橡胶挤压装置和橡胶挤压方法与流程

文档序号:15167328发布日期:2018-08-14 17:38阅读:350来源:国知局
本发明涉及橡胶挤压装置和橡胶挤压方法,一边抑制在橡胶区域之间产生气泡,一边挤压成型出橡胶成型体。
背景技术
:通常,为了提高轮胎性能而例如使胎面橡胶等轮胎的橡胶部件由橡胶成型体形成,该橡胶成型体的截面被划分为多个橡胶区域。在图7的(a)中示出了如下情况:胎面橡胶由橡胶成型体k1形成,其中,该橡胶成型体k1由半径方向外侧的橡胶区域ya(所谓的冠带橡胶层)和半径方向内侧的橡胶区域yb(所谓的基底橡胶层)构成,该半径方向外侧的橡胶区域ya例如由耐磨损性优异的橡胶ga构成,该半径方向内侧的橡胶区域yb例如由高弹性的橡胶gb构成。并且,在图7的(b)中示出了由橡胶成型体k2形成的情况:在轮胎轴向两外侧还配设有例如由粘接强度优异的橡胶gc构成的橡胶区域yc、yd(所谓的翼橡胶部)。在这样的橡胶成型体k1、k2的成型中使用了将多个橡胶挤压机安装于挤压头的橡胶挤压装置(例如参照专利文献1、2。)。另一方面,在通过橡胶挤压装置形成橡胶成型体的情况下,可能会在橡胶内残留空气等气体成分而产生气泡。另外,在下述的专利文献3中还提出了将缸体与除气构件连接的橡胶挤压机。当在所述橡胶挤压装置中采用了该提出的橡胶挤压机的情况下,各橡胶挤压机预先将橡胶中的空气或气体除去。因此,能够抑制橡胶成型体中的橡胶区域内的气泡的产生。但是,在挤压头的预成型机中,在供来自各橡胶挤压机的橡胶合流的界面处存在卷入空气的趋势。因此,即使使用上述提出的橡胶挤压机也很难抑制在橡胶区域之间的界面处产生气泡。专利文献1:日本特开2002-86540号公报专利文献2:日本特开2005-349597号公报专利文献3:日本特许第4863392号公报技术实现要素:本发明的课题在于,提供橡胶挤压装置和橡胶挤压方法,在挤压成型出截面被划分为多个橡胶区域的橡胶成型体时,能够抑制在橡胶区域之间产生气泡。本申请的第1发明是一种橡胶挤压装置,该橡胶挤压装置利用从多个橡胶挤压机挤压出的橡胶挤压成型出截面被划分为多个橡胶区域的橡胶成型体,其中,该橡胶挤压装置具有:所述多个橡胶挤压机;挤压头,在该挤压头上安装有所述多个橡胶挤压机的前端部;以及减压构件,其与所述挤压头连接,所述挤压头具有使来自各所述橡胶挤压机的橡胶合流而进行预成型的预成型机,并且,所述预成型机具有:多个橡胶流路部,它们包含供来自各所述橡胶挤压机的橡胶单独通过的单独流路部;至少1个合流位置,在该合流位置处所述橡胶流路部彼此相交而合流;以及至少1个排气流路,其一端部与至少1个所述合流位置连通并且另一端侧与所述减压构件连接。在本发明的所述橡胶挤压装置中,优选所述排气流路呈流路壁面之间的宽度为0.03mm以下的缝隙状。本申请的第2发明使用第1发明的橡胶挤压装置来挤压成型出截面被划分为多个橡胶区域的橡胶成型体。本发明如上述那样,在预成型机中设置有排气流路,该排气流路的一端部与由橡胶流路部彼此相交而合流的至少1个合流位置连通,并且另一端侧与减压构件连接。因此,能够在来自橡胶挤压机的橡胶发生合流的位置处将空气排出,能够抑制空气的卷入并能够抑制在橡胶区域之间产生气泡。附图说明图1是示出本发明的橡胶挤压装置的一个实施例的局部剖视图。图2是示出挤压头的剖视图。图3是仅示意地示出图2的橡胶流路部的立体图。图4是示出预成型机的一部分的立体图。图5是示出预成型机的橡胶流路部的其他例的局部剖视图。图6是仅示意地示出图5的橡胶流路部的立体图。图7的(a)和(b)是例示橡胶成型体的剖视图。标号说明1:橡胶挤压装置;2:橡胶挤压机;3:挤压头;4:减压构件;6:预成型机;20:橡胶流路部;21:排气流路;22:单独流路部;g:橡胶;k:橡胶成型体;p:合流位置;y:橡胶区域。具体实施方式以下,对本发明的实施方式进行详细地说明。如图1所示,本实施方式的橡胶挤压装置1具有:多个橡胶挤压机2;挤压头3,在该挤压头3上安装各橡胶挤压机2的前端部;以及减压构件4,其与挤压头3连接。橡胶挤压装置1利用从各橡胶挤压机2挤压出的橡胶g来挤压成型出截面被划分为多个橡胶区域y的橡胶成型体k。在本例中示出了如下情况:通过橡胶挤压装置1来挤压成型出图7的(a)所示的胎面橡胶用的橡胶成型体k1。该橡胶成型体k1由半径方向外侧的橡胶区域ya(所谓的冠带橡胶层)和半径方向内侧的橡胶区域yb(所谓的基底橡胶层)构成,其中,该半径方向外侧的橡胶区域ya由橡胶ga构成,该半径方向内侧的橡胶区域yb由橡胶gb构成。即在本例中,利用分别从两个橡胶挤压机2(在进行区分的情况下称为橡胶挤压机2a、2b。)挤压出的橡胶ga、gb来形成截面被划分为两个橡胶区域ya、yb的橡胶成型体k1。橡胶挤压机2在本例中是排气式橡胶挤压机,在缸体10上设置有排气孔11,例如通过作为真空泵的减压构件12将气体成分(包含空气)从橡胶g排出。具体来说,所述橡胶挤压机2具有:缸体10,其在挤压方向的后端侧设置有料斗10a;螺杆轴13,其被同心地收纳在缸体10内;驱动部14,其对螺杆轴13进行旋转驱动;以及所述减压构件12。所述螺杆轴13在比所述料斗10a靠挤压方向的前方侧(下游侧)的位置具有阻挡部13a。在缸体10中,在比所述阻挡部13a靠挤压方向的前方侧(下游侧)的位置设置有排气孔11,由此,在螺杆轴13与缸体10之间形成有与排气孔11连通的排气区域r。另外,排气孔11与所述减压构件12连接。在缸体10内被混合的橡胶g在越过阻挡部13a时会变薄,并且在通过阻挡部13a之后立刻被减压,由此,将混在橡胶中的气体成分去除。在本例中,为了进一步提高除气效果,在阻挡部13a的外周面沿轴心方向形成有用于使越过阻挡部13a的橡胶的表面积增加的多个槽。挤压头3具有:一个头主体5,在该头主体5上安装各橡胶挤压机2的前端部;预成型机6,其安装于头主体5;以及模板7,其安装于预成型机6。如图2所示,在头主体5中形成有:头流路15,其将来自橡胶挤压机2a的橡胶ga引导至预成型机6;以及头流路16,其将来自橡胶挤压机2b的橡胶gb引导至预成型机6。本例的头主体5具有向下开放的凹部8,在该凹部8内安装有预成型机6。另外,在本例中,所述头流路15、16在凹部8的两侧面开口。预成型机6安装在所述凹部8内,例如形成为块状,使橡胶ga、gb发生合流而进行预成型。具体来说,如图2、3所示,预成型机6具有多个橡胶流路部20、至少1个合流位置p、以及与至少1个合流位置p连通的至少1个排气流路21。所述橡胶流路部20至少包含:单独流路部22,其供来自各橡胶挤压机2的橡胶g单独通过;以及最终的合流流路部23,其使全部的橡胶g合流为一个而通过。另外,如后述那样,例如能够根据橡胶挤压机2的设置台数而如图5所示的那样,在单独流路部22与最终的合流流路部23之间配置中间合流流路部24。在本例的情况下,如图2、3所示,橡胶流路部20由单独流路部22a、22b和最终的合流流路部23构成,其中,该单独流路部22a、22b供来自橡胶挤压机2a、2b2的橡胶ga、gb单独通过,该最终的合流流路部23使所述橡胶ga、gb合流为一个而通过。并且,合流位置p是橡胶流路部20彼此相交并发生合流的位置。在本例的情况下,预成型机6具有由单独流路部22a(橡胶流路部20)与单独流路部22b(橡胶流路部20)相交而成的1个合流位置p。另外,预成型机6例如能够根据橡胶挤压机2的设置台数而如图5所示的那样具有多个(例如3个)合流位置p。并且,排气流路21的一端部与至少1个(在本例中为一个)合流位置p连通,并且另一端侧与减压构件4连接。如图5所示,在具有多个(例如3个)合流位置p的情况下能够形成多个排气流路21,该多个排气流路21的一端部与各自的合流位置p连通。如图3所示,优选排气流路21呈沿着由橡胶流路部20彼此相交而成的交叉缘e延伸的缝隙状。这样的缝隙状的排气流路21在合流位置p将空气排出,能够在大致整个长度上抑制在橡胶g合流时的空气卷入。为此,优选缝缝长度l为交叉缘e的长度l0的60%以上,更优选为80%以上。这样,在通过减压构件4从排气流路21抽吸空气的情况下,橡胶g容易被抽吸压从橡胶流路部20侧吸起而引起排气流路21堵塞。因此,优选排气流路21的流路壁面之间的宽度(缝隙幅)w为0.03mm以下。当宽度(缝隙宽)w超过0.05mm时,橡胶g容易借助抽吸压浸入到排气流路21内。作为减压构件4,例如可以举出真空泵。作为减压构件4所产生的抽吸压p1(表压),优选–20kpa以下,更优选–40kpa以下。并且,作为橡胶流路部20内的内压p2(表压),特别优选+20kpa以上,更优选+40kpa以上。如图4所示,优选预成型机6例如由沿着所述交叉缘e被分割成两部分的分割片6a、6b形成。由此,能够在分割面s上容易且高精度地形成缝隙状的排气流路21。接着,在图5、6中示出了预成型机6的其他实施例。在该例中,在挤压头3上安装有4个橡胶挤压机2,利用从各橡胶挤压机2挤压出的橡胶ga~gc来形成在所述图7的(b)中示出的橡胶成型体k2。在该例中,橡胶流路部20包含:单独流路部22a,其供橡胶ga单独通过;单独流路部22b,其供橡胶gb单独通过;第1中间合流流路24a,其使所述单独流路部22a、22b发生合流;第2中间合流流路24b,其使该第1中间合流流路24a与供橡胶gc单独通过的单独流路部22c发生合流;以及最终的合流流路部23,其使第2中间合流流路24b与供橡胶gc单独通过的单独流路部22c发生合流。由此,形成了单独流路部22a与单独流路部22b的合流位置p、第1中间合流流路24a与单独流路部22c的合流位置p、以及第2中间合流流路24b与单独流路部22c的合流位置p。并且,在本例中形成有3个排气流路21,该3个排气流路21的一端部与各自的合流位置p连通。在本例中示出了例如3个排气流路21的另一端侧分别与不同的减压构件4连接的情况。但是,也可以使3个排气流路21的另一端侧与共同的一个减压构件4连接。在本例中,以使橡胶挤压机2在挤压头3的两侧对置的对置型橡胶挤压装置1为例来进行说明。但是,在本申请的技术范围内不仅包含对置型的橡胶挤压装置,还包含筛囊(pickerbag)型等其他类型的橡胶挤压装置。以上,对本发明的特别优选的实施方式进行了详述,但本发明并不限定于图示的实施方式,能够变形为各种方式而实施。【实施例】为了确认本发明的效果,使用具有图1~4所示的构造的橡胶挤压装置来挤压成型出图7的(a)所示的胎面橡胶用的橡胶成型体。在实施例中,减压构件所产生的抽吸压p1(表压)为-20kpa。在比较例中,不进行减压,抽吸压p1(表压)为0kpa。并且,对橡胶区域ya、yb之间的界面处的气泡的产生状况进行了检查。并且,形成采用了橡胶成型体k1的充气轮胎,测试了胎面橡胶的耐久性。(1)气泡的产生状况:将橡胶成型体在厚度方向上切断,使用扫描型电子显微镜来观察(1000倍到3000倍的观察视野)横截面上的橡胶区域ya、yb之间的界面部。对在包含界面的位置处产生的气泡(空隙)中的体积为4.19μm3以上的大小的气泡(空隙)个数进行计数。(2)耐久性:使充气轮胎在6kn的载重条件下以速度230km/h进行干路行驶。并且,测定了胎面橡胶直至产生损伤的行驶时间。【表1】比较例实施例<预成型机>·排气流路无有·减压构件无有·抽吸压(表压)0kpa-20kpa气泡的产生状况30耐久性62分51分如表所示的那样,在实施例中,能够确认:抑制了在橡胶区域之间的界面处产生气泡(空隙),提高了胎面橡胶的耐久性。当前第1页12
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