表面10aの所定エリアの表面状態を表面把握手段15により把握する。また、それぞれの試験体11に対する引張工程時に、試験体11と対象表面10aとの界面の破壊強度Fを測定器6により測定する。
Then, the surface condition of a predetermined area of the
1 評価装置
2 引張機構
3 アクチュエータ
3a ロッド
3b プレート
3c 保持アーム
4 搬送機構
4a、4b ガイドレール
4c 移動体
5A、5B ホルダ
5h 保持穴
6 測定器(ロードセル)
7 評価用治具
8 加圧部材
8a 対向表面
8b 把持部
8c 接着層
8d 摩擦増加処理層
9 筒状体
9a 上端開口
9b 下端開口
9c 係合部
9d 把持部
9e 接着層
9f 摩擦係数増加処理層
10 ベース台
10a 平坦な対象表面
10b 保持ブロック
10c 貫通穴
11 試験体
11A 未加硫ゴム
12 加熱機構
13 アクチュエータ
13a ロッド
14 加熱機
15 表面把握手段
16 制御部
17 演算部
X 汚れ
1
7
Claims (7)
未加硫ゴムを前記筒状体に収容するとともに、前記筒状体の一方開口側にベース台の平坦な対象表面を配置し他方開口側から前記加圧部材を前記筒状体に挿入して、前記対象表面と前記加圧部材の前記対象表面に対向する対向表面との間に前記未加硫ゴムを挟んで、前記ベース台と前記加圧部材との少なくとも一方を互いが近接する方向に移動させて前記対象表面の所定エリアに前記未加硫ゴムを押圧した状態で加熱することにより、前記対象表面に接着せずに密着していて、かつ、前記対象表面よりも前記評価用治具に強く密着している加硫ゴムまたは半加硫ゴムからなる小片の試験体を形成した後に、前記ベース台と前記評価用治具の少なくとも一方を互いが離反する方向に移動させることにより、前記試験体の前記対象表面との接触面全体に対して一度に垂直方向の引張力を付与して前記試験体を前記所定エリアから剥離させる引張工程を行い、前記試験体の形成から前記引張工程の完了までの一連の過程を、前記所定エリアの位置を変えずに同じエリアに設定して繰り返し行って多数の前記試験体を形成し、それぞれの前記試験体に対する前記引張工程後の前記所定エリアの表面状態を把握することを特徴とするゴムの離型性評価方法。 A method for evaluating mold releasability of rubber using an evaluation jig having a cylindrical body and a pressure member inserted into the cylindrical body, the method comprising:
The unvulcanized rubber is accommodated in the cylindrical body, the flat target surface of the base is arranged on one opening side of the cylindrical body, and the pressure member is inserted into the cylindrical body from the other opening side. , sandwiching the unvulcanized rubber between the target surface and the opposing surface of the pressure member facing the target surface, and moving at least one of the base and the pressure member in a direction in which they approach each other. By moving and heating the unvulcanized rubber while pressing it onto a predetermined area of the target surface , the evaluation jig is made to be in close contact with the target surface without adhering, and is closer to the target surface than the target surface. After forming a test specimen of a small piece of vulcanized rubber or semi-vulcanized rubber that is in close contact with the A tensile step is performed in which a vertical tensile force is applied to the entire contact surface of the test object with the target surface at once to peel the test object from the predetermined area, and the steps from the formation of the test object to the tension step are performed. The series of steps until completion is repeated by setting the predetermined area in the same area without changing the position to form a large number of test specimens, and the predetermined area after the tensile process for each test specimen is A method for evaluating the mold releasability of rubber, which is characterized by understanding the surface condition.
前記対向表面の前記未加硫ゴムに対する接触面積が、前記対象表面の前記未加硫ゴムに対する接触面積よりも大きく設定されていることを特徴とするゴムの離型性評価用治具およびベース台。 The evaluation jig and the base used in the rubber releasability evaluation method according to claim 1 or 2,
A jig and a base for evaluating mold releasability of rubber, characterized in that a contact area of the opposing surface with the unvulcanized rubber is set larger than a contact area of the target surface with the unvulcanized rubber. .
前記筒状体の内周面に、前記未加硫ゴムが入り込んで加硫されることで前記試験体を把持する把持部を有していることを特徴とするゴムの離型性評価用治具。 The evaluation jig used in the rubber releasability evaluation method according to claim 1 or 2,
A tool for evaluating mold releasability of rubber, characterized in that the inner circumferential surface of the cylindrical body has a gripping part that grips the test specimen by inserting the unvulcanized rubber and being vulcanized. Ingredients.
前記対向表面または前記筒状体の内周面の前記未加硫ゴムとの接触範囲に、接着層または摩擦増加処理層を有していることを特徴とするゴムの離型性評価用治具。 The evaluation jig used in the rubber releasability evaluation method according to claim 1 or 2,
A jig for evaluating mold releasability of rubber, comprising an adhesive layer or a friction-increasing treated layer on the opposing surface or the inner peripheral surface of the cylindrical body in a contact range with the unvulcanized rubber. .
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