JP2006111014A - 押出機ヘッド用二重流路 - Google Patents

Abstract

【課題】押出機から押し出された材料を、均等な質量および速度の分布でダイへ導く。
【解決手段】材料から所定の断面輪郭の２つ以上のエラストマストリップを同時に形成する。材料は、押出機から入口の流路１０内に受け入れられ、そこで、斜めになった２つの流路４０，５０に分けられる。この材料は移行部分８０を通過して、そこで真っ直ぐにされ、かつ材料の質量中心が、下流の排出路９０内に配置された分流部１００の中心線に揃うように移動させられる。その後に、材料は予備成形物およびダイ６０内に排出される。
【選択図】図１

Description

本発明は、押出機ヘッドを通過するエラストマ材料の流れを方向付ける装置に関する。

合成樹脂またはエラストマなどの材料のストリップを押出成形する技術において、加熱された筒と、可塑化すべき材料にせん断エネルギーを付与するスクリューとを有する押出機を用いることが周知である。材料が加熱された時に、その材料は、材料を押出機ヘッド内に射出するスクリュー先端部において、固体のペレットまたはストリップの形態から、可塑化された材料のストリップに概ね変わる。この押出機ヘッドは、一般に、可塑化された材料を、押出機を通して出口へ、または材料を適切な所定の断面輪郭に形成する排出ダイへ導く、直線的な流れの経路を含む単一の流路を有している。

タイヤトレッドを押出成形する単一の流路を用いることは、ゴム業界において一般に実施されていることである。サイドウォールや、くさび部や、チェイファーや、フィラーや、エイペックスなどの構成部材を押出成形するために、多数のキャビティでの押出成形を用いることが実現されている。しかしながら、今日のタイヤトレッドに要求される均等で正確な押出成形物を作るのは非常に難しかったため、トレッドのために押出成形を多数回用いることは、より実現しにくかった。ゴムの流れを、斜めになった２つの流路に分けることは、ダイ全体にわたって質量と速度の不均一を生じるという欠点を有する。この作用は、例えばタイヤトレッドを用意する際に、トレッドを未硫化のタイヤに貼り付け可能な精度が低下し、成形されたタイヤの非対称性、いわゆるコニシティ（conicity）が生じることがあるので、製造されたタイヤの品質に悪影響を及ぼすことがある。このために、ほとんどの製造者は、単一のキャビティのトレッド押出成形システムを使用している。

本発明は、第１の態様において、材料から所定の断面輪郭の２つ以上のエラストマストリップを同時に形成する押出機ヘッドであって、材料を受け入れる入口と、流れの入口と連通する第１および第２の流路を含み、各流路は、平らな複数の側壁と中心線を有している移行部分を含む、押出機ヘッドを提供する。移行領域の中心線は、その移行領域に接続されている排出路内で中心合わせされている分流部からずれている。

本発明は、第２の態様において、材料から所定の断面輪郭の２つ以上のエラストマストリップを同時に形成する方法であって、押出機から流路内へ材料を入れるステップと、材料を前記流路から、斜めになった第１および第２の流路に分けるステップと、流れを第１および第２の流路の移行領域内において真っ直ぐにするステップと、材料の質量中心を、排出路内に配置された分流部の中心に揃えるように移動させ、各排出路からダイ内へ材料を排出するステップとを含む方法を提供する。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１と２を参照すると、（一部が示されている）押出機が、押出機筒３内に入れられている押出機スクリュー先端部４を備えている押出機スクリュー２を有している。押出機ヘッド５が押出機筒３に取り付けられている。押出機ヘッド５は、合成樹脂、またはゴムなどのエラストマ材料を受け入れる流路１０を有している。流路１０は、下流にて、流れを予め形成する２つの流路４０，５０に分けられている。各流路４０，５０は、可塑化された材料を、製造すべきエラストマストリップの輪郭を形成するダイを通して排出する出口端を有している。このダイは一般にプロフィルダイ（profile die）６０と呼ばれる。

材料が押出機筒３から流れてきて流路１０の入口に入った後に、質量の流れは２つの流路４０，５０に分けられる。各流路４０，５０は、３０度〜６０度の範囲内に、そして好ましくは約５０度の角度Φに向けられている。材料が、斜めになった流路４０，５０を流れ下る時に、材料は、外側壁７２に沿う部分よりも内側壁７０に沿う部分が、より速く進む。さらに、材料の質量の多くは、内側壁７０に沿って集中する。こうして、斜めになった流路４０，５０は、より速く流れる質量が内側壁７０に沿ってより集中する、質量と速度の不均一な分布を生じさせることになる。

この流れの不均一を相殺するために、移行部分８０が流れの排出部分９０の前に付け加えられている。移行部分８０は、移行領域に入る部分と移行領域から出る部分が湾曲している内側と外側の側壁８２，８４を含んでいる。移行部分８０は長さＬと幅Ｗを有している。幅Ｗは長さと概ね等しく、均等な質量輪郭（uniform mass profile）になるように流れを安定させる大きさの、十分な長さＬを有しているのが好ましい。したがって、移行領域内の流れは、入口での流れと排出部での流れに平行である。

移行領域に入る材料の、不釣り合いに大きい量の質量は内側壁８２に近接しているため、移行部分８０は、流れの質量の中心が、下流にある分流部１００に一直線になるように中心合わせされるように、質量を外側壁８４に向けて移動させる働きをする。移行部分８０は、流れの排出路の中心線から外側壁８４に向かって僅かにずれた中心線を有している。この移行部分８０の中心線のずれの作用は、流れの質量を外側壁８４に向けて移動させ、それによって、より均等な分布にすることである。移行部分８０の中心線のずれ量は、選択された個々の材料の流れの特性によって左右される。一般に、ゴムの場合には、そのずれは１ｍｍから約６ｍｍまでの範囲内であってよい。

流れは、移行領域を出た後に流れの排出路９０に入る。広い前縁部１０２を有する翼状に形成されているのが好ましい分流部１００は、流れの排出路９０の各々に中心合わせされている。各分流部１００は、その中心線を中心として対称な構造であることが好ましい。分流部１００は、材料を、ダイ６０内に流れる前に所望の幅に広げる働きをする。

材料の流れの上流側で押出機に、流路の流れの下流側でプロフィルダイにそれぞれ接続されている押出機の流路の平面図である。 図１の２−２線で切断した断面図である。

符号の説明

２ 押出機スクリュー
３ 押出機筒
４ 押出機スクリュー先端部
５ 押出機ヘッド
１０，４０，５０ 流路
６０ プロフィルダイ
７０，８２ 内側壁
７２，８４ 外側壁
８０ 移行部分
９０ 排出路
１００ 分流部
１０２ 前縁部
Ｌ 長さ
Ｗ 幅

Claims (3)

1. 材料から所定の断面輪郭の２つ以上のエラストマストリップを同時に形成する押出機ヘッドであって、
   前記材料を受け入れる入口と、
   流れの前記入口の端部と連通する第１および第２の流路であって、各々が平らな複数の側壁と中心線を有している移行部分を含む第１および第２の流路と、
   前記第１および第２の流路と流体で連通している第１および第２の排出路であって、各々がその内部で中心合わせされた分流部を有している、第１および第２の排出路と、
   を含み、
   前記移行部分の前記中心線は前記分流部の中心線からずれている、
   押出機ヘッド。
2. 材料から所定の断面輪郭の２つ以上のエラストマストリップを同時に形成する方法であって、
   押出機から流路内へ前記材料を入れるステップと、
   前記材料を前記流路から、斜めになった第１および第２の流路に分けるステップと、
   前記流れを前記第１および第２の流路の移行領域内において真っ直ぐにするステップと、
   前記材料の質量中心を、排出路内に配置された分流部の中心に揃えるように移動させ、前記各排出路からダイ内へ前記材料を排出するステップと
   を含む、エラストマストリップの形成方法。
3. 材料から所定の断面輪郭の２つ以上のエラストマストリップを同時に形成する押出機ヘッドであって、
   前記材料を受け入れる入口と、
   各々が移行部分を有し、流れの前記入口の端部と連通する第１および第２の流路と、
   前記第１および第２の流路と流体で連通している第１および第２の排出路と、
   を含み、
   前記移行部分での流れと前記排出路での流れと前記入口での流れが概ね平行である、
   押出機ヘッド。

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