(57)【要約】      （修正有）【課題】製品内及び製品間の品質のばらつきの小さいナノ材料を用いた無端ゴム製品を製造する。【解決手段】無端ゴム製品の製造用の成形型Ｍは、第１型１０及び第２型２０の型合わせ部に、キャビティ形成溝１２，２２によるキャビティ５０と共に、キャビティ５０の内周側又は外周側に材料仕込み部４０に連通したゲート８０が構成されている。第１型１０と第２型１０とを型合わせし、材料仕込み部４０にナノ材料が配合された未架橋ゴム組成物Ｒを仕込み、第２型２０を第１型１０側に付勢した状態で、材料仕込み部４０内に仕込まれた未架橋ゴム組成物Ｒを押圧してゲート８０を介してキャビティ５０に流入させる無端ゴム製品の製造方法。【選択図】図１６
2016150572.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１型と、前記第１型と型合わせして設けられた第２型と、材料仕込み部とを備え、前記第１型及び前記第２型の少なくとも一方の分割面に無端のキャビティ形成溝が形成され、前記第１型及び前記第２型の型合わせ部に、前記キャビティ形成溝によるキャビティと共に、前記キャビティの内周側又は外周側に前記材料仕込み部に連通したゲートが構成された成形型を用いた無端ゴム製品の製造方法であって、
前記第１型と前記第２型とを型合わせし、前記材料仕込み部にナノ材料が配合された未架橋ゴム組成物を仕込み、前記第２型を前記第１型側に付勢した状態で、前記材料仕込み部内に仕込まれた前記未架橋ゴム組成物を押圧して前記ゲートを介して前記キャビティに流入させる無端ゴム製品の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載された無端ゴム製品の製造方法において、
前記第２型を前記第１型側に付勢する付勢力が、前記材料仕込み部内に仕込まれた前記未架橋ゴム組成物の押圧による圧縮量に比例して大きくなる無端ゴム製品の製造方法。
【請求項３】
第１型と、前記第１型と型合わせして設けられた第２型と、材料仕込み部とを備え、前記第１型及び前記第２型の少なくとも一方の分割面に無端のキャビティ形成溝が形成され、前記第１型及び前記第２型の型合わせ部に、前記キャビティ形成溝によるキャビティと共に、前記キャビティの内周側又は外周側に前記材料仕込み部に連通したゲートが構成された無端ゴム製品の成形型であって、
前記第２型を前記第１型側に付勢する付勢手段と、
前記材料仕込み部内に仕込まれた材料を押圧する押圧手段と、
を更に備えた無端ゴム製品の成形型。
【請求項４】
請求項３に記載された成形型において、
前記付勢手段及び前記押圧手段が構成された第３型を備えた成形型。
【請求項５】
請求項３又は４に記載された成形型において、
前記材料仕込み部が前記第１型と前記第２型との型合わせにより構成されている成形型。
【請求項６】
請求項３乃至５のいずれかに記載された成形型において、
前記ゲートが前記キャビティの全周に亘って延びるスリット状に形成されている成形型。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無端ゴム製品の製造方法及びそれに用いる成形型に関する。
【背景技術】
【０００２】
石油や天然ガス等の海底資源の探査では、海上のプラットホームから海底に向かって延びるロッドの先端に取り付けられたダウンホール装置により海底の掘削が行われる。ダウンホール装置は、先端に設けられたドリルビットに加え、長さ方向に連結された筒状の複数の圧力容器を備え、それらの中には、地中の地質構造等を検知して海底資源の有無を調査するための電子機器が収容されている。そして、圧力容器の各連結部はＯリングによってシールされている。
【０００３】
以上のようなダウンホール装置は、例えば高温で且つ高濃度の硫化水素ガスの雰囲気で長時間使用されるため、圧力容器の各連結部に設けられるＯリングには、高い耐熱性及び耐薬品性が求められる。
【０００４】
かかる要求に対し、特許文献１には、２種のカーボンナノファイバ及びカーボンブラックが配合されたフッ素ゴム組成物で形成されたＯリングが開示されている。
【０００５】
また、特許文献２には、カーボンナノファイバが配合されたフッ素ゴム組成物で形成されたＯリングを製造するための成形型が開示されている。この特許文献２に開示されたＯリングの成形型では、第１及び第２の金型を積層して型合わせすると、底面が第１の金型及び側面が第２の金型でそれぞれ構成された有底凹部状の材料仕込み部が形成されると共に、第１及び第２の金型の対向する部分に、材料仕込み部を囲うようにＯリング形状のキャビティが形成され、また、材料仕込み部とキャビティとの間を連通させる連通路がキャビティの内周側の全周に亘って形成され、そのキャビティの内周側の連通路の開口がスリット状のゲートに構成される。そして、このＯリングの成形型において、材料仕込み部に材料の未架橋ゴム組成物を配置し、それをプランジャーにより押圧すると、未架橋ゴム組成物が連通部を介してゲートからキャビティに流入し、その後、第１及び第２の金型を所定温度で所定時間加熱すれば、未架橋ゴム組成物が架橋して製品のＯリングを製造することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−１０９０２０号公報
【特許文献２】特開２０１４−０６９３８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、ゴム成分にナノ材料が完全に解繊及び分散したゴム製品では、耐熱性や耐薬品性が飛躍的に向上するものの、その製造時において、ナノ材料の配向によってゴム製品に物性の異方性が発現することやナノ材料が配合された未架橋ゴム組成物が高粘度であることが問題となる。
【０００８】
例えば、ナノ材料が配合されたシート状の未架橋ゴム組成物を用いてプレス成形によりゴム製品を製造した場合、シート状の未架橋ゴム組成物ではナノ材料がその列理方向に配向するが、その配向が影響してゴム製品の物性に異方性が発現するため、製造されるゴム製品の製品内及び製品間の品質のばらつきが大きくなるという問題がある。
【０００９】
また、特許文献２に開示された成形型を用いた場合、ナノ材料が配合された未架橋ゴム組成物は高粘度であることから、未架橋ゴム組成物をキャビティに流入させる際、第１及び第２の金型の型合わせに抵抗してゲートの間隔を押し広げようとする力が作用し、そのため、キャビティへの未架橋ゴム組成物の流入過程においてゲートの間隔が変動し、従って、キャビティに流入する未架橋ゴム組成物の厚さも変動することとなる。そして、未架橋ゴム組成物に配合されたナノ材料は、未架橋ゴム組成物の流動方向に配向して物性の異方性を発現させるが、ゲートの間隔が変動して未架橋ゴム組成物の厚さが変動すると、ナノ材料の配向態様もそれに伴って変動する。その結果、製造されるゴム製品の製品内及び製品間の品質のばらつきが大きくなるという問題がある。
【００１０】
本発明の課題は、製品内及び製品間の品質のばらつきの小さいナノ材料を用いた無端ゴム製品を製造することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、第１型と、前記第１型と型合わせして設けられた第２型と、材料仕込み部とを備え、前記第１型及び前記第２型の少なくとも一方の分割面に無端のキャビティ形成溝が形成され、前記第１型及び前記第２型の型合わせ部に、前記キャビティ形成溝によるキャビティと共に、前記キャビティの内周側又は外周側に前記材料仕込み部に連通したゲートが構成された成形型を用いた無端ゴム製品の製造方法であって、前記第１型と前記第２型とを型合わせし、前記材料仕込み部にナノ材料が配合された未架橋ゴム組成物を仕込み、前記第２型を前記第１型側に付勢した状態で、前記材料仕込み部内に仕込まれた前記未架橋ゴム組成物を押圧して前記ゲートを介して前記キャビティに流入させるものである。
【００１２】
本発明は、第１型と、前記第１型と型合わせして設けられた第２型と、材料仕込み部とを備え、前記第１型及び前記第２型の少なくとも一方の分割面に無端のキャビティ形成溝が形成され、前記第１型及び前記第２型の型合わせ部に、前記キャビティ形成溝によるキャビティと共に、前記キャビティの内周側又は外周側に前記材料仕込み部に連通したゲートが構成された無端ゴム製品の成形型であって、前記第２型を前記第１型側に付勢する付勢手段と、前記材料仕込み部内に仕込まれた材料を押圧する押圧手段とを更に備える。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、第２型を第１型側に付勢した状態で、材料仕込み部内に仕込まれたナノ材料が配合された未架橋ゴム組成物を押圧してゲートを介してキャビティに流入させるので、未架橋ゴム組成物によるゲートの間隔を押し広げようとする力の作用が規制されるため、ゲートの間隔の変動及びそれに伴うナノ材料の配向態様の変動を小さく抑えることができ、その結果、製造される無端ゴム製品の製品内及び製品間の品質のばらつきを小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施形態に係る成形型の平面図である。
【図２】図１におけるII-II断面図である。
【図３】第１型の上面の正面図である。
【図４】図３におけるIV-IV断面図である。
【図５】第１型の要部断面図である。
【図６】第２型の下面の正面図である。
【図７】第２型の上面の正面図である。
【図８】図７におけるVIII-VIII断面図である。
【図９】第２型の要部断面図である。
【図１０】第１型と第２型との型合わせを示す説明図である。
【図１１】型合わせされた第１型及び第２型の要部断面図である。
【図１２】第３型の下面の正面図である。
【図１３】（ａ）はシート状加工、（ｂ）は紐状裁断加工、及び（ｃ）はリング状加工をそれぞれ示す説明図である。
【図１４】（ａ）及び（ｂ）は、実施形態に係るＯリングの製造方法を示す第１及び第２の説明図である。
【図１５】（ａ）〜（ｃ）は実施形態に係るＯリングの製造方法を示す第３〜５の説明図である。
【図１６】実施形態に係るＯリングの製造方法を示す第６の説明図である。
【図１７】実施形態に係るＯリングの製造方法を示す第７の説明図である。
【図１８】実施形態に係る方法により製造されたＯリングの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。
【００１６】
（成形型Ｍ）
図１及び２は、本実施形態に係るＯリング製造用の成形型Ｍを示す。
【００１７】
本実施形態に係る成形型Ｍは、各々、平面視が正方形の板状に形成された第１〜第３型１０，２０，３０を備え、それらの第１〜第３型１０，２０，３０が下から順に積層されるように設けられている。
【００１８】
図３及び４は第１型１０を示す。
【００１９】
第１型１０の上面は、第２型２０との分割面を構成する。その第１型１０の上面の中央には、上方に延びるように形成された円柱突起１１が一体に設けられている。また、第１型１０の上面には、円柱突起１１の基端から間隔をおいて円柱突起１１と同心の円形状に延びるように形成された、断面半円形の無端環状の第１キャビティ形成溝１２が設けられている。更に、第１型１０の上面には、第１キャビティ形成溝１２の外側の開口端から間隔をおいて第１キャビティ形成溝１２と同心円状に延びるように形成された、断面略台形の無端環状の剰余材料収容部形成溝１３が設けられている。また、第１型１０の上面の４辺のそれぞれの中央の内側には、ガイドピン１４が設けられている。
【００２０】
円柱突起１１の基端から第１キャビティ形成溝１２の内側の開口端までの部分の高さ、及び剰余材料収容部形成溝１３の外側の開口端よりも外側の部分の高さは、第１型１０の上面の標準高さと等しい。第１キャビティ形成溝１２の外側の開口端から剰余材料収容部形成溝１３の内側の開口端までの部分の高さは、第１型１０の上面の標準高さから没入した高さにある。具体的には、図５に示すように、第１キャビティ形成溝１２の外側の開口端から剰余材料収容部形成溝１３の内側の開口端に向かって、第１型１０の上面の標準高さよりも僅かに没入した没入深さが一定の第１内側部分１５ａ、それに連続する没入深さが徐々に大きくなる第１中間部分１５ｂ、及びそれに連続する没入深さが一定の第１外側部分１５ｃが構成されている。第１内側部分１５ａの没入深さは第１外側部分１５ｃの没入深さよりも小さく、また、第１内側部分１５ａの幅は第１中間部分１５ｂ及び第１外側部分１５ｃの幅よりも小さい。
【００２１】
図６〜８は第２型２０を示す。
【００２２】
第２型２０の中央には、内径が第１型１０の円柱突起１１の外径よりも大きい円形貫通孔２１が形成されている。第２型２０の下面は、第１型１０との分割面を構成する。その第２型２０の下面には、円形貫通孔２１の開口端から間隔をおいて円形貫通孔２１と同心の円形状に延びるように形成された、第１型１０の上面の第１キャビティ形成溝１２と同一形状の断面半円形の無端環状の第２キャビティ形成溝２２が、第１型１０の上面の第１キャビティ形成溝１２に対応するように設けられている。また、第２型２０の下面の４辺のそれぞれの中央の内側には、ガイド孔２４が第１型１０の上面のガイドピン１４に対応するように設けられている。
【００２３】
第２キャビティ形成溝２２の外側の開口端よりも外側の部分の高さは、第２型２０の上面の標準高さと等しい。円形貫通孔２１の開口端から第２キャビティ形成溝２２の内側の開口端までの部分の高さは、第２型２０の下面の標準高さから没入した高さにある。具体的には、図９に示すように、円形貫通孔２１の開口端から第２キャビティ形成溝２２の内側の開口端に向かって、第２型２０の下面の標準高さよりも没入した没入深さが一定の第２内側部分２５ａ、それに連続する没入深さが徐々に小さくなる第２中間部分２５ｂ、及びそれに連続する没入深さが一定の第２外側部分２５ｃが構成されている。第２外側部分２５ｃの没入深さは第２内側部分２５ａの没入深さよりも小さく、また、第２外側部分２５ｃの幅は第２内側部分２５ａ及び第２中間部分２５ｂの幅よりも小さい。
【００２４】
第２型２０の上面の４つの隅部のそれぞれには、浅底の有底円筒孔に形成された付勢部材受け部２６が設けられている。
【００２５】
第１型１０及び第２型２０は、図１０に示すように、第１型１０のガイドピン１４が第２型２０のガイド孔２４に挿入されることにより相互に案内され、第１型１０の分割面である上面に第２型２０の分割面である下面が当接するように型合わせされる。そして、このとき、第１型１０の円柱突起１１の外周面、第１型１０の上面の円柱突起１１の基端周辺、及び第２型２０の円形貫通孔２１の内周面で囲われて形成される有底円筒状の空間領域からなる材料仕込み部４０が構成される。この材料仕込み部４０内に、ナノ材料が配合された材料の未架橋ゴム組成物Ｒが仕込まれる。
【００２６】
以上の通り、本実施形態に係る成形型Ｍでは、材料仕込み部４０が第１型１０と第２型２０との型合わせにより構成されているので、材料仕込み部４０が成形型Ｍ外にある場合と比較して全体構成の簡略化が図られ、また、材料仕込み部４０からキャビティ５０までの距離が短いので、無端ゴム製品のＯリングとして利用されない材料の未架橋ゴム組成物Ｒの無駄を抑えることができる。
【００２７】
第１型１０と第２型２０との型合わせ部には、第１キャビティ形成溝１２及び第２キャビティ形成溝２２の開口同士が対向するように突き合わされて形成される断面円形の環状孔からなる無端ゴム製品のＯリングと同一形状のキャビティ５０が構成される。無端ゴム製品のＯリングの周長は例えば１〜５０００ｍｍ及び断面の長径は例えば０．５〜５００ｍｍである。また、第１型１０の剰余材料収容部形成溝１３と第２型２０の対向面とにより囲われて形成される断面略台形の環状孔からなる剰余材料収容部６０が構成される。
【００２８】
第１型１０と第２型２０との型合わせ部には、図１１に示すように、第２型２０の下面の第２内側部分２５ａ、第２中間部分２５ｂ、及び第２外側部分２５ｃと第１型１０の対向面との間に、材料仕込み部４０とキャビティ５０とを連通させる材料供給用連通路７０が構成されると共に、その材料供給用連通路７０によりキャビティ５０の内周側に全周に亘って延びるように形成されるスリット状の開口がゲート８０に構成される。また、第１型１０の第１キャビティ形成溝１２の外側の開口端から剰余材料収容部形成溝１３の内側の開口端までの第１内側部分１５ａ、第１中間部分１５ｂ、及び第１外側部分１５ｃと第２型２０の対向面との間に、キャビティ５０と剰余材料収容部６０とを連通させる剰余材料排出用連通路９０が構成される。
【００２９】
図１２は第３型３０を示す。
【００３０】
第３型３０の下面の中央には、下方に垂下するように形成された有底円筒状のゴム押圧部３１が一体に設けられている。ゴム押圧部３１は、内径が第１型１０の円柱突起１１の外径、外径が第２型２０の円形貫通孔２１の内径、高さが第２型２０の厚さ、及び深さが第１型１０の円柱突起１１の高さにそれぞれほぼ等しい。
【００３１】
第３型３０の４つの隅部のそれぞれには、厚さ方向に穿孔された貫通孔３２が設けられている。貫通孔３２の下部には、内側に張り出すように形成された抜け留め部３２ａが設けられている。貫通孔３２の上からは頭部３３ａを有するピン状の付勢部材３３が投入されている。付勢部材３３は、頭部３３ａが抜け留め部３２ａに係合すると共に部材本体が下方に突出するように設けられている。また、貫通孔３２には、付勢部材３３の頭部３３ａ上に載るようにコイルバネ３４が収容されている。更に、貫通孔３２には、コイルバネ３４の上に、貫通孔３２の開口を封じるようにバネ封部材３５が螺合により内嵌め状に設けられている。これにより、貫通孔３２には、付勢部材３３とバネ封部材３５との間に圧縮状態又は自然長状態のコイルバネ３４が介設されて収容された構成となっている。
【００３２】
第３型３０は、下方に突出した４本の付勢部材３３が第２型２０の上面の対応する付勢部材受け部２６の底面に当接して支持されると共に、ゴム押圧部３１が第１型１０と第２型２０とで構成された材料仕込み部４０に嵌め入れられるように第２型２０に型合わせされる。そして、第３型３０を第２型２０側に変位させると、ゴム押圧部３１が材料仕込み部４０に進入すると共に、そこに仕込まれた材料の未架橋ゴム組成物Ｒを押圧する。従って、第３型３０に設けられたゴム押圧部３１が押圧手段を構成する。また、４本の付勢部材３３のそれぞれは、コイルバネ３４を圧縮すると共に、その弾性力によって第２型２０を第１型１０側に付勢する。従って、第３型３０に設けられた付勢部材３３及びコイルバネ３４が付勢手段を構成する。なお、付勢部材３３及びコイルバネ３４が第２型２０を第１型１０側に付勢する付勢力は、第３型３０の第２型２０側への変位に比例して、従って、材料仕込み部４０内に仕込まれた材料の未架橋ゴム組成物Ｒの押圧による圧縮量に比例して大きくなる。
【００３３】
以上の構成の本実施形態に係る成形型Ｍを用いれば、第２型２０を第１型１０側に付勢した状態で、材料仕込み部４０内に仕込まれたナノ材料が配合された材料の未架橋ゴム組成物Ｒを押圧してゲート８０を介してキャビティ５０に流入させるので、未架橋ゴム組成物Ｒによるゲート８０の間隔を押し広げようとする力の作用が規制されるため、ゲート８０の間隔の変動及びそれに伴うナノ材料の配向態様の変動を小さく抑えることができ、その結果、製造されるＯリングの製品内及び製品間の品質のばらつきを小さくすることができる。
【００３４】
また、本実施形態に係る成形型Ｍにおいて、第３型３０に相対的にバネ係数の高いコイルバネ３４を用いた場合、第２型２０の第１型１０側への付勢力が高くなるので、ゲート８０の間隔が狭くなるために、キャビティ５０に流入する未架橋ゴム組成物Ｒの厚さが薄くなり、未架橋ゴム組成物Ｒに配合されたナノ材料が未架橋ゴム組成物Ｒの流動方向に高い配向度で配向する。そして、その未架橋ゴム組成物Ｒがキャビティ５０に上下に九十九折状に折り返されて積層されながら充填され、その結果、キャビティ５０には、ナノ材料が厚さ方向に配向した物性の異方性が相対的に大きいＯリングが製造される。一方、第３型３０に相対的にバネ係数の低いコイルバネ３４を用いた場合、第２型２０の第１型１０側への付勢力が低くなるので、ゲート８０の間隔が広くなるために、キャビティ５０に流入する未架橋ゴム組成物Ｒの厚さが厚くなり、未架橋ゴム組成物Ｒに配合されたナノ材料の配向度は低くなる。そして、その未架橋ゴム組成物Ｒは、キャビティ５０に上下に九十九折状に折り返されて積層されながら充填されるものの、キャビティ５０には、物性の異方性が相対的に小さいＯリングが製造される。つまり、本実施形態に係る成形型Ｍによれば、第３型３０のコイルバネ３４のバネ係数の高低の選択によって、製造されるＯリングの物性の異方性を制御することができる。従って、製造されるＯリングの物性の異方性の有無に関係なく、製品内及び製品間の品質のばらつきを小さくすることができる。
【００３５】
（Ｏリングの製造方法）
次に、この成形型Ｍを用いた本実施形態に係る無端ゴム製品のＯリングの製造方法について説明する。
【００３６】
まず、ゴム成分にナノ材料を含むゴム配合剤を添加して混練加工することにより、ゴム成分にナノ材料を完全に解繊及び分散させた材料の未架橋ゴム組成物Ｒを調製し、その後、図１３（ａ）に示すように未架橋ゴム組成物Ｒをシート状に成形するシート状加工、図１３（ｂ）に示すようにシート状の未架橋ゴム組成物Ｒを紐状に裁断する紐状裁断加工、及び図１３（ｃ）に示すように紐状の未架橋ゴム組成物Ｒの両端を突き合わせてリング状に成形するリング状加工を順に行う。このとき、紐状裁断加工では、列理方向、つまり、ナノ材料の配向方向が長さ方向となり且つ成形型Ｍの材料仕込み部４０の周長と同じ長さとなるように裁断することが好ましい。また、紐状に裁断されてリング状に加工された未架橋ゴム組成物Ｒの体積がキャビティ５０の容積よりも大きくなるようにする。未架橋ゴム組成物Ｒの体積のキャビティ５０の容積に対する充填率は例えば１０１〜２００％である。
【００３７】
ここで、ゴム成分としては、例えば、フッ素ゴム、シリコーンゴム、アクリルゴム等が挙げられる。これらのうちフッ素ゴムが好ましい。フッ素ゴムとしては、例えば、フッ化ビニリデン系フッ素ゴム（ＦＫＭ）、テトラフルオロエチレン−プロピレン系フッ素ゴム（ＦＥＰＭ）、テトラフルオロエチレン−パープルオロビニルエーテル系フッ素ゴム（ＦＦＫＭ）等が挙げられる。ゴム成分には、これらのうち１種又は２種以上が用いられる。
【００３８】
ゴム配合剤としては、ナノ材料、カーボンブラック、架橋剤が挙げられる。
【００３９】
ナノ材料としては、例えば、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、カーボンナノファイバ（ＣＮＦ）、カーボンナノホーン（ＣＮＨ）、カーボンナノウォール（ＣＮＷ）等が挙げられる。これらのうちカーボンナノチューブが好ましい。カーボンナノチューブとは、炭素によって形成される六員環ネットワークが管状になった物質である。カーボンナノチューブとしては、多層グラフェンのマルチウォールタイプのマルチウォールカーボンナノチューブ（ＭＷＣＮＴ）、及び単層グラフェンのシングルウォールタイプのシングルウォールカーボンナノチューブ（ＳＷＣＮＴ）が挙げられる。ナノ材料には、これらのうち１種又は２種以上が用いられる。ナノ材料の配合量は、ゴム成分１００質量部に対して例えば０．１〜４０質量部である。
【００４０】
カーボンブラックとしては、例えば、ＨＡＦカーボンブラック、ＭＡＦカーボンブラック、ＦＥＦカーボンブラック、ＳＲＦカーボンブラック、ＧＰＦカーボンブラックなどのファーネスブラック、ＦＴカーボンブラック、ＭＴカーボンブラックなどのサーマルブラック等が挙げられる。カーボンブラックには、これらのうち１種又は２種以上が用いられる。カーボンブラックの配合量は、ゴム成分１００質量部に対して例えば０〜５０質量部である。
【００４１】
架橋剤としては、硫黄、有機過酸化物が挙げられる。これらのうち有機過酸化物が好ましい。有機過酸化物としては、例えば、ジクミルパーオキサイド、ｔ−ブチルジクミルパーオキサイド、２，４−ジクロロベンゾイルパーオキサイド等が挙げられる。架橋剤には、これらのうち１種又は２種以上が用いられる。架橋剤の配合量は、ゴム成分１００質量部に対して例えば０．１〜１０質量部である。
【００４２】
ゴム配合剤として、その他に、炭酸カルシウムなどの充填剤、ステアリン酸などの加工助剤、老化防止剤、可塑剤等が用いられていてもよい。
【００４３】
ゴム成分及びゴム配合剤の混練加工に用いるゴム混練機としては、例えば、密閉式のニーダーやバンバリーミキサー、開放式のオープンロールが挙げられる。シート状加工には、例えばカレンダロール等が用いられる。また、混練加工及びシート状加工の両方を押出成形機を用いて行ってもよい。
【００４４】
次いで、図１４（ａ）に示すように、真空チャンバーを備えたプレス成型機の下側の熱盤１０１に成形型Ｍの第１型１０をボルト等で固定すると共に第１型１０と第２型２０とを型合わせし、また、上側の熱盤１０２に第３型３０をボルト等で固定し、上側の熱盤１０２を降下させて第２型２０に第３型３０を型合わせして予熱する。このとき、予熱温度は例えば１２０〜２００℃である。
【００４５】
続いて、上側の熱盤１０２を上昇させて第２型２０と第３型３０との型合わせを解除し、図１４（ｂ）に示すように、材料仕込み部４０にリング状の未架橋ゴム組成物Ｒを仕込み、上側の熱盤１０２を降下させて第２型２０に第３型３０を型合わせする。但し、このとき未架橋ゴム組成物Ｒへの加圧は行わないことが好ましい。
【００４６】
次いで、真空チャンバー内を減圧した後、上側の熱盤１０２を更に降下させて第３型３０を第２型２０側に変位させることにより未架橋ゴム組成物Ｒを加圧する。この際、ガス抜きのためのバンピングを行うことが好ましい。真空チャンバー内の圧力は例えば−１１０〜−８０ｋＰａである。加圧圧力は例えば０．１〜２２ＭＰａであり、加圧時間は例えば１〜３００分である。
【００４７】
このとき、未架橋ゴム組成物Ｒは、加熱されることにより軟化して可塑化されると共に、加圧されることにより、図１５（ａ）に示すように、材料仕込み部４０から放射状に拡がるように流動して材料供給用連通路７０に流入する。材料供給用連通路７０に流入した未架橋ゴム組成物Ｒは、材料供給用連通路７０が第２型２０の第２内側部分２５ａ、第２中間部分２５ｂ、第２外側部分２５ｃに対応して流路隙間が狭くなるので、材料供給用連通路７０を外向きに流動するのに従って薄肉に形成される。材料供給用連通路７０を流動した未架橋ゴム組成物Ｒは、図１５（ｂ）に示すように、ゲート８０からキャビティ５０に流入し、キャビティ５０に、内側から外側に向かって上下に九十九折状に折り返されて積層されながら充填される。ここで、本実施形態に係るＯリングの製造方法では、第２型２０を第１型１０側に付勢するので、未架橋ゴム組成物Ｒによるゲート８０の間隔を押し広げようとする力の作用が規制され、そのためゲート８０の間隔の変動、従って、ゲート８０からキャビティ５０に流入する未架橋ゴム組成物Ｒの厚さの変動を小さく抑えることができる。なお、第２型２０を第１型１０側に付勢する付勢力は、第３型３０の第２型２０側への変位に比例して、従って、材料仕込み部４０内に仕込まれた材料の未架橋ゴム組成物Ｒの押圧による圧縮量に比例して大きくなる。
【００４８】
未架橋ゴム組成物Ｒが十分に充填された状態のキャビティ５０に更に未架橋ゴム組成物Ｒが流入すると、キャビティ５０の未架橋ゴム組成物Ｒは、図１５（ｃ）に示すように、剰余材料排出用連通路９０に流入し、剰余材料排出用連通路９０が第１型１０の第１内側部分１５ａ、第１中間部分１５ｂ、第１外側部分１５ｃに対応して流路隙間が広くなるので、剰余材料排出用連通路９０を外向きに流動するのに従って厚肉に形成されて剰余材料収容部６０に流出する。
【００４９】
未架橋ゴム組成物Ｒは、加熱及び加圧されることにより、ゴム成分が架橋剤によって架橋され、図１６に示すように、キャビティ５０には無端ゴム製品のＯリングＰが成型され、それ以外の材料仕込み部４０、材料供給用連通路７０、剰余材料排出用連通路９０、及び剰余材料収容部６０には、無端ゴム製品のＯリングＰと一体となったバリＢが成型される。
【００５０】
ここで、第３型３０に相対的にバネ係数の高いコイルバネ３４を用いた場合、第２型２０の第１型１０側への付勢力が高くなるので、ゲート８０の間隔が狭くなるために、キャビティ５０に流入する未架橋ゴム組成物Ｒの厚さが薄くなり、未架橋ゴム組成物Ｒに配合されたナノ材料が未架橋ゴム組成物Ｒの流動方向に高い配向度で配向する。そして、その未架橋ゴム組成物Ｒがキャビティ５０に上下に九十九折状に折り返されて積層されながら充填されるので、キャビティ５０には、ナノ材料が厚さ方向に配向した物性の異方性が相対的に大きいＯリングＰが成型される。
【００５１】
一方、第３型３０に相対的にバネ係数の低いコイルバネ３４を用いた場合、第２型２０の第１型１０側への付勢力が低くなるので、ゲート８０の間隔が広くなるために、キャビティ５０に流入する未架橋ゴム組成物Ｒの厚さが厚くなり、未架橋ゴム組成物Ｒに配合されたナノ材料の配向度は低くなる。そして、その未架橋ゴム組成物Ｒがキャビティ５０に上下に九十九折状に折り返されて積層されながら充填されるものの、キャビティ５０には、物性の異方性が相対的に小さいＯリングＰが成型される。
【００５２】
そして、図１７に示すように、真空チャンバー内の減圧を解除すると共に、上側の熱盤１０２を上昇させて第２型２０と第３型３０との型合わせを解除し、且つ第１型１０と第２型２０との型合わせをも解除した後、成型された成型物を第１型１０から取り出す。
【００５３】
最後に、取り出した成型物からバリＢを除去した後、所定温度（例えば１２０〜２８０℃）及び所定時間（例えば０．０１〜３０時間）のポストキュアを行うことにより、図１８に示すような無端ゴム製品のＯリングＰが製造される。この製造されたＯリングＰは、例えば、海底資源の探査等で用いられるダウンホール装置における圧力容器の連結部に設けられるシール材や燃料電池自動車の水素ステーションに設置される装置のシール材として利用される。
【００５４】
以上の本実施形態に係るＯリングＰの製造方法によれば、第２型２０を第１型１０側に付勢した状態で、材料仕込み部４０内に仕込まれたナノ材料が配合された材料の未架橋ゴム組成物Ｒを押圧してゲート８０を介してキャビティ５０に流入させるので、未架橋ゴム組成物Ｒによるゲート８０の間隔を押し広げようとする力の作用が規制されるため、ゲート８０の間隔の変動及びそれに伴うナノ材料の配向態様の変動を小さく抑えることができ、その結果、製造されるＯリングＰの製品内及び製品間の品質のばらつきを小さくすることができる。
【００５５】
また、本実施形態に係るＯリングＰの製造方法によれば、第３型３０のコイルバネ３４のバネ係数の高低の選択によって、製造されるＯリングＰの物性の異方性を制御することができる。従って、製造されるＯリングＰの物性の異方性の有無に関係なく、製品内及び製品間の品質のばらつきを小さくすることができる。
【００５６】
（その他の実施形態）
上記実施形態では、無端ゴム製品である断面円形のＯリングＰを例としたが、特にこれに限定されるものではなく、断面非円形の環状のシール材等の他の無端ゴム製品であってもよい。
【００５７】
上記実施形態では、第１型１０に設けられた第１キャビティ形成溝１２及び第２型２０に設けられた第２キャビティ形成溝２２によりキャビティ５０を形成する構成としたが、特にこれに限定されるものではなく、第１型及び第２型のうち一方に設けられた無端のキャビティ形成溝とそれと対向する第１型の上面又は第２型の下面とによりキャビティを形成する構成としてもよい。
【００５８】
上記実施形態では、ゲート８０がキャビティ５０の内周側に設けられた構成としたが、特にこれに限定されるものではなく、材料仕込み部が及び材料供給用連通路がキャビティの外側に設けられていると共に、ゲートがキャビティの外周側に設けられた構成であってもよい。
【００５９】
上記実施形態では、スリット状のゲート８０がキャビティ５０の全周に亘って延びるように形成された構成としたが、特にこれに限定されるものではなく、ゲートがキャビティの全周の一部に１箇所だけ設けられた構成であってもよく、また、全周に間欠的に複数設けられた構成であってもよい。
【００６０】
上記実施形態では、第３型３０に設けられたゴム押圧部３１が材料仕込み部４０内に仕込まれた材料の未架橋ゴム組成物Ｒを押圧する押圧手段を構成する共に、第３型３０に設けられた付勢部材３３及びコイルバネ３４が第２型２０を第１型１０側に付勢する付勢手段を構成するものとし、そして、それによって第２型２０の第１型１０側への付勢力が、材料仕込み部４０内に仕込まれた未架橋ゴム組成物Ｒの押圧による圧縮量に比例して大きくなる構成としたが、特にこれに限定されるものではなく、未架橋ゴム組成物Ｒの押圧による圧縮量に関係なく、成形型Ｍ内又は成形型Ｍ外の要素により、一定の付勢力で第２型２０を第１型１０側に付勢する構成であってもよい。
【００６１】
上記実施形態では、バリＢ用の剰余材料排出用連通路９０及び剰余材料収容部６０が設けられた成形型Ｍとしたが、特にこれに限定されるものではなく、これらの剰余材料排出用連通路及び剰余材料収容部６０が設けられていない構成であってもよい。
【００６２】
上記実施形態では、成形型Ｍの第３型３０にコイルバネ３４を設けた構成としたが、特にこれに限定されるものではなく、板バネや皿バネ等であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は、無端ゴム製品の製造方法及びそれに用いる成形型について有用である。
【符号の説明】
【００６４】
Ｍ  成形型
Ｐ  Ｏリング（無端ゴム製品）
Ｒ  未架橋ゴム組成物
１０  第１型
１２  第１キャビティ形成溝
２０  第２型
２２  第２キャビティ形成溝
３０  第３型
３１  ゴム押圧部（押圧手段）
３３  付勢部材（付勢手段）
３４  コイルバネ（付勢手段）
４０  材料仕込み部
５０  キャビティ
８０  ゲート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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