JPH0718870B2 - Testing device for calculating the distribution of vulcanization of rubber samples - Google Patents
Testing device for calculating the distribution of vulcanization of rubber samplesInfo
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- JPH0718870B2 JPH0718870B2 JP60149830A JP14983085A JPH0718870B2 JP H0718870 B2 JPH0718870 B2 JP H0718870B2 JP 60149830 A JP60149830 A JP 60149830A JP 14983085 A JP14983085 A JP 14983085A JP H0718870 B2 JPH0718870 B2 JP H0718870B2
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Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、ゴムサンプルの加硫度分布算出用試験装置
に関するものである。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a test device for calculating a vulcanization degree distribution of a rubber sample.
ここに加硫度とは、実験的には、アウレニウスの式に従
って A:定数(ゴムが有する反応指数) E:活性化エネルギー R:ガス定数 T:加硫温度(絶対温度゜K) T0:基準温度(絶対温度゜k) t:加硫時間 として表わされる反応状態を示す尺度であり、加硫温度
(T)と加硫時間(t)との関数となる。そこでこの発
明は、ゴムサンプルの加硫度分布が高精度で、かつ高能
率で算出可能であり、最終的にゴムのブローポイントを
やはり高精度で特定することができる試験装置を提供す
るものである。Here, the vulcanization degree is, experimentally, according to the Aurenius equation. A: Constant (reaction index of rubber) E: Activation energy R: Gas constant T: Vulcanization temperature (absolute temperature K) T 0 : Reference temperature (absolute temperature K) t: Reaction expressed as vulcanization time It is a measure of the state and is a function of the vulcanization temperature (T) and the vulcanization time (t). Therefore, the present invention provides a test device capable of calculating the vulcanization degree distribution of a rubber sample with high accuracy and with high efficiency, and finally identifying the blow point of the rubber with high accuracy. is there.
またブローポイントとは、ゴム、ゴムを含む複合体など
を加圧下にて加硫する場合に、その加圧加硫の終了時点
において、被加硫物の内部に、加硫度不足によって発生
する泡の存在がなくなるのに必要な最低限の加硫度(つ
まり、限界加硫度)を意味する。Further, the blow point is caused by insufficient vulcanization degree inside the article to be vulcanized at the end of the pressure vulcanization when vulcanizing rubber, a rubber-containing composite or the like under pressure. It means the minimum vulcanization degree (that is, the limit vulcanization degree) required for eliminating the presence of bubbles.
(背景技術) ゴム、ゴムを含む複合体などを加圧下で加硫するに際
し、被加硫物のとくに中心部が一定加硫度に達しないま
まにその加圧加硫を終了したときには、加硫後における
その被加硫物の中心部が発泡(ブローン)状態となるこ
とから、多くの場合には、被加硫物へのかかる泡の発生
を完全に防止すべく加硫度の決定を行っている。(Background Art) When vulcanizing rubber, a rubber-containing composite, or the like under pressure, when the pressure vulcanization is completed before the vulcanization target, particularly the central portion, reaches a certain degree of vulcanization, Since the center of the vulcanizate after vulcanization is in a foamed state, in many cases the degree of vulcanization should be determined in order to completely prevent the formation of such bubbles on the vulcanizate. Is going.
ところで、加硫時間を短く、しかも泡が全く存在しない
製品を製造するにあたって、被加硫物の適正加硫度の決
定にはブローポイントを特定することが極めて重要とな
る。By the way, in producing a product having a short vulcanization time and no bubbles at all, it is extremely important to specify the blow point in order to determine the proper vulcanization degree of the material to be vulcanized.
そしてこのブローポイントは、ゴム配合物の組成、練り
方式・条件などによって相違するので、被加硫物の品質
管理、ゴム組成物の開発などを行う上で、極めて頻繁に
ブローポイントの特定作業を行うことが必要になる。Since this blow point differs depending on the composition of the rubber compound, kneading method, conditions, etc., it is extremely frequent to identify the blow point when performing quality control of the vulcanizate, development of the rubber composition, etc. It will be necessary to do.
従って、プローポイントは、容易かつ迅速に、しかも高
い精度で求めることが要求される。Therefore, the plow point is required to be easily and quickly obtained with high accuracy.
(従来の技術) 以上述べたように、ブローポイントである発泡限界加硫
度を算出するためには、(1)式で示すところから明ら
かなように、加硫温度(T)および加硫時間(t)をそ
れぞれ求めることが必要となり、従来は、これらのう
ち、加硫時間(t)は、被加硫物の加熱の開始に同期し
て作動するタイマーを用いることにより、また、経時的
に変化する被加硫物内部の加硫温度(T)は、被加硫物
の内部へ温度センサを配置することにより、それぞれ測
定することが一般的であった。(Prior Art) As described above, in order to calculate the foaming limit vulcanization degree, which is a blow point, as is clear from the formula (1), the vulcanization temperature (T) and the vulcanization time are calculated. It is necessary to obtain each (t), and conventionally, among these, the vulcanization time (t) can be determined by using a timer that operates in synchronization with the start of heating of the vulcanizate. It was general that the vulcanization temperature (T) inside the vulcanizate, which changes to, was measured by placing a temperature sensor inside the vulcanizate.
すなわち、従来は実際の被加硫物に相当するサンプルを
作成し、このサンプルに対する加硫度を種々に変更する
ことによってブローポイントを特定することが広く一般
に行われていたが、この特定方法によれば、精度の高い
結果を得ることができる利点はあるものの、サンプルの
製造工数および試験コストが著しく嵩むと言う重大な問
題があることから、近年に至っては、実際の被加硫物に
用いられる材料にて製造された試験片をサンプルとして
ブローポイントを特定する技術が普及しつつある。That is, conventionally, it has been widely general practice to create a sample corresponding to an actual material to be vulcanized and specify the blow point by variously changing the vulcanization degree for this sample. According to the above, although there is an advantage that highly accurate results can be obtained, there is a serious problem that the manufacturing man-hours of the sample and the test cost are significantly increased. A technique for identifying a blow point by using a test piece manufactured by using the above material as a sample is becoming widespread.
ここで試験片をサンプルとしてブローポイントを特定す
る方法としては、たとえば「ラバーエイジ」1962年2月
号(RUBBER AGE,1962,February)の、「デターミニング
ザ ブローポイント イン タイヤ コンパウンズ」
(Determing the blow point in tire compounds:H.A.F
reeman:GOODYEAR TIRE and RUBBER CO.)に記載されて
いるように、十分厚みのある大体積の一個のゴムブロッ
クを加硫してブローポイントを特定する方法の他、小体
積の複数のゴムブロックを、加硫時間を変えて加硫して
ブローポイントを特定する方法があり、前者の方法は、
第11図に示すような大体積の直方体ゴムブロック内部の
a〜eの各部に、所定間隔をおいて複数対の熱電対を埋
め込み、そしてそのゴムブックの加圧加硫中における各
部a〜eの温度をそれらの熱電対で経時的に測定するこ
とにより、各部a〜eの加硫度を算出し、次いで、ゴム
ブロック内部の加硫度が所定値に達したときに加硫を終
了し、さらに、サンプルとなったそのゴムブロックの放
冷後、それを切断して内部の発泡状態を観察し、予め算
出されたサンプル内の加硫度分布と、サンプルの発泡限
界位置との関係からブローポイントを特定するものであ
る。As a method for identifying blow points using test pieces as a sample, for example, “Determining the Blow Point in Tire Compounds” of “Rubber Age” February 1962 (RUBBER AGE, 1962, February).
(Determing the blow point in tire compounds: HAF
reeman: GOODYEAR TIRE and RUBBER CO.), one method is to vulcanize one rubber block with a large enough volume to identify the blow point, or to use multiple rubber blocks with a small volume. , There is a method to specify the blow point by vulcanizing by changing the vulcanization time. The former method is
As shown in FIG. 11, a plurality of pairs of thermocouples are embedded at predetermined intervals in respective parts a to e inside a large-volume rectangular parallelepiped rubber block, and the parts a to e during pressure vulcanization of the rubber book. The vulcanization degree of each part a to e is calculated by measuring the temperature of the above with a thermocouple over time, and then the vulcanization is terminated when the vulcanization degree inside the rubber block reaches a predetermined value. Furthermore, after cooling the rubber block that became a sample, cutting it and observing the foaming state inside, from the relationship between the vulcanization degree distribution in the sample calculated in advance and the foaming limit position of the sample It identifies the blow point.
また後者の方法は、第12図に示すような小体積の直方体
ゴムブロックを複数個準備し、各ゴムブロックを、サン
プル中央部の加硫度と加硫時間との関係が予め求められ
ている加硫金型内で、時間を変えて加圧加硫し、それら
の放冷後、各サンプルを切断して泡の発生の有無を観察
し、泡が残存しなくなるまで加硫されたサンプルの加硫
度をブローポイントとするものである。In the latter method, a plurality of rectangular parallelepiped rubber blocks having a small volume as shown in FIG. 12 are prepared, and the relationship between the vulcanization degree and the vulcanization time of the central portion of the sample is obtained in advance for each rubber block. In the vulcanizing mold, pressure vulcanization is performed at different times, after allowing them to cool, each sample is cut and observed for the occurrence of bubbles, and the vulcanized samples are kept until no bubbles remain. The vulcanization degree is used as the blow point.
(発明が解決しようとする問題点) ところが、大体積の一個の直方体ゴムブロッンクを加硫
してブローポイントを特定する方法にあっては、熱電対
の埋め込み工数ひいてはゴムブロックの製造工数が嵩む
とともに、ゴムブロックのために使用するゴム量が嵩む
という問題があり、しかも、ゴムブロックの体積が大き
いことに起因して第11図にグラフで示すように、加硫度
分布曲線の勾配がきつくなるため、ブローポイント特定
精度が低いという問題があり、また、小体積の複数のゴ
ムブロックを、加硫時間をかえて加硫してブローポイン
トを特定する方法にあっては、複数のゴムブロックを準
備し、そしてそれらの各々を加硫するための工数および
時間が嵩む他、使用ゴム量も嵩み、加えて、各サンプル
の加硫度が段階的に変化しているから、正確なブローポ
イントを求めることができないという問題があった。(Problems to be solved by the invention) However, in the method of vulcanizing a large volume of one rectangular parallelepiped rubber block to identify the blow point, the man-hours for embedding the thermocouple and hence the man-hours for manufacturing the rubber block increase, There is a problem in that the amount of rubber used for the rubber block increases, and because the volume of the rubber block is large, the slope of the vulcanization degree distribution curve becomes tight as shown in the graph in Fig. 11. However, there is a problem that the blow point identification accuracy is low, and in the method of vulcanizing multiple rubber blocks of small volume by changing the vulcanization time and identifying the blow point, prepare multiple rubber blocks. In addition to increasing the man-hours and time for vulcanizing each of them, the amount of rubber used also increases, and in addition, the vulcanization degree of each sample changes stepwise. There is a problem that can not be to obtain an accurate blow point.
本発明は従来技術のかかる問題を有利に解決するもので
あり、小体積のサンプルによって、高精度な加硫度分布
の算出を可能とし、併せて正確かつ迅速なるブローポイ
ント特定を可能ならしめるゴムサンプルの加硫度分布算
出用試験装置を提供するものである。The present invention advantageously solves the above problems of the prior art, and a rubber that enables a highly accurate calculation of the vulcanization degree distribution with a small volume sample, and at the same time enables accurate and rapid blow point identification. A test device for calculating the distribution of vulcanization degree of a sample is provided.
なお、ここで、温度センサを被加硫物(サンプル)内部
にあらかじめ埋込む方式では、工数がかかり能率的でな
いため、温度センサを温測時に被加硫物内部に差し込む
方式が能率上優れる。しかし、温度センサを被加硫物内
へ差し込むことによる温度測定では、主には、温度セン
サ自身の熱容量、加硫金型から温度センサへ伝達される
熱量、温度センサの取付部からそのセンサの感温部へ伝
導される熱量などの影響により、被加硫物内部の真の温
度を測定することが実質的に不可能であり、この故に、
正確なる加硫度を求めることができないという問題があ
った。The method of previously embedding the temperature sensor inside the vulcanizate (sample) requires a lot of man-hours and is not efficient. Therefore, the method of inserting the temperature sensor inside the vulcanizate during temperature measurement is excellent in efficiency. However, in the temperature measurement by inserting the temperature sensor into the vulcanizate, the heat capacity of the temperature sensor itself, the amount of heat transferred from the vulcanization mold to the temperature sensor, and the temperature sensor mounting part Due to the influence of the amount of heat conducted to the temperature-sensitive part, it is virtually impossible to measure the true temperature inside the vulcanizate.
There is a problem that an accurate degree of vulcanization cannot be obtained.
すなわち、このような差込方式によって温度を測定する
ことは極めて簡便であり、能率的であるが、このような
方式を採用して被加硫物の内部温度を測定する場合に
は、以下に述べるような問題があった。つまり、第10図
(a)に、横軸に加硫時間を、縦軸に加硫温度をそれぞ
れとって示すところから明らかなように、図に破線で表
わす真の温度より、実線で表わす温度センサによる測定
温度の方が高くなり、この結果として、第10図(b)の
縦軸にて示す加硫度もまた、そこに破線で表わす真の加
硫度と、実線で表わす算出加硫度とで相当大きく相違し
ていた。なおここで、真の温度は、たとえば、極めて細
い熱電対を、被加硫物の所定位置に、そこへの熱伝達そ
の他の影響を受けることのないよう予め埋め込み固定す
ることにて測定することができる。That is, measuring the temperature by such an insertion method is extremely simple and efficient, but when measuring the internal temperature of the vulcanizate using such a method, There was a problem to mention. In other words, in FIG. 10 (a), the horizontal axis shows the vulcanization time and the vertical axis shows the vulcanization temperature, respectively. The temperature measured by the sensor becomes higher, and as a result, the vulcanization degree shown by the vertical axis in Fig. 10 (b) also shows the true vulcanization degree shown by the broken line and the calculated vulcanization shown by the solid line. It was quite different from the degree. Here, the true temperature is measured by, for example, preliminarily embedding and fixing an extremely thin thermocouple at a predetermined position of the vulcanization object so as not to be affected by heat transfer or the like to the vulcanization target. You can
この発明は、温度センサによる被加硫物内部の真の温
度、もしくはそれにできるだけ近い温度の経時的な測定
を可能ならしめてブローポイント特定精度の十分有効な
る向上をもたらすゴムサンプルの加硫度分布算出用試験
装置を提供するものであり、この装置は、とくに、第10
図(a)にBゾーンとして示すように、温度センサによ
る測定温度が一旦下降した後、再び上昇する領域におけ
る測定温度と真の温度との差に対する対策を講じたもの
である。This invention makes it possible to measure the true temperature inside the vulcanizate or a temperature as close to it as possible with a temperature sensor over time, and to sufficiently improve the accuracy of blow point identification. It is intended to provide a test device for
As shown as zone B in FIG. 5A, measures are taken against the difference between the measured temperature and the true temperature in the region where the temperature measured by the temperature sensor once falls and then rises again.
なおここで、第10図(a)にAゾーンとして示すよう
に、加硫開始後、被加硫物の流動がほぼ治まった段階
で、加硫金型の温度の影響を受けて加熱された温度セン
サを、被加硫物の内部へ差し込んでから、その温度セン
サによる測定温度が、被加硫物の内部温度の近くまで降
下してその下限温度に達するまでの領域内における測定
温度と真の温度との差の加硫度算出精度に及ぼす影響
は、たとえば、Aゾーンの測定温度をデータとしてサン
プリングしないことによって完全に除去することができ
る。Here, as shown as zone A in FIG. 10 (a), after the start of vulcanization, when the flow of the material to be vulcanized almost stopped, it was heated under the influence of the temperature of the vulcanization mold. After inserting the temperature sensor into the vulcanizate, the temperature measured by the temperature sensor drops to near the internal temperature of the vulcanizate and reaches the lower limit temperature. The influence of the difference from the temperature on the vulcanization degree calculation accuracy can be completely eliminated by, for example, not sampling the measured temperature of the A zone as data.
(問題点を解決するための手段) この発明は、温度センサ差込式の温度測定を提案するも
のであり、第10図(a)のBゾーンでの前述した温度差
に影響を与えることのある温度センサ自身の熱容量、加
硫金型から温度センサへ伝達される熱量および温度セン
サの取付部からそのセンサの感温部へ伝導される熱量の
うち、とくにその温度差に大きな影響を与える加硫金型
から温度センサへ伝達される熱量に着目し、かつ小体積
のサンプルを用いることで高精度かつ高能率な試験が可
能となることに着目してなされたものであり、この発明
によるゴムサンプルの加硫度分布算出用試験装置は、一
端から他端に向って深さが変化し、ゴムサンプルの被加
硫物を充足収容するキャビティ及びこのキャビティの深
さが変化する方向に間隔をおいて位置し、前記キャビテ
ィと連通する複数個の貫通孔を有する加硫金型と、前記
キャビティの深さ方向から加硫金型を加熱する加熱源
と、前記各貫通孔内を出入りして、前記キャビティ内の
被加硫物内部の各部温度を測定する複数本の温度センサ
と、前記各貫通孔内に配置されて、加硫金型と温度セン
サとの間の熱伝達を阻止する熱拡散率が20mm2/min以下
の断熱部材と、前記温度センサを出し入れする手段とを
具えて成り、ゴムのブローポイント特定のための、前記
キャビティ深さの変化方向に沿う被加硫物内部の加硫度
分布算出を可能とすることを特徴とする。(Means for Solving Problems) The present invention proposes a temperature sensor insertion type temperature measurement, which may affect the above-mentioned temperature difference in the B zone of FIG. 10 (a). Of the heat capacity of a certain temperature sensor itself, the amount of heat transferred from the vulcanization mold to the temperature sensor, and the amount of heat transferred from the temperature sensor mounting part to the temperature sensing part of the temperature sensor, the one that has a large effect on the temperature difference is particularly important. The rubber according to the present invention was made by paying attention to the amount of heat transferred from the metal mold to the temperature sensor, and by making it possible to perform a highly accurate and highly efficient test by using a small volume sample. The test device for calculating the vulcanization degree distribution of a sample has a depth that changes from one end to the other end, and a cavity for fully accommodating the vulcanizate of the rubber sample and an interval in the direction in which the depth of this cavity changes are provided. Set aside A vulcanization mold having a plurality of through holes that communicate with the cavity, a heating source that heats the vulcanization mold from the depth direction of the cavity, and a hole in and out of the inside of each of the through holes. A plurality of temperature sensors that measure the temperature of each part inside the vulcanizate, and a thermal diffusivity that is placed in each of the through holes and that blocks heat transfer between the vulcanization mold and the temperature sensor is 20 mm 2 Comprising a heat insulating member of / min or less, and means for putting in and taking out the temperature sensor, for the blow point identification of rubber, calculation of the vulcanization degree distribution inside the vulcanizate along the changing direction of the cavity depth It is characterized by enabling.
なおここで、測定温度と真の温度との温度差をより一層
小さくするためには、温度センサの直径を可能な限り細
くして温度センサの熱容量を小さくするとともに、加硫
金型から温度センサへの伝達熱量を少なくすること、温
度センサの外皮その他を熱伝達率の低い材料にて構成し
て温度センサの取付部からセンサの感温部への伝導熱量
を少なくすること、さらには、温度センサおよびその取
付部の少なくとも一方を、たとえば、石綿、テフロンそ
の他によって直接的または間接的に被覆して熱盤および
加硫金型からの輻射熱その他を断熱することなどが好ま
しい。Here, in order to further reduce the temperature difference between the measured temperature and the true temperature, the diameter of the temperature sensor is made as thin as possible to reduce the heat capacity of the temperature sensor, and at the same time, from the vulcanization mold to the temperature sensor. To reduce the amount of heat transferred to the temperature sensor, to reduce the amount of heat transferred from the mounting part of the temperature sensor to the temperature sensing part of the sensor by configuring the temperature sensor outer skin and other materials with a low heat transfer coefficient, and It is preferable that at least one of the sensor and its mounting portion is directly or indirectly covered with, for example, asbestos, Teflon, or the like to insulate the radiant heat from the hot platen and the vulcanization mold and the like.
そしてこの発明の実施にあたり、上下の型部分を閉止す
ることにより形成されるキャビティの一端から他端に向
かう深さ変化が連続的増加又は段階的増加であることが
望ましい。In carrying out the present invention, it is desirable that the depth change from one end to the other end of the cavity formed by closing the upper and lower mold parts is a continuous increase or a stepwise increase.
また、このような加硫金型にて製造されるサンプルを用
いたブローポイント特定方法は、その金型のキャビティ
内で、サンプル用のゴムを加硫する工程と、加硫中のゴ
ムの内部温度を所要に応じた複数個所で経時的に測定
し、この測定結果から各個所の加硫度を算出する工程
と、算出された加硫度が所定の状態に達したときに加硫
を終了してサンプルとなったゴムをキャビティから取り
出す工程と、サンプルの内部発泡状態を、その厚さが変
化する方向にて観察し、サンプル内部の加硫がその内部
に泡が全く残存しない程度にまで進行している部分の加
硫度を、段階的なキャビティを使用する場合には、各測
温個所の加硫度から、また、連続的なキャビティを使用
する場合には、各測温個所の加硫度より算出されるサン
プル各部の加硫度からそれぞれ求める工程とを組み合わ
せてなる。In addition, the blow point identification method using a sample manufactured by such a vulcanization mold is a step of vulcanizing the rubber for the sample in the cavity of the mold and the inside of the rubber being vulcanized. Measure the temperature at multiple points as needed over time, and calculate the degree of vulcanization at each point from this measurement result, and terminate the vulcanization when the calculated degree of vulcanization reaches a specified state. Then, the process of taking out the sample rubber from the cavity and the internal foaming state of the sample are observed in the direction in which the thickness changes, and vulcanization inside the sample is such that no bubbles remain inside. The degree of vulcanization in the progressing part is calculated from the degree of vulcanization at each temperature measurement point when using a stepped cavity, and from the temperature measurement point at each temperature measurement point when a continuous cavity is used. From the vulcanization degree of each part of the sample calculated from the vulcanization degree Comprising a combination of a step of determining Re respectively.
(作用) この装置では、加硫金型で、実際の被加硫物そのもの、
試験片などとすることができるゴムサンプルの加硫を行
い、この加硫中に、サンプルの所定位置まで差し込んだ
複数本の温度センサで、それぞれの部分の加硫温度を経
時的に精密測定することにより、各センサの感温部での
加硫度の連続的な算出を可能ならしめ、そしてそれぞれ
の感温部における加硫度が所要の状態に達したときに加
硫を終了して温度センサをサンプルから後退させるとと
もに、そのサンプルを加硫金型から取り出すことによっ
て、その後のサンプルからブローン発生状況の観測を可
能ならしめる加硫されたブローポイント特定用サンプル
がもたらされることになる。(Operation) In this device, the vulcanization mold is used to
A rubber sample, which can be used as a test piece, is vulcanized, and during this vulcanization, the vulcanization temperature of each part is precisely measured with time with a plurality of temperature sensors inserted to the predetermined position of the sample. This enables continuous calculation of the degree of vulcanization in the temperature-sensitive part of each sensor, and when the degree of vulcanization in each temperature-sensitive part reaches the required state, vulcanization is terminated and the temperature is Withdrawal of the sensor from the sample and removal of the sample from the vulcanization mold will result in a vulcanized blowpoint identifying sample that allows observation of blown development from subsequent samples.
すなわち、この装置では、温度センサがその周りに位置
する熱拡散率が20mm2/min以下の断熱層の作用によっ
て、加硫金型に対して有効に断熱され、温度センサが被
加硫物内に差し込まれた状態において、加硫金型からの
温度センサへの熱の伝達は、断熱部材によって低減さ
れ、温度センサの先端に配置されている熱電対等の感温
部への加硫金型の熱伝達は断熱部材により実質的に阻止
され、この結果として、温度センサによる測定温度が、
真の温度に著しく接近するので、算出された加硫度もま
た真の加硫度に極めて近い値となり、たとえそれらの両
加硫度に差が生じても、この差は、許容誤差の範囲に含
まれる十分小さな値となる。That is, in this device, the thermal diffusivity around which the temperature sensor is located has a thermal insulation layer of 20 mm 2 / min or less so that the temperature sensor is effectively insulated against the vulcanization mold, and the temperature sensor is inside the vulcanizate. The heat transfer from the vulcanization mold to the temperature sensor is reduced by the heat insulating member in the state where the vulcanization mold is inserted into the temperature sensing part such as a thermocouple arranged at the tip of the temperature sensor. The heat transfer is substantially blocked by the heat insulating member, so that the temperature measured by the temperature sensor is
Since the temperature is remarkably close to the true temperature, the calculated vulcanization degree is also very close to the true vulcanization degree, and even if there is a difference between both vulcanization degrees, this difference is within the tolerance range. It is a sufficiently small value included in.
このようにして得られたサンプル内の測定温度ひいては
加硫度は、サンプルの形状、肉厚などに応じて各部分毎
に相違することから、そのサンプルに対するブローポイ
ントの特定は、サンプルを切断して視認することによ
り、またはそれを非破壊検査することにより、サンプル
内に泡が全く残存しなくなるまでに加硫が進行した境界
部分での加硫度、いいかえれば発泡限界加硫度を、サン
プルの加硫時に予め算出された加硫度分布から求めるこ
とにより行われる。The measured temperature and thus the degree of vulcanization in the sample thus obtained differ from part to part depending on the shape, wall thickness, etc. of the sample. By visually observing it, or by performing nondestructive inspection on it, the vulcanization degree at the boundary where vulcanization progressed until no bubbles remained in the sample, in other words, the foaming limit vulcanization degree, It is carried out by obtaining from the vulcanization degree distribution calculated in advance at the time of vulcanization.
また本発明の装置では、深さが、一端から他端に向かっ
て変化し、望ましくは連続的に増加するキャビティ内で
サンプルを製造することにより、一個のサンプルの内部
で加硫度が、その厚さが変化する方向へ連続的に変化す
るので、内部に泡が残存する部分とそれが残存しない部
分とを有する一個のサンプルを製造することができ、そ
の発泡限界位置を、目視によって、または非破壊検査に
よって極めて正確に見出すことが可能となり、また、そ
のための各種作業の工数および時間ならびに使用ゴム量
の著しい低減がもたらされる。Further, in the device of the present invention, the depth of vulcanization changes from one end to the other end, and preferably, the vulcanization degree within one sample is increased by manufacturing the sample in a cavity that continuously increases. Since the thickness changes continuously in the changing direction, it is possible to manufacture one sample having a part where bubbles remain inside and a part where it does not remain, and the foaming limit position is visually or Non-destructive inspection makes it possible to find out very accurately, and also brings about a significant reduction in the man-hours and time of various operations therefor and the amount of rubber used.
なお、このようにして見出される発泡限界の加硫度は、
予め求めたサンプル各部の加硫度との対比によって求め
ることができる。The degree of vulcanization at the foaming limit found in this way is
It can be obtained by comparison with the degree of vulcanization of each part of the sample obtained in advance.
そしてここでは、上述したような加硫金型によるサンプ
ル用ゴムの加硫中に、ゴムの内部温度を所要に応じた複
数個所で経時的に測定するとともに、各測定結果から加
硫度を算出することにより、サンプル各部の加硫度の変
化を連続的に知見可能ならしめ、そして算出された各加
硫度が所定の状態に達したときに加硫を終了し、サンプ
ルとなったゴムをキャビティから取り出して一定時間放
冷後、そのサンプルの内部発泡状態を、加硫度が一端か
ら他端に向けて連続的に変化するサンプルを切断するこ
とにより、または切断することなく、その厚さが変化す
る方向にて観察し、サンプル内部の加硫が、その内部に
泡が全く残存しない程度にまで進行している位置、いい
かえれば発泡限界位置を正確に見出し、その位置の加硫
度を、各測温個所の最終加硫度およびこれら各個所の加
硫度の内挿により得られるサンプルの厚さの変化方向に
沿う各部の加硫度から求めることにより、発泡限界位置
の極めて正確なる特定ならびに連続的に変化する加硫度
分布に基づき、ブローホイントを高精度にて特定するこ
とができる。And here, during vulcanization of the sample rubber by the vulcanization mold as described above, the internal temperature of the rubber is measured at a plurality of points as required over time, and the vulcanization degree is calculated from each measurement result. By doing so, it is possible to continuously detect the change in the vulcanization degree of each part of the sample, and when the calculated vulcanization degree reaches a predetermined state, the vulcanization is terminated and the rubber used as the sample is After being taken out of the cavity and allowed to cool for a certain period of time, the internal foaming state of the sample can be measured by cutting the sample with or without cutting the vulcanization degree continuously changing from one end to the other. The vulcanization inside the sample is the position where the vulcanization progresses to the extent that no bubbles remain inside, that is, the foaming limit position is accurately found, and the vulcanization degree at that position is determined. , Each temperature measurement point By obtaining the final vulcanization degree and the vulcanization degree of each part along the change direction of the sample thickness obtained by interpolation of the vulcanization degree at each of these points, it is possible to specify the foaming limit position extremely accurately and continuously change. Based on the vulcanization degree distribution, the blow wind can be specified with high accuracy.
従ってここでは、前述したように、内部に泡が残存する
とそれが残存しない部分とを有する一個のサンプルを製
造することによって、少ない作業工数およびゴムの使用
量の下で、極めて迅速に、かつ正確にブローポイントを
特定することができる。Therefore, here, as described above, by producing one sample having a portion in which bubbles do not remain when they remain inside, extremely quick and accurate operation can be achieved under a small number of working steps and a small amount of rubber. The blow point can be specified.
なおここで、キャビテイの深さが段階的に変化する加硫
金型を用いた場合には、加硫終了後におけるサンプル
の、泡が全く残存しない程度にまで加硫が進行している
ステップを見出すとともに、そのステップの加硫度、予
め算出された各ステップの最終加硫度から求めることに
より、迅速にブローポイント特定することができる。Here, when a vulcanization mold in which the depth of cavities is changed stepwise is used, the step of vulcanization of the sample after completion of vulcanization is performed to the extent that no bubbles remain at all. The blow point can be rapidly identified by finding the vulcanization degree of the step and the final vulcanization degree of each step calculated in advance.
また、ここにおいて、とくに、深さが一端から他端に向
けて連続的に増加するキャビティ内でゴムを加圧加硫す
る場合には、加硫中のゴムの測温領域を、キャビティの
深さが変化する方向において、ゴムのそれぞれの端縁か
ら、その各端縁におけるゴム厚さの3倍以上離間する中
央区域とすることにより、加硫金型の側壁部分からゴム
の内部へ伝達される熱量が測定温度に与える影響を有効
に除去し、上下方向からゴムの内部へ伝達される熱量に
基づく温度変化を十分正確に測定することができるの
で、とくに測温個所が少ないときには、前記中央区域で
のみ温度測定を実施することにて、サンプル各部の加硫
度を高い精度にて算出することができ、この故に、ブロ
ーポイントの特定精度を高めることができる。In addition, here, in particular, when the rubber is pressure-vulcanized in the cavity where the depth continuously increases from one end to the other end, the temperature measurement region of the rubber during vulcanization is set to the depth of the cavity. In the direction in which the direction changes, the central region is separated from each edge of the rubber by at least three times the rubber thickness at each edge, so that it is transmitted from the side wall portion of the vulcanization mold to the inside of the rubber. The effect of the heat quantity on the measured temperature can be effectively removed, and the temperature change based on the heat quantity transferred from the vertical direction to the inside of the rubber can be measured sufficiently accurately. By performing the temperature measurement only in the area, the vulcanization degree of each part of the sample can be calculated with high accuracy, and therefore the accuracy of identifying the blow point can be increased.
そしてさらに、ここでは、上述したところに加え、加硫
中のゴムの、温測領域の両端厚さh10,h20の相対関係な
らびにそれらの厚さh10,h20と測温領域の長さlとの関
係を、加硫温度(熱盤設定温度)を170℃〜190℃とした
ときに、 で、かつ、 とし、加硫温度(熱盤設定温度)を130℃〜150℃とした
ときに、 で、かつ とすることが好ましい。Further, here, in addition to the above, here, the relative relationship between the thicknesses h 10 and h 20 at both ends of the temperature measurement region of the rubber during vulcanization and the thicknesses h 10 and h 20 and the length of the temperature measurement region are described. When the vulcanization temperature (hot platen set temperature) is 170 ° C to 190 ° C, And, and And when the vulcanization temperature (hot platen set temperature) was set to 130 ° C to 150 ° C, And It is preferable that
すなわち、平均厚さ を上述した最小値より小さくした場合において、サンプ
ル内の少なくとも一部に泡が残存する状態で加硫を終了
するときには、サンプルの加硫時間が短くなりすぎるこ
とから、その表層部の硬度を十分高めることができず、
これがため、そのサンプルの加硫金型からの取り出しに
際してサンプルに変形が生じ、発泡限界位置の正確なる
特定が極めて困難になるので、ブローポイント特定精度
が低下するという問題があり、また一方において、平均
厚さを上述した最大値より大きくした場合には、サンプ
ル体積が大きくなりすぎて加硫時間、測定工数などが著
しく嵩むことになるという問題がある。Ie average thickness When the value is smaller than the above-mentioned minimum value, when the vulcanization is terminated in a state where bubbles remain in at least a part of the sample, the vulcanization time of the sample becomes too short, so that the hardness of the surface layer part is sufficiently high. I ca n’t raise it,
Therefore, when the sample is taken out from the vulcanization mold, the sample is deformed, and it becomes extremely difficult to accurately identify the foaming limit position, so that there is a problem that the blow point identification accuracy is lowered. When the average thickness is made larger than the above-mentioned maximum value, there is a problem that the sample volume becomes too large and the vulcanization time, the measurement man-hours, etc. increase remarkably.
そしてまた、サンプルの勾配 については、それを上述した最小値より小さくした場合
には、サンプルの、適正測温領域の長さlの両端部分に
おけるそれぞれの加硫度の差が小さくなりすぎるため、
1回の加硫によって、発泡限界位置の判定可能な領域を
生成することが極めて困難となり、この結果として、加
硫回数および測定回数が増加する問題があり、逆にその
勾配を上述した最大値より大きくした場合には、適正測
温領域内での加硫度差が大きくなりすぎるため、サンプ
ルの発泡限界位置の判定誤差に起因するブローポイント
の特定誤差が著しく大きくなり、特定精度が低下すると
いう問題がある。And also the gradient of the sample With respect to the above, when it is made smaller than the above-mentioned minimum value, the difference in vulcanization degree at both end portions of the length l of the proper temperature measurement region of the sample becomes too small,
It is extremely difficult to generate a region where the foaming limit position can be determined by one-time vulcanization, and as a result, there is a problem that the number of vulcanizations and the number of measurements are increased. When the value is made larger, the difference in vulcanization degree in the proper temperature measurement region becomes too large, so that the blow point identification error caused by the determination error of the foaming limit position of the sample becomes significantly large and the identification accuracy decreases. There is a problem.
(実施例) 以下にこの発明を図示例に基づいて説明する。(Example) Hereinafter, the present invention will be described based on illustrated examples.
第1図はこの発明の一実施例を示す部分断面図であり、
図中1はベースフレームを、2は、このベースフレーム
1の上方に離間させて設けた加圧用シリンダをそれぞれ
示し、また3はそれらのそれぞれに取り付けた加硫金型
を示す。FIG. 1 is a partial sectional view showing an embodiment of the present invention,
In the figure, 1 is a base frame, 2 is a pressurizing cylinder provided above the base frame 1 at a distance, and 3 is a vulcanizing mold attached to each of them.
ここで、この加硫金型3の下型部分3aは、下熱盤4およ
び断熱盤5を介してベースフレーム1に、また、加硫金
型3の上型部分3bは、上熱盤6、断熱盤7およびスペー
サ8を介して加圧用シリンダ2のロッド端にそれぞれ固
定する。Here, the lower mold part 3a of the vulcanizing mold 3 is attached to the base frame 1 via the lower heating plate 4 and the heat insulating plate 5, and the upper mold part 3b of the vulcanizing mold 3 is connected to the upper heating plate 6. , And is fixed to the rod end of the pressurizing cylinder 2 via the heat insulating board 7 and the spacer 8.
また図中9はロックナットを示し、このロックナット9
は、加圧用シリンダ2のロッド2aに螺合させたスペーサ
8を、ロッド2aの所定位置に確実に位置決めすべく作用
する。In the figure, 9 indicates a lock nut.
Serves to surely position the spacer 8 screwed onto the rod 2a of the pressurizing cylinder 2 at a predetermined position of the rod 2a.
そしてまた、10,11はそれそれ、垂直方向へ延在するガ
イドロッドおよびリミットスイッチ取付け用の支柱を示
し、ガイドロッド10は、スペーサ8の下端フランジ8a上
に設けた摺動部材12と、そのほぼ半周にわたって面接触
してロッド2aに取り付けられた各部材の昇降運動を案内
する。なおガイドロッド10は、加硫金型3の背面側にも
設けられて同様に作用する。また、支柱11は、その長さ
方向の所定位置に、上下二個のリミットスイッチ13,14
をそれぞれ支持すべく作用し、これらのそれぞれのリミ
ットスイッチ13,14は、これもスペーサ8の下端フラン
ジ8aに設けたドグ15によってそれらが作動されることに
より、ロッド2aの上昇および下降作動の停止信号をそれ
ぞれ発生する。Further, 10 and 11 respectively indicate a vertically extending guide rod and a support column for mounting a limit switch. The guide rod 10 includes a sliding member 12 provided on a lower end flange 8a of a spacer 8 and It guides the up-and-down movement of each member attached to the rod (2a) by making surface contact over almost half the circumference. The guide rod 10 is also provided on the back side of the vulcanization mold 3 and operates in the same manner. In addition, the column 11 has two limit switches 13, 14 at the upper and lower positions at predetermined positions in the length direction.
The respective limit switches 13 and 14 stop the rising and lowering operations of the rod 2a by being actuated by the dog 15 provided on the lower end flange 8a of the spacer 8 as well. Generate signals respectively.
そしてさらに、図中16は、図示しない温度検出器に接続
され、加硫金型3のキャビティに対して出入り駆動され
るセンサユニットを示し、このセンサユニット16はその
先端部に、温度センサを有する。Further, reference numeral 16 in the figure denotes a sensor unit connected to a temperature detector (not shown) and driven to move in and out of the cavity of the vulcanization mold 3, and this sensor unit 16 has a temperature sensor at its tip. .
このように構成した加硫度分布算出用試験装置におい
て、被加硫物(サンプル)を加硫する加硫金型3を、第
2図(a),(b)にそれぞれ例示するように、平面輪
郭がともに長方形形状をなす下側部分3aと上型部分3bと
で構成し、これらの下型および上型部分3a,3bの四隅
に、ボルトの挿通を許容するボルト孔17,18をそれぞれ
設ける。またここで、下側部分3aの中央部には、これも
平面輪郭が長方形形状をなす窪み19を、上型部分3bの中
央部には、窪み19内へ丁度嵌まり込んで、後述するキャ
ビティの構成に寄与する突部20をそれぞれ設け、さら
に、丈の高い型部分である下型部分3aの一方の側壁に
は、そこに貫通して窪み19ひいてはキャビティに達する
複数(この例では4個)の貫通孔21を同一水平面内で、
所要の間隔をおいて設け、また他方の側壁には、余剰の
被加硫物をスピューとして型外へ流出させるためのベン
トホール22を設ける。In the vulcanization degree distribution calculation test device configured as described above, the vulcanization mold 3 for vulcanizing the vulcanization target (sample) is illustrated in FIGS. 2 (a) and 2 (b), respectively. It is composed of a lower part 3a and an upper mold part 3b whose plane contours are both rectangular, and bolt holes 17 and 18 which allow the insertion of bolts, respectively, at the four corners of the lower mold part and the upper mold parts 3a and 3b. Set up. Further, here, in the central portion of the lower portion 3a, a recess 19 whose planar contour is also rectangular is formed, and in the central portion of the upper mold portion 3b, the recess 19 is just fitted into the cavity 19 to be described later. Each of the protrusions 20 that contributes to the structure of the lower mold portion 3a is formed on one side wall of the lower mold portion 3a, which is a high mold portion, and penetrates therethrough to reach the recess 19 and thus the cavity (four in this example). ) Through hole 21 in the same horizontal plane,
A vent hole 22 is provided on the other side wall at a required interval to allow the surplus vulcanizate to flow out of the mold as a spew.
かかる加硫金型3は、第3図(a)にその長辺方向の断
面で示すところから明らかなように、下型部分3aを、そ
のボルト孔17に挿通したボルト23によって下熱盤4に締
付固定するとともに、上型部分3bを、ボルト孔18に挿通
したボルト24によって上熱盤6に締付固定した状態で、
それらを型閉めすることにより、両型部分間に、断面形
状が、一端から他端に向かって深さが変化する、横向き
の等脚台形となるキャビティ25を形成する。なおここに
おいて、下型部分3aの一方の側壁に設けたそれそれの貫
通孔21の軸線は、キャビティ25の各部の深さの1/2の地
点に位置することになる。Such a vulcanizing mold 3 has a lower heating plate 4 with a lower mold portion 3a by means of bolts 23 inserted into bolt holes 17 thereof, as is clear from the cross section in the longitudinal direction of FIG. 3 (a). With the upper mold part 3b clamped to the upper heating plate 6 with the bolts 24 inserted into the bolt holes 18,
By closing them, a cavity 25 whose cross-sectional shape is a sideways isosceles trapezoid whose depth changes from one end to the other is formed between both mold parts. In this case, the axis of each through hole 21 provided on one side wall of the lower mold portion 3a is located at a half point of the depth of each portion of the cavity 25.
また一方において、このキャビティ25の短辺方向の断面
は、第3図(b)に示すところから明らかなように、そ
の各部において均一深さとなり、このことは、長辺方向
のいずれの部分においても同様である。On the other hand, the cross section of the cavity 25 in the short side direction has a uniform depth in each part as is clear from the view shown in FIG. 3 (b), which means that in any part in the long side direction. Is also the same.
そしてさらに、加硫金型3のキャビティ25に対して出入
り駆動されるセンサユニット16を、第4図に示すよう
に、たとえば布入りベークライト製のセンサホルダ26
と、このホルダ26の先端部に固定され、図示しない可撓
製コードを介して温度検出器に接続される温度センサ27
とで構成し、ここではこのようなセンサユニット16の複
数本、図では4本を、下型部分3aの一側壁に設けたそれ
ぞれの貫通孔21に対向させて配置するとともに、水平方
向へ延在する一本の摺動部材28にて保持する。この摺動
部材28は、昇降プレート29に固定したエアシリンダ30の
シリンダロッド30aにそれを連結することにより、エア
シリンダ30の作動に基づき、センサユニット16ひいては
温度センサ27を、ガイドロッド31の案内下で、貫通孔21
を経てキャビティ25に対して出入り運動させる。Further, as shown in FIG. 4, a sensor unit 16 driven into and out of the cavity 25 of the vulcanizing mold 3 is provided with a sensor holder 26 made of, for example, bakelite with cloth.
And a temperature sensor 27 fixed to the tip of the holder 26 and connected to a temperature detector via a flexible cord (not shown).
And a plurality of such sensor units 16, here four in the figure, are arranged so as to face the respective through holes 21 provided in one side wall of the lower mold part 3a and extend in the horizontal direction. It is held by one existing sliding member 28. This sliding member 28 is connected to a cylinder rod 30a of an air cylinder 30 fixed to an elevating plate 29, so that the sensor unit 16 and thus the temperature sensor 27 are guided by a guide rod 31 based on the operation of the air cylinder 30. Under the through hole 21
To move in and out of the cavity 25 via.
ここで、ガイドロッド31の一端部は昇降プレート29に、
また他端部は、下型部分3aの側壁にそれぞれ連結されて
おり、昇降プレート29は、第3図(b)に示すところか
ら明らかなように、そこを上下方向に貫通する支柱32と
それとの螺合に基づき、支柱32を回転させることによっ
て、センサユニット16、摺動部材28およびガイドロッド
31とともに、加硫金型3のレベルと対応する位置、いい
かえれば、温度センサ27の軸線と貫通孔21の軸線とが整
列する高さへ昇降運動される。Here, one end of the guide rod 31 is attached to the lift plate 29,
The other ends are connected to the side walls of the lower mold part 3a, respectively, and the lifting plate 29, as is clear from the view shown in FIG. The support unit 32 is rotated based on the screwing of the sensor unit 16, the sliding member 28, and the guide rod.
Along with 31, the position corresponding to the level of the vulcanizing mold 3, that is, the height of the temperature sensor 27 and the axis of the through hole 21 are moved up and down.
またここにおける温度センサ27の、検温手段としては、
抵抗変化素子、熱電対その他を選択することができ、な
かでもとくに熱電対を選択した場合には、温度センサ27
の先端部を、第5図に断面図で示すように構成すること
が好ましい。すなわち、たとえば銅−コンスタンタンか
らなる熱電対33を収納したステンレス製の内筒34内に、
耐熱材、断熱材および絶縁材として作用する酸化マグネ
シウム35を充填するとともに、内筒34の外側に、断熱層
としての空気層36を介在させてこれもステンレス製の外
筒37を配置し、これらの先端を、ろう材その他の熱伝導
率の高い材料で構成することができる円錐状の感温部38
で閉止し、この感温部38内に、熱電対33のカップリング
部を完全に埋め込むことが好ましい。Further, as the temperature detecting means of the temperature sensor 27 here,
A variable resistance element, a thermocouple, etc. can be selected. In particular, when the thermocouple is selected, the temperature sensor 27
It is preferable that the tip end portion of the is configured as shown in the sectional view of FIG. That is, for example, in a stainless steel inner cylinder 34 accommodating a thermocouple 33 made of copper-constantan,
While filling magnesium oxide 35 acting as a heat resistant material, a heat insulating material and an insulating material, an outer cylinder 37 made of stainless steel is arranged outside the inner cylinder 34 with an air layer 36 as a heat insulation layer interposed therebetween. The tip of the cone-shaped temperature sensing part 38 can be composed of a brazing material or other material with high thermal conductivity.
It is preferable that the thermocouple 33 is completely closed and the coupling portion of the thermocouple 33 is completely embedded in the temperature sensitive portion 38.
このような温度センサ27によれば、その半径方向の熱伝
達は、空気層36および酸化マグネシウム35によって、ま
た、その長さ方向の熱伝達は、他の金属に比して熱伝導
率の低いステンレス製の内外筒34,37および酸化マグネ
シウム35によってそれぞれ有効に防止されるので、熱電
対33は、外部から伝達される熱量に影響されることな
く、感温部38の温度をそのカップリング部に発生する熱
起電力に基づき、十分正確に検知することができる。According to such a temperature sensor 27, the heat transfer in the radial direction is due to the air layer 36 and the magnesium oxide 35, and the heat transfer in the length direction is lower in thermal conductivity than other metals. Since the stainless steel inner and outer cylinders 34 and 37 and the magnesium oxide 35 are effectively prevented from each other, the thermocouple 33 changes the temperature of the temperature sensing portion 38 to the coupling portion without being affected by the amount of heat transferred from the outside. It can be detected with sufficient accuracy based on the thermoelectromotive force generated in the.
そしてかかる温度センサ27による測定温度を真の温度に
一層近づけるためには、温度センサ27をキャビティ25内
の比加硫物内へ正確に差し込み得ることを条件として、
その外径を、たとえば1〜2mm程度の小径とすることに
よって、温度センサ27の熱容量の低下に起因するセンサ
27の、比加硫物温度への追従性の向上ならびに加硫金型
3から温度センサ27へ伝達される熱量の低減などもたら
すことが好ましく、さらには、温度センサ27およびその
取付部としてのセンサホルダ26の少なくとも一方を断熱
層にて被覆してそれらへの輻射熱その他の伝達を防止す
ることが好ましい。And in order to bring the temperature measured by the temperature sensor 27 closer to the true temperature, the temperature sensor 27 can be accurately inserted into the relative vulcanizate in the cavity 25,
By setting the outer diameter to a small diameter of, for example, about 1 to 2 mm, the sensor caused by the decrease in the heat capacity of the temperature sensor 27
It is preferable to improve the followability of the specific vulcanizate temperature of 27 and to reduce the amount of heat transferred from the vulcanization mold 3 to the temperature sensor 27. Furthermore, the temperature sensor 27 and a sensor as a mounting portion thereof are preferable. At least one of the holders 26 is preferably covered with a heat insulating layer to prevent the transmission of radiant heat or the like to them.
加えてこの装置では、下型部分3aの各貫通孔21内に、温
度センサ27ひいてはその先端部のキャビティ25内への出
入りを許容する断熱部材、この例では筒状断熱部材39を
嵌め込み固定し、この筒状断熱部材39によって下型部分
3aから温度センサ先端部への熱伝導を有効に阻止する。
なおここで、この筒状断熱部材39は、その内部への温度
センサ先端部の差し込みおよびそのセンサの被加硫物へ
の差し込みに際し、それが下型部分3aの窪み側へ抜け出
すのを防止するための肩部を有する。In addition, in this device, a heat insulating member that allows the temperature sensor 27 and further the tip of the temperature sensor 27 to move into and out of the cavity 25 in each through hole 21 of the lower mold portion 3a, and in this example, a tubular heat insulating member 39 is fixed by fitting. , The lower mold part by this tubular heat insulating member 39
Effectively prevents heat conduction from 3a to the tip of the temperature sensor.
Here, the tubular heat insulating member 39 prevents the temperature sensor tip portion from slipping out to the recessed side of the lower mold portion 3a when the temperature sensor tip portion is inserted into the inside and the sensor is inserted into the vulcanized material. Have a shoulder for.
またここにおいて、この筒状断熱部材39がその所期した
断熱作用を十分に発揮するためには、 a=K/cρ(mm2/min) …(2) a:熱拡散率 K:熱伝導度 c:比熱 ρ:密度 で表わされる熱拡散率aが20以下である物質にてそれを
構成する必要があることが、実験により確認されてい
る。すなわち、温度センサ先端部の外径を1.8φ、温度
センサ27の被加硫物への差し込み深さを15mm、筒状断熱
部材39の厚みを7mmとし、145℃で20分加硫することによ
って、被加硫物の真の加硫度が0.20となった場合におい
て、熱拡散率aの異なる複数種類の物質で筒状断熱部材
39を構成したときのそれぞれの測定加硫度と、真の加硫
度との差の測定結果は第6図に示す通りとなり、この第
6図のグラフによれば、熱拡散率aが20より大きい物質
からなる筒状断熱部材39を適用した場合には、測定加硫
度と、真の加硫度との比を、一般的な許容限界誤差であ
る1.10以下にできないことが解かる。なおここで、図示
の各物質の熱拡散率aは、ブチルゴムが約5(mm2/mi
n)、テフロンが約10(mm2/min)、シリコーンゴムが約
20(mm2/min)、セラミックスが約100〜200(mm2/mi
n)、鉄が約700(mm2/min)である。Further, here, in order for the tubular heat insulating member 39 to sufficiently exert its intended heat insulating action, a = K / cρ (mm 2 / min) (2) a: thermal diffusivity K: heat conduction It has been confirmed by experiments that a material having a thermal diffusivity a represented by a degree c: specific heat ρ: density needs to be 20 or less. That is, the outer diameter of the tip of the temperature sensor is 1.8φ, the insertion depth of the temperature sensor 27 into the vulcanizate is 15 mm, the thickness of the tubular heat insulating member 39 is 7 mm, and the vulcanization is performed at 145 ° C. for 20 minutes. , When the true vulcanization degree of the vulcanizate becomes 0.20, the tubular heat insulating member is made of a plurality of types of substances having different thermal diffusivities a.
The measurement result of the difference between the measured vulcanization degree and the true vulcanization degree when 39 is constituted is as shown in FIG. 6, and according to the graph of FIG. 6, the thermal diffusivity a is 20%. It is understood that when the tubular heat insulating member 39 made of a larger substance is applied, the ratio between the measured vulcanization degree and the true vulcanization degree cannot be set to 1.10 or less, which is a general allowable limit error. The thermal diffusivity a of each substance shown in the figure is about 5 (mm 2 / mi) for butyl rubber.
n), Teflon is about 10 (mm 2 / min), silicone rubber is about
20 (mm 2 / min), ceramics about 100-200 (mm 2 / mi
n), iron is about 700 (mm 2 / min).
そしてまた、この例の装置では、第3図(b)および第
4図から明らかなように、下型部分3aに、温度センサ27
の貫通を許容するテフロンプレート40を固定し、このテ
フロンプレート40で、温度センサ27を支持するととも
に、その出入り運動の案内を行い、さらには、加硫金型
3および熱盤4,6からの、主には輻射熱の温度センサ27
への伝達を有効に防止する。ここでこのテフロンプレー
ト40は、とくにその断熱機能をより十分に発揮させるた
めには、その厚さを可能な限り厚くすることの他、第3
図(b)に示すように、上下の型部分3b,3aの型閉め時
に、それが上下の熱盤6,4と干渉しない限りにおいて、
その高さをできるだけ高くすることが好ましい。Also, in the apparatus of this example, as is clear from FIGS. 3 (b) and 4, the temperature sensor 27 is attached to the lower mold part 3a.
The Teflon plate 40 that allows the penetration of the Teflon plate 40 is fixed, and the Teflon plate 40 supports the temperature sensor 27 and guides the movement in and out of the temperature sensor 27. , Mainly radiant heat temperature sensor 27
Effectively prevent transmission to. Here, in order to make the Teflon plate 40 more fully exhibit its heat insulating function, the thickness of the Teflon plate 40 should be as thick as possible,
As shown in Fig. (B), when the upper and lower mold parts 3b and 3a are closed, as long as they do not interfere with the upper and lower heating plates 6 and 4,
It is preferable to make the height as high as possible.
以上に述べた装置によってブローポイント特定用サンプ
ルを製造するに際しては、はじに、加硫金型3のキャビ
ティ5内に被加硫物としての未加硫ゴムを充填して加硫
を開始し、そのゴムの流動がほぼ治まった段階で、4本
の温度センサ27を、エアシリンダ30の作用により、たと
えば、センサ27の先端縁が下型部分3aの窪み周壁に整列
するその後退位置から、前進作動させて各温度センサ27
をゴムの所要位置まで水平に差し込み、次いで、それぞ
れの温度センサ27によて、各感温部38の温度を経時的に
測定し、この測定結果および加硫時間から加硫度を連続
的に算出する。When manufacturing the blow point specifying sample by the above-described apparatus, first, the cavity 5 of the vulcanization mold 3 is filled with unvulcanized rubber as a substance to be vulcanized to start vulcanization, When the flow of the rubber is almost stopped, the four temperature sensors 27 are moved forward by the action of the air cylinder 30 from the retracted position where the tip edge of the sensor 27 is aligned with the peripheral wall of the recess of the lower mold part 3a. Operate each temperature sensor 27
Rubber is inserted horizontally to the required position of the rubber, then the temperature of each temperature sensitive portion 38 is measured with each temperature sensor 27 over time, and the degree of vulcanization is continuously measured from this measurement result and the vulcanization time. calculate.
なおここにおけるこの温度測定では、加硫金型3から温
度センサ27への熱伝導は、主には、熱拡散率が20mm2/mi
n以下の筒状断熱部材の作用によって有効に阻止される
ことになるので、それぞれの温度センサ27による測定温
度は、真の温度に十分接近することになり、この結果と
して、算出される加硫度もまた真の加硫度に極めて近い
値となる。In this temperature measurement here, the heat conduction from the vulcanization mold 3 to the temperature sensor 27 is mainly due to the thermal diffusivity of 20 mm 2 / mi.
Since it is effectively blocked by the action of the tubular heat insulating member of n or less, the temperature measured by each temperature sensor 27 comes close enough to the true temperature, and as a result, the calculated vulcanization is performed. The degree is also very close to the true degree of vulcanization.
これがため、その後において、ゴムのそれぞれの部分の
加硫度分布が所要の状態に達したことを、算出加硫度か
ら確認し、そして加硫を停止することによって得られる
ブローポイント特定用サンプルの真の加硫度もまた算出
加硫度に極めて近似した値となる。Therefore, after that, it was confirmed from the calculated vulcanization degree that the vulcanization degree distribution of each part of the rubber reached the required state, and the blow point specifying sample obtained by stopping the vulcanization The true vulcanization degree also becomes a value extremely close to the calculated vulcanization degree.
そして、加硫金型3から取り出したそのブローポイント
特定用サンプルに対するブローポイントの特定は、たと
えば、それぞれの温度測定点における最終の算出加硫度
を、第7図に示すように測定点毎に、a,b,c,dの様にプ
ロットするとともに、それらの各点間を一本の内挿線で
結ぶことによってサンプルの長さ方向各部の加硫度を算
出し、しかる後、長さ方向に切断したサンプルを観察し
てその内部の加硫度が、泡が全く残存しない程度にまで
進行している位置を見つけ出す一方、その位置の加硫度
を上述した算出加硫度から求めることによって行われ
る。Then, the blow points for the blow point specifying sample taken out from the vulcanization mold 3 are specified by, for example, determining the final calculated vulcanization degree at each temperature measurement point for each measurement point as shown in FIG. , A, b, c, d are plotted, and each point is connected by an interpolation line to calculate the vulcanization degree of each part in the length direction of the sample, and then the length is calculated. While observing the sample cut in the direction, find the position where the degree of vulcanization inside progresses to such an extent that no bubbles remain at all, while determining the degree of vulcanization at that position from the above calculated degree of vulcanization Done by
このようにして得られたブローポイントはゴム種、組
成、練り条件などによって定まる値となるので、それを
実際の被加硫物の加硫に際して応用することにより、泡
の発生の他、過加硫のないすぐれた被加硫製品を得るこ
とができる。The blow point obtained in this way is a value determined by the rubber type, composition, kneading conditions, etc., so by applying it to the actual vulcanization of the vulcanizate, in addition to foam generation An excellent vulcanized product free of vulcanization can be obtained.
以上この発明を図示の実施例に基づいて説明したが、他
の実施例においては加硫金型3のキャビティ25を、第8
図(a),(b)に斜視図で示すような形状の加硫度分
布算出用サンプルを製造し得る形状とすることもでき、
それらのキャビティ内での加硫およびサンプルからも、
上述したとほぼ同様にしてブローポイントを求めること
ができる。なおここで、ステップ状をなすサンプルにつ
いては以下のようにしてブローポイントの特定を行うこ
とができる。The present invention has been described above based on the illustrated embodiment. However, in another embodiment, the cavity 25 of the vulcanization mold 3 is not
A shape for producing a vulcanization degree distribution calculation sample having a shape as shown in the perspective views of FIGS.
From vulcanization and samples in those cavities,
The blow point can be obtained in substantially the same manner as described above. Here, the blow point can be specified for the stepwise sample as follows.
まず、第9図に示すように、加硫終了時における各ステ
ップの中央部位イ,ロ,ハ,ニの加硫度を求め、次いで
サンプルの各ステップ内での泡の発生状態を間接もしく
は直接的に観察して泡が全く残存しない程度にまで加硫
が進行しているステップを見い出し、そしてそのステッ
プの中央部位、図ではロにおける加硫度をブローポイン
トとする。First, as shown in FIG. 9, the degree of vulcanization of the central parts a, b, c, and d of each step at the end of vulcanization is obtained, and then the generation state of bubbles in each step of the sample is indirectly or directly determined. The step where vulcanization is progressing to such an extent that no bubbles remain at all is found, and the vulcanization degree at the central portion of the step, in the figure, is the blow point.
(比較例) この発明における筒状断熱部材の有効性に関する試験結
果を下表に示す。(Comparative Example) The following table shows the test results regarding the effectiveness of the tubular heat insulating member in the present invention.
なおここでは、温度センサの外径を1.5φ、その差し込
み深さを20mmとした。Here, the outer diameter of the temperature sensor was 1.5φ and the insertion depth was 20 mm.
この試験結果によれば、筒状断熱部材を、熱拡散率が20
mm2/min以下の物質にて構成することにより、測定温度
ひいては算出される加硫度の信頼性を著しく向上させる
ことができ、加硫度比を、一般的な許容限界誤差である
1.10以下に十分収め得ることが解かる。 According to this test result, the cylindrical heat insulating member has a thermal diffusivity of 20.
By using a substance of mm 2 / min or less, it is possible to remarkably improve the reliability of the measured temperature and thus the calculated vulcanization degree, and the vulcanization degree ratio is a general allowable marginal error.
It turns out that it can be well within 1.10.
(発明の効果) 従ってこの発明によれば、とくには、一端から他端に向
かって深さが変化する加硫金型を用いることにより、一
個の小量ゴムサンプル内部に発泡部分と非発泡部分とを
同時生成させることができ、また熱拡散率が20mm2/min
以下の筒状断熱部材の作用によって、加硫金型から差込
式の温度センサへの熱伝導を有効に防止することによ
り、測定温度ひいては算出加硫度を真の値に十分接近さ
せることができ、これらのことにてサンプルでのブロー
ポイントの特定精度が著しく向上するので、このブロー
ポイントを目安として実際の被加硫物の加硫を行うこと
により、その内部発泡、過加硫などを防止して極めて能
率的に、すぐれた品質の加硫製品を常に確実にもたらす
ことができ、また、頻繁に行うことが必要であるブロー
ポイント特定作業の作業工数を著しく低減することがで
きる。(Effect of the Invention) Therefore, according to the present invention, in particular, by using the vulcanizing mold whose depth changes from one end to the other end, the foamed portion and the non-foamed portion are provided inside one small amount rubber sample. And can be generated simultaneously, and the thermal diffusivity is 20 mm 2 / min
By effectively preventing the heat conduction from the vulcanization mold to the plug-in type temperature sensor by the action of the following tubular heat insulating member, the measured temperature and thus the calculated vulcanization degree can be made sufficiently close to the true value. This makes it possible to significantly improve the accuracy of identifying the blow point in the sample.By vulcanizing the actual vulcanizate using this blow point as a guide, it is possible to prevent internal foaming, overvulcanization, etc. It is possible to prevent and extremely efficiently provide a vulcanized product of excellent quality at all times, and it is possible to remarkably reduce the number of man-hours for the blow-point specifying work that needs to be performed frequently.
第1図はこの発明の一実施例を示す部分断面図、 第2図は加硫金型の下型部分および上型部分を示す平面
図、 第3図は加硫金型の長辺方向および短辺方向の断面図、 第4図は加硫金型の下型部分と温度センサとの関係を示
す平面図、 第5図は温度センサの先端部を例示する拡大断面図、 第6図は筒状断熱部材の熱拡散率の算出加硫度に与える
影響を示すグラフ、 第7図はブローポイント特定要領を例示する図、 第8図はサンプルの他の形状を例示する傾斜図、 第9図は第8図に示すサンプルに対するブローポイント
の特定要領を示す図、 第10図は従来技術による測定温度と真の温度との差なら
びに算出加硫度と真の加硫度との差を示すグラフ、 第11,12図はそれぞれ従来のブローポイント特定領域を
示す図である。 3……加硫金型、3a……下型部分 3b……上型部分、4……下熱盤 6……上熱盤、16……センサユニット 21……貫通孔、22……ベントホール 25……キャビティ、26……センサホルダ 27……温度センサ、28……摺動部材 30……エアシリンダ、38……感温部 39……筒状断熱部材FIG. 1 is a partial sectional view showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a plan view showing a lower mold part and an upper mold part of a vulcanizing mold, and FIG. Sectional view in the direction of the short side, FIG. 4 is a plan view showing the relationship between the lower part of the vulcanizing mold and the temperature sensor, FIG. 5 is an enlarged sectional view illustrating the tip of the temperature sensor, and FIG. FIG. 7 is a graph showing the influence of the calculation of the thermal diffusivity of the cylindrical heat insulating member on the vulcanization degree, FIG. 7 is a view illustrating the procedure for identifying the blow point, FIG. 8 is an inclined view illustrating another shape of the sample, and FIG. The figure shows the procedure for specifying the blow point for the sample shown in FIG. 8, and FIG. 10 shows the difference between the measured temperature and the true temperature and the difference between the calculated vulcanization degree and the true vulcanization degree according to the prior art. Graphs and FIGS. 11 and 12 are diagrams showing conventional blow point specifying regions, respectively. 3 ... Vulcanizing mold, 3a ... Lower mold part 3b ... Upper mold part, 4 ... Lower heating plate 6 ... Upper heating plate, 16 ... Sensor unit 21 ... Through hole, 22 ... Vent hole 25 …… Cavity, 26 …… Sensor holder 27 …… Temperature sensor, 28 …… Sliding member 30 …… Air cylinder, 38 …… Temperature sensing part 39 …… Cylindrical heat insulating member
Claims (2)
サンプルの被加硫物を充足収容するキャビティ及びこの
キャビティの深さが変化する方向に間隔をおいて位置
し、前記キャビティと連通する複数個の貫通孔を有する
加硫金型と、 前記キャビティの深さ方向から加硫金型を加熱する加熱
源と、 前記各貫通孔内を出入りして、前記キャビティ内の被加
硫物内部の各部温度を測定する複数本の温度センサと、 前記各貫通孔内に配置されて、加硫金型と温度センサと
の間の熱伝達を阻止する熱拡散率が20mm2/min以下の断
熱部材と、 前記温度センサを出し入れする手段とを具えて成り、 ゴムのブローポイント特定のための、前記キャビティ深
さの変化方向に沿う被加硫物内部の加硫度分布算出を可
能とすることを特徴とするゴムサンプルの加硫度分布算
出用試験装置。1. A cavity, the depth of which changes from one end to the other, to accommodate a vulcanizate of a rubber sample, and the cavities which are spaced apart in a direction in which the depth of the cavity changes. A vulcanization die having a plurality of through holes communicating with the heating source; a heating source for heating the vulcanization die in the depth direction of the cavity; A plurality of temperature sensors that measure the temperature of each part inside the vulcanizate, and arranged in each of the through holes, the thermal diffusivity to prevent heat transfer between the vulcanization mold and the temperature sensor is 20 mm 2 / min It is equipped with the following heat insulating member and means for putting in and taking out the temperature sensor, and it is possible to calculate the vulcanization degree distribution inside the vulcanizate along the changing direction of the cavity depth for identifying the blow point of rubber. Vulcanization of rubber samples characterized by Test device for calculating degree distribution.
変化が連続的増加又は段階的増加の何れか一方の増加で
ある第1項に記載した装置。2. The apparatus according to claim 1, wherein the depth change from one end of the cavity to the other end is an increase in either a continuous increase or a stepwise increase.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60149830A JPH0718870B2 (en) | 1985-07-08 | 1985-07-08 | Testing device for calculating the distribution of vulcanization of rubber samples |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60149830A JPH0718870B2 (en) | 1985-07-08 | 1985-07-08 | Testing device for calculating the distribution of vulcanization of rubber samples |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6211163A JPS6211163A (en) | 1987-01-20 |
| JPH0718870B2 true JPH0718870B2 (en) | 1995-03-06 |
Family
ID=15483599
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60149830A Expired - Lifetime JPH0718870B2 (en) | 1985-07-08 | 1985-07-08 | Testing device for calculating the distribution of vulcanization of rubber samples |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0718870B2 (en) |
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| US20170095965A1 (en) * | 2015-10-05 | 2017-04-06 | Ueshima Seisakusho Co., Ltd. | Vulcanizing mold for identifying blowing-limit vulcanization degree and test apparatus including the same |
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1985
- 1985-07-08 JP JP60149830A patent/JPH0718870B2/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6211163A (en) | 1987-01-20 |
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