(57)【要約】【課題】  押出スクリューで混練された短繊維混入ゴムを環状拡張ダイの通路内での回転運動を阻止し、かるスムーズに歪みを与えることなく筒状成形体に押出成形し、これを押出し方向に切開して短繊維をシート幅方向に配向させた短繊維入りゴムシートの製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】  短繊維とゴムをシリンダーの押出スクリュー４で混練りした後、出口へ向かって徐々に通路８の径を拡張した環状拡張ダイ５によって押出し、得られた筒状成形体１０を切開してシートに仕上げる短繊維入りゴムシートの製造方法である。液状潤滑剤を流路２３から環状拡張ダイ５の通路８の内周壁２５に流しつつ、短繊維混入ゴム１５をこの中に通過させながら短繊維を円周方向に配向させ、かつ回転運動を阻止してスムーズに筒状成形体１０に押出成形し、この筒状成形体１０を押出方向に沿って切断除去しながらゴムシートに巻き取る。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
短繊維とゴムをシリンダーの押出スクリューで混練りした後、出口へ向かって徐々に通路の径を拡張した環状拡張ダイによって押出し、得られた筒状成形体を切開してシートに仕上げる短繊維入りゴムシートの製造方法において、
液状潤滑剤を押出成形中に前記環状拡張ダイの通路の内周壁もしくは外周壁に流しつつ、前記押出スクリューで混練された短繊維混入ゴムをこの中に通過させながら短繊維を円周方向に配向させて筒状成形体に押出成形し、
前記筒状成形体を押出方向に沿って切断除去しながらゴムシートに巻き取る、
ことを特徴とする短繊維入りゴムシートの製造方法。
【請求項２】
液状潤滑剤を通路の内周壁の入口で注入する請求項１記載の短繊維入りゴムシートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は短繊維入りゴムシートの製造方法に係り、詳しくは押出スクリューで混練された短繊維混入ゴムを環状拡張ダイの通路内で大きく回転運動することなく筒状成形体に押出成形し、短繊維をシート幅方向に配向した内部歪みの少ないゴムシートの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＶリブドベルトやローエッジＶベルトの伝動ベルトの製造方法では、円筒状の成型ドラムの周面に１〜複数枚のカバー帆布と接着ゴム層とを巻き付けた後、この上にコードからなる心線を螺旋状にスピニングし、更に圧縮ゴム層を順次巻き付けて積層体を得た後、これを加硫してベルトスリーブにしていた。ここで使用する圧縮ゴム層は、３〜４枚重ね合わせた厚みのもので、シート幅方向に短繊維が配向したものを成型ドラムに巻き付けていた。
【０００３】
しかし、圧延シートは、厚みを薄くしなければ、短繊維をシート圧延方向に充分に配向させることができないために、やむを得ずシートを重ねていたためにベルト成形用シートを得るには多大の工数を要していた。
【０００４】
これを改善する方法として、拡張ダイを取付けた押出機を用い、短繊維を筒状体の円周方向に配向させている。
【０００５】
しかし、成形物の押出し抵抗が大きくなって、大きな内圧を長時間受けたゴム、熱可塑性エラストマー等の高分子材料はクリープ現象のように分子の伸張、切断等により物性の低下した成形物になり、また押出中に成形物が薄くなって破損する不具合があった。このため、特許文献１には、繊維含有入り熱可塑性樹脂をスムーズに拡張ダイを通して押出成形する方法において、液状潤滑剤を拡張ダイ通路の外側壁と内側壁に注入することが記載されている。
【特許文献１】特許第３２２５３１９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、液状潤滑剤を拡張ダイの通路の外側壁と内側壁の両壁に注入すると、筒状成形体は両側壁での押出し抵抗が小さくなり、回転しながら通路から吐出した。切開位置は通路出口付近に固定されているため、ゴムシートは傾斜状に切開されて平行四辺形になった。即ち、短繊維はシートのカット線に対して直角方向でなく傾斜した状態で配向していた。このゴムシートを伝動ベルトの圧縮ゴム層に使用する場合には、充分な側圧を得ることができず、短繊維をシートのカット線に対して直角方向に配向させるためにシートの両端を押出し方向に切断して長方形にする必要があった。
【０００７】
本発明はかかる問題に着目し、鋭意研究した結果、押出スクリューで混練された短繊維混入ゴムを環状拡張ダイの通路内での回転運動を阻止し、かるスムーズに歪みを与えることなく筒状成形体に押出成形し、これを押出し方向に切開して短繊維をシート幅方向に配向させた短繊維入りゴムシートの製造方法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】
【０００８】
上記した目的を達成すべく本願請求項１記載の発明は、短繊維とゴムをシリンダーの押出スクリューで混練りした後、出口へ向かって徐々に通路の径を拡張した環状拡張ダイによって押出し、得られた筒状成形体を切開してシートに仕上げる短繊維入りゴムシートの製造方法において、
液状潤滑剤を押出成形中に前記環状拡張ダイの通路の内周壁もしくは外周壁に流しつつ、前記押出スクリューで混練された短繊維混入ゴムをこの中に通過させながら短繊維を円周方向に配向させて筒状成形体に押出成形し、
前記筒状成形体を押出方向に沿って切断除去しながらゴムシートに巻き取る、
短繊維入りゴムシートの製造方法にある。
【０００９】
この製造方法では、液状潤滑剤を環状拡張ダイの通路の内周壁と外周壁の一方に流しつつ、混練された短繊維混入ゴムをこの中に通過させるために、液状潤滑剤を注入する周壁側では筒状成形体の滑りは良好で、他方の周壁側では抵抗がかかるために、筒状成形体が回転運動せずにスムーズに吐出され、これを押出し方向に切開して短繊維をシート幅方向に配向させた短繊維入りゴムシートを製造することができる。
【００１０】
本願請求項２記載の発明は、液状潤滑剤を通路の内周壁の入口で注入する短繊維入りゴムシートの製造方法であり、筒状成形体を回転運動せずに効率よくスムーズに吐出することがでる。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように本願請求項に係る発明では、液状潤滑剤を注入する周壁側では筒状成形体の滑りは良好で、他方の周壁側では抵抗がかかるために、筒状成形体が回転運動せずにスムーズに吐出され、これを押出し方向に切開して短繊維をシート幅方向に配向させた短繊維入りゴムシートを製造することができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照し、本発明の実施例を説明する。
図１は本発明に係る短繊維入りゴムシートの製造方法に使用する押出装置の概略図であり、図２は押出成形された円筒状成形体を直線状に切開しながら短繊維入りゴムシートにする状態の概略図である。本短繊維入りゴムシートの製造方法に用いる押出装置１では、シリンダー３内の押出スクリュー４の回転により短繊維含有ゴムを混練する押出機２と、外ダイ６と円錐形状の内ダイ７を組合せて出口へ向かって徐々に径を拡張した通路８を有する環状拡張ダイ５と、押出された直後の筒状成形体１０の頂部を切断してゴムシートにする切断手段１２とから構成されている。
【００１３】
上記押出機２のシリンダー３内には、回転可能に押出スクリュー４が収容され、原料投入口から入れて短繊維を含むゴム配合物を押出スクリュー４の回転により混練して短繊維混入ゴム１５にする。この時にシリンダー３内の空気やゴム配合物から発生したガス等は排気口（図示せず）から排出される。シリンダー３の温度はゴム種に応じて変更するが、通常４０〜１００℃に調節され、短繊維とゴムは混練されやすい温度に加熱されて熱可塑化し、押出成形しやすい状態になる。また、この場合の混練時間はゴムの加硫が進行しない程度に調節する。
【００１４】
環状拡張ダイ５は、円錐形の内ダイ７と外ダイ６を組合せて、これらのダイ６、７の間に所定間隙の通路８を設けている。短繊維混入ゴム１５は吐出口９へ向かって徐々に大きくなる円周方向への引き伸ばしを受けながら短繊維を円周方向に配向させた筒状成形体１０に押出成形する。
【００１５】
内ダイ７は押出装置１の外側に配置された支持部材１７に機械的に固定され、内ダイ７と押出スクリュー４間の空間１８は短繊維混入ゴムのみが存在するところであり、また内ダイ７と押出スクリュー４の先端部とは、相対向した位置にあって同一の中心軸線上に配置されている。このため、押出スクリュー４によって混練された短繊維混入ゴム１５は空間１８内で流動阻害を受けず、かつ流れ方向を変えることなくスムーズに移動し、そして通路８の中を通過しながら短繊維を円周方向に配向させた筒状成形体１０に押出成形される。
【００１６】
内ダイ７と外ダ６の流路幅（ニップル）は、入口から吐出口９付近まで均一にして短繊維混入ゴム１５にブレーキをかけることなくスムーズに押圧し、そして吐出口９付近で小さくして、内部歪みのない均一な厚みの筒状成形体１０に仕上げる。
【００１７】
内ダイ７の形状は、先端部２０から吐出口９へ向かって徐々に径が拡張し、そのテーパー角度θが３０°≦θ≦８０°である。通路入口径が２０〜１２０ｍｍ、通路出口径が１００〜４４０ｍｍ、そしてその比率である拡張比（通路出口径／通路入口径）が１．５〜１２．５に設定される。この設定範囲未満であれば、内ダイ７の吐出口９付近での円周方向への引き伸ばしが小さくて、厚みの大きな筒状成形体１０の内外層では短繊維が円周方向に配向しにくくなり、一方この設定範囲を越えると、円周方向への引き伸ばしが大きくなり過ぎて、押出圧力が劣る場合には、筒状成形体１０が裂けやすい。
【００１８】
更に、環状拡張ダイ５の入口には、液状潤滑剤を流すパイプ状の流路２３が内ダイ７中の中心部を通っており、液状潤滑剤を内周壁２５に流しつつ押出スクリュー４で混練された短繊維混入ゴムをこの中に通過させながら短繊維を円周方向に配向させて筒状成形体１０に押出成形される。この場合、外周壁２４に液状潤滑剤を流す必要はない。液状潤滑剤は内周壁２５か外周壁２４のどちらか一方に注入すればよく、これにより液状潤滑剤を注入する周壁側で筒状成形体１０の滑りを良好にし、他方の周壁側で抵抗を付与することで、筒状成形体１０は回転運動せずにスムーズに吐出する。この無回転運動の筒状成形体１０を押出し方向に沿って真直ぐに切開すれば、短繊維をシート幅方向に配向させた短繊維入りゴムシートを得ることができる。
【００１９】
また、液状潤滑剤を通路８の内周壁２５の入口で注入する場合が最も潤滑性を高める上で効率であるが、場合には通路８の中間付近、また入口と中間付近の複数個所で注入してもよい。また、前述のように液状潤滑剤を通路８入口の外周壁２４に設けてもよい。
【００２０】
液状潤滑剤としては、水、ポリエチレングリコール等が適当であり、その流量は使用するゴム１００ｇ当たり０．１〜２．０ｃｍ３が好ましく、特に限定されるものではない。
【００２１】
切断手段１２は、カッター、ナイフといった刃物、あるいはレーザーナイフ、超音波振動付きカッターからなり、筒状成形体１２を引裂くように切断し、１枚の所定幅を有するシート２２に仕上げる。無論、刃物のような切断手段１２を加熱保温すれば、筒状成形体１０の切開を容易にすることもできる。切断された１枚のシート２２は個別にガイドロールを経由し、ライナーとともに巻取ロール（図示せず）に巻付けられる。
【００２２】
ここで使用するゴムとしては、天然ゴム、ブチルゴム、スチレン−ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、エチレン−プロピレンゴム、アルキル化クロロスルファン化ポリエチレン、水素化ニトリルゴム、水素化ニトリルゴムと不飽和カルボン酸金属塩との混合ポリマー、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＲ）やエチレン・プロピレン・ジエンモノマー（ＥＰＤＭ）からなるエチレン−α−オレフィンエラストマー等のゴム材の単独、またはこれらの混合物が使用される。ジエンモノマーの例としては、ジシクロペンタジエン、メチレンノルボルネン、エチリデンノルボルネン、１，４−ヘキサジエン、シクロオクタジエンなどが挙げることができる。
【００２３】
上記ゴムには、アラミド繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、綿等の繊維からなり繊維の長さは繊維の種類によって異なるが、１〜１０ｍｍ程度の短繊維が用いられ、例えばアラミド繊維であると３〜５ｍｍ程度、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、綿であると５〜１０ｍｍ程度のものが用いられる。その添加量はゴム１００重量部に対して１０〜４０重量部である。
【００２４】
更に、本発明のゴムには、軟化剤、カーボンブラックからなる補強剤、充填剤、老化防止剤、加硫促進剤、加硫剤等が添加される。
【００２５】
上記軟化剤としては、一般的なゴム用の可塑剤、例えばジブチルフタレート（ＤＢＰ）、ジオクチルフタレート（ＤＯＰ）等のフタレート系、ジオクチルアジペート（ＤＯＡ）等のアジペート系、ジオクチルセバケート（ＤＯＳ）等のセバケート系、トリクレジルホスフェート等のホスフェートなど、あるいは一般的な石油系の軟化剤が含まれる。
【００２６】
しかして、本発明の短繊維入りゴムシートの製造方法では、予めゴム少なくとも短繊維をオープンロール、混練機などによって荒練してマスターバッチを作製する。この方法では、オープンロールによってポリマー１００重量部に１０〜４０重量部の短繊維を投入して混練した後、混練したマスターバッチをいったん放出し、これを２０〜５０°Ｃまで冷却する。これはゴムのスコーチを防止するためである。
【００２７】
尚、短繊維とともに１〜１０重量部の軟化剤を投入することができる。これによって短繊維とゴムのなじみが良くなり、ゴム中への分散が良くなるばかりか、短繊維自体が絡み合って綿状になるのを防ぐ効果がある。即ち、軟化剤が短繊維に浸透し、素繊維同士の絡み合いがほぐれるための潤滑剤としての役割をはたし、短繊維が綿状になるのを阻止し、かつ短繊維とゴムのなじみが良くなって短繊維の分散が良くなる
【００２８】
続いて、シリンダー３の押出スクリュー４で混練りした後、短繊維混入ゴム１５をシリンダー４と相対向した位置にあって同一の中心軸線上に配置した内ダイ７間の空間１８で流動阻害を受けず、かつ流れ方向を変えることなくスムーズに環境拡張ダイ５の通路８へ流す。この場合、液状潤滑剤を通路の内周壁の入口からゴム１００ｇ当たり０．１〜２．０ｃｍ３注入し、そして該通路８の中を通過させながら短繊維を円周方向に配向させた筒状成形体１０に押出成形する。筒状成形体１０は回転運動せずにスムーズに吐出し、ウェルドラインの発生がなく、かつシリンダーの内圧を減じて筒状成形体の吐出量を多くし、短繊維の配向性を向上させることができる。
【００２９】
その後、連続して押出成形された筒状成形体１０は、図２に示すように短繊維が内層から外層にかけて円周方向に均一に配向した厚さ１〜１０ｍｍのものであり、切断手段１２によって１個所切開しながら一枚のゴムシート２２にし、該ゴムシート２２を巻き取る。これを次工程の成型ドラムの周面に巻付けて伝動ベルトの成形に使用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明の短繊維入りゴムシートの製造方法では、得られた短繊維入りゴムシートをＶリブドベルトやローエッジＶベルトの伝動ベルトに使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明に係る短繊維入りゴムシートの製造方法に使用する押出装置の概略図である。
【図２】押出成形された円筒状成形体を直線状に切開しながら短繊維入りゴムシートにする状態の概略図である。
【符号の説明】
【００３２】
１    押出装置
２    押出機
３    シリンダー
４    押出スクリュー
５    環状拡張ダイ
６    外ダイ
７    内ダイ
８    通路
１０    筒状成形体
１２    切断手段
１５    短繊維混入ゴム
１８    空間
２２    ゴムシート
２３    流路
２４    外周壁
２５    内周壁
【図１】
2007245578.tif 000003
【図２】
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