JP2006187879A - 長尺ゴム製品連続加硫法 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、ゴム被覆電線、ゴムホ−ス、ゴムホ−ス製造用のマンドレル等の長尺ゴム製品の連続加硫法に係るものであり、押出機から直接加硫缶内に押し出し、盆巻き作業なしで直接加硫する方法にかかるものである。このため、盆巻き作業に伴う欠点を解消し、大きな加硫缶も必要がなく、長尺加硫ゴムが得られることとなった。
【解決手段】未加硫ゴム押出手段と、未加硫ゴムの加硫手段と、加硫ゴムの巻取手段と、からなり、加硫手段はほぼ水平方向に配置され、未加硫ゴムの中央に抗張体を挿入し、当該抗張体に張力を掛けた状態で加硫し、その後、加硫ゴムを巻取る製品連続加硫法。１‥ゴム押出機、１ａ‥スクリュ−、１ｂ‥ダイス、２‥加硫パイプ、４‥巻取装置、４ａ‥巻取機、４ｂ‥巻取ドラム、２０‥芯ワイヤ−、２１‥未加硫ゴム、２２‥被覆ゴム。
【選択図】図２

Description

本発明は、ゴム被覆電線、ゴムホ−ス、ゴムホ−ス製造用のマンドレル等の長尺ゴム製品の連続加硫法に係るものである。

以下、長尺ゴム製品としてゴムホ−スを例にとって説明する。さて、長尺のゴムホ−スを加硫する場合は ゴム押出機等により未加硫ゴムホ−スを押出し、それを一旦、金属製の盆等の上に渦巻き状の蚊取り線香状に巻き取った上で、この盆ごと大型の加硫缶にいれ、蒸気又は温水により加硫するという方式が一般的であった。

尚、近年まで行われていた方法として、押出機から未加硫ゴムホ−スを押出した直後に外被として溶けた鉛等をかぶせて被覆し、そのまま冷却させて外被の鉛等を固まらせたあとドラム等に巻き取りドラムごと加硫缶にいれてゴムを加硫させ、加硫完了後、鉛を剥いでゴムホ−スを取出す方法等もあったが、これは鉛の使用に健康上の問題が指摘され、現在では殆ど実施されていない技術となった。

主として実施されている前者について言えば、以下のような問題を有している。
ａ：盆に巻き取る作業は人手による作業であり、生ゴム（未加硫ゴム）を扱うため、作業性が悪い。
ｂ：盆ごと加硫缶に入れるので、低温から順次加熱していくため加硫時間が長時間となる。又、盆ごと加硫缶内に入れるため、大型（例えば、直径２ｍ、高さ２ｍ）となるので、初期設備投資がかさむ。更に、加硫缶に蒸気を供給するために比較的大型のボイラーが必要となる。
ｃ：生ゴムが盆の上で互いに接触すると、加硫後分離困難となるので、離型材を表面に塗布しておく必要があるが、この離型材は公害を引き起こす危険性があるので、加硫済後の洗浄廃液は廃液処理を行わないと工場外へ出せない。このため高価で大型の廃液処理設備が必要であり、その運転費用も発生する。
ｄ：加硫済の製品は盆から巻きだす必要があり、これも大変な人手作業となる。
ｅ：品質面から言えば、生ゴムを一度盆の上に置くことになるのでゴムホ−スの形状が崩れることがある。特に真円度を要求されるホース生産用のマンドレル等においては自重にて盆との接触部が変形し、真円度の高いマンドレルを作ることは困難であった。

本発明は、ゴム被覆電線、ゴムホ−ス、ゴムホ−ス製造用のマンドレル等の長尺ゴム製品の連続加硫法に係るものであり、押出機から直接加硫缶内に押し出し、上記のような盆巻き作業なしで直接加硫する方法にかかるものである。

本発明の第１は、長尺未加硫ゴム押出手段と、長尺未加硫ゴムの加硫手段と、長尺加硫ゴムの巻取手段と、からなり、前記加硫手段はほぼ水平方向に配置され、長尺未加硫ゴムの中央に抗張体を挿入し、当該抗張体に張力を掛けた状態で長尺未加硫ゴムを加硫し、その後、当該長尺加硫ゴムを巻取ることを特徴とする長尺ゴム製品連続加硫法である。

そして、長尺未加硫ゴムの加硫手段の後に、水封手段を備えた加硫法であり、更には、加硫中の長尺未加硫ゴムの撓みを測定する手段と、撓み分だけ抗張体に張力を加える手段を備えた加硫法である。特に、加硫手段において、水蒸気又は熱水にて加硫する方法である。

本発明の第２は、長尺未加硫ゴム押出手段と、長尺未加硫ゴムの加硫手段と、長尺加硫ゴムの巻取手段と、からなり、押出手段により垂直上方にゴムを押出し、かつ、加硫手段は垂直に配置され、長尺未加硫ゴムは垂直状態で加硫され、その後、当該長尺加硫ゴムを巻取ることを特徴とする長尺ゴム製品連続加硫法である。

そして、長尺未加硫ゴムの加硫手段の後に、水封手段を備えた加硫法であり、特に、加硫手段において、水蒸気又は熱水にて加硫する方法である。

本発明にあって、いずれの製法にあっても従来のような盆巻き作業をなくして直接加硫することができるものであって、盆に巻き取る作業に伴う欠点を解消し、大きな加硫缶も必要がなく、優れた長尺加硫ゴム（例えば長尺のゴムホ−ス）が得られることとなったものである。

本発明において、ゴム押出手段（ゴム押出機）から、加硫手段（加硫パイプ）の中に未加硫ゴム（ゴムホ−ス）を押出し、このパイプ内で直接加硫を行うもので、加硫パイプ内の未加硫ゴムホ−スは通常は加熱された蒸気によって連続加硫されるものであり、このため、加硫パイプのゴムの入り口側はゴム押出機からのゴムの圧力により蒸気をシールすることができ、出口側には通常は水ポンプより圧送する水（冷水又は温水）の圧力をもって水封シ−ルを行うものである。勿論、この水封は一般のパッキンもしくはラビリンスパッキン等でも代えることができるものである。

第１発明にあっては、加硫パイプを水平方向に設置したものであり、内部に押し出された未加硫のゴムホ−スはこれだけでは水平方向の姿勢を維持できない。このため、未加硫ゴムホ−ス中に抗張体（ワイヤ−）を差し込み、これを左右より引っ張って水平方向を維持することとしたものである。勿論、加硫パイプが長いほど水平が維持されなくなるものであり、中央部位が撓むことになる。このため、撓み分を測定する手段（撓み検出器）を備えて撓みを測定し、この分だけワイヤ−に掛ける張力を増加させる（ゴムホ−スの巻き取り力を変化させる）ことによってゴムホ−スの水平をできるだけ維持する手段を備えるのがよい。

図１は第１発明の概念図であり、１はゴム押出手段としてのゴム押出機、２は加硫手段としての加硫パイプ、３は水封手段としての水封装置である。尚、巻取手段は省略してある。２０はワイヤ−であり、押出された未加硫ゴムの中心に挿入されたものであり、この状態で左右に張力が加えられつつ未加硫ゴムが加硫されることになる。

第２発明にあっては、加硫パイプを垂直方向に設置したものであり、このため、ゴムホ−スにおける撓みはなくなるという特徴がある。第２発明の概念図は示さないが、図１における加硫パイプが垂直に立っており、パイプの下側よりゴム押出機よりゴムが押出され、パイプの上部に水封装置が備えられるものである。

加硫時間に関しては、加硫パイプの長さ、加硫温度、加硫時間からゴム押出機から製品を引き取る速度を算出し、一定速度で製品を引き出して長尺製品を得ることが可能となるものである。

以上、本発明をゴムホ−スを中心に説明してきたが、これに限られないことは勿論であり、この他にも例えば、ゴム被覆電線、ゴムホ−ス製造用のマンドレル、自動車用ワイパ−ブレ−ド等の長尺ゴム製品に適用されるものである。ゴム被覆電線は第１発明によって得られるのがよく、この場合には挿入されたワイヤ−がそのまま電線とすることが可能である。

（実施例・１）
図２に示したものは、第１発明の具体例を示すものであり、ゴムホ−ス製造用のマンドレルを製造するための図である。符号１はゴム押出手段としてのゴム押出機、２は加硫手段としての加硫パイプ、３は水封手段としての水封装置、４は巻取手段としての巻取装置である。芯ワイヤ−２０はゴム押出機１、加硫パイプ２、水封装置３を夫々貫通して配置され、巻取装置４をもって巻取られる構造となっている。

この例では押出機１から加硫用のパイプ２の中にゴムを押出し、パイプ２内で直接加硫を行うものである。加硫パイプ２の入り口側はゴム押出機１からのゴム圧力により蒸気をシールし、出口側には図示しない水ポンプより圧送する水の圧力をもってシ−ルする水封装置３が備えられている。図例ではゴムの中心部に芯ワイヤ−２０が入るため、テンション装置により張力を与え、製品が弛まないようにして加硫を行うものである。

図に基づいて更に詳細に説明すると、ゴム押出機１にはスクリュ−１ａによって未加硫ゴム２１が供給され、これが芯ワイヤ−２０の周囲を囲う被覆ゴム２２としてダイス１ｂから押し出される。

次に、加硫パイプ２内にて高温の蒸気又は熱水（この例では蒸気を用いた）によって加硫される。図中、２ａは蒸気の供給口であり、２ｂはドレンへの排出口である。

そして、水封装置３は加硫パイプ２内の蒸気のシ−ルを行うものであり、中空の部屋３ａ内に供給口３ｂより高圧の水を送り込み水圧を維持する。尚、水封装置３の側壁３ｃはゴムパッキン、Ｏ−リング等にてシ−ルされ、部屋３ａ内の水が漏れるのを防止するものである。加硫されたゴム２１ａはこの部屋３ａの壁３ｃを貫通して通過し、巻取装置４側に移動するものである。尚、ゴム押出機１と加硫パイプ２間も蒸気が漏れることがあってはならないが、この位置におけるゴム２１は未加硫ゴム２１自体によってシ−ルできるので特には対処していない。

水封装置３を更に述べれば、部屋３ａを設けることによって加硫パイプ２内の蒸気が外部へ直接漏れるのを防止する。勿論、かかる蒸気をパッキン等のシ−ルだけで封止することも可能であるが、パッキンシ−ルの破損等の一気の蒸気の噴出を防ぐため、水にてシ−ルする構造としたものである。即ち、仮に加硫パイプ２と水封装置３間のシ−ルが仮に破損しても、蒸気が水の中に多少入るだけなので災害発生の恐れが極めて少なくなるという効果もある。尚、部屋２ａ内の水の圧力は加硫パイプ２内の蒸気の圧力よりも低いので加硫パイプ２の蒸気室に水が侵入することはない。

巻取装置４は巻取機４ａとこれに連結して巻取ドラム４ｂが備えられており、巻取機４ａにて芯ワイヤ−２０の張力を調整し、かつ、製品を巻き上げるもので、最終工程にてドラム４ｂに巻き上げられることになる。

さて、加硫パイプ２の中央部でゴム２１が撓んでくる。この撓み量を調整しないで加硫が終了すると製品に歪みが生じることとなり好ましくない。従って、この撓み量を測定する手段として撓み量測定装置５が備えられている。即ち、撓み量測定装置５の例として加硫パイプ２の中央部に耐熱・耐圧ガラスによって覗き窓（図示せず）が備えられ、ここから内部のゴム２１を目視可能とし、ここより光学センサ−（レ−ザ−式撓み検出機：図示せず）をもって撓み量を測定する。そして、この測定された撓み量を巻取機４に伝え、芯ワイヤ−２０に加える張力を調整し、製品に撓みの影響を極力抑えるものである。

この例は、前記したようにゴムホ−ス製造用のマンドレルを製造する例であり、通常のマンドレル径、芯ワイヤ−径のものがいずれも製造可能である。従って、加硫パイプ２の長さ、この通過時間はいずれも製造するマンドレルの径や加硫温度等によって任意に選択できる。

（実施例・２）
図３に示したものは、第２発明の具体例を示すものであり、ゴムホ−スを製造するための図である。図示する通り、図２のゴム押出機１、加硫用パイプ２、水封装置３が下側から順に連なった例であり、前例における芯ワイヤ−が存在しないゴム製品（ゴムホ−ス）における製造に供せられるものである。

芯ワイヤ−が存在しないゴム製品を図２の製法によって得ようとすれば、加硫パイプ内で撓んでしまい完全な加硫ができなくなるところ、この図３に示した方法によれば、ゴム押出機１より押出されたゴム２１は垂直方向に巻き上げることによって撓むことなく加硫工程が完全に行われることとなる。

尚、巻取装置は特に図示はしないが、図２にて示したものが使用可能であり、上方へ巻き上げる際、加硫パイプ内の上部のゴム製品２１は加硫が進んでいるので引張強度もあり、製品として不良となることはない。尚、第２発明にあっても芯ワイヤ−入りのゴム製品を製造することができることは言うまでもない。

（比較例）
一方、図示はしないが、加硫パイプ２をゴム押出機１の下方へ設置した場合は、未加硫ゴム２１の自重が押出したばかりで強度の無い自身の未加硫のゴム部に掛かり、ゴム製品が伸ばされる危険性が発生するので実用的ではない。

本発明の方法によれば、従来の製法の欠点をほぼ解消したものであり、用途としてゴムホース製造用のマンドレル、ゴムホース、ゴム被覆電線、自動車用ワイパープレードゴム等長尺ゴム製品への応用が可能である。

図１は第１発明の概念図である。 図２は第１発明の具体例を示す図である。 図３は第２発明の具体例を示す図である。

符号の説明

１‥ゴム押出機、
１ａ‥スクリュ−、
１ｂ‥ダイス、
２‥加硫パイプ、
２ａ‥蒸気供給口、
２ｂ‥排出口、
３‥水封装置、
３ａ‥中空の部屋、
３ｂ‥蒸気（熱水）供給口、
３ｃ‥側壁、
４‥巻取装置、
４ａ‥巻取機、
４ｂ‥巻取ドラム、
５‥撓み量測定装置、
２０‥芯ワイヤ−、
２１‥未加硫ゴム、
２２‥被覆ゴム。

Claims (7)

1. 長尺未加硫ゴム押出手段と、長尺未加硫ゴムの加硫手段と、長尺加硫ゴムの巻取手段と、からなり、前記加硫手段はほぼ水平方向に配置され、長尺未加硫ゴムの中央に抗張体を挿入し、当該抗張体に張力を掛けた状態で長尺未加硫ゴムを加硫し、その後、当該長尺加硫ゴムを巻取ることを特徴とする長尺ゴム製品連続加硫法。
2. 長尺未加硫ゴムの加硫手段の後に、水封手段を備えた請求項１記載の長尺ゴム製品連続加硫法。
3. 加硫中の長尺未加硫ゴムの撓みを測定する手段と、撓み分だけ抗張体に張力を加える手段を備えた請求項１記載の長尺ゴム製品連続加硫法。
4. 加硫手段において、水蒸気又は熱水にて加硫する請求項１記載の長尺ゴム製品連続加硫法。
5. 長尺未加硫ゴム押出手段と、長尺未加硫ゴムの加硫手段と、長尺加硫ゴムの巻取手段と、からなり、押出手段により垂直上方にゴムを押出し、かつ、加硫手段は垂直に配置され、長尺未加硫ゴムは垂直状態で加硫され、その後、当該長尺加硫ゴムを巻取ることを特徴とする長尺ゴム製品連続加硫法。
6. 長尺未加硫ゴムの加硫手段の後に、水封手段を備えた請求項５記載の長尺ゴム製品連続加硫法。
7. 加硫手段において、水蒸気又は熱水にて加硫する請求項６記載の長尺ゴム製品連続加硫法。

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