(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
上向き方向に連続して押し出される長尺状の成形品を連続的に加硫する加硫装置において、
前記成形品は、有機過酸化物が配合された押出成型品で、
前記加硫装置は、加硫用の熱媒体としての過熱水蒸気が供給されるタテ型の略逆Ｕ字状の加硫炉を備え、
前記加硫炉は、前記成形品の走行方向を上向き方向から下向き方向に反転させる円弧状の方向反転領域と、前記成形品を導入する導入側端部から前記方向反転領域までの第１の領域と、前記成形品を導出する導出側端部から前記方向反転領域までの第２の領域とを有し、
前記第１の領域は、当該領域内に充満された過熱水蒸気によって無酸素状態となっている前記成形品の加硫領域を有し、
前記第２の領域は、当該領域内に充満された過熱水蒸気にて前記導出側端部から前記加硫炉内への外気の侵入を阻止する外気侵入阻止領域とし、
前記導入側端部は、当該端部から前記加硫炉内への外気の侵入が防止できるように構成されていることを特徴とする加硫装置。
【請求項２】
前記導入側端部は、当該端部から前記加硫炉内への外気の侵入が防止できるように押出機に接続されていることを特徴とする請求項２に記載の加硫装置。
【請求項３】
前記第１の領域は、加硫炉内を加熱するヒータを備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の加硫装置。
【請求項４】
前記導出側端部が開放状態であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の加硫装置。
【請求項５】
前記押出成形品は、ワイパーブレードラバーであることを特徴とする請求項４に記載の加硫装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、長尺状の押出成形品を連続して加硫するのに適した加硫装置及び加硫方法に関し、特に、加硫の熱媒体として過熱水蒸気を用いる加硫方法及び加硫装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ゴムホース等の長尺物として、連続して押出される長尺状の未加硫成形品を連続加硫し、その後に所定の長さに切断して成形品を得るものが知られている。
【０００３】
このような長尺状の未加硫成形品を連続加硫する加硫装置として、加硫の熱媒体に過熱水蒸気を用いた加硫装置が提供されている（特許文献１参照）。
【０００４】
過熱水蒸気は、加熱空気に比べて熱容量が大きい・熱効率が良いことから、未加硫成形品を急速に加熱・加硫できるため、加硫時間の大幅な短縮化が図れる利点がある。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示の加硫装置にあっては、長尺状の未加硫の押出成形品が水平方向に走行して加硫炉内に供給されるため、未加硫の押出成形品が自重によって変形するおそれがあった。
また、加硫剤として有機過酸化物（Ｐｅｒｏｘｉｄｅ：以下、ＰＯと略称する。）が配合されたゴムやポリマーの押出成形品を加硫する場合、加硫炉内に空気（酸素）が存在すると、加硫中に生成される有機過酸化物（ＰＯ）のラジカルが空気中の酸素と結合してゴム分子が切断されるため、酸素と接する押出成形品の表面の加硫が十分に行われず、押出成形品の表面がベタ付いてしまうといった問題がある。
【０００６】
このため、特許文献１に開示の加硫装置にあっては、加硫炉の成形品導入口（導出口）と走行する押出成形品との隙間から加硫炉内へ空気（酸素）が侵入するおそれがあり、加硫剤として有機過酸化物（ＰＯ）が配合された押出成形品を加硫することが困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２３９５２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、従来技術の有するこのような問題点に鑑みなされたものであり、その課題とするところは、加硫の熱媒体として過熱水蒸気を使用し、未加硫の押出成形品が自重によって変形することがなく、しかも、加硫剤として有機過酸化物（ＰＯ）が配合された長尺状の押出成形品であっても連続した加硫ができる加硫方法及び加硫装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このような目的を達成するために、本発明の請求項１に係る発明は、上向き方向に連続して押し出される長尺状の成形品を連続的に加硫する加硫装置において、
前記成形品は、有機過酸化物が配合された押出成型品で、
前記加硫装置は、加硫用の熱媒体としての過熱水蒸気が供給されるタテ型の略逆Ｕ字状の加硫炉を備え、
前記加硫炉は、前記成形品の走行方向を上向き方向から下向き方向に反転させる円弧状の方向反転領域と、前記成形品を導入する導入側端部から前記方向反転領域までの第１の領域と、前記成形品を導出する導出側端部から前記方向反転領域までの第２の領域とを有し、
前記第１の領域は、当該領域内に充満された過熱水蒸気によって無酸素状態となっている前記成形品の加硫領域を有し、
前記第２の領域は、当該領域内に充満された過熱水蒸気にて前記導出側端部から前記加硫炉内への外気の侵入を阻止する外気侵入阻止領域とし、
前記導入側端部は、当該端部から前記加硫炉内への外気の侵入が防止できるように構成されていることを特徴とする加硫装置としたことである。
【００１０】
本発明の請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記導入側端部は、当該端部から前記加硫炉内への外気の侵入が防止できるように押出機に接続されていることを特徴とする加硫装置としたことである。
本発明の請求項３に係る発明は、請求項１又は請求項２に係る発明において、前記第１の領域は、加硫炉内を加熱するヒータを備えたことを特徴とする加硫装置としたことである。
本発明の請求項４に係る発明は、請求項１乃至３のいずれかに係る発明において、前記導出側端部が開放状態であることを特徴とする加硫装置としたことである。
本発明の請求項５に係る発明は、請求項４に係る発明において、前記押出成形品は、ワイパーブレードラバーであることを特徴とする加硫装置としたことである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、未加硫の成形品は、上向き方向に連続して押し出され、上向き方向の第１の領域を通過するまでに加硫が完了するため、自重による変形を防止することができる。また、加硫領域となる第１の領域内は、外気（空気）が侵入することがなく、加熱用の熱媒体としての過熱水蒸気で満たされて無酸素状態であるため、加硫剤として有機過酸化物（ＰＯ）が配合された長尺状の成形品を連続して加硫することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の加硫方法に使用する加硫装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】同加硫装置の加硫炉に接続される押出ヘッドの押出口の正面を示す概略図である。
【図３】本発明の加硫方法に使用する加硫装置の他の実施形態を示す概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態を図に基づいて説明する。なお、本実施形態は本発明の一実施形態にすぎず何等これに限定解釈されるものではなく本発明の範囲内で設計変更可能である。
【００１４】
本発明の加硫方法に使用する加硫装置の一実施形態を図１に基づいて説明する。
【００１５】
本実施形態の加硫装置１は、タテ型の略逆Ｕ字状の加硫炉２を備えている。この加硫炉２は、円弧状の方向反転領域２ａと、方向反転領域２ａの上流側に設けられた直線状の第１の領域２ｂと、方向反転領域２ａの下流側に設けられた直線状の第２の領域２ｃとから構成されている。
【００１６】
方向反転領域２ａは、加硫炉２の頂部に設けられて、加硫炉２内を走行する長尺状の押出成形品１０の走行方向を鉛直上向き方向から鉛直下向き方向に反転させる円弧状の領域である。なお、方向反転領域２ａ内には、押出成形品１０の走行方向を鉛直上向き方向から鉛直下向き方向に反転させるための案内ローラ（不図示）が設けられている。
【００１７】
加硫炉２の第１の領域２ｂは、未加硫の押出成形品１０を加硫炉２の内部へ導入する導入側端部２ｄから方向反転領域２ａの上流側端部までの領域である。この第１の領域２ｂには、その長さ方向にわたり、第１の領域２ｂの内部空間を外部より加熱するための面状発熱体（面状ヒーター）７が設けられているが、面状発熱体（面状ヒーター）７の有無、配置長さ、配置位置等は任意である。
【００１８】
加硫炉２の第２の領域２ｃは、方向反転領域２ａの下流側端部から加硫後の押出成形品１０を加硫炉２の内部から導出する導出側端部２ｅまでの領域である。
【００１９】
加硫炉２の導入側端部２ｄは、押出機３の押出ヘッド４に気密状態で接続されており、導入側端部２ｄから加硫炉２内への空気（酸素）の侵入を防止する構造となっている。なお、本実施形態においては、押出成形品１０の一例として、ワイパーブレードラバーを例示しており、押出ヘッド４の押出口４ａは、図２に示すような形状となっている。
【００２０】
押出機３の押出ヘッド４からは、長尺状の未加硫の押出成形品１０が鉛直上向き方向に連続して押し出され、押し出された未加硫の押出成形品１０は、後述するように第１の領域２ｂを通過するまでに加硫が完了するように構成されている。なお、押出成形品１０の加硫が完了するまでに、押出成形品１０が案内ローラ等に干渉すると、押出成形品１０が変形するおそれがあるため、第１の領域２ｂ内には、案内ローラ等を配置しないことが望ましい。
【００２１】
本発明において、「加硫が完了する」とは、加硫が完全に完了している場合の他、加硫が完全には完了していないが、押出成形品１０が方向反転領域２ａに設けられた案内ローラ（不図示）と干渉しても、押出成形品１０の形状が変形しない程度に加硫が進行している場合も含まれる。
【００２２】
加硫が完了した押出成形品１０は、方向反転領域２ａで走行方向が鉛直上向き方向から鉛直下向き方向に反転し、第２の領域２ｃを通過した後、導出側端部２ｅから導出して、加硫炉２の外部に設けられた引取機（不図示）によって、連続して引き取られる。引取機（不図示）によって、連続して引き取られた長尺状の押出成形品（ワイパーブレードラバー）１０は、長さ方向で所定の位置毎に切断された後、半分割されて製品（ワイパーブレードラバー）となる。
【００２３】
本実施形態の加硫装置１においては、加硫の熱媒体として、過熱水蒸気を使用しており、この過熱水蒸気は、過熱水蒸気発生装置５で発生した後、管路６を介して加硫炉２の第１の領域２ｂに供給される。なお、図１においては、第１の領域２ｂにおける過熱水蒸気の供給箇所が、面状発熱体（面状ヒーター）７の下方であるものを例示したが、過熱水蒸気の供給箇所は、これに限定されるものではなく任意である。例えば、図３に示すように、管路６ａ，６ｂを介して加硫炉２の第１の領域２ｂの上端側及び下端側の２箇所に供給するように構成してもよい。
【００２４】
上述したように、押出機３の押出ヘッド４から押し出された長尺状の未加硫の押出成形品１０は、第１の領域２ｂを通過までに加硫が完了するように構成されているが、加硫の進行度合いは、押出成形品１０の大きさ（断面積）や形状、配合される加硫剤の種類や配合量、第１の領域２ｂの長さ、第１の領域２ｂを通過する押出成形品１０の線速、押出成形品１０の押出温度及び第１の領域２ｂ内に供給される過熱水蒸気の温度等によって決定される。
【００２５】
本実施形態の加硫装置１においては、これらを考慮のうえ、第１の領域２ｂは、押出成形品１０が、第１の領域２ｂを通過するまでに加硫が完了する長さとなっている。なお、第１の領域２ｂの長さは、押出成形品１０の加硫が完了すれば、それ以上の長さであってもよい。
【００２６】
また、本実施形態の加硫装置１においては、第２の領域２ｃは、当該領域２ｃ内に存在する過熱水蒸気によって、導出側端部２ｅから方向反転領域２ａへの外気（空気）の侵入を防止できる長さとなっている。なお、第２の領域２ｃの長さは、方向反転領域２ａへの外気（空気）の侵入が防止できれば、それ以上の長さであってもよい。また、第２の領域２ｃが直線状のものを例示したが、第２の領域２ｃは、当該領域２ｃ内に存在する過熱水蒸気によって、導出側端部２ｅから方向反転領域２ａへの外気（空気）の侵入を防止できる形状と長さであればよい。
【００２７】
このように、本実施形態の加硫装置１においては、導出側端部２ｅから加硫炉２内へ空気（酸素）が侵入しても、この空気（酸素）は、方向反転領域２ａを経由して加硫領域となる第１の領域２ｂまで侵入することはない。また、上述したように、加硫炉２の導入側端部２ｄは、押出機３の押出ヘッド４に気密状態で接続されており、導入側端部２ｄから加硫炉２内へ空気（酸素）が侵入することはない。さらに、第１の領域２ｂには、過熱水蒸気が供給されて充満しているため、第１の領域２ｂには、酸素が存在することがない。
【００２８】
以上より、本実施形態の加硫装置１においては、加硫領域となる第１の領域２ｂを無酸素状態にすることができるため、加硫剤として、例えば、アルキル系パーオキサイド、パーオキシカーボネート系パーオキサイド等の有機過酸化物（ＰＯ）が配合された長尺状の押出成形品１０を連続して加硫することができる。
【００２９】
本発明において、「酸素が存在することがない」、「無酸素状態」とは、酸素が完全にない状態の他、加硫剤として有機過酸化物（ＰＯ）が配合された押出成形品の加硫に支障がない程度の低酸素状態も含まれる。
【００３０】
また、本実施形態の加硫装置１においては、長尺状の未加硫の押出成形品１０は、押出機３の押出ヘッド４から鉛直上向き方向に連続して押し出されて、第１の領域２ｂ内を鉛直方向に上昇中に加硫が完了するため、未加硫時の自重による押出成形品１０の変形を防止することができる。
【００３１】
本実施形態の加硫装置１を用い、ベースゴムが TSE2571-5U（モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社）であって、加硫剤として、TC-8（モメンティブ・パフォーマンス・マテリアルズ・ジャパン合同会社）を０．５重量部配合し、ワイパーブレードラバーを押出成形して加硫する一例として、
加硫炉２の第１の領域２ｂの長さが、1〜１０ｍ、好ましくは、５〜７ｍ、
加硫炉２の第２の領域２ｃの長さが、1〜５ｍ、
加硫炉２の方向反転領域２ａの直径が、１〜２ｍ、
加硫炉２の直径が、１１０ｍｍ、
押出成形品１０の線速が、４０ｍ/min、
加硫炉２に供給される過熱水蒸気の温度が、２００〜６００℃、好ましくは、２５０〜５００℃、
加硫炉２に供給される過熱水蒸気の供給量が、１７〜４０ kg/hr
を例示できる。
【００３２】
上記の実施形態においては、押出成形品１０として、ワイパーブレードラバーを加硫するものを例示したが、押出成形品１０は、連続押出による長尺状の成形品であれば任意であり、例えば、ゴムホース等であってもよく、また、導体を備えた電線であってもよい。
【００３３】
また、上記の実施形態においては、加硫剤として有機過酸化物（ＰＯ）が配合された長尺状の押出成形品１０を加硫するものを例示したが、加硫剤は、有機過酸化物（ＰＯ）に限定されるものではなく、任意であり、例えば、加硫炉の加硫領域を無酸素状態にする必要がない加硫剤であってもよい。
【００３４】
なお、上述した実施形態にあっては、加硫炉２の導入側端部２ｄは、押出機３の押出ヘッド４に気密状態で接続されているものを例示したが、加硫炉２の導入側端部２ｄは、必ずしも気密状態で押出ヘッド４に接続されている必要はない。例えば、加硫炉２の導入側端部２ｄと押出機３の押出ヘッド４との間に隙間があっても、その隙間の大きさが、加硫炉２内に供給される過熱水蒸気によって、その隙間から加硫炉２内への空気（酸素）の侵入が防止できる程度の大きさであれば許容できる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、長尺状の連続押出による成形品の連続加硫に利用できる。
【符号の説明】
【００３６】
１    加硫装置
２    加硫炉
２ａ  方向反転領域
２ｂ  第１の領域
２ｃ  第２の領域
２ｄ  導入側端部
２ｅ  導出側端部
３    押出機
４    押出ヘッド
５    過熱水蒸気発生装置
６    管路
１０  押出成形品
【図１】
0006715629.tif 000002
【図２】
0006715629.tif 000003
【図３】
0006715629.tif 000004