WO1990000113A1 - Production method of rubber tube and resin coating apparatus used therefor - Google Patents

Description

明 細 書

ゴムチューブの製造方法およびそれに用いる樹脂被覆装置

技術分野

本発明は、 滑らかな外表面を有するゴムチュ，ブの製造方法およびそ の方法を実施するに際して、 直接使用する樹脂被覆装置に関する。

背景技術

たとえば補強材が含有されたゴムチューブを製造するには、 滑らかな 外表面を得るために、 従来では、 ゴムチューブを構成するゴム材を加硫 させる際に、 加圧可能な加硫缶を用いてチューブ外周に圧力を加えたり、 またはチューブ外周を合成樹脂も しくは鉛等で被覆して、 チューブ外表 面でのコ ム材の発泡を制限するようにしている。

前者の加硫缶を用いてチューブ外表面でのゴム材の発泡を制限する方 法にあっては、 チューブ外表面での発泡自体を制限することは可能であ るが、 依然と してチューブ外表面の平滑化を図れないと共に、 加硫缶内 を逐次密封する必要があることから多量生産に不適であるという不都合 を有している。

また、 後者のうちチューブ外周を鉛等で被覆してチューブ外表面の平 滑化を図る方法では、 鉛の管理が困難であると共に、 設備費、 運転費が 増大し、 製品のコス 卜アツプとなる虡があるという不都合を有している _c そこで、 滑らかな外表面を有するゴムチューブを製造する方法と して、 チューブ外周を合成樹脂で被覆した後に、 ゴムチューブを構成するゴム 材を加硫させる方法が有望視され、 特開昭 6 1 - 2 9 0 , 0 1 1号公報 に示すように、 ゴムチューブの外周を、 ゴム材の加硫温度より高い融点 を有する耐熱性樹脂カバーで被覆した後に、 ゴム材をマイ クロ波等を用 いて加硫させるようにした技術が開発されている。

上記公報に開示された技術を含めて、 合成樹脂でチューブ外周を被覆 する従来の方法にあっては、 第 3図に示すように、 樹脂の押出成形用ダ ィを樹脂被覆装置 2と して用い、 マン ド レルの外.周に被覆したゴム材層

₅ 4の外周に沿って合成樹脂 6を押し出し成形してゴム林層 4の外周に樹 脂被覆餍 8を連続的に形成するようにしている。 ゴム材層 4は、 樹脂被 覆層 8が被覆された状態で、 後工程で加熟され加硫されること となるか ら、 樹脂被覆層 8を構成する合成樹脂 6は、 ゴム材の加硫温度よりも髙 い融点を有することが必要である。 そうでないと、 ゴム材層 4の加硫時

_{I u} に樹脂被覆層 8まで溶融してゴム材層 4の外周面形状がくずれるからで ある。

このために、 押出成形用ダイ と しての樹脂被覆装置 2内を流通する溶 融状態の合成樹脂 6を、 ゴム材の加硫温度以上の温度で加熟する必要が あり、 従来では装置 2の外側にヒータ 1 0を装着し、 装置全体を加熱す

_{1 5} るようにしていた。 また、 ゴム材層 4の外周が隙間なく樹脂被覆層 8で 被覆されるように、 装置 2へ送り込まれる前のマ ン ド レル外周に被覆さ れたゴム材層 4 を予備ヒータ 1 2によ り加熱するようにしていた。

しかしながら、 このような従来の方法および装置 2にあっては、 装置 2を外側から加熱して合成樹脂の流動性を保持するようにすると共に、

_{2 U} ゴム材層 4を予備ヒータ 1 2で加熱するようにしているため、 装置 2内 を通過する間に、 ゴム材層 4に含まれる揮発成分が発泡する虡がぁり、 ゴム林 4の外周面が粗面化した状態で樹脂被覆層 8が被覆される虡が あった。 このため、 たとえ隙間なくゴム材層 4の表面が樹脂被覆層 8で 被われたと しても、 滑らかな外周面を有するゴムチューブを得ることが できない虡があつた。

発明の開示

本発明は、 このよ うな従来技術が有する不都合を解消するためになさ れ、 滑らかな外周面を有するゴムチューブを効率良く生産することがで きるゴムチューブの製造方法およびその方法の実施に直接使用する樹脂 被覆装置を提供することを目的と している。

このような目的を達成するために、 本発明は、 マン ドレルの外周に、 未加硫のゴム材を主と して含むゴム材層を形成した後、 このゴム材層の 外周に、 当該ゴム材層を構成するゴム材の加硫温度より高い融点を有す る耐熱性の樹脂被覆層を形成し、 その後、 前記ゴム材層を加熱すること により当該ゴム材層を構成するゴム材を加硫させた後、 前記樹脂被覆層 を剥離除去し、 前記マン ドレルを引き抜く ことによりゴムチューブを製 造する方法において、

前記樹脂被覆層を前記ゴム材層の外周に形成するに際して、 溶融状態 の合成樹脂をノズルから前記ゴム材層の外周に沿って流出させる直前に、 当該溶融状態の合成樹脂を内周側から加熟するこ とを特徴と している。 また、 本発明に係る樹脂被覆装置は、 未加硫のゴム材を主と して含む ゴム材層が外周に被覆されたマン ドレルが揷通される挿通孔と、

前記ゴム材の加硫温度よりも高い融点を有する耐熱性の合成樹脂が流 通する樹脂流路と、

この樹脂流路内を流通する合成樹脂を、 前記挿通孔を通過したマン ド レルの外周に被覆されたゴム材層の外周に沿って流出させるノ ズルと、 このノ ズルから流出する前の樹脂流路內合成樹脂を内周側から加熱す る加熱手段とを具備していることを特徴と している。 このような本発明に係るゴムチューブの製造方法およびその方法の実 施に直接使用する樹脂被覆装置によれば、 樹脂被覆層を形成するに際し て、 溶融状態の合成樹脂をノ ズルから流出させる直前に、 この合成樹脂 を内周側から加熱するようにしているので、 装蘆全体をそれ程加熟する ことなく、 しかもゴム材層を予備加熱することなく、 ゴム材層の外周面 に隙間なく樹脂被覆層を形成することが可能になる。 しかも、 合成樹脂 の被覆前に、 ゴム材層中の揮発成分が発泡してゴム材層の外周面が粗面 化することもない。 したがって、 後工程で、 ゴム材層に含まれるゴム材 を加硫させる際に、 ゴム材層の外周面が樹脂被覆層で隙間なく被覆され ていることから、 この外周面での発泡が制限され、 滑らかな外周面とな る。

図面の簡単な説明

第 1図は本発明の一実施例に係る樹脂被覆装置の要部断面図、 第 2図 は第 1図に示す E - Π線に沿う断面図、 第 3図は従来の樹脂被覆装置の 断面図である。

2 2 0 樹脂被覆装置 4 ゴム材層

6 合成樹脂 8 樹脂被覆層

2 2 樹脂流路 2 4 マン ドレル

2 6 挿通孔 3 0 冷却管

3 4 ヒータ

発明を実施するための最良の形態

以下、'本発明を図面に示す実施例に基づき詳細に説明する。

第 1図は本発明の一実施例に係る樹脂被覆装置の要部断面図、 第 2図 は第 1図に示す E— E線に沿う断面図である。 本癸明に係るゴムチューブの製造方法について説明する前に、 その方 法の実施に直接使用する樹脂被覆装置について説明する。

第 1 図に示すように、 本発明の一実施例に係る樹脂被覆装置 2 0は、 樹脂の押出成形用ダイ を改良したものであって、 溶融状態の合成樹脂 6 が流通する樹脂流路 2 2の上流側が押出成形機に連結されている。 押出 成形機と しては、 スク リュー回転による連続押出し機、 イ ンラ イ ンスク リューによる射出押出し機、 あるいはアキュム レータ方式による押出し 機等、 種々の公知の押出し機が用いられ得る。

この樹脂被覆装置 2 0 は、 未加硫のゴム材を主と して含むゴム材層 4_Q が外周に被覆されたマン ドレル 2 4が挿通される揷通孔 2 6を有する。

挿通孔 2 6の入口 2 6 a側には、 凹所 2 8が形成してあり、 こ こに冷却 管 3 0を収容しておく ことが好ましい。 冷却管 3 0内には、 たとえば冷 却水が循環し、 マン ドレル 2 4外周のゴム材層 4を冷却するようになつ ている。 凹所 2 8の内径は、 冷却管 3 0による温度調節を容易にするた₅ め、 可能な限り大き く しておく ことが好ましい。

装置 2 0内に形成された樹脂流路 2 2は、 挿通孔 2 6の出口 2 6 b と 略同芯状に形成された円環状ノズル 3 2に連通するようになっている。 したがって樹脂流路 2 2内の溶融状態合成樹脂 6は、 ノ ズル 3 2力、ら押 出されてチューブ状に流出し、 ゴム材層 4の外周を隙間なく被覆するよ うになつてレヽる。

特に本発明に係る樹脂被覆装置 2 0にあっては、 ノ ズル 3 2から流出 する前の樹脂流路内合成樹脂 6を内周側から加熱するために、 加熱手段 と してのヒータ 3 4力；、 ノズル 3 2直前の樹脂流路 6と揷通孔 2 6との 間に装着されている。 ヒータ 3 4は、 たとえば電気抵抗加熱装置であつ ても良いし、 電磁誘導加熱装置等であっても良い。 このヒータ 3 4によ る加熟温度は、 合成樹脂 6の種類等に応じて種々に制御可能になってい ノ ズル 3 2から押出される合成樹脂と しては、.ゴム材層 4中のゴム材 5 の加硫温度よりも高い融点を有する耐熱性樹脂であれば何でも良く、 ポ リ 4 ー メチルー 1 —ペンテン、 ナイ ロン、 ポ リ エーテルイ ミ ド、 ポリサ ルフォン等が用いられ得るが、 離型性、 耐熱性等の観点からは、 ポリ 4 一 メチル一 1 一ペンテンが最も好ましく用いられる。 合成樹脂 6 と して ボリ 4 一 メ チル一 1 一ペンテンを用いた場合には、 ヒータ 3 4による加 _{l u} 熱温度は 2 0 0 - 3 5 0度が好ましい。

なお、 第 1図に示す実施例では、 装置 2 0の外側から加熱するヒータ を省略している力;、 必要に応じて装着してもよい。 装置 2 0の外側にヒ ータを装着した場合でも、 本発明に係るヒータ 3 4を有することから、 従来のようには装置 2 0全体を加熱する必要はなくなる。

1 ₅ 次に本癸明に係るチューブの製造方法を、 図示する実施例に基づき説 明する。

本発明方法では、 まず、 マン ドレル 2 4の外周に、 未加硫のゴム材を 主として含むゴム材層 4を被覆させる。 ゴム材層 4中には、 必要に応じ て補強林 3 6を含有させるようにしてもよい。 ゴム林層 4を構成するゴ ₂₀ 厶材と しては、 天然ゴムもしくは各種合成ゴム等が用いられる。 補強材 3 6 としては、 金属線もしくは合成繊維等が用いられる。

マン ドレル 2 4は、 一般的には、 中空体を形成する際に用いられる治 具であり、 後工程で抜き取られるようになつている。 本発明では、 マン ド レル 2 4の外径は、 得ようとするゴムチューブの内径に相 する。 マン ドレル 2 4の外周にゴム材層 4を被覆させるには、 ゴム材をマン ドレル 2 4の外周に沿って押出し成形する等の公知の方法が用いられ得 る。

次に本発明方法では、 たとえば第 1図に示す樹.脂被覆装置 1 0におけ る挿通孔 2 6内に、 ゴム材層 4が被覆されたマン ドレル 2 4を入口 2 6 a側から挿入し、 挿通孔 2 6の出口 2 6 bから飛び出した所、 若しくは その直前で、 合成樹脂 6をノ ズル 3 2から押し出し成形し、 ゴム材層 4 の外周を樹脂被覆層 8で被覆するようにしている。

その後、 樹脂被覆層 8とゴム材層 4 とが被覆されたマン ドレル 2 4全 体を加熟し、 ゴム材層 4中のゴム材を加硫させる。 加熱温度は、 ゴム材 の加硫温度以上の温度で、 かつ樹脂被覆層 8を構成する合成樹脂の融点 以下の温度であることが好ましい。 樹脂被覆層 8が軟化するのを防止す るためである。 加熱するための手段と しては、 マイクロ波による加熱、 加硫槽による加熱、 その他公知の種々の手段が採用され得る。

その後、 樹脂被覆層 8を剥離除去し、 マン ドレル 2 4を引き抜けば、 目的とするゴムチューブが得られる。 なお、 本願明細書で用いる 「ゴム チューブ」 の語は、 ゴム管、 ゴムホース等を含む広い概念である。

このような本発明方法では、 たとえば第 1 図に示すように、 溶融状態 の合成樹脂 6をノズル 3 2からゴム材層 4の外周に沿って流出させる直 前に、 溶融状態の合成樹脂を内周側から加熱するようにしているので、 装置 2 0全体をそれ程加熱することなく、 しかもゴム材層 4を予備加熟 することなく、 ゴム材層 4の外周面に隙間なく樹脂被覆層 8を形成する ことが可能になる。' しかも、 合成樹脂の被覆前に、 ゴム材層 4中の揮発 成分が発泡してゴム材層の外周面が粗面化することもない。 したがって、 後工程で、 ゴム材層 4に含まれるゴム材を加硫させる際に、 ゴム材層 4 の外周面が樹脂被覆層 8で隙間なく被覆されていることから、 この外周 面での発泡が制限され、 滑らかな外周面となる。

以下本発明を実施例により説明するが、 本発明はこれら実施例に限定 されるものではない。

実施例 1

ボリ 4—メチル一 1 —ペンテン （以下 PMPとする） と して、 MF R が 2 6 gZ 1 0 m ϊ ηの樹脂 （商品名、 TPX®Mx 0 0 4三井石油化 学工業 （株） 製） を第 i図に示す装置を用い、 二 卜 リル系のゴムチュー ブ上に被覆した。 成形温度条件は、 押出機のシリ ンダーを 2 4 0 ~ 2 5 0 °C、 ヒータ （図番号 3 4 ) の設定温度を 2 8 0 °C前後とした。 また、 冷却管 （図番号 3 0) には、 圧縮空気 （又は水） を通し、 生ゴムを冷却 した o

樹脂被覆後は速やかに冷却水槽にて冷却し、 加硫釜 （スチームオート ク レープ） 若しくは高周波加硫装置で加硫を行なった後、 樹脂層を剥離 してゴムホースの外観等をチエツクした。

その結果を以下の表 1に示す。

なお、 ホースの外観の表面発泡および表面光沢については下記に示し た 5段階の評価を行なった。

表面発泡

5 ：全く無し

4 ： ほとんど無いが 1 0 mに i〜2ケ発生する。

但し実用上は'問題なし

3 ：発泡が i ~2 mに 2 ~ 3ケ発生する。 2 ： 1 より レベルは良いものの多量に発生する。

1 ：多量に発生する。

表面光沢

5 ：非常に良好。 .

5 4 ： 5よりやや劣るものの良好。

3 ： メル ト フ ラ クチャ一が出始めるが使用は可能。

2 ： メル 卜 フ ラクチャ一がやや激しくなる。

1 ： メル ト フラ クチヤ一が激しい。

実施例 2

,。 実施例 1 で用いた P M Pをスチ レ ン系ゴムチューブ上に被覆した。 成 形条件等も実施例 1 と同様に行ないゴムホースの外観をチエツク した。 結果を以下の表 1 に示す。

比較例 1

実施例 1 と同様の方法でヒーター設定無し、 生ゴムの冷却無しで行な _{1 5} い同様の評価を行なった結果を表 1に示す。

表 1 ホース外観 (表面状態）

生ゴムの原料系 生ゴムの冷却の有無 ヒーター設定温度（°c) ラィン速度 ホース物性 凹凸 光沢

有 2 4 0 中速 5 2

実施例 1 二トリル系 有 2 6 0 中速 5 5

有 2 8 0 中速 4 5

有 3 0 0 中速 2 5

有 2 3 0 中速 5 3

' 有 2 4 0 中速 5 4

実施例 2 スチレン系 有 2 5 0 中速 4 5

有 2 6 0 中速 3 5

有 2 7 0 中速 1 5

ίΐ£し 高速 5 1

比較例 1 スチレン糸 し 中速 3 3

feし 低速 1 5

〇：異状なし

△：若干強度低下

] 〇〇 〇〇〇<

[>〇〇〇〇 産業上の利用可能性

以上説明してきたように、 本発明に係るゴムチューブの製造方法およ びそれに用いる樹脂被覆装置によれば、 樹脂被覆層をゴム材層の外周に 形成するに際して、 溶融状態の合成樹脂をノ ズル'から流出させる直前に この合成樹脂を内周側から加熱するように しているので、 装置全体をそ れ程加熱することなく、 しかもゴム材層を予備加熱することなく、 ゴム 材層の外周面に隙間なく樹脂被覆層を形成することが可能になる。 しか も、 合成樹脂の被覆前に、 ゴム材層中の揮発成分が発泡してゴム材層の 外周面が粗面化することもない。 したがって、 後工程で、 ゴム材層に含 まれるゴム材を加硫させる際に、 ゴム材層の外周面が樹脂被覆層で隙間 なく被覆されていることから、 この外周面での発泡が制限され、 滑らか な外周面を有するゴムチューブを効率良く生産することが可能になる。

Claims

請求の範囲

1 ) マン ドレルの外周に、 未加硫のゴム材を主として含む合成材層 を形成した後、 このゴム材層の外周に、 当該ゴム材層を構成するゴム材 の加硫温度より高い融点を有する耐熱性の樹脂被覆層を形成し、 その後、 前記ゴム林餍を加熱する ことによ り当該ゴム材層を構成するゴム材を加 硫させた後、 前記樹脂被覆層を剥離除去し、 前記マン ドレルを引き抜ぐ ことによりゴムチューブを製造する方法において、

前記樹脂被覆層を前記ゴム材層の外周に形成するに際して、 溶融状態 の合成樹脂をダイ スから前記ゴム材層の外周に沿って流出させる直前に、 当該溶融状態の合成樹脂を内周側から加熱することを特徴とするゴムチ ユーブの製造方法。

2 ) 前記樹脂被覆層を構成する合成樹脂は、 ポリ 4 ーメチルー 1 一 ペンテンであることを特徴とする請求項第 1項に記載のゴムチューブの 製造方法。

3 ) 未加硫のゴム材を主として含むゴム材層が外周に被覆されたマ ン ドレルが揷通される挿通孔と、

前記ゴム林の加硫温度よりも高い融点を有する耐熱性の合成樹脂が流 通する樹脂流路と、

この樹脂流路内を流通する合成樹脂を、 前記挿通孔を通過したマン ド レルの外周に被覆されたゴム材層の外周に沿って流出させるノズルと、 このノズルから流出する前の樹脂流路内合成樹脂を内周側から加熟す る加熱手段とを具備していることを特徴とする樹脂被覆装置。

4 ) 前記合成樹脂が外周に被覆される前のゴム材層を冷却する冷却 手段を有することを特徵とする請求項第 3項に記載の樹脂被覆装置。