JP2008049596A - 長尺ベルトの連続加硫方法およびその装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 熱盤からの熱を効率的に伝達することを可能にして、効果的な加硫により、加硫装置の短縮・小型化を実現して設備費を軽減し、加硫ベルト表面の平滑化も図れる長尺ベルトの連続加硫方法およびその装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 熱盤４、５により加圧される上下一対の金属製無端バンド２、３間にてゴムベルト１を連続加硫する長尺ベルトの連続加硫方法において、所定の加硫圧にて平板状の熱盤４、５を加圧してゴムベルト１を加硫した後、前記熱盤４、５への加圧力を減圧すると同時に金属製無端バンド２、３を駆動して前記ゴムベルト１を所定長さ送り、順次これを繰り返すことにより、平板状の熱盤４、５の採用によって効率的で均一な加圧および熱伝達が可能となり、全体の加硫時間の短縮、装置の小型化を実現し、加硫工程間でのゴムベルト１の送り時にもある程度の加圧力を保持してブリードアウト現象を抑制する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、熱盤により加圧される上下一対の金属製無端バンド間にてゴムベルトを連続加硫する長尺ベルトの連続加硫方法およびその装置に関する。

通常、コンベアベルト等のゴム製の長尺ベルトを加硫成形にて製造するには、平プレスに長尺の未加硫の生ベルトを断続的に送り込んで加硫成形を繰り返すバッチ加硫方式が主流であった。図５に従来のバッチ加硫方式の典型例を示す。未加硫の生ベルト２１を所定長（Ｌ）の上下の熱盤２４、２５の間に送り込み、加圧シリンダ２９を上昇させて上下の熱盤２４、２５にて未加硫の生ベルト２１を挟持・加圧して、生ベルト２１の所定長さＬを加熱加硫する。次いで、下熱盤２５を下方へ退避させて加硫済みベルトをオーバーラップ部分αを考慮して、Ｌ−αの長さを引き出し、また、未加硫ベルト部分を加圧して加熱加硫する、以下、順次これを繰り返してバッチ加硫を行う。

しかしながら、このような従来のバッチ加硫方式では、前述したように、１回毎の加硫と加硫との間の継ぎ目部分に加硫の不連続部分が発生するのを避けるために、オーバーラップ部分αを考慮して加硫している。このため、このオーバーラップ部分がオーバー加硫となることは避けられなかった。一般に、アンダー加硫よりは性能低下が少ないことからバッチ加硫におけるオーバー加硫は已むを得ないこととされてきた。また、通常、加硫の途中で加硫圧を減少させるとゴム中に気泡を発生するブリードアウト現象が生じることから、バッチ毎に加硫が完了するまで加硫圧を減少させることは禁物であり、全体として加硫が完了するまでに多大の時間を要していた。そこで、このような断続的な加硫に代わるものとして、金属製無端バンドを使用した連続加硫方式のものが提案された（例えば下記特許文献１参照）。
特開平５−３０１２９９号公報（公報段落００１４参照）。

図６を用いて前記特許文献１に開示されたコンベアベルトの連続製造方法を説明する。図示外の油圧シリダにより下熱盤３５に対して上熱盤３４が加圧されるように、これらの上下熱盤３４、３５がそれぞれ上下金属製無端バンド３２、３３の対向面の内周面に配設される。各熱盤３４、３５と金属製無端バンド３２、３３の内周面との間には多数のコロ３６が介設されて、金属製無端バンド３２、３３が回動する際の、熱盤と金属製無端バンドとの摩擦抵抗を減少させるように構成したものである。

ところが、多数のコロ３６を介して熱盤と金属製無端バンドの内周面とが点接触により接続されているため、熱盤からの熱が金属製無端バンドを介して加硫すべきベルト３１に充分に伝わらずに熱効率が劣り、そのため、金属製無端バンドを長尺とせねばならず加硫装置の大型化は避けられない上、点接触のコロを介した熱盤の加圧に起因して、加硫製品のゴムベルトの表面に波打ち現象を生じ、表面の平滑度に支障を来す虞れがあった。

そこで本発明は、このような従来の長尺ベルトの連続加硫方法における諸課題を解決し、熱盤からの熱を効率的に伝達することを可能にして、効果的な加硫により、加硫装置の短縮・小型化を実現して設備費を軽減し、加硫ベルト表面の平滑化も図れる長尺ベルトの連続加硫方法およびその装置を提供することを目的とする。

このため本発明は、熱盤により加圧される上下一対の金属製無端バンド間にてゴムベルトを連続加硫する長尺ベルトの連続加硫方法において、所定の加硫圧にて平板状の熱盤を加圧してゴムベルトを加硫した後、前記熱盤への加圧力を減圧すると同時に金属製無端バンドを駆動して前記ゴムベルトを所定長さ送り、順次これを繰り返すことを特徴とする。また本発明は、前記熱盤内に高熱の蒸気あるいは熱水を通すとともに、これらの蒸気あるいは熱水を前記金属製無端バンドの内周面に噴出させることを特徴とする。また本発明は、前記加硫圧が３〜４Ｍｐａ程度、減圧加圧力が０．５Ｍｐａ程度であることを特徴とする。また本発明は、平板状の熱盤により加圧される上下一対の金属製無端バンド間にてゴムベルトを連続加硫する長尺ベルトの連続加硫装置において、駆動ドラムおよび従動ドラム間に懸回される金属製無端バンドを上下に対向配設するとともに、これら一対の金属製無端バンドにおける対向面の内周面に、内部に蒸気あるいは熱水通路と金属製無端バンドの内周面に向かう吹出孔を多数形成した熱盤をそれぞれ配設したことを特徴とする。また本発明は、前記吹出孔を囲む熱盤の周囲に密封手段を配設したことを特徴とする。また本発明は、前記金属製無端バンドの厚さが０．５〜２．５ｍｍ、好適には１．２ｍｍとしたことを特徴とするもので、これらを課題解決のための手段とする。

本発明によれば、熱盤により加圧される上下一対の金属製無端バンド間にてゴムベルトを連続加硫する長尺ベルトの連続加硫方法において、所定の加硫圧にて平板状の熱盤を加圧してゴムベルトを加硫した後、前記熱盤への加圧力を減圧すると同時に金属製無端バンドを駆動して前記ゴムベルトを所定長さ送り、順次これを繰り返すことにより、平板状の熱盤の採用によって効率的で均一な加圧および熱伝達が可能となり、全体の加硫時間の短縮および装置の小型化を実現するとともに、加硫工程間でのゴムベルトの送り時にもある程度の加圧力を保持できるので、ブリードアウト現象を生じることもない。

また、前記熱盤内に高熱の蒸気あるいは熱水を通すとともに、これらの蒸気あるいは熱水を前記金属製無端バンドの内周面に噴出させる場合は、高熱の蒸気あるいは熱水が通されたことによって熱盤自体を効果的に加熱することを可能にするとともに、ゴムベルトの送り時にも、金属製無端バンドを介してゴムベルトに所定の加圧力を付与でき、熱盤と金属製無端バンドの内周面との間に流体摩擦層を形成させて、金属製無端バンドの駆動力を低減させて装置の小型化が実現できるとともに、金属製無端バンドに掛かる応力を軽減して、寿命の長大化が図れる。さらに、前記加硫圧が３〜４Ｍｐａ程度、減圧加圧力が０．５Ｍｐａ程度である場合は、加硫時の最適の加硫圧と送り時の最適の加圧力の選定により、ゴムベルトにブリードアウト現象等を生じさせずに、均一で迅速な加硫を可能にして、品質の均一な加硫ゴムベルトが得られる。

さらにまた、平板状の熱盤により加圧される上下一対の金属製無端バンド間にてゴムベルトを連続加硫する長尺ベルトの連続加硫装置において、駆動ドラムおよび従動ドラム間に懸回される金属製無端バンドを上下に対向配設するとともに、これら一対の金属製無端バンドにおける対向面の内周面に、内部に蒸気あるいは熱水通路と金属製無端バンドの内周面に向かう吹出孔を多数形成した熱盤をそれぞれ配設したことにより、比較的簡素な部品の組合せ構造により、金属製無端バンドの駆動力の低減化による低負荷での効率的な加硫と、容易なる熱盤の熱源の確保や効率的で均一な加圧および熱伝達が可能となり、加硫時間の短縮および装置の小型化を実現するとともに、加硫工程間でのブリードアウト現象の発生も有効に抑制できる。

また、前記吹出孔を囲む熱盤の周囲に密封手段を配設した場合は、熱盤と金属製無端バンドの内周面との間からの蒸気あるいは熱水の漏洩が防止されて、熱盤と金属製無端バンド間の流体摩擦効果の維持と、熱盤自体空の圧力に加えて蒸気あるいは熱水による加圧力を確実に維持することができる。さらに、前記金属製無端バンドの厚さが０．５〜２．５ｍｍ、好適には１．２ｍｍとした場合は、加硫および送り時の加圧力の確保を維持しつつ、金属製無端バンドの駆動時の引張り強度を確保した上で、駆動ドラムおよび従動ドラム間に懸回される金属製無端バンドの設計上可能な限りでのしなやかさが維持できる。

以下、本発明の長尺ベルトの連続加硫方法およびその装置についてその実施例を図面に基づいて説明する。図１は本発明の長尺ベルトの連続加硫方法およびその装置の１つの実施例の原理を表した概念側断面図、図２は本発明の長尺ベルトの連続加硫装置の全体斜視図、図３はその横断面図、図４は連続加硫における加硫圧とベルト移動時の加圧力とを表したタイムテーブルである。本発明の長尺ベルトの連続加硫方法の基本的な構成は、図１に示すように、熱盤４、５により加圧される上下一対の金属製無端バンド２、３間にてゴムベルト１を連続加硫する長尺ベルトの連続加硫方法において、所定の加硫圧にて平板状の熱盤４、５を加圧してゴムベルト１を加硫した後、前記熱盤４、５への加圧力を減圧すると同時に金属製無端バンド２、３を駆動して前記ゴムベルト１を所定長さ送り、順次これを繰り返すことを特徴とする。

図１の概念側断面図を用いて本発明の長尺ベルトの連続加硫方法およびその装置を説明する。一対の金属製無端バンド２、３がゴムベルト１を挟んで上下に対向配設される。金属製無端バンド２、３は、厚さ０．５〜２．５ｍｍ、好適には１．２ｍｍ程度のステンレス鋼（ＳＵＳ）が最適であるが、これに限定されるものではない。これらの金属製無端バンド２、３は、加硫部分を画定してゴムベルト１の送り方向の両端部にそれぞれ回転自在に配設された駆動ドラム２Ａ、３Ａと従動ドラム２Ｂ、３Ｂとの間に懸回される。各金属製無端バンド２、３の内周部内には、それぞれ上熱盤４および下熱盤５が配設される。下熱盤５は例えば加圧シリンダ９によって上下に加圧移動および減圧移動可能に構成される。このとき、上熱盤４は下熱盤５の動きに連動して加圧移動あるいは減圧移動を行うように構成される。したがって、加圧シリンダ９は図示の例のもののように、下熱盤５のみに設けてもよいし、上熱盤４側にも設けてもよい。

これらの上下の熱盤４、５は、金属製で平板状を呈しており、各金属製無端バンド２、３の内周面とは広い範囲で面接触する。したがって、多数のコロを介して熱盤と金属製無端バンドの内周面とを点接触により接続した従来のもののように、熱盤からの金属製無端バンドへの熱効率が劣ったり、加硫製品のゴムベルトの表面に波打ち現象を生じることもなく、平滑度が向上する。熱盤４、５内には、それぞれ縦横に連通する多数の通路６が形成されており、これらの通路６内には高熱の蒸気あるいは熱水（０．５〜０．８Ｍｐａの圧力）が通される。また、これらの蒸気あるいは熱水を前記金属製無端バンド２、３の内周面に噴出させるように、通路６からは金属製無端バンド２、３の内周面に向けて吹出孔７が形成される。前記吹出孔７、７・・・を囲む熱盤４、５の周囲にはＯリング等の密封手段８が配設される。

このようにして、高熱の蒸気あるいは熱水が通されたことによって熱盤４、５自体を効果的に加熱することを可能にするとともに、密封手段８により封止された高熱の蒸気あるいは熱水により、熱盤４、５と金属製無端バンド２、３の内周面との間からの蒸気あるいは熱水の漏洩が有効に防止されて、加硫時はもとよりゴムベルト１の送り時にも、金属製無端バンド２、３を介してゴムベルト１に所定の加圧力を付与できるとともに、熱盤４、５と金属製無端バンド２、３の内周面との間に流体摩擦層を形成（摩擦係数を通常の０．３〜０．０１程度のまで減少させることができる）させて、金属製無端バンド２、３の駆動力を低減させて装置の小型化が実現できるとともに、金属製無端バンド２、３に掛かる応力を軽減して、寿命の長大化が図れる。ゴムベルト１の送りも低負荷で円滑に行えるので、製品ゴムベルト１自体の伸びや劣化を抑制することもできる。そして、前記加硫圧が３〜４Ｍｐａ程度、減圧加圧力が０．５Ｍｐａ程度である場合は、加硫時の最適の加硫圧と送り時の最適の加圧力の選定により、ゴムベルトにブリードアウト現象等を生じさせずに、均一で迅速な連続加硫を可能にして、品質の均一な加硫ゴムベルトが得られる。

図２は本発明の長尺ベルトの連続加硫装置の全体斜視図である。複数のガイドローラにより案内ガイドされた未加硫の生ベルト１が図面左側から送られてきて、上下のステンレス製ＳＵＳベルト２、３間にて、複数の加圧シリンダ９により加圧・加熱して加硫され、次いで、加圧シリンダ９を幾分後退させて加硫圧より低い加圧力に減圧された状態にて、加硫済みベルトが図面右側から引き出される。その引出し量は、好適には加硫長さの１／Ｎ（Ｎは１０〜３０）にして加硫されるようにする。図２では上下の熱盤４、５は、ステンレス製ＳＵＳベルト２、３内に隠れていて見えない。前述したように、ステンレス製ＳＵＳベルト等の金属製無端ベルト２、３は、厚さ０．５〜２．５ｍｍ、好適には１．２ｍｍ程度とされる、このような寸法とすることで、加硫および送り時の加圧力の確保を維持しつつ、金属製無端バンド２、３の駆動時の引張り強度を確保した上で、駆動ドラム２Ａ、３Ａおよび従動ドラム２Ｂ、３Ｂ間に懸回される金属製無端バンド２、３の設計上可能な限りでのしなやかさが維持できる。つまり、引張り強度と曲げ応力の緩和特性との相反する特性の両立が可能となった。

図３は前記図２の加硫部における横断面図である。コの字状断面のフレーム１０の上部側に上部金属製無端ベルト２が、下部側に加圧シリンダ９を介設して下部金属製無端ベルト３が配設される。上部金属製無端ベルト２の内周部には上熱盤４が、下部金属製無端ベルト３の内周部には下熱盤５がそれぞれ配設される。加圧シリンダ９の加圧移動に伴う上部金属製無端ベルト２すなわち上熱盤４の下動よって、フレーム１０の下部に配設された下部金属製無端ベルト３すなわち下熱盤５に対する加圧がなされ、上下の金属製無端ベルト２、３間に挟持されたゴムベルト１の加硫がなされる。図３は全ての加硫工程が終了した状態を示しており、上部金属製無端ベルト２と下部金属製無端ベルト３とは完全に隔離している。前述したように、加硫途中におけるゴムベルト１の送り時には、減圧加圧力を０．５Ｍｐａ程度に維持する必要があることから、ゴムベルト１に対する上部金属製無端ベルト２と下部金属製無端ベルト３とによる加圧状態は維持される。

図４は連続加硫における加硫圧とベルト移動時の加圧力とを表したタイムテーブルである。図４の左端の原点から右側に向けて時間の経過が採られる、加硫すべきゴムベルト１の上下を金属製無端ベルト２、３にて挟持して、所定の加硫圧すなわち例えば面圧３Ｍｐａで４分間、加熱・加圧して加硫を行う。次いで加熱を維持したままで前記加硫圧より低い例えば面圧０．５Ｍｐａまで１分間に減圧する。この低加圧時の１分間に、上下の金属製無端ベルト２、３を回転駆動することにより、加硫済みのゴムベルト１を下流に引き出す。この１分間のゴムベルト１の下流への引出し工程の間、最低限の面圧０．５Ｍｐａが維持されるので、ゴムベルト１内にブリードアウト現象等による気泡を生じさせることはない。前記ゴムベルト１の移動時の最低限の面圧０．５Ｍｐａは、加圧シリンダ９によらずに、熱盤４、５内に通された通路６内の高熱の蒸気あるいは熱水による圧力（０．５〜０．８Ｍｐａの圧力）により得ることもできる。次いで再び、面圧３Ｍｐａで４分間、加熱・加圧して加硫を行い、さらに、面圧０．５Ｍｐａまで１分間に減圧してゴムベルト１を移動させる。以下順次これを繰り返して長尺のゴムベルト１を連続加硫していく。

以上、本発明の実施例について説明してきたが、本発明の趣旨の範囲内で、加硫すべきゴムベルトの形状（基本的なベルト形状としては表裏面が平滑なコンベアベルト等を対象とするが、加硫機を構成する金属製無端バンドの表面凹凸に適合させた凹凸を形成するゴムベルトも排除するものではない）、形式（補強コード等の配設の有無等）および材質（適宜加硫が必要な素材も採用可能である）、金属製無端バンドの形状（厚さは０．５〜２．５ｍｍ、好適には１．２ｍｍとされるが、素材によっては同効の引張り強度としなやかさが両立できるなら、前記厚さには限定されない）、形式および材質（ＳＵＳステンレス鋼が最適であるが、同効の素材も採用し得る）ならびに駆動ドラム等の配設形態（中間に転輪等も配設し得る）、駆動ドラム等による駆動形態（電動、油圧、空圧駆動等）、熱盤の形状（平板状を好適とするが、金属製無端バンドの内周面と対向する面のみを平板状としてその他の面は適宜形状としてもよい）、形式、熱盤における蒸気等通路の形状（円形断面、角形断面その他の断面形状）、配設形態（平行、交差状、渦巻き、Ｓ字形状、多層等）、蒸気等通路への蒸気あるいは熱水の供給形態、加硫時および送り時の熱盤に対する加圧形態（好適には油圧による加圧シリンダが採用されるが、電動加圧、空圧加圧等も採用される）、加硫時およびベルト送り時の加硫圧および減圧加圧力の大きさ、ゴムベルトの送り量、密封手段の形状、形式（好適にはＯリングが採用される）および材質ならびに熱盤への配設形態（刻設されたＯリング溝への係止等）等については適宜選定することができる。

本発明の長尺ベルトの連続加硫方法およびその装置の１つの実施例の原理を表した概念側断面図である。 本発明の長尺ベルトの連続加硫装置の全体斜視図である。 同、その横断面図である。 同、連続加硫における加硫圧とベルト移動時の加圧力とを表したタイムテーブルである。 従来のバッチ加硫方法の全体斜視図である。 従来のコンベアベルトの連続製造方法の概略断面図である。

符号の説明

１ ゴムベルト
２ 上部金属製無端バンド
２Ａ 駆動ドラム
２Ｂ 従動ドラム
３ 下部金属製無端バンド
３Ａ 駆動ドラム
３Ｂ 従動ドラム
４ 上熱盤
５ 下熱盤
６ 通路（蒸気等）
７ 吹出孔
８ 密封手段（Ｏリング等）
９ 加圧シリンダ

Claims (6)

1. 熱盤により加圧される上下一対の金属製無端バンド間にてゴムベルトを連続加硫する長尺ベルトの連続加硫方法において、所定の加硫圧にて平板状の熱盤を加圧してゴムベルトを加硫した後、前記熱盤への加圧力を減圧すると同時に金属製無端バンドを駆動して前記ゴムベルトを所定長さ送り、順次これを繰り返すことを特徴とする長尺ベルトの連続加硫方法。
2. 前記熱盤内に高熱の蒸気あるいは熱水を通すとともに、これらの蒸気あるいは熱水を前記金属製無端バンドの内周面に噴出させることを特徴とする請求項１に記載の長尺ベルトの連続加硫方法。
3. 前記加硫圧が３〜４Ｍｐａ程度、減圧加圧力が０．５Ｍｐａ程度であることを特徴とする請求項１または２に記載の長尺ベルトの連続加硫方法。
4. 平板状の熱盤により加圧される上下一対の金属製無端バンド間にてゴムベルトを連続加硫する長尺ベルトの連続加硫装置において、駆動ドラムおよび従動ドラム間に懸回される金属製無端バンドを上下に対向配設するとともに、これら一対の金属製無端バンドにおける対向面の内周面に、内部に蒸気あるいは熱水通路と金属製無端バンドの内周面に向かう吹出孔を多数形成した熱盤をそれぞれ配設したことを特徴とする長尺ベルトの連続加硫装置。
5. 前記吹出孔を囲む熱盤の周囲に密封手段を配設したことを特徴とする請求項４に記載の長尺ベルトの連続加硫装置。
6. 前記金属製無端バンドの厚さが０．５〜２．５ｍｍ、好適には１．２ｍｍとしたことを特徴とする請求項４または５に記載の長尺ベルトの連続加硫装置。
   

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