JP2007160698A - コードのゴム被覆ヘッド及びゴム被覆装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コードへのゴム付着量の変動を抑制し、配列した各コード間で均一にゴムを付着させることが可能なコードのゴム被覆ヘッド及びコードのゴム装置を提供する。
【解決手段】押出機４からゴム組成物を取り入れるゴム取入口８と、複数のコード２にゴム組成物を被覆してそれぞれゴム被覆コード６として送り出す複数のダイス孔５とを備えたゴム被覆ヘッド１において、複数のダイス孔５は、各ダイス孔５の軸方向がゴム取入口８からのゴム供給方向Ａに対して直交し、かつそれぞれのダイス孔５がゴム供給方向Ａの上流側から下流側に沿って配列するように形成され、配列した複数のダイス孔５がゴム供給方向Ａに沿って複数個ずつに区分され、ゴム供給方向Ａ下流側の区分ほどダイス孔径Ｄが大きくなるような構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ゴム製品を補強するために用いられるゴム被覆コードの製造するのに用いられるコードのゴム被覆ヘッド及びコードのゴム被覆装置に関するものである。

従来、ゴム被覆コードを得る方法として、特許文献１に示すように、押出機の出口側に接続されたゴム被覆ヘッド内にコードを通過させてゴム被覆したコードを送り出す押出し方式のゴム被覆装置が知られている。押出し方式以外のゴム被覆装置としては、特許文献２に示すように、カレンダーロールを使用してコードにゴムを被覆するカレンダー方式のゴム被覆装置も知られている。

上述した２種類のゴム被覆装置を比較すると、特許文献１に記載された押出し方式の装置の方が、カレンダー方式の装置に比べて押出し圧力が高く、コードへのゴムの含浸性に優れ、その結果、耐久性に優れたゴム被覆コードを得ることができるという利点を有している。
特開２００５―２４６７３６号公報 特開２００４−０９０５８９号公報

しかしながら、特許文献１記載の装置では、ゴム被覆コードを送り出すダイス孔の軸方向が押出機からのゴム供給方向に対して直交する方向とされ、かつダイス孔がゴム供給方向上流側から下流側に沿って配列されているため、ゴム供給方向の上流側と下流側とではダイス孔にかかる圧力が変化する。これにより、コードに被覆されるゴムの量がゴム供給方向上流側で多くなる一方、下流側では少なくなり、得られるゴム被覆コードの厚みが変化するおそれが生じていた。

上記のように、複数本が配列した状態で引き出されたゴム被覆コードは、耐圧ゴムチューブ等のゴム被覆製品の表面に螺旋状に巻き付けられ、ゴムチューブの補強層を形成するために使用されることがある。

このとき、配列した各コード間で不均一にゴムが被覆されたゴム被覆コードをゴム製品の補強材として使用した場合には、ゴム製品使用時に圧力保持に変動が起き、製品の早期破損に繋がるおそれがあった。

そこで、本発明では、上記に鑑み、コードへのゴム付着量の変動を抑制し、配列した各コード間で均一にゴムを付着させることが可能なコードのゴム被覆ヘッド及びコードのゴム被覆装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明では、押出機からゴム組成物を取り入れるゴム取入口と、複数のコードに前記ゴム組成物を被覆してそれぞれゴム被覆コードとして送り出す複数のダイス孔とを備えたゴム被覆ヘッドにおいて、ダイス孔は、その形成位置が前記ゴム取入口から遠くなるほど、孔径が大きくなるように形成されたことを特徴とする。

上記構成によれば、ダイス孔の孔径を、ゴム取入口からの距離に応じて調整することにより、各ダイス孔から送り出されるコードに付着するゴム量を均一にすることが可能となる。
ここで、ゴム取入口に対するダイス孔の位置と、ダイス孔からのゴム流量との関係について説明する。押出機から近い位置に形成されたダイス孔Ｄ1にかかる圧力（水頭圧）をｈ1とし、押出機から遠い位置に形成されたダイス孔Ｄ2にかかる圧力（水頭圧）をｈ2とすると、ゴム取入口から離れるほどゴム圧力が低下するため、ｈ1＞ｈ2となる。

各ダイス孔におけるゴム流速Ｕは、ベルヌーイの定理より、Ｕ＝（２ｇｈ）^1/2であらわされる。ゴムの流量Ｑは、ダイス断面積をＡで一定とするとＱ＝ＵＡとなる。すなわち、ダイス孔Ｄ1から流出するゴム流量Ｑ1は、Ｑ1＝Ａ×（２ｇｈ1）^1/2となり、ダイス孔Ｄ2から流出するゴム流量Ｑ2＝Ａ×（２ｇｈ2）^1/2よりも大きくなる。

上記Ｑ1とＱ2とを等しくするには、ダイス孔Ｄ2のダイス断面積をＡ2とすると、
Ａ×（２ｇｈ1）^1/2＝Ａ2×（２ｇｈ2）^1/2
∴Ａ2＝Ａ×（ｈ1／ｈ2）^1/2
となる。ここで、ｈ1＞ｈ2であることから、Ａ2＞Ａとなる。すなわち、ダイス孔Ｄ2の孔径をダイス孔Ｄ1の孔径よりも大きくすることでＱ1及びＱ2のゴム流量を揃えることが可能となる。なお、上記ゴム流速Ｕの関係式は、厳密にはニュートン流体に適用されるものであって、ゴム組成物のようなビンガム流体では誤差が大きくなるが、各ダイス孔におけるゴム流速を相対的に比較することは可能である。

ゴム被覆ヘッドにおける複数のダイス孔の配置については、具体的に、各ダイス孔の軸方向が前記ゴム取入口からのゴム供給方向に対して直交し、かつそれぞれのダイス孔がゴム供給方向上流側から下流側に沿って配列するように形成し、ゴム供給方向下流側になるほどダイス孔径が大きくなるように形成することができる。

ダイス孔をゴム供給方向上流側から下流側に沿って配列するとは、具体的に、ダイス孔を一定間隔で直線上に一列に並べることができるほか、千鳥状の二列に並べることも可能である。

ゴム被覆ヘッドにダイス孔が多数配列形成される場合、各ダイス孔は、孔径を連続的に少しずつ変化するように形成してもよいが、隣接するダイス孔では孔径の差異はごくわずかであり、ダイス孔ごとに孔径を変化させるのも手間がかかる。

そこで、本発明では、複数のダイス孔の配置について、各ダイス孔の軸方向が前記ゴム取入口からのゴム供給方向に対して直交し、かつそれぞれのダイス孔がゴム供給方向上流側から下流側に沿って配列するように形成し、配列した複数のダイス孔をゴム供給方向に沿って複数個ずつに区分し、ゴム供給方向下流側の区分ほどダイス孔径が大きくなるように形成するようにした。このように、ダイス孔径を複数個ずつ段階的に変化させることにより、ダイス孔を容易に形成することが可能となる。

以上説明したコードのゴム被覆ヘッドを用い、さらにゴム被覆ヘッドにゴム組成物を供給する押出機と、ゴム被覆ヘッドからゴム被覆コードを引き取る引取ローラとからコードのゴム被覆装置を構成すれば、ゴムが均一に付着したコードを複数配列した状態で得ることができる。

本発明では、ダイス孔の形成位置がゴム取入口から遠くなるほど、ダイス孔径が大きくなるように形成したため、各ダイス孔から送り出されるコードに付着するゴム量を均一にすることが可能となる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係るコードのゴム被覆ヘッドを用いた押出し方式のコードのゴム被覆装置を示す概略図である。このゴム被覆装置は、ゴム被覆ヘッド１と、ゴム被覆ヘッド１にコード２を供給するコード供給部３と、ゴム組成物を加熱混練しながら押し出してゴム被覆ヘッド１に供給する押出機４と、ゴム被覆ヘッド１に形成された複数のダイス孔５からゴム被覆コード６を引き出す引取ローラ７とを備えている。

コード供給部３では、図示しない複数のボビンからそれぞれ引き出されたコード２を配列した状態でゴム被覆ヘッド１に供給するようになっている。ゴム被覆ヘッド１には、ゴム組成物を取り入れるゴム取入口８が形成されている。ゴム被覆ヘッド１は、押出機４の出口側に接続されており、ゴム取入口８を介して押出機３から供給されたゴム組成物をダイス孔５から押し出すようになっている。

また、ゴム被覆ヘッド１は、コード供給部３から導入した配列状態の複数のコード２をゴム組成物に通過させてダイス孔５から送り出すようになっており、これにより、コード２にゴムを被覆する構造とされている。コード２の種類は特に制限はなく、ナイロンやポリエステル、レーヨン、アラミド、スチール等からなるコードを用いることができる。その中でも特に、撚り線構造のスチールコードのようにゴム含浸性が低いコードを用いれば、ゴムの付着量が均一でコード内部までゴムが含浸したゴム被覆コードを得ることが可能となる。

図２は、ゴム被覆ヘッド３の正面図である。ゴム被覆ヘッド１には、前述のごとく、ゴム取入口８と複数のダイス孔５とが形成されており、両者の間にはゴム流路９が形成されている。すなわち、押出機４からゴム被覆ヘッド１に供給されたゴム組成物は、ゴム取入口８から取り入れられ、ゴム流路９を通って、ダイス孔５から押し出される。なお、ゴム流路は、ゴム被覆ヘッド１の先端に行くほど狭くなるようにテーパ状に形成されており、これによってゴム供給方向Ａの下流側におけるゴム圧力の低下をできるだけ抑制するようになっている。

ゴム被覆ヘッド１におけるダイス孔５の形成位置は、ゴム取入口８からゴム流路９内を流れるゴム組成物の方向、すなわち、ゴム供給方向Ａに対してダイス孔５の軸方向が直交するように形成されており、さらにダイス孔５はゴム供給方向Ａの上流側から下流側に沿って千鳥状の二列に配列形成されている。なお、ゴム被覆ヘッド１におけるダイス孔５の数は特に制限はないが、配列したダイス孔５の上流側と下流側とで明らかな圧力差を生じるという観点からいえば、使用するコード２の本数が１００本を超えるような場合に特に効果が大きくなる。

コード供給部３からゴム被覆ヘッド１内に導入されたコード２は、ダイス孔５の軸方向に沿ってゴム被覆ヘッド１内のゴム流路９を横切るように通過する。すなわち、コード２の通過方向は、ゴム供給方向Ａに対して直交する方向とされている。

ゴム被覆ヘッド１に複数配列形成されたダイス孔５は、ゴム供給方向Ａに沿って５つの区分１０ａ〜１０ｅに区分けされ、各区分１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ及び１０ｅのダイス孔の孔径はそれぞれｄ１、ｄ２、ｄ３、ｄ４及びｄ５に形成されている。

各区分におけるダイス孔径の関係は、ゴム供給方向上流側から下流側になるほどダイス孔径が大きくなるように、すなわち、ｄ１＜ｄ２＜ｄ３＜ｄ４＜ｄ５になるように設定されている。このように、ダイス孔５にかかる圧力が高いゴム供給方向Ａの上流側の区分のダイス孔径を小さくし、ダイス孔５にかかる圧力が低くなるゴム供給方向Ａの下流側の区分のダイス孔径を小さくすることによって、コード２に付着するゴム量を均一に揃えることが可能となる。

以上のようにして得られたゴム被覆コード６は、複数が配列した状態のままゴム被覆製品の表面に巻きつけて使用することができる。また、得られたゴム被覆コード６をいったん保管しておくことも可能である。

この場合には、配列した状態の複数のゴム被覆コード６を互いに接着させて一体化することにより、コード入りゴムテープとして巻取ローラ等に巻き取っておけばよい。

ゴム被覆コードを一体化するには、ゴム被覆コードの互いの間隔が小さいときには、互いに接着して一体化してテープ状とすることができる。また、引取ローラ７でゴム被覆コード６を挟みこんで引き出す際に、引取ローラ７の押圧力により、ゴム被覆コードを互いに接着させてテープ状にすることもできる。また、引取ローラ７とは別に、ゴム被覆コード６を押圧してテープ状にする押圧ローラを使用することも可能である。

本発明に係るコードのゴム被覆装置を示す概略図 図１におけるゴム被覆ヘッドの正面図

符号の説明

１ ゴム被覆ヘッド
２ コード
３ コード供給部
４ 押出機
５ ダイス孔
６ ゴム被覆コード
７ 引取ローラ
８ ゴム取入口
９ ゴム流路
Ａ ゴム供給方向

Claims (4)

1. 押出機からゴム組成物を取り入れるゴム取入口と、複数のコードに前記ゴム組成物を被覆してそれぞれゴム被覆コードとして送り出す複数のダイス孔とを備えたゴム被覆ヘッドにおいて、前記ダイス孔は、その形成位置が前記ゴム取入口から遠くなるほど、孔径が大きくなるように形成されたことを特徴とするコードのゴム被覆ヘッド。
2. 前記複数のダイス孔は、各ダイス孔の軸方向が前記ゴム取入口からのゴム供給方向に対して直交し、かつそれぞれのダイス孔がゴム供給方向上流側から下流側に沿って配列するように形成され、ゴム供給方向下流側になるほどダイス孔径が大きくなるように形成されたことを特徴とする請求項１記載のコードのゴム被覆ヘッド。
3. 前記複数のダイス孔が、各ダイス孔の軸方向が前記ゴム取入口からのゴム供給方向に対して直交し、かつそれぞれのダイス孔がゴム供給方向上流側から下流側に沿って配列するように形成され、配列した複数のダイス孔がゴム供給方向に沿って複数個ずつに区分され、ゴム供給方向下流側の区分ほどダイス孔径が大きくなるように形成されたことを特徴とする請求項１記載のコードのゴム被覆ヘッド。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載のゴム被覆ヘッドと、該ゴム被覆ヘッドにゴム組成物を供給する押出機と、前記ゴム被覆ヘッドからゴム被覆コードを引き取る引取ローラとを備えたことを特徴とするコードのゴム被覆装置。
   

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