電気加熱油圧プレスが必要なのは、CR/BR（クロロプレン/ブタジエンゴム）ブレンドの化学加硫を引き起こすために必要な、高い機械的圧力と熱エネルギーの特定の組み合わせを提供するからです。この正確な環境なしでは、ゴムコンパウンドは可塑性のある状態から耐久性の高い高強度エラストマーに変化することはできません。
プレスは材料変換の触媒として機能します。電気加熱は加硫速度論の活性化エネルギーを供給し、油圧は高密度と構造的完全性を保証します。これらが一体となって、架橋剤が分子鎖を安定した弾性ネットワークに固定できるようにします。
変換の化学
架橋剤の活性化
CR/BRブレンドの場合、加硫プロセスは金属酸化物架橋剤に大きく依存します。プレスの電気加熱システムは、これらの架橋剤を活性化するために必要な正確な熱環境を提供します。活性化されると、ゴム分子鎖間に分子間結合の形成を誘発します。
プラスチックからエラスティックへの移行
加工前、ゴムコンパウンドは「プラスチック」状態、つまり可塑性はあるが形状記憶がない状態にあります。プレスはこの永久的な相変化を促進します。架橋反応を駆動することにより、コンパウンドを高い弾性、熱安定性、機械的強度を特徴とするエラストマーに変換します。
加硫速度論
化学反応は、正しい速度で進行するために特定のエネルギー入力を必要とします。電気加熱要素は、加硫反応が実用的な時間枠内で発生するために必要な運動エネルギーを提供します。これにより、材料は劣化することなく完全に硬化します。
圧力の重要な役割
材料密度の達成
油圧コンポーネントは、加熱要素と同様に不可欠であり、通常は180〜200 bar（約20 MPa）の圧力を印加します。この高圧は材料を圧縮し、標本の密度を高めます。高密度標本は、物理的強度と耐久性を最大化するために不可欠です。
欠陥の排除
圧力はゴムコンパウンドを適切に流動させ、金型のあらゆる詳細を充填させます。同時に、空隙や弱点となる可能性のある閉じ込められた空気や揮発性ガスを排出します。これにより、内部構造に欠陥のない製品が得られます。
寸法安定性の確保
硬化プロセス中、化学結合が形成される間、ゴムは固定された形状に保持される必要があります。一定の油圧はクランプとして機能し、架橋が形状を「固定」するまで製品の寸法を維持します。
トレードオフの理解
パラメータドリフトへの感度
プレスは精密な制御を可能にしますが、プロセスはずれに非常に敏感です。温度が最適な範囲（例：160°C）を下回ると、架橋が不完全になり、弱く粘着性のある製品になる可能性があります。逆に、過度の熱は、金型が満たされる前に「焦げ付き」や早期硬化を引き起こす可能性があります。
残留応力の管理
高圧（例：100 kN）を印加することは密度にとって必要ですが、冷却または圧力解放段階が適切に管理されない場合、残留応力を導入する可能性があります。プレスサイクルが最適化されていない場合、これらの内部応力は標本の長期的な機械的性能に影響を与える可能性があります。
目標に合わせた適切な選択
加硫プロセスを最大限に活用するために、プレス設定を特定の目標に合わせて調整してください。
- 物理的強度が主な焦点の場合：密度を最大化し、内部空隙を排除するために、高圧（180〜200 bar）の維持を優先してください。
- 寸法精度が主な焦点の場合：均一な硬化と部品全体の一貫した収縮率を保証するために、正確な温度均一性を確保してください。
- 材料特性評価が主な焦点の場合：保持時間と圧力を厳密に制御して、光学または機械的試験用の残留応力の無い標準化された標本を製造してください。
熱と圧力の両方を厳密に制御することにより、CR/BRブレンドが高性能エラストマーとしての可能性を最大限に発揮できるようにします。
概要表：
| パラメータ | CR/BR加硫における役割 | 最終製品への影響 |
|---|---|---|
| 電気加熱 | 架橋剤の活性化エネルギーを供給 | 完全な硬化と熱安定性を確保 |
| 油圧 | 材料密度を高め、ガスを排出 | 空隙を排除し、機械的強度を向上 |
| 温度（160°C以上） | 加硫速度論を制御 | 不完全な硬化や焦げ付きを防ぐ |
| 圧力（180〜200 bar） | 硬化中の寸法安定性を維持 | 正確な形状と内部完全性を保証 |
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参考文献
- Aleksandra Smejda-Krzewicka, Konrad Mrozowski. Chloroprene and Butadiene Rubber (CR/BR) Blends Cross-Linked with Metal Oxides: INFLUENCE of Vulcanization Temperature on Their Rheological, Mechanical, and Thermal Properties. DOI: 10.3390/molecules30132780
この記事は、以下の技術情報にも基づいています Kintek Press ナレッジベース .
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