JPH0718870B2 - ゴムサンプルの加硫度分布算出用試験装置 - Google Patents

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（実施例） 以下にこの発明を図示例に基づいて説明する。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

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。

（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。

【図面の簡単な説明】

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

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】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ゴムサンプルの加硫度分布算
   出用試験装置。
2. 【請求項２】前記キャビティの一端から他端に向う深さ
   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。