JPH0659696B2

JPH0659696B2 - 短繊維が配向性を有するポリマー製品の製造方法

Info

Publication number: JPH0659696B2
Application number: JP1178752A
Authority: JP
Inventors: 義隆田島; 荒夫梅田
Original assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Current assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Priority date: 1989-07-10
Filing date: 1989-07-10
Publication date: 1994-08-10
Anticipated expiration: 2009-08-10
Also published as: JPH0342235A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、短繊維が配向性を有する、ゴムワッシャー、
ゴムパッキン等のポリマー製品の製造方法に関する。

（従来の技術）従来、ゴムパッキン等のゴム製品はその使用過程での締
付けによる円周方向の変形、厚さ方向の変形によってシ
ールするようになっている。また、一部の機能性ゴムパ
ッキンにおいては、ゴム配合中に吸水材を添加して、吸
水による膨張作用を利用してシールするものもある。こ
れらについては、ゴム部材自体の比較的低い弾性領域を
利用しているため、内部流体の水、油等の圧力が高圧に
なると、弾性領域内では使用できるが、それ以上になる
と破壊し、シール部分より流体が洩れる等の欠点があ
る。

ところで、周方向に短繊維を配向させたパッキンは周方
向に対して高弾性であるため、締付け圧力によっても容
易に周方向には変形せず、厚さ方向の変形によってシー
ルし、高圧力にも耐えられる。

このように、ゴム製品において、内部に短繊維を配向さ
せること、特に製品の厚さ方向に配向させることは、短
繊維を配向させていない製品に比べて、補強性、耐摩耗
性、高弾性、高シール性、耐衝撃性、摩擦係数の選択性
等に優れる反面、製造が困難である。

即ち、短繊維を所定の方向に配向させるものを製造する
製造方法は知られている。例えば特公昭５８−２９２３
１号公報に記載されるように、押出し方法により短繊維
を混練りしたゴム材料をチューブ体にし、ダイの構造に
よって該チューブ体の周方向又は軸方向に短繊維を配向
するものや、例えば特開昭６０−２１９０３４号公報に
記載されるように、短繊維入りゴムをカレンダーで圧延
してシートをカットして所定厚さに積層することにより
所定方向に配向したシートを製造するもの等である。

（発明が解決しようとする課題）ところが、前者の場合には、チューブ体からのダイ構造
による成形で短繊維を所定方向に精度よく配向する制御
が難しく、また、配向シートに対しプレスによる加硫を
行う際に、短繊維の配向を乱すおそれもある。一方、後
者の場合では、カットされた薄いシートを積層すること
によって、短繊維を精度よく配向できるとしても、短繊
維を周方向に配向することはできないし、やはりプレス
による加硫の際、短繊維の配向が乱れるおそれがある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、短繊維で補
強されるゴム製品又はプラスチック製品等のポリマー製
品において、短繊維を容易に周方向又は厚さ方向に配向
すことができる短繊維が配向性を有するポリマー製品の
製造方法を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段）請求項(1) の発明は、短繊維を含まない原料ポリマー、
補強剤、プロセスオイル、老化防止剤、加工助剤、加硫
剤等を予め混練りした後、短繊維を混入して該短繊維が
分散するように混練りし、短繊維を分散させた混練りゴ
ムを、圧延手段を用いて、圧延方向に短繊維が配向され
た圧延シートを製造し、該圧延シートを短繊維が周方向
に配向されるように渦巻状に成形して加硫、短繊維が周
方向に配向されたポリマー製品を得る構成とする。

請求項(2) の発明は、短繊維を含まない原料ポリマー、
補強剤、プロセスオイル、老化防止剤、加工助剤、加硫
剤等を予め混練りした後、短繊維を混入して該短繊維が
分散するように混練りし、短繊維を分散させた混練りゴ
ムを、圧延手段を用いて、圧延方向に短繊維が配向され
た圧延シートを製造し、該圧延シートを、幅方向にカッ
トし、該カットしたシートを継ぎ合わせて短繊維が幅方
向に配向された接続シートを製造し、該接続シートを短
繊維が軸線方向又は厚さ方向に配向されるように渦巻状
に成形して加硫し、短繊維が軸線方向に配向されたポリ
マー製品を得る構成とする。

（作用）請求項(1) の発明によれば、圧延方向に短繊維が配向さ
れた圧延シートを短繊維が周方向に配向されるように渦
巻状に成形することで、シート間の接着性が高められ、
短繊維が周方向に配向されたポリマー製品が得られる。

請求項(2) の発明によれば、短繊維が幅方向に配向され
た接続シートを短繊維が軸線方向に配向されるように渦
巻状に成形することで、シート間の接着性が高められ、
短繊維が軸線方向又は厚さ方向に配向されたポリマー製
品が得られる。

（実施例）以下、本発明の実施例を図面に沿って詳細に説明する。

本発明製造方法によっては、第６図〜第１３図に示すよ
うなゴム製品が製造可能である。即ち、第６図及び第７
図に示すように、短繊維１１ａが周方向又は軸線方向に
配列された円筒状の製品１１Ａ，１１Ｂ、第８図及び第
９図に示すように、短繊維１２ａが周方向又は厚さ方向
に配列された直方体状の製品１２Ａ，１２Ｂ、第１０図
及び第１１図に示すように、短繊維１３ａが周方向又は
軸線方向に配列された角筒状の製品１３Ａ，１３Ｂ、第
１２図及び第１３図に示すように、短繊維１４ａが周方
向又は軸線方向に配列された小径の円筒部１５Ａ，１５
Ｂと大径の円筒部１６Ａ，１６Ｂとが連設されてなる筒
状の製品１７Ａ，１７Ｂである。

続いて、上述した如きゴム製品の製造方法について説明
する。

（工程１）先ず、通常の配合設計（目的に一致した配合設計）に従
って、レーヨン、綿、ナイロン、ポリエステル、ビニロ
ン、アラミド等の短繊維又はカットしたファイバの金属
繊維、ガラス繊維、炭素繊維等の短繊維を混入する前の
原料ポリマー、補強剤、プロセスオイル、老化防止剤、
加工助剤、加補強剤、プロセスオイル、老化防止剤、加
工助剤、加硫剤等をオープンロール又は密閉型混練機に
て予め練る。

（工程２）工程１で練ったゴムに対し、短繊維を配合設計に沿って
混入して、配合混練する。つまり、２回練りを行うこと
により、短繊維をゴムに一様に分散させる。

ここで、２回練りするのは、一度の混練りで短繊維を配
合するようにすると、混練りによりカーボンと短繊維と
が絡まって原料ゴム中で塊を作り、分散しないからであ
る。

尚、原料ゴム１００重量部に対して、短繊維単体又は表
面に接着処理したものが、２〜５０重量部配合される。

（工程３）短繊維を分散させた短繊維入りの混練りゴムを、第１図
に示すように、オーブンロール１ａ，１ｂ（又はカレン
ダ）による圧延手段１で、短繊維２ａを圧延方向に配向
させ、厚さ０．４〜２．０mmの圧延シート２を製造す
る。

短繊維入りゴムをオーブンロール、カレンダ等で薄くシ
ート化すると、シート中の短繊維は、圧延方向に配向さ
れ、薄いほど配向が良くなる。

（工程４）上記配向させた圧延シート２（圧延された短繊維入りゴ
ムシート）を、第２図に示すように、パイプ部材３を用
いて、短繊維が周方向に配向されるように渦巻状に、目
的の厚さ（径）となるまで巻付ける。尚、パイプ部材３
を用いることなく、そのまま圧延シート２単体で渦巻状
に巻くようにしてもよい。

この巻付け成形により、短繊維は円筒状の巻付け成形物
４の周方向に配向せしめられる。

（工程５）上記巻付け成形物４の両端部分に、第３図に示すよう
に、リング部材５をセットし、巻付け圧力による巻き付
け成形物４の軸線方向の変形を防止する。

（工程６）リング部材５がセットされた渦巻状の巻付け成形物４の
上に、第４図に示すように、布６を巻き、さらにその外
側にコード７（又はワイヤ）を巻掛ける。これは、巻付
け成形物４の締付けによるエアー抜きと一体化を図るた
めである。

（工程７）上記巻付け成形物４を、周知の熱空気加硫器又は蒸気缶
加硫器で所定時間加硫する。

熱がパイプ部材３の内径部、外周部全面より伝わって、
短繊維入りゴムの架橋が行われる。

（工程８）加硫後の加硫成形物を取り出し、外側のリング部材５、
布６、コード７を取り除く。

（工程９）パイプ部材３と、短繊維入りゴム加硫成形物とを、周知
の旋盤、研削盤、研磨盤等に取付け、外周面を表面研
削、研磨、切削等によって表面加工する。

それから、加硫成形物を所定幅に輪切りし、必要なゴム
製品の外観形状ができる。

（工程１０）上記パイプ部材３からカットしたゴム製品を抜き取る。

（工程１１）カットしたゴム製品の表面を研磨して、短繊維の毛足長
さを揃える。これによって、グラインダー、ペーパーバ
フの砥粒の荒さを設定することにより、毛足長さ又は表
面の摩擦係数を所定の値とする。そして、例えば第６図
に示す、短繊維が周方向に配向されたゴム製品１１Ａが
製造される。

上記実施例では、短繊維が周方向に配列されるようにし
ているが、工程４の前に次の工程４′を入れることで、
短繊維を軸線方向（又は厚さ方向）に配向させることも
できる。

（工程４′）第５図(a)(b)に示すように、圧延シート２を、幅方向に
おいて所定の長さＬにカットし、単位シート２Ａを製造
し、該各単位シート２Ａを、短繊維２ａが幅方向に配列
されるように、ゴムシートの粘着を利用してジョイント
して接続シート８とする。

このように、圧延方向に対し、一定の角度を有する方向
にカットして単位シート２Ａを製造し、それから単位シ
ート２Ａを接続することで、シート中の短繊維の配向方
向をシート長手方向と直交する幅方向に配向することが
できるだけでなく、上記カットの角度を変えることによ
り、短繊維２ａの配向方向を任意の角度に変えられる。
尚、この場合は、工程４では、短繊維が軸線方向に配向
されるように渦巻状に、目的の厚さ（径）となるまで巻
付けることになる。

上述した実施例のほか、工程４、工程４′の巻付け終了
後、未加硫成形物を規定の幅にカットし、規定の金型に
仕込み、プレス加硫によって、短繊維が配向性を持った
加硫成形物を製造し、輪切りにより直ちにゴム製品を製
造するようにしてもよい。

上記のように構成すれば、短繊維が周方向又は軸線方向
（厚さ方向）に配向された短繊維入りポリマー製品を製
造するために、新たに特別な押出し機、ダイ、成形機、
加硫器等を用いる必要がなく、従来の設備で製造するこ
とが可能である。

そして、そのようなポリマー製品は、摺動摩擦抵抗を
変化させたゴムワッシャ、シール性に優れたパッキ
ン、スリップ防止のための靴底、タイヤ、耐摩耗性
に優れたゴムライニング材、錆落としのブラシ、家庭
用タワシ、マット、タイル、敷物等の床材、滑り止
め機能の衣料部材、ブレーキ、ライニング、クラッチ
フェーシング等の摺動材、ホース類等に用いることが
できる。

（発明の効果）請求項(1) の発明は、上記のように、圧延シートを短繊
維が周方向に配向されるように渦巻状に成形して加硫
し、短繊維が周方向に配向されたポリマー製品を得るよ
うにしたから、特別な装置を用いることなく、また、接
着性を損なうことなく、短繊維を周方向に配向したポリ
マー製品を容易に製造することができ、また、請求項
(2) の発明は、接続シートを短繊維が軸線方向に配向さ
れるように渦巻状に成形して加硫し、短繊維が軸線方向
に配向されたポリマー製品を得るようにしたから、請求
項(1) の発明と同様にして、短繊維を軸線方向又は厚さ
方向に配設したポリマー製品を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図〜第５図は
短繊維が配向を有するポリマー製品の製造方法の工程の
説明図、第６図〜第１３図は本発明方法によって製造さ
れるポリマー製品の斜視図である。１……圧延手段２……圧延シート２ａ……短繊維４……巻付け成形物

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】短繊維を含まない原料ポリマー、補強剤、
プロセスオイル、老化防止剤、加工助剤、加硫剤等を予
め混練りした後、短繊維を混入して該短繊維が分散する
ように混練りし、短繊維を分散させた混練りゴムを、圧延手段を用いて、
圧延方向に短繊維が配向された圧延シートを製造し、該圧延シートを短繊維が周方向に配向されるように渦巻
状に成形して加硫し、短繊維が周方向に配向されたポリ
マー製品を得ることを特徴とする短繊維が配向性を有す
るポリマー製品の製造方法。
【請求項２】短繊維を含まない原料ポリマー、補強剤、
プロセスオイル、老化防止剤、加工助剤、加硫剤等を予
め混練りした後、短繊維を混入して該短繊維が分散する
ように混練りし、短繊維を分散させた混練りゴムを、圧延手段を用いて、
圧延方向に短繊維が配向された圧延シートを製造し、該圧延シートを、幅方向にカットし、該カットしたシー
トを継ぎ合わせて短繊維が幅方向に配向された接続シー
トを製造し、該接続シートを短繊維が軸線方向に配向されるように渦
巻状に成形して加硫し、短繊維が軸線方向又は厚さ方向
に配向されたポリマー製品を得ることを特徴とする短繊
維が配向性を有するゴム製品の製造方法。