(57)【要約】【課題】押出し初期における帯状ゴムＢの断面形状、幅を容易に許容範囲内とする。【解決手段】押出し口27から押出された帯状ゴムＢの断面形状が規定形状であるときの押出し速度を定常速度としたとき、押出し初期における未加硫ゴムＭの押出し速度を前記定常速度より低速としたので、未加硫ゴムＭが低温であっても、押出し口27の幅方向中央部における未加硫ゴムＭの押出し速度が幅方向両端部における押出し速度とほぼ同一となるまで低下して、未加硫ゴムＭの幅方向位置の違いによる温度上昇率の差が低減する。この結果、低速で押出された帯状ゴムＢの幅方向中央部と幅方向両端部との温度差が、定常速度で押出しているときの帯状ゴムＢの同一部位における温度差に近似し、成形された帯状ゴムＢの断面形状や幅を押出し開始から短時間で許容範囲内に容易に収めることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
押出し機に未加硫ゴムを供給する工程と、押出し機に供給された未加硫ゴムを前方に向かって搬送した後、口金に形成された押出し口から押出して帯状ゴムを連続成形する工程とを備えた帯状ゴムの押出し成形方法において、前記押出された帯状ゴムの断面形状が規定形状であるときの前記押出し口からの押出し速度を定常速度としたとき、押出し初期における未加硫ゴムの押出し速度を前記定常速度より低速としたことを特徴とする帯状ゴムの押出し成形方法。
【請求項２】
前記未加硫ゴムを押出し開始から所定時間一定の低速で押出し口から押出した後、押出し速度を定常速度まで徐々に上昇させるようにした請求項１記載の帯状ゴムの押出し成形方法。
【請求項３】
前記一定の低速である押出し速度は、定常速度の65〜85％の範囲内である請求項２記載の帯状ゴムの押出し成形方法。
【請求項４】
前記所定時間は、未加硫ゴムの押出し開始から、押出し速度が定常速度に到達した時間までの経過時間の70〜80％の範囲内である請求項２または３記載の帯状ゴムの押出し成形方法。
【請求項５】
前記未加硫ゴムの押出し開始から、押出し速度が定常速度に到達した時間までの経過時間は 2〜15分の範囲内である請求項４記載の帯状ゴムの押出し成形方法。
【請求項６】
未加硫ゴムの供給手段と、前端に押出し口が形成された口金を有し、前記供給手段から供給された未加硫ゴムを前方に向かって搬送した後、前記口金の押出し口から押出して帯状ゴムを連続成形する押出し機とを備えた帯状ゴムの押し出し成形装置において、前記押出された帯状ゴムの断面形状が規定形状であるときの前記押出し口からの押出し速度を定常速度としたとき、押出し初期における未加硫ゴムの押出し速度を前記定常速度より低速とする制御手段を設けたことを特徴とする帯状ゴムの押出し成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、未加硫ゴムを押出し機の口金から押出して帯状ゴムを連続成形する帯状ゴムの押出し成形方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の帯状ゴムの押出し成形方法および装置としては、例えば以下の特許文献１に記載されているようなものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−０７７８０３号公報
【０００４】
このものは、スクリュー式押出し機に未加硫ゴムを供給する工程と、押出し機に供給された未加硫ゴムを前方に向かって搬送した後、口金に形成された押出し口から押出して帯状ゴムを連続成形する工程とを備えた帯状ゴムの押出し成形方法であり、前記押出された帯状ゴムの断面形状が規定形状であるときの前記スクリューの回転速度（押出し速度）を定常速度としたとき、押出し初期におけるスクリューの回転速度（押出し速度）を前記定常速度より高速としたものである。このように押出し初期におけるスクリューの回転速度を前記定常速度より高速としたのは、未加硫ゴムの種類変更等により押出し作業が中断した後に、押出しを再開（開始）したときの未加硫ゴムは、温度が前記定常速度での押出し時における未加硫ゴムの温度より低温で流動性が低い（粘度が高い）ため、単位時間当たりの押出し量が低下して帯状ゴムに質量不足を生じることが多いが、このような質量不足を抑制するためである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前述のように押出し初期の低温である未加硫ゴムを定常速度より高速で押出すと、押出し口の幅方向位置によって未加硫ゴムの流動の容易さが異なるため、押出し中の未加硫ゴムに幅方向位置の違いによる温度上昇率の差が発生する、即ち、帯状ゴムの幅方向中央部では、ゴム流動が容易であるため、温度が順調に定常速度での温度まで上昇する一方、幅方向両端部では、ゴム流動が制約されて、温度上昇が幅方向中央部よりかなり緩やかとなって、定常速度での温度まで上昇するのに長時間が必要となる。この結果、押出し開始からある程度の時間、高速で押出された帯状ゴムの幅方向中央部と幅方向両端部との温度差が、定常速度で押出しているときの帯状ゴムの幅方向中央部と幅方向両端部との温度差よりかなり大きくなり、これにより、成形された帯状ゴムの断面形状や幅が長尺に亘って許容範囲外となってしまう、具体的には、成形された帯状ゴムの幅方向両端部での肉厚が不足したり、帯状ゴムの幅が不足してしまうという課題があった。そして、このような課題は押出し初期から未加硫ゴムを定常速度で押出した場合にも生じるが、前述のように定常速度より高速で押出した場合には、より顕著となる。
【０００６】
この発明は、押出し初期における帯状ゴムの断面形状、幅を容易に許容範囲内とすることができる帯状ゴムの押出し成形方法および装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的は、第１に、帯状ゴムの押出し成形方法において、押出された帯状ゴムの断面形状が規定形状であるときの押出し口からの押出し速度を定常速度としたとき、押出し初期における未加硫ゴムの押出し速度を定常速度より低速とした帯状ゴムの押出し成形方法により、達成することができる。
【０００８】
第２に、帯状ゴムの押し出し成形装置において、押出された帯状ゴムの断面形状が規定形状であるときの押出し口からの押出し速度を定常速度としたとき、押出し初期における未加硫ゴムの押出し速度を定常速度より低速とする制御手段を設けた帯状ゴムの押出し成形装置により、達成することができる。
【発明の効果】
【０００９】
この発明においては、押出された帯状ゴムの断面形状が規定形状であるときの前記押出し口からの押出し速度を定常速度としたとき、押出し初期における未加硫ゴムの押出し速度を前記定常速度より低速としたので、該未加硫ゴムが低温であっても、押出し口の幅方向中央部における未加硫ゴムの押出し速度は、ゴム流動に制約を受けている幅方向両端部における押出し速度とほぼ同一となるまで低下して、押出し中の未加硫ゴムの幅方向位置の違いによる温度上昇率の差が低減する。この結果、前述のように低速で押出された帯状ゴムの幅方向中央部と幅方向両端部との温度差が、定常速度で押出しているときの帯状ゴムの幅方向中央部と幅方向両端部との温度差に近似し、成形された帯状ゴムの断面形状や幅が押出し開始から短時間で許容範囲内に容易に収まるのである。
【００１０】
また、請求項２に記載のように構成すれば、低速から定常速度に押出し速度が上昇しているときにおいても、帯状ゴムの断面形状、幅を確実かつ安定して許容範囲内に収めることができる。さらに、請求項３、４に記載のように構成すれば、帯状ゴムの断面形状、幅を安定して許容範囲内に収めることができる。また、請求項５に記載のように構成すれば、いずれのゴム種であっても帯状ゴムの断面形状、幅を許容範囲内に収めることができるとともに、成形作業の能率低下を効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の実施形態１を示す一部破断正面図である。
【図２】押出し速度と時間との関係を示すグラフである。
【図３】未加硫ゴムを押出し初期に低速で押出したときの温度と時間との関係を示すグラフである。
【図４】未加硫ゴムを押出し開始から継続して定常速度で押出したときの温度と時間との関係を示すグラフである。
【図５】帯状ゴムの幅方向各位置での温度差を示すグラフである。
【図６】帯状ゴムの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、この発明の実施形態１を図面に基づいて説明する。
図１において、11は図示していないバンバリーミキサー等により混練が施された後、帯状に成形された未加硫ゴムＭを、押出し機12のホッパー13に供給する供給手段としての供給コンベアであり、この搬送コンベア11の下流端直下には前後方向に延び供給された未加硫ゴムＭを前方に向かって搬送する前記押出し機12のホッパー13が配置されている。なお、この実施形態においては、混練が施された未加硫ゴムＭを搬送コンベア11によって押出し機12に供給するようにしたが、この発明においては、冷却硬化したブロック状、帯状の未加硫ゴムを押出し機に供給するようにしてもよく、この場合には、該未加硫ゴムは押出し機により混練（可塑化）されながら搬送されることになる。また、この発明においては、前記供給手段としてスクリュー式の押出し機等を用いてもよい。
【００１３】
前記押出し機12は略円筒状のシリンダバレル16を有し、このシリンダバレル16内には軸線回りに回転可能なスクリュー17が収納されている。前記スクリュー17はシリンダバレル16と同軸の円柱状をしたスクリュー軸18を有し、このスクリュー軸18の外周には該スクリュー軸18のほぼ全長に亘って螺旋状に延びるフライト19が一定ピッチで設けられ、このフィン状をしたフライト19の半径方向外端はシリンダバレル16の内周に摺接している。この結果、このシリンダバレル16とスクリュー17との間には螺旋状に連続して延びる通路20が画成され、この通路20には前記搬送コンベア11からホッパー13を通じて供給された前記未加硫ゴムＭが充満している。前記押出し機12はシリンダバレル16の後端に連結された駆動部21を有し、この駆動部21から回転駆動力がスクリュー17に伝達されて該スクリュー17が回転すると、搬送コンベア11からホッパー13を通じて通路20に供給された未加硫ゴムＭはシリンダバレル16内を前方に向かって搬送される。
【００１４】
24は前記シリンダバレル16の前端に固定されたヘッドであり、このヘッド24内には前記スクリュー17によって搬送されてきた未加硫ゴムＭが通過する通路25が形成されている。この通路25は後端が前記通路20に連通した円形であるが、前端側に向かうに従い上下方向高さが低くなるとともに幅が広くなっている。また、前記押出し機12は前端に前記ヘッド24に固定された口金26を有し、この口金26には前記通路25に連通するとともに、未加硫ゴムＭの押出し形状を規定する押出し口27が形成されている。そして、前述のようにスクリュー17によってシリンダバレル16内を前方に搬送された未加硫ゴムＭは、その後、ヘッド24の通路25を通過して前記口金26の押出し口27から次々と押出されるが、このようにして口金26の押出し口27から押出された未加硫ゴムＭは断面矩形の連続した帯状ゴムＢに成形される。
【００１５】
31は前記駆動部21に接続されたパソコン等の制御手段であり、この制御手段31は駆動部21を介してスクリュー17の回転速度を制御し、前記押出し口27から押出される帯状ゴムＢ（未加硫ゴムＭ）の押出し速度を制御する。そして、制御手段31により押出し口27から押出される帯状ゴムＢの押出し速度が定常速度（押出し中期の通常速度）に制御されているときには、前記帯状ゴムＢは押出し口27から断面形状が目標とする形状である規定形状、ここでは矩形に規定されながら押出される。ここで、押出し初期において未加硫ゴムＭの押出し速度が前記定常速度以上の速度であると、該未加硫ゴムＭの温度が低いため、前述のように押出し口27の幅方向位置によって未加硫ゴムＭの流動の容易さが異なり、この結果、成形された帯状ゴムＢの断面形状や幅が長尺に亘って許容範囲外となってしまう。このため、この実施形態においては、前記制御手段31により押出し初期におけるスクリュー17の回転速度を制御（押出し中期における回転速度より低速と）することで、未加硫ゴムＭの押出し速度を前記定常速度より低速としている。
【００１６】
これにより、未加硫ゴムＭが低温であっても、押出し口27の幅方向中央部における未加硫ゴムＭの押出し速度は、ゴム流動に制約を受けている幅方向両端部における押出し速度とほぼ同一となるまで低下して、押出し中の未加硫ゴムＭの幅方向位置の違いによる温度上昇率の差が低減する。この結果、前述のように低速で押出された帯状ゴムＢの幅方向中央部と幅方向両端部との温度差が、定常速度で押出しているときの帯状ゴムＢの幅方向中央部と幅方向両端部との温度差に近似し、成形された帯状ゴムＢの断面形状や幅が押出し開始から短時間で許容範囲内に容易に収まり、断面形状や幅が許容範囲外である帯状ゴムＭの長さを容易に短縮することができる。
【００１７】
ここで、前述のように押出し初期においては未加硫ゴムＭの押出し速度を定常速度より低速とするが、押出し開始から所定時間が経過すると、押出し速度を定常速度まで上昇させる。この際、押出し速度を低速から定常速度まで一気に上昇させることも考えられるが、この実施形態においては、図２に示すように、前記未加硫ゴムＭを押出し開始から所定時間一定の低速で押出し口27から押出した後、押出し速度を定常速度まで徐々に上昇させるようにしている。それは、このようにすれば、低速から定常速度に押出し速度が上昇しているときにおいても、帯状ゴムＢの断面形状、幅を確実にかつ安定して許容範囲内に収めることができるからである。なお、前記図２においては定常速度を縦軸において 100％で表しており、低速をＶで表している。また、図２においては、横軸において押出し開始時をT0で、押出し開始から所定時間が経過した時間をT1で、押出し速度が上昇して定常速度に到達した時間をT2で表している。
【００１８】
さらに、前記未加硫ゴムＭの押出し開始から、押出し速度が定常速度に到達した時間までの経過時間、図２においては時間T0から時間T2までの間の時間は 2〜15分の範囲内とすることが好ましい。その理由は、前記経過時間が 2分未満であると、ゴムの種類によっては帯状ゴムＢの断面形状、幅が許容範囲外となることがあり、一方、15分を超えると、成形作業の能率が低下するが、前述の範囲内であると、いずれのゴム種であっても帯状ゴムの断面形状、幅を許容範囲内に収めることができるとともに、成形作業の能率低下を効果的に抑制することができるからである。また、前述の経過時間は4〜5分の範囲内とすることがさらに好ましい。
【００１９】
また、前述の所定時間、図２においては時間TOから時間T1までの間の時間は、未加硫ゴムＭの押出し開始時TOから、押出し速度が定常速度に到達した時間T2までの経過時間の70〜80％の範囲内とすることが、帯状ゴムＢの断面形状、幅を安定して許容範囲内に収めることができるので、好ましい。さらに、前記一定の低速である押出し速度Ｖは、定常速度（図２では 100％）の65〜85％の範囲内とすることが好ましい。その理由は、前記押出し速度Ｖを前述の範囲内とすると、帯状ゴムＢの断面形状、幅を安定して許容範囲内に収めることができるからである。
【００２０】
次に、この発明の実施形態１の作用について説明する。
今、未加硫ゴムＭのゴム種の変更や押出し機12の長時間の停止等により、押出し機12を用いての未加硫ゴムＭの押出し作業が中断しているとする。次に、このような押出し作業の中断が終了すると、搬送コンベア11から押出し機12に未加硫ゴムＭを供給するとともに、該押出し機12に供給された未加硫ゴムＭをスクリュー17の回転により前方に向かって搬送した後、口金26に形成された押出し口27から押出して帯状ゴムＢを連続成形し、帯状ゴムＢの押出し作業を再開（開始）する。このとき、制御手段31により駆動部21を制御してスクリュー17の回転速度を定常押出し時のスクリュー17の回転速度より低速とし、これにより、押出し初期において低温の未加硫ゴムＭを定常速度より低速、この実施形態においては定常速度の80％の押出し速度で押出す。この結果、押出し口27の幅方向中央部における未加硫ゴムＭの押出し速度は、未加硫ゴムＭの温度が低温であっても、ゴム流動に制約を受けている幅方向両端部における未加硫ゴムＭの押出し速度とほぼ同一となるまで低下して、押出し中の未加硫ゴムＭの幅方向位置の違いによる温度上昇率の差が低減する。
【００２１】
これにより、押出し初期の、例えば時間T0と時間T1との間の時間T3における帯状ゴムＢの幅方向中央部（トレッド中央）と幅方向両端部（トレッド端部）との温度差ａが、図３に示すように、定常速度で押出しているときの帯状ゴムＢの幅方向中央部と幅方向両端部との温度差ｂに近似する。これに対し、未加硫ゴムＭの押出し速度を押出し開始から継続して定常速度と同一速度とすると、押出し初期の時間T3における帯状ゴムＢの幅方向中央部（トレッド中央）と幅方向両端部（トレッド端部）との温度差ｃは、図４に示すように、定常速度で押出しているときの帯状ゴムＢの幅方向中央部と幅方向両端部との温度差ｂよりかなり大きくなるのである。
【００２２】
ここで、押出し速度が定常速度であるときの帯状ゴムＢの幅方向各位置における温度差を、トレッド端での温度を基準として図５に△で示すと、押出し初期における未加硫ゴムＭの押出し速度を定常速度と同一速度とした場合には、押出し初期の時間T3における帯状ゴムＢの幅方向各位置における温度差は、図５に□で示すように、定常速度での帯状ゴムＢの幅方向各位置における温度差とかなり異なっている（大きくなっている）が、前述のように押出し初期における未加硫ゴムＭの押出し速度を定常速度の80％の低速とした場合には、押出し初期の時間T3における帯状ゴムＢの幅方向各位置における温度差は、図５に○で示すように、定常速度での帯状ゴムＢの幅方向各位置における温度差にかなり近似する。
【００２３】
この結果、押出し初期における未加硫ゴムＭの押出し速度を定常速度と同一速度とした場合には、該帯状ゴムＢの断面形状は、未加硫ゴムＭを定常速度で押出している場合の帯状ゴムＢの断面形状（規定形状）を図６に実線で示すと、図６に点線で示すような形状となり、帯状ゴムＢの幅方向両端部での肉厚が不足するとともに、幅が不足し、比較的長時間許容範囲外となってしまう。これに対し、押出し初期における未加硫ゴムＭの押出し速度を定常速度の80％の低速とした場合には、図６に破線で示すように、定常速度で押出したときの帯状ゴムＢの断面形状（実線で示されている）とほぼ同一形状となり、成形された帯状ゴムＢの断面形状や幅を押出し開始から短時間で許容範囲内に容易に収めることができる。そして、押出し開始から所定時間が経過して時間T1となると、押出し速度を徐々に上昇させ、時間T2となって押出し速度が定常速度まで上昇すると、以後は定常速度で断面形状が規定形状である未加硫ゴムＭを押出し口27から押出す。そして、押出し開始から継続して定常速度で未加硫ゴムを押出したときには、幅不足、断面形状不良となった帯状ゴムの長さはそれぞれ30ｍ、60ｍであったが、この実施形態のように押出し初期における押出し速度を定常速度の80％とすれば、幅不足、断面形状不良となった帯状ゴムの長さをそれぞれ10ｍ、10ｍまで短縮することができた。
【産業上の利用可能性】
【００２４】
この発明は、未加硫ゴムを押出し機の口金から押出して帯状ゴムを連続成形する産業分野に適用できる。
【符号の説明】
【００２５】
11…供給手段               12…押出し機
26…口金                   27…押出し口
31…制御手段               Ｍ…未加硫ゴム
Ｂ…帯状ゴム
【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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