JP3163002B2 - シート圧延方法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ゴム、熱可塑性プ
ラスチック、熱可塑性エラストマー等の可塑性材料を幅
が大きいシート状に圧延するシート圧延方法及びその装
置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ゴム、熱可塑性プラスチック、熱
可塑性エラストマー等の可塑性材料から広幅シートを製
造するには、３本あるいは４本が並列に配置されたカレ
ンダーロールの間に、可塑化した材料を該ロール全面に
均一に供給して圧延するシート製造工法が一般的であっ
たが、近年、スクリュウ式押出機の吐出口をカレンダー
ロールの間に近接せしめ、材料を可塑化しながら直接供
給するシート圧延装置が開発され、普及している。

【０００３】このシート圧延装置は、図５及び図６に例
示するような構成を有するものであり、その押出機１
は、フィード部２、スクリュウ・シリンダー３、及びヘ
ッド部の吐出口金４を備えている。上記ヘッド部の口金
４は、魚尻尾型（フィシュテール形状）の吐出路５ａの
先端に、シートの押し出しに適する扁平なスリット状の
吐出口５ｂを設けたものである。そして、この押出機に
対し、例えば、可塑性材料としてリボン状のゴム生地を
フィード部２から供給すると、該ゴム生地はフィード部
２における回転中のスクリュウ３ａに食い込まれ、該ス
クリュウ３ａの回転に伴ってスクリュウ・シリンダー３
から口金４の方向に送られる。

【０００４】吐出口５ｂから押し出された可塑性材料の
シートは、次にカレンダー６でシーティングされる。こ
のカレンダー６は、加熱ロールである第１ロール６ａ、
第２ロール６ｂ、及び冷却ロールである第３ロール６ｃ
等が配列設置されたものであり、第１ロール６ａと第２
ロール６ｂの間に喰い込んだシートが、順次それらのロ
ール間でシーティングされる。

【０００５】このようなシート圧延装置では、例えば、
スクリュウ・シリンダー３の内径が９０mmの押出機１の
吐出口を直接カレンダー６のロール間に開口させて可塑
性材料を供給しても、ロール全面に均一に圧延できない
材料も多いことから、上記魚尻尾型の吐出路５ａを有す
る口金４を用い、可塑性材料をその口金４の先端の吐出
口５ｂから幅４００〜５００mm、厚さ７〜１０mmのシー
トとしてカレンダー６のロール間に押し出し、カレンダ
ー６において幅６００〜７００mmで厚さが任意のシート
Ｓに圧延している。

【０００６】ところが、ゴム等の粘度が大きく流動性の
よくない可塑性材料では、それを上記吐出口５ｂからカ
レンダー６に扁平シートの形状で押し出すとき、押出機
１におけるスクリュウ・シリンダー３の内径により、押
し出される扁平シートの幅が決定され、押出機１の先端
の吐出口金４における魚尻尾型の吐出路５ａの拡がり角
度を大きくしても、可塑性材料の流動性による制約を越
えて、吐出口５ｂから押し出されるシート幅を広くする
ことはできない。つまり、スクリュウ・シリンダー３の
直径に対し、魚尻尾型の吐出路５ａを有する口金４の吐
出口５ｂの開口幅の大きさには限界がある。また、当然
に、押出機１の吐出口５ｂから押し出された材料を圧延
するカレンダー６のロールによる圧延幅も、押出機１か
ら供給される材料幅の制約を受ける。即ち、カレンダー
６でより広い幅のシートを圧延しようとすれば、スクリ
ュウ・シリンダー３の内径が大きな押出機１を装備しな
ければならない。魚尻尾型の吐出路の代りに、シリンダ
ー内尾を外尾とするチューブに押出して２ツ割にしつつ
平滑に開いて板状にしてカレンダーに供給する手段もあ
るが、その幅は魚尻尾型吐出口の先端の上限幅を超える
ことは至難である。

【０００７】このように、広い幅のシートを圧延しよう
とすれば、スクリュウ・シリンダー３の内径が大きな押
出機１を必要とするが、そのスクリュウ・シリンダー３
の内径を大きくすると、押出機全体が非常に大型で高価
なものとなり、それに伴って、その押出機を稼動するた
めの動力も多大となり、生産能力が高められるとして
も、結果的にはシートの製造原価を著しく高めることに
なる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明の技術的課題
は、可塑性材料を押出機からカレンダーに送り、この可
塑性材料をシート状に圧延するに際し、単一の押出機の
能力を超えたシート幅の圧延を行うことを可能にし、そ
れによって、押出機のスクリュウ・シリンダーの内径に
比して、カレンダーでの圧延のシート幅を可及的に大き
くできるようにしたシート圧延方法及びその装置を提供
することにある。

【０００９】また、本発明者は、並設した二つの押出機
の吐出口から押し出された可塑性材料（ゴム）の側端が
相互に接合されるようにしてカレンダーに供給した場合
に、カレンダーで圧延された両シートの接合線近傍は相
互に融合状態になり、表面は一体化したシート面を呈す
ることを確かめている。本発明は、かかる知見に基づく
ものであり、従って、その具体的な技術的課題は、カレ
ンダーで圧延するシート幅を大きくするに際し、押出機
におけるスクリュウ・シリンダーの内径を大きくするこ
となく、隣接するシートがその接合部分で相互に融合す
ることを利用して、小径の複数のスクリュウ・シリンダ
ーで対応できるようにしたシート圧延方法及びその装置
を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明のシート圧延方法は、可塑性材料をスクリュウ
式押出機のヘッド部における魚尻尾型の吐出路を有する
口金の吐出口から扁平化してカレンダーに送り、その可
塑性材料をカレンダーにおいてシート状に圧延するに際
し、上記可塑性材料をカレンダーにおけるロールの幅方
向に並設した間隔が調節可能な複数のスクリュウ式押出
機から押し出し、隣接する押出機から押し出した可塑性
材料のシートの側端をカレンダーにおいて相互に融合さ
せて、シート幅の大きい可塑性材料のシートを得ること
を特徴とするものである。

【００１１】また、本発明のシート圧延装置は、可塑性
材料をスクリュウ式押出機のヘッド部における魚尻尾型
の吐出路を有する口金の吐出口から扁平化してカレンダ
ーに送り、その可塑性材料をカレンダーにおいてシート
状に圧延するシート圧延装置において、上記スクリュウ
式押出機の複数を、隣接する押出機から押し出した可塑
性材料のシートの側端がカレンダーにおいて相互に接合
する程度の間隙で、カレンダーにおけるロールの幅方向
に並設し、更に該複数の押出機の間隔を調節する調節手
段を備えたことを特徴とするものである。上記シート圧
延装置は、複数の押出機のスクリュウを等速回転させる
手段、あるいは、複数の押出機のヘッド部における可塑
性材料の押出圧力を検出する圧力センサの出力に基づい
て各押出機における押出圧力を等圧にする制御手段を備
えたものとすることができる。また、上記シート圧延方
法及び装置は、上記可塑性材料として、ゴム等の粘度が
大きく流動性のよくない可塑性材料を用いることができ
る。

【００１２】上述した本発明のシート圧延方法及び装置
においては、可塑性材料を押出機のヘッド部における吐
出口から扁平化してカレンダーに送り、シート状に圧延
するに際し、上記可塑性材料を複数のスクリュウ式押出
機から押し出すと、隣接する押出機から押し出された可
塑性材料のシートの側端がカレンダーにおける圧延に伴
って相互に接合され、圧延された両シートの接合線近傍
は相互に融合状態になり、一体化したシート面を呈する
ことになる。そのため、押出機におけるスクリュウ・シ
リンダーの内径を大きくすることなく、そのスクリュウ
・シリンダーの内径に比してカレンダーでの圧延のシー
ト幅を大きくでき、装置自体が安価でランニングコスト
も低い小径の複数のスクリュウ・シリンダーを用いて、
シート幅の大きい可塑性材料のシートを得ることができ
る。更に、隣接する押出機から押し出した可塑性材料の
シートの側端がカレンダーにおいて相互に接合する程度
の隙間になるように、複数の押出機の間隔を適正な間隔
に調節することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１〜図４は、本発明に係るシー
ト圧延装置の実施例を示している。このシート圧延装置
は、概略的には、前記図５及び図６のシート圧延装置に
おいて、スクリュウ式押出機の複数を単一のカレンダー
におけるロールの幅方向に所定の間隔で並設したもので
ある。このシート圧延装置は、幅の大きいシートの圧延
に適用するものであるが、各スクリュウ式押出機は、シ
ート幅に応じて内径の大きいものとすることなく、経済
性等を考慮した小さい内径（一般的に、６０〜９０mm
φ）のスクリュウ・シリンダーの複数が用いられる。

【００１４】このシート圧延装置の構成を更に具体的に
説明すると、ゴム、熱可塑性プラスチック、熱可塑性エ
ラストマー等の可塑性材料を押し出す複数の押出機１１
は、それぞれ、フィード部１２、スクリュウ・シリンダ
ー１３、及びヘッド部の吐出口金１４を備えている。上
記口金１４は、基端から先端に向かって魚の尻尾状に次
第に偏平化すると同時に拡幅した吐出路１５ａを有し、
その魚尻尾型の吐出路１５ａの先端に、シートの圧延に
適する偏平なスリット状の吐出口１５ｂを設けたもので
あり、この吐出口１５ｂは、押し出された可塑性材料を
シーティングするための必要数のロール１６ａ〜１６ｃ
を備えたカレンダー１６における第１ロール１６ａと第
２ロール１６ｂとの間に近接して対向配置している。カ
レンダー１６の各ロール１６ａ〜１６ｃは、圧延される
シートＳの幅に対応するロール寸法を有するものであ
る。

【００１５】上記スクリュウ・シリンダー１３と口金１
４との間には、金網製ストレーナーを装着した多孔のブ
レーカープレート１７を設けている。このブレーカープ
レート１７は、金網製ストレーナーを支持すると共に、
スクリュウ・シリンダー１３からの押出圧力を調整し、
ストレーナーと共同して異物除去、脈動低減の機能を有
するものである。また、上記シート圧延装置には温度調
節装置１８を備え、スクリュウ・シリンダー１３に、こ
の温度調節装置１８により温度調節された加熱水を貫流
させるジャケット１９を被設している。上記温度調節装
置１８からの加熱水は、カレンダー１６の第１ロール１
６ａ及び第２ロール１６ｂの加熱にも利用できるもので
あるが、それらのロールには別途加熱手段を付設するこ
ともできる。

【００１６】複数の押出機１１におけるそれぞれのスク
リュウ１３ａを回転駆動するための電動機２０、及びそ
れらの回転を減速する減速機２１は、各押出機１１と共
に個別的に台板２３上に取付けられている。これらの台
板２３は、小車輪２４を有するスライド機構により、基
板２５に対して押出機１１におけるシートの押出方向と
直交するシート圧延装置の幅方向に、所定範囲内で移動
可能とし、図示しない固定装置によって任意の位置で固
定できるようにしている。これは、圧延しようとする可
塑性材料に応じて、あるいは圧延条件に応じて、並列配
置した複数の押出機１１の中心軸間の間隔Ｄを、以下に
述べるような適正な間隔に調節する調節手段を構成する
ものである。

【００１７】上記押出機１１の複数は、隣接する押出機
１１から押し出してカレンダー１６で圧延された可塑性
材料のシートの側端が、相互に接合される程度の間隔
で、カレンダー１６におけるロールの幅方向に並設する
ものである。このような間隔で押出機１１を並設した場
合に、隣接する押出機から押し出した可塑性材料のシー
トの側端の接合線近傍が相互に融合状態になって接合さ
れ、表面が一体化したシート面を呈する幅の大きい可塑
性材料のシートＳが得られることは、本発明者が既に実
験的に確かめている。従って、カレンダー１６で圧延す
るシート幅を大きくするに際し、押出機１１におけるス
クリュウ・シリンダー１３の内径を大きくすることな
く、経済性等を考慮した小径の複数のスクリュウ・シリ
ンダー１３を用いることができる。図１及び図３では、
そのようなスクリュウ・シリンダー１３を用いた押出機
１１の２台を並設した場合を示しているが、３台または
それ以上の押出機を並設することもできる。

【００１８】また、上記基板２５上には電動機２６を設
置し、この電動機２６により、基礎台座２８上の基板２
５を押出機１１におけるシートの押出方向に所定範囲内
で移動させる車輪２７を回転駆動できるようにしてい
る。従って、この電動機２６による車輪２７の回転駆動
により、押出機１１、電動機２０及び減速機２１をそれ
ぞれ載置した複数の基板２５を、基礎台座２８上におい
て押出機１１の口金１４がカレンダー１６から離される
方向に移動して、可塑性材料の種類切換時等の清掃、押
出機１１からのスクリュウ１３ａの取り外しを行うな
ど、メンテナンスを容易にすることができる。

【００１９】上記シート圧延装置においては、複数の押
出機１１からの可塑性材料の押出量を均一化し、カレン
ダー１６への材料の供給を全面的に均等化するため、複
数の押出機１１のスクリュウ１３ａを等速回転させるよ
うに制御する手段を備えることができる。この等速回転
制御手段としては、例えば、各押出機１１におけるスク
リュウ１３ａの回転軸に装備した回転計の出力（発生電
圧）を比較し、それらが一定になるように各減速機２１
を自動的に微調節したり、各押出機１１の運転をマイク
ロコンピュータで制御するなどの手段を用いることもで
きる。

【００２０】また、押出機における押出量には、押出圧
力が影響するので、各スクリュウ・シリンダー１３の先
端の口金１４内の圧力（押出圧力）を均等化して、押出
量を一定にすることもできる。複数の押出機１１のヘッ
ド部における可塑性材料の押出圧力を等圧に制御する制
御手段としては、各押出機１１のヘッド部に該押出圧力
を検出する圧力センサ３０を設け、その出力に基づい
て、各減速機２１を介して押出機１１の回転数を微調節
する手段等を用いることができる。なお、上記いずれの
制御手段を採用するにしても、前記電動機２０及び減速
機２１に代えて、容易に回転数を制御可能な無段変速モ
ータを装備し、それを回転制御することができる。

【００２１】上記構成を有するシート圧延装置において
は、電動機２０の回転によりスクリュウ１３ａを減速回
転させると共に、押出機１１のフィード部１２から可塑
性材料を供給すると、その材料は、スクリュウ１３ａの
回転に伴ってスクリュウ・シリンダー１３からヘッド部
の口金１４の方向に送られ、魚尻尾型の吐出路１５ａを
有する該口金１４の吐出口１５ｂから、カレンダー１６
の第１ロール１６ａと第２ロール１６ｂの間に扁平なシ
ート状として押し出され、第２ロール１６ｂと冷却ロー
ルである第３ロール１６ｃとの間を経てシート状に圧延
される。そして、このカレンダー１６で所定のシート幅
とシート厚に圧延された可塑性材料のシートは、次段の
処理装置、例えば、トリミングカッタを介して巻取装置
に導かれる。

【００２２】このようなシート圧延装置では、例えば、
スクリュウ・シリンダー１３の内径が９０mmの押出機１
１から、魚尻尾型の吐出路１５ａを有する口金１４を用
いて可塑性ゴムを先端の吐出口１５ｂから押し出す場合
には、幅４００〜５００mm、厚さ７〜１０mmの扁平なシ
ート状として押し出され、カレンダー１６においては幅
６００〜７００mmで厚さが任意のシートとして圧延され
る。そして、流動性のよくない可塑性材料では、それを
吐出口１５ｂからカレンダー１６に扁平なシート状で押
し出すとき、押出機１１におけるスクリュウ・シリンダ
ー１３の内径により、押し出されるシートの幅が決定さ
れ、押出機１１の先端の口金１４における魚尻尾型の吐
出路１５ａの拡がり角度を大きくしても、可塑性材料の
流動性による制約があって、吐出口１５ｂから押し出さ
れるシート幅を広くすることはできない。

【００２３】つまり、スクリュウ・シリンダー１３の内
径に対し、魚尻尾型の吐出路１５ａを有する口金１４の
吐出口１５ｂの開口幅の大きさには限界がある。また、
押出機１１の吐出口１５ｂから押し出された材料を圧延
するカレンダー１６のロールによる圧延幅も、押出機１
１から供給される材料幅の制約を受ける。即ち、単一の
押出機１１によって得られるシートの圧延幅には限界が
ある。しかしながら、上述したように、隣接する押出機
１１で押し出されてカレンダー１６で圧延された可塑性
材料のシートの側端が、相互に接合される程度の間隔
で、押出機１１をカレンダー１６におけるロールの幅方
向に並設すると、隣接する押出機から押し出した可塑性
材料のシートの側端の接合線近傍が相互に融合状態にな
って接合され、表面が一体化したシート面を呈する幅の
大きい可塑性材料のシートＳを得ることができ、単一の
押出機の能力を超えたシート幅の圧延を行うことができ
る。

【００２４】これを具体的に説明すると、いま、１台の
押出機１１からの吐出材料で圧延できるシートの幅を６
００mmであるとすれば、２台の押出機１１の中心軸間の
間隔Ｓを適正に調整して用いた場合には、幅１２００mm
のシートを得ることができ、３台の押出機１１を並列に
配置した場合には、幅１８００mmのシートを得ることが
できる。即ち、シリンダー内径が大きい単一の押出機よ
り押し出される幅の大きいシートと差異がないものを、
経済性等を考慮した小さい内径のスクリュウ・シリンダ
ーにより押し出すことができる。

【００２５】また、上述した小径のスクリュウ・シリン
ダーを用いた押出機１１は、径の大きいスクリュウ・シ
リンダーに比して、押出過程にある可塑性材料に対する
繊細な温度制御が可能になり、実際に厚さ０．２mmのゴ
ムシートを製造した際、ゴムシートの５か所での厚さの
ばらつきを、１／１００mm以下にすることができた。さ
らに、上記シート圧延装置では、径の大きい単一の押出
機を用いる場合に比較して、装置の製造原価が著しく低
廉であり、時間当たりシート成形能力は若干小さいが、
その製造原価を約１／２にすることができた。しかも、
複数の押出機の所要動力も、径の大きい押出機に比べて
ほぼ１／２であり、省エネルギーの点でもすぐれたもの
である。

【００２６】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明のシート
圧延方法及びその装置によれば、可塑性材料をシート状
に圧延するに際し、小径の複数のスクリュウ・シリンダ
ーを用いても、カレンダーにおいて隣接するシートがそ
の接合部分で相互に融合することを利用して、単一の押
出機の能力を超えたシート幅の圧延を行うことが可能に
なり、それによって、押出機のスクリュウ・シリンダー
の内径に比して、カレンダーでの圧延のシート幅を可及
的に大きくすることができる。従って、押出機が大型化
すれば生じる問題、即ち、押出機全体が非常に大型で高
価なものとなり、それに伴って、その押出機を稼動する
ための動力も多大となり、結果的にシートの製造原価を
著しく高めるなどの問題の発生を回避ながら、幅の大き
いシートを圧延することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るシート圧延装置の実施例の全体的
な構成を示す平面図である。

【図２】同側面図である。

【図３】上記実施例におけるカレンダーと複数の押出機
のヘッド部の関連的構成を示す部分破断平面図である。

【図４】上記押出機とカレンダーの構成を示す部分側断
面図である。

【図５】従来のシート圧延装置の構成例を説明するため
の平面図である。

【図６】同側面図である。

【符号の説明】

１１ 押出機 １３ スクリュウ・シリンダー １３ａ スクリュウ １４ 口金 １５ａ 吐出路 １５ｂ 吐出口 １６ カレンダー

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】可塑性材料をスクリュウ式押出機のヘッド
   部における魚尻尾型の吐出路を有する口金の吐出口から
   扁平化してカレンダーに送り、その可塑性材料をカレン
   ダーにおいてシート状に圧延するに際し、 上記可塑性材料をカレンダーにおけるロールの幅方向に
   並設した間隔が調節可能な複数のスクリュウ式押出機か
   ら押し出し、隣接する押出機から押し出した可塑性材料
   のシートの側端をカレンダーにおいて相互に融合させ
   て、シート幅の大きい可塑性材料のシートを得る、 ことを特徴とするシート圧延方法。
2. 【請求項２】前記可塑性材料は、ゴム等の粘度が大きく
   流動性のよくない可塑性材料であることを特徴とする請
   求項１に記載のシート圧延方法。
3. 【請求項３】可塑性材料をスクリュウ式押出機のヘッド
   部における魚尻尾型の吐出路を有する口金の吐出口から
   扁平化してカレンダーに送り、その可塑性材料をカレン
   ダーにおいてシート状に圧延するシート圧延装置におい
   て、 上記スクリュウ式押出機の複数を、隣接する押出機から
   押し出した可塑性材料のシートの側端がカレンダーにお
   いて相互に接合する程度の間隙で、カレンダーにおける
   ロールの幅方向に並設し、更に該複数の押出機の間隔を
   調節する調節手段を備えた、 ことを特徴とするシート圧延装置。
4. 【請求項４】前記可塑性材料は、ゴム等の粘度が大きく
   流動性のよくない可塑性材料であることを特徴とする請
   求項３に記載のシート圧延装置。
5. 【請求項５】複数の押出機のスクリュウを等速回転させ
   る手段、あるいは、複数の押出機のヘッド部における可
   塑性材料の押出圧力を検出する圧力センサの出力に基づ
   いて各押出機における押出圧力を等圧にする制御手段、
   を備えたことを特徴とする請 求項３または請求項４に記
   載のシート圧延装置。