环体的成型装置及成型方法与流程

本发明涉及环体的成型装置及成型方法，其以添加有为过氧化物的交联剂的橡胶作为材料。

背景技术：

过氧化物(peroxide)交联能用于氟橡胶、乙烯-丙烯-二烯烃橡胶、硅橡胶、高饱和丁腈橡胶等的交联(专利文献1及专利文献2)。通过向作为主原料的橡胶材料中添加作为交联剂的有机过氧化物并对由此获得的混合物加热及加压，来进行过氧化物交联。利用过氧化物交联制备而成的橡胶具有优异的耐热性及较小的压缩永久变形。像这种橡胶能广泛用作例如填料、垫圈、绝缘体等。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平7-228706号公报

专利文献2：日本特开2010-70598号公报

技术实现要素：

技术问题

例如，在由橡胶材料制造o形环、x形环、d形环等环体的工序中，准备虽添加有交联剂但未交联的长结构体，在将长结构体的两端部相互对接的状态下，对长结构体的两端部加热及加压，使橡胶进行交联以接合两端部。

但是，在使用过氧化物作为交联剂的情况下，如专利文献1及专利文献2中所记载，由于空气中的氧，阻碍了过氧化物交联的进行。如上所述，在对长结构体的两端部加热及加压的工序中，难以将加热及加压的两端部密封，两端部容易暴露于周围空气中，因此存在无法充分进行交联的风险。

因此，本发明提供即使使用过氧化物作为交联剂也可适当进行交联的、以橡胶作为材料的环体的成型装置及成型方法。

用于解决问题的手段

本发明的一实施方式涉及的环体的成型装置包括：成型模具，以长结构体的两端部相接触的方式将长结构体的两端部配置于内部，该长结构体由添加有交联剂(为过氧化物)的橡胶形成；壳体，可升降且在下方具有开口部，当下降时划定用于收纳上述成型模具及上述长结构体的收纳空间；脱气装置，对上述收纳空间进行减压脱气；加热装置，用于加热上述收纳空间内的上述成型模具；加压装置，利用上述收纳空间内的已被加热的上述成型模具对上述长结构体的两端部进行加压，使上述橡胶进行交联以接合上述长结构体的两端部；以及，升降装置，使上述壳体进行升降。

本发明的一实施方式涉及的环体的成型方法为将由橡胶(其添加有为过氧化物的交联剂)形成的长结构体的两端部接合从而成型环体的方法，该方法包括：以上述长结构体的上述两端部相接触的方式将上述长结构体的两端部配置于成型模具内；使在下方具有开口部的壳体下降从而设置用于收纳上述成型模具及上述长结构体的收纳空间；对上述收纳空间进行减压脱气；在经过减压脱气的上述收纳空间内，加热上述成型模具，同时利用上述成型模具对上述长结构体的两端部进行加压，使上述橡胶进行交联以接合上述长结构体的两端部。

在本发明的实施方式中，通过壳体下降以覆盖成型模具及长结构体，来设置收纳空间。接着，用于收纳成型模具及长结构体整体的收纳空间进行减压脱气，在经减压脱气的收纳空间内，对成型模具进行加热，同时利用成型模具来对长结构体的两端部进行加压，使橡胶进行交联以接合长结构体的两端部。如上所述，在进行了减压脱气的环境中进行过氧化物交联。因此，即使使用过氧化物作为交联剂，也能够适当地进行交联。

附图说明

图1是将本发明的实施方式的环体制造装置的一部分断裂而成的主视图。

图2是将上述制造装置的一部分断裂而成的侧视图。

图3是示出上述制造装置的成型模具的立体图。

图4是示出上述制造装置的使用方法的侧视图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。

如图1及图2所示，实施方式的环体制造装置1包括平台2、成型模具4、壳体6、上方加热器(加热装置)8、下方加热器(加热装置)10、加压缸(加压装置)12、脱气泵(脱气装置)14及升降装置16。

平台2为用于支撑成型模具4及其他部件的固定台。壳体6通过升降装置16可相对于平台2进行升降。升降装置16例如为液压缸、气压缸、齿条和齿轮或其他驱动装置，使壳体6升降。

壳体6呈盒型(其在下方具有开口部18)，当下降时，通过与平台2协动来划定收纳空间20。脱气泵14对收纳空间20进行减压脱气。

如图3所示，成型模具4为金属模具，并具有上模具22及下模具24。在上模具22的下面形成有呈半圆柱形的多个成型槽22a，这些成型槽22a相互平行配置。在下模具24的上面形成有半圆柱形的多个成型槽24a，这些成型槽24a相互平行配置。成型槽22a分别与成型槽24a相重叠以形成多个圆柱形的成型空间。

另外，在下模具24的上面突出多个定位销24b。上模具22的下面形成有嵌入有定位销24b的多个孔(无图示)。定位销24b插入多个孔中，上模具22的位置相对于下模具24对齐，成型槽22a分别与成型槽24a相重叠。反之，定位销24b也可以固定于上模具22，孔也可以形成于下模具24。

成型模具4的各成型空间用于形成o形环(环体)30。具体地，在各成型槽24a中放置有由橡胶(添加有为过氧化物的交联剂)形成的棒、即长结构体28的一端部28a及另一端部28b。此时，通过使端部28a和端部28b相互接触，长结构体28形成一个环。长结构体28的两端部28a、28b处于交联不充分的状态。

此后，下模具24与上模具22相重叠，各长结构体28的两端部28a、28b配置于由一对成型槽22a、24a形成的成型空间内。利用成型模具4，向各长结构体28的两端部28a、28b施加热及压力，进行橡胶的交联从而接合两端部28a、28b。以这种方式，完成环状、即没有端部的o形环30。

从图3可清楚地看出，由一对成型槽22a、24a形成的各成型空间为两端部开放的呈圆柱状的空间。在成型模具4的周围具有空气的环境中，空气侵入成型空间内，两端部28a、28b暴露于空气。但是，在上述实施方式中，两端部28a、28b的橡胶的交联工序在经过减压脱气的环境下进行。

如图1所示，在平台2的上面，载置有下方加热器10和两个下方冷却板11。下方冷却板11配置于下方加热器10的两端部附近，并且隔热板11a介于冷却板11与下方加热器10之间。冷却板11为例如由金属形成的板，隔热板11a为由绝热材料形成的板。下方支撑板32以能够相对于下方加热器10、冷却板11及隔热板11a在横向滑动的方式置于下方加热器10、冷却板11及隔热板11a上，下模具24固定于下方支撑板32。

另一方面，上模具22固定于上方支撑板34，并与下模具24相向。在上方支撑板34的上方配置有加压缸12。加压缸12为例如液压缸或气压缸，并具有可升降的缸盖13。上方加热器8及两个上方冷却板9固定于缸盖13的下面。上方冷却板9配置于上方加热器8的两端部附近，隔热板9a介于冷却板9与上方加热器8之间。冷却板9为例如由金属形成的板，隔热板9a为由绝热材料形成的板。上方支撑板34能够相对于上方加热器8、冷却板9及隔热板9a在横向滑动。

当加压缸12的缸盖13下降时，上方加热器8及冷却板9与上方支撑板34的上面相接触，上模具22与下模具24相组合，使得长结构体28的两端部28a、28b通过成型模具4被加压。加热器8、10对成型模具4进行加热。因此，长结构体28的两端部28a、28b的橡胶的交联得以进行。像这样，加压缸12利用收纳空间20内的被加热的成型模具4来对长结构体28的两端部28a、28b进行加压，进行橡胶交联以接合长结构体28的两端部。冷却板9、11通过由绝热材料形成的隔热板9a、11a与加热器8、10隔离，从而抑制由加热器8、10所产生的热传递至冷却板9、11。由此，可有效地在金属模具的中央部与端部产生温度差，并且加热长结构体28的两端部28a、28b，可以抑制长结构体28的其他部分的加热。

为了在上模具22与下模具24接近时相对于下方支撑板32定位上方支撑板34，在上方支撑板34的下面固定有定位销、即顶销(knockpin)36，在下方支撑板32的上面固定有圆筒形的顶销衬套(knockpinbush)38。当上方支撑板34下降时，顶销36被插入顶销衬套38的孔中，使得上方支撑板34的位置相对于下方支撑板32适当。反之，顶销36也可固定于下方支撑板32，顶销衬套38也可固定于上方支撑板34。

另外，在上方支撑板34的下面或下方支撑板32的上面安装有螺旋弹簧40。当缸盖13上升、向下方按压上方支撑板34的力被排除时，螺旋弹簧40使上方支撑板34与下方支撑板32分离，由此使得上模具22与下模具24分离。

加压缸12的缸盖13、上方加热器8、冷却板9、隔热板9a、上方支撑板34、上模具22、下模具24、下方支撑板32、下方加热器10、冷却板11及隔热板11a配置于壳体6的内部空间。即，当壳体6下降时，它们被配置于收纳空间20的内部。收纳空间20通过脱气泵14减压脱气，长结构体28的两端部28a、28b的橡胶的交联工序在经过减压脱气的环境下进行。加压缸12的整体可配置于壳体6的内部空间，加压缸12的促动器部分可配置于壳体6的外部。

如图4所示，上模具22及上方支撑板34可进行90度旋转。因此，上模具22及上方支撑板34安装在铰链装置(无图示)上。

接下来，对利用环体制造装置1的环体制造方法进行说明。

首先，准备多个长结构体28，这些长结构体28处于在两端部28a、28b交联不充分的状态。作为长结构体28主原料的橡胶材料，例如可以为氟橡胶、乙烯-丙烯-二烯橡胶、异戊二烯橡胶、硅橡胶、高饱和丁腈橡胶、苯乙烯丁二烯橡胶、氯磺化聚乙烯、丙烯酸橡胶、聚氨酯橡胶中的任意一种。

另外，向橡胶材料中添加的交联剂为过氧化物交联剂，例如可以为1，3-双(叔丁基过氧异丙基)苯、2，5二甲基2，5二(叔丁基过氧化)3-己炔、过氧化二异丙苯(dicumylperoxide)、过氧化二(2，4-二氯苯甲酰)、过氧化二苯甲酰、2，5-二甲基2，5-二(过氧化甲苯酰)己烷、4，4-二(叔丁基过氧)戊酸正丁酯、过氧化苯甲酸叔丁酯、二(叔丁基过氧化)二异丙苯、过氧化叔丁基异丙苯(t-butylcumylperoxide)、2，5-二甲基2，5-二(叔丁基过氧化)己烷、过氧化二叔丁基及2，5-二甲基2，5-二(叔丁基过氧化)3-己炔中的一种或它们的组合。橡胶材料中还可添加其他添加剂。

接着，如图4所示，在壳体6借助升降装置16从平台2上升的状态下，将所准备的长结构体28的两端部28a、28b置于下模具24的各成型槽24a(参照图3)。在该步骤中，如图4的实线所示，使上模具22及上方支撑板34处于垂直状态。

接着，如图4的虚线所示，使上模具22及上方支撑板34处于水平状态。并且，通过驱动升降装置16来使壳体6下降，如图1及图2所示，通过壳体6及平台2来设置与外界隔离的收纳空间20。

接着，通过驱动脱气泵14，对收纳空间20的内部进行减压脱气。

接着，通过驱动加压缸12，使缸盖13、上方加热器8、冷却板9及隔热板9a下降。在下降的过程中，上方加热器8、冷却板9及隔热板9a与上方支撑板34相接触，使上方支撑板34及上模具22开始下降，顶销36进入顶销衬套38，使得上方支撑板34的位置相对于下方支撑板32适当。并且，下模具24的定位销24b进入上模具22的孔中(参照图3)，使得上模具22的位置相对于下模具24适当。

如上所述，随着缸盖13的下降，上模具22与下模具24组合，各长结构体28的两端部28a、28b配置于由一对成型槽22a、24a形成的成型空间内。利用成型模具4向各长结构体28的两端部28a、28b施加热及压力，进行橡胶交联以接合两端部28a、28b，从而完成o形环30。

对于向长结构体28的两端部28a、28b施加热量的加热器8、10的加热，也可在将长结构体28置于下模具24的各成型槽24a之前开始进行(例如，可预热加热器8、10)。为了适当地进行过氧化物交联，优选方案为：在将收纳空间20减压脱气之后，使加热器8、10的温度上升，并控制两端部28a、28b为适于交联的温度。例如，也可在上模具22与下模具24组合之后使加热器8、10的温度上升。

对两端部28a、28b的加压及加热进行规定时间，规定时间过后，驱动加压缸12，使缸盖13上升。此时，在螺旋弹簧40的弹力的作用下，定位销24b从上模具22的孔脱离(参照图3)，顶销36从顶销衬套38脱离，从而上模具22与下模具24及o形环30分离。

接着，如图4所示，驱动升降装置16，使壳体6上升，从平台2分离。

接着，如图4的实线所示，使上模具22及上方支撑板34处于垂直状态。之后，从下模具24取出所完成的o形环30。

如上所述，在该实施方式中，在经减压脱气的收纳空间20内，成型模具4被加热的同时，利用成型模具4对长结构体28的两端部加压，进行橡胶交联以接合长结构体28的两端部。像这样，在经减压脱气的环境下能够进行过氧化物交联。因此，即使使用过氧化物作为交联剂，也能适当地进行交联。

为了确认上述实施方式的效果，进行了将长结构体28的两端部接合、形成o形环30的实验。在实验中，针对多个长结构体28的样品，根据实施方式进行在经减压脱气环境下的接合，为了进行比较，针对多个长结构体28的样品进行大气环境下的接合。

实验中所使用的长结构体28的材料的组成如下所述。

将上述组成的材料混匀，用挤出机将所得化合物进行成型，从而获得了直径为6.5mm的多个棒。接着，在经过减压脱气的环境下对这些棒进行加热加压10分钟。加热中，棒的中央部的温度控制为180℃，棒的两端部的温度控制为100℃。以这种方式获得了在中央部充分地进行交联而在两端部28a、28b交联不充分的长结构体28。

接着，在将长结构体28的两端部28a、28b重叠10mm的状态下，将两端部配置于成型模具4的成型空间的长度方向中央。并且，对两端部加热加压10分钟。加热中的两端部的温度为180℃。以这种方式，在两端部28a、28b进行过氧化物交联以接合两端部28a、28b，从而制造了o形环30。

对于大气环境下形成的一些o形环样品，在相当于两端部的接合部分稍微发生了发泡。并且，在大气环境下形成的一些o形环样品中，生成了条纹状的凹凸，其为伴随着成型模具4中的成型的材料流动的痕迹。这种缺陷表示在接合部分处的过氧化物交联不充分。缺陷产品的发生率为约10％。

另一方面，对于根据实施方式在进行了减压脱气的环境下所形成的多个o形环30样品，均为优良。因此，确认了实施方式的优越性。

以上，说明了本发明的实施方式，但上述说明并不限定本发明，在本发明的技术范围内包括技术特征删除、添加、替换的各种变形例。

例如，在上述实施方式中，通过接合具有圆形剖面的长结构体28的两端部来制造o形环30。但是，也可通过接合剖面为d形的长结构体的两端部来制造d形环。也可通过接合剖面为x形的长结构体的两端部来制造x形环。还可制造其他剖面形状的环体。

在上述实施方式中，成型模具4具有由多个成型槽22a、24a形成的多个成型空间，可一次制造多个环体。但是，也可利用具有一个成型空间的成型模具，一次仅制造一个环体。

附图标记的说明

1：环体的制造装置2：平台

4：成型模具6：壳体

8：上方加热器(加热装置)9：上方冷却板(冷却装置)

9a：隔热板(隔热装置)10：下方加热器(加热装置)

11：下方冷却板(冷却装置)11a：隔热板(隔热装置)

12：加压缸(加压装置)13：缸盖

14：脱气泵(脱气装置)16：升降装置

18：开口部20：收纳空间

22：上模具24：下模具

22a：成型槽24a：成型槽

30：o形环(环体)28：长结构体

28a、28b：端部