JP2013220591A - 短繊維補強可撓ゴム部材およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 広幅かつ長尺であっても短繊維を配向して補強することができるとともに、必要な可撓性を確保することができ、製造も容易な短繊維補強可撓ゴム部材とその製造方法を提供すること。
【解決手段】補強用の短繊維１２が長手方向に配向されたテープ状のゴム材１４を、可撓ゴム部材１０の長手方向と交差させて両端部で折り返して積層して構成する。
テープ状のゴム材１４を用いることで補強用の短繊維１２を容易に長手方向に配向することができ、このテープ状のゴム材１４を可撓ゴム部材１０の長手方向と交差させて両端部で折り返して積層することで、広幅の可撓ゴム部材１０を連続成形して長尺にでき、これにより、広幅で長手方向と交差する方向に短繊維を配向して補強した短繊維補強可撓ゴム部材を簡単に得る。
【選択図】 図２

Description

この発明は短繊維補強可撓ゴム部材およびその製造方法に関し、上下水道、水路、水処理施設、海洋護岸、トンネル、共同溝などの構造体の止水や地震時などの変位、温度変化による伸縮の許容のために用いる可撓継手などの可撓ゴム部材で、短繊維を配向（一定方向に配列）して補強され、可撓性と強度の確保とを両立できるようにしたものである。

構造体の継手部分の止水や変位などの許容のため天然ゴムや合成ゴムによる可撓継手が用いられており、更にはゴム部材を繊維で補強した繊維補強ゴム部材が用いられている。
ゴム部材を補強しようとする場合に用いる繊維には、主に短繊維と長繊維とがある。
例えば、大型の構造物に対応する繊維補強ゴム部材としては、広幅で、しかも長尺の繊維で補強されたゴム部材が必要とされるが、連続成形には不向きで、例えば長繊維で補強する方法として、ある長さの未加硫のゴム部材を押し出し、ゴムを被覆した一定幅の平織りあるいはスダレ織りの補強繊維層を貼り付け、この補強したゴム部材を加硫後に長手方向に接合して加硫することで長尺にすることが行われている。

また、特許文献1には、タイヤの構成材料となるゴム状弾性シート材料の製造方法として回転駆動させた拡縮可能な成形用ドラム上に、金属コードまたは合成繊維（繊維コード）にゴム状弾性材料を被覆したインシュレーションコードを相互に密着させながらバイアス状に巻き付けて所定の長さの筒状体を成形し、この成形用ドラム上の筒状体の端末部にカッターを所定の角度で押し付けて成形用ドラムを回転させるとともにカッターをドラム軸方向に移動させて所定幅に切断することで、平行四辺形状の補強されたシート材料を得ることが開示されている。

さらに、シート状ではないがゴム製筒体を補強する方法として特許文献２には、マンドレルの周りに内面未加硫ゴムを巻き付け、その外側に補強コードを巻き付けつつ中心軸方向に往復させ、かつ一往復ごとに周方向に所定のピッチだけずらしながら複数回往復させることで補強コードを中心軸に対して傾斜させつつ周方向に配列し、補強コードを巻き付ける際に押し付けロールで位置決めしつつ内面未加硫ゴムに押し付けて補強コード層を形成し、その外側に外面未加硫ゴムを配置して内面未加硫ゴムおよび外面未加硫ゴムを加硫成形することが開示されている。

また、短繊維で補強しようとする場合には、短繊維を混合した未加硫ゴムは、混合されたままの状態では、短繊維は自由な方向に存在し、低伸張応力はわずかに増大するものの、方向による特性の違いはほとんどなく、硬さを高めたゴムに類似したものとなる。
しかし、短繊維を一定方向に配列した状態とする短繊維の配向によれば、例えば荷重を受ける方向にのみ配向させたり、耐圧力を効果的にもたらすことに有効である。

特開２００２−２８９８８号公報 特開２００８−８２４４７号公報

補強繊維層を用いて補強する方法では、伸縮部のような湾曲部を押出成形したゴム部材に対して補強繊維層を貼り付けることが困難であったり、加硫時に不同収縮やシワなどが生じてしまうという問題がある。
また、上記の特許文献１，２に開示された製造方法では、長尺の繊維補強ゴム部材を製造しようとすると、成形用ドラムを大径かつ長尺にする必要があり、製造設備が大型化するなど簡単に対応することができなかったり、筒状体への適用は簡単にできるものの、長尺のゴム部材にそのまま適用するとゴム部材の表裏両面を補強することになるなど、簡単に適用することができないという問題がある。
一方、短繊維で補強するため短繊維を長尺の繊維補強ゴムの幅方向（長手方向に直交する方向）などに配向する場合に、未加硫の短繊維を混合したゴムをカレンダーでシート状に形成しようとすると、短繊維の配向は２ｍｍ以下の薄肉ゴムにせん断力が加わるロールと接触する表面において顕著となるが、ゴムの厚さが２〜３ｍｍで７０％程度の配向効果を為す。４〜６ｍｍでは、６０％に達せず、さらに厚くなると、ほとんど配向効果が得られなくなる。
また、広幅の短繊維補強ゴム部材を押し出して形成しようとすると、大規模な設備が必要となり、可撓継手のような多種少量生産には不向きであるという問題がある。

この発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたもので、広幅かつ長尺であっても短繊維を配向して補強することができるとともに、必要な可撓性を確保することができ、製造も容易な短繊維補強可撓ゴム部材とその製造方法を提供しようとするものである。

上記従来技術の課題を解決するこの発明の請求項１記載の短繊維補強可撓ゴム部材は、補強用の短繊維が長手方向に配向されたテープ状のゴム材を、可撓ゴム部材の長手方向と交差させて両端部で折り返して積層して構成したことを特徴とするものである。

この発明の請求項２記載の短繊維補強可撓ゴム部材は、請求項１記載の構成に加え、前記テープ状のゴム材を、前記可撓ゴム部材の長手方向と交差させる角度を、６０〜８５度として構成したことを特徴とするものである。

この発明の請求項３記載の短繊維補強可撓ゴム部材は、請求項１記載の構成に加え、前記テープ状のゴム材の幅を７０〜１００ｍｍとして折り返し、前記可撓ゴム部材の幅を２５０〜２０００ｍｍとしたことを特徴とするものである。

この発明の請求項４記載の短繊維補強可撓ゴム部材は、請求項１〜３のいずれかに記載の構成に加え、前記テープ状のゴム材は、押出機で押し出されて短繊維が配向されていることを特徴とするものである。

この発明の請求項５記載の短繊維補強可撓ゴム部材は、請求項４記載の構成に加え、前記テープ状のゴム材は、前記押出機の出口断面を円形から矩形に連続形成された３次元ダイスで押し出されたことを特徴とするものである。

この発明の請求項６記載の短繊維補強可撓ゴム部材は、請求項１〜５のいずれかに記載の構成に加え、前記可撓ゴム部材は、幅方向に少なくとも１箇所の膨出部が形成されて可撓継手が構成されることを特徴とするものである。

この発明の請求項７記載の短繊維補強可撓ゴム部材の製造方法は、補強用の短繊維が長手方向に配向されて連続的に送り出されるテープ状のゴム材を、一定速度の搬送ベルト上に搬送方向に交差させて往復移動させながら折り返して積層して一定幅かつ一定積層厚みの可撓ゴム部材を製造するようにし、前記テープ状のゴム材の幅方向中央部から端部への往復移動速度を、連続的に送り出されるテープ状のゴム材の送り出し速度に合わせて制御するようにしたことを特徴とするものである。

この発明の請求項８記載の短繊維補強可撓ゴム部材の製造方法は、請求項７記載の構成に加え、前記テープ状のゴム材を２本のフリーローラの間に送り出し、往復方向下流側の前記フリーローラで往復移動させて折り返しながら積層するようにしたことを特徴とするものである。

この発明の請求項９記載の短繊維補強可撓ゴム部材の製造方法は、請求項７または８記載の構成に加え、前記テープ状のゴム材の前記搬送方向と交差する角度を、６０〜８５度として折り返して積層するようにしたことを特徴とするものである。

この発明の請求項１０記載の短繊維補強可撓ゴム部材の製造方法は、請求項７〜９のいずれかに記載の構成に加え、前記テープ状のゴム材を、押出機から一定速度で押し出して搬送ベルト上に送り出すようにしたことを特徴とするものである。

この発明の請求項１１記載の短繊維補強可撓ゴム部材の製造方法は、請求項１０記載の構成に加え、前記テープ状のゴム材を、出口断面が円形から矩形に連続形成された３次元ダイスから押し出して搬送ベルト上に送り出すようにしたことを特徴とするものである。

この発明の請求項１記載の短繊維補強可撓ゴム部材によれば、補強用の短繊維が長手方向に配向されたテープ状のゴム材を、可撓ゴム部材の長手方向と交差させて両端部で折り返して積層して構成したので、加工が容易で形状が単純なテープ状のゴム材を用いることができ、補強用の短繊維を容易に長手方向に配向することができた。このテープ状のゴム材を可撓ゴム部材の長手方向と交差させて両端部で折り返して積層することで、広幅の可撓ゴム部材を連続成形して長尺にすることができる。これにより、広幅で長手方向と交差する方向に短繊維を配向して補強した短繊維補強可撓ゴム部材を簡単に得ることができる。

この発明の請求項２記載の短繊維補強可撓ゴム部材によれば、前記テープ状のゴム材を、前記可撓ゴム部材の長手方向と交差させる角度を、６０〜８５度として構成したので、このような範囲の交差角度で折り返して積層することで、テープ状のゴム材で比較的小さなものから大型の可撓継手として必要な幅および長さで均一な厚さに積層した可撓ゴム部材を簡単に得ることができる。

この発明の請求項３記載の短繊維補強可撓ゴム部材によれば、前記テープ状のゴム材の幅を７０〜１００ｍｍとして折り返し、前記可撓ゴム部材の幅を２５０〜２０００ｍｍとしたので、このような範囲の幅のテープ状のゴム材を用いて折り返して積層することで、小型から大型の可撓継手として必要な幅である２５０〜２０００ｍｍの幅で均一な厚さに積層した可撓ゴム部材を簡単に得ることができる。

この発明の請求項４記載の短繊維補強可撓ゴム部材によれば、前記テープ状のゴム材は、押出機で押し出されて短繊維が配向されているので、テープ状のゴム部材の長手方向への短繊維の配向が簡単にでき、広幅で長手方向と交差する方向に短繊維を配向して補強した短繊維補強可撓ゴム部材を簡単に得ることができる。

この発明の請求項５記載の短繊維補強可撓ゴム部材によれば、前記テープ状のゴム材は、前記押出機の出口断面を円形から矩形に連続形成された３次元ダイスで押し出されるので、矩形の出口断面からは長手方向に短繊維が配向された出口幅に応じたテープ状のゴム材を得ることができ、広幅で長手方向と交差する方向に短繊維を配向して補強した短繊維補強可撓ゴム部材を簡単に得ることができる。

この発明の請求項６記載の短繊維補強可撓ゴム部材によれば、前記可撓ゴム部材は、幅方向に少なくとも１箇所の膨出部が形成されて可撓継手が構成されているので、可撓ゴム部材の幅方向に膨出部を形成することで、構造体の継手部分の止水や変位などの許容のため可撓継手とすることができる。

この発明の請求項７記載の短繊維補強可撓ゴム部材の製造方法によれば、補強用の短繊維が長手方向に配向されて連続的に送り出されるテープ状のゴム材を、一定速度の搬送ベルト上に搬送方向に交差させて往復移動させながら折り返して積層して一定幅かつ一定積層厚みの可撓ゴム部材を製造するようにし、前記テープ状のゴム材の幅方向中央部から端部への往復移動速度を、連続的に送り出されるテープ状のゴム材の送り出し速度に合わせて制御するようにしたので、補強用の短繊維が長手方向に配向されて連続的に送り出されるテープ状のゴム材を用い、一定速度の搬送ベルト上に搬送方向に交差させて往復移動させながら折り返して積層することで、一定幅かつ一定積層厚みの可撓ゴム部材を簡単に製造することができる。これにより、小型から大型の構造体の継手部分の止水や変位などの許容のための可撓継手とすることも簡単にできる。

この発明の請求項８記載の短繊維補強可撓ゴム部材の製造方法によれば、前記テープ状のゴム材を２本のフリーローラの間に送り出し、往復方向下流側の前記フリーローラで往復移動させて折り返しながら積層するようにしたので、往復方向下流側のフリーローラで幅を調整した短繊維補強可撓ゴム部材を製造することができる。

この発明の請求項９記載の短繊維補強可撓ゴム部材の製造方法によれば、前記テープ状のゴム材の前記搬送方向と交差する角度を、６０〜８５度として折り返して積層するようにしたので、このような範囲の交差角度で折り返して積層することで、テープ状のゴム材で比較的小さなものから大型の可撓継手として必要な幅および長さで均一な厚さに積層した可撓ゴム部材を簡単に製造することができる。

この発明の請求項１０記載の短繊維補強可撓ゴム部材の製造方法によれば、前記テープ状のゴム材を、押出機から一定速度で押し出して搬送ベルト上に送り出すようにしたので、テープ状のゴム材を押出機から押し出すことで、テープ状のゴム材の長手方向に短繊維を簡単に配向することができる。

この発明の請求項１１記載の短繊維補強可撓ゴム部材の製造方法によれば、前記テープ状のゴム材を、出口断面が円形から矩形に連続形成された３次元ダイスから押し出して搬送ベルト上に送り出すようにしたので、矩形の出口断面からは長手方向に短繊維が配向された出口幅に応じたテープ状のゴム材を製造することができ、広幅で長手方向と交差する方向に短繊維を配向して補強した短繊維補強可撓ゴム部材を簡単に製造することができる。

この発明の短繊維補強可撓ゴム部材の一実施の形態にかかり、（ａ）は平板状に構成した場合の概略斜視図、（ｂ）は２か所の膨出部を備えた可撓継手で構成した場合の概略斜視図である。 この発明の短繊維補強可撓ゴム部材の一実施の形態にかかり、（ａ），（ｂ）はそれぞれゴム材の平面図、（ｃ）は積層状態の中間部材の平面図、（ｄ）は正面図、（ｅ）はゴム材の平面図である。 この発明の短繊維補強可撓ゴム部材の一実施の形態にかかり、（ａ）〜（ｆ）はそれぞれゴム材の幅および成形幅と交差角度の関係の説明図である。 この発明の短繊維補強可撓ゴム部材の一実施の形態にかかり、テープ状のゴム板のための３次元ダイスの２つ割の一方を示した概略斜視図である。 この発明の短繊維補強可撓ゴム部材の製造装置の一実施の形態にかかる概略平面図である。 この発明の短繊維補強可撓ゴム部材の一実施の形態にかかる概略左側面図である。 この発明の短繊維補強可撓ゴム部材の製造方法の一実施の形態にかかる往復用ローラの動作の概略説明図である。

以下、この発明を実施するための形態について図面を参照して詳細に説明する。
この発明の短繊維補強可撓ゴム部材１０は、図１（ａ）に示すように、平板状に成形されたゴム板１１の長手方向と交差する方向、例えば、ほぼ幅方向に沿って短繊維１２が配向（一方方向に配列した状態）されており、例えば幅が２５０〜６００ｍｍ程度の広幅とされ、長さは、必要に応じて定められるものである。
また、この発明の短繊維補強可撓ゴム部材１０は、図１（ｂ）に示すように、ゴム板１１の長手方向と交差する方向に短繊維１２が配向されて平板状とされ、これに幅方向に少なくとも１か所、例えば図示例のように、２か所のＵ字状に湾曲した膨出部１３を成形したものも含むものであり、これにより、例えば構造物や管路などの継手に用いる可撓継手を構成するものとなる。
そして、これら短繊維補強可撓ゴム部材１０は、短繊維で補強された未加硫のゴム板１１を加硫、例えば加温する加硫である缶加硫やプレス加硫などが行われるほか加硫剤と加硫促進剤を用いて常温で行う自然加硫が行われる。

このような短繊維補強可撓ゴム部材１０では、短繊維１２がゴム板１１の長手方向と交差する方向に配向されていることで、短繊維１２の配向方向には強度や耐圧性などの特性の向上を図ることができる一方、短繊維１２の非配向方向には、ゴム板１１のままの特性を保持した状態とすることができる。これにより、短繊維補強可撓ゴム部材１０を膨出部１３を備えた可撓継手とした場合には、幅方向の強度や耐圧性を向上すると同時に、長手方向の可撓性を確保することができる。また、短繊維補強可撓ゴム部材１０自体の強度や耐圧性の向上を図ることができることから、従来に比べてゴム板１１の厚さを薄くすることができ、可撓継手として軽量化を図ることも可能となる。

このような短繊維補強可撓ゴム部材１０は、短繊維１２を直接ほぼ幅方向に配向して広幅、長尺のゴム板１１とすることは、既に従来技術として説明したように、連続成形が難しく、押出機から押し出す場合には、短繊維１２が長手方向に配向されて幅方向に配向することができず、カレンダーを用いる場合には、ゴム板の厚さが薄ければ短繊維を配向することができるものの、厚さが３ｍｍを越えて厚くなると、配向しなくなり、強度や耐圧性の向上を図ることができない。
そこで、この発明の短繊維補強可撓ゴム部材１０では、連続成形を可能とするため、補強用の短繊維１２が長手方向に配向されたテープ状のゴム材１４を用い、このゴム材１４を成形すべき可撓ゴム部材１０の長手方向と交差させて両端部で折り返して積層して構成する。これにより、短繊維１２をゴム板１１の幅方向に配向し、広幅で長尺な短繊維補強可撓ゴム部材１０を得るようにしている。

すなわち、この短繊維補強可撓ゴム部材１０では、図２にその工程を模式的に示すように、補強用の短繊維（図示省略）が長手方向に配向されたテープ状のゴム材１４を用意する。
このテープ状のゴム材１４は、押出機などで短繊維を配合したゴムを押し出すことで短繊維をゴム材１４の長手方向に配向して連続的に成形できる。
この短繊維が長手方向に配向されたゴム材１４を成形すべき短繊維補強可撓ゴム部材１０の長手方向と交差させて両端部で折り返して積層していく。すると、図２（ａ）に示すように、幅がｂとされたテープ状のゴム材１４を可撓ゴム部材１０の長手方向との交差角度：θで交差させて両端部で折り返すことで、成形幅がＢとされた長尺の中間部材１５が成形できる。
そして、この中間部材１５の上に例えば図２（ｂ）に示すように、テープ状のゴム材１４をピッチをずらして両端部で折り返しながら積層していく。例えばテープ状のゴム材１４の幅ｂの間隔を開けて交差角度θで成形した中間部材１５に、テープ状のゴム材１４の幅ｂに相当するピッチをずらして両端部で折り返して積層すると、図２（ｃ）に示したように、２層にテープ状のゴム材１４が積層された成形幅がＢの長尺な短繊維補強可撓ゴム部材１０が成形される。そして、この短繊維補強可撓ゴム部材１０では、その長手方向と交差する交差角度θに沿って短繊維が配向された状態となり、短繊維補強可撓ゴム部材１０では、そのほぼ幅方向（長手方向とほぼ直交する方向）に短繊維を配向した状態となる。

これにより、短繊維を長手方向に配向した比較的幅の狭いテープ状のゴム材１４を用いて折り返し間隔で任意に成形幅Ｂを設定して連続的に長尺の中間部材１５を得ることができ、この中間部材１５の上に、さらにテープ状のゴム材１４を両端部で折り返して積層することで、ほぼ幅方向に短繊維を配向して長尺で、成形幅がＢの短繊維補強可撓ゴム部材１０を連続成形することができる。さらに、この２層に積層された中間部材１５の上に、次のテープ状のゴム材１４を両端部で折り返して積層することを繰り返すことで、ほぼ幅方向に短繊維を配向して長尺で、成形幅がＢの短繊維補強可撓ゴム部材１０を必要な厚さに連続成形することができる。
なお、上記方法以外に、二層あるいは三層を形成するとき、図２（ｅ）に示したように、必要分だけラップしながら巻きつける方法も効果的である。

このような短繊維補強可撓ゴム部材１０では、長手方向に対する交差角度θとしては、６０〜８５度の範囲とすることで、テープ状のゴム材１４を積層して各部を均一な特性とすることができるとともに、必要な強度、耐圧性および可撓性を確保することができる。
また、この交差角度θは、テープ状のゴム材１４の幅ｂと成形幅Ｂとによって両端部で折り返した場合の積層状態が変わることになるが、例えば、各部の強度、耐圧性および可撓性などの特性が均一となるようにする。

そこで、テープ状のゴム板１４の幅ｂを７０〜１００ｍｍとして折り返し、短繊維補強可撓ゴム部材１０の成形幅Ｂを２５０〜６００ｍｍにする場合で各部の特性を均一とする場合には、図３に例示したように、ゴム板幅ｂを１００ｍｍとして成形幅Ｂを２５０ｍｍとする場合は、交差角度θを６８．２度、成形幅Ｂを４００ｍｍとする場合は、交差角度θを７６度、成形幅Ｂを６００ｍｍとする場合は、交差角度θを８０．５度とすれば良い。
さらに、ゴム板幅ｂを７５ｍｍとして成形幅Ｂを２５０ｍｍとする場合は、交差角度θを７３．３度、成形幅Ｂを４００ｍｍとする場合は、交差角度θを７９．４度、成形幅Ｂを６００ｍｍとする場合は、交差角度θを８２．９度とすれば良い。

このようなテープ状のゴム板１４は、その長手方向に短繊維が配向されて幅ｂが７０〜１００ｍｍとしたものであれば良く、その成形方法はどのような方法でも良い。例えば短繊維を混合したゴムを押出機で押し出した後、これをテープ状に成形することで、その長手方向に短繊維を配向したテープ状のものを連続して成形することができる。
また、テープ状のゴム板１４の幅ｂが７０〜１００ｍｍの範囲であっても、図４に示すように、３次元ダイス１６を用い、その断面形状が円形からテープ状の矩形に連続的に変化する３次元ダイス１６を用いて押出機で押し出すようにすることで、押出機から直接幅ｂのテープ状のゴム材１４をその長手方向に短繊維を配向して連続成形することができる。

次に、この発明の短繊維補強可撓ゴム部材の製造方法の一実施の形態について説明する。
この短繊維補強可撓ゴム部材の製造方法には、例えば図５，６に示す製造装置２０が用いられる。
この短繊維補強可撓ゴム部材の製造装置２０は、短繊維補強可撓ゴム部材１０をその長手方向に搬送する搬送ベルト２１が設けられ、エンドレスの搬送ベルト２１が先後端のローラ間に巻き掛けられて一定速度で搬送駆動できるようにしてある。
この搬送ベルト２１の基端側には、搬送方向と直交して押出機２２が配置され、搬送ベルト２１の上方に配置されたフリーローラで構成された２本の案内用ローラ２３を介して搬送ベルト２１の幅方向中央部に上方から送り出すことができるようにしてある。
案内用ローラ２３で送り出されるテープ状のゴム材１４は、２本の往復用ローラ２４の間に送られて幅方向両端部で折り返すように積層される。このため往復用ローラ２４、２４が搬送ベルト２１の基端部上方に配置されたボールねじ２５に沿って移動されるボールナットを備えた往復台２６にそれぞれの往復用ローラ２４，２４が昇降用シリンダ２７を介して取り付けられ、昇降できるようにしてある。
そして、搬送ベルト２１の搬送速度、往復用ローラ２４，２４の往復速度、往復用ローラ２４，２４の昇降位置などの調整制御のため制御装置が設けてある。
なお、往復移動の機構としてはボールねじに代えてリニアシャフトやアクチュエータなどを用いるようにしても良い。

このような短繊維補強可撓ゴム部材の製造装置２０の動作とともに、その製造方法について説明する。
まず、押出機２２にゴム材料とともに補強用の短繊維を混合してダイスから押し出すことで、未加硫または半加硫のゴム板の長手方向に短繊維が配向されたテープ状のゴム板１４を押出成形する。

このテープ状のゴム材１４を案内用ローラ２３を介して２本の往復用ローラ２４，２４の間に送り、一定速度の搬送ベルト２１上に、搬送方向である短繊維補強可撓ゴム部材１０の長手方向と交差する方向に、交差角度θで往復させ、両端部で折り返して一定の成形幅Ｂの中間部材１５を成形する。

このテープ状のゴム材１４の両端部の折り返しは、例えば図７に示すように、往復方向下流側の往復用ローラ２４（（ａ）図では、右側のローラ）を搬送ベルト２１の中央部から左端に向かってボールねじ２５を回転駆動し往復台２６を介して移動させる。
この左側へのゴム材１４の移動の際には、左側の往復用ローラ２４は昇降用シリンダ２７で右側同一あるいは上昇させた状態とする。

こののち、往復方向上流側の往復用ローラ２４（（ｂ）図では、左側のローラ）の内側面が成形幅Ｂの左端にきたとき、ボールねじ２５の回転駆動を停止し、往復台２６を停止した状態とする。すると、ゴム材１４が押出機２２から連続的に押し出されていることから右側の往復用ローラ２４から遊離状態となり、左側の往復用ローラ２４に当たることで、左端の位置を規制する。また、フリーローラ２４を若干移動させてゴム材を遊離させることも可能である。

そして、左側の往復用ローラ２４に当たったゴム材１４の左端部を、図７（ｃ）に示すように、左側の往復用ローラ２４を上昇させたのち、直ちに下降させて短時間に押さえるように昇降用シリンダ２７を動作させた後、右側へのゴム材１４の移動のため、図７（ｄ）に示すように、ボールねじ２５を回転駆動し往復台２６を介して往復用ローラ２４を移動させ、往復方向下流側の左側の往復用ローラ２４でゴム材１４を移動させる。

次いで、右側の往復用ローラ２４の内側面が成形幅Ｂの右端にきたとき、ボールねじ２５の回転駆動を停止し、往復台２６を停止した状態とし、この右側の往復用ローラ２４に当たったゴム材１４の端部を右側の往復用ローラ２４の昇降で押さえた後、反対側への移動を行うことを繰り返す。こうして第１層目の中間部材１５が成形される。
このような往復用ローラ２４,２４による往復移動速度は、制御装置により、テープ状のゴム材１４の幅方向中央部から端部への往復移動速度を、連続的に送り出されるテープ状のゴム材１４の送り出し速度に合わせて制御するようにして行う。こうすることで、一定幅かつ一定積層厚みの中間部材１５を簡単に製造することができる。
このような中間部材１５に積層して短繊維補強可撓ゴム部材１０とすることで、小型から大型の構造体の継手部分の止水や変位などの許容のための可撓継手とすることも簡単にできる。

こののち、第１層面の中間部材１５のうえに次層の中間部材１５を往復移動しながら積層したり、および／または適宜量ラップさせて積層数を調整したりすることで、短繊維を配向した一定の成形幅Ｂで、所定長さおよび所定厚さの短繊維補強可撓ゴム部材１０が製造される。そして、この短繊維補強可撓ゴム部材１０を加硫することで、平板状の短繊維補強可撓ゴム部材１０を容易に製造することができる。
また、短繊維を配向した一定の成形幅Ｂで、所定長さおよび所定厚さとしたのち、膨出部１３を少なくとも１か所成形すること、例えば、幅方向に２箇所の膨出部１３，１３を形成するため成形ローラを組み合わせて成形し、加硫、例えば缶加硫やプレス加硫等することで、膨出部１３，１３を伸縮部にでき、２箇所の伸縮部を備えた可撓継手を短繊維補強可撓ゴム部材１０で容易に製造することができる。

このようなゴム板１１を短繊維１２で補強した短繊維補強可撓ゴム部材１０では、耐圧強度を高めることが可能となるとともに、強度と可撓性に方向性を付与することができ、可撓継手（止水材）の使用状態に対応した性能とすることができる。

この短繊維補強可撓ゴム部材の製造方法によれば、平板状のゴム材１４を用いて交差する方向の短繊維１２によるバイアス補強により可撓性の確保もでき、加硫前の形状成形により伸縮部を備える可撓継手などを効率的に製造することが可能となる。
さらに、この短繊維補強可撓ゴム部材の製造方法によれば、搬送ベルト２１上を往復させる平板状の未加硫または半加硫のゴム材１４を押し出し速度に応じて往復用ローラ２４，２４の左右への往復移動速度を制御することで、ほぼ幅方向に短繊維を配向して長尺で、成形幅がＢの短繊維補強可撓ゴム部材１０を必要な厚さに連続成形することができる。

なお、短繊維補強可撓ゴム部材の用途は、図示例の可撓継手とする場合に限らず、他の横断面形状の可撓継手とする場合のほか、補強強度と可撓性とを必要とする種々の製品への適用もできる。
また、上記実施の形態では、可撓継手について加硫、例えば缶加硫やプレス加硫等を行う場合を例に説明したが、缶加硫やプレス加硫等に限らず、自然加硫あるいはロートキュアー、サンドバス、および熱媒体加硫等の方法を用いることもでき、加硫条件も材料組成や製品として必要な強度などで適宜決定すれば良い。
さらに、上記実施の形態では、往復移動の機構として、ボールねじおよびボールナットを用いるようにしたが、これに代えてリニアシャフトやアクチュエータなどを用いるようにしても良い。

１０ 短繊維補強可撓ゴム部材
１１ ゴム板
１２ 短繊維
１３ 膨出部
１４ ゴム材
１５ 中間部材
１６ ３次元ダイス
２０ 短繊維補強可撓ゴム部材の製造装置
２１ 搬送ベルト
２２ 押出機
２３ 案内用ローラ
２４ 往復用ローラ
２５ ボールねじ
２６ 往復台
２７ 昇降用シリンダ
θ 交差角度
ｂ ゴム材の幅
Ｂ 成形幅

Claims (11)

1. 補強用の短繊維が長手方向に配向されたテープ状のゴム材を、可撓ゴム部材の長手方向と交差させて両端部で折り返して積層して構成したことを特徴とする短繊維補強可撓ゴム部材。
2. 前記テープ状のゴム材を、前記可撓ゴム部材の長手方向と交差させる角度を、６０〜８５度として構成したことを特徴とする請求項１記載の短繊維補強可撓ゴム部材。
3. 前記テープ状のゴム材の幅を７０〜１００ｍｍとして折り返し、前記可撓ゴム部材の幅を２５０〜２０００ｍｍとしたことを特徴とする請求項１記載の短繊維補強可撓ゴム部材。
4. 前記テープ状のゴム材は、押出機で押し出されて短繊維が配向されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の短繊維補強可撓ゴム部材。
5. 前記テープ状のゴム材は、前記押出機の出口断面を円形から矩形に連続形成された３次元ダイスで押し出されたことを特徴とする請求項４記載の短繊維補強可撓ゴム部材。
6. 前記可撓ゴム部材は、幅方向に少なくとも１箇所の膨出部が形成されて可撓継手が構成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の短繊維補強可撓ゴム部材。
7. 補強用の短繊維が長手方向に配向されて連続的に送り出されるテープ状のゴム材を、一定速度の搬送ベルト上に搬送方向に交差させて往復移動させながら折り返して積層して一定幅かつ一定積層厚みの可撓ゴム部材を製造するようにし、前記テープ状のゴム材の幅方向中央部から端部への往復移動速度を、連続的に送り出されるテープ状のゴム材の送り出し速度に合わせて制御するようにしたことを特徴とする短繊維補強可撓ゴム部材の製造方法。
8. 前記テープ状のゴム材を２本のフリーローラの間に送り出し、往復方向下流側の前記フリーローラで往復移動させて折り返しながら積層するようにしたことを特徴とする請求項７記載の短繊維補強可撓ゴム部材の製造方法。
9. 前記テープ状のゴム材の前記搬送方向と交差する角度を、６０〜８５度として折り返して積層するようにしたことを特徴とする請求項７または８記載の短繊維補強可撓ゴム部材の製造方法。
10. 前記テープ状のゴム材を、押出機から一定速度で押し出して搬送ベルト上に送り出すようにしたことを特徴とする請求項７〜９のいずれかに記載の短繊維補強可撓ゴム部材の製造方法。
11. 前記テープ状のゴム材を、出口断面が円形から矩形に連続形成された３次元ダイスから押し出して搬送ベルト上に送り出すようにしたことを特徴とする請求項１０記載の短繊維補強可撓ゴム部材の製造方法。

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