JP3933571B2 - ゴムシート成形機 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｉ型ヘッダーを備えたゴムシート押出し成形機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ゴムシートの成形方法としてはカレンダーロールによる成形が一般的であり、その他に押出し機による方法がある。押出し機でゴムシートを押し出す時は、口金としてＩ型ヘッダーを使用する方法、フィッシュテイルヘッダーを使用する方法等がある（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】
特開平１１−７７７９５号公報
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のＩ型ヘッダーを備えたゴムシート成形機においては、材料のゴムは粘度が高く、押し出し時の口金内部の圧力が高圧になるため、その押し出し時の内圧に耐えられるように、口金は大型にする必要があり、幅広のシートを押出すために装置全体で１トン以上の重量になってしまっていた。また、従来のＩ型ヘッダーを備えたゴムシート成形機では、１回の運転の度に、Ｉ型ヘッダーの内部を清掃して内部の残留ゴム材料を除去するための作業に大変な手間を要していた。
【０００４】
本発明はこのような従来技術の問題点に着目してなされたものであって、Ｉ型ヘッダーをゴム材料の押し出し時の内圧に耐えられる構造としながら、従来のＩ型ヘッダーと比較して重量を大幅に軽量化することができ、Ｉ型ヘッダーの内部の残留ゴム材料を除去するための清掃作業を従来よりも大幅に簡素化・効率化することができるＩ型ヘッダーを備えたゴムシート成形機を提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このような従来技術の課題を解決するための本発明によるゴムシート成形機は、Ｉ型ヘッダーを備えたゴムシート押出し成形機において、前記Ｉ型ヘッダーは、ゴム材料の押し出し時の内圧に耐えられる強度を有するパイプ状の外筒と、前記外筒の内部にこれと平行に挿入されているパイプ状の内筒であって、前記外筒から引き抜き可能に構成されており、且つ、前記外筒から引き抜かれたとき長手方向の線に沿って少なくとも２つに分割可能に構成されている内筒と、を含んでいることを特徴とするものである。
【０００６】
また、本発明のゴムシート成形機においては、内筒と外筒の間にはオイル、グリース、テフロンスリーブ等の潤滑材が付けられており、これにより内筒の引き抜きが容易になっていることが望ましい。
【０００７】
また、本発明のゴムシート成形機においては、外筒の側面にスリット状の開口部を備え、この開口部よりゴムシートを押出すようにしたことが望ましい。
【０００８】
また、本発明のゴムシート成形機においては、外筒のスリット状開口部に、互いに異なる厚みを有する複数種類のスペーサーのいずれか一つを取り付けるようにし、これによりスリット状開口部から押し出されるゴムシートの厚みをコントロールできるようにしたことが望ましい。
【０００９】
また、本発明のゴムシート成形機においては、内筒は、そのゴムシートが押出されるスリット状開口部が、押出し機取り付け部から先端に向かうにしたがって略テーパー状に徐々に開口度が大きくなるように形成されている、ことが望ましい。
【００１０】
また、本発明のゴムシート成形機においては、外筒のスリット状開口部と対向する内筒のリブ部分には、ゴムの流れをコントロールのための可動式チョークバーが取り付けられていることが望ましい。
【００１１】
また、本発明のゴムシート成形機においては、外筒は、そのスリット状開口部の周辺にリブを備えており、このリブにより、内筒のリブを支え、ゴム材料の押し出し時の内圧に耐えるようにしたことが望ましい。
【００１２】
また、本発明のゴムシート成形機においては、外筒のリブにボルト及びスペーサーを取り付け、これらにより内筒の開口度を変化させて、押し出されるゴムシートの厚みを制御するようにしたことが望ましい。
【００１３】
また、本発明のゴムシート成形機においては、内筒内面に弗素樹脂ライニングを施工する、内筒内面に弗素樹脂ライニング薄板を取り付ける、又は、内筒内面に弗素樹脂単独スリーブを取り付けることにより、ゴムの流れ抵抗を減少させるようにしたことが望ましい。
【００１４】
また、本発明のゴムシート成形機においては、前記ヘッダーから押し出されたゴムシートを連続的に圧延機に供給し、その厚み及びゴム表面精度のコントロールを行うようにしたことが望ましい。
【００１５】
また、本発明のゴムシート成形機においては、押出し機と圧延機の間の圧延機に近い位置に、ゴムシート供給速度制御のためのロールを備えたことが望ましい。
【００１６】
また、本発明のゴムシート成形機においては、ゴムシート成形押出し口金のシート出口に位置調整可能のフリクションロールを取り付けることにより、押し出されるゴムシートの厚みとシート肌の制御を行うようにしたことが望ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
（実施形態１） まず、図１に基づいて、本発明の実施形態１によるゴムシート成形機の全体構成を説明する。図１において、１及び２はゴム製品用コンパウンド（ゴム材料である練り生地）を加熱して柔かくするための熱入れロール、７はこのコンパウンドを押し出し機に供給するためのコンベア、３は押し出し機のヘッダー（先端部）の受け台、３ａはシート状ゴム製品を成形するための押し出し機のヘッダー、８はヘッダー３ａから次段の圧延機に供給されるゴム製品を支えるための送りローラ、４は前記ヘッダー３ａからのシート状ゴム製品の厚みを均一にするための圧延機、９は圧延機４から出てきたゴム製品を受けてコンベアに送るための送りローラ、５は前記送りローラ９からのゴム製品を搬送するための例えば５００ｍｍ幅で５ｍ長のコンベア（このコンベア５で運ばれる過程で、前記ゴム製品は自然冷却される）、６は前記コンベア５で冷却されながら運ばれてきたシート状ゴム製品をロール状に巻き取るための巻き取りローラ、である。
【００１８】
次に、本実施形態１の押し出し機のヘッダー（図１の３ａ参照）の構造を図２−４に基づいて説明する。
【００１９】
まず、従来の押し出し機のＩ型ヘッダー（押し出し機のヘッダーの軸方向（長手方向）にゴムをシート状に押し出すためのスリットが備えられているタイプのもの）について説明する。従来のＩ型ヘッダーには色々なタイプのものがあるが、基本的には上下に２分割されており内部が筒状の空洞になっており、この空洞の中をゴムが流れ側面のスリットからゴムがシート状に押出されるようになっている。従来のＩ型ヘッダーは内部の高圧に耐えられるように大型に構成され、上下をボルトで固定されている。このボルトも高圧に耐えられるように大きなボルトを多数取り付けている。このように、従来のＩ型ヘッダーは、大型で重く高価であるだけでなく、１回の運転の度に分解して内部清掃を行う（この内部清掃は内部の残留ゴムを除去する為には必須の作業である）のに大変な手間を要していた。
【００２０】
本実施形態１においては、Ｉ型ヘッダーは、図２−４に示すように、図示上下に分割可能でスリットの付いた内筒１１とスリットの付いた外筒１２より成る。外筒１２は、内部のゴム圧力に耐えられる強度を有するように、厚みの大きいパイプにより形成されている。内筒１１は２分割可能に構成されており、外筒１２の内部に挿入されている。内筒１１は外筒１２によりサポートされるので内部ゴム圧に耐えるだけの強度は必要なく、例えば１−１０ｍｍの薄い肉厚で充分である。
【００２１】
本実施形態１では、前述のような内筒１１と外筒１２とよりなる構造としたので、押し出し成形終了後、内筒１１を外筒１２から引き抜く事により、ヘッダー内部の残留ゴム材料が容易に除去できるようになっている。更に、内筒１１は２分割可能に構成されているので、内筒１１を外筒１２から引き抜いた後、内筒１１を２分割して開く事によって、内筒１１から残留ゴム材料の除去が容易に出来るようになっている。
【００２２】
なお、図２において、１３は外筒１２のゴムシート押し出し用スリットの外縁部を構成する口金、１４はこの口金１３を外筒１２に固定するためのボルト、１５は内筒１１内のゴム材料１６を加熱するために外筒１２の外周面に備えられたヒーター、１６ａは前記ゴム材料１６が前記スリットから押し出されて成るゴムシート、２１は内筒１１を外筒１２から引き抜き易くするように内筒１１と外筒１２の間の隙間に付着されられた潤滑材、である。
【００２３】
また、図３及び図４において、１７は内筒１１の図示右側を塞ぐための蓋を兼ねるフランジであって内筒１１に固定されたフランジ、１８はフランジ１７に固定された取っ手であって押し出し成形終了後に内筒１１を外筒１２から引き抜くときに使用する取っ手、１９は外筒１２の図示左側のフランジ１２ｂに固定された押し出し機用フランジ、２０は押し出し機用フランジ１９の内部を図示右方向に移動して内筒１１内のゴム材料をスリットからシート状に押し出すための押し出し機、である。
【００２４】
以上のように、本実施形態１では、Ｉ型ヘッダー内のゴム圧力に耐える為のボルトは必要なくシンプルな構造になり、従来と比較して重量も大幅に小さくなっている。また、本実施形態１では、内筒１１を外筒１２から引き抜いて２分割するだけで内筒１１の内部の残留ゴム材料の除去などの清掃が容易に可能となっており、Ｉ型ヘッダーの清掃作業が非常に単純化・効率化されるようになる。
【００２５】
次に、本実施形態１において、Ｉ型ヘッダーでゴムシートを押出す時は、ヘッダー内部のゴム圧力は均一でなく、図３−４において押出し機２０に近い方（図３に示すスリットの図示左側）の場所の圧力が大きく、ヘッダーの先端に近い場所（図３に示すスリットの図示右側）に近づくに従って圧力が低くなる。この為、ヘッダーの側面から厚さなどが均一のゴムシートを押し出す為には、押出し機に近い方の場所の抵抗は大きくし、先端に近い場所に近づくに従って抵抗を小さくしていく必要がある。
【００２６】
そのための一つの方法として、本実施形態１の別の実施例では、ゴムシート出口（スリット）付近に、スリットの間隔を調整してスリットから押し出されるゴムシートの抵抗を調整するためのチョークバーを取り付け、口金基部（押出し機２０に近い方＝図３に示すスリットの図示左側））の開口度を小さくし先端に近づくに従って徐々に開口度を大きくする事によって押出しゴム量を調整するようにしている。
【００２７】
この場合、チョークバーは、例えば、次の（ａ）−（ｃ）などのような色々な方法が可能である。
（ａ）内筒のスリットの開口部開度を変える方法（図２に示す方法）。この方法は、最も簡単な方法であるが粘度や流動性が互いに大きく異なる複数種類のゴムの押出しに使用するときは、ゴムの種類によっては流動特性が異なり均一なシートが出来ない事がある。
（ｂ）スリットの間隔を調整してスリットから押し出されるゴムシートの抵抗を調整するためのチョークバー２２（図５参照）をシート押出し口部（スリット）付近に取り付け、このチョークバー２２を研磨して開口部の開口度を調整する方法（図５及び図６に示す方法）。この方法は、粘度の異なったゴムに対してもチョークバーの取替えのみで対応可能であり、より適応性が広くなる。なお、図５−６において、１１ａは内筒１１と一体的に形成された口金部（リブ）、２３はスペーサである。
（ｃ）スリットの間隔を調整してスリットから押し出されるゴムシートの抵抗を調整するためのチョークバー２４（図７参照）を可動性にし、ゴムの特性に合わせて、この可動チョークバー２４の開度を調整する方法（図７に示す方法）。この方法は、Ｉ型ヘッダーのみでゴムシートを製作する場合は、厚み調整、シート厚み精度をこのチョークバーでコントロールすることが必要なので、この可動式チョークバー２４が好ましい。ただ、押し出されたゴムシートを圧延ロール、又はフリクションロールで調整する場合（後述の実施形態２）は、Ｉ型ヘッダーから出てきたシートの精度はあまり要求されないので、操作の簡単な固定式チョークバーで充分である。もちろん、この場合でも、可動式チョークバー２４を使用してよいことは言うまでも無い。
【００２８】
なお、図７において、１１ａは内筒１１と一体的に形成された口金部（リブ）、２５は可動チョークバー２４の位置を調整するためのチョークバー調整ネジ、２６はスリットの隙間を調整してゴムシートの厚さを調整するための厚み調整ネジ、である。
【００２９】
前述のように、本実施形態１のＩ型ヘッダーは内筒１１と外筒１２よりなり、内筒１１を外筒１２から引き抜いて２分割することによって内部の残留ゴム材料の除去を行うのであるから、内筒１１が外筒１２から容易に引き抜ける事が必要である。この為内筒１１と外筒１２の間には０．３−２．０ｍｍ程度のクリヤランスを取り、オイル又はグリース等の潤滑材２１を塗布する事が有効である。或いは、内筒１１と外筒１２の間に１−５ｍｍのクリヤランスを取り、ＰＴＦＥスリーブを取り付け、引き抜き時の抵抗を少なくするようにしてもよい。
【００３０】
また、本実施形態１において、Ｉ型ヘッダーで幅広のシートを作ろうとすると、ヘッダーの長さが長くなりヘッダー内のゴムの流れ抵抗が増大しシートが均一に出なくなる。１００Ａヘッダー５００ｍｍ〜１０００ｍｍ幅、１５０Ａヘッダーで１０００〜１５００ｍｍ幅のゴムシートが概略の見当である。勿論これはゴムシートの厚み、ゴムの粘度に応じても異なってくる。
【００３１】
更に、内筒１１内面に潤滑性の弗素樹脂ライニングを施すか、弗素樹脂スリーブを取り付けることも、前記のゴムの流れ抵抗の減少に有効である。
【００３２】
（実施形態２） 次に本発明の実施形態２について説明する。本実施形態２は、前記の実施形態１のＩ型ヘッダーに圧延機或いはフリクションローラーを取り付け、より高精度のゴムシートを作ろうとするものである。従来のローラーヘッダー押出し機はフィッシュテイル式口金を用いている為に、ヘッダー内部の高圧に耐える様に設計され、ヘッダーは固定の油圧にて保持されており、その装置は巨大なものになっている。これに対して、本発明を適用した実施形態２では、構造が極めてシンプルで機械が小さくても幅広のシートが効率よく生産でき、設備費の節減効果は非常に大きい。従来の機械の１／５〜１／１０の価格で作る事ができ経済効果が大きい。
【００３３】
即ち、本実施形態２は、前記の実施形態１のＩ型ヘッダーにより押出されたゴムシートを２本の圧延ロールに連続的に供給し精度の良いシートを圧延機で作るようにしたものである。この時ヘッダーからのゴムシートは最終シートの厚みより厚いものを供給しそれを均一に圧延して希望の厚みのシートを得る。この様にして出来たシートはエアーの混入の無い均一なシートとなる。圧延機に供給するゴムが多すぎるか又は薄いシートを供給した場合は圧延機でゴムがエアーを巻き込み気泡入りのシートが出来るので、ゴムの供給量と圧延機のスピードをコントロールする必要上、直流式モーターを使用して速度調整が可能なようにしている。
【００３４】
この時のもう一つのポイントは、Ｉ型ヘッダーはフィッシュテイルヘッダーと異なりゴムシート出口を構造上圧延機の極近くには置けない。この為ヘッダーから出たゴムシートはある程度の間隔を置いて圧延機に供給されるのであるが、圧延機に供給されるゴムシートの厚みと圧延機から出てくるゴムシートの厚みが異なり、圧延機の入口へのゴムシートの供給速度と出口から出てくるゴムシートの出口速度とが異なる。圧延機は出口ゴムシートの速度に調整されるので、ゴム供給側の速度も出口速度と同じになり、過剰に供給されたゴムは圧延機上に滞留し定常運転が出来ない。ゴムの押出し量を搾っても、圧延機が供給側のシートを引っ張り、供給側のゴムは伸びて幅が極端に狭くなり、一定幅でのシート供給が出来ない。
【００３５】
そこで、本実施形態２では圧延機に出来るだけ近い位置にブレーキローラーを設置しこのブレーキローラーでゴムの供給速度をコントロールし、合わせて供給側のゴムシートが引っ張られ幅が狭くなるのを防いでいる。このブレーキローラーを設置する事により本実施形態２の機械は正常な定常運転が可能になる。この供給側のゴムシートのブレーキはローラー形状には限定される事なく圧延機のすぐ近くで一定速度でゴムシートを供給できる装置であれば、角上、板状、固定ローラー等でも良い。
【００３６】
（実施形態３） 次に本発明の実施形態３を説明する。本実施形態３は、図８に示すように、前記の実施形態１のＩ型ヘッダーにフリクションローラー１２６を取り付ける事によって、更に効率よく精度の良いゴムシートを作ろうとするものである。すなわち、本実施形態３では、図８に示すように、Ｉ型ヘッダーのシート出口口金部にニップルを加工し、０．５ｍｍ〜３０ｍｍの希望のゴムシートの厚みに対応する間隔（図８のＡ（厚み調整ギャップ）参照）を介してフリクションローラー１２６を取り付ける事により、出てくるゴムシートはより精度がよく縮みの小さいきれいなシートが得られる。ヘッダーから出てきたゴムは直ちにフリクション部（フリクションローラー１２６）に供給され、所定の厚みのシートに成形される、この為ゴムシートにエアーが噛み込む事が無く高性能のゴムシートが出来る。またフリクション部は圧延機や押出し機の如くゴムに高圧がかからず、ダイスエルが殆ど無く精度の良いゴムが成形できる。ゴムに高圧がかからないので、フリクションローラー１２６は、圧延機、カレンダーの様な大型のロールを使わずともロールが撓む事も無く、小口径のロールでも精度の良いゴムシートが出来る。このフリクションローラー１２６は従来のフィッシュテイル式押出し機、又はＩ型ヘッダーに取り付けても同様の効果は期待出来るが、特に前記実施形態１のＩ型ヘッダーに取り付ける事により、その経済性が際立つことになる。
【００３７】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明のゴムシート成形機によれば、前記Ｉ型ヘッダーを、ゴム材料の押し出し時の内圧に耐えられる強度を有するパイプ状の外筒と、前記外筒の内部にこれと平行に挿入されているパイプ状の内筒であって、前記外筒から引き抜き可能に構成されており、且つ、前記外筒から引き抜かれたとき長手方向（軸方向）の線に沿って少なくとも２つに分割可能に構成されている内筒とにより構成するようにしたので、Ｉ型ヘッダーをゴム材料の押し出し時の内圧に耐えられる構造としながら、従来のＩ型ヘッダーと比較して重量を大幅に軽量化でき、Ｉ型ヘッダーの内部の残留ゴム材料を除去するための清掃作業を従来よりも大幅に簡素化・効率化することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施形態１によるゴムシート成形機の機器配置図の一例を示す図。
【図２】 本実施形態１に含まれる押し出し機のヘッダーの構成（内筒のスリット開口部の開度を変えたもの）を示す縦断面図。
【図３】 図２のヘッダーの構成を示す側断面図。
【図４】 図２のヘッダーの構成を示す平面図。
【図５】 本実施形態１に含まれる押し出し機のヘッダーの構成（チョークバーにより内筒のスリット開口部の開度を調整するもの）を示す縦断面図。
【図６】 図５のヘッダーの構成を示す側断面図。
【図７】 本実施形態１に含まれる押し出し機のヘッダーの構成（可動式チョークバーにより内筒のスリット開口部の開度を調整するもの）を示す図。
【図８】 本発明の実施形態３に含まれる押し出し機のヘッダーの構成（フリクションローラーを付けたもの）を示す縦断面図。
【符号の説明】
１，２ 熱入れロール
３ａ ヘッダー
４ 圧延機
５ コンベア
９ ローラ
１１ａ 口金部（リブ）
１２ａ，１２ｂ，１７，１９ フランジ
１１ 内筒
１２ 外筒
１３ 口金
１６ ゴム材料
２１ 潤滑材
２２ チョークバー
２４ 可動チョークバー
１２６ フリクションローラー

Claims (12)

1. Ｉ型ヘッダーを備えたゴムシート押出し成形機において、
   前記Ｉ型ヘッダーは、
   ゴム材料の押し出し時の内圧に耐えられる強度を有するパイプ状の外筒と、
   前記外筒の内部にこれと平行に挿入されているパイプ状の内筒であって、前記外筒から引き抜き可能に構成されており、且つ、前記外筒から引き抜かれたとき長手方向の線に沿って少なくとも２つに分割可能に構成されている内筒と、
   を含んでいることを特徴とするゴムシート成形機。
2. 請求項１において、内筒と外筒の間にはオイル、グリース、テフロンスリーブ等の潤滑材が付けられており、これにより内筒の外筒からの引き抜きが容易になっていることを特徴とするゴムシート成形機。
3. 請求項１において、内筒及び外筒の側面にスリット状の開口部を備え、この開口部よりゴムシートを押出すようにしたことを特徴とするゴムシート成形機。
4. 請求項１又は２において、外筒のスリット状開口部に、互いに異なる厚みを有する複数種類のスペーサーのいずれか一つを取り付けるようにし、これによりスリット状開口部から押し出されるゴムシートの厚みをコントロールできるようにしたことを特徴とするゴムシート成形機。
5. 請求項１又は２において、内筒のゴムシートが押出されるスリット状開口部は、押出し機取り付け部から先端に近づくにしたがって徐々に開口度が大きくなるように形成されている、ことを特徴とするゴムシート成形機。
6. 請求項１において、外筒のスリット状開口部と対向する内筒のスリット用リブ部分には、ゴムの流れをコントロールするための可動式チョークバーが取り付けられている、ことを特徴とするゴムシート成形機。
7. 請求項６において、外筒は、そのスリット状開口部の周辺にリブを備えており、このリブにより、内筒のリブを支えて、ゴム材料の押し出し時の内圧に内筒が耐えられるようにしたことを特徴とするゴムシート成形機。
8. 請求項７において、外筒のリブに調整ボルトを取り付け、これらにより内筒の開口度を変化させて、押し出されるゴムシートの厚みを制御するようにした、ことを特徴とするゴムシート成形機。
9. 請求項１において、内筒内面に弗素樹脂ライニングを施工する、内筒内面に弗素樹脂ライニング薄板を取り付ける、又は、内筒内面に弗素樹脂単独スリーブを取り付けることにより、ゴムの流れ抵抗を減少させるようにしたことを特徴とするゴムシート成形機。
10. 請求項１において、前記ヘッダーから押し出されたゴムシートを連続的に圧延機に供給し、その厚み及びゴム表面精度の制御を行うようにしたことを特徴とするゴムシート成形機。
11. 請求項１０において、押出し機と圧延機の間の圧延機に近い位置に、ゴムシート供給速度を制御するためのロールを備えたことを特徴とするゴムシート成形機。
12. 請求項１において、ゴムシート成形押出し口金のゴムシート出口に位置調整可能なフリクションローラーを取り付けることにより、押し出されるゴムシートの厚みとシート肌の制御を行うようにしたことを特徴とするゴムシート成形機。

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