(57)【要約】【課題】  ゴムローラ用未加硫のゴム組成物の押出し成形方法において、高粘度のゴム材を高速で安定して成形し、且つベントアップも起きない押出し成形方法及び製造装置を提供することを目的としている。【解決手段】  上記した目的を達成するためにこの発明にかかるゴムローラ成形方法及び製造装置は、ゴムローラ用未加硫のゴム組成物の押出し成形方法において、ダイス先端部の温度が、少なくとも２０℃以上に設定されている押出し機ヘッド部全体の平均温度よりも２０℃〜１００℃高く加熱されていることを特徴とするゴムローラの押出し成形方法。好ましくはダイス先端部が１００℃〜２００℃に加熱されている。更に好ましくはダイス先端部と押出し機ダイス部の間に断熱材がある。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
未加硫のゴムローラ用ゴム組成物の押出し成形方法において、ダイス先端部の温度が、押出し機ヘッド部の温度よりも２０℃〜１００℃高いことを特徴とする押出し成形方法。
【請求項２】
前記ダイス先端部の温度が８０℃〜１５０℃であることを特徴とする請求項１記載の押出し成形方法。
【請求項３】
前記ダイス先端部と押出し機ヘッド部との間が熱的に断熱されていることを特徴とする請求項１〜２記載の押出し成形方法。
【請求項４】
前記ゴム組成物の１００℃でのムーニー粘度（ＭＬ１＋４）が３０〜８０であることを特徴とする請求項１〜３記載の押出し成形方法。
【請求項５】
前記ゴム組成物が、ゴム成分を１００質量部としたときに、ゴム組成物の合計が１１０〜１８０質量部であることを特徴とする請求項１〜４記載の押出し成形方法。
【請求項６】
少なくとも、押出しヘッドの先端部と、前記押出しヘッドとを熱的に断熱する断熱手段と、
前記押出しヘッドを加熱する第１の加熱手段と、
前記押出しヘッド先端部を加熱する第２の加熱手段とを有することを特徴とする押出し成形装置。
【請求項７】
前記断熱手段が断熱材であることを特徴とする請求項６に記載の押出し成形装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はゴムローラ押出し成形方法及びその押出し成形装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ゴムローラの成形方法として、未加硫のゴム組成物を押出し機を用いて所定の寸法のチューブ状に押出して、その後、加熱して加硫ゴムチューブを作成し、芯金を加硫ゴムチューブの内径部に挿入するという工程を経て製造する方法が知られている。
【０００３】
しかしながら、上記の成形方法では、未加硫状態のゴム組成物を、押出し機を用いて所定の寸法のチューブ状に押出しを行う際に高粘度のゴム組成物を高速で押出しを行うと、押出し機ヘッド部にかかる圧力が上がってしまい、押出し後のチューブがスパイラル状にねじれてしまい、安定した寸法で押出しができなかったり、真空引き箇所でベントアップし脱気ができないため押出し後のチューブに気泡が混入し加硫ゴムの中にボイドが発生してしまったりするという問題点があった。
【０００４】
また、このような問題に対応するため、押出し機の装置全体の温度を上げるとゴム材が押出し機内で加硫し硬化してしまうと言う問題があった。
【０００５】
押出し機の温度とは、押出し機に充填される未加硫状態のゴム組成物の温度を意味し、押出し機は、未加硫状態のゴム組成物の温度を一定に保つように温度制御される。押出し機の形状・寸法等で、温度の測定場所や制御方法は異なるが、通常の押出し機で行われている方法で行えば良い。
【０００６】
また、これらの問題に対する解決方法として、ゴム用押出機とゴムの成形用ダイヘッドとの間にゴム送り用ギヤーポンプおよび加熱ブロックを直列に接続して、この加熱ブロックに上記ギヤーポンプの出口と上記ダイヘッドの入り口とを接続する管路を設け、この管路に該管路を通過するゴム組成物に剪断作用で発熱させるための絞り部を形成する方法が知られている（特許文献１）。
【特許文献１】特開２０００−２８９０８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載された方法では、押出し機ヘッド部またはヘッド部直前を高温に加熱したときにゴム組成物は高温の状態で長時間押出し機内に存在するためスコーチする可能性が増してしまい、十分高速で押出すほど高温に加熱することが出来ない。
【０００８】
本発明は上述の点に鑑みなされたもので、ゴムローラ用未加硫のゴム組成物の押出し成形方法において、高粘度のゴム材を高速で安定して成形し、且つベントアップも起きない押出し成形方法及び製造装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記した目的を達成するためにこの発明にかかるゴムローラ成形方法及び製造装置は、未加硫のゴムローラ用ゴム組成物の押出し成形方法において、ダイス先端部の温度が、少なくとも２０℃以上に設定されている押出し機ヘッド部温度よりも２０℃〜１００℃高いことを特徴とする押出し成形方法である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、高粘度の未加硫状態のゴム材を高速で押出し成形を行ってもスパイラル状にねじれる事も無く、また真空引き箇所でベントアップする事も無く安定して押し出しが行える。またゴム組成物の温度上昇に伴うスコーチも無く押出しをする事が可能である。
【００１１】
更に本発明は、少なくとも、押出しヘッドの先端部と、押出しヘッドとを熱的に断熱する断熱手段と、記押出しヘッドを加熱する第１の加熱手段と、押出しヘッド先端部を加熱する第２の加熱手段とを有する押出し成形装置である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明によれば、押出しヘッドのダイス部先端のみを加熱する事により、押出し機ヘッド部にかかる圧力が下がるため、高粘度のゴム材を高速で押出し成形を行ってもスパイラル状にねじれる事も無く、また真空引き箇所でベントアップする事も無く安定して押し出しが行える。またゴム組成物の温度上昇に伴うスコーチも無く押出しをする事が可能であると考えられる。またゴム組成物が加熱されたダイス先端部を通るのは短時間のためスコーチもおこらない。
【００１３】
ダイス先端部が、押出し機ヘッド部全体の温度よりも２０℃〜１００℃高く加熱されていることが好ましく、ダイス先端部が８０℃〜１５０℃であることがより好ましく、１００℃〜１５０℃であることがより好ましい。
【００１４】
ダイス先端部と押出し機ヘッド部との間が熱的に遮断されていることが更に好ましく、この熱的な遮断は断熱材で行うことが更に好ましい。
【００１５】
ダイス先端部の温度が、押出し機ヘッド部全体の温度よりも２０℃よりも低いと押出し機ヘッド部圧力低下の効果がほとんど無い。
【００１６】
さらに、ダイス先端部の温度が押出し機ヘッド部全体平均より２０℃以上加熱されていてもダイス先端部の温度が１００℃以下では押出し機ヘッド部圧力は低下するが、元々の押出し機ヘッド部圧力が高いため高速で押出すのは困難であり、ダイス先端部が押出し機ヘッド部全体平均より１５０℃を越えなければゴム材がスコーチすることはない。
【００１７】
更に、ダイス先端部と押出し機ヘッド部全体との間に断熱材を配して、ダイス先端部と押出し機ヘッド部とを熱的に遮断することにより圧力が最もかかるダイス先端部分のみを高温に加熱し、圧力を下げても、押出し機ヘッド部全体は低温に保つことができる。この結果、ゴム組成物は、高温であるダイス先端部は短時間で通過するのでスコーチも起きずに、高温で押出しをする事が可能である。
【００１８】
通常の使用実態から、押出し機ヘッド部の温度は、２０℃〜１００℃である。一般的にゴム用の押出し機のヘッド部の温度コントロールは、恒温水を用いる場合が多く室温レベルから、温水加熱（１００℃）で使用される。押出し時のゴム材料のスコーチ防止と押出し安定性の観点から過酷な温度条件での使用は通常避けられるので、本発明の事例のように、押出し機ヘッド部の温度は、５０℃〜８０℃に設定される事が好ましい。
【００１９】
ゴム組成物の１００℃でのムーニー粘度（ＭＬ１＋４）が３０〜８０であることが更に好ましい。ゴム組成物の１００℃でのムーニー粘度（ＭＬ１＋４）が３０〜８０であれば、ダイス先端部のみを高温に加熱する事で、高速で押出しを行って、押出し機の圧力が上がっても、よじれ、ベントアップなどの現象が起きず高粘度のゴム組成物も高速で安定して押出しする事が可能である。
【００２０】
組成物のゴム成分を１００質量部としたときに、ゴム組成物の合計が１１０〜１８０質量部であることが更に好ましい。これはゴム組成物中の添加剤の部数が多いゴム組成物を高速で押出しを行うとよじれなどの現象が起こりやすいが、ゴム組成物のゴム成分を１００質量部としたときに、ゴム組成物の合計が１１０〜１８０質量部であれば、ダイス先端部のみを高温に加熱する事で、高速で安定して押出しする事が可能である。加熱方法は特に限定するものではないが、バンドヒーターや高周波誘導加熱などにより加熱することができる。
【実施例】
【００２１】
以下、本発明を実施例及び比較例をもちいて説明する。なお実地例および比較例の「成形機圧力」は成形機に付属しているヘッド部とシリンダーの間にある圧力計による測定結果である。
（第１の実施例）
図１は、本発明の、第１の実施例を示す、押出し装置の概略構成を示す断面図である。
【００２２】
予め重合体と導電材、また必要に応じて、架橋剤、安定剤及びその他の添加剤を混合したゴム組成物を調製し、該ゴム組成物を押出し機２によりリング状スリットを有する押出しヘッド（ダイス）２から押出し、水冷リング７で冷却することによって、連続的にシームレスチューブ６を製造することができる。
【００２３】
押出しヘッド（ダイス）２の出口部は、押出しヘッド（ダイス）２の熱を遮断する断熱材料と先端部とから形成されている。断熱材料としては、熱伝導率が低く、押出しヘッド（ダイス）２の温度で安定な材料であれば特に材料を選ぶものではないが、例えば、スチレン系樹脂発泡体、セラミック焼結体、炭素焼結体、系材料またはガラスのような材料を用いることができる。
【００２４】
ダイス先端部５は、ダイス先端部を加熱する加熱装置８で、押出しヘッドは、押出しヘッドを加熱する加熱装置９により加熱されている。
【００２５】
ダイス先端部５は、ダイス先端部を加熱する加熱装置８で、押出しヘッドは、押出しヘッドを加熱する加熱装置９は、特に限定するものではないが、バンドヒーターや高周波誘導加熱を適用することができる。更に、温度測定装置を設け、ダイス先端部および／または押出しヘッドの温度を測定し、これらの測定結果から、ダイス先端部および／または押出しヘッドの温度を一定に保つ制御装置を含んでいても良い。
【００２６】
尚、下記の実施例で使用した、押出し機は、ダイス先端部を加熱する加熱装置８として、バンドヒーターを用い、ダイス外径φ４．６ｍｍ、ダイス内径２．８ｍｍのベント付きφ７０ストレート押出し機を用い、１００℃でのムーニー粘度（ＭＬ１＋４）が４２である表１のゴム組成物を用いた。
（実施例１）
本実施例では、押出し機ヘッド部全体の温度は８０℃、スクリュー回転数は１５ｒｐｍ、ダイス先端部の温度は１００℃に設定した。
（実施例２）
本実施例では、押出し機ヘッド部全体の温度は５０℃、スクリュー回転数は１５ｒｐｍ、ダイス先端部の温度は１５０℃に設定した。
（実施例３）
本実施例では、押出し機ヘッド部全体の温度は８０℃、スクリュー回転数は２０ｒｐｍ、ダイス先端部の温度は１５０℃に設定した。
（実施例４）
本実施例では、押出し機ヘッド部全体の温度は６０℃、スクリュー回転数は５ｒｐｍ、ダイス先端部の温度は１５０℃に設定した。
（比較例１）
本比較例では、押出し機ヘッド部全体の温度は６０℃、スクリュー回転数は１５ｒｐｍ、ダイス先端部の温度は７５℃に設定した。
（比較例２）
本比較例では、押出し機ヘッド部全体の温度は６０℃、スクリュー回転数は５ｒｐｍ、ダイス先端部の温度は６０℃に設定した。
（比較例３）
本比較例では、押出し機ヘッド部全体の温度は６０℃、スクリュー回転数は１０ｒｐｍ、ダイス先端部の温度は６０℃に設定した。
（比較例４）
本比較例では、押出し機ヘッド部全体の温度は８０℃、スクリュー回転数は１０ｒｐｍ、ダイス先端部の温度は８０℃に設定した。
（比較例５）
本比較例では、押出し機ヘッド部全体の温度は８０℃、スクリュー回転数は１５ｒｐｍ、ダイス先端部の温度は８０℃に設定した。
（比較例６）
本比較例では、押出し機ヘッド部全体の温度は１００℃、スクリュー回転数は１５ｒｐｍ、ダイス先端部の温度は１００℃に設定した。
（比較例７）
本比較例では、押出し機ヘッド部全体の温度は６０℃、スクリュー回転数は１０ｒｐｍ、ダイス先端部の温度は１６５℃に設定した。
【００２７】
結果を表２及び表３に示す。この結果からダイス先端部の温度を押出し機ヘッド部全体の温度より２０℃〜１００℃高く加熱することが好ましい。また、ダイス先端部が、押出し機ヘッド部全体の温度よりも２０℃〜１００℃高く加熱されていることが好ましく、ダイス先端部は８０℃〜１５０℃であることがより好ましく、１００℃〜１５０℃であることがより好ましい。
【００２８】
この条件であれば、高速に押出してもよじれ、ベントアップが発生せず、押出し安定性が良くなっていることがわかる。
【００２９】
尚、本実施例では、１００℃でのムーニー粘度（ＭＬ１＋４）が４２である表１のゴム組成物を用いたが、１００℃でのムーニー粘度（ＭＬ１＋４）が３０〜８０であれば本実施例と同様な結果が得られることはいうまでもない。
【００３０】
【表１】
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【００３１】
ヒドリンゴム（日本ゼオン株式会社製  商品名ヒドリンゴム）
炭酸カルシウム（商品名  シルバーＷ  白石工業（株）社製）
ステアリン酸（商品名  ステアリン酸Ｓ  花王（株）社製）
酸化亜鉛（商品名  亜鉛華２種  白水テック（株）社製）
加硫促進剤ジベンゾチアジルジスルフィド（ＭＢＴＳ）（商品名  ノクセラーＤＭ  大内振興化学工業（株）社製）
テトラメチルウラムモノスルファイド（ＴＭＴＭ）（商品名  ノクセラＴＳ  大内振興化学工業（株）社製）
硫黄（商品名  サルファックスＰＭＣ  鶴見化学工業（株）社製）
【００３２】
【表２】
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【００３３】
尚、よじれの判定基準の微は、よじれはかすかにあるが、実用上は問題がない。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】押出し装置の概略構成を示す断面図
【符号の説明】
【００３５】
１  押出しヘッド
２  押出し機
３  断熱材
４  流路
５  ダイスの先端部
６  チューブ
７  水冷リング
８  ダイス先端部を加熱する加熱装置
９  押出しヘッドを加熱する加熱装置
【図１】
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