(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側ゴム層と補強層と外側ゴム層とを有すると共に、軸を挿通可能な軸挿通孔を備えた角形繊維補強ゴム成形体において、前記補強層が、単一線または撚り線の表面に加硫ゴムが被覆された被覆補強線からなり、前記内側ゴム層の表面に１本の前記被覆補強線が折り畳み状に連続して、前記軸挿通孔の周囲近傍から外周側に向けて放射状に形成されていて、前記被覆補強線の長さが長くなる対角線方向外周近くの先端箇所では前記被覆補強線の密度が疎となるように配置・積層されていることを特徴とする角形繊維補強ゴム成形体。
【請求項２】
前記軸挿通孔の周囲から放射状に形成されている前記被覆補強線が、前記挿通孔の周囲近傍から略等角度間隔に前記内側ゴム層の外周側に向けて折り畳み状に形成されている請求項１の角形繊維補強ゴム成形体。
【請求項３】
軸を挿通可能な軸挿通孔を備え角形の内側ゴム層を構成する第１の未加硫ゴム層を形成し、この第１の未加硫ゴム層上に、単一線または撚り線の表面に未加硫ゴムが被覆された連続した１本の被覆補強線を折り畳み状に連続して、前記軸挿通孔の周囲近傍から
外周側に向けて放射状に形成すると共に、前記被覆補強線の長さが長くなる対角線方向外周近くの先端箇所では前記被覆補強線の密度が疎となるように被覆・積層して補強層を形成し、更にこの補強層上に外側ゴム層を構成する第２の未加硫ゴム層を形成して未加硫成形体とし、この未加硫成形体を加熱加硫する角形繊維補強ゴム成形体の製造方法。
【請求項４】
前記軸挿通孔の周囲から放射状に配置・積層されている前記被覆補強線を、前記挿通孔の周囲近傍から略等角度間隔に前記内側ゴム層の外周側に向けて折り畳み状に形成する請求項３の角形繊維補強ゴム成形体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は角形繊維補強ゴム成形体とその製造方法に関し、詳しくは、内側ゴム層と補強層と外側ゴム層とを有すると共に、軸を挿通可能な軸挿通孔を備えた角形繊維補強ゴム成形体とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
下水処理場での汚泥絞りや各種スラリーを絞って液分と固形分とを分離するには、処理槽中の被処理物に対し圧搾膜に高い圧力をかけて行うことになるので、圧搾膜には弾力性と共に強い外力に耐え得る強度が必要となる。しかも圧搾膜は、一般に、使用される装置（例えばフィルタープレス機など）の効率の関係から角形に形成されており、その中央部には、圧搾膜に対して荷重をかける軸を通す挿通孔が形成されている。この挿通孔に軸を通すことにより圧搾膜を固定すると共に、この固定部から絞り力を圧搾膜の外周隅部にまで及ぼすことにより、液分を絞り出すようにしている。
【０００３】
そのため、圧搾膜はゴム製で構成されるが、強度を高めるために、内側ゴム層と補強層と外側ゴム層の３層構造を採用しており、特に受圧を一定にするため、補強層は均一な補強がなされている必要がある。補強層として、従来は、補強繊維を平織構造としたもの、簾状に形成して所定角度で交差させたもの、網織構造としたもの等が、製造歩留りを高くできるために多く採用されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図５に示すように、圧搾膜Ａｏの形状が角形の場合には、外力は圧搾膜Ａｏ全体に略均等にかかるため、繊維長が短いところでは単位長さ当たり大きな引っ張り力が作用し（矢印の長短は、繊維に作用する引っ張り力の大きさを表す）、長いところでは小さな引っ張り力が作用するようになって、結果として繊維にはアンバランスな応力が生じ、シワ状の変形が生じたりする。そのため、繊維長が短いところで早期疲労破断が生じ、圧搾膜の耐久性を阻害する要因になっていた。しかも、圧搾膜を介して被処理物であるスラリー等に不均一な押し圧力が生じて流体部分の逃げが生じたり、液分と固形分との分離効率が悪くなり、ケーキ製造効率が良くないという問題があった。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、上記従来技術の有する問題点に鑑みて、汚泥絞りや各種スラリー等の被処理物に押し圧力を作用させることにより、絞って液分と固形分とを分離するに際し、押し圧力に対して可能な限りアンバランスな応力が生じるのを回避し、被処理物に対して不均一な押し圧力になることを解消して、ケーキ製造効率を高くすることが可能な角形繊維補強ゴム成形体とその製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的は各請求項記載の発明により達成される。すなわち、本発明に係る角形繊維補強ゴム成形体の特徴構成は、内側ゴム層と補強層と外側ゴム層とを有すると共に、軸を挿通可能な軸挿通孔を備えていて、前記補強層が、単一線または撚り線の表面に加硫ゴムが被覆された被覆補強線からなり、前記内側ゴム層の表面に１本の前記被覆補強線が折り畳み状に連続して、前記軸挿通孔の周囲近傍から外周側に向けて放射状に形成されていて、前記被覆補強線の長さが長くなる対角線方向外周近くの先端箇所では前記被覆補強線の密度が疎となるように配置・積層されていることにある。
【０００７】
この構成によれば、この角形繊維補強ゴム成形体を介して被処理物に強い押し圧力を作用させた場合に、補強線が長いところでは単位長さ当たり大きな引っ張り力が作用して大きく延伸し、短いところでは小さな引っ張り力が作用するようになって小さく延伸し、結果として補強線にはバランスの良い応力が作用することになる。つまり、強い押し圧力を作用させた場合、角形繊維補強ゴム成形体の全面にわたって、略均等な変位を生じさせるようにできて、被処理物に対し不均一な押し圧力を与えることを回避でき、角形繊維補強ゴム成形体自体の耐久性を高める共に、ケーキ製造効率を向上させることができる。
【０００８】
その結果、汚泥絞りや各種スラリー等の被処理物に押し圧力を作用させることにより、絞って液分と固形分とを分離するに際し、押し圧力に対して可能な限りアンバランスな応力が生じるのを回避し、被処理物に対して不均一な押し圧力になることを解消して、ケーキ製造効率を高くすることが可能な角形繊維補強ゴム成形体を提供することができた。
【０００９】
前記挿通孔の周囲から放射状に形成されている前記被覆補強線が、前記軸挿通孔の周囲近傍から略等角度間隔に前記内側ゴム層の外周側に向けて折り畳み状に形成されていることが好ましい。
【００１０】
この構成によれば、被覆補強線の長さが長くなる方向には密度が疎となり、短くなる方向には密に配置・積層することが確実にでき、製造を自動化して行う場合にも容易となって都合がよい。
【００１１】
又、本発明に係る繊維補強ゴム成形体の製造方法の特徴構成は、軸を挿通可能な軸挿通孔を備え角形の内側ゴム層を構成する第１の未加硫ゴム層を形成し、この第１の未加硫ゴム層上に、単一線または撚り線の表面に未加硫ゴムが被覆された連続した１本の被覆補強線を折り畳み状に連続して、前記軸挿通孔の周囲近傍から外周側に向けて放射状に形成すると共に、前記被覆補強線の長さが長くなる対角線方向外周近くの先端箇所では前記被覆補強線の密度が疎となるように被覆・積層して補強層を形成し、更にこの補強層上に外側ゴム層を構成する第２の未加硫ゴム層を形成して未加硫成形体とし、この未加硫成形体を加熱加硫することにある。
【００１２】
この構成によれば、汚泥絞りや各種スラリー等の被処理物に押し圧力を作用させることにより、絞って液分と固形分とを分離するに際し、押し圧力に対して可能な限りアンバランスな応力が生じるのを回避し、被処理物に対して不均一な押し圧力になることを解消して、ケーキ製造効率を高くすることが可能な角形繊維補強ゴム成形体の製造方法を提供することができた。
【００１３】
前記軸挿通孔の周囲から放射状に配置・積層されている前記被覆補強線を、前記挿通孔の周囲近傍から略等角度間隔に前記内側ゴム層の外周側に向けて折り畳み状に形成することが好ましい。
【００１４】
この構成によれば、被覆補強線の長さが長くなる方向には密度が疎となり、短くなる方向には密に配置・積層することが確実にでき、製造を自動化して行う場合にも容易となって、製造コストを低減でき、安価な角形繊維補強ゴム成形体を製造できて都合がよい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。図１は、押出装置を用いた補強線に未加硫ゴム組成物を被覆するトッピング工程を示す概略構成図である。この例では、補強線としてコードを使用した例を示す。従って未加硫ゴム組成物を被覆した１本の連続した被覆補強線を、トッピングモノコードと称する。
【００１６】
押出機１０のシリンダー部２の先端にはダイス４が装着されており、このダイス４に、リール等（図示せず）から巻き戻された原料コード６が送給され、ここで未加硫ゴム組成物が被覆されてトッピングモノコード８として送り出される。原料コード６としては、撚り線、単一線のいずれをも使用することができるが、以下では、モノコード（撚り線）を使用した例を示す。
【００１７】
送り出されたトッピングモノコード８を、基板となる内側ゴム層（第１の未加硫ゴム層）上に積層加工する場合は、被積層体であるワークをコンピューターにより移動させて繊維配列が所定の方向、長さ、角度などの設計条件を充たすようにすることが好ましい。
【００１８】
トッピングモノコード８の断面形状は、用途などに応じて適宜設定され、特に限定されるものではなく、その具体例を図２に示す。図２（ａ）は菱形あるいは平行四辺形に近い断面を有する例であり、図２（ｂ）は正方形、図２（ｃ）は円形、図２（ｄ）は台形の例を示す。いずれも原料コード６は、未加硫ゴム組成物７により被覆されている。未加硫ゴム組成物の層の厚さは、設定コード間隔に応じて適宜設定される。この内、図２（ｃ）に示す断面円形のトッピングモノコードは、モノコードの周囲に未加硫ゴム組成物を均等に被覆しているのでバランス性に優れると共に無駄がない、角形繊維補強ゴム成形体を構成できて好ましい。
【００１９】
上記トッピングモノコード８を使用し、内側ゴム層上に補強層を形成して、角形繊維補強ゴム成形体を製造する方法を、以下に説明する。
【００２０】
図３は、角形繊維補強ゴム成形体としての略正方形をした圧搾膜Ａの製造過程を示す。未加硫ゴム層（内側ゴム層を形成）１２の表面上において、略中央に位置する軸挿通孔１３の近傍周囲に略等角度で、折り畳みを繰り返して放射状にトッピングモノコード８が配列・積層される。このように配列・積層されるトッピングモノコード８は、圧搾膜Ａの対角線方向では長くなり、外周近くの先端箇所では、隣接するトッピングモノコード８の間隔が拡がり、疎な配列となるのに対して、左右上下方向では補強コードが短いため外周近くの先端での間隔はそれほど拡がらず、密な配列となる。その結果、補強コードの単位長さ当たりに大きな引っ張り力が作用する箇所では、補強が強化され、小さな引っ張り力が作用する箇所では緩い補強となって、全体として補強コードにはアンバランスな応力が生じることがなく、長さが短いところで早期疲労破断が生じるといったことを確実に回避でき、圧搾膜の耐久性を確実に向上できるものとなる。従って、このような圧搾膜を用いて強い押し圧力を作用させたとしても、被処理物であるスラリー等に均一性の高い押し圧力が作用して、固液分離を効率良く行うことができ、ケーキ製造効率を高めることができる。
【００２１】
未加硫ゴム層１２上にトッピングモノコード８を積層した後、更に外側ゴム層（第２の未加硫ゴム層）として未加硫ゴム層を積層し、加熱加硫して、補強層が形成された角形繊維補強ゴム成形体を製造することができる。
【００２２】
図４は、図３の圧搾膜Ａの変形例である長方形をした圧搾膜Ａ’を示す。この圧搾膜Ａ’も、上記したと同様にして製造することができる。この圧搾膜Ａ’の場合は、左右方向と上下方向においても、トッピングモノコード８の外周近くの先端箇所では、隣接するトッピングモノコード８の間隔に差があり、上下方向の先端箇所の方が左右方向の先端箇所より広がって、幾分疎な配列に構成されている。圧搾膜の形状が変化しても、このようにして補強コード全体のバランスは、図３に示した圧搾膜Ａの場合と同様に維持され、同様の効果を発揮し得る。
【００２３】
〔別実施の形態〕
（１）  トッピングモノコードを構成する原料コードは、上記技術分野において補強層として使用される公知の繊維は限定なく使用可能である。具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル繊維、ナイロン６、ナイロン６６等のポリアミド繊維、アラミド繊維やＰＢＯ繊維などの高強力繊維などの有機繊維、スチールコード、ガラス繊維、カーボンファイバー等が例示される。これらの補強線のなかでも、本発明の角形繊維補強ゴム成形体においては、スチールコード、高強力繊維の使用が好ましい。かかる繊維の使用により、より高い内圧に耐える角形繊維補強ゴム成形体を得ることができる。
【００２４】
繊維は、モノフィラメントであってもマルチフィラメントであってもよいが、強度と柔軟性に優れている点からマルチフィラメント糸をコードとすることが好ましい。
【００２５】
（２）  トッピングモノコードとして使用する繊維に、必要に応じて予め接着性を向上させる処理をすることが好ましい。例えば。ポリエステル繊維やポリアミド繊維に対してはフェノール樹脂処理などの樹脂処理が、またガラス繊維に対してはシランカップリング剤やチタンカップリング剤などのカップリング剤処理が、またスチールコードに対しては黄銅メッキが、それぞれ好適例として挙げられる。
【００２６】
（３）  トッピングコードを形成する未加硫ゴム組成物は、公知のゴム組成物を適宜用途に応じて選択して使用する。内側ゴム層構成ゴムと外側ゴム層構成ゴムとは同一ゴム材料であってもよく、異なるゴム材料であってもよい。内層には接する流体に応じた特性を有するゴム材料を使用することが好ましい。例えば、流体との接触面に、ポリ四フッ化エチレン、ポリエチレンテレフタレート等の熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマーなどを積層したゴム材料を使用することも好ましい。
【００２７】
（４）  上記実施形態ではトッピングモノコードを、軸挿通孔の近傍周囲に略等角度での折り畳みを繰り返して放射状に配列・積層した例を示したが、必ずしも等角度に配列する必要はなく、要は配列する繊維の長さに対して疎密の差異、つまり長い繊維の先端箇所は疎に、短い繊維の先端箇所は密に、配列する構成であればよい。このような配列する繊維の長さに対して疎密の差異を生じる構造であれば、更に均等な補強層（例えば、軸挿通孔と同心円状に渦巻き形のトッピングモノコードを積層する等）を別に重ねて積層するようにしてもよい。このようにすると、トッピングモノコードが疎な箇所は変形時に伸びすぎる可能性があるが、そのような場合にも抵抗し、伸びすぎるのを防止できて都合がよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る角形繊維補強ゴム成形体の補強層を形成するためのトッピング工程を示す概略構成図
【図２】トッピングモノコードの断面形状例を示す断面図
【図３】本発明に係る角形繊維補強ゴム成形体の製造方法を説明する斜視図
【図４】角形繊維補強ゴム成形体の変形例を示す斜視図
【図５】角形繊維補強ゴム成形体（圧搾膜）への外力の作用を説明する図
【符号の説明】
８            補強層
１２          内側ゴム層
１３          軸挿通孔
【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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