ゴムローラーの製造工程 - パート2

加硫

現在、大型および中型ゴムローラーの加硫方法は、依然として加硫槽加硫です。柔軟な加圧方式に変更されたとはいえ、輸送、吊り上げ、荷降ろしの重労働負担は依然として残っています。加硫熱源には、蒸気、熱風、温水の3つの加熱方法があり、主流は依然として蒸気です。金属芯が水蒸気と接触するため特別な要件のあるゴムローラーは、間接蒸気加硫を採用し、加硫時間は1～2倍長くなります。これは一般的に中空鉄芯のゴムローラーに使用されます。加硫槽で加硫できない特殊なゴムローラーには、温水加硫が使用されることもありますが、水質汚染の処理問題を解決する必要があります。

ゴムローラーとゴム芯の熱伝導率の差による収縮率の違いでゴムと金属芯が剥離するのを防ぐため、加硫は通常、ゆっくりと加熱して圧力を上げる方法を採用し、加硫時間はゴム自体に必要な加硫時間よりもはるかに長くなります。内外の均一な加硫を実現し、金属芯とゴムの熱伝導率を類似させるために、大型ゴムローラーはタンク内に24～48時間留まります。これは通常のゴム加硫時間の約30～50倍です。

小型・マイクロサイズのゴムローラーは現在、ほとんどがプレート加硫プレス成形加硫方式に切り替えられ、従来のゴムローラーの加硫方法が完全に変化しました。近年では、射出成形機を用いて金型を設置し、真空加硫を行う方式が採用され、金型の開閉も自動で行えるようになりました。機械化と自動化の度合いが大幅に向上し、加硫時間が短縮され、生産効率が高く、製品品質も良好です。特にゴム射出成形加硫機を使用する場合、成形と加硫の2つの工程が1つに統合され、時間を2～4分に短縮できるため、ゴムローラー製造の発展における重要な方向性となっています。

現在、ポリウレタンエラストマー（PUR）に代表される液状ゴムは、ゴムローラーの製造において急速に発展しており、材料と製造プロセスに新たな革命をもたらしている。流し込み成形を採用することで、複雑な成形作業や大型の加硫装置が不要となり、ゴムローラーの製造工程が大幅に簡素化される。しかし、最大の課題は金型が必要となることである。大型のゴムローラー、特に個別製品の場合、製造コストが大幅に増加し、普及と利用に大きな困難をもたらしている。

この問題を解決するため、近年、金型を用いないPURゴムローラー製造の新製法が登場しました。この製法では、ポリオキシプロピレンエーテルポリオール（TDIOL）、ポリテトラヒドロフランエーテルポリオール（PIMG）、ジフェニルメタンジイソシアネート（MDl）を原料として使用します。原料は混合・攪拌後速やかに反応し、ゆっくり回転するゴムローラーの金属芯に定量的に注ぎ込まれます。注ぎ込みと硬化を段階的に行うことで、最終的にゴムローラーが成形されます。この製法は工程が短く、機械化・自動化が進んでいるだけでなく、大型の金型も不要です。様々な仕様やサイズのゴムローラーを自由に製造できるため、コストを大幅に削減できます。現在では、PURゴムローラーの主要な開発方向となっています。

さらに、液状シリコーンゴムを用いたオフィスオートメーション機器の製造に使用される極細ゴムローラーも世界中で急速に発展している。これらは加熱硬化型（LTV）と室温硬化型（RTV）の2種類に分けられる。使用される装置も上記のPURとは異なり、別のタイプの成形型を形成する。ここで最も重要な課題は、一定の圧力と押出速度を維持できるように、ゴム化合物の粘度をどのように制御・低減するかである。