JP3630488B2 - 圧力平衡式の押出装置及び方法 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
ここに説明される発明は、一般に複合プロフィル（ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ ｐｒｏｆｉｌｅ）ストリップの押出しに関し、特に自動車用タイヤに使用する複層のトレッドストリップの押出しに関する。
【０００２】
【従来技術及びその課題】
複合プロフィルストリップは、従来は、互いに隣接して配置された２個以上の押出機がそれぞれ（ゴム又はプラスチックのコンパウンドのような）構成材を押出ヘッド内のそれぞれの流路に沿ってダイに供給する押出装置により押し出されていた。ヘッド内の流路は成型用インサートに連なり更にダイに至り、ここで異なった構成材が結合され共通のダイ出口を通って排出され複合プロフィルストリップを形成する。
【０００３】
ゴムのようなコンパウンドを押し出すときは、ゴムはダイに送られるときに圧縮され、次にダイから出るときに大気圧に膨張する。この現象はダイスウエルと呼ばれる。自動車用タイヤの製造に使用する複合プロフィルストリップを押し出すための典型的なシステムにおいては、押出機は、通常は異なった粘度を有する複数のゴムコンパウンドを押出ヘッドを通して輸送するために、異なった単位時間当たり生産量及び異なった圧力で運転することが普通である。その結果、ゴムコンパウンドは異なった速度で膨張することがある。また、高圧のコンパウンドが強力になり、即ち、複数のコンパウンドが押出ダイを通って出るときに低圧のコンパウンド内に膨れることがある。
【０００４】
過去においては、成型用インサート及びダイはこのダイスウエルの問題を補償するように設計された。これは、時間がかかる複雑な手順であった。更に、ダイの設計は、押出装置の運転に意図された単一の押出速度に対して最適化された。従って、これら従来の押出システムは、それ自身では種々の用途に望まれるような種々の押出速度は提供しなかった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、押出ヘッドの流路内に流量絞り具を設けることにより上述のダイスウエルに伴う問題を克服し又は減らす。流量絞り具は、構成材の圧力差を押出ダイへの通過より前に減らすように選定される。別の利点は、流量絞り具が複合ストリップの断面形状に及ぼす速度変化の影響を減らすように機能することであり、これにより種々の用途において望まれるような可変の押出速度が効果的に得られる。
【０００６】
本発明の一態様により、複合プロフィルストリップを作るための押出装置及び方法は、押出ダイに伸びている複数の流路、及びそれぞれ異なった圧力のそれぞれの構成材を押出ダイへの通過のための流路内に供給するための少なくも２個の押出機を特徴とする。押出ダイは複合プロフィルストリップを形成するために構成材を排出する共通のダイ出口を有し、そしてそれぞれの流量絞り具は押出機と押出ダイとの間で流路内に配置される。流量絞り具は、押出ダイにおいて一緒にされるより前に、構成材間の圧力差を低下させるように（及び、希望するならば圧力を等しくするように）作動する。
【０００７】
好ましい実施例においては、流量絞り具は流路内に取外し可能に配置され、そしてその各は、例えばスクリーン及び／又はスクリーンを支持できるブリーカー板のような孔あき板を有することができる。流量絞り具の下流の構成材の圧力を感知するために圧力センサーを流路と組み合わせることができ、更に圧力センサーの出力に応答して押出機の速度を制御するために制御器を設けることができる。押出機の速度は、これを複合プロフィルストリップが押出ダイから排出される速度を変えるために変えることができ、この間、同時に流路内の流量絞り具は複合プロフィルストリップの断面形状に対する押出機の速度変化の影響を減らすように機能する。選定手続きには、低圧供給に対するよりも高圧供給に対して大きな圧力低下を与えるように各流量絞り具に対するスクリーンのメッシュサイズを選ぶことが含まれる。
【０００８】
本発明の以上及びその他の特徴は以下完全に説明され、特に実施態様において指摘される。以下の説明及び付属図面は本発明のある実施例を詳細に説明するが、これは本発明の原理を使用し得る種々の方法の一つである。
【０００９】
【実施例】
図１において、本発明による押出装置が一般に番号８により示される。この押出装置は、固定又は静止の中央部分１２及び旋回可能な上方部分１４と下方部分１６を有する複合押出ヘッド１０を備える。ヘッドには押出通路１８、２０及び２２が形成され、これらはカセット２４に伸び、その後、押出ダイ板２６内に入る。
【００１０】
流路１８、２０及び２２は、それぞれ駆動モーター３４、３６及び３８を有する押出機２８、３０及び３２によりそれぞれ供給される。各駆動モーターの速度、従って各押出機の送り速度は、ここでは以下押出機速度制御器４０と呼ばれる公知の手段により制御される。各押出機はそれぞれ構成材をダイに至るカセットに通過する流路内に供給し、構成材はこのダイにおいて一緒にされて成型された複合ストリップ４２を形成する。
【００１１】
更に説明されるように、押出装置８は通常の設計のものである。３種の異なったゴムコンパウンドよりなるタイヤトレッドのストリップを製造する典型的な工程においては、押出装置は、粘度の異なるゴムコンパウンドを供給するために，例えば１２６．６ｋｇ／ｃｍ２（１８００ｐｓｉ）、８４．４ｋｇ／ｃｍ２（１２００ｐｓｉ）及び６３．３ｋｇ／ｃｍ２（９００ｐｓｉ）において運転することができる。このため、ゴムコンパウンドは、一緒にされてダイから出されたときは、異なった率で膨張するであろう。また、高圧のゴムコンパウンドは低圧のゴムコンパウンド内に膨張することがあり得る。過去には、カセット及びダイは、膨張後に希望の断面形状の合成ストリップを得るために、異なったダイの膨張を補償するように設計したものである。しかし、ダイの設計は、押出装置における運転を意図した単一の押出速度に対して最適であるようにすることが普通である。従って、これら従来に押出システムは、それ自身では種々の用途に希望されるような可変の押出速度は提供しない。
【００１２】
本発明により、ダイと押出機２８、３０及び３２との間で圧力低下が生ずるように、流路１８、２０及び２２内に流量絞り具４４、４６及び４８が配置される。流量を絞る度合いは、構成材がダイを通過するために一緒にされるより以前に、これらの通路間の圧力差を約１７．６ｋｇ／ｃｍ２（約２５０ｐｓｉ）以内、より好ましくは約１４．１ｋｇ／ｃｍ２（約２００ｐｓｉ）以内に減らすように、或いはもし希望するならば圧力を等しくするように選定される。これに関連して、システム運転を最適にするために押出速度を変えることができる。この圧力を近似的に等しくすることにより、ある構成材がダイの中で他の構成材に対して必要以上に力を加えることを最少にし、又はこれを無くす。流量絞り具は、希望のように、清掃、修理などのため、更にまた粘度、供給流量などの異なる他の構成材と共に使用するように装置を適合させるために、別の流量絞り具と置き換えるために流路から取り除き得ることができる。
【００１３】
流量絞り具４４、４６及び４８は、複合プロフィルストリップの諸構成材の個々の断面形状並びにストリップ全体の断面形状に対する速度変化の影響、従って複合プロフィルストリップの単位長さ当たり重量に対する速度変化の影響を減らすことが見いだされた。この配列により、複合プロフィルストリップの可変速度押出しを効果的に行うことができる。同時にカセット及び／又は押出ダイの最適化を完全なのものとするに要する仕事量も減らすことができる。
【００１４】
各流量絞り具４４、４６及び４８の下流の圧力は、希望のように、それぞれの圧力センサー５４、５６及び５８により看視することができる。感知された圧力は、これを押出機の速度制御器４０に供給して、感知された圧力に応じてねじ速度を増減させ、流量絞り具の下流の圧力を希望値に維持することができる。この速度制御器は、押出工程制御器全体の一部を形成するようにし、又は全制御器内に一体化することができる。
【００１５】
好ましい実施例においては、流量絞り具４４、４６及び４８の各は、スクリーン６０及び／又はブレーカー板６２を有するスクリーンパックの形式である。スクリーンのメッシュサイズ、ブレーカー板の孔の寸法及び／又はブレーカー板の厚さは、構成材が一緒にされる点における構成材間の圧力差を減らすように選定される。流量絞り具によりなされる流れに対する絞りは押出機の送り圧力にほぼ比例し、即ち、流量絞り具を横切る圧力低下のため、圧力が高くなると流量の絞りが大きくなる。認められるであろうように、圧力低下の度合いは構成材の粘度により変わるであろうが、流量絞り具は同じにすることができる。
【００１６】
上述の押出装置は、自動車用タイヤの製造に使用される３種の構成材の複合プロフィルトレッドストリップの押出しに特に適している。押出速度は、押出機の速度を変更することによりこれを変えることができる。この間、流量絞り具が速度変化による衝撃を鈍らせると同時に速度調整が行われ、新たな速度におけるストリップの断面形状を維持するための新たな安定状態の押出速度が得られる。
【００１７】
本発明はある好ましい実施例に関して説明されたが、熟練技術者は、本明細書の読解と理解とにより同等装置、及びその変形について疑いを挟むことはないであろう。
【００１８】
本発明の実施態様は次のとおりである。
【００１９】
１．押出ダイに伸びている複数の流路を有する押出ヘッド、それぞれ異なった圧力でそれぞれの構成材を前記押出ダイへの通過のための前記流路内に供給するための少なくも２個の押出機とを備え、前記押出ダイが、複合プロフィルストリップを形成するために構成材を排出する共通のダイ出口を有し、更に前記押出機と前記押出ダイとの間で前記流路内に配置されたそれぞれの流量絞り具であって、押出ダイにおける構成材間の圧力差を減少させるように作動する前記流量絞り具を備えた複合プロフィルストリップ製造用の押出装置。
【００２０】
２．前記流量絞り具が前記流路内に取外し可能に配置された実施態様１に説明された押出装置。
【００２１】
３．前記流路と組み合わせられ、流量絞り具の下流の構成材の圧力を感知する圧力センサー、及び前記圧力センサーの出力に応答して前記押出機の速度を制御する制御器を更に備えた先行実施態様のいずかに説明された押出装置。
【００２２】
４．前記少なくも１個の流量絞り具が多孔性の部材を備えた先行実施態様のいずかに説明された押出装置。
【００２３】
５．前記多孔性部材がスクリーンを含む実施態様４に説明された押出装置。
【００２４】
６．前記多孔性部材が前記スクリーンを支持する孔あき板を含む実施態様５に説明された押出装置。
【００２５】
７．前記多孔性部材が孔あき板を含む実施態様４に説明された押出装置。
【００２６】
８．流量絞り具は、構成材が一緒にされるより前に圧力差を約１７．６ｋｇ／ｃｍ２（約２５０ｐｓｉ）又はこれ以下に下げるように作動する先行実施態様のいずかに説明された押出装置。
【００２７】
９．複合プロフィルストリップを形成するように構成材が排出される共通のダイ出口を有する押出ダイに通過するための押出ヘッド内のそれぞれの流路にそれぞれ異なった圧力で構成材を供給し、更に押出ダイにおいて一緒にされるより前に構成材間の圧力差を減らすために押出ダイを通過する前に構成材をそれぞれの流量絞り具を通して流させることを含む複合プロフィルストリップの押出方法。
【００２８】
１０．流量絞り具の下流の構成材の圧力を看視し、更に感知された圧力に応答して前記押出機の速度を制御する段階を含んだ実施態様９に説明された方法。
【００２９】
１１．流量絞り具の少なくも１個が多孔性の部材を有する実施態様９又は１０に説明された方法。
【００３０】
１２．多孔性の部材としてスクリーンが使用される実施態様１１に説明された方法。
【００３１】
１３．多孔性の部材が前記スクリーンを支持する孔あき板を有する実施態様１２に説明された方法。
【００３２】
１４．多孔性の部材が孔あき板を含む実施態様１１に説明された方法。
【００３３】
１５．流量絞り具は、構成材が一緒にされるより前に圧力差を約１７．６ｋｇ／ｃｍ２（約２５０ｐｓｉ）又はこれ以下に下げる実施態様９−１４のいずかに説明された押出装置。
【００３４】
１６．第１の速度で複合プロフィルストリップを形成するように構成材が排出される共通のダイ出口を有する押出ダイに通過する押出ダイのそれぞれの流路にそれぞれ異なった圧力で構成材を供給するために少なくも２個の押出機を使用し、更に押出ダイを通過する前に構成材の圧力差を減らすために流路内に流路絞り具を選定し置くことを含む異なった速度で複合プロフィルストリップを押し出す方法。
【００３５】
１７．複合プロフィルストリップが押出ダイから排出される速度を変えるように押出機の速度を変え、同時に流路内のそれぞれの流量絞り具が複合プロフィルストリップの断面形状に及ぼす押出機の速度変化の影響を減らすように機能する諸段階を包含した実施態様１６に説明された方法。
【００３６】
１８．前記選定及び位置決めの段階が高圧供給に対して低圧供給よりも大きな圧力低下を与えるように各流量絞り具のスクリーンメッシュサイズを選定することを含む実施態様１６又は１７に説明された方法。
【００３７】
１９．構成材が一緒にされるより前に圧力差を約１７．６ｋｇ／ｃｍ２（約２５０ｐｓｉ）又はこれ以下に下げるように流量絞り具が選定される実施態様１６−１８のいずれかに説明された方法。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明による押出装置の図式的な説明図である。
【符号の説明】
１０ 押出ヘッド
１２ 中央部分
１４ 上方部分
１６ 下方部分
１８ 押出通路
２０ 押出通路
２６ 押出ダイ板
２８ 押出機
３０ 押出機
３２ 押出機
３４ 駆動モーター
３６ 駆動モーター
３８ 駆動モーター

Claims (3)

  1. 押出ダイに伸びている複数の流路を有する押出ヘッドと、それぞれ異なった圧力でそれぞれの構成材を前記押出ダイへの通過のための前記流路内に供給するための少なくも２個の押出機とを備え、前記押出ダイが、複合プロフィルストリップを形成するために構成材を排出する共通のダイ出口を有し、更に前記押出機と前記押出ダイとの間で前記流路内に配置されたそれぞれの流量絞り具であって、押出ダイにおける構成材間の圧力差を減少させるように作動する前記流量絞り具を備えた複合プロフィルストリップ製造用の押出装置。
  2. 複合プロフィルストリップを形成するように構成材が排出される共通のダイ出口を有する押出ダイに通過するための押出ヘッド内のそれぞれの流路にそれぞれ異なった圧力で構成材を供給し、更に押出ダイにおいて一緒にされるより前に構成材間の圧力差を減らすために押出ダイを通過する前に構成材をそれぞれの流量絞り具を通して流させることを含む複合プロフィルストリップの押出方法。
  3. 第１の速度で複合プロフィルストリップを形成するように構成材が排出される共通のダイ出口を有する押出ダイに通過する押出ダイのそれぞれの流路にそれぞれ異なった圧力で構成材を供給するために少なくも２個の押出機を使用し、更に押出ダイを通過する前に構成材の圧力差を減らすために流路内に流路絞り具を選定し置くことを含む異なった速度で複合プロフィルストリップを押し出す方法。
JP03114696A 1995-01-31 1996-01-26 圧力平衡式の押出装置及び方法 Expired - Fee Related JP3630488B2 (ja)

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US382225 1995-01-31

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