(57)【要約】【課題】肉厚のゴム製筒体を製造するのに好適に使用される押出ダイス及びそれを用いたゴム製筒体の製造方法並びにそれを用いた未加硫ゴムテープの押出方法の提供を目的とする。【解決手段】本発明に係る押出ダイスは、未加硫ゴムを押出す押出孔の出口がスリット状に形成され、前記押出孔の入口形状が、前記出口の周縁を全周にわたって所定長さで広げた形状とされ、前記押出孔は、前記入口から前記出口に向けて連続的に狭くなる絞り部と、該絞り部から前記出口に至るノズル部とから構成され、前記所定長さが、前記出口の中央部から端部にいくほど広くなるように、かつ前記出口の一端部よりも他端部の方が広くなるように設定されたことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
未加硫ゴムをテープ状に押し出すための押出ダイスであって、前記未加硫ゴムを押出す押出孔の出口がスリット状に形成され、前記押出孔の入口が、前記出口を全周にわたって広げた形状とされ、前記押出孔は、前記入口から前記出口に向けて連続的に狭くなる絞り部と、該絞り部から前記出口に至るノズル部とから構成され、前記入口が、前記出口の中央部から両端部にいくほど前記出口よりも広くなるように、かつ前記出口の一端部よりも他端部の方が広くなるように形成されたことを特徴とする押出ダイス。
【請求項２】
前記絞り部の内面が、前記出口に近づくほど急激に狭くなるように湾曲したことを特徴とする請求項１記載の押出ダイス。
【請求項３】
請求項１又は２記載の押出ダイスから未加硫ゴムをテープ状に押出すことを特徴とする未加硫ゴムテープの押出方法。
【請求項４】
請求項１又は２記載の押出ダイスから押出した未加硫ゴムテープをマンドレル外周上に螺旋状に巻きつけることにより未加硫ゴム層を形成し、その後、前記未加硫ゴム層を加硫するゴム製筒体の製造方法であって、前記出口の一端部から押出された前記ゴムテープ側部を前記マンドレルの半径方向内方に向けて前記マンドレルの外周面に接触させ、前記出口の他端部から押出された前記ゴムテープ側部を前記マンドレルの半径方向外方に向けて、前記マンドレル外周上に前記未加硫ゴムテープを立てた状態で螺旋状に巻きつけることを特徴とするゴム製筒体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、押出装置に取り付けて未加硫ゴムをテープ状に押し出すための押出ダイス、それを用いた未加硫ゴムテープの押出方法及びそれを用いた肉厚のゴム製筒体の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、スクイーズ式ポンプのポンピングチューブ等の肉厚のゴム製筒体を製造する方法として、特許文献１に示すように、押出成形装置から押し出した未加硫ゴムテープを、立てた状態、すなわち未加硫ゴムテープの一側部をマンドレルの外周面に接触させ、他側部をマンドレルの半径方向外方に向けるようにして、未加硫ゴムテープをマンドレルの外周面に巻き付けて未加硫ゴム層を形成し、これを加硫処理する方法が知られている。
【０００３】
しかしながら、上記方法においては、直線状に押出した未加硫ゴムテープをマンドレル外周面に立てた状態で巻きつけるため、ゴムテープの一側部と他側部とでは、引張力に差が生じ、ゴムテープの他側部にかかる張力が大きく、ゴムテープの一側部にかかる張力が小さくなる。これにより、ゴムテープ側部の波状化や、亀裂又は欠け等が生じ易くなり、最終的にはゴム製筒体における強度のばらつきや収縮度のばらつきなどの問題が生じていた。
【０００４】
上記問題を解決する方法として、特許文献２には、押出ダイスから未加硫ゴムテープを押出す際に、押出孔の入口側に絞り部を形成し、これによって押出孔出口から略均一な圧力で未加硫ゴムテープを押出して幅両側の耳部欠落等の防止効果を高める方法が記載されている。
【特許文献１】特開２００５−１８０５０２号公報
【特許文献２】特開２００５−２３８７９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献２に記載された方法は、未加硫ゴムテープを直線状に押出す場合に優れた効果を発揮しても、未加硫ゴムテープを立てた状態でマンドレルに巻きつける場合のように、テープ一側部と他側部とでかかる張力が異なる場合に、ゴムテープ側部の波状化、亀裂又は欠け等を防止するには不十分であるという問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、肉厚のゴム製筒体を製造するのに好適に使用される押出ダイス及びそれを用いたゴム製筒体の製造方法並びにそれを用いた未加硫ゴムテープの押出方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明にかかる押出ダイスは、未加硫ゴムをテープ状に押し出すためのものであって、前記未加硫ゴムを押出す押出孔の出口がスリット状に形成され、前記押出孔の入口が、前記出口を全周にわたって広げた形状とされ、前記押出孔は、前記入口から前記出口に向けて連続的に狭くなる絞り部と、該絞り部から前記出口に至るノズル部とから構成され、前記入口が、前記出口の中央部から両端部にいくほど前記出口よりも広くなるように、かつ前記出口の一端部よりも他端部の方が広くなるように形成されたことを特徴とする。
【０００８】
上記構成によれば、押出孔の入口側に、押出孔出口に向かって収束する絞り部を設けるとともに、絞り部の入口の大きさを押出孔出口の他端部で最も大きく、次いで出口の一端部、出口の中央部の順とすることで押出孔の両端部における未加硫ゴムの十分な吐出量を確保することができる。
【０００９】
したがって、未加硫ゴムテープを立てた状態でマンドレルに巻きつけて未加硫ゴム層を形成する場合に、テープの一側部と他側部にかかる張力に差が生じても、ゴムテープ側部の波状化、亀裂又は欠け等を防止し、ひいてはゴム製筒体における強度のばらつきや収縮度のばらつきを抑制することが可能となる。
【００１０】
また、押出孔のスリット幅を狭くして押出す未加硫ゴムテープの厚みを薄くしても上記亀裂や欠け等を防止することが可能になる。したがって、薄い未加硫ゴムテープを立てた状態で螺旋状に巻きつけることにより、外面及び内面の平滑性に優れた未加硫ゴム層を得ることが可能となる。
【００１１】
絞り部は、ノズル部に向かって連続的に狭くなるように内面を傾斜させることにより、絞り部内部に存在する未加硫ゴムがノズル部（押出孔出口）に向かって収束し、この絞り作用によって押出孔出口における未加硫ゴム圧力を高めるためのものであればよく、絞り部内面をテーパ状にしてもよいし、Ｒ加工した形状とすることも可能である。中でも絞り部の内面をえぐりとって逆Ｒ加工したような形状、具体的には孔出口に近づくほど急激に狭くなるように湾曲した内面形状とするのが未加硫ゴムの流動性を考慮した場合により好ましい。
【００１２】
上記押出ダイスを押出装置に取り付けて未加硫ゴムを押出すと、押出孔出口から吐出される未加硫ゴムの量は、出口の他端部の方が出口の一端部よりも多くなるため、未加硫ゴムテープは押出孔の他端部側から一端部側に曲がるようにして押出されることになる。
【００１３】
すなわち、本発明においては、上記押出ダイスを用いて曲がった状態で未加硫ゴムテープを押出すことが可能となり、これによってマンドレル外周上に未加硫ゴムテープを立てた状態で容易に巻きつけることができるとともに、未加硫ゴムテープを巻きつけた状態でテープの一側部と他側部とに生じる張力の差を抑制することが可能となる。
【００１４】
また、本発明では、上記押出ダイスから押出した未加硫ゴムテープをマンドレル外周上に螺旋状に巻きつけることにより未加硫ゴム層を形成し、その後、前記未加硫ゴム層を加硫するゴム製筒体の製造方法であって、前記出口の一端部から押出された前記ゴムテープ側部を前記マンドレルの半径方向内方に向けて前記マンドレルの外周面に接触させ、前記出口の他端部から押出された前記ゴムテープ側部を前記マンドレルの半径方向外方に向けて、前記マンドレル外周上に前記未加硫ゴムテープを立てた状態で螺旋状に巻きつけることを特徴とするゴム製筒体の製造方法を提供することができる。上記方法によれば、強度のばらつきや収縮度のばらつきが少ない肉厚のゴム製筒体を得ることが可能となる。
【００１５】
本発明における押出ダイス及びそれを用いたゴム製筒体の製造方法は、未加硫ゴム層の外径と内径との差異が大きく、ゴムテープ側部の波状化や、亀裂又は欠け等が生じ易いものほど、これらの問題の発生を効果的に抑制することが可能となる。具体的には、未加硫ゴム層の外径／内径の比率が、１．２以上であるのが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明では、未加硫ゴムを押出す押出孔の出口がスリット状に形成され、押出孔の入口が、出口の周縁を全周にわたって広げた形状とされ、押出孔は、入口から出口に向けて連続的に狭くなる絞り部と、絞り部から出口に至るノズル部とから構成され、前記入口が、前記出口の中央部から両端部にいくほど前記出口よりも広くなるように、かつ前記出口の一端部よりも他端部の方が広くなるように形成された押出ダイスを用いて押出された未加硫ゴムテープをマンドレル外周に立てた状態で巻きつけるようにしたため、強度のばらつきや収縮度のばらつきが少ない肉厚のゴム製筒体を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を基に本発明の実施形態について説明する。図１は本発明に係る押出ダイスを示す図であり、図１（ａ）は押出ダイスを裏面からみた背面図を、図１（ｂ）は押出孔長手方向の断面図をそれぞれ示す。
【００１８】
本発明に係る押出ダイス１は、円形平板状とされ、未加硫ゴムをテープ状に押出す押出孔３を備えている。押出孔３は、押出孔出口４がスリット状に形成され、押出孔入口５（以下、入口５と略する）が押出孔出口４（以下、出口４と略する）の周縁を全周にわたって広げた形状とされている。
【００１９】
具体的には、出口４の中央部から両端部にいくほど出口４よりも広くなるように、かつ出口４の一端部４ａ側よりも他端部４ｂ側の方が広くなるように形成されており、これにより入口５は、長手方向における入口一端部５ａよりも入口他端部５ｂの方が広くなるように形成される。なお、本実施形態においては、入口５の中心線と、出口４の中心線とが一致するように形成されている。
【００２０】
入口５から出口４に向けて、その途中まで押出孔３の内面が連続的に狭くなる絞り部６が形成され、絞り部６よりも出口４側には、絞り部６から出口４に至るノズル部７が形成されている。ノズル部７は、内面が出口４形状とほぼ同じスリット形状とされており、未加硫ゴムはノズル部７を通過することでテープ状に成形される。
【００２１】
絞り部６は、その内部に存在する未加硫ゴムが出口４に向かって収束し、このときの絞り作用によって出口４における未加硫ゴムの吐出圧力が高くなるようになっている。このように、出口４から吐出される未加硫ゴムもどの位置から吐出されるかによってその吐出圧力（吐出量）が変化することになる。
【００２２】
絞り部６の内面はテーパ状にしてもよいし、Ｒ加工した形状とすることもできる。本実施形態においては、未加硫ゴムの流動性の観点から、絞り部６周囲のダイス部分をえぐりとって逆Ｒ加工したような形状、具体的には出口４に近づくほど急激に狭くなるように湾曲した内面形状としている。なお、絞り部６の深さについては、入口５の幅Ｗに応じて変化するようになっている。具体的には、入口５の幅Ｗが大きくなるほど、深さＤも深くなるように形成されている。
【００２３】
次に、上記構成の押出ダイス１を用いて未加硫ゴムテープ８を押出してゴム製筒体を製造する方法について説明する。図２は、押出ダイス１を押出装置に取り付けた状態を示す斜視図であり、図３は押出ダイス１から押出される未加硫ゴムテープを上方からみた平面図である。
【００２４】
図２及び図３に示すように、押出ダイス１は、押出孔３の入口５が内側に、出口４が外側になるようにして押出装置の押出ヘッド９に取り付けられる。なお、図３では、出口４のスリット長手方向は図面の平面と平行になるように配されているものとする。そして、入口一端部５ａと入口他端部５ｂとがそれぞれ図面のように配置されている。
【００２５】
上記のような状態で押出ダイス１の押出孔３から未加硫ゴムテープ８を押出すと、絞り部６の広さは入口一端部５ａ側よりも入口他端部５ｂ側の方が広くなっているため、押出孔３から吐出される未加硫ゴムは、図３に示すように、出口一端部４ａよりも出口他端部４ｂから吐出される量の方が多くなる。
【００２６】
そうすると、出口４から押出された未加硫ゴムテープ８は、テープ一側部８ａよりもテープ他側部８ｂの方が長くなるため、未加硫ゴムテープ８は、他側部８ｂ側から一側部８ａ側に曲がるようになる。このようにして、テープ幅方向に曲がった未加硫ゴムテープ８を得ることが可能となる。
【００２７】
本発明にかかるゴム製筒体の製造方法としては、図４に示すように、マンドレル１０を矢印Ｘの方向に回転させながらマンドレル１０の回転軸方向Ｙに移動させつつ、押出装置から未加硫ゴムテープ８を押出すことによって、未加硫ゴムテープ８を立てた状態で未加硫ゴム層１１を形成する。
【００２８】
このとき、未加硫ゴムテープ８は、テープ一側部８ａをマンドレル１０の半径方向内方に向けてマンドレル１０の外周面に接触させ、テープ他側部８ｂをマンドレル１０の半径方向外方に向けて、未加硫ゴムテープ８をマンドレル１０の外周上に立てた状態で螺旋状に巻きつける。
【００２９】
マンドレル１０の外周上に未加硫ゴムテープ８を巻きつける際には、テープ他側部８ｂは、テープ一側部８ａよりもマンドレル１０の半径方向外方に位置するため、テープ一側部８ａより長くなければならない。ところが、もともと押出孔３から押出された時点で、テープ他側部８ｂの長さはテープ一側部８ａよりも長くなるように形成されているため、マンドレル１０外周上に未加硫ゴムテープ８を立てた状態で容易に巻きつけることができる。
【００３０】
さらに、未加硫ゴムテープ８を巻きつけた状態でテープの一側部８ａと他側部８ｂとに生じる張力の差を抑制することが可能となるため、強度のばらつきや収縮度のばらつきが少ない肉厚のゴム製筒体を得ることが可能となる。
【００３１】
未加硫ゴムテープ８は、図４に示すように、マンドレル２０外周面に立てた状態、いいかえれば、未加硫ゴムテープ８のテープ面８ｃがマンドレルの回転軸方向に対して傾斜するようにしてマンドレル１０に巻きつけられる。
【００３２】
このとき、マンドレル１０の移動速度を遅くする、又は、未加硫ゴムテープ８の押出速度を速くすることによって未加硫ゴムテープ８の傾斜角度αが大きくなり、未加硫ゴム層１１の厚みを厚くすることができる。逆にマンドレル１０の移動速度を速くする、又は、未加硫ゴムテープ８の押出速度を遅くすることによって未加硫ゴムテープの傾斜角度αが小さくなり、未加硫ゴム層の厚みを薄くすることができる。
【００３３】
このようにして得られた未加硫ゴム層１１は、そのまま加硫処理を施すことによって肉厚のゴム製筒体を得ることができる。また、未加硫ゴム層１１にコードや補強用線材等の補強材によって補強された補強ゴムからなる補強層を積層することも可能である。これによって、一層強度に優れたゴム製筒体を得ることができる。ゴム製筒体の具体的な用途としては、生コンクリート打設用の先端ホースやドッキングホース、あるいはポンピングチューブ等に好適に用いることができる。
【実施例】
【００３４】
上記図１で説明した押出ダイスを用いて、実際に未加硫ゴムを押出し、押出孔３の位置によって未加硫ゴムの吐出量がどのように変化するのかを試験により評価した。以下、試験条件について記す。
【００３５】
未加硫ゴムとしては、天然ゴム（硬度７０度、比重１．１）を使用し、押出孔３からの未加硫ゴムの吐出量を１５６０ｇ／ｍｉｎとした。マンドレル１０の形状は、φ１３０×４０００Ｌとし、Ｙ方向への移動速度を２０８ｍｍ／ｍｉｎとした。また、マンドレル１０の回転速度を４０ｒｐｍとした。
【００３６】
押出孔３の出口４形状は、長さ７０ｍｍ×幅１．２ｍｍのスリット形状とした。一方、入口５の形状については、まず出口４を長手方向に１０等分し、出口４の長手方向両端を含めて１〜１１の番号付けすると、各番号の位置における入口５の幅Ｗと、その地点における絞り部の深さＤについては表１に記すような値となっている。なお、入口５の形状は、出口４の両端においてそれぞれ長さ方向にも出口４を広げた形状とされている。
具体的には、Ｎｏ.１の位置では、長さ方向に約４．４ｍｍ広げられ、Ｎｏ.１１の位置では、長さ方向に約３．１ｍｍ広げられている。
【００３７】
【表１】
2009018469.tif 000003
【００３８】
上記押出ダイス１を用い、押出装置から未加硫ゴムを押出したときに図１（ｂ）に示す４Ａ〜４Ｊの部分における未加硫ゴムの吐出量（ｇ／ｍｉｎ）を測定した。その結果を表２に記す。
【００３９】
【表２】
2009018469.tif 000004
【００４０】
その結果、表２に示すように、出口４の４Ａ〜４Ｊの位置においては、４Ａから順に未加硫ゴムの吐出量が少なくなっていることが確認された。このように、絞り部６の大きさ（入口５の広さ及び深さ）を調整することによって、テープ幅方向に曲がった未加硫ゴムテープ８を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明にかかる押出ダイスを示す図であり、図１（ａ）は押出ダイスの背面図を、図１（ｂ）は押出ダイスの断面図を示す。
【図２】図１の押出ダイスを押出装置に取り付けた状態を示す斜視図
【図３】図２の押出装置の平面図
【図４】図２の押出装置から押出した未加硫ゴムテープをマンドレルに巻きつけた状態を示す概略図
【符号の説明】
【００４２】
１        押出ダイス
３        押出孔
４        出口
５        入口
５ａ      入口一端部
５ｂ      入口他端部
６        絞り部
７        ノズル部
８        未加硫ゴムテープ
９        押出ヘッド
１０        マンドレル
１１        未加硫ゴム層
Ｗ        入口幅
Ｄ        絞り部深さ
α        傾斜角度
【図１】
2009018469.tif 000005
【図２】
2009018469.tif 000006
【図３】
2009018469.tif 000007
【図４】
2009018469.tif 000008