JPS60203412A - 超音波加硫方法および装置 - Google Patents
超音波加硫方法および装置Info
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- JPS60203412A JPS60203412A JP60016352A JP1635285A JPS60203412A JP S60203412 A JPS60203412 A JP S60203412A JP 60016352 A JP60016352 A JP 60016352A JP 1635285 A JP1635285 A JP 1635285A JP S60203412 A JPS60203412 A JP S60203412A
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- JP
- Japan
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- energy
- ultrasonic
- intensity
- pressure
- energy intensity
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C35/00—Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
- B29C35/02—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
- B29C35/0261—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould using ultrasonic or sonic vibrations
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
- B29K2021/00—Use of unspecified rubbers as moulding material
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Heating, Cooling, Or Curing Plastics Or The Like In General (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
不発明はゴム及び他のIrjr様の!/l貝の加硫に関
する。さらに胚しくは、木兄す」は超音波エネルギーを
物質に与えて物質内部に熱を発生させて、加硫を促進し
、この間に物質内部の空洞形成及び物質劣化を阻止する
ために充分な静圧を物質に加えることから成る方法及び
装置に関係する。
する。さらに胚しくは、木兄す」は超音波エネルギーを
物質に与えて物質内部に熱を発生させて、加硫を促進し
、この間に物質内部の空洞形成及び物質劣化を阻止する
ために充分な静圧を物質に加えることから成る方法及び
装置に関係する。
従来は、天然ゴムと合成ゴムの両方が硫iA′!、たは
過酸化物の存在下で晶温度及び品玉下において加硫され
ているが、この方法は幾つかの止要な欠点な含んでいる
。ゴムの熱伝尋率は低いので、この方法は緩慢であり、
エネルギーを非常に安するものである。ゴムの厚い部材
44007程度の温度及び2 D D Q psiの圧
力において加硫するには、典型的に数時間を要すると考
えられる。従来のよりに加硫した非幀性ゴムと、例えは
コード、繊維及び全極のような極性補強材との間の結合
が弱いためにしはしは、界薗仮損が生ずる。加価tプロ
セス倉促進1゛るために加える両力1踊り及び組合性を
改良ターるために加える特別な次曲処理は、装造コスト
を高めることにな4ン。隋加納はしはしは、lJツノ形
& 南中にゴムコンパウンドのスコーチを生ずる、本発
明は従来の方法の欠点ケ大きく沖を除するものである一
′4−発明の超tv方法では、従来の熱i」懺の大きな
問題でわるゴムの熱伝d6率の悪さかオリ点となる。従
来の方法では、伝碑率の悲さか、外部から加えらrしる
熱の浸透を妨けるが、不発明の方法では、超音波によっ
て生ずる熱か内部に発生し、伝尋単が悪いために、この
熱はek持されて、lt6出しないことになる、物質内
部に均一に付きわたる加硫熱が内部発生することも、熱
が外部力・ら加えられた場合に生するスコーチケ解消す
る。本発明の超音波加硫方法は、ゴムと補強材の界面性
を変えて結合を改良する畑面がある。超音波加硫によっ
てもたらされる諸れ及び訛れVf性の改良はゴムと現在
用いられている袖5忠材との間の芥面結曾力装置めるこ
と分可能にする。
過酸化物の存在下で晶温度及び品玉下において加硫され
ているが、この方法は幾つかの止要な欠点な含んでいる
。ゴムの熱伝尋率は低いので、この方法は緩慢であり、
エネルギーを非常に安するものである。ゴムの厚い部材
44007程度の温度及び2 D D Q psiの圧
力において加硫するには、典型的に数時間を要すると考
えられる。従来のよりに加硫した非幀性ゴムと、例えは
コード、繊維及び全極のような極性補強材との間の結合
が弱いためにしはしは、界薗仮損が生ずる。加価tプロ
セス倉促進1゛るために加える両力1踊り及び組合性を
改良ターるために加える特別な次曲処理は、装造コスト
を高めることにな4ン。隋加納はしはしは、lJツノ形
& 南中にゴムコンパウンドのスコーチを生ずる、本発
明は従来の方法の欠点ケ大きく沖を除するものである一
′4−発明の超tv方法では、従来の熱i」懺の大きな
問題でわるゴムの熱伝d6率の悪さかオリ点となる。従
来の方法では、伝碑率の悲さか、外部から加えらrしる
熱の浸透を妨けるが、不発明の方法では、超音波によっ
て生ずる熱か内部に発生し、伝尋単が悪いために、この
熱はek持されて、lt6出しないことになる、物質内
部に均一に付きわたる加硫熱が内部発生することも、熱
が外部力・ら加えられた場合に生するスコーチケ解消す
る。本発明の超音波加硫方法は、ゴムと補強材の界面性
を変えて結合を改良する畑面がある。超音波加硫によっ
てもたらされる諸れ及び訛れVf性の改良はゴムと現在
用いられている袖5忠材との間の芥面結曾力装置めるこ
と分可能にする。
我々は天然ゴムと合成ゴムの標本ゲ超晋波の適出によっ
て、従来の加熱プロセスに比べて7に8:に短い内向及
び准怠に低い総エネルギー消費針において、また最少の
姫加剤によって加能して成功している。多くの試験サン
プルの製造は信頼でき、反俊口」能な方法でめることを
実証している。
て、従来の加熱プロセスに比べて7に8:に短い内向及
び准怠に低い総エネルギー消費針において、また最少の
姫加剤によって加能して成功している。多くの試験サン
プルの製造は信頼でき、反俊口」能な方法でめることを
実証している。
本!αψゴは、加脱時間ズグ絹による生I)4’z速度
の100係以上の粘1加;50%以上のエネルギーR1
′」約;待に岸い都−材の均−加価、DJ能性;結什憔
の改良による最終製品の良好な= Jyg的性質とエー
ジング性;促進剤、tb性削及び結合剤のような費用の
かかる除/J(lklJの敵量せたは省陥による原料コ
ストの低下;成形@A度が低いことによる型内でのスコ
ーチの四W14性の除外;脱気の促進:及び上記の全て
による総コスト節約のb]能性のような幾つかの技術的
及び軒済的利点を提供する。
の100係以上の粘1加;50%以上のエネルギーR1
′」約;待に岸い都−材の均−加価、DJ能性;結什憔
の改良による最終製品の良好な= Jyg的性質とエー
ジング性;促進剤、tb性削及び結合剤のような費用の
かかる除/J(lklJの敵量せたは省陥による原料コ
ストの低下;成形@A度が低いことによる型内でのスコ
ーチの四W14性の除外;脱気の促進:及び上記の全て
による総コスト節約のb]能性のような幾つかの技術的
及び軒済的利点を提供する。
コム及び他の101様な物質ケ加佃しする、本発明に、
r、る典型げ・lな方法は、物質内に約200〜300
′Fの範囲のIFn度丑での熱を発生きせるようなエネ
ルギー強度で物質に超音波エネルギー供給し、物質内部
の実質的な空洞形成及び’h貿劣化ケ阻止し得る工うな
静圧を物知に加え、この超音波エネルギーとこの圧力孕
各%インチの1早さの物質に対して少なくとも約10分
間維持することから成るものである。この超音波エネル
ギーの周波数は典型的に、約1U〜100キロヘルツの
範囲であり、エネルギー強度は約2D〜200ワツト/
乎方インチの範囲である。
r、る典型げ・lな方法は、物質内に約200〜300
′Fの範囲のIFn度丑での熱を発生きせるようなエネ
ルギー強度で物質に超音波エネルギー供給し、物質内部
の実質的な空洞形成及び’h貿劣化ケ阻止し得る工うな
静圧を物知に加え、この超音波エネルギーとこの圧力孕
各%インチの1早さの物質に対して少なくとも約10分
間維持することから成るものである。この超音波エネル
ギーの周波数は典型的に、約1U〜100キロヘルツの
範囲であり、エネルギー強度は約2D〜200ワツト/
乎方インチの範囲である。
エネルギー供給初は高いエネルギー強度で供給し、漸近
的に低エネルギー強度に減する。典型的に、高エネルギ
ー強反は約100〜200ワツト/平方インチであり、
低エネルギー強度は約20〜80ワツト/平方インチで
あり、工不ルキー強度を約3〜5分間にそのジ虫にの約
40〜45%までに低下する。圧力は典型的に約5UO
〜1000ポンド/平方インチの範囲であり、エネルギ
ー及び圧力の供給ケ維持する時間は約10〜60分曲で
ある。
的に低エネルギー強度に減する。典型的に、高エネルギ
ー強反は約100〜200ワツト/平方インチであり、
低エネルギー強度は約20〜80ワツト/平方インチで
あり、工不ルキー強度を約3〜5分間にそのジ虫にの約
40〜45%までに低下する。圧力は典型的に約5UO
〜1000ポンド/平方インチの範囲であり、エネルギ
ー及び圧力の供給ケ維持する時間は約10〜60分曲で
ある。
ゴム及び他の同様な物質を加能するための本発明による
典型的な装置は、物質内に約200〜300”Fの範囲
の温度葦で熱奮元生させ侍る↓うなエネルギー5虫曳に
おいて物質に超音波エネルギーを供給し維持する手段及
び物質内部の実際の空洞形成と物質劣化を1…止し得る
工うな静圧を物質に供給し維持する手段〃・ら成るもの
である。典型的に、超f談エイ・ルギーの周阪数は約1
0〜100キロヘルツの範囲でるり、エネルギー強度は
約20〜200ワツト/平方インチである。
典型的な装置は、物質内に約200〜300”Fの範囲
の温度葦で熱奮元生させ侍る↓うなエネルギー5虫曳に
おいて物質に超音波エネルギーを供給し維持する手段及
び物質内部の実際の空洞形成と物質劣化を1…止し得る
工うな静圧を物質に供給し維持する手段〃・ら成るもの
である。典型的に、超f談エイ・ルギーの周阪数は約1
0〜100キロヘルツの範囲でるり、エネルギー強度は
約20〜200ワツト/平方インチである。
エネルギー供給・示1[持手段は、最初に高エネルギー
ジ虫m−で超音波エネルギー供給する手段と超音彼工不
ルキー全潮近的に低エネルギー強度に減する手段とから
成るものであることが望ましい。
ジ虫m−で超音波エネルギー供給する手段と超音彼工不
ルキー全潮近的に低エネルギー強度に減する手段とから
成るものであることが望ましい。
典型日′井(、品エネルギー強度は約100〜200ワ
ツト/平方インチであり、低エネルギー強度、は約20
〜80ワツト/平方インチでるる。エネルギー強度を減
する手段は、エネルギーう出題全約6〜10分mJ以内
にその最初の強1吃の約40〜45多に減する手段から
成る。
ツト/平方インチであり、低エネルギー強度、は約20
〜80ワツト/平方インチでるる。エネルギー強度を減
する手段は、エネルギーう出題全約6〜10分mJ以内
にその最初の強1吃の約40〜45多に減する手段から
成る。
典型的に圧力は約500〜10CIOボンド/半方イン
チの範囲であり、エネルギーと圧力の供給を維持する時
的は約10〜60分間でるる。
チの範囲であり、エネルギーと圧力の供給を維持する時
的は約10〜60分間でるる。
超音波エイ・ルキーを供給し維持する典型的な手段は、
超音波変換器;この変換器によって始動するブースター
・ホーン;及びこのツースター争ホーンによって始動す
る、物質板曲に暖触した連結ホーンから成るものである
。この装置は典型的に、物質ケ保持するための型を含む
ものであり、静圧を供給・維持する手段は型を押圧する
調節可能なスプリンタまたは液圧シリンターを含むもの
である。型は典型的に、例えば★1:、チタンまたはセ
ラεツクのような、僚械的に強く、熱伝専率か世く、ま
た超音波エイ・ルギー吸収率の低い0料〃・ら本質的に
1■るのであるー ゴム及び他の同様なり/J負1(J(r卯餅りするため
の不発明による典型的な装置は、物l!1円に約2[J
[J〜600下の重巳団の温度にまで熱を発生さぜイ与
るようなエネルギー強度で、¥/J’J1(Jに超音波
エネルギー供給・維持する手段11、及び物′U↓内部
の実際の空洞形成及び物質劣化全阻止し狗るような静圧
を物質10に供給・維持する手段12かも成るものでり
る1、典型的に、超音波エネルギーのLL皺は約10〜
100キロヘルツの範囲であり、エネルギー強度は約2
0〜200ワツト/平方インチである。
超音波変換器;この変換器によって始動するブースター
・ホーン;及びこのツースター争ホーンによって始動す
る、物質板曲に暖触した連結ホーンから成るものである
。この装置は典型的に、物質ケ保持するための型を含む
ものであり、静圧を供給・維持する手段は型を押圧する
調節可能なスプリンタまたは液圧シリンターを含むもの
である。型は典型的に、例えば★1:、チタンまたはセ
ラεツクのような、僚械的に強く、熱伝専率か世く、ま
た超音波エイ・ルギー吸収率の低い0料〃・ら本質的に
1■るのであるー ゴム及び他の同様なり/J負1(J(r卯餅りするため
の不発明による典型的な装置は、物l!1円に約2[J
[J〜600下の重巳団の温度にまで熱を発生さぜイ与
るようなエネルギー強度で、¥/J’J1(Jに超音波
エネルギー供給・維持する手段11、及び物′U↓内部
の実際の空洞形成及び物質劣化全阻止し狗るような静圧
を物質10に供給・維持する手段12かも成るものでり
る1、典型的に、超音波エネルギーのLL皺は約10〜
100キロヘルツの範囲であり、エネルギー強度は約2
0〜200ワツト/平方インチである。
超音波エイ・ルキーを供給・維持する典型的な手段11
は超廿波俊換器16、この変換器によって始!lIIフ
ーるブースターホーン14及び、ブースターホーン14
によって始動する、物質10の表面′16に接触した連
結ホー715から成る。この装貞は典型的に、物質10
ケ株持するための型17を會み、静圧全供給・維持する
手段12は型17ケ押圧する^即可能なスプリング12
捷たは慣習的な散出シリンダー(図示せず)刀)ら典型
的に成るものである。型17は典型的に強く、黙伝4率
が低く、超音波エネルギー吸収率の低い例えは章、チタ
ンまたはセラミックのような+!/)質力・ら不買的に
成る。
は超廿波俊換器16、この変換器によって始!lIIフ
ーるブースターホーン14及び、ブースターホーン14
によって始動する、物質10の表面′16に接触した連
結ホー715から成る。この装貞は典型的に、物質10
ケ株持するための型17を會み、静圧全供給・維持する
手段12は型17ケ押圧する^即可能なスプリング12
捷たは慣習的な散出シリンダー(図示せず)刀)ら典型
的に成るものである。型17は典型的に強く、黙伝4率
が低く、超音波エネルギー吸収率の低い例えは章、チタ
ンまたはセラミックのような+!/)質力・ら不買的に
成る。
図2に脱明するように、エイ・ルギー惧給・維持手#!
i11は、最初に高エネルギーグ出題で超音波エネルギ
ーを供給し、次に超音波エイルギーヲ帝■近的に減少し
て低エネルギー強度にする手段、例えは熱フィードバッ
ク制御手段60から成るのか望ましい。典型的に、筒工
不ルキージ玉度は約100〜200ワツト/平方インチ
、低エネルギー強1度は約20〜80ワツト/平カイン
チであり、エネルギー強要減少手Pi(ffjo伯1手
段60甲に含まれる)は、約6〜5分間にエネルギー強
度を最初のジ出題の約40〜45係に減する手段から飲
、る。開側J手段30は典型的に、温度センサ61を介
して物質内の温度に反しして、超音波発生器32によっ
て変換益糸13.14.15に供給で扛るエネルギーの
強度を制御する、図2に示すような、然フィードバック
制御装置60から成る。
i11は、最初に高エネルギーグ出題で超音波エネルギ
ーを供給し、次に超音波エイルギーヲ帝■近的に減少し
て低エネルギー強度にする手段、例えは熱フィードバッ
ク制御手段60から成るのか望ましい。典型的に、筒工
不ルキージ玉度は約100〜200ワツト/平方インチ
、低エネルギー強1度は約20〜80ワツト/平カイン
チであり、エネルギー強要減少手Pi(ffjo伯1手
段60甲に含まれる)は、約6〜5分間にエネルギー強
度を最初のジ出題の約40〜45係に減する手段から飲
、る。開側J手段30は典型的に、温度センサ61を介
して物質内の温度に反しして、超音波発生器32によっ
て変換益糸13.14.15に供給で扛るエネルギーの
強度を制御する、図2に示すような、然フィードバック
制御装置60から成る。
典型的に、圧力は約500〜1000ボンド/平万イン
チの範囲であり、エネルギー及び圧力の供給を維持する
時間は約10〜60分「口」である。
チの範囲であり、エネルギー及び圧力の供給を維持する
時間は約10〜60分「口」である。
ゴム及び他のfa]mな物質1U分力ロ値するための本
発明による典型的な方法は、物質内に約200〜600
下の範囲の温度に達するまでMを発生させ侍るようなエ
ネルギー強度で、物質10に超音波エネルギー金供給し
、物質内の実際の空刺形成及び物質劣化全阻止し侍るよ
うな静圧勿物貿10に供給し、谷%インチ厚さの物質に
対して超音波エイ・ルキーと圧力の供給全少なくとも約
10分間維持することから成るものである。典型的に、
超音−彼工不ルギーの周波数は約10〜100キロヘル
ツの血も囲であり、エネルギー強度は約20〜200ワ
ツト/平方インチの範囲である。
発明による典型的な方法は、物質内に約200〜600
下の範囲の温度に達するまでMを発生させ侍るようなエ
ネルギー強度で、物質10に超音波エネルギー金供給し
、物質内の実際の空刺形成及び物質劣化全阻止し侍るよ
うな静圧勿物貿10に供給し、谷%インチ厚さの物質に
対して超音波エイ・ルキーと圧力の供給全少なくとも約
10分間維持することから成るものである。典型的に、
超音−彼工不ルギーの周波数は約10〜100キロヘル
ツの血も囲であり、エネルギー強度は約20〜200ワ
ツト/平方インチの範囲である。
エイ・ルキーを最初は高工坏ルキー強度で供給し、その
後エイ・ルキー強度を減じて漸近的に低エネルギー強度
にするのが望lしい。典型的に、尚エネルギー強度は約
100〜200ワツト/平方インチであり、低エネルギ
ー強度は約20〜80ワツト/平方インチであり、エネ
ルギー強度゛を約6〜5分間にこの最初の強度の約40
〜45%までに減する。圧力は典型的に約500〜10
00ポンド/平方インチの範囲であゃ、エイ・ルギー及
び圧力の供給を維持する時間は約10〜60分間である
。
後エイ・ルキー強度を減じて漸近的に低エネルギー強度
にするのが望lしい。典型的に、尚エネルギー強度は約
100〜200ワツト/平方インチであり、低エネルギ
ー強度は約20〜80ワツト/平方インチであり、エネ
ルギー強度゛を約6〜5分間にこの最初の強度の約40
〜45%までに減する。圧力は典型的に約500〜10
00ポンド/平方インチの範囲であゃ、エイ・ルギー及
び圧力の供給を維持する時間は約10〜60分間である
。
実施例
天然ゴム(N R) 、スチレ/−ブタジェンゴム(S
BR)及びシリコーンゴムを代表的なベースポリマーと
]7て選択した。超音波と熱7JIIiltに及はす樹
脂の独類、カーボンブランク及び促進削の影袢孕評価す
るために、5独類の調合物を作成した。
BR)及びシリコーンゴムを代表的なベースポリマーと
]7て選択した。超音波と熱7JIIiltに及はす樹
脂の独類、カーボンブランク及び促進削の影袢孕評価す
るために、5独類の調合物を作成した。
これらの5調合物の組成を表1に示す。2 fin知の
シリコーンゴム及び1棟類の更生タイヤコ/ノ々ウンド
を含めた、他の6例の市販のコンノぐランドも評価した
。これらの市販のコンノくランドの組成は我々の知らな
いものである1、 同じバッチまたは同じ調会からの標本ケ熱加硫と超音波
加硫の内方の天険に用いた。熱加硫は250°F(また
は望ま1.い謳i)に’ejj’、気的に加熱したAS
TM標準型の中で10.20.40′または80分間行
った。
シリコーンゴム及び1棟類の更生タイヤコ/ノ々ウンド
を含めた、他の6例の市販のコンノぐランドも評価した
。これらの市販のコンノくランドの組成は我々の知らな
いものである1、 同じバッチまたは同じ調会からの標本ケ熱加硫と超音波
加硫の内方の天険に用いた。熱加硫は250°F(また
は望ま1.い謳i)に’ejj’、気的に加熱したAS
TM標準型の中で10.20.40′または80分間行
った。
同じバッチからの標本を超音波によっても加硫して、熱
加硫ゴムの対照像本と有効な比Vt行った。
加硫ゴムの対照像本と有効な比Vt行った。
超音波加硫実験の設計、実験方法及び結果について以下
に簡単に述べる。
に簡単に述べる。
図1に、実験に用いた超音波加硫装置を説明する。基本
的な要素はノーダルフランジ18によってブースターホ
ーン14に連結17た超蛭波変換器16であり、ノーダ
ルフランジ1Bは鞭共据で振動するシリンダー状導彼管
(ホーン)15に連結している。カップ状の型17内に
同径1.68インチ、厚さ0.25インチの平たいティ
スフ型ゴム標本ケ装入する。幽節可能なヘリカル・コイ
ル・スプリング12が、型17を支持する可動な示合1
9に既知の圧力?与メる9これらの要素を、上−トの水
平支持メンバー21と6個の調節可能なタイロッド22
(この中の2個は図1に見られる)から成る堅い支持フ
レーム20の中に組み込む。
的な要素はノーダルフランジ18によってブースターホ
ーン14に連結17た超蛭波変換器16であり、ノーダ
ルフランジ1Bは鞭共据で振動するシリンダー状導彼管
(ホーン)15に連結している。カップ状の型17内に
同径1.68インチ、厚さ0.25インチの平たいティ
スフ型ゴム標本ケ装入する。幽節可能なヘリカル・コイ
ル・スプリング12が、型17を支持する可動な示合1
9に既知の圧力?与メる9これらの要素を、上−トの水
平支持メンバー21と6個の調節可能なタイロッド22
(この中の2個は図1に見られる)から成る堅い支持フ
レーム20の中に組み込む。
スプリング圧力は手動で調mj可能であるので、ゴムへ
の静水圧をθ〜800 psiのa1百囲にすることが
できる。
の静水圧をθ〜800 psiのa1百囲にすることが
できる。
Dawsonの米国特許i2.626.430号及びl
5siki の米国特許第3.773.872号に比奴
した、本発明の超音波エネルギーによるゴム加硫方法の
大きな相違点と利点は次のようである:(a)二次液体
ケ介した連結に比べて不発ψJの方法では直接連結であ
るため、ゴム内部への超音波エネルギーの伝達効率が有
惹に良好であるー(b)超音波エネルギーが、ゴムに対
する工不ルキー結合効率を改良する8 00 psi
戟iH1の筒い静圧下で供給される。
5siki の米国特許第3.773.872号に比奴
した、本発明の超音波エネルギーによるゴム加硫方法の
大きな相違点と利点は次のようである:(a)二次液体
ケ介した連結に比べて不発ψJの方法では直接連結であ
るため、ゴム内部への超音波エネルギーの伝達効率が有
惹に良好であるー(b)超音波エネルギーが、ゴムに対
する工不ルキー結合効率を改良する8 00 psi
戟iH1の筒い静圧下で供給される。
(C)標本内の超音波による空洞形成が、空胴形成限界
以上の静水圧によって全体的に抑制される。このアプロ
ーチは空d「IJ形成による望ましくない分解を除き、
機械的性質の改良された成形体を生ずる。
以上の静水圧によって全体的に抑制される。このアプロ
ーチは空d「IJ形成による望ましくない分解を除き、
機械的性質の改良された成形体を生ずる。
(d)本発明の方法では4 [J OKHzの高い周波
数に比べて、201G(zの低周阪数超晋阪工不ルキー
金用いる7これによって次の2つの太さい利点が与えら
れる:第一に、400日2に比べて20 KHzでは1
マグニチユ一ド以上に浸透床でが増加する8従って、本
究明の方法は他の方法、Jニジも実用的であり、営利的
に魅力あるものである。第二に、2 Q KHzにおけ
る超音波エネルギー発生効率が400 KI(zにおけ
るよりもセ意に高いので、エネルギー必要量が少ない。
数に比べて、201G(zの低周阪数超晋阪工不ルキー
金用いる7これによって次の2つの太さい利点が与えら
れる:第一に、400日2に比べて20 KHzでは1
マグニチユ一ド以上に浸透床でが増加する8従って、本
究明の方法は他の方法、Jニジも実用的であり、営利的
に魅力あるものである。第二に、2 Q KHzにおけ
る超音波エネルギー発生効率が400 KI(zにおけ
るよりもセ意に高いので、エネルギー必要量が少ない。
超音波エネルギーがゴムに内tfIS吸収されることに
よって内部に熱が発生するので、型の材料は良好な断熱
体でなければならない1、さらに、型は500〜800
psiの静水圧及び、超音波によって付加される循環
応力に耐え得る程の強度を有さなければならない。
よって内部に熱が発生するので、型の材料は良好な断熱
体でなければならない1、さらに、型は500〜800
psiの静水圧及び、超音波によって付加される循環
応力に耐え得る程の強度を有さなければならない。
型の材料として、4釉類の容易に入手でき、低コストで
、成形または加工の芥易なプラスター、セラミック及び
全編を選択した2機械で仕上けて熱処理したセラミック
型が、1更用した型の中で腋も良好でめった。
、成形または加工の芥易なプラスター、セラミック及び
全編を選択した2機械で仕上けて熱処理したセラミック
型が、1更用した型の中で腋も良好でめった。
コムの0.15インチ厚さのテイスクケセラミック型に
あ・いて20[)ワットの超音阪工坏ルキーによって1
0分間超昔阪加加能て、成功することかでさた。しかし
、最初の型は1回または2回の宙#111!後に破損1
−fc−型ケプレストレスし、金槌フレームによって型
′?f偵造的に支持するために、かなりの努力が払われ
た。1zx1.、このようなセラミック型の寿命を6回
Iたは4回の実験成形以上にまで高めることはできなか
った。
あ・いて20[)ワットの超音阪工坏ルキーによって1
0分間超昔阪加加能て、成功することかでさた。しかし
、最初の型は1回または2回の宙#111!後に破損1
−fc−型ケプレストレスし、金槌フレームによって型
′?f偵造的に支持するために、かなりの努力が払われ
た。1zx1.、このようなセラミック型の寿命を6回
Iたは4回の実験成形以上にまで高めることはできなか
った。
プロセス変数ケ評価するためのパラメータ研究として、
公称出処軟鋼、ステンレス痢及びナタンの金M型を用い
た6ナタン型はしi烈注が良好であるために、最も良好
に作用した、しかし、長M曲ランではセラミック慣造型
の方が費用効果が大きく、エネルギー効率が高いように
思われる。
公称出処軟鋼、ステンレス痢及びナタンの金M型を用い
た6ナタン型はしi烈注が良好であるために、最も良好
に作用した、しかし、長M曲ランではセラミック慣造型
の方が費用効果が大きく、エネルギー効率が高いように
思われる。
ティスフ形状の非加硫ゴムサンプル10を型窒間に装入
した。次に、型17分超音彼ホーン15下に士によって
置き、スプリング圧力ケ標本100表面16に約500
psiの圧力を与えるように調μ+jした。超音波エ
ネルギーを望lしい時間(0〜60分間のi11包囲)
供給した。これらの実験中、標本10に近接した型17
の温反をモニターしたーエ不ルギーレベル?士によって
100〜200ワツトに調節したので、温度が予めセッ
トされた値(秒1」えは、250下)な超ズることはな
かった。
した。次に、型17分超音彼ホーン15下に士によって
置き、スプリング圧力ケ標本100表面16に約500
psiの圧力を与えるように調μ+jした。超音波エ
ネルギーを望lしい時間(0〜60分間のi11包囲)
供給した。これらの実験中、標本10に近接した型17
の温反をモニターしたーエ不ルギーレベル?士によって
100〜200ワツトに調節したので、温度が予めセッ
トされた値(秒1」えは、250下)な超ズることはな
かった。
熱加硫ゴムサンプルと超音波加億ゴムサンプルを引=!
l1強度と押び率(%)に関してテストしたーこれらの
実験の結呆を表2に示す。
l1強度と押び率(%)に関してテストしたーこれらの
実験の結呆を表2に示す。
表2.超音波加硫及び熱加硫ゴム脚合物■(表1参照)
加 憾 加帆時曲 厚 さ 引放り強度 平均引張り強
度のfm知 (分) し咽) (Osi) (psi)
熱 10 34 加慣せず 40 34 539 35 492 570 34 580 80 39 524 524 40 511 41 538 超音波 10 82 489 83 520 5[J5 20 88 697 89 456 597 熱加軛に必要な圧力の約%である。
度のfm知 (分) し咽) (Osi) (psi)
熱 10 34 加慣せず 40 34 539 35 492 570 34 580 80 39 524 524 40 511 41 538 超音波 10 82 489 83 520 5[J5 20 88 697 89 456 597 熱加軛に必要な圧力の約%である。
超音波加硫では、熱がゴム目体の中で発生するが、使来
のスチーム加硫でil″j:mがプレスから型と物質に
伝逆される。従って、超音波方法の方がはるかに費用効
率が大きく、スコーチをより容易に避けることができる
。
のスチーム加硫でil″j:mがプレスから型と物質に
伝逆される。従って、超音波方法の方がはるかに費用効
率が大きく、スコーチをより容易に避けることができる
。
ここに述べた本光明の形感は現在望ましい態様を表すも
のであるか、他の多くの態様も可能でりる。本発明の他
の同等の可能な彩り摂または区分の全てケ孕り−ること
をここでは意図しない。ここで用いる用語は限定するよ
りもtrl−ろ説明するためのものであること、及び本
発明の柑神または軸回から逸脱しないで徨々な変化を行
い得ることは、理解されよう。
のであるか、他の多くの態様も可能でりる。本発明の他
の同等の可能な彩り摂または区分の全てケ孕り−ること
をここでは意図しない。ここで用いる用語は限定するよ
りもtrl−ろ説明するためのものであること、及び本
発明の柑神または軸回から逸脱しないで徨々な変化を行
い得ることは、理解されよう。
図1は本発明による典型的な装置の部分齢1而図及び部
分略図ケ含む正間図であり、 図2il−J:図1の装置及び関連制御手段を示すブロ
ック図でめるー 10・・・・・・仮加帆物質 11・・・・・超音波エネルギー供給・維持+段12・
・・・・・静圧供給・維持手段、駒如可Hしスフリンク 16・・・・・・変換器 14・・・・・・ブースターホーン 15・・・・・・連軸ホーン 16・・・・・・表面 17・・・・・・型 30・・・・・熱フィードバック制御装置61・・・・
lIセンサ 62・・・・・・超音波発生器 (クト:SI 猶 ) 手続補正書 昭和/θ年ダり/I日 昭和Zσ年特許願第1/3タユ 号 2、発明の名称 六し’#’yl力0λんガ低工・よ務′畷づ亡ろ補正を
する者 事件との関係 特許出願人 住所 糸外 バ・ンゐし・ AtソアtV・ インスヂイケ、
−F5、補正の対象
分略図ケ含む正間図であり、 図2il−J:図1の装置及び関連制御手段を示すブロ
ック図でめるー 10・・・・・・仮加帆物質 11・・・・・超音波エネルギー供給・維持+段12・
・・・・・静圧供給・維持手段、駒如可Hしスフリンク 16・・・・・・変換器 14・・・・・・ブースターホーン 15・・・・・・連軸ホーン 16・・・・・・表面 17・・・・・・型 30・・・・・熱フィードバック制御装置61・・・・
lIセンサ 62・・・・・・超音波発生器 (クト:SI 猶 ) 手続補正書 昭和/θ年ダり/I日 昭和Zσ年特許願第1/3タユ 号 2、発明の名称 六し’#’yl力0λんガ低工・よ務′畷づ亡ろ補正を
する者 事件との関係 特許出願人 住所 糸外 バ・ンゐし・ AtソアtV・ インスヂイケ、
−F5、補正の対象
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1)ゴム及び1mの同様な物質のh1個方法において、
9勿質内部に約200〜600下のlid囲のηh度に
まで熱k 9M生さぜ得るようなエイ・ルキー強度にお
いて物質に超音波エネルギー全供給すること、物質内部
の実質的な空10」形成及び物質劣化を阻止し侍るよう
な静圧を物質に供給すること、及びも偽インチ厚さの物
質に対して超音波エネルギーと圧力の供給勿少なくとも
約10分を用維持することから成る方法。 2)超音波エイルギーの周波数が約10〜100キロヘ
ルツの範囲である特許粕求の範囲第1項記載の方法。 6)エネルギーラ虫厩が約2U〜200ワツト/乎方イ
ンチの範囲でめる待計託求の116回第1項記載の方法
。 4)エネルギーを最初は尚エネルギー強度で供給し、工
部ルキー強度を蘭辿的に低エイ・ルキー強厩に減する符
許請求の範囲第1項記戦の方法、5)高工坏ルキー強朋
が約100〜20[Jワット/平方インチでめジ、低エ
ネルギー強度が約20〜80ワツト/平方インチである
!lう許拍求の小巳囲第4項り化11戊の方法・ 6〕エネルギー強度孕約6〜5分間に最初の強度の約4
0〜45係までに減する′+−j許請求の鴫囲第4枳記
載の方法。 7)圧力か約5[JO〜1000ボンド/平方インチの
範囲でるる特許、ii4累の範囲第1項記載の方法。 8)エイ・ルギーと圧力の供給ヲ維持1−る時間か約1
0〜60分間である時:l’1fFI求の晩し−[(第
1項記載の方法。 9)ゴム及び他の同様な物質の力[1懺装[i丘にあ・
いて、物質内部に約200〜3 [J O’I・’の1
韻囲の幌1更にまで熱ゲ発生させ得るようなエネルギー
剪:度で物質に超音阪エネルギーを9(給・維持する手
段、及び物質内部の実質的な仝削」形成及び物質劣化俊
+51:1止し侍るような静圧を物質に供給・維持する
生成から成る装置。 10)超音波エネルギーの周波数が約10〜100キロ
ヘルツの範囲である特許請求の範囲第9項記載の装置。 11)工不ルキー強度が約20〜200ワツト/平方イ
ンチの範囲である特許請求の範囲第9項記載の装置。 12)エネルギー供flG・維持手段が、最初に高エネ
ルギー強度で超音波エネルギー全供給する手段と、エネ
ルギー強it潮近的に低エネルギー強度に減する手段か
ら成る特許請求の範囲第9項記載の方法。 13)窩−cネルキーrDttJ#カ約100〜200
7ツト/平方インチであり、低エイ・ルギー強度が約2
[1〜80ワット/乎方インチである待。17f’
請求の範囲第12狽記載の装置。 14)エネルギー強度全倣する手段が、エネルギー箇1
#を約3〜5分間に最初の強要の約40〜45%に減す
る生膜から成る特許請求の軸回第12塊呂己#氏の装置
・ 15)圧力か約50O〜1000ボンド/乎方インチの
範囲である特許請求の範囲第9項記載の装置。 16)エネルギーと圧力の供給を維持する時間が約10
〜60分間である特許請求の範囲第9項記載の方法。 17)超音波エネルギー全供給・維持する手段が超音波
変換器、該変換器によって始動するブースターホーン、
及び該ブースターホーンによって始動する、仮加硫物質
の表面に接触した連結ホーン力・ら成る特、vl−請求
の範囲第9項記載の装置。 18)被加硫物質を保持する型ケ@翁する特許請求の範
囲第9項記載の装置。 19)静圧を供給・維持する手段か型孕抑圧する調部可
能なスプリングまたil″l:液圧シリンターから成る
特許請求の範囲第18項記載の装置。 20)型が本質的に、恢械的に強く、然伝尋率が欺く、
超晋彼工不ルキー吸収率の低い拐利から成る特許請求の
範囲第18項記載の装置。 21)型が本質的に鋼、チタン′fたはセラミックから
成る特許請求の範囲第18項hビ載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/574,829 US4548771A (en) | 1984-01-30 | 1984-01-30 | Ultrasonic vulcanization |
US574829 | 1984-01-30 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60203412A true JPS60203412A (ja) | 1985-10-15 |
Family
ID=24297823
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60016352A Pending JPS60203412A (ja) | 1984-01-30 | 1985-01-30 | 超音波加硫方法および装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4548771A (ja) |
JP (1) | JPS60203412A (ja) |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA1306173C (en) * | 1987-09-28 | 1992-08-11 | Costantino L. Divincenzo | Method of ultrasonic splicing tire tread strip edges |
DE3742650C1 (de) * | 1987-12-16 | 1989-05-11 | Fudickar Kg C S | Vorrichtung fuer das Endlosmachen und fuer die Reparatur von Foerdergurten |
DE3742651C1 (de) * | 1987-12-16 | 1989-03-09 | Fudickar Kg C S | Verfahren und Vorrichtung fuer die Herstellung,das Endlosmachen oder die Reparatur von Foerdergurten |
US4957668A (en) * | 1988-12-07 | 1990-09-18 | General Motors Corporation | Ultrasonic compacting and bonding particles |
CA2012263C (en) * | 1989-03-30 | 1996-07-16 | James R. Petisce | Article coated with cured material and methods of making |
FR2664851B1 (fr) * | 1990-07-20 | 1992-10-16 | Oreal | Procede de compactage d'un melange pulverulent permettant d'obtenir un produit compact absorbant ou partiellement delitable et produit obtenu par ce procede. |
DK220990D0 (da) * | 1990-09-14 | 1990-09-14 | Obtec As | Artikler af harpiks-holdige pulveragtige materialer |
US5495680A (en) * | 1994-01-21 | 1996-03-05 | The Standard Products Company | Curing line oven with variable in-line UHF module |
DE19613071C1 (de) * | 1996-03-22 | 1997-10-16 | Johnson & Johnson Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zum Umformen von Watteprodukten |
CN1544969A (zh) * | 1998-11-13 | 2004-11-10 | 巴特勒纪念研究院 | 用于端接光缆的系统 |
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SU492395A1 (ru) * | 1974-04-01 | 1975-11-25 | Московский Институт Химического Машиностроения | Ультразвуковой способ изготовлени формовых резинотехнических изделий |
SU686891A1 (ru) * | 1974-04-04 | 1979-09-25 | Казанский Химико-Технологический Институт Им. С.М.Кирова | Литьева форма дл изготовлени пластмассовых изделий |
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SU910459A1 (ru) * | 1980-07-16 | 1982-03-07 | Омский политехнический институт | Способ получени протектора |
KR870003314Y1 (ko) * | 1982-02-09 | 1987-10-15 | 부라더 고오교 가부시기 가이샤 | 초음파 가공기 |
-
1984
- 1984-01-30 US US06/574,829 patent/US4548771A/en not_active Expired - Fee Related
-
1985
- 1985-01-30 JP JP60016352A patent/JPS60203412A/ja active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS5134429A (ja) * | 1974-09-18 | 1976-03-24 | Sanyo Electric Co | Nenshosochi |
JPS51138783A (en) * | 1975-05-28 | 1976-11-30 | Ngk Spark Plug Co | Continuous vulcanization apparatus by micro wave |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US4548771A (en) | 1985-10-22 |
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