JP7376789B2 - Rubber pullability evaluation method and device - Google Patents
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Description
本発明は、ゴムの引抜き性評価方法および装置に関し、さらに詳しくは、ゴムを繰り返し加硫用モールド等の凹部から引抜く際の引抜き性の経時変化を、簡便に効率的に把握できるゴムの引抜き性評価方法および装置に関するものである。 The present invention relates to a method and apparatus for evaluating the pullability of rubber, and more particularly, to a method and apparatus for evaluating pullability of rubber, and more particularly, to a rubber pullout method that allows easy and efficient grasping of changes in pullability over time when rubber is repeatedly pulled out from the recesses of a vulcanization mold, etc. The present invention relates to a sex evaluation method and device.
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。加硫用モールドの凹部で加硫された加硫ゴムを凹部から引抜くことができずに欠けるとゴム製品の外観不良につながる。或いは、ベントホールなどの凹部で加硫ゴムが欠けて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. If the vulcanized rubber that has been cured in the recesses of the vulcanization mold cannot be pulled out of the recesses and is chipped, the rubber product will have a poor appearance. Alternatively, if the vulcanized rubber is chipped and clogged in a concave portion such as a vent hole, an operation to clear the clog 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、加硫用モールドの凹部の側面にも汚れが堆積するため、これに伴って加硫ゴムの引抜き性も変化する。それ故、この引抜き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の凹部に対する加硫ゴムの引抜き性の経時変化を把握することも有益である。 As the vulcanization mold is used repeatedly, dirt accumulates on the side surfaces of the recessed portions of the vulcanization mold, and the pullability of the vulcanized rubber changes accordingly. Therefore, understanding the change in pullability over time is useful for ensuring the quality of rubber products and determining appropriate cleaning timing for vulcanization molds. In addition, it is also useful to understand changes over time in the pullability of vulcanized rubber from recesses other than vulcanization molds, such as vulcanization bladders.
加硫ゴムの引抜き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引抜き性を評価する方法ではなく、引抜き性の経時変化を評価する方法でもない。 Although it is not a technology for evaluating the pullability of vulcanized rubber, an evaluation method has been proposed for selecting vulcanized adhesives with low mold contamination that are suitable for manufacturing rubber-metal composites (Patent Document (see 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 pullability of rubber and metal that are in close contact with each other without adhesion, but rather evaluates the change in pullability over time. There is no way to evaluate it.
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の凹部から引抜く試験を繰り返し行って、引抜き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、ゴムを加硫用モールド等の凹部から引抜く際の引抜き性の経時変化を把握するには改善の余地がある。 It takes a lot of time and cost to repeatedly perform tests to pull out vulcanized rubber that has been vulcanized in an actual vulcanization mold from the recesses of the vulcanization mold to determine changes in pullability. Therefore, there is room for improvement in understanding changes over time in the pullability when pulling rubber out of the recesses of a vulcanization mold or the like.
本発明の目的は、ゴムを繰り返し加硫用モールド等の凹部から引抜く際の引抜き性の経時変化を、簡便に効率的に把握できるゴムの引抜き性評価方法および装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a method and apparatus for evaluating the pullability of rubber, which can easily and efficiently grasp changes in pullability over time when rubber is repeatedly pulled out from the recesses of a vulcanization mold or the like.
上記目的を達成するため本発明のゴムの引抜き性評価方法は、筒状体に収容した未加硫ゴムを前記筒状体に挿入した加圧部材によって、モールド部材の凹部に押し込んだ状態で加熱することで、前記凹部の側面に対して接着せずに密着している突出部を有す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するとともに、前記側面以外の前記試験体と前記モールド部材とが対向する領域では前記試験体と前記モールド部材との間に離型層が介在する状態にして、前記試験体と前記モールド部材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、前記試験体に引張力を付与して前記突出部を前記凹部から引き抜いて前記試験体を前記モールド部材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、同じ前記凹部を用い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時に、前記突出部と前記側面との界面の破壊強度を測定することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the method for evaluating the pullability of rubber according to the present invention involves heating an unvulcanized rubber housed in a cylindrical body while being pushed into a recess of a mold member by a pressure member inserted into the cylindrical body. By doing so, a small piece test piece made of vulcanized rubber or semi-vulcanized rubber having a protrusion that is in close contact with the side surface of the recessed portion without adhesion is formed, and a small piece of the test piece other than the side surface is formed. In a region where the mold member faces, a release layer is interposed between the test specimen and the mold member, and at least one of the test specimen and the mold member is moved in a direction away from each other. A tensile step is performed in which a tensile force is applied to the test specimen to pull out the protrusion from the recess and the test specimen is peeled from the mold member, and a series of steps from formation of the test specimen to completion of the tension step is performed. The above process is repeated using the same recess to form a large number of test specimens, and during the tensile process for each test specimen, the fracture strength of the interface between the protrusion and the side surface is measured. Features.
上記目的を達成するため本発明のゴムの引抜性評価装置は、筒状体と、この筒状体に挿入される加圧部材と、凹部を有するモールド部材と、前記筒状体に収容した未加硫ゴムを前記筒状体に挿入した前記加圧部材によって、前記凹部に押し込んだ状態で加熱して、前記凹部の側面に対して接着せずに密着している突出部を有す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する加熱機構と、前記側面以外の前記試験体と前記モールド部材とが対向する領域で前記試験体と前記モールド部材との間に介在する離型層と、前記試験体を形成した後に、前記試験体と前記モールド部材の少なくとも一方を互いが離反する方向に移動させて、前記試験体に引張力を付与して前記突出部を前記凹部から引き抜いて前記試験体を前記モールド部材から剥離させる引張工程を行う引張機構と、測定器と、一方開口側に前記未加硫ゴムが収容され他方開口側から前記加圧部材が挿入されている前記筒状体を所定の準備位置から前記凹部に相対移動させ、一方開口側に前記試験体が収容され他方開口側に前記加圧部材が挿入されている前記筒状体を前記凹部から所定の保存位置に相対移動させる搬送機構とを備えて、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が、同じ前記凹部を用いて繰り返し行われる設定にして、形成された多数の前記試験体それぞれに対する前記引張工程時に、前記突出部と前記側面との界面の破壊強度が前記測定器により測定される構成にしたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the rubber pullability evaluation device of the present invention includes a cylindrical body, a pressure member inserted into the cylindrical body, a mold member having a recess, and a rubber extractor housed in the cylindrical body. Vulcanized rubber having a protrusion that is heated while being pushed into the recess by the pressure member inserted into the cylindrical body, and is in close contact with the side surface of the recess without adhering. or a heating mechanism for forming a test piece of a small piece of semi-vulcanized rubber; and a mold release interposed between the test piece and the mold member in a region other than the side surface where the test piece and the mold member face each other. After forming the layer and the test body, at least one of the test body and the mold member is moved in a direction away from each other, and a tensile force is applied to the test body to pull out the protrusion from the recess. a tensioning mechanism that performs a tensioning step of peeling the test specimen from the mold member; a measuring device; and the cylinder, in which the unvulcanized rubber is accommodated on one opening side and the pressure member is inserted from the other opening side. The cylindrical body, in which the test specimen is accommodated on one opening side and the pressure member is inserted on the other opening side, is moved from the recess to a predetermined storage position. and a conveyance mechanism that moves the test specimens relative to each other, and the series of processes from the formation of the test specimens to the completion of the tensioning process is repeatedly performed using the same recessed portion, so that a large number of the specimen specimens are formed. It is characterized in that the breaking strength of the interface between the protrusion and the side surface is measured by the measuring device during the tensile process for each.
本発明によれば、前記凹部の側面に対して接着せずに密着している突出部を有す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するとともに、前記側面以外の前記試験体と前記モールド部材とが対向する領域では前記試験体と前記モールド部材との間に離型層が介在する状態にして、前記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、ゴムを加硫用モールドから引抜く際に必要となる純粋な引張力を検知できる条件にしている。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、同じ前記凹部を用いて繰り返し行う設定にし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の凹部から引抜く実際の製造工程を簡便に再現できる。そして、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、前記突出部と前記側面との界面の破壊強度を前記測定器により測定することで、測定したデータに基づいて効率的にゴムの引抜き性の経時変化を把握できる。 According to the present invention, a test piece of a small piece of vulcanized rubber or semi-vulcanized rubber having a protrusion that is in close contact with the side surface of the recessed portion without adhesion is formed, and the test piece other than the side surface of the recess is formed. In the region where the body and the mold member face each other, a release layer is interposed between the test specimen and the mold member, and the tension process is performed, so that the rubber The conditions are such that it is possible to detect the pure tensile force required when pulling the material out of the vulcanization mold. By forming a large number of test specimens with a setting in which the series of processes from forming the test specimen to completing the tensioning process are repeated using the same recess, the rubber can be repeatedly drawn from the recess of the vulcanization mold. The actual manufacturing process of drawing can be easily reproduced. After each of the tensile processes for a large number of test specimens, the breaking strength of the interface between the protrusion and the side surface is measured using the measuring device, thereby efficiently determining the pullability of the rubber based on the measured data. It is possible to understand changes over time.
以下、本発明のゴムの引抜き性評価方法および装置を、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 rubber pullability evaluation method and apparatus of the present invention will be explained below based on the embodiment shown in the drawings.
図1、図2に例示するゴムの引抜き性評価装置1(以下、評価装置1という)の実施形態は、モールド部材8の同じ凹部9を用いて、未加硫ゴムRを繰り返し加熱して、凹部9の側面には接着せずに密着している突出部tを有する加硫ゴムからなる小片の試験体Rcを多数形成する。また、形成したそれぞれの試験体Rcに対して、突出部tを凹部9から引き抜いてモールド部材8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Rcの引張工程時に、突出部tと凹部9の側面との界面の破壊強度を測定する。本発明では、試験体Rc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Rc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、12、測定器6などを省略して図示していない。
The embodiment of the rubber pullability evaluation device 1 (hereinafter referred to as evaluation device 1) illustrated in FIGS. 1 and 2 uses the
この評価装置1は、筒状体10と、筒状体10に挿入される加圧部材7と、凹部9を有するモールド部材8と、未加硫ゴムRを加熱して試験体Rcを形成する加熱機構11と、試験体Rcに対して引張工程を行う引張機構2と、測定器6と、搬送機構4と、離型層14とを備えている。この実施形態では凹部9の側面を金属表面にしている。さらに評価装置1は、制御部15と演算部16とを有している。制御部15および演算部16としてはコンピュータが用いられる。
This
この実施形態では、モールド部材8を上下に貫通する円形穴が凹部9になっているが、凹部9は円形穴に限らず例えば多角形穴でもよく、貫通してない窪みでもよい。或いは、溝(スリット)などを凹部9として用いることもできる。
In this embodiment, the
このモールド部材8の上に着脱自在に連結される保持ブロック8Aが備わっている。モールド部材8と保持ブロック8Aとの間に離型層14が挟まれている。保持ブロック8Aは上下に延在する貫通穴8cを有している。このモールド部材8と保持ブロック8Aが加硫用モールドとして機能する。
A holding
モールド部材8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Rが保持され、他方のホルダ5Bには引張工程後の試験体Rcが保持される。
この実施形態では図3に例示するように、未加硫ゴムRは円筒状の筒状体10に収容されている。筒状体10の下端開口10b側に未加硫ゴムRが配置され、上端開口10a側からは円柱状の加圧部材7が挿入されている。筒状体10の上端部には周壁を貫通する係合部10cが形成されている。加圧部材7の外周面は筒状体10の内周面に密着するように形成されている。
In this embodiment, as illustrated in FIG. 3, the unvulcanized rubber R is housed in a
筒状体10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7は円柱状に限らず、筒状体10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7の下端面が未加硫ゴムRに対向する対向表面7aになっている。対向表面7aは平坦面にすることもできるが、この実施形態では多数の凹凸を有することにより、未加硫ゴムR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R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Rを加熱して形成される試験体Rcは、突出部tを有しているが、未加硫ゴムRと実質的に同じ体積になる。筒状体10の下端開口10bから未加硫ゴムRを挿入し、上端開口10aから加圧部材7を挿入することで図3の状態になる。未加硫ゴムRはその粘着性によって筒状体10の内周面および対向表面7aに付着する。
The size of the unvulcanized rubber R is, for example, approximately several centimeters in outer diameter and height (length, width, and height dimensions are several centimeters). The test specimen Rc formed by heating the unvulcanized rubber R has a protrusion t, but has substantially the same volume as the unvulcanized rubber R. The state shown in FIG. 3 is obtained by inserting the unvulcanized rubber R from the
図3に例示する未加硫ゴムR、加圧部材7および筒状体10の一体物は、ホルダ5Aの保持穴5hに筒状体10が挿入されて立設された状態になる。ホルダ5Aにはこの一体物が多数本、保持される。尚、保持穴5hの底面には、未加硫ゴムR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 unvulcanized rubber R, the
引張工程後の試験体Rc、加圧部材7および筒状体10の一体物は、ホルダ5Bの保持穴5hに筒状体10が挿入されて立設された状態になる。ホルダ5Bにはこの一体物が多数本、保持される。突出部tが細長いと、試験体Rcが保持穴5hに挿入されて保持された場合に屈曲した状態になる。加硫ゴム(試験体Rc)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。
After the tensile process, the test specimen Rc, the
搬送機構4は、未加硫ゴムRを所定の準備位置(ホルダ5A)から凹部9に相対移動させ、試験体Rcをこの凹部9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15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11は、凹部9に未加硫ゴムRを押し込んだ状態で加熱して試験体Rcを形成する。加熱機構11は、アクチュエータ12と加熱機13とを有している。アクチュエータ12のロッド12aは上下に進退し、下方に進出したロッド12aは加圧部材7の上端面を押圧する。アクチュエータ12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12の動作は制御部15により制御される。
The
加熱機13は、モールド部材8および保持ブロック8Aを加熱する。加熱機13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13により、未加硫ゴムRと対向するモールド部材8の表面8b、加圧部材7の対向表面7aおよび筒状体10の内周面は、未加硫ゴムR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13は制御部15により制御される。
The
引張機構2は、突出部tを凹部9から引き抜いて、試験体Rcをモールド部材8から引き剥がそうとする引張力を試験体Rcに付与する。具体的には引張機構2は試験体Rcに対して、凹部9の深さ方向に対して平行な方向(突出部tを実質的に曲げることなく単純に引っ張る方向)に引張力を付与する。
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12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12を介して、ロッド3aに接続されている。アクチュエータ12のロッド12a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15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Rcの突出部tと凹部9の側面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。この破壊強度Fとは、基本的には、凹部9の側面に密着している突出部tがこの側面から剥がれる時の引張強度(=引張力/突出部tと凹部9の側面の接触面積)である。突出部tが凹部9の側面から剥がれる前に突出部tが破損した場合は、この破壊強度Fは、突出部t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、突出部t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16に入力されて、演算部16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12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
離型層14は、凹部9の側面以外の試験体Rcとモールド部材8とが対向する領域で試験体Rcとモールド部材8との間に介在する。この実施形態では、モールド部材8の表面8bに離型層14が積層されている。離型層14は、モールド部材8と加硫ゴムである試験体Rcとの密着および接着を阻害する。離型層14としては、PET、PENやフッ素樹脂等の各種樹脂フィルムや樹脂コーティングを用いることができる。
The
尚、制御部15と制御部15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16と演算部16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
モールド部材8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7a(加圧部材7)および筒状体10の材質は、モールド部材8と同じにすることも異ならせることもできる。凹部9の側面は金属表面に限らず、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によって凹部9の側面を形成することもできる。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によって、凹部9の側面を形成することもできる。
The material of the
以下、この評価装置1を用いて、加硫ゴムからなる試験体Rcの引抜き性を評価する方法を説明する。尚、試験体Rc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, a method for evaluating the pullability of a test specimen Rc made of vulcanized rubber using this
図1、図2に例示するように、下端開口10b側に未加硫ゴムRが収容され上端開口10a側から加圧部材7が挿入されている筒状体10を準備してホルダ5Aに立設させる。多数の試験体Rcを形成するので、このような筒状体10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, a
次いで、移動機構4により保持アーム3cをホルダ5Aに立設されている筒状体10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10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10の係合部10cに係合させる。
Next, the moving
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に係合させた筒状体10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、未加硫ゴムRおよび加圧部材7が収容された筒状体10とともにモールド部材8に向かって移動させる。筒状体10を保持ブロック8Aの貫通穴8c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筒状体10を貫通穴8cに挿入する。予め形成されている凹部9を含む表面8bの領域に、筒状体10に収容した未加硫ゴムRをこのように位置決めして筒状体10を表面8bに載置した状態にする。モールド部材8および保持ブロック8Aは加熱機13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12のロッド12aを下方に進出させて加圧部材7の上端面を押圧する。これにより、未加硫ゴムRを凹部9に押し込んだ状態で加熱する。未加硫ゴムRの大きさによって異なるが、未加硫ゴムRの加熱時間は例えば10分以内である。凹部9では突出部tが形成されて加熱される。
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12のロッド12aを上方に後退させて加圧部材7の上端面に対する押圧を解除する。未加硫ゴムRの加熱中は、保持アーム3cと筒状体10の係合部10cとを係合させた状態にしておく。これにより、未加硫ゴムR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Rを加熱することで、凹部9の側面に対して接着せずに密着している突出部tを有する加硫ゴムからなる小片の試験体Rcが形成される。この試験体Rcは、加圧部材7の対向表面7aおよび筒状体10の内周面と接着せずに密着しているが、接着剤などを用いて接着させてもよい。モールド部材8の表面8bに離型層14が積層されていることに加えて、この実施形態では、対向表面7aと試験体Rcとの接触面積が、突出部tと凹部9の側面との接触面積に比して大きく設定されているので、試験体Rcはモールド部材8よりも一段と対向表面7aに強く密着している。また、モールド部材8の表面8bに離型層14が積層されていることに加えて、試験体Rcと筒状体10の内周面との接触面積が、突出部tと凹部9の側面との接触面積よりも大きく設定されているので、試験体Rcはモールド部材8よりも一段と筒状体10に強く密着している。
By heating the unvulcanized rubber R, a small piece test specimen Rc made of vulcanized rubber having a protruding portion t that is in close contact with the side surface of 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、筒状体10および加圧部材7とともに試験体Rc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Rcに付与する引張力が徐々に大きくなると、突出部tと凹部9の側面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。この引張力を突出部tと凹部9の側面との接触面積で除す演算処理を演算部16によって行うことにより算出した値を、突出部tと凹部9の側面との界面の破壊強度Fとする。
As the tensile force applied to the test specimen Rc gradually increases, the interface between the protrusion t and the side surface of the
即ち、試験体Rcとモールド部材8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Rcに引張力を付与して突出部tを凹部9から引き抜いて試験体Rcをモールド部材8から剥離させる。試験体Rcとモールド部材8の表面8bとは離型層14によって互いが容易に剥離し、加硫ゴムからなる試験体Rcは、凹部9の側面よりも対向表面7aや筒状体10の内周面に強く密着しているので、基本的に突出部tは凹部9から引き抜かれて試験体Rcはモールド部材8から剥離される。
That is, by moving at least one of the test specimen Rc and the
凹部9の側面以外の試験体Rcとモールド部材8とが対向する領域では試験体Rcとモールド部材8との間に離型層14が介在する状態にしている。これにより、実際のゴム製品の製造工程において、加硫ゴムを加硫用モールドから引抜く際に必要となる純粋な引張力を検知できる条件になっている。保持ブロック8Aは省略することもできるが、保持ブロック8Aを用いると、試験体Rc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。
A
この実施形態では保持アーム3cを係合部10cに係合させて筒状体10を上方移動させることで試験体9に引張力を付与している。或いは、加圧部材7の上端部に係合部を設けておき、加圧部材7の係合部および筒状体10の係合部10cに保持アーム3cを係合させて加圧部材7を直接、上方移動させて試験体9に引張力を付与することもできる。
In this embodiment, tensile force is applied to the
図7、図8に例示する別の方法で試験体Rcを形成し、形成した試験体Rcに対して引張工程を行うこともできる。 It is also possible to form the test body Rc by another method illustrated in FIGS. 7 and 8, and to perform a tensile process on the formed test body Rc.
図7に例示するように上下に貫通する貫通穴8cを有する保持ブロック8Aをモールド部材8の上に連結することで、この貫通穴8cとモールド部材8の表面8bで区画される部分を凹部9として使用する。即ち、表面8bを底とした有底の凹部9を用いる。表面8bには離型層14が積層されている。離型層14は少なくとも貫通穴8cに対応する範囲に存在していればよい。
As illustrated in FIG. 7, by connecting a
下端開口10b側に未加硫ゴムRが収容され上端開口10a側から加圧部材7が挿入されている筒状体10を、アクチュエータ3のロッド3aを下方に進出させて、貫通穴8cの中途の位置まで挿入した状態にする。モールド部材8は加熱機13によって所定の加熱温度に加熱しておく。
The
この状態で、アクチュエータ12のロッド12aを下方に進出させて加圧部材7の上端面を押圧する。この加圧部材7によって未加硫ゴムRを凹部9(貫通穴8c)の底(表面8b)にまで押し込んだ状態で加熱して、突出部tを有する加硫ゴムからなる小片の試験体Rcを形成する。突出部tは、凹部9(貫通穴8c)の側面に対して接着せずに密着している。凹部9(貫通穴8c)の側面以外の試験体Rcとモールド部材8とが対向する領域では試験体Rcとモールド部材8との間に離型層14が介在した状態になる。
In this state, the
引張工程を行う際には、図8に例示するように、アクチュエータ12のロッド12aを上方に後退させて加圧部材7の上端面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を上方移動させる。これにより、筒状体10および加圧部材7とともに試験体Rcを上方に引っ張って試験体Rcに引張力を付与する。これにより、突出部tを凹部9(貫通穴8c)から引き抜いて試験体Rcをモールド部材8から剥離させる。引張工程では上述した破壊強度Fを測定する。
When performing the tensioning process, as illustrated in FIG. 8, the
引張工程の後は、図9に例示するように、下端開口10b側に試験体Rcが収容され上端開口10a側に加圧部材7が挿入されている筒状体10を上方移動させて貫通穴8cから引き抜き、移動機構4によってホルダ5Bに向かって移動させる。筒状体10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筒状体10を保持穴5hに挿入させる。これにより、筒状体10を保持穴5hに立設させて、試験体Rcをホルダ5Bによって保持する。
After the tensioning process, as illustrated in FIG. 9, the
試験体Rcを保存位置のホルダ5Bに移動させた移動機構4は、図10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Rが収容されている筒状体10の係合部10cと保持アーム3cとを係合させて、上述した試験体Rcの形成および形成した試験体Rc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Rcの形成から引張工程の完了までの一連の過程を、同じ凹部9を使用して繰り返し行われる設定して多数の試験体Rcを形成する。この一連の過程を繰り返し連続的に行うことで、加硫ゴムを繰り返し加硫用モールドの凹部から引き抜いて離型させる実際の製造工程を簡便に再現できる。
That is, the series of processes from the formation of the test specimen Rc described above to the completion of the tensioning process are repeated using the
多数の試験体Rcを形成することにより、凹部9の側面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、本発明によって汚れXの堆積を短時間で促進させることができる。
By forming a large number of test specimens Rc, rubber components and components of compounding agents contained in the rubber gradually adhere to the side surfaces of the
そして、上述した破壊強度Fの経時変化を演算部16により演算することで、図11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、凹部9の側面での汚れXの堆積量Vの経時変化を評価できる。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、これらの要因と破壊強度F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、引抜き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。
Then, 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Rcの引抜き性が悪く、破壊強度Fが小さい程、引抜き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、引抜き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、引抜き性の変化が大きいと評価できる。本発明では汚れXの堆積を短時間で促進させるので、試験体Rcを形成しているゴムの引抜き性の経時変化を効率的に把握できる。 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 pullout property of the test specimen Rc is, and the smaller the breaking strength F is, the better the drawing property is. On the other hand, if the change (increase) in the breaking strength F is small even when the number of vulcanizations increases, it can be evaluated that the change over time in the amount V of dirt X accumulated is small and the change in pullability is small. If the change (increase) in breaking strength F becomes excessive as the number of times of vulcanization increases, it can be evaluated that the change over time in the amount V of deposited dirt X is large and the change in pullability is large. In the present invention, since the accumulation of dirt X is accelerated in a short time, it is possible to efficiently grasp the change over time in the pullability of the rubber forming the test specimen Rc.
試験体Rc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 test specimen Rc can be the same (equivalent) to the actual speed at which the vulcanization mold is released from the actually vulcanized rubber product, but for example, the speed at which the tensile force is applied to the test specimen Rc can be the same (equivalent) to the actual speed at which the vulcanization mold is released from the vulcanized rubber product. It is sufficient to set a reference speed as an evaluation index within the range of .
図12に例示する評価装置1の別の実施形態は、先の実施形態とは異なり、モールド部材8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Rに対してモールド部材8を移動させる。即ち、未加硫ゴムRは移動させずに、モールド部材8をそれぞれの未加硫ゴムRの位置まで移動させて、試験体Rcの形成および形成した試験体Rc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。
Another embodiment of the
ホルダ5Aに立設されている筒状体10には、下端開口10b側から加圧部材7が挿入されていて、上端開口10a側に未加硫ゴムRが収容されている。未加硫ゴムRは上端開口10aから上方に突出しない状態で筒状体10に収容されている。筒状体10および加圧部材7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。モールド部材8は加熱機13によって所定の加熱温度に加熱される。モールド部材8には凹部9が形成されていて、表面8bは凹部9の開口を除いて離型層14で覆われている。
A
試験体Rcを形成するには、図13に例示するように、アクチュエータ12のロッド12aを下方に進出させて、モールド部材8を下方に押圧する。これに伴い、モールド部材8の表面8bによって未加硫ゴムRを押圧する。これにより、筒状体10に収容されている未加硫ゴムRを筒状体10に挿入した加圧部材7によって、凹部9に押し込んだ状態で加熱して突出部tを有する試験体Rcを形成する。
To form the test specimen Rc, as illustrated in FIG. 13, the
試験体Rcが形成された後は、図14に例示するように、ロッド12aを上方に後退させて、モールド部材8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によってモールド部材8を上方に移動させて引張工程を行う。このモールド部材8の上方移動に伴って、試験体Rcに引張力を付与し、突出部tを凹部9から引き抜いて、試験体Rcをモールド部材8から剥離させる。試験体Rcの形成から引張工程の完了までの一連の過程を、同じ凹部9を使用して繰り返し行って多数の試験体Rcを形成する。それぞれの試験体Rcに対する引張工程時には、突出部tと凹部9の側面との界面の破壊強度Fを測定する。
After the test specimen Rc is formed, as illustrated in FIG. 14, 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 加圧部材
7a 対向表面
8 モールド部材
8A 保持ブロック
8b 表面
8c 貫通穴
9 凹部
10 筒状体
10a 上端開口
10b 下端開口
10c 係合部
11 加熱機構
12 アクチュエータ
12a ロッド
13 加熱機
14 離型層
15 制御部
16 演算部
R 未加硫ゴム
Rc 試験体
t 突出部
1
7
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