JP6853380B2 - ブラダー製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、いわゆる「ブラダー」を製造するための方法に関する。
ブラダーは、一般的にはゴム製の管状要素であり、これを膨らませて、複合材料を硬化するプロセスにおいて圧縮工具として使用することができ、その内側に空気又は他のガスを入れることによって得られる圧力を、硬化すべき部分に接触した表面上で均一に分散できるようにする。
通常これは、断面が一定で、プロファイル自体の断面よりも長さがかなり長いゴム製のプロファイルの形状で実現される。
その技術的な目的を効果的に達成するために、十分に定義された特徴及び性能を有する利用可能な管状要素（ブラダー）を得る必要性が特に感じられる。
特に、使用に際し、管状要素は、
・２７ミリバールで加圧された場合、２０分で３．８０水銀柱ミリメートル以下、
・２５０ミリバールで加圧された場合、２０分で７．６水銀柱ミリメートル以下
の真空損失を特徴とすることが望まれる。
ブラダーは、さらにオートクレーブにおいて少なくとも２５サイクルを保証しなくてはならない。
したがって、本発明の目的は、知られている技術の問題を、請求項１に定義される生産方法によって解決することである。
本発明のさらなる特徴は、対応する従属請求項に定義される。
本発明のさらなる目的は、本発明の方法によって得られる管状要素である。
本発明の特徴及び使用モードとともに利点は、実例として示され限定を目的とするものではないその好ましい実施例の以下の詳細な記述から明白になろう。
添付の図面に示す図が参照される。
本発明による管状要素を示し、特にその上面図を表しており、この要素自体の長手方向（Ｌ）と横断方向（Ｔ）の大きさの比を推論することができる図である。 本発明による管状要素を示す図である。 本発明による管状要素を示す図である。 本発明による管状要素を示す図である。 本発明による方法の主要ステップを概略化したフローチャートである。 本発明による管状要素の生産に使用することができる押出機を示す図である。 本発明による、台形の断面を有する全体的な管状要素用の押出ダイの前面図である。 ブラダーのゴム・プロファイルを製造するステップの押出設備を実例として示し、粉付けステーションが拡大されている図である。 キャップ要素が加硫され、プロファイル自体の内側にしっかり接着された、ゴム・プロファイルの管状区分の端部を示す図である。 ゴム・プロファイルにキャップを形成しようとする組立て式のＬ．Ｌ．雌型の３Ｄモデルの図である。
本発明を、上述した図面を参照しながら以下に説明する。
本発明による管状要素（ブラダー）を製造するための方法を、以下に説明する。
この方法では、それを構成するいくつかの主要なマクロステップを検出及び定義することができる。
特に、本発明による管状要素の生産は、冷間押出法によって継続的に行われる。
次いで、全般的にこの方法は
・ゴム化合物を押出機に供給するステップと、
・管状要素をダイによって形成するステップと、
・形成された管状要素を加硫トンネルにおいて加硫するステップと
を含む。
好ましくは、ブラダーを実現するのに使用される化合物は、以下の表１に示すＭＤＳ組成を有する。
Figure 0006853380
このタイプの化合物の市販品の実例は、ＭＥＳＧＯｓ．ｐ．ａにより生産及び市販されている略称ＭＧ３８９９Ｎ７５Ｐの化合物である。
ゴム・プロファイルを形成及び加硫するステップでは、好ましくは、シリコーン製のプロファイルを押し出すための設備（ライン）を使用することができる。
押出機のタイプは、たとえば表２に記載され、図５に実例として示されるタイプのものとすることができる。
Figure 0006853380
押出機の下流での形成は、好ましくはワイヤ放電加工法によって実現されたスチール製のダイを使用して行われる。
好ましい実施例によれば、押出機は、直径１００ｍｍのディスクを有するダイ（図６）を受けることができる。
一実施例によれば、ゴム・プロファイルの形成は、以下の仕様、すなわち
・押出機内のスラスト圧力が５〜５０バール、
・押出機内の化合物温度が０〜５０℃、及び
・押出機ダイと加硫トンネル入口との間の距離が１０〜５０ｍｍ
に従って行われる。
考えられる実施例によれば、押出機内のスラスト圧力は、１５〜３５バールであり、さらに好ましくは２０〜２５バールである。
考えられる実施例によれば、押出機内の化合物温度は、１０〜３５℃であり、さらに好ましくは２０〜３０℃である。
押出機の下流に、約１０ｍに等しい長さのオーブンを備え、スチール製のコンベアベルトが装備された加硫トンネルが存在する。
こうしたステップにおいて、ゴム製のプロファイルは「硬化したプロファイル」の状態に到達することによって加硫処理される。
押出機の開口部（ダイ出口）と、加硫トンネル入口との間にある空間では、スチール製のコンベアベルトに載ることになるプロファイル表面に、たとえば自動粉付け機械によって、好ましくはタルクが噴射される。これにより、図７のスチール製のコンベアベルトに接触するプロファイルの表面に気泡が生じるのが防止される。
化合物の技術的な仕様を満たすことにより、加硫トンネルの内側を通過中に、プロファイルが約１４０℃に等しい温度に到達し、それを約１０分間維持して正常な加硫を行うことが有利である。
この目的のために、加硫ステップは、好ましくは以下の仕様、すなわち
・加硫トンネルを通過するスピードが０．５〜２ｍ／分、より好ましくは０．５〜１ｍ／分、
・加硫トンネル内の温度が１００〜３００℃
に従って行われる。
好ましい実施例によれば、加硫トンネル内の温度は約１５０〜２５０℃、さらに好ましくは２００〜２３０℃である。
（形成及び加硫のステップに関する）プロセス・パラメータを、表３に示す。
Figure 0006853380
一実施例によれば、方法は、加硫した管状要素を冷却するステップをさらに含む。
この目的のために、加硫オーブンの下流に、たとえば長さが約２ｍに等しい冷却タンクを設けることができ、この冷却タンクは、プロファイルを冷却するために、加硫オーブンから出てくるプロファイルを受けることができる。
次いでプロファイルは、このタンクを通過する間に約１５℃の水に浸される。
冷却タンクの下流で、プロファイルは「硬化した」状態に特有の、温度１５℃（室温）に関係した設計サイズに到達していることになる。
この点で、一実施例によれば「動的」制御のステップが設けられてもよく、このステップでは、なお動いているプロファイルについて、生産されたプロファイルの外側形状に対して、特有のサイズが検査され、場合によっては、プロファイル自体の独自の形状公差内に戻すために、プロセス・パラメータが調節される。
考えられる実施例によれば、冷却タンクの下流で、プロファイルは牽引具を通過し巻取り機械に到達する。
牽引具は、押出機と連携及び同調しており、すなわちスラスト圧力は、ねじの回転スピード、すなわち加硫トンネルを通過するスピードを管理することによって、且つコンベアベルトによって調節される。
たとえば巻取り機械は作業員によって管理することができ、作業員は、約１ｍの内径を有する円筒形のコイルを形成するようにプロファイルを配置することによって、プロファイルを巻き取る。
次いで、管状要素を、所定の長さの管状区分に区分けするステップを設けることができる。
考えられる実施例によれば、この方法は、管状要素の区分を調整（後硬化）するステップをさらに含むことができる。
有利には、こうした管状区分は、好ましくは空気及び大気圧で換気されるオーブン／オートクレーブの静止面に配置される。
静止面と管状区分の間に、「通気」組織の層が挿入される。全体的なプロファイルは、好ましくは、対流に露出されるように配置しなくてはならず、断面の絞り、及び／又は局所的な高応力が生じないように、それ自体が重なってはならない。
こうした調整ステップは、
・０．５〜１０℃／分の加熱勾配、
・５０〜３００℃の加熱温度で約２〜８時間の滞留、
・１０℃／分未満の冷却勾配
を特徴とする温度調整をさらに含む。
考えられる実施例によれば、加熱勾配は０．５〜２℃／分とすることができる。
考えられる実施例によれば、滞留時間は約４時間である。
考えられる実施例によれば、加熱温度は１５０〜２５０℃とすることができ、さらに好ましくは約２０５±５℃とすることができる。
考えられる実施例によれば、冷却勾配は５℃／分未満とすることができる。
有利には、方法は、それぞれの管状区分の端部を、前記ゴム化合物から得られる終端キャップで閉鎖するステップをさらに提供することができる。
このステップでは、場合によって全体的な管状区分が、その設計長さを得るために切断され、次いでその端部が、キャップ状の閉鎖要素を加硫し同時に（型の内側で）接着することによって閉鎖される（図８）。
こうした閉鎖ステップは、
・前記端部を準備するサブステップ、
・前記閉鎖キャップを形成するサブステップ、
・前記閉鎖キャップを加硫するサブステップ、
・前記閉鎖キャップを調整するサブステップ
を含む。
さらに、準備するサブステップは、好ましくは
・閉鎖される端部の内側区域をアセトンで洗浄するステップ、
・前記内側区域を１８０グレインの紙やすりで研磨するステップ、及び
・研磨した区域をアセトンで洗浄するステップ
によって実行される。
好ましくは、硬化に関与するプロファイルの内側区域は、端部から測定して約３０±５ｍｍの部分を含む。
この点で、キャップの形成は、閉鎖される端部の内側に、ある量のゴム化合物を挿入した後に、成形によって行われる。
より詳細には、プロファイルの終端区域（接着できるように準備された内側表面のある区域）は、「端部キャップ」と呼ばれるキャップを形成するのに適した組立て式のＬ．Ｌ．雌型の内側に配置される（図９）。
こうした形成は、特定の量の化合物を硬い状態で、キャップを形成すべき区域の内側に挿入し、それによりこの化合物が、プロファイルの内側容積全体を長さ３０±５ｍｍにわたって塞ぎ、この化合物が、（型自体の形状から得られる設計形状及びサイズを有する）ゴム製のプロファイルの中空の終端部分に閉鎖された区域を生成することによって、行われる。
型を締める手順中に型が閉鎖されたら、接着を行う必要がある内側壁全体との完全な接着を保証し、キャップ要素の内側に空洞（気泡）のないことを保証することによって、充填すべき容積の内側に化合物が自律的に均一に配置される。
型を（挿入されたゴム・プロファイル区分の端部部分で）閉鎖したら、化合物の技術的仕様によって示されるように硬化プロセスを実行するために、端部に型が設置された状態でプロファイル区分全体が換気オーブンに挿入される。
特に、前記キャップを加硫するサブステップは、以下の仕様、すなわち
・０．５〜１０℃／分の加熱勾配、
・５０〜３００℃の加熱温度で約１０〜３０分の滞留、
・１０℃／分未満の冷却勾配
に従って行われる。
考えられる実施例によれば、加熱勾配は０．５〜２℃／分とすることができる。
考えられる実施例によれば、滞留時間は約１５分である。
考えられる実施例によれば、加熱温度は１００〜２００℃とすることができ、さらに好ましくは約１５０±５℃である。
考えられる実施例によれば、冷却勾配は５℃／分未満とすることができる。
キャップ要素の加硫が行われたら、後硬化（又は調整）プロセスに進む。キャップ自体を構成する化合物を後硬化するために、キャップを形成する型が取り除かれ、その接着に関与したゴム・プロファイル区域だけが適切なオーブンに挿入される（そのようなオーブンは、キャップを有するプロファイルの終端部分を挿入することができる開口部を有する）。
閉鎖キャップを調整（後硬化）するサブステップは、以下の仕様、すなわち
・０．５〜１０℃／分の加熱勾配、
・５０〜３００℃の加熱温度で約２〜１０時間の滞留、
・１０℃／分未満の冷却勾配
に従って行われる。
考えられる実施例によれば、加熱勾配は０．５〜２℃／分とすることができる。
考えられる実施例によれば、滞留時間は３〜６時間、さらに好ましくは約４時間とすることができる。
考えられる実施例によれば、加熱温度は１５０〜２５０℃とすることができ、さらに好ましくは約２０５±５℃である。
考えられる実施例によれば、冷却勾配は５℃／分未満とすることができる。
本発明は、これまでその好ましい実施例に関して説明されてきた。好ましい実施例において実現されるそれぞれの技術的解決策は、本明細書で実例として説明され、それらは説明したものとは異なるやり方で、他の実施例と有利に組み合わされて、同じ発明の要旨に属する追加的な実施例を作り出すことができるが、すべては、以下に示される特許請求の範囲に記載の保護範囲に含まれる。

Claims (24)

  1. ゴム製の管状要素を製造するための方法であって、
    ゴム化合物を押出機に供給するステップと、
    前記管状要素をダイによって形成するステップと、
    形成された前記管状要素を加硫トンネルにおいて加硫するステップと
    を含み、
    前記管状要素を、所定の長さの管状区分に区分けするステップと、それぞれの管状区分の端部を、前記ゴム化合物から得られる終端キャップで閉鎖するステップとをさらに含むことを特徴とし、
    前記管状要素の区分を調整するステップをさらに含み、前記管状区分が、空気及び大気圧で換気されるオーブン／オートクレーブの平面に配置され、
    前記調整するステップが、
    ０．５〜１０℃／分の加熱勾配、
    ５０〜３００℃の温度で約２〜８時間の滞留、
    １０℃／分未満の冷却勾配
    を特徴とする温度調整を含む、
    方法。
  2. 前記形成するステップが、以下の仕様、すなわち
    前記押出機内のスラスト圧力が５〜５０バール、
    前記押出機内の化合物温度が０〜５０℃、及び
    押出機ダイと前記加硫トンネルの入口との間の距離が１０〜５０ｍｍ
    に従って行われる、請求項１に記載の方法。
  3. 前記押出機の前記スラスト圧力が、１５〜３５バールである、請求項２に記載の方法。
  4. 前記押出機の前記化合物温度が、１０〜３５℃である、請求項２又は３に記載の方法。
  5. 前記加硫するステップが、以下の仕様、すなわち
    前記加硫トンネルを通過するスピードが０．５〜２ｍ／分、
    前記加硫トンネルの温度が１００〜３００℃
    に従って行われる、請求項１から４までの一項に記載の方法。
  6. 前記加硫した管状要素を冷却するステップをさらに含む、請求項１から５までの一項に記載の方法。
  7. 前記冷却するステップが、前記加硫した管状要素を約１５℃の水に浸すことを行う、請求項６に記載の方法。
  8. 前記平面上に、通気組織の層があらかじめ置かれ、その上に前記区分が配置される、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
  9. 前記加熱勾配が、０．５〜２℃／分である、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
  10. 前記温度が約２０５±５℃である、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
  11. 前記冷却勾配が、５℃／分未満である、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
  12. 前記閉鎖するステップが、
    前記端部を準備するサブステップと、
    前記キャップを形成するサブステップと、
    前記キャップを加硫するサブステップと、
    前記キャップを調整するサブステップと
    を含む、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
  13. 前記準備するサブステップが、
    閉鎖される前記端部の内側区域をアセトンで洗浄するステップと、
    前記内側区域を１８０グレインの紙やすりで研磨するステップと、
    前記研磨した区域をアセトンで洗浄するステップと
    によって実行される、請求項１２に記載の方法。
  14. 前記内側区域が、前記端部から前記端部から測定して約３０±５ｃｍまでの部分を含む、請求項１３に記載の方法。
  15. 前記キャップを形成するステップが、閉鎖される前記端部の内側に、ある量のゴム化合物を挿入した後に、成形によって行われる、請求項１２から１４までの一項に記載の方法。
  16. 前記キャップを加硫する前記ステップが、以下の仕様、すなわち
    ０．５〜１０℃／分の加熱勾配、
    ５０〜３００℃の温度で約１０〜３０分の滞留、
    １０℃／分未満の冷却勾配
    に従って行われる、請求項１２から１５までの一項に記載の方法。
  17. 前記加熱勾配が、０．５〜２℃／分である、請求項１６に記載の方法。
  18. 前記温度が約１５０±５℃である、請求項１６又は１７に記載の方法。
  19. 前記冷却勾配が、５℃／分未満である、請求項１６から１８のいずれか一項に記載の方法。
  20. 前記キャップを調整する前記ステップが、以下の仕様、すなわち
    ０．５〜１０℃／分の加熱勾配、
    ５０〜３００℃の温度で約２〜１０時間の滞留、
    １０℃／分未満の冷却勾配
    に従って行われる、請求項１２から１９のいずれか一項に記載の方法。
  21. 前記加熱勾配が、０．５〜２℃／分である、請求項２０に記載の方法。
  22. 前記滞留時間が約４時間である、請求項２０又は２１に記載の方法。
  23. 前記温度が約２０５±５℃である、請求項２０から２２のいずれか一項に記載の方法。
  24. 前記冷却勾配が、５℃／分未満である、請求項２０から２３のいずれか一項に記載の方法。
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