JP2023081657A - 筒状未加硫ゴム部材及びその製造方法並びにゴムホースの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 内面ベアの発生を抑制可能な筒状未加硫ゴム部材及びその製造方法並びにゴムホースの製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】 本発明の筒状未加硫ゴム部材１の製造方法は、マンドレルＢの外周面に、未加硫ゴムテープの第１側面８がマンドレルＢの外周面に当接し、未加硫ゴムテープの第２側面９が内面ゴム層２の外周面を構成するように螺旋状に巻き付けることにより、外周面に螺旋状の凹部１１を有する筒状の内面ゴム層２を形成する内面ゴム層形成工程と、内面ゴム層２の外周面に未加硫ゴムで被覆されたコードを螺旋状に巻き付けて補強ゴム層３を形成する補強ゴム層形成工程とを備え、補強ゴム層形成工程後に、内面ゴム層２の外周面に、凹部１１と補強ゴム層３とで囲まれた空間部１４が形成されるようにする。【選択図】図１

Description

本発明は、例えば生コンクリートの圧送に使用されるポンピングチューブなどのゴムホースを加硫する前の筒状未加硫ゴム部材及びその製造方法並びにゴムホースの製造方法に関する。

ポンピングチューブなどのゴムホースは、筒状未加硫ゴム部材を加硫することで製造される。筒状未加硫ゴム部材を加硫する方法としては、マンドレルの外周面に筒状未加硫ゴム部材を形成し、この筒状未加硫ゴム部材の外周を布締めして直接蒸気加硫する布巻き方式の加硫成形を採用することが多い。ただ、布巻き方式の加硫成形を採用する場合、ゴムホースの生産性が低く、製品の表面に布巻き跡が残ることで美観が低下するという問題があった。

上記問題を解消するゴムホースの加硫成形方法として、特許文献１に示すように、外バッグ方式の加硫成形が知られている。外バッグ方式には加硫缶が使用される。図９は加硫缶を用いた外バッグ方式により筒状未加硫ゴム部材を加硫する一態様を示す半断面図である。図示のごとく、マンドレルＢの外周面に、内面ゴム層２２と、補強ゴム層２３と、外面ゴム層２４とがこの順に積層され、これにより、マンドレルＢの外周面に筒状未加硫ゴム部材２１が形成される。加硫缶Ｄの内側には筒状のゴムバッグＥが配されており、外周面に筒状未加硫ゴム部材２１が形成されたマンドレルＢをゴムバッグＥ内に挿入し、ゴムバッグＥと加硫缶Ｄの間に蒸気又は温水を供給して加圧しつつ加熱することで加硫が行われる。

このように、加硫缶Ｄを用いた外バッグ方式を用いることで、ゴムホースの外周面を平滑にすることができるとともに、生産性及び寸法精度を向上させることができる。特に、長尺かつ大口径で一定長さの筒状未加硫ゴム部材を加硫してゴムホースを量産する場合に、好適な加硫成形方法とされる。

特開２００８－１４２９４８号公報

しかしながら、外バッグ方式によって筒状未加硫ゴム部材を加硫成形する場合、加硫の過程で未加硫ゴムが膨張することで、場合によっては、図１０に示すように、局所的にゴムバッグＥに抗してゴムホース２５が半径方向に膨らみ、それに伴ってゴムホース２５の内面に内面ベア２６と呼ばれる凹みが発生するという問題があった。

そこで、本発明では、加硫缶を用いた外バッグ方式による加硫方法を採用した場合に、内面ベアの発生を抑制可能な筒状未加硫ゴム部材及びその製造方法並びにゴムホースの製造方法を提供することを目的とする。

本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、内面ゴム層の外周面に空間部を形成することで加硫工程における内面ゴム層の膨張を空間部で吸収させることができ、加硫工程が終了した時点で内面ベアを抑制しつつ空間部が消滅したゴムホースを得ることができることを見出し、本発明を完成させるに至った。

すなわち、本発明の一態様は、内面ゴム層と、前記内面ゴム層の外周面に形成された補強ゴム層とを備えた筒状未加硫ゴム部材の製造方法であって、
前記内面ゴム層を構成する未加硫ゴムを押出装置に供給し、回転するマンドレルの外周面に前記押出装置から押し出された未加硫ゴムテープを、前記未加硫ゴムテープの第１側面が前記マンドレルの外周面に当接し、前記未加硫ゴムテープの第２側面が前記内面ゴム層の外周面を構成するように螺旋状に巻き付けることにより、筒状でその外周面に螺旋状の凹部を有する内面ゴム層を形成する内面ゴム層形成工程と、
前記内面ゴム層の外周面に未加硫ゴムで被覆されたコードを螺旋状に巻き付けて補強ゴム層を形成する補強ゴム層形成工程とを備え、
前記補強ゴム層形成工程後に、前記内面ゴム層の外周面に、前記凹部と前記補強ゴム層とで囲まれた空間部が形成される。

前記未加硫ゴムテープの第２側面は、外側に膨出する湾曲面としてもよい。

前記補強ゴム層は、前記未加硫ゴムで被覆されたコードからなるゴム被覆コード層が複数積層されてなり、隣接するゴム被覆コード層同士は、前記コードの傾斜角度が前記マンドレルの軸線方向に対して対称に交差するように配された構成としてもよい。

前記補強ゴム層形成工程後に、前記補強ゴム層の外周面に未加硫ゴムからなる外面ゴム層を形成する外面ゴム層形成工程を備えてもよい。

上述の筒状未加硫ゴム部材の製造方法は、さらに筒状未加硫ゴム部材を加硫する加硫工程を備え、前記空間部は、前記加硫工程における前記内層ゴム層の膨張によって消滅するゴムホースの製造方法としてもよい。

筒状未加硫ゴム部材は、筒状でその外周面に螺旋状の凹部を有し、未加硫ゴムからなる内面ゴム層と、前記内面ゴム層の外周面に形成された、未加硫ゴムで被覆されたコードからなる補強ゴム層とを備え、前記内面ゴム層の凹部と、前記補強ゴム層とで囲まれた空間部が形成された構成とされる。

前記筒状未加硫ゴム部材の内面ゴム層の凹部は、略Ｖ字形とされ、前記凹部の内面のうちの一面が前記空間部側に膨出する湾曲面としてもよい。

本発明の一態様に係る筒状未加硫ゴム部材の製造方法によれば、補強ゴム層形成工程後に、前記内面ゴム層の外周面に、前記凹部と前記補強ゴム層とで囲まれた空間部が形成されるため、筒状未加硫ゴム部材を加硫したときに内面ゴム層の膨張を空間部で吸収させることができ、加硫工程が終了した時点で内面ベアを抑制しつつ空間部が消滅したゴムホースを得ることができる。

本発明の筒状未加硫ゴム部材を示す半断面図 図１の枠Ａで囲まれた部分の拡大図 図１の内面ゴム層を形成する方法の一態様を示す斜視図 図３に示す内面ゴム層の一部断面図 図１の内面ゴム層を構成する未加硫ゴムテープの断面図 従来の未加硫ゴムテープの断面図 本発明の筒状未加硫ゴム部材を加硫缶に挿入した状態を示す半断面図 本発明の筒状未加硫ゴム部材を加硫缶で加硫した後の状態を示す半断面図 従来の筒状未加硫ゴム部材を加硫缶で加硫する状態を示す半断面図 従来のゴムホースにおける内面ベアを示す半断面図

以下、本発明の実施形態について図面を基に説明する。図１は、マンドレルの外周面上に形成された本発明の筒状未加硫ゴム部材の半断面図を、図２は図１の枠Ａで囲まれた部分の拡大図を、図３は図１の内面ゴム層を形成する方法の一態様を示す斜視図を、図４は図３に示す内面ゴム層の一部断面図を、図５は図１の内面ゴム層を構成する未加硫ゴムテープの断面図をそれぞれ示す。なお、便宜上、図１、図２、図４及び図５における内面ゴム層の断面のハッチングは省略する。

図１に示すように、本実施形態の筒状未加硫ゴム部材１は、マンドレルＢの外周面に形成される。筒状未加硫ゴム部材１は、内面ゴム層２と、内面ゴム層２の外周面に形成された補強ゴム層３と、外面ゴム層４とを備える。以下、筒状未加硫ゴム部材１の製造方法について説明する。

内面ゴム層２，補強ゴム層３及び外面ゴム層４で用いられる未加硫ゴムのベース配合としては特に限定は無く、従来からこの分野において公知の配合であればいずれも使用可能であり、例えば、耐摩耗性、耐水性、加工性において優れる天然ゴム（ＮＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）或いはＮＲとシス-1,4-ポリブタジエンゴム（ＢＲ）及び／又はＳＢＲとのブレンド配合組成物等を挙げることができる。

図３及び図４に示すように、内面ゴム層２を構成する未加硫ゴムを押出装置Ｃに供給し、回転するマンドレルＢの外周面に押出装置Ｃから押し出された未加硫ゴムテープ５を螺旋状に巻き付けて内面ゴム層２が形成される（内面ゴム層形成工程）。内面ゴム層形成工程について詳しく説明すると、未加硫ゴムテープ５は、図５に示すように、テープ幅方向Ｗに平行に延びる第１表面６及び第２表面７と、第１表面６及び第２表面７の間を接続する第１側面８及び第２側面９を備える。第１側面８は、第１表面６及び第２表面７に対して傾斜する傾斜面とされる。第２側面９は、テープ幅方向外側に膨出する湾曲面とされ、その断面形状は図５に示すように略円弧状とされる。

上記構成の未加硫ゴムテープ５を、未加硫ゴムテープ５の第１側面８がマンドレルＢの外周面に当接し、未加硫ゴムテープ５の第２側面９が内面ゴム層２の外周面を構成するようにマンドレルＢの外周面に螺旋状に巻き付ける。これにより、図１に示すように、未加硫ゴムテープ５はその幅方向がマンドレルＢの軸方向に対して角度α傾斜した状態で積層され、最終的に、筒状で内周面は平滑で、かつ外周面に螺旋状の凹部１１を有する内面ゴム層２を形成することができる。

内面ゴム層形成工程後に、内面ゴム層２の外周面に未加硫ゴムで被覆されたコードを螺旋状に巻き付けることで補強ゴム層３が形成される（補強ゴム層形成工程）。補強ゴム層形成工程について詳しく説明すると、補強ゴム層３は、繊維からなるすだれ織布（コード１２）に公知の未加硫ゴムをトッピング処理したシート状物からなるゴム被覆コード層１３が偶数層積層されてなる。コードに使用される繊維としては、レーヨン、ナイロン、ポリエステル、アラミド、カーボンなどの有機繊維及びガラス、スチールなどの無機、金属繊維などが挙げられる。

本実施形態ではゴム被覆コード層１３は２層積層され、隣接するゴム被覆コード層１３、１３同士は、コード１２の傾斜角度がマンドレルＢの軸線方向に対して対称に交差するように配される。補強ゴム層形成工程後に、補強ゴム層３の外周面に未加硫ゴムからなる外面ゴム層４が形成される（外面ゴム層形成工程）。なお、外面ゴム層４の形成は必ずしも必要ではないものの、補強ゴム層３を保護してゴムホースの耐久性を向上させるとともに、美観に優れるという効果を奏する。

このようにして得られた筒状未加硫ゴム部材１は、筒状でその外周面に螺旋状の凹部１１を有し、未加硫ゴムからなる内面ゴム層２と、内面ゴム層２の外周面に形成された、未加硫ゴムで被覆されたコードからなる補強ゴム層３とを備え、図２に示すように、内面ゴム層の凹部１１と、補強ゴム層３とで囲まれた空間部１４が形成される。凹部１１は、断面が略Ｖ字形とされ、凹部１１の内面のうちの一面が空間部１４側に膨出する湾曲面９とされる。

なお、未加硫ゴムテープ５の形状について、従来は、図６に示すように、第２側面２９は外側に突出した断面Ｖ字形に形成されていた。これにより、図９に示すように、内面ゴム層２２の外周面に補強ゴム層２３が形成される際に、第２側面２９の部分が倒れこんで内面ゴム層２２の外周面が平滑化され、内面ゴム層２２と補強ゴム層２３との密着性を高めるようにしていた。

これに対して、本発明では、図５に示すように、未加硫ゴムテープ５の第２側面９は湾曲して形成される。これにより、図２に示すように、補強ゴム層３は、未加硫ゴムテープ５の第２側面９の湾曲面に接する。従って、補強ゴム層３を内面ゴム層２に圧接したときに、凹部１１は第２側面９の湾曲形状によって押しつぶされることなく保持される。

以上のようにして得られた筒状未加硫ゴム部材１は、図７に示すように、マンドレルＢごと加硫缶Ｄ内に挿入する。そして、ゴムバッグＥと加硫缶Ｄの間に蒸気又は温水を供給して加圧しつつ加熱することで加硫が行われる。このとき、内面ゴム層２の外周面に、凹部１１と補強ゴム層３とで囲まれた空間部１４が形成されるため、筒状未加硫ゴム部材１を加硫したときに内面ゴム層２の膨張を空間部１４で吸収させることができる。これにより、図８に示すように、加硫工程が終了した時点で内面ベアを抑制しつつ空間部１４が消滅したゴムホース１５を得ることができる。

未加硫ゴムテープ５の厚みＴは、強度及び適正な容積の空間部を形成する観点から１．０ｍｍ以上であればよく、１．５ｍｍ以上とするのが好ましく、２．０ｍｍ以上とするのがより好ましい。また、未加硫ゴムテープ５の厚みＴは、取扱性及び過剰な容積の空間部の形成を抑制する観点から、４．０ｍｍ以下であればよく、３．５ｍｍ以下とするのが好ましく、３．０ｍｍ以下とするのがより好ましい。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。具体的に、本実施形態では補強ゴム層３の外面に外面ゴム層４を備えているが、外面ゴム層４を備えていなくてもよい。また、本実施形態に開示されている構成要件は互いに組合せ可能であり、組合せることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。

１ 筒状未加硫ゴム部材
２ 内面ゴム層
３ 補強ゴム層
４ 外面ゴム層
５ 未加硫ゴムテープ
６ 第１表面
７ 第２表面
８ 第１側面
９ 第２側面
１１ 凹部
１２ コード
１３ ゴム被覆コード層
１４ 空間部
１５ ゴムホース
Ｂ マンドレル
Ｃ 押出装置
Ｄ 加硫缶
Ｅ ゴムバッグ

Claims (7)

1. 内面ゴム層と、前記内面ゴム層の外周面に形成された補強ゴム層とを備えた筒状未加硫ゴム部材の製造方法であって、
   前記内面ゴム層を構成する未加硫ゴムを押出装置に供給し、回転するマンドレルの外周面に前記押出装置から押し出された未加硫ゴムテープを、前記未加硫ゴムテープの第１側面が前記マンドレルの外周面に当接し、前記未加硫ゴムテープの第２側面が前記内面ゴム層の外周面を構成するように螺旋状に巻き付けることにより、筒状でその外周面に螺旋状の凹部を有する内面ゴム層を形成する内面ゴム層形成工程と、
   前記内面ゴム層の外周面に未加硫ゴムで被覆されたコードを螺旋状に巻き付けて補強ゴム層を形成する補強ゴム層形成工程とを備え、
   前記補強ゴム層形成工程後に、前記内面ゴム層の外周面に、前記凹部と前記補強ゴム層とで囲まれた空間部が形成される筒状未加硫ゴム部材の製造方法。
2. 前記未加硫ゴムテープの第２側面は、外側に膨出する湾曲面である請求項１に記載の筒状未加硫ゴム部材の製造方法。
3. 前記補強ゴム層は、前記未加硫ゴムで被覆されたコードからなるゴム被覆コード層が複数積層されてなり、隣接するゴム被覆コード層同士は、前記コードの傾斜角度が前記マンドレルの軸線方向に対して対称に交差するように配された請求項１又は２に記載の筒状未加硫ゴム部材の製造方法。
4. 前記補強ゴム層形成工程後に、前記補強ゴム層の外周面に未加硫ゴムからなる外面ゴム層を形成する外面ゴム層形成工程を備えた請求項１～３のいずれか１項に記載の筒状未加硫ゴム部材の製造方法。
5. 請求項１～４のいずれか１項に記載の筒状未加硫ゴム部材の製造方法によって得られた筒状未加硫ゴム部材を加硫する加硫工程を備え、前記空間部は、前記加硫工程における前記内層ゴム層の膨張によって消滅するゴムホースの製造方法。
6. 筒状でその外周面に螺旋状の凹部を有し、未加硫ゴムからなる内面ゴム層と、前記内面ゴム層の外周面に形成された、未加硫ゴムで被覆されたコードからなる補強ゴム層とを備え、前記内面ゴム層の凹部と、前記補強ゴム層とで囲まれた空間部が形成された筒状未加硫ゴム部材。
7. 前記凹部は略Ｖ字形とされ、前記凹部の内面のうちの一面が前記空間部側に膨出する湾曲面とされた請求項６に記載の筒状未加硫ゴム部材。

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