本實(shí)用新型涉及用于確定起泡臨界硫化度的硫化模具、具備該硫化模具的試驗(yàn)裝置以及試驗(yàn)方法，特別是涉及適合在開(kāi)發(fā)階段研究新材料橡膠的硫化條件時(shí)、或者在進(jìn)行新材料橡膠制品的仿真時(shí)等使用的用于確定起泡臨界硫化度的硫化模具和具備該硫化模具的試驗(yàn)裝置。

背景技術(shù)：

橡膠是熱的不良導(dǎo)體，因此，在從兩個(gè)表面加熱壁厚的橡膠片時(shí)，厚度中心部比表層部升溫得慢。在橡膠制品的生產(chǎn)工序中，在對(duì)混合了必要的填充材料和混合藥品的未硫化橡膠加熱和施加壓力的加壓硫化工序中，如果在升溫較慢的厚度中心部未被充分硫化的“不熟”的狀態(tài)下完成加壓硫化處理，并從除壓后的硫化裝置取出完成硫化的橡膠制品，則會(huì)在該“不熟”部分產(chǎn)生微小的氣泡(鼓泡)。這種氣泡的存在成為在使用該橡膠制品時(shí)產(chǎn)生各種不良情況的原因。特別是，如果出售包含殘存有氣泡的“不熟”部分的機(jī)動(dòng)車輪胎，則可能會(huì)引發(fā)高速行駛時(shí)的機(jī)動(dòng)車輪胎的爆胎破壞，因此需要進(jìn)行應(yīng)對(duì)。

另一方面，關(guān)于為了防止“不熟”而白白延長(zhǎng)加壓硫化的處理時(shí)間的方案，這不僅會(huì)成為導(dǎo)致熱能的浪費(fèi)和生產(chǎn)速度的降低等的原因，而且，多余的加熱處理自身也會(huì)使橡膠的材質(zhì)劣化，成為損傷多種材料特性的原因，因此，也需要將加壓硫化時(shí)間抑制在必要的最小限度。

因此，在常常發(fā)生因傳熱延遲而導(dǎo)致的硫化不足的厚度中心部，為了獲得完全不存在對(duì)品質(zhì)造成影響的氣泡的硫化橡膠而預(yù)先測(cè)量并確定最小限度的必要的硫化度、即起泡臨界硫化度(以下，也將其稱作“發(fā)泡點(diǎn)(ブローポイント)”。)，這在研究新材料橡膠制品的制造工序中的硫化條件時(shí)、或者對(duì)開(kāi)發(fā)出的新材料橡膠制品進(jìn)行仿真時(shí)等非常有用。

在開(kāi)發(fā)新材料橡膠制品時(shí)，為了研究硫化條件等而實(shí)施的、用于確定發(fā)泡點(diǎn)的試驗(yàn)大概按照下面的順序進(jìn)行。

首先，在設(shè)置于硫化模具的、具有平緩的坡度的楔形的型腔內(nèi)填充試料橡膠，并在硫化過(guò)程中，將溫度傳感器貼在試料橡膠的規(guī)定的厚度的中心部(厚度已知)，計(jì)測(cè)試料橡膠的內(nèi)部升溫，并且，利用硫化模具獲得如下這樣的完成硫化的橡膠試驗(yàn)體：其成型為厚度在長(zhǎng)度方向上逐漸平緩地變化的形態(tài)。

接下來(lái)，使用裁斷設(shè)備，使完成硫化的橡膠試驗(yàn)體的厚度中心面露出，對(duì)露出的厚度中心面的起泡狀態(tài)進(jìn)行截面觀察。此時(shí)，判斷出：隨著橡膠試驗(yàn)體的厚度增加，觀察到大氣泡，相反，隨著橡膠試驗(yàn)體的厚度減少，氣泡微小化，最終，“不熟”消失，確認(rèn)不到氣泡。因此，確定可確認(rèn)的微小氣泡的產(chǎn)生臨界點(diǎn)、即起泡臨界部位，然后，根據(jù)從基準(zhǔn)位置至起泡臨界部位的長(zhǎng)度、基準(zhǔn)位置的厚度以及橡膠試驗(yàn)體的坡度，計(jì)算出起泡臨界部位處的橡膠試驗(yàn)體的厚度。

另一方面，根據(jù)在硫化過(guò)程中計(jì)測(cè)的試料橡膠的升溫曲線(以下，也稱作計(jì)測(cè)升溫曲線)求出試料橡膠的熱擴(kuò)散常數(shù)χ，利用求出的熱擴(kuò)散常數(shù)χ的值，計(jì)算出與通過(guò)上述截面觀察得到的起泡臨界部位同等厚度的試料橡膠的升溫曲線(以下，也稱作算出升溫曲線)。然后，根據(jù)試料橡膠的算出升溫曲線和預(yù)先求出的試料橡膠的活化能，求得與起泡臨界部位的熱履歷等價(jià)的基準(zhǔn)溫度保持時(shí)間、即等價(jià)硫化時(shí)間，將求出的等價(jià)硫化時(shí)間如后述那樣應(yīng)用于從硫化試驗(yàn)機(jī)另行取得的試料橡膠的實(shí)用的硫化度曲線，確定發(fā)泡點(diǎn)。

在發(fā)泡點(diǎn)確定試驗(yàn)的實(shí)施過(guò)程中，根據(jù)關(guān)于硫化反應(yīng)速度的溫度依存性的阿雷尼厄斯方程式、熱傳導(dǎo)理論、以及“彈性模量飽和度對(duì)硫化度的代替性”等的教導(dǎo)，也實(shí)施以下的運(yùn)算處理，其在實(shí)用技術(shù)上的妥當(dāng)性在橡膠業(yè)界一直得到認(rèn)可。

即，關(guān)于上述熱擴(kuò)散常數(shù)χ，根據(jù)計(jì)測(cè)升溫曲線和熱傳導(dǎo)理論如下面這樣計(jì)算。

由于將具有平緩坡度的楔形的試料橡膠當(dāng)作平板，因此，被從兩個(gè)面的熱源(加熱硫化模具)均勻地加熱的試料橡膠在厚度中心點(diǎn)處的升溫曲線遵循從熱傳導(dǎo)理論導(dǎo)出的式(1)。

在此，T₁是平板的初始溫度，T₂是與平板的兩個(gè)面熱接觸的熱源的溫度，α(t)是平板的升溫不飽和度，h是至厚度中心點(diǎn)的傳熱距離，并且是平板厚度的1/2，t是從平板的兩個(gè)面與熱源熱接觸的瞬間起所經(jīng)過(guò)的經(jīng)過(guò)時(shí)間，χ是熱擴(kuò)散常數(shù)(mm²/sec)，并且是平板的材質(zhì)所固有的值。

如果以對(duì)數(shù)表示式(1)，則成為式(2)。

lnα(t)＝ln(4/π)-(π²χ/4h²)t (2)

根據(jù)式(2)可知，lnα(t)和經(jīng)過(guò)時(shí)間t的關(guān)系是具有負(fù)斜率的直線關(guān)系。因此，熱擴(kuò)散常數(shù)χ以式(3)表示。

χ＝負(fù)斜率×4h²/π² (3)

在發(fā)泡點(diǎn)確定試驗(yàn)的實(shí)施過(guò)程中，將從溫度傳感器得到的計(jì)測(cè)升溫曲線數(shù)據(jù)和溫度計(jì)測(cè)點(diǎn)處的試料橡膠的厚度2h應(yīng)用于式(1)，由此根據(jù)式(2)、式(3)求得熱擴(kuò)散常數(shù)χ。

接下來(lái)，與起泡臨界部位同等厚度的試料橡膠的算出升溫曲線能夠以如下方式算出，即，將根據(jù)式(3)求得的熱擴(kuò)散常數(shù)χ和根據(jù)上述截面觀察確定的起泡臨界部位的厚度帶入式(2)，求出lnα(t)，將求出的額lnα(t)轉(zhuǎn)換為α(t)，然后根據(jù)提供α(t)的式(1)算出。

等價(jià)硫化時(shí)間如下面這樣求得。

硫化反應(yīng)速度的溫度依存性遵循式(4)所示的阿雷尼厄斯方程式。

k＝A·exp[－Ea/RT] (4)

在此，k是反應(yīng)速度常數(shù)，A是反應(yīng)的頻率因子，R是摩爾氣體常量，Ea是表觀活化能。

如果使用根據(jù)式(4)得到的2個(gè)溫度間的反應(yīng)速度比，對(duì)隨時(shí)間變化的溫度T(t)和基準(zhǔn)溫度(熱源的溫度)T₀時(shí)的硫化反應(yīng)的速度比進(jìn)行時(shí)間積分，則能夠通過(guò)式(5)求得與溫度履歷T(t)等價(jià)的基準(zhǔn)溫度保持時(shí)間(等價(jià)硫化時(shí)間)t_eq(T₀)。并且，t₁是加熱開(kāi)始時(shí)刻，t₂是加熱結(jié)束時(shí)刻。

在發(fā)泡點(diǎn)確定試驗(yàn)的實(shí)施過(guò)程中，在計(jì)算與起泡臨界部位的熱履歷等價(jià)的基準(zhǔn)溫度保持時(shí)間(等價(jià)硫化時(shí)間)時(shí)，通過(guò)將試料橡膠的算出升溫曲線和預(yù)先求出的試料橡膠的活化能應(yīng)用于式(5)，來(lái)求出該等價(jià)硫化時(shí)間。

接下來(lái)，對(duì)實(shí)用的硫化度進(jìn)行說(shuō)明。

硫化度在學(xué)術(shù)上是以在橡膠高分子的分子鏈間形成的交聯(lián)點(diǎn)間網(wǎng)絡(luò)鏈數(shù)密度定義的、表示硫化進(jìn)行度的尺度，但在實(shí)用上，已知可以利用作為工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的彈性模量飽和度來(lái)代替。這種彈性模量飽和度通過(guò)對(duì)可從硫化試驗(yàn)機(jī)容易地獲得的硫化度曲線進(jìn)行解析來(lái)求得。

圖11是示出根據(jù)非專利文獻(xiàn)1記載的振動(dòng)式的硫化試驗(yàn)機(jī)所得到的實(shí)用的硫化度曲線的曲線圖，橫軸表示硫化時(shí)間，縱軸表示用于使橡膠試驗(yàn)體扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的扭矩振幅。應(yīng)該注意的是，實(shí)用的硫化度曲線在與網(wǎng)絡(luò)鏈數(shù)密度之間符合大致直線的關(guān)系。原因是，在橡膠業(yè)界，與硫化進(jìn)行度相比，廣泛利用測(cè)定非常容易的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(彈性模量飽和度)來(lái)代替表示硫化度。

在圖11中，記號(hào)M_E是最小扭矩M_L至最大扭矩M_H的硫化度增加量的總量。如果設(shè)曲線上的任意點(diǎn)的值為M(t)，則通過(guò)以百分比表示M(t)-M_L與M_E之比，能夠以式(6)表示硫化度。

硫化度＝((M(t)-M_L)/M_E)*100％ (6)

在這樣的技術(shù)背景下，在進(jìn)行發(fā)泡點(diǎn)的確定試驗(yàn)時(shí)，另行使用上述硫化試驗(yàn)機(jī)，預(yù)先取得與發(fā)泡點(diǎn)確定試驗(yàn)的被檢物材料相同且配比相同的試料橡膠在同一基準(zhǔn)溫度下的實(shí)用的硫化度曲線。然后，根據(jù)式(5)求得等價(jià)硫化時(shí)間，將求得的等價(jià)硫化時(shí)間應(yīng)用于圖11所示那樣的實(shí)用的硫化度曲線，確定發(fā)泡點(diǎn)。并且，發(fā)泡點(diǎn)是硫化度這一物理尺度上的特定點(diǎn)，因此可以根據(jù)式(6)求出。

在這樣的發(fā)泡點(diǎn)的確定試驗(yàn)中，將溫度傳感器盡可能正確地貼在填充于硫化模具的型腔中的試料橡膠(試料填充空間)的厚度中心點(diǎn)處，這對(duì)于忠實(shí)地計(jì)測(cè)適當(dāng)位置處的升溫速度和升溫曲線、進(jìn)而對(duì)于提高試料橡膠的發(fā)泡點(diǎn)的確定精度和試驗(yàn)結(jié)果的再現(xiàn)性是重要的。

如果按照溫度傳感器的放入方式的不同對(duì)用于確定發(fā)泡點(diǎn)的的試驗(yàn)裝置分類，則以往存在采用所謂的傳感器夾入方式的裝置和采用所謂的傳感器插入方式的裝置，其中，所述傳感器夾入方式是利用試料橡膠將溫度傳感器夾入后一并放入型腔的方式，所述傳感器插入方式是先在型腔中填充試料橡膠、然后將溫度傳感器插入型腔內(nèi)的試料橡膠而放入的方式。作為采用傳感器夾入方式的裝置，已知專利文獻(xiàn)1記載的起泡臨界硫化度試驗(yàn)裝置。另外，作為采用傳感器插入方式的裝置，已知專利文獻(xiàn)2記載的硫化度分布計(jì)算試驗(yàn)裝置。

首先，根據(jù)專利文獻(xiàn)1記載的試驗(yàn)裝置進(jìn)行說(shuō)明。

如圖12(a)、圖12(b)、圖12(c)所示，專利文獻(xiàn)1記載的試驗(yàn)裝置具有硫化模具54和細(xì)棒狀的溫度傳感器57，其中，所述硫化模具54具有：上部模具51，其在壓接面上具有俯視時(shí)為長(zhǎng)方形的楔形的凹部51a；和下部模具52，其在壓接面上具有(與凹部51a對(duì)稱的形狀的)凹部52a，在利用未圖示的合模機(jī)構(gòu)將上部模具51和下部模具52壓接在一起時(shí)，相對(duì)置的凹部51a、52a上下配合，形成俯視時(shí)為長(zhǎng)方形且深度在長(zhǎng)度方向上逐漸變化的楔形的型腔53，關(guān)于所述溫度傳感器57，其利用收納于金屬細(xì)管55中的熱電偶線在管壁上形成沿著其長(zhǎng)度方向互相分離的多個(gè)熱觸點(diǎn)ch1～ch4，通過(guò)將形成的各熱觸點(diǎn)ch1～ch4配置在型腔53的深度中心面上，由此，(在試料橡膠56的厚度不同的多處部位)經(jīng)時(shí)地計(jì)測(cè)硫化過(guò)程中的試料橡膠56的厚度中心溫度。

在上述結(jié)構(gòu)中，在將溫度傳感器57放入型腔53時(shí)，如上所述，采用傳感器夾入方式。

具體來(lái)說(shuō)，首先，用人手利用未硫化的試料橡膠56將溫度傳感器57夾入，在該狀態(tài)下將它們裝入未圖示的裝填用的框體，在室溫狀態(tài)下保持。然后，將裝入的未硫化的試料橡膠56、溫度傳感器57以及框體朝向被調(diào)節(jié)為均勻的硫化溫度的硫化模具54一并載置于下部模具52的凹部52a中(圖12(a))。然后，將上部模具51和下部模具52合模并對(duì)未硫化的試料橡膠56加壓，試料橡膠56由于未硫化橡膠的流動(dòng)性而完全填充型腔53內(nèi)的間隙，并開(kāi)始加壓硫化反應(yīng)。多余的試料橡膠56從型腔53溢出而流入飛邊槽。填充在型腔53中的試料橡膠56由于型腔53的形狀賦予功能而相對(duì)于長(zhǎng)度方向具有厚度坡度。在該裝置中，為這樣的結(jié)構(gòu)：當(dāng)上述框體被裝填到型腔53內(nèi)時(shí)，溫度傳感器57的各熱觸點(diǎn)ch1～ch4以配置在填充到型腔53中的試料橡膠56的厚度中心線上的方式被框體把持(圖12(b))。因此，根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在加壓硫化的期間，溫度傳感器57能夠計(jì)測(cè)試料橡膠56的內(nèi)部、且與熱觸點(diǎn)ch1～ch4接觸的多處部位(即，厚度不同的多個(gè)厚度中心部)的升溫曲線。在加壓硫化結(jié)束后，將厚度在長(zhǎng)度方向上逐漸平緩地變化的楔形的橡膠試驗(yàn)體58從硫化模具54取出(圖12(c))。

接下來(lái)，參照?qǐng)D13對(duì)專利文獻(xiàn)2記載的試驗(yàn)裝置進(jìn)行說(shuō)明。

圖13示出了專利文獻(xiàn)2記載的試驗(yàn)裝置的概要結(jié)構(gòu)，是示出型腔與溫度傳感器的配置關(guān)系的概要的俯視圖。

該試驗(yàn)裝置也與上述專利文獻(xiàn)1記載的試驗(yàn)裝置同樣地具備如下的硫化模具：在將上部模具和下部模具合模時(shí)，形成俯視時(shí)為長(zhǎng)方形且深度在長(zhǎng)度方向上逐漸變化的楔形的型腔。在這樣的形狀的型腔中，在如下方面也與專利文獻(xiàn)1記載的試驗(yàn)裝置相同：當(dāng)填充未硫化的試料橡膠并進(jìn)行硫化時(shí)，形成帶有厚度坡度的起泡臨界觀察用的橡膠試驗(yàn)體。

可是，由于溫度傳感器的放入方式的不同，專利文獻(xiàn)2記載的試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)在下述方面與專利文獻(xiàn)1記載的試驗(yàn)裝不同。

如圖13所示，專利文獻(xiàn)2記載的試驗(yàn)裝置成為與如下這樣的所謂的傳感器插入方式對(duì)應(yīng)的結(jié)構(gòu)：將在各自的末端部具有熱觸點(diǎn)的4根細(xì)棒狀的溫度傳感器59～62放入型腔63而插入未硫化的試料橡膠64。因此，如圖13所示，在下部模具65的側(cè)壁中的長(zhǎng)邊側(cè)的一個(gè)側(cè)壁上，以在同一平面內(nèi)互相隔開(kāi)的方式貫穿設(shè)置有4個(gè)貫通孔66～69。4根溫度傳感器59～62以與貫通孔66～69一對(duì)一地對(duì)置的方式配置，并且構(gòu)成為：追隨未圖示的氣缸的動(dòng)作，在導(dǎo)桿的引導(dǎo)下經(jīng)過(guò)貫通孔66～69插拔自如地插入型腔63中。在下部模具65的側(cè)壁中的長(zhǎng)邊側(cè)的另一個(gè)側(cè)壁上，與貫通孔66～69對(duì)置地設(shè)置有用于使多余的試料橡膠流出到模具外的排氣口70～73。

接下來(lái)，參照?qǐng)D13，對(duì)專利文獻(xiàn)2記載的試驗(yàn)裝置的硫化開(kāi)始時(shí)的動(dòng)作、特別是將溫度傳感器放入硫化模具的型腔中的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。

首先，在對(duì)上部模具和下部模具65合模后，未硫化的試料橡膠64在型腔63內(nèi)流動(dòng)而填充，并開(kāi)始硫化，多余的試料橡膠64經(jīng)由排氣口70～73流出到模具外。在試料橡膠64的流動(dòng)大致停止的階段，氣缸動(dòng)作，使4根溫度傳感器59～62從退避位置前進(jìn)動(dòng)作。借助氣缸的動(dòng)作，溫度傳感器59～62使各自的末端部的熱觸點(diǎn)水平地插入到與型腔63的深度中心面相當(dāng)?shù)脑嚵舷鹉z64的厚度中心面上的所希望的位置。4根溫度傳感器59～62在被插入至所希望的位置的狀態(tài)下經(jīng)時(shí)地計(jì)測(cè)硫化過(guò)程中的試料橡膠64的(厚度不同的多個(gè)部位處的)厚度中心溫度。

專利文獻(xiàn)1：日本特許第5154185號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特公平07-018870號(hào)公報(bào)

非專利文獻(xiàn)1：日本標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)發(fā)行JIS K 6300-2(2001)第2部：通過(guò)振動(dòng)式硫化試驗(yàn)機(jī)求取硫化特性的求取方法

可是，在上述以往的相關(guān)裝置中，存在如下的問(wèn)題。

首先，存在溫度傳感器易損傷這樣的問(wèn)題。具體來(lái)說(shuō)，在采用傳感器夾入方式的專利文獻(xiàn)1記載的試驗(yàn)裝置的情況下，由于溫度傳感器57被與未硫化的試料橡膠56一并放入型腔53中，因此，隨著硫化模具的合模，未硫化的試料橡膠56作為粘彈性流體以強(qiáng)勁的勢(shì)頭朝向間隙流入，此時(shí)，細(xì)棒狀的溫度傳感器57暴露于粘彈性流體力中，因此存在發(fā)生撓曲、變形甚至彎折而折斷這樣的不良情況。

另外，在硫化結(jié)束后，當(dāng)通過(guò)人手將溫度傳感器57從完成硫化的橡膠試驗(yàn)體58拔出時(shí)，還存在因人為失誤而損傷溫度傳感器57的擔(dān)憂。

接下來(lái)，在采用傳感器插入方式的專利文獻(xiàn)2記載的試驗(yàn)裝置的情況下，在將細(xì)棒狀的溫度傳感器59～62插入被加壓填充的試料橡膠64中時(shí)，由于各溫度傳感器59～62的外徑是大約1～2mm，因此會(huì)從粘彈性的試料橡膠64受到較大的插入阻力，從而也存在末端部變形而彎曲這樣的不良情況。

即使溫度傳感器59～62沒(méi)有折斷，但如果發(fā)生變形，則熱觸點(diǎn)在從試料橡膠的厚度中心部偏移的位置(即，偏向一個(gè)熱源的位置)計(jì)測(cè)升溫，因此，無(wú)法獲得正確的升溫曲線數(shù)據(jù)，這樣的事態(tài)會(huì)損害試驗(yàn)裝置的可靠性，因此很嚴(yán)重。

接下來(lái)，在專利文獻(xiàn)2記載的試驗(yàn)裝置的情況下，當(dāng)硫化開(kāi)始后，在型腔63內(nèi)的試料橡膠64的流動(dòng)大致停止后，將4根溫度傳感器59～62插入至試料橡膠64的厚度中心面上的所希望的位置，因此，與4根溫度傳感器59～62的總?cè)萘看笾孪喈?dāng)?shù)脑嚵舷鹉z64成為新的多余部分，并經(jīng)由排氣口70～73流出到模具外。這不是僅通過(guò)使多余部分的試料橡膠64流出到模具外就能解決的問(wèn)題，還意味著充滿型腔63的試料橡膠64的熱分布由于溫度傳感器59～62的插入而被強(qiáng)制攪亂，以被攪亂的熱分布狀態(tài)作為出發(fā)點(diǎn)，即使溫度傳感器59～62經(jīng)時(shí)地計(jì)測(cè)溫度，也無(wú)法得到正確的升溫曲線數(shù)據(jù)，因此，該情況也成為損害試驗(yàn)裝置的可靠性的一個(gè)原因。

而且，在圖12(a)、圖12(b)和圖13所示的上述以往的相關(guān)裝置的情況下，還存在試料橡膠(橡膠試驗(yàn)體)的起泡臨界觀察區(qū)域與溫度傳感器的放入配置區(qū)域互相干涉這樣的問(wèn)題。以下，對(duì)該問(wèn)題進(jìn)行說(shuō)明。首先，在完成硫化的橡膠試驗(yàn)體的各部位中，想要觀察起泡臨界的部位是由常常發(fā)生因傳熱延遲而導(dǎo)致的硫化不足的厚度中心部(厚度中心或其附近)所構(gòu)成的截面區(qū)域，即，如上所述，是厚度中心面。在此，如果盡可能排除來(lái)自左右的熱源的影響(左右方向的熱分布的偏倚)，則厚度中心面上的寬度中心的部位(也將該部位稱作厚度中心點(diǎn))在觀察起泡臨界上可以說(shuō)是最佳的部位。接下來(lái)，熱擴(kuò)散常數(shù)χ是根據(jù)式(1)的升溫曲線計(jì)算出的，但是，如上所述，式(1)的升溫曲線是以通過(guò)溫度傳感器進(jìn)行的厚度中心面上的升溫計(jì)測(cè)為前提的。在這種情況下也可以清楚地知道：在消除來(lái)自左右的熱源的影響、獲得正確的升溫速度和升溫曲線上，在厚度中心面上的寬度中心的部位(厚度中心點(diǎn))計(jì)測(cè)溫度是優(yōu)選的。

在這樣的情況下，在以往的相關(guān)技術(shù)中，為了滿足兩方的要求，采取了將溫度傳感器放入試料橡膠(橡膠試驗(yàn)體)的起泡臨界觀察區(qū)域內(nèi)的措施。其結(jié)果是，在將溫度傳感器從完成硫化的橡膠試驗(yàn)體拔出后沿著厚度中心面水平切開(kāi)橡膠試驗(yàn)體時(shí)，溫度傳感器的痕跡成為障礙，無(wú)法使厚度中心面完美地露出，因此，還存在可能會(huì)妨礙正確的起泡臨界觀察這樣的問(wèn)題。

而且，在上述以往的相關(guān)裝置中，由于設(shè)置有多個(gè)熱觸點(diǎn)，因此會(huì)導(dǎo)致作業(yè)效率的惡化或裝置結(jié)構(gòu)的復(fù)雜。另一方面，已知：根據(jù)從多個(gè)熱觸點(diǎn)得到的升溫曲線而計(jì)算出的試料橡膠的熱擴(kuò)散常數(shù)χ的變動(dòng)系數(shù)(標(biāo)準(zhǔn)偏差與平均值之比)為大約2.3％(專利文獻(xiàn)1)。這意味著，即使不進(jìn)行基于多個(gè)熱觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)的同時(shí)多點(diǎn)計(jì)測(cè)，僅通過(guò)基于單一熱觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)的單點(diǎn)計(jì)測(cè)，也能夠得到與同時(shí)多點(diǎn)計(jì)測(cè)同等程度的高精度的升溫曲線數(shù)據(jù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型是鑒于上述情況而完成的，其第1目的在于，提供可保護(hù)溫度傳感器不受變形或損傷影響的用于確定起泡臨界硫化度的硫化模具、具備該硫化模具的試驗(yàn)裝置以及試驗(yàn)方法。

另外，本實(shí)用新型的第2目的在于，提供能夠可靠地避免試料橡膠(橡膠試驗(yàn)體)的起泡臨界觀察區(qū)域與溫度傳感器的放入配置區(qū)域之間的干涉的用于確定起泡臨界硫化度的硫化模具、具備該硫化模具的試驗(yàn)裝置以及試驗(yàn)方法。

為了解決上述課題，本實(shí)用新型的第1結(jié)構(gòu)涉及硫化模具，該硫化模具具備上下一對(duì)的上部模具和下部模具，并至少在上述下部模具中設(shè)置有型腔，所述型腔用于填充未硫化的試料橡膠，對(duì)該未硫化的試料橡膠加熱并進(jìn)行加壓硫化，從而制作出硫化度在長(zhǎng)度方向上連續(xù)變化的起泡臨界觀察用的橡膠試驗(yàn)體，其特征在于，在上述型腔中，除了深度隨著從長(zhǎng)度方向的一端側(cè)朝向另一端側(cè)而變化的用于制作上述橡膠試驗(yàn)體的第1型腔外，還以與該第1型腔連接并延伸的方式增設(shè)有第2型腔，所述第2型腔作為計(jì)測(cè)硫化過(guò)程中的試料橡膠的升溫曲線的場(chǎng)所而配置有溫度傳感器，在上述第2型腔的規(guī)定的壁部設(shè)有溫度傳感器插入口，所述溫度傳感器插入口用于將上述溫度傳感器從外部插拔自如地配置于第2型腔內(nèi)的規(guī)定的測(cè)溫部位。

另外，可以是，所述第1型腔被設(shè)定成深度隨著從所述長(zhǎng)度方向的一端側(cè)朝向另一端側(cè)而逐漸增大，所述第2型腔與所述第1型腔的另一端連接，并且被設(shè)定為比所述第1型腔的最深部淺且比所述第1型腔的最淺部深的均勻的規(guī)定的深度。

另外，可以是，所述用于確定起泡臨界硫化度的硫化模具構(gòu)成為，所述第2型腔內(nèi)的所述規(guī)定的測(cè)溫部位被設(shè)定在該第2型腔的深度方向中心部或其附近，在所述溫度傳感器經(jīng)由所述溫度傳感器插入口被配置于所述第2型腔時(shí)，所述溫度傳感器的熱觸點(diǎn)被定位在所述測(cè)溫部位。

另外，本實(shí)用新型的第2結(jié)構(gòu)涉及試驗(yàn)裝置，該試驗(yàn)裝置具備由本實(shí)用新型的第1結(jié)構(gòu)構(gòu)成的用于確定起泡臨界硫化度的硫化模具，用于從該硫化模具的上述第1型腔獲得上述起泡臨界觀察用的橡膠試驗(yàn)體，并從上述第2型腔取得硫化過(guò)程中的上述試料橡膠的升溫曲線數(shù)據(jù)，其中，在上述起泡臨界觀察用的橡膠試驗(yàn)體中，與硫化度相對(duì)應(yīng)的起泡的程度在長(zhǎng)度方向上連續(xù)變化，其特征在于具備：加壓機(jī)構(gòu)，其使上述上部模具下降而與上述下部模具壓接，對(duì)流動(dòng)填充在上述第1型腔和上述第2型腔中的未硫化的試料橡膠加熱并進(jìn)行加壓硫化；和上述溫度傳感器，其經(jīng)由上述溫度傳感器插入口插拔自如地配置于上述第2型腔內(nèi)的規(guī)定的測(cè)溫部位，計(jì)測(cè)硫化過(guò)程中的試料橡膠的升溫曲線。

另外，可以是，所述用于確定起泡臨界硫化度的試驗(yàn)裝置還具備除壓保持機(jī)構(gòu)，所述除壓保持機(jī)構(gòu)用于保持如下這樣的除壓狀態(tài)：在對(duì)所述試料橡膠加壓硫化規(guī)定的時(shí)間后，通過(guò)將所述加壓機(jī)構(gòu)的壓力釋放為大氣壓，由此，所述上部模具借助因加壓而蓄積在彈簧中的反力被稍微抬起，所述用于確定起泡臨界硫化度的試驗(yàn)裝置構(gòu)成為，在通過(guò)所述除壓保持機(jī)構(gòu)進(jìn)行的除壓狀態(tài)保持結(jié)束后，所述橡膠試驗(yàn)體被從硫化模具取出。

另外，可以是，所述下部模具構(gòu)成為能夠通過(guò)規(guī)定的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)相對(duì)于所述溫度傳感器在水平方向上移動(dòng)，當(dāng)所述下部模具朝向所述溫度傳感器前進(jìn)移動(dòng)時(shí)，所述溫度傳感器經(jīng)由所述溫度傳感器插入口被配置于所述第2型腔，當(dāng)所述下部模具相對(duì)于所述溫度傳感器后退移動(dòng)時(shí)，所述溫度傳感器經(jīng)由所述溫度傳感器插入口被從所述第2型腔拔出。

另外，可以是，所述溫度傳感器構(gòu)成為能夠相對(duì)于所述下部模具在水平方向上移動(dòng)，當(dāng)所述溫度傳感器朝向所述硫化模具前進(jìn)移動(dòng)時(shí)，所述溫度傳感器經(jīng)由所述溫度傳感器插入口被配置于所述第2型腔，當(dāng)所述溫度傳感器相對(duì)于所述硫化模具后退移動(dòng)時(shí)，所述溫度傳感器經(jīng)由所述溫度傳感器插入口被從所述第2型腔拔出。

另外，可以是，所述溫度傳感器具備在錐狀的末端部具有熱觸點(diǎn)的棒狀的熱電偶溫度傳感器，并且，所述用于確定起泡臨界硫化度的試驗(yàn)裝置還具備對(duì)從所述第2型腔拔出的狀態(tài)下的該溫度傳感器進(jìn)行冷卻的冷卻機(jī)構(gòu)。

而且，本實(shí)用新型的第3結(jié)構(gòu)涉及使用本實(shí)用新型的第2結(jié)構(gòu)的用于確定起泡臨界硫化度的試驗(yàn)方法。

實(shí)用新型的效果

根據(jù)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)，由于至少在下部模具中與作為試驗(yàn)體形成空間部發(fā)揮功能的第1型腔分開(kāi)地獨(dú)立設(shè)置有作為測(cè)溫專用空間部發(fā)揮功能的第2型腔，因此，能夠保護(hù)溫度傳感器不發(fā)生變形或損傷，進(jìn)而能夠?qū)崿F(xiàn)溫度傳感器的長(zhǎng)壽面化。這是因?yàn)椋谠嚵舷鹉z放入時(shí)，只要將也包括第2型腔的填充量的試料橡膠放入第1型腔即可，在合模時(shí)，第2型腔填充量的試料橡膠流入第2型腔，此時(shí)的試料橡膠的較強(qiáng)的粘彈性流體力僅在(與試料橡膠的流入方向一致的)溫度傳感器的軸心方向上起作用，因此，溫度傳感器在整體上不會(huì)那么強(qiáng)烈地受到粘彈性流體力的作用。而且，如果使溫度傳感器相對(duì)于第2型腔插拔實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，則不但能夠防止因作業(yè)員的不注意、不熟練而導(dǎo)致的溫度傳感器的人為損傷，還能夠提高操作性。

另外，如上所述，由于與試驗(yàn)體形成空間部分開(kāi)地獨(dú)立設(shè)置測(cè)溫專用空間部，因此，能夠可靠地避免試料橡膠(橡膠試驗(yàn)體)的起泡臨界觀察區(qū)域和溫度傳感器的放入配置區(qū)域之間的干涉。

因此，試料橡膠的熱分布不會(huì)由于溫度傳感器的放入而紊亂，因此能夠獲得誤差較少的升溫速度和升溫曲線。而且，對(duì)于完成硫化的橡膠試驗(yàn)體，能夠獲得沿著厚度中心面不存在溫度傳感器的痕跡的完美的裁斷面，因此，能夠正確地進(jìn)行起泡臨界觀察。另外，在測(cè)溫專用空間部?jī)?nèi)設(shè)定適當(dāng)測(cè)溫部位時(shí)，能夠不受起泡臨界觀察區(qū)域的干涉地以溫度傳感器為中心來(lái)決定，從而能夠獲得更加正確的升溫速度和升溫曲線。

因此，根據(jù)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)，溫度傳感器不僅能夠在適當(dāng)測(cè)溫部位處進(jìn)行計(jì)測(cè)，還能夠在完美的裁斷面上進(jìn)行起泡臨界觀察，因此，能夠忠實(shí)地計(jì)測(cè)試料橡膠的升溫速度和升溫曲線，結(jié)果是，能夠提高試驗(yàn)結(jié)果的可靠性和再現(xiàn)性，進(jìn)而能夠進(jìn)一步提高試料橡膠的發(fā)泡點(diǎn)的確定精度。

附圖說(shuō)明

圖1是示出作為本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方式的用于確定發(fā)泡點(diǎn)的的試驗(yàn)裝置、并且是下部模具前進(jìn)并插裝有溫度傳感器的狀態(tài)下的該試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)的概要的圖。

圖2是示出該用于確定發(fā)泡點(diǎn)的的試驗(yàn)裝置、并且是下部模具后退且溫度傳感器被拔出的狀態(tài)下的該試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)的概要的圖。

圖3(a)、圖3(b)是示出下部模具的結(jié)構(gòu)的概要的圖，其中，圖3(a)是俯視圖，圖3(b)是主視圖。

圖4(a)、圖4(b)是示出下部模具的結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖，其中，圖4(a)是以虛線表示溫度傳感器被插裝于下部模具中的狀態(tài)下的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖，圖4(b)是以虛線表示溫度傳感器被從下部模具拔出的狀態(tài)下的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖。

圖5(a)、圖5(b)、圖5(c)是用于說(shuō)明該實(shí)施方式的動(dòng)作的說(shuō)明圖。

圖6是示出在橡膠試驗(yàn)體的與長(zhǎng)度方向垂直的內(nèi)部截面上產(chǎn)生的氣泡的分布狀態(tài)的示意圖。

圖7是示出在第2型腔(測(cè)溫專用空間部)中從溫度傳感器取得的試料橡膠的升溫曲線的曲線圖。

圖8是示出對(duì)該升溫曲線進(jìn)行數(shù)據(jù)加工而得到的升溫不飽和度α(t)的對(duì)數(shù)的時(shí)間依存性的曲線圖。

圖9是使圖8所示的升溫不飽和度α(t)的對(duì)數(shù)的時(shí)間依存性一般化而成的曲線圖。

圖10用于根據(jù)使用振動(dòng)式硫化度試驗(yàn)機(jī)所得到的硫化度曲線來(lái)確定發(fā)泡點(diǎn)的解析圖。

圖11是用于說(shuō)明硫化度曲線的解析方法的說(shuō)明圖。

圖12(a)、圖12(b)、圖12(c)是用于說(shuō)明以往的相關(guān)裝置的說(shuō)明圖。

圖13是用于說(shuō)明以往的另一相關(guān)裝置的說(shuō)明圖。

標(biāo)號(hào)說(shuō)明

1：上部模具(硫化模具)；

2：下部模具(硫化模具)；

3：第1型腔(型腔，試驗(yàn)體形成空間部)；

4：第2型腔(型腔，測(cè)溫專用空間部)；

5：溫度傳感器；

6：溫度傳感器插入口；

9：溫度傳感器5的末端部；

7：雙軸式氣缸(加壓機(jī)構(gòu)，除壓保持機(jī)構(gòu))；

8：升降基座(加壓機(jī)構(gòu)，除壓保持機(jī)構(gòu))；

10：板簧(彈簧，除壓保持機(jī)構(gòu))；

14：上部均熱板(硫化模具的一部分)；

15：下部均熱板(硫化模具的一部分)；

23：未硫化的試料橡膠；

24：橡膠試驗(yàn)體。

具體實(shí)施方式

通過(guò)形成為如下的方式實(shí)施了本實(shí)用新型：當(dāng)上部模具和下部模具被合模時(shí)，以深度隨著從長(zhǎng)度方向的一端側(cè)朝向另一端側(cè)而逐漸增加的方式形成作為試驗(yàn)體形成空間部的第1型腔，同樣，使作為測(cè)溫專用空間部的第2型腔與第1型腔的另一端連接，并且將其設(shè)定為比第1型腔的最深部淺且比最淺部深的均勻的規(guī)定的深度。

另外，通過(guò)設(shè)置為如下的方式而實(shí)施了本實(shí)用新型：將第2型腔內(nèi)的測(cè)溫部位設(shè)定在第2型腔的深度方向中心部或其附近，在將溫度傳感器經(jīng)由溫度傳感器插入口放入并配置于第2型腔時(shí)，溫度傳感器的末端部(熱觸點(diǎn))被正確地定位在該測(cè)溫部位。

另外，通過(guò)設(shè)置為如下的方式而實(shí)施了本實(shí)用新型：利用規(guī)定的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)使下部模具相對(duì)于溫度傳感器能夠在水平方向上移動(dòng)，以便能夠?qū)囟葌鞲衅鹘?jīng)由溫度傳感器插入口插拔自如地放入并配置在第2型腔內(nèi)的測(cè)溫部位。

【實(shí)施方式1】

以下，參照附圖對(duì)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。

圖1是示出作為本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施方式的用于確定發(fā)泡點(diǎn)的的試驗(yàn)裝置、并且是下部模具前進(jìn)且插裝有溫度傳感器的狀態(tài)下的該試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)的概要的圖，另外，圖2是示出該用于確定發(fā)泡點(diǎn)的的試驗(yàn)裝置、并且是下部模具后退且溫度傳感器被拔出的狀態(tài)下的該試驗(yàn)裝置的結(jié)構(gòu)的概要的圖。圖3(a)、圖3(b)是示出下部模具的結(jié)構(gòu)的概要的圖，其中，圖3(a)是俯視圖，圖3(b)是主視圖，另外，圖4(a)、圖4(b)是示出下部模具的結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖，其中，圖4(a)是以虛線表示溫度傳感器被插裝于下部模具中的狀態(tài)下的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖，圖4(b)是以虛線表示溫度傳感器被從下部模具拔出的狀態(tài)下的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的圖。

首先，從本實(shí)施方式的裝置主要部分的整體結(jié)構(gòu)開(kāi)始進(jìn)行說(shuō)明。

本實(shí)施方式的試驗(yàn)裝置是起泡臨界觀察用的、用于得到完成硫化的橡膠試驗(yàn)體并取得加熱和加壓硫化過(guò)程中的試料橡膠的升溫曲線數(shù)據(jù)的裝置，裝置主要部分具備如下部分而概要性地構(gòu)成：硫化模具；加壓機(jī)構(gòu)；以不動(dòng)狀態(tài)固定于裝置主體的溫度傳感器；除壓保持機(jī)構(gòu)；以及對(duì)這些部件進(jìn)行支承固定并收納的框架結(jié)構(gòu)體。

接下來(lái)，參照?qǐng)D1至圖4，對(duì)本實(shí)施方式的裝置各部分進(jìn)行說(shuō)明。

上述硫化模具利用上下一對(duì)的上部模具1和下部模具2構(gòu)成主要部分。上述上部模具1的與下部模具2相對(duì)置的壓接面形成為平面狀。在下部模具2中，在與上部模具1相對(duì)置的壓接面上設(shè)置有：楔形的第1型腔3，其在俯視時(shí)為長(zhǎng)方形，且其深度從長(zhǎng)度方向的一端側(cè)(圖中右側(cè))朝向另一端側(cè)(圖中左側(cè))逐漸增加；和深度均勻的第2型腔4，其被設(shè)置成與該第1型腔3的另一端沒(méi)有間隔地連接延伸。上述上部模具1構(gòu)成為能夠在后述的加壓機(jī)構(gòu)的動(dòng)作下升降。另外，上述下部模具2構(gòu)成為被后述的下部模具驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)控制成朝向溫度傳感器5或者向遠(yuǎn)離溫度傳感器5的方向水平移動(dòng)自如，以便通過(guò)其自身移動(dòng)從而能夠插拔以不動(dòng)狀態(tài)固定于裝置主體的溫度傳感器5。

在此，上述第1型腔3成為當(dāng)上部模具1和下部模具2在上述加壓機(jī)構(gòu)的動(dòng)作下合模時(shí)對(duì)被放入填充的未硫化的試料橡膠賦予楔形形狀的試驗(yàn)體形成空間部，在該空間部?jī)?nèi)，流動(dòng)填充的試料橡膠被加熱且被加壓硫化，形成硫化度在長(zhǎng)度方向上連續(xù)變化的起泡臨界觀察用的橡膠試驗(yàn)體。

接下來(lái)，如圖4(a)、圖4(b)詳細(xì)所示，上述第2型腔4雖然以與第1型腔3在空間上具有階梯的方式在第1型腔3的長(zhǎng)度方向上延伸并連結(jié)，但在合模后成為與第1型腔3(試驗(yàn)體形成空間部)分別獨(dú)立的測(cè)溫專用空間部，在該空間部?jī)?nèi)硫化的試料橡膠成為溫度傳感器5的升溫曲線計(jì)測(cè)的對(duì)象。如該圖所示，第2型腔4的深度被設(shè)定得比第1型腔3的最深部淺且比最淺部深。這樣設(shè)置的原因在于：由于起泡臨界部位處于第1型腔3的最深部與最淺部的中間，因此，將第2型腔4的深度也設(shè)定為與上述第1型腔的中間相當(dāng)?shù)纳疃葘?duì)于提高試驗(yàn)結(jié)果的可靠性來(lái)說(shuō)是優(yōu)選的。在本實(shí)施方式中，第1型腔3的最淺部被設(shè)定為6mm，最深部被設(shè)定為22mm，第2型腔4的深度被設(shè)定為14mm，階梯被設(shè)定為8mm，將第1型腔3和第2型腔4合并在一起的全長(zhǎng)被設(shè)定為160mm。并且，這些尺寸只是示出了一例，可以根據(jù)裝置規(guī)模、測(cè)定規(guī)模等適當(dāng)變更。

在此，如圖3(a)、圖3(b)和圖4(a)、圖4(b)所示，在第2型腔4的壁部中的、與下部模具2的一端面相當(dāng)?shù)谋诓?圖中左側(cè))設(shè)置有溫度傳感器插入口6，該溫度傳感器插入口6具有如下功能：能夠從外部將溫度傳感器5的末端部插拔自如地配置在第2型腔4內(nèi)的其深度中心面上的寬度中心的所希望的進(jìn)深處(預(yù)先決定的適當(dāng)測(cè)溫部位，簡(jiǎn)言之，是適當(dāng)測(cè)溫點(diǎn))。為了實(shí)現(xiàn)該功能，關(guān)于該溫度傳感器插入口6，其全部或一部分形成為錐狀，并且外部側(cè)的開(kāi)口為大口，第2型腔4側(cè)的開(kāi)口為小口。

如圖1和圖2所示，上述加壓機(jī)構(gòu)構(gòu)成為具備雙軸式氣缸7和升降基座8，使上部模具1下降而與下部模具2壓接，對(duì)流動(dòng)填充在第1型腔3和第2型腔4中的未硫化的試料橡膠加熱并加壓硫化。構(gòu)成為，雙軸式氣缸7的加壓動(dòng)作受加壓硫化時(shí)間設(shè)定用的未圖示的第1計(jì)時(shí)器控制。

在本實(shí)施方式中，上述溫度傳感器5被固定于裝置主體，且溫度傳感器側(cè)為不動(dòng)狀態(tài)，但通過(guò)在未圖示的下部模具驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)控制下使上述下部模具2在水平方向上前進(jìn)/后退移動(dòng)，由此，如圖4(a)、圖4(b)所示，上述溫度傳感器5經(jīng)由溫度傳感器插入口6相對(duì)插拔自如地配置在第2型腔4內(nèi)的適當(dāng)測(cè)溫部位，計(jì)測(cè)硫化過(guò)程中的試料橡膠的升溫曲線。在本實(shí)施方式中，僅從單一的溫度傳感器5計(jì)測(cè)升溫曲線。這是因?yàn)?，一直以?lái)已經(jīng)確認(rèn)了如下事實(shí)：如上所述，即使不進(jìn)行多個(gè)熱觸點(diǎn)的同時(shí)計(jì)測(cè)，僅通過(guò)單一的熱觸點(diǎn)的單點(diǎn)計(jì)測(cè)，也能夠獲得與同時(shí)多點(diǎn)計(jì)測(cè)的情況同等程度地具有測(cè)量可靠性的升溫曲線數(shù)據(jù)。

該溫度傳感器5為如下的結(jié)構(gòu)：由棒狀的熱電偶溫度傳感器構(gòu)成，在本實(shí)施方式中，是將熱電偶線收納于未圖示的傳感器夾具側(cè)的外徑為大約8mm的金屬細(xì)管、和溫度傳感器插入口6側(cè)的外徑為大約6mm的樹(shù)脂細(xì)管中進(jìn)行保護(hù)而成的，上述樹(shù)脂細(xì)管具有截面形狀和尺寸與溫度傳感器插入口6的全部或一部分相同的錐狀的末端部9，在該末端部9的突出端，開(kāi)設(shè)有大約1mm的小孔，熱電偶的熱觸點(diǎn)從該小孔露出，能夠與試料橡膠熱接觸。

這樣，溫度傳感器5的末端部9和溫度傳感器插入口6在整體上或局部上形成為相同截面形狀且相同尺寸的錐狀，由此，溫度傳感器5的末端部9緊密地嵌合于溫度傳感器插入口6，作為防止填充在第2型腔4內(nèi)的試料橡膠向外部流出的封閉用栓發(fā)揮功能(圖4(a))。另一方面，溫度傳感器插入口6作為在下部模具2前進(jìn)移動(dòng)時(shí)使進(jìn)入第2型腔4內(nèi)的溫度傳感器5的末端部9在適當(dāng)測(cè)溫部位處卡合停止的錐形定位止動(dòng)件發(fā)揮功能(圖4(a))。并且，也可以代替上述錐形定位止動(dòng)件，另行設(shè)置專用的定位構(gòu)件或止動(dòng)件。

并且，溫度傳感器5構(gòu)成為在從第2型腔4拔出的狀態(tài)(圖4(b))下借助未圖示的自動(dòng)冷卻機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，例如迅速地冷卻至室溫。上述自動(dòng)冷卻機(jī)構(gòu)由吹風(fēng)設(shè)備等構(gòu)成，與裝置主體成為一體或者分體設(shè)置。并且，也可以根據(jù)需要使用手動(dòng)的冷卻機(jī)構(gòu)，來(lái)代替自動(dòng)冷卻機(jī)構(gòu)。

另外，如圖1和圖2所示，上述除壓保持機(jī)構(gòu)構(gòu)成為具備雙軸式氣缸7、升降基座8以及圓圈形的板簧10，并且構(gòu)成為：在對(duì)試料橡膠加壓硫化規(guī)定的時(shí)間后，在將加壓機(jī)構(gòu)的壓力釋放為大氣壓時(shí)，因加壓而蓄積在板簧10中的反力將上部模具1稍微抬起，并保持除壓狀態(tài)。雙軸式氣缸7的除壓保持動(dòng)作由除壓保持時(shí)間設(shè)定用的第2計(jì)時(shí)器控制。另外，上述框架結(jié)構(gòu)體由上部基板11、下部基板12和支柱13構(gòu)成，支承、載置、固定以及收納裝置主要部分。

接下來(lái)，參照?qǐng)D1至圖4(b)對(duì)裝置各部更詳細(xì)地進(jìn)行說(shuō)明。

上部均熱板14構(gòu)成為以熱接觸狀態(tài)支承下部側(cè)的上部模具1，由此保持為均熱狀態(tài)。同樣，下部均熱板15構(gòu)成為以熱接觸狀態(tài)支承上部側(cè)的下部模具2，由此將下部模具2保持為均熱狀態(tài)。

具體來(lái)說(shuō)，上部均熱板14被埋設(shè)在內(nèi)部的電熱加熱器同樣地加熱，進(jìn)而被溫度傳感器和溫度調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)為一定的溫度，由此，使得抵接配置在上部均熱板14的下表面的上部模具1針對(duì)硫化過(guò)程中的試料橡膠作為均熱狀態(tài)的熱源動(dòng)作。同樣，下部均熱板15也被埋設(shè)在內(nèi)部的電熱加熱器同樣地加熱，而且被溫度傳感器和溫度調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)為一定的溫度，由此，使得抵接配置在下部均熱板15的上表面的下部模具2針對(duì)硫化過(guò)程中的試料橡膠作為均熱狀態(tài)的熱源動(dòng)作。在此，作為上部均熱板14、下部均熱板15、上部模具1以及下部模具2的材料，當(dāng)然優(yōu)選是高熱傳導(dǎo)材質(zhì)。

雙軸式氣缸7具有上下貫通的軸，并對(duì)應(yīng)于軸的升降，使連接在軸的下端的升降基座8上下升降。升降基座8對(duì)應(yīng)于雙軸式氣缸7的軸的升降，經(jīng)由配置在下部的上部均熱板14使上部模具1上下移動(dòng)，從而使上部模具1和下部模具2開(kāi)閉、壓接以及脫開(kāi)。

接下來(lái)，上述除壓保持機(jī)構(gòu)構(gòu)成為：在雙軸式氣缸7的上軸嵌入有圓圈形的板簧10，在合模時(shí)，在上部模具1與下部模具2的壓接位置處，板簧10被固定在軸的上端的蓋板16壓縮，在雙軸式氣缸7的軸上產(chǎn)生向上的反力。在本實(shí)施方式中，該向上的反力被設(shè)定為如下程度的強(qiáng)度：當(dāng)釋放雙軸式氣缸7的內(nèi)壓時(shí)，該向上的反力將與雙軸式氣缸7的軸一起升降的物體的總重量抬起，在上部模具1與下部模具2之間形成數(shù)mm程度的間隙，另外構(gòu)成為，借助該向上的反力，上部模具1被稍微抬起，并保持除壓狀態(tài)。

上部絕熱墊塊17由硬質(zhì)絕熱材料構(gòu)成，用于抑制從上部均熱板14熱泄漏。下部絕熱墊塊18也由硬質(zhì)絕熱材料構(gòu)成，用于抑制從下部均熱板15熱泄漏。上部均熱防護(hù)件19由呈井字狀圍繞上部模具1的周圍的輕合金方桿制的部件構(gòu)成，用于防止從上部模具1的側(cè)面散熱。下部均熱防護(hù)件20也由呈井字狀圍繞下部模具2的周圍的輕合金方桿制的部件構(gòu)成，用于防止從下部模具2的側(cè)面散熱。

另外，下部模具驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)具備：用于驅(qū)動(dòng)下部模具2相對(duì)于固定在裝置主體上的溫度傳感器5行進(jìn)自如的未圖示的導(dǎo)軌；以及，控制下部模具2的前進(jìn)移動(dòng)和后退移動(dòng)的未圖示的控制部。

在本實(shí)施方式中構(gòu)成為，當(dāng)下部模具2在下部模具驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)控制下如圖4(a)所示那樣朝向溫度傳感器5前進(jìn)移動(dòng)時(shí)，溫度傳感器5穿過(guò)溫度傳感器插入口6自動(dòng)插入第2型腔4中。并且構(gòu)成為，當(dāng)溫度傳感器5到達(dá)第2型腔4內(nèi)的適當(dāng)測(cè)溫部位時(shí)，溫度傳感器插入口6的定位止動(dòng)功能起作用，下部模具2無(wú)法進(jìn)一步前進(jìn)，因此，下部模具2在該時(shí)刻停止前進(jìn)移動(dòng)。其結(jié)果是，溫度傳感器5停留在第2型腔4內(nèi)的適當(dāng)測(cè)溫部位，即自動(dòng)安裝在第2型腔4內(nèi)，且自動(dòng)配置在適當(dāng)位置。另一方面，構(gòu)成為，當(dāng)下部模具2在下部模具驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的控制下如圖4(b)所示那樣相對(duì)于溫度傳感器5后退移動(dòng)時(shí)，溫度傳感器5被經(jīng)過(guò)溫度傳感器插入口6從第2型腔4自動(dòng)拔出。

如圖3(a)、圖3(b)所示，在下部模具2的(與上部模具1相對(duì)置的)壓接面上，以從三個(gè)方向(圖3(a))或四個(gè)方向圍繞第1、第2型腔3、4的方式設(shè)置有コ字狀的飛邊槽21，所述飛邊槽21用于在加壓硫化開(kāi)始時(shí)儲(chǔ)存從第1、第2型腔3、4溢出到外部的多余的試料橡膠。而且，在下部模具2的周端部，作為用于在合模時(shí)使上部模具1和下部模具2正確地組合在一起的對(duì)位構(gòu)件，設(shè)置有對(duì)位用銷22，所述對(duì)位用銷22嵌合于設(shè)在上部模具1的周端部的未圖示的對(duì)位用銷孔中。

接下來(lái)，參照?qǐng)D1至圖5(c)，對(duì)上述結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)裝置的動(dòng)作進(jìn)行說(shuō)明。

首先，將熱源的溫度設(shè)定并維持為例如170℃。在此，熱源的溫度是指分別被上部均熱板14和下部均熱板15加熱的上部模具1和下部模具2各自的溫度。

當(dāng)熱源的溫度達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，作業(yè)員將例如由含有50PHR炭黑的SBR系混合橡膠構(gòu)成的未硫化的試料橡膠23放入下部模具2的第1型腔3(圖5(a))。試料橡膠的放入量被設(shè)定為比第1型腔3的容積和第2型腔4的容積的總和稍多。可是，作業(yè)員沒(méi)有將試料橡膠23放入第2型腔4。因此，在該時(shí)刻，第2型腔4是未放入試料橡膠且未安裝溫度傳感器的空的凹空間。

然后，在下部模具驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)控制下，下部模具2開(kāi)始朝向裝置固定型的溫度傳感器5前進(jìn)移動(dòng)。隨著下部模具2前進(jìn)移動(dòng)，溫度傳感器5經(jīng)由溫度傳感器插入口6自動(dòng)插入空的第2型腔4。然后，當(dāng)溫度傳感器5到達(dá)第2型腔4內(nèi)的適當(dāng)測(cè)溫部位時(shí)，溫度傳感器插入口6的定位止動(dòng)功能起作用，下部模具2無(wú)法進(jìn)一步前進(jìn)，因此，下部模具2在該時(shí)刻停止前進(jìn)(圖1、圖4(a))。其結(jié)果是，溫度傳感器5的末端部9的熱觸點(diǎn)被正確地保持在第2型腔4內(nèi)的適當(dāng)測(cè)溫部位，即，被自動(dòng)安裝于第2型腔4內(nèi)，且自動(dòng)配置在預(yù)先決定的適當(dāng)位置(圖5(a))。并且，作為初始溫度，溫度傳感器5被設(shè)定為室溫。

接下來(lái)，當(dāng)加壓硫化時(shí)間設(shè)定用的第1計(jì)時(shí)器啟動(dòng)時(shí)，加壓機(jī)構(gòu)(雙軸式氣缸7、升降基座8)使上部模具1下降，使對(duì)位用銷22、22和對(duì)位用銷孔嵌合，將下部模具2和上部模具1壓接在一起而合模。當(dāng)上部模具1和下部模具2被合模后，下部模具2的第1型腔3與上部模具1的平面合體，成為在俯視時(shí)為長(zhǎng)方形、且深度隨著從長(zhǎng)度方向的一端側(cè)(圖中右側(cè))朝向另一端側(cè)(圖中左側(cè))而逐漸增加的楔形的試驗(yàn)體形成空間部3，并且，下部模具2的第2型腔4與上部模具1的平面合體，成為與試驗(yàn)體形成空間部的另一端沒(méi)有間隔地連接并延伸的深度均勻的測(cè)溫專用空間部4(圖5(b))。此時(shí)，隨著合模的進(jìn)行，放入下部模具2的第1型腔3中的未硫化的試料橡膠23由于未硫化橡膠的流動(dòng)性而完全充滿試驗(yàn)體形成空間部，多余的試料橡膠23流入已經(jīng)適當(dāng)?shù)嘏渲昧藴囟葌鞲衅?的熱觸點(diǎn)的測(cè)溫專用空間部中，并完全填充測(cè)溫專用空間部，還多余的試料橡膠23被排出到圍繞第1、第2型腔3、4的外側(cè)的コ字狀的飛邊槽21中(圖3(a)、圖3(b))。

由于在合模的瞬間開(kāi)始的、來(lái)自上部模具1和下部模具2的內(nèi)壁的熱傳導(dǎo)，試驗(yàn)體形成空間部3和測(cè)溫專用空間部4內(nèi)的未硫化的試料橡膠23對(duì)應(yīng)于各自的厚度從室溫急劇升溫。在試驗(yàn)體形成空間部3內(nèi)，填充的試料橡膠23被加熱且被加壓硫化，形成硫化度在長(zhǎng)度方向上連續(xù)變化的起泡臨界觀察用的橡膠試驗(yàn)體24。在測(cè)溫專用空間部4內(nèi)，利用熱觸點(diǎn)被保持在適當(dāng)測(cè)溫部位的溫度傳感器5，從室溫起追蹤填充在該空間部?jī)?nèi)的熱觸點(diǎn)周圍的試料橡膠23的溫度，計(jì)測(cè)其升溫曲線。

在本實(shí)施方式中，當(dāng)達(dá)到預(yù)先設(shè)定為例如240秒的加壓硫化時(shí)間時(shí)，根據(jù)來(lái)自第1計(jì)時(shí)器的完成信號(hào)，將雙軸式氣缸7的內(nèi)壓釋放至大氣壓。其結(jié)果是，上部模具1由于板簧10的反力被稍微抬起，在上部模具1與下部模具2的壓接界面產(chǎn)生間隙，至此，加壓硫化完成。同時(shí)，除壓保持時(shí)間設(shè)定用的第2計(jì)時(shí)器開(kāi)始動(dòng)作。

在由于板簧10的反力而在上部模具1與下部模具2的壓接面出現(xiàn)間隙時(shí)，至此為止保持為高壓的試料橡膠的內(nèi)壓瞬間降低至大氣壓，由于高溫高壓而被封入橡膠試驗(yàn)體24內(nèi)的各種低沸點(diǎn)成分(例如，水分等)一舉氣化。此時(shí)，在硫化沒(méi)有進(jìn)行至足夠控制住氣泡產(chǎn)生的彈性模量水平的“不熟”部分，對(duì)應(yīng)于“不熟”狀態(tài)的程度，在橡膠的連續(xù)固相內(nèi)產(chǎn)生微細(xì)的氣泡。這是除壓起泡的機(jī)理。

由于除壓起泡而產(chǎn)生的氣泡不會(huì)瞬間膨脹，由于橡膠特有的粘彈性，氣泡的膨脹存在一定的時(shí)間延遲，因此，為了使氣泡擴(kuò)大至易于在截面觀察中進(jìn)行分辨的大小，需要一定程度的膨脹等待時(shí)間。在此，這是一般公知的，但除壓起泡的膨脹速度取決于氣泡的氣壓，溫度越高，氣壓越高，另一方面，溫度越高，對(duì)抗氣泡膨脹的阻力、即橡膠的斷裂強(qiáng)度越低。因此，在本實(shí)施方式中，以與加壓硫化時(shí)的溫度相同的溫度，對(duì)橡膠試驗(yàn)體24無(wú)壓保持30秒左右的較短時(shí)間，由此進(jìn)行除壓起泡處理。這樣做的理由在于，如果維持著加壓硫化時(shí)的溫度對(duì)橡膠試驗(yàn)體24進(jìn)行無(wú)壓保持，則氣泡能夠迅速且穩(wěn)定地成長(zhǎng)至容易識(shí)別的大小，其結(jié)果是，能夠正確且容易地進(jìn)行在橡膠試驗(yàn)體24的厚度中心點(diǎn)處的起泡臨界的截面觀察。

當(dāng)達(dá)到預(yù)先設(shè)定的除壓保持時(shí)間時(shí)，根據(jù)來(lái)自第2計(jì)時(shí)器的完成信號(hào)，切換雙軸式氣缸7和下部模具驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作，上部模具1經(jīng)由升降基座8上升(圖1)，下部模具2相對(duì)于溫度傳感器5后退移動(dòng)(圖2、圖4(b))。與此相伴，溫度傳感器5經(jīng)由溫度傳感器插入口6從第2型腔4自動(dòng)拔出(圖2、圖4(b))。

然后，能夠?qū)⑵鹋莸臓顟B(tài)沿著長(zhǎng)度方向連續(xù)變化的楔形的橡膠試驗(yàn)體24從第1型腔3取出，并且能夠從第2型腔4去除完成了測(cè)溫的試料橡膠片25。橡膠試驗(yàn)體24和試料橡膠片25在以一體的狀態(tài)被取出后，被切斷而分離(圖5(c))。

對(duì)于從第2型腔4拔出的溫度傳感器5，準(zhǔn)備下次的升溫計(jì)測(cè)，利用自動(dòng)冷卻機(jī)構(gòu)將其迅速冷卻至室溫(初始溫度)而成為待機(jī)狀態(tài)。

圖6是示出在從硫化模具的型腔取出的完成了硫化的橡膠試驗(yàn)體24的、與長(zhǎng)度方向垂直的內(nèi)部截面A、B、C上產(chǎn)生的氣泡的分布狀態(tài)的示意圖。

如該圖所示，橡膠試驗(yàn)體24成型為在俯視時(shí)為長(zhǎng)方形、且壁厚隨著從長(zhǎng)度方向的一端側(cè)(圖中左側(cè))朝向另一端側(cè)(圖中右側(cè))而逐漸減小的形態(tài)的楔形，因此，越是圖中左側(cè)的內(nèi)部截面，就成為壁厚越厚的部位的切口，越是圖中右側(cè)的內(nèi)部截面，就成為壁厚越薄的部位的切口。在圖6中，內(nèi)部截面A示出了楔形的橡膠試驗(yàn)體24中的、在壁厚較厚的部位的切口中出現(xiàn)的氣泡的分布狀態(tài)，內(nèi)部截面B示出了在壁厚為中等的部位的切口中出現(xiàn)的氣泡的分布狀態(tài)，內(nèi)部截面C示出了在壁厚較薄的部位的切口中出現(xiàn)的氣泡的分布狀態(tài)。

根據(jù)除壓起泡的機(jī)理，氣泡產(chǎn)生在橡膠試驗(yàn)體24中的升溫延遲的部位、即“不熟”部分處，因此，在遠(yuǎn)離上部模具1或下部模具2的內(nèi)壁的部位容易產(chǎn)生，在接近內(nèi)壁的部位不容易產(chǎn)生。在此，內(nèi)壁不僅包括限定試驗(yàn)體形成空間部3的上部模具1的壓接面和第1型腔3的底面，還包括側(cè)壁面(即，第1型腔3的側(cè)壁面)。

其結(jié)果是，在橡膠試驗(yàn)體24的與長(zhǎng)度方向垂直的內(nèi)部截面上出現(xiàn)的氣泡有如下傾向：如該圖所示，以除去橡膠試驗(yàn)體24的厚度中心線的兩側(cè)之外的區(qū)域?yàn)橹行模蕶E圓狀分布。如內(nèi)部截面C所示，該橢圓的上下方向的寬度隨著接近起泡臨界部位而變窄，并在起泡臨界部位集中在橡膠試驗(yàn)體24的厚度中心線上。因此，為了利用單一截面高效地評(píng)價(jià)所產(chǎn)生的氣泡，將橡膠試驗(yàn)體24的厚度中心面作為裁截面是最優(yōu)選的。

起泡臨界部位的確定和厚度的計(jì)算

因此，本實(shí)施方式中，使用裁斷設(shè)備將完成了硫化的橡膠試驗(yàn)體24在厚度方向上分割成兩部分，使橡膠試驗(yàn)體24的厚度中心面露出，利用照相機(jī)拍攝露出的厚度中心面。然后，確定可根據(jù)對(duì)厚度中心面的拍攝圖像進(jìn)行的截面觀察而確認(rèn)的微小氣泡的產(chǎn)生臨界點(diǎn)、即起泡臨界部位，并測(cè)量從基準(zhǔn)位置至起泡臨界部位的長(zhǎng)度。

然后，根據(jù)測(cè)量出的從基準(zhǔn)位置至起泡臨界部位的長(zhǎng)度、基準(zhǔn)位置的厚度以及橡膠試驗(yàn)體的坡度，計(jì)算出橡膠試驗(yàn)體在起泡臨界部位處的厚度。并且，根據(jù)需要，可以使用光學(xué)式的自動(dòng)起泡識(shí)別裝置來(lái)代替截面圖像，也可以進(jìn)行基于目視的直接截面觀察。

熱擴(kuò)散常數(shù)χ的計(jì)算

圖7是示出在第2型腔(厚度已知的測(cè)溫專用空間部)4中由溫度傳感器5計(jì)測(cè)出的試料橡膠23的升溫曲線的曲線圖。通過(guò)將根據(jù)圖7的計(jì)測(cè)升溫曲線所得到的溫度的經(jīng)時(shí)變化數(shù)據(jù)應(yīng)用于式(1)，由此將溫度軸轉(zhuǎn)換為第2型腔(測(cè)溫專用空間部)4內(nèi)的厚度中心點(diǎn)處的試料橡膠23的升溫不飽和度α(t)，如果對(duì)其自然對(duì)數(shù)lnα(t)的時(shí)間依存性進(jìn)行圖示，則如圖8所示，可以得到與根據(jù)熱傳導(dǎo)理論導(dǎo)出的式(2)對(duì)應(yīng)的大致線形的曲線圖。

因此，如果通過(guò)最小平方法對(duì)圖8的數(shù)據(jù)進(jìn)行直線近似并求出斜率系數(shù)，并將從熱源至熱觸點(diǎn)的傳熱距離(h)和斜率系數(shù)代入式(3)，則作為本次試驗(yàn)對(duì)象、即由含有50PHR炭黑的SBR系混合橡膠構(gòu)成的試料橡膠23的熱擴(kuò)散常數(shù)χ的值，計(jì)算為0.132mm²/sec。并且，在本實(shí)施方式中，由于溫度傳感器5的熱觸點(diǎn)被配置在填充于第2型腔(測(cè)溫專用空間部)4中的試料橡膠的厚度中心點(diǎn)處，因此，從熱源至熱觸點(diǎn)的傳熱距離h為第2型腔4的深度(14mm)的一般、即7mm。

在本實(shí)施方式中，如上所述，試料橡膠23的熱擴(kuò)散常數(shù)χ的值、即0.132mm²/sec是根據(jù)由單一的熱觸點(diǎn)計(jì)測(cè)出的升溫曲線而計(jì)算出來(lái)的，但該計(jì)算值處于2.3％的變動(dòng)系數(shù)的范圍內(nèi)，因此，作為這種測(cè)量值，顯示出了良好的再現(xiàn)性，其中，所述2.3％的變動(dòng)系數(shù)表示應(yīng)用了以往的同時(shí)多點(diǎn)計(jì)測(cè)法的情況下的、根據(jù)由各熱觸點(diǎn)計(jì)測(cè)出的升溫曲線所計(jì)算出的熱擴(kuò)散常數(shù)χ的變動(dòng)程度。

并且，在圖8中，由于時(shí)間依存性的橫軸是時(shí)間t，因此斜率系數(shù)對(duì)于每個(gè)厚度h都不同，如果將橫軸設(shè)為t/h²，則如圖9所示，不管厚度h如何，都能夠使升溫不飽和度α(t)的對(duì)數(shù)的時(shí)間依存性和斜率系數(shù)一般化。因此，如果利用將t/h²軸作為橫軸的圖9進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，即使是使用了小片樣品的的測(cè)定，也會(huì)對(duì)通常的輪胎的仿真有用，不僅如此，對(duì)于包括航空器輪胎在內(nèi)的大型輪胎的制造工序中的硫化條件的研究非常有用。

等價(jià)硫化時(shí)間的計(jì)算

將像這樣分別計(jì)算出的試料橡膠23的熱擴(kuò)散常數(shù)χ和橡膠試驗(yàn)體24的起泡臨界部位(微小氣泡の產(chǎn)生臨界點(diǎn))的厚度“2h”代入式(2)，求出試料橡膠23的升溫不飽和度α(t)的對(duì)數(shù)表示lnα(t)，在將求出的lnα(t)轉(zhuǎn)換為α(t)后，根據(jù)提供α(t)的式(1)計(jì)算出在試料橡膠23起泡臨界部位處的升溫曲線(算出升溫曲線)。

接下來(lái)，根據(jù)由式(1)得到的試料橡膠23的算出升溫曲線和預(yù)先求出的試料橡膠的活化能，執(zhí)行式(5)的定積分，計(jì)算出等價(jià)硫化時(shí)間(與起泡臨界部位的熱履歷等價(jià)的基準(zhǔn)溫度保持時(shí)間)。在本實(shí)施方式中，如上所述，將試料橡膠23的硫化條件設(shè)定為170℃的基準(zhǔn)溫度(熱源的溫度)和240秒的硫化時(shí)間，因此，關(guān)于在試料橡膠23的起泡臨界部位處的算出升溫曲線以[t₁＝0，t₂＝240sec]的范圍執(zhí)行式(5)的定積分，計(jì)算出170℃時(shí)的折合的等價(jià)硫化時(shí)間。這樣算出的等價(jià)硫化時(shí)間例如是144秒。

并且，由于升溫曲線T(t)的實(shí)際值以等時(shí)間間隔的數(shù)字?jǐn)?shù)列的形式存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中，因此，能夠通過(guò)計(jì)算機(jī)的自動(dòng)運(yùn)算處理容易地執(zhí)行式(5)的定積分。

發(fā)泡點(diǎn)(起泡臨界硫化度)的確定

在本實(shí)施方式中，將算出的等價(jià)硫化時(shí)間應(yīng)用于對(duì)同一試料橡膠以同一基準(zhǔn)溫度測(cè)定出的硫化度曲線中，由此確定發(fā)泡點(diǎn)。

圖10是示出預(yù)先使用振動(dòng)式硫化度試驗(yàn)機(jī)(機(jī)型名稱：FDR)另行測(cè)定出的在基準(zhǔn)溫度為170℃時(shí)的試料橡膠23的硫化度曲線的解析圖。

在該圖中，在硫化度曲線上標(biāo)注的○標(biāo)記表示等價(jià)硫化時(shí)間為144秒的對(duì)應(yīng)點(diǎn)，如果將該對(duì)應(yīng)點(diǎn)的縱軸值和通過(guò)JIS K 6300-2的方法求出的在圖11中示出的M_L、M_H、M_E的值代入式(6)，則能夠確定發(fā)泡點(diǎn)(BP)。這樣，在本實(shí)施方式中，作為試料橡膠23的發(fā)泡點(diǎn)(BP)，得到了22％這一值。

這樣，根據(jù)本實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)，在下部模具中與第1型腔(試驗(yàn)體形成空間部)分開(kāi)地獨(dú)立設(shè)置有第2型腔(測(cè)溫專用空間部)，因此，能夠保護(hù)溫度傳感器不變形或損傷。這是因?yàn)椋谠嚵舷鹉z放入時(shí)，只要將也包括第2型腔的填充量的試料橡膠放入第1型腔即可，在合模時(shí)，第2型腔填充量的試料橡膠流入第2型腔，此時(shí)的試料橡膠的較強(qiáng)的粘彈性流體力僅在(與試料橡膠的流入方向一致的)溫度傳感器的軸心方向上起作用，因此，溫度傳感器在整體上不會(huì)那么強(qiáng)烈地受到粘彈性流體力的作用。而且，由于溫度傳感器相對(duì)于第2型腔的插拔實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，因此，還能夠防止因作業(yè)員的不注意、不熟練而導(dǎo)致的溫度傳感器的人為損傷。

另外，如上所述，由于與試驗(yàn)體形成空間部分開(kāi)地獨(dú)立設(shè)置測(cè)溫專用空間部，因此，能夠可靠地避免試料橡膠(橡膠試驗(yàn)體)的起泡臨界觀察區(qū)域和溫度傳感器的放入配置區(qū)域之間的干涉。因此，對(duì)于完成硫化的橡膠試驗(yàn)體，能夠獲得沿著厚度中心面不存在溫度傳感器的痕跡的完美的裁斷面，因此，能夠正確地進(jìn)行起泡臨界觀察。另外，在測(cè)溫專用空間部?jī)?nèi)設(shè)定適當(dāng)測(cè)溫部位時(shí)，能夠不受起泡臨界觀察區(qū)域的干涉地以溫度傳感器為中心來(lái)決定，從而能夠獲得更加正確的升溫速度和升溫曲線。

因此，能夠提高這種試驗(yàn)結(jié)果的可靠性和再現(xiàn)性，而且能夠提高試料橡膠的發(fā)泡點(diǎn)的確定精度。

以上，根據(jù)附圖對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式詳細(xì)進(jìn)行了敘述，但具體的結(jié)構(gòu)并不限定于該實(shí)施方式，在不脫離本實(shí)用新型的主旨的范圍內(nèi)的設(shè)計(jì)變更等也包含于本實(shí)用新型。例如，在上述的實(shí)施方式中，第1型腔的全部和第2型腔的全部設(shè)置在下部模具側(cè)，但不限于此，也可以在上部模具側(cè)也設(shè)置第1型腔的上側(cè)部分和第2型腔的上側(cè)部分。另外，上述的實(shí)施方式中，通過(guò)使下部模具自身相對(duì)于固定型的溫度傳感器前進(jìn)后退移動(dòng)自如，由此能夠?qū)囟葌鞲衅髟诘?型腔內(nèi)插拔，但不限于此，也可以是，通過(guò)使溫度傳感器相對(duì)于不動(dòng)的下部模具前進(jìn)后退移動(dòng)自如，由此能夠?qū)囟葌鞲衅髟诘?型腔內(nèi)自動(dòng)插拔。并且，也可以根據(jù)需要手動(dòng)插拔，來(lái)代替自動(dòng)插拔。

產(chǎn)業(yè)上的可利用性

本實(shí)用新型的用于確定起泡臨界硫化度的試驗(yàn)裝置和使用該試驗(yàn)裝置的試驗(yàn)方法不僅能夠應(yīng)用于通常輪胎的仿真，而且也能夠應(yīng)用于包括航空器輪胎在內(nèi)的大型輪胎、帶或者防振橡膠等的制造開(kāi)發(fā)階段的硫化條件的研究中。