JP6972742B2 - Viscosity measurement method and equipment for unvulcanized rubber and flow simulation method for unvulcanized rubber - Google Patents
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Description
本発明は、未加硫ゴムの粘度測定方法および装置並びに未加硫ゴムの流動シミュレーション方法に関し、さらに詳しくは、粘度測定に要するスペースをコンパクトにしつつ、ゴム製品等の製造工程における未加硫ゴムの粘度と近似した粘度を迅速に把握できる未加硫ゴムの粘度測定方法および装置並びにこの把握した粘度を用いた未加硫ゴムの流動シミュレーション方法に関するものである。 The present invention relates to a method and apparatus for measuring the viscosity of unvulcanized rubber and a method for simulating the flow of unvulcanized rubber. The present invention relates to a method and an apparatus for measuring the viscosity of unvulcanized rubber, which can quickly grasp a viscosity close to the viscosity of the above, and a flow simulation method of unvulcanized rubber using the grasped viscosity.
ゴム製品には、未加硫ゴムを成型モールドの中に押出機を用いて押し出して、または、射出機を用いて射出して製造する製品がある。また、未加硫ゴムを用いて成形した成形体を加硫モールドの中で加硫して製造するゴム製品もある。これらゴム製品の製造工程では、未加硫ゴムが流動して所定形状に型付けされた加硫ゴムになる。そのため、未加硫ゴムの粘度を把握してその流動性を予測できれば、ゴム製品の品質確認や生産性向上には有益である。 Rubber products include products manufactured by extruding unvulcanized rubber into a molding mold using an extruder or injecting it using an injection machine. There is also a rubber product manufactured by vulcanizing a molded body molded using unvulcanized rubber in a vulcanization mold. In the manufacturing process of these rubber products, the unvulcanized rubber flows to become vulcanized rubber molded into a predetermined shape. Therefore, if the viscosity of unvulcanized rubber can be grasped and its fluidity can be predicted, it is useful for confirming the quality of rubber products and improving productivity.
未加硫ゴムの粘度測定方法としては、キャピラリーレオメータ(細管式粘度計)、平板型回転粘度計等が知られている。しかしながら、これらの測定方法は、実験室環境下での測定を前提にしているため、その測定結果はゴム製品等の製造工程におけるモールド(キャビティや流路)などでの未加硫ゴムの粘度とは大きく乖離している。 As a method for measuring the viscosity of unvulcanized rubber, a capillary rheometer (thin tube type viscometer), a flat plate type rotational viscometer, and the like are known. However, since these measurement methods are premised on measurement in a laboratory environment, the measurement results are the viscosity of unvulcanized rubber in molds (cavities and flow paths) in the manufacturing process of rubber products and the like. Is far apart.
未加硫ゴムではなく熱可塑性樹脂の粘度測定方法ではあるが、熱可塑性樹脂を射出する金型の流路での圧力勾配および流量に基づいて、粘度を測定する方法が提案されている(特許文献1参照)。しかしながら、この提案の測定方法では、2つの圧力センサが必要になり、また、そのための設置スペースを確保する必要がある。測定精度を向上させるには2つの圧力センサによる検知位置をなるべく離間させて設置する必要がある。そして、熱可塑性樹脂がそれぞれの圧力センサの検知位置を通過しなければ粘度を測定することができない。それ故、測定精度を高くするには測定装置に要するスペースが益々大きくなる。 Although it is a method for measuring the viscosity of a thermoplastic resin instead of unvulverized rubber, a method for measuring the viscosity based on the pressure gradient and the flow rate in the flow path of the mold for injecting the thermoplastic resin has been proposed (Patented). See Document 1). However, the measurement method of this proposal requires two pressure sensors, and it is necessary to secure an installation space for them. In order to improve the measurement accuracy, it is necessary to install the detection positions of the two pressure sensors as far apart as possible. Then, the viscosity cannot be measured unless the thermoplastic resin passes through the detection position of each pressure sensor. Therefore, in order to improve the measurement accuracy, the space required for the measuring device becomes larger and larger.
本発明の目的は、粘度測定に要するスペースをコンパクトにしつつ、ゴム製品等の製造工程における未加硫ゴムの粘度と近似した粘度を迅速に把握できる未加硫ゴムの粘度測定方法および装置並びにこの把握した粘度を用いた未加硫ゴムの流動シミュレーション方法を提供することにある。 An object of the present invention is a method and apparatus for measuring the viscosity of unvulcanized rubber, which can quickly grasp the viscosity close to the viscosity of unvulcanized rubber in the manufacturing process of rubber products, etc., while making the space required for viscosity measurement compact. It is an object of the present invention to provide a flow simulation method of unvulcanized rubber using the grasped viscosity.
上記目的を達成するため本発明の未加硫ゴムの粘度測定は、一定の断面形状の流路に注入した未加硫ゴムを、前記流路に充満させた状態で流動させ、1個の圧力センサにより前記流路の1箇所の検知位置で圧力を検知し、検知した前記圧力と前記未加硫ゴムの流量および前記流量に基づいて算出できる前記検知位置と前記未加硫ゴムの流動方向先端位置との離間距離、または、検知した前記圧力と前記未加硫ゴムの流動方向先端位置および流動速度に基づいて、前記未加硫ゴムの粘度を算出することを特徴とする。 In order to achieve the above object, in the measurement of the viscosity of the unvulcanized rubber of the present invention, the unvulcanized rubber injected into the flow path having a certain cross-sectional shape is flowed in a state of being filled in the flow path, and one pressure is applied. The pressure is detected at one detection position in the flow path by a sensor, and the detection position and the tip of the unvulcanized rubber in the flow direction can be calculated based on the detected pressure, the flow rate of the unvulcanized rubber, and the flow rate. It is characterized in that the viscosity of the unvulcanized rubber is calculated based on the distance from the position, the detected pressure, the tip position in the flow direction of the unvulcanized rubber, and the flow rate.
上記目的を達成するため本発明の未加硫ゴムの粘度装置は、一定の断面形状の流路と、前記流路に未加硫ゴムを注入して前記流路に充満させた状態で流動させる注入手段と、前記流路の1箇所の検知位置で前記流路の圧力を検知する1個の圧力センサと、前記流路での前記未加硫ゴムの流量を検知する流量検知手段と、前記圧力センサの検知圧力および前記流量検知手段の検知流量が入力される演算部とを有し、前記検知圧力と、前記検知流量と、前記検知流量に基づいて算出できる前記検知位置と前記未加硫ゴムの流動方向先端位置との離間距離と、に基づいて、前記演算部により前記未加硫ゴムの粘度が算出される構成にしたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the unvulcanized rubber viscosity apparatus of the present invention has a flow path having a certain cross-sectional shape, and the unvulcanized rubber is injected into the flow path and flowed in a state of being filled in the flow path. The injection means, one pressure sensor that detects the pressure of the flow path at one detection position of the flow path, the flow rate detecting means that detects the flow rate of the unvulcanized rubber in the flow path, and the above. It has a calculation unit for inputting the detected pressure of the pressure sensor and the detected flow rate of the flow rate detecting means, and has the detected pressure , the detected flow rate, the detected position that can be calculated based on the detected flow rate, and the unvulcanized state. It is characterized in that the viscosity of the unvulcanized rubber is calculated by the calculation unit based on the distance from the tip position of the rubber in the flow direction.
本発明の別の未加硫ゴムの粘度測定装置は、一定の断面形状の流路と、前記流路に未加硫ゴムを注入して前記流路に充満させた状態で流動させる押出手段と、前記流路の1箇所の検知位置で前記流路の圧力を検知する1個の圧力センサと、前記流路での前記未加硫ゴムの流動方向先端位置を検知する先端位置検知手段と、前記未加硫ゴムの流動速度を検知する速度検知手段と、前記圧力センサの検知圧力、前記先端位置検知手段の検知先端位置および前記速度検知手段の検知速度が入力される演算部とを有し、前記検知圧力、前記検知先端位置および前記検知速度に基づいて、前記演算部により前記未加硫ゴムの粘度が算出される構成にしたことを特徴とする。 Another untreated rubber viscosity measuring device of the present invention includes a flow path having a constant cross-sectional shape and an extrusion means for injecting untreated rubber into the flow path and causing the flow path to flow in a filled state. , One pressure sensor that detects the pressure of the flow path at one detection position of the flow path, and a tip position detecting means that detects the tip position of the unvulverized rubber in the flow direction in the flow path. It has a speed detecting means for detecting the flow speed of the unvulverized rubber, and a calculation unit for inputting the detection pressure of the pressure sensor, the detection tip position of the tip position detecting means, and the detection speed of the speed detecting means. It is characterized in that the viscosity of the unvulverized rubber is calculated by the calculation unit based on the detection pressure, the detection tip position and the detection speed.
本発明の未加硫ゴムの流動シミュレーション方法は、上記の未加硫ゴムの粘度測定方法により算出した前記粘度を、シミュレーションにおける前記未加硫ゴムの粘度として用いて、前記未加硫ゴムの流動シミュレーションを行うことを特徴とする。 In the flow simulation method of unvulcanized rubber of the present invention, the viscosity calculated by the above-mentioned method for measuring the viscosity of unvulcanized rubber is used as the viscosity of the unvulcanized rubber in the simulation, and the flow of the unvulcanized rubber is used. It is characterized by performing a simulation.
本発明の粘度測定方法および装置によれば、未加硫ゴムの粘度を測定する流路には1個の圧力センサを用いて1箇所の検知位置で圧力を検知すればよく、流路ではその他に、未加硫ゴムの流量、または、未加硫ゴムの流動方向先端位置および流動速度を検知すればよい。そして、圧力の検知位置と、その他のデータを検知する検知位置とは大きく離間させなくても、ゴム製品等の製造工程における粘度と近似した粘度を算出することができる。それ故、粘度測定に要するスペースをコンパクトにしつつ、ゴム製品等の製造工程における未加硫ゴムの粘度を迅速に把握することが可能になっている。 According to the viscosity measuring method and apparatus of the present invention, one pressure sensor may be used in the flow path for measuring the viscosity of unvulcanized rubber, and the pressure may be detected at one detection position. In addition, the flow rate of the unvulcanized rubber, or the tip position and the flow rate of the unvulcanized rubber in the flow direction may be detected. Then, the viscosity close to the viscosity in the manufacturing process of the rubber product or the like can be calculated without significantly separating the pressure detection position and the detection position for detecting other data. Therefore, it is possible to quickly grasp the viscosity of unvulcanized rubber in the manufacturing process of rubber products and the like while making the space required for viscosity measurement compact.
本発明の未加硫ゴムの流動シミュレーション方法によれば、製造工程における未加硫ゴムの粘度と近似した粘度が把握できているので、この近似した粘度を用いることにより、シミュレーションモデルにおいて流動させた未加硫ゴムの挙動を、実際の製造工程での挙動に一段と近似させることができる。 According to the flow simulation method of the unvulcanized rubber of the present invention, the viscosity close to the viscosity of the unvulcanized rubber in the manufacturing process can be grasped. The behavior of unvulcanized rubber can be further approximated to the behavior in the actual manufacturing process.
以下、本発明の未加硫ゴムの粘度測定方法および装置並びに未加硫ゴムの流動シミュレーション方法を、図に示した実施形態に基づいて説明する。 Hereinafter, the method and apparatus for measuring the viscosity of unvulcanized rubber and the method for simulating the flow of unvulcanized rubber of the present invention will be described based on the embodiments shown in the figure.
図1、図2に例示する本発明の未加硫ゴムの粘度測定装置1(以下、測定装置1という)は、一定の断面形状の流路2と、流路2に未加硫ゴムRを注入する注入手段3と、流路2の圧力Pを検知する1個の圧力センサ6と、流路2での未加硫ゴムRの流量Qを検知する流量検知手段7と、演算部9とを有している。この実施形態では測定装置1はさらに温度センサ8(8a、8b、8c)を有している。演算部9には圧力センサ6、流量検知手段7および温度センサ8による検知データが入力される。
The unvulcanized rubber viscosity measuring device 1 (hereinafter referred to as the measuring device 1) of the present invention exemplified in FIGS. 1 and 2 has a
流路2は管体でもモールドのような金属片に形成されたものでもよい。流路2の断面形状は円形、楕円形、三角、四角、五角形等の多角形でもよいが、実際の製造工程で一般に使用されている円形断面がよい。この流路2の断面積は全長に渡って実質的に同じになっていて真っ直ぐに延在している。流路2は直線状であることが好ましい。
The
注入手段3は、流路2に未加硫ゴムRを充満させた状態で注入させることができればよく、例えばゴム用の押出機や射出機を用いることができる。この実施形態では注入手段3として、未加硫ゴムRが収容される筒状のシリンダ4と、シリンダ4の内部に配置されるプランジャー5aと、プランジャー5aを未加硫ゴムRの注入方向に移動させる駆動機構5cとを有する押出機が用いられている。シリンダ4の一定内径の円筒部の内周面と、プランジャー5aの一定外径の円筒部の外周面とは、ほとんど隙間なく対向している。注入手段3はさらに、未加硫ゴムRの温度を調整する温度調整部5bを有している。温度調整部5bおよび駆動機構5cの作動は制御部5dにより制御される。
The injection means 3 may be injected in a state where the
圧力センサ6は、流路の1箇所の検知位置において流路2の圧力を検知する。即ち、本発明では圧力センサ6が1個だけ使用される。
The
この実施形態では、プランジャー5aが未加硫ゴムRの注入方向に移動して未加硫ゴムRを流路2に注入させる注入移動部になっている。そこで、流量検知センサ7は、未加硫ゴムRの注入方向へのプランジャー5aの単位時間当たりの移動量を検知する。
In this embodiment, the
温度センサ8はそれぞれの検知位置での未加硫ゴムRの温度を検知する。この実施形態では、シリンダ4の内部の未加硫ゴムRの温度を検知する温度センサ8aと、注入手段3の注入口(流路2の始点)での温度を検知する温度センサ8bと、圧力センサ6の検知位置を通過した位置での温度を検知する温度センサ8cとを有している。
The temperature sensor 8 detects the temperature of the unvulcanized rubber R at each detection position. In this embodiment, a
演算部9としてはコンピュータ等を用いることができる。演算部9には、圧力センサ6による検知圧力P、流量検知手段7による検知流量Q、温度センサ8による検知温度Tが入力される。演算部9にはその他に、既知であるプランジャー5aの断面積(シリンダ4の内側断面積)、流路2の断面積、流路2の長さ、流路2における圧力センサ6および温度センサ8b、8cの検知位置(流路2の始点からそれぞれの検知位置までの離間距離)のデータが入力されている。
A computer or the like can be used as the
演算部9は、入力された検知圧力Pおよび検知流量Qに基づいて、未加硫ゴムRの粘度μを算出する。演算部9により未加硫ゴムRの粘度μを算出する計算式は下記(1)式である。この(1)式は、円管流路でのニュートン流体の圧力損失の計算式である。
圧力損失ΔP=(8・μ・Q・L)/(πr4)・・・(1)
ここで、ΔP=(測定区間の始点での圧力P1)−(測定区間の終点での圧力P2)、Lは測定区間の長さ、rは流路2の半径である。
The
Pressure loss ΔP = (8 ・ μ ・ Q ・ L) / (πr 4 ) ・ ・ ・ (1)
Here, ΔP = (pressure P 1 at the start point of the measurement section) − (pressure P 2 at the end point of the measurement section), L is the length of the measurement section, and r is the radius of the
本発明では図3に例示するように、流路2を流動する未加硫ゴムRの流動方向先端X2では、流路2の圧力P2がゼロであることに着目して測定区間の圧力損失ΔPの大きさを取得する。即ち、圧力センサ6の検知位置X1での検知圧力PをP1として、この検知位置X1を通過して流動している未加硫ゴムRの流動方向先端X2での流路2の圧力PをP2=0とする。
In the present invention, as illustrated in FIG. 3, at the flow direction tip X 2 of the unvulcanized rubber R flowing in the
シリンダ4と流路2とは連続していて、未加硫ゴムRはシリンダ4および流路2を途切れることなく流動する。未加硫ゴムRは非圧縮性流体と見なせるので、未加硫ゴムRの流量Qは、プランジャー5aがシリンダ4の内部で単位時間に移動した区間の体積になる。即ち、プランジャー5aの断面積×プランジャー5aの単位時間移動量が流量Qになる。プランジャー5aの単位時間移動量は流量検知手段7により検知され、プランジャー5aの断面積は既知であるので、流量Qは判明する。
The
未加硫ゴムRの流動方向先端位置X2は、流量Qに基づいて算出することができる。プランジャー5aがシリンダ4の内部で単位時間に移動した区間の体積(流量Q)と、未加硫ゴムRが流路2で単位時間に移動した体積は同じである。そして、流量Qは判明し、流路2の断面積は既知であるので、流路2を流動している未加硫ゴムRの流動方向先端位置X2は判明する。したがって、(1)式の測定区間の長さLとなる流動方向先端位置X2と検知位置X1との離間距離も判明する。
The tip position X 2 in the flow direction of the unvulcanized rubber R can be calculated based on the flow rate Q. The volume of the section in which the
尚、(1)式は円管流路に適用される計算式であるが、流路2の断面形状が円形以外の場合は(1)式をアレンジして使用する。
The formula (1) is a calculation formula applied to the circular pipe flow path, but when the cross-sectional shape of the
次に、本発明により未加硫ゴムRの粘度μを測定する手順を説明する。 Next, a procedure for measuring the viscosity μ of the unvulcanized rubber R according to the present invention will be described.
図1に例示するように、注入手段3のシリンダ4に未加硫ゴムRを収容しておく。この時、未加硫ゴムRは温度調節部5bにより所定温度に加温する。次いで、図2に例示するように、プランジャー5aを前方移動させて未加硫ゴムRをシリンダ4から流路2に注入する。流路2に注入された未加硫ゴムRは、流路2に充満された状態で流動する。
As illustrated in FIG. 1, the unvulcanized rubber R is housed in the
未加硫ゴムRが圧力センサ6の検知位置X1を通過した後、任意の時点で圧力センサ6の検知圧力Pが演算部9に入力される。また、この時点で流量検知手段7により検知したプランジャー5aの単位時間当たりの移動量が演算部9に入力される。
After the unvulcanized rubber R passes through the detection position X 1 of the
演算部9では、入力されたプランジャー5aの単位時間当たりの移動量とプランジャー5aの断面積とに基づいて、流路2での未加硫ゴムRの検知流量Qが算出される。また、この検知流量Qと流路2の断面積に基づいて、流路2での検知先端位置X2が算出される。ここで、圧力センサ6の検知位置X1は既知であるので、流路2の始点X0から検知先端位置X2までの離間距離から、流路2の始点X0から圧力センサ6の検知位置X1までの離間距離を差し引くことにより、(1)式における測定区間の長さLが算出される。
The
未加硫ゴムRの検知先端位置X2での流路2の圧力P2がゼロ、圧力センサ6の検知位置X1での流路6の圧力P1を検知圧力Pとすれば、(1)式における粘度μ以外の数値が判明する。それ故、判明しているデータと(1)式を用いて、演算部9により未加硫ゴムRの粘度μが算出される。
If the pressure P 2 of the
未加硫ゴムRの粘度μは温度依存性が高い。それ故、温度調節部5bによって未加硫ゴムRを様々な温度に異ならせた条件下で粘度μを算出して、未加硫ゴムRのゴム種毎に粘度μと温度との相関関係を把握しておくとよい。
The viscosity μ of the unvulcanized rubber R is highly temperature-dependent. Therefore, the viscosity μ is calculated by the
図4に例示する測定装置1の実施形態は、先の実施形態の流量検知手段7が省略されていることが先の実施形態との相違点であり、その他の構成は同じである。この実施形態では、温度センサ8b、8cを流路2での未加硫ゴムRの流動方向先端位置X2を検知する先端位置検知手段および未加硫ゴムRの流動速度Vを検知する速度検知手段として機能させる。
The embodiment of the measuring
図2に例示するように、未加硫ゴムRを注入手段3から流路2へ注入した際に、それぞれの温度センサ8b、8cは、流動する未加硫ゴムRが通過した際に検知温度Tが急激に上昇する。それぞれの温度センサ8b、8cの検知位置(離間距離)は既知であり、検知温度Tが急激に上昇した時点(時刻)は把握でき、これらのデータは演算部9に入力される。演算部9では、入力されたこれらデータに基づいて、流路2での未加硫ゴムRの流動速度Vが検知速度として算出される。
As illustrated in FIG. 2, when the unvulcanized rubber R is injected from the injection means 3 into the
この実施形態では、圧力センサ6の検知位置X1での検知圧力PをP1として、温度センサ8cの検知位置を流動方向先端位置X2として流路2の圧力PをP2=0とする。したがって、温度センサ8cの検知温度Tが急激に上昇した時点(未加硫ゴムRが温度センサ8cの検知位置に到達した時点)での圧力センサ6による検知圧力PがP1となる。
In this embodiment, the detection pressure P at the detection position X 1 of the pressure sensor 6 is P 1 , the detection position of the
流路2の断面積は既知であるので、このデータと算出された検知速度Vに基づいて演算部9では、流路2での未加硫ゴムRの検知流量Qが算出される。ここで、圧力センサ6の検知位置と温度センサ8cとの離間距離は既知であるので、この離間距離が(1)式における測定区間の長さLになる。
Since the cross-sectional area of the
上記のとおり(1)式における粘度μ以外の数値が判明する。それ故、判明しているデータと(1)式を用いて、演算部9によって未加硫ゴムRの粘度μが算出される。
As described above, the numerical values other than the viscosity μ in the equation (1) are found. Therefore, the viscosity μ of the unvulcanized rubber R is calculated by the
この実施形態では離間配置された2つの温度センサ8b、8cを先端位置検知手段および速度検知手段として機能させているが、1つの温度センサ8cおよび1つの圧力センサ6を先端位置検知手段および速度検知手段として機能させることもできる。即ち、圧力センサ6の検知位置X1を未加硫ゴムRが通過すると検知圧力Pが急激に上昇する。そして、圧力センサ6の検知位置X1は既知であり、検知圧力Pが急激に上昇する時点(時刻)は把握できる。
In this embodiment, two
そこで、図4の実施形態で説明した一方の温度センサ8bの代わりに圧力センサ6を用いて、他方の温度センサ8cと組み合わせて使用する。これにより、流路2での未加硫ゴムRの検知先端位置X2および検知速度Vを把握することができる。したがって、未加硫ゴムRの粘度μを算出することも可能になる。
Therefore, the
上述したように本発明によれば、未加硫ゴムRの粘度μを測定するには、流路2には1個の圧力センサ6を用いて1箇所の検知位置X1で圧力を検知し、流路2ではその他に、未加硫ゴムRの流量Q、または、未加硫ゴムRの流動方向先端位置X2および速度Vを検知すればよい。そして、圧力センサ6の検知位置X1と、流量Qや流動方向先端位置X2、速度Vを検知する検知位置とは大きく離間させなくてよい。それ故、2つの圧力センサ6を用いて流路2の圧力勾配ΔPを検知する場合に比して、粘度測定に要するスペースをコンパクトにすることができる。
As described above, according to the present invention, in order to measure the viscosity μ of the unvulcanized rubber R, the pressure is detected at one detection position X 1 by using one pressure sensor 6 in the flow path 2. In the
また、ゴム成型は、樹脂成型に比して射出速度や押出速度が著しく遅い。そのため、2つの圧力センサ6を用いる場合は、流動する未加硫ゴムRが2つの圧力センサ6の検知位置を通過するには相当の時間を要する。それ故、未加硫ゴムRの粘度μを迅速に測定するには不利になるが、本発明によれば、このようなデメリットを回避して、迅速に未加硫ゴムRの粘度μを把握することができる。
Further, rubber molding has a significantly slower injection speed and extrusion speed than resin molding. Therefore, when two
粘度測定に要するスペースをコンパクトしつつ、未加硫ゴムRの粘度μを把握するには、例えば、圧力センサ6の検知位置X1は注入手段3の注入口からなるべく近い位置(数cm〜10cm程度の位置)、かつ、未加硫ゴムRの流れが安定する位置に設定するとよい。また、流量Qは未加硫ゴムRが圧力センサ6の検知位置X1の下流側で検知位置X1のなるべく近い位置(数cm〜10cm程度の位置)にするとよい。
In order to grasp the viscosity μ of the unvulcanized rubber R while compacting the space required for viscosity measurement, for example, the detection position X 1 of the
さらには、本発明によれば、キャピラリーレオメータ(細管式粘度計)、平板型回転粘度計等の従来の既存の粘度計に比して、ゴム製品等の製造工程における粘度と近似した粘度を算出することが可能になっている。本発明によって測定した未加硫ゴムRの粘度μは、既存の粘度計により測定した粘度よりも、ゴム製品等の製造工程における粘度に対して近似していることは、実験およびシミュレーションによって確認している。 Further, according to the present invention, the viscosity close to the viscosity in the manufacturing process of rubber products and the like is calculated as compared with the conventional existing viscometers such as a capillary rheometer (thin tube type viscometer) and a flat plate type rotational viscometer. It is possible to do. It was confirmed by experiments and simulations that the viscosity μ of the unvulverized rubber R measured by the present invention is closer to the viscosity in the manufacturing process of rubber products, etc. than the viscosity measured by the existing viscometer. ing.
本発明の未加硫ゴムの流動シミュレーション方法では、上記のように算出した未加硫ゴムRの粘度μを使用する。流動シミュレーションでは、図5に例示するようなシミュレーションモデル10において未加硫ゴムRを、コンピュータを用いて流動させる。この実施形態では、未加硫ゴムRを射出機11から流路12を介して成型モールド13のキャビティ14に射出して加硫用ブラダを製造する際のシミュレーションモデル10になっている。シミュレーションモデル10は、二次元モデルでも三次元モデルでもよい。コンピュータには粘度μの他に、成型モールド13(流路12やキャビティ14)の形状および温度データ、射出圧力データ等が入力されている。
In the flow simulation method of the unvulcanized rubber of the present invention, the viscosity μ of the unvulcanized rubber R calculated as described above is used. In the flow simulation, the unvulcanized rubber R is flowed using a computer in the
シミュレーションに使用する粘度μは、未加硫ゴムRを用いたゴム製品等の製造工程における未加硫ゴムRの粘度と近似している。粘度は未加硫ゴムRの流動性に大きく影響するので、この粘度μを用いることにより、シミュレーションモデル10で流動させた未加硫ゴムRの挙動を、実際の製造工程での挙動により近似させることができる。
The viscosity μ used in the simulation is close to the viscosity of the unvulcanized rubber R in the manufacturing process of a rubber product or the like using the unvulcanized rubber R. Since the viscosity greatly affects the fluidity of the unvulcanized rubber R, the behavior of the unvulcanized rubber R flowed by the
尚、未加硫ゴムRの粘度は温度依存性が高いので、流動シミュレーションでは、実際の製造工程での未加硫ゴムRの温度に近い温度条件で算出された粘度μを使用する。本発明は、タイヤ、ホース、防舷材、コンベヤベルト等の様々なゴム製品、これらゴム製品を構成するゴム部材、ブラダ等のゴム製の製造設備部材などを製造する際のシミュレーションに用いることができる。 Since the viscosity of the unvulcanized rubber R is highly temperature-dependent, the viscosity μ calculated under temperature conditions close to the temperature of the unvulcanized rubber R in the actual manufacturing process is used in the flow simulation. The present invention can be used for simulations when manufacturing various rubber products such as tires, hoses, fenders, conveyor belts, rubber members constituting these rubber products, and rubber manufacturing equipment members such as bladder. can.
1 測定装置
2 流路
3 注入手段
4 シリンダ
5a プランジャー(注入移動部)
5b 温度調節部
5c 駆動機構
5d 制御部
6 圧力センサ
7 流量検知手段
8a、8b、8c 温度センサ
9 演算部
10 シミュレーションモデル
11 射出機
12 流路
13 成型モールド
14 キャビティ
R 未加硫ゴム
1 Measuring
5b
Claims (8)
前記検知圧力と、前記検知流量と、前記検知流量に基づいて算出できる前記検知位置と前記未加硫ゴムの流動方向先端位置との離間距離と、に基づいて、前記演算部により前記未加硫ゴムの粘度が算出される構成にしたことを特徴とする未加硫ゴムの粘度測定装置。 A flow path having a constant cross-sectional shape, an injection means for injecting unvulverized rubber into the flow path and flowing the flow path in a state of being filled in the flow path, and a flow path of the flow path at one detection position of the flow path. A calculation in which one pressure sensor for detecting pressure, a flow rate detecting means for detecting the flow rate of the unvulverized rubber in the flow path, a detection pressure of the pressure sensor, and a detected flow rate of the flow rate detecting means are input. Has a part and
The unvulcanized by the calculation unit based on the detected pressure , the detected flow rate, and the separation distance between the detected position and the tip position of the unvulcanized rubber in the flow direction, which can be calculated based on the detected flow rate. An unvulcanized rubber viscosity measuring device characterized in that the viscosity of the rubber is calculated.
前記検知圧力、前記検知先端位置および前記検知速度に基づいて、前記演算部により前記未加硫ゴムの粘度が算出される構成にしたことを特徴とする未加硫ゴムの粘度測定装置。 A flow path having a constant cross-sectional shape, an extrusion means for injecting unvulverized rubber into the flow path and causing the flow path to flow in a state of being filled in the flow path, and a flow path of the flow path at one detection position of the flow path. One pressure sensor for detecting pressure, a tip position detecting means for detecting the tip position in the flow direction of the unvulture rubber in the flow path, and a speed detecting means for detecting the flow rate of the unvulture rubber. , A calculation unit for inputting the detection pressure of the pressure sensor, the detection tip position of the tip position detecting means, and the detection speed of the speed detecting means.
A viscosity measuring device for unvulcanized rubber, characterized in that the viscosity of the unvulcanized rubber is calculated by the calculation unit based on the detection pressure, the detection tip position, and the detection speed.
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