JP4272117B2 - タイヤコードの接続方法 - Google Patents

Description

本発明は、２本のコード端部同士を接続するためのタイヤコードの接続方法に関する。

空気入りタイヤのカーカス層やベルト層の補強材として、緯糸を用いずにタイヤコードを引き揃えゴム被覆したトッピングシートを使用しタイヤの軽量化やユニフォミティーを向上すること、またタイヤコードをベルト層上でタイヤ周方向に螺旋状に巻回してベルト層の補強層を形成し高速耐久性を向上させることが行われている。

このような用途に用いられるシングルタイヤコードは、短尺コードを接続し長尺化したタイヤコードが使用され、工程の連続運転化が図られている。この接続コードの接続部がダイス工程などの製造ラインにおいてコード切れなどを起こさずに円滑に工程を通過できるようにした糸繋ぎ方法が従来より種々提案されている（特許文献１，２）。
特開２００３−２４７１２９号公報 特開２００３−３０１３４０号公報

しかし、上記特許文献１に記載の技術はベース糸の１／２以下の太さの補助糸を介してベース糸を繋ぐもので、補助糸とベース糸との重ね部分に高圧エアーを吹き付けて糸同士を交絡させる必要がある。また、特許文献２に記載の技術は、繊維糸の端部同士双方を一旦複数部分に分割し、分割した数に等しい数の分割部分同士をエアー交絡させ糸繋ぎするものであり、補助糸や分割部をエアー交絡するという煩雑な作業を要し、またいずれの場合も交絡部分の糸が緩むことのないようにする必要があり糸の接続に熟練を要するものである。

本発明は、２本のタイヤコードを簡易な方法でを接続して長尺化することができるタイヤコードの接続方法であって、限られた径を有するダイス工程等を持つ製造ラインにおいて、接続されているタイヤコードを工程内でコード切れ等を起こさずに円滑に通過せしめることができるタイヤコードの接続方法を提供することを目的とするものである。

本発明は、２本のコード端部を突き合わせ状に配し、該突き合わせ部を含むコード外周部を未加硫ゴムで被覆した後、円形断面の直線状の溝を有する溝付きモールドの前記溝内において前記ゴム被覆層をモールド加硫により成形しタイヤコードを接続することを特徴とするタイヤコードの接続方法である。

本発明のタイヤコードの接続方法によれば、突き合わせ部を含むコード外周部を加硫成形されたゴム被覆層で覆い接続することで、コードの撚りを解したり、接続端部のコード形状を整えたり、またエアー交絡するなどの面倒な手間をかけることなく熟練を要さずに簡単に、かつコード接続部に突起部やフィラメントの飛び出しを生じることなく工程通過性のよいタイヤコードを製造することができる。

本発明では、前記突き合わせ部において、コード端部同士が非接触に配されていることにより、この非接触空間部に充填されるゴムがコードの接続強度を示すものとなり、コード接続部の強度をより高めることができる。

本発明のタイヤコードの接続方法においては、前記のように前記突き合わせ部を含むコード外周部を未加硫ゴムで被覆した後、円形断面の直線状の溝を有する溝付きモールドの前記溝内において前記ゴム被覆層を加硫成形しタイヤコードを接続するので、モールド内での加硫操作によって工程通過性を良好にする前記溝の断面形状に対応した円形断面のゴム被覆層を容易に形成することができ、接続コードの工程性を安定させることができる。

この場合、前記溝付きモールドが複数の溝を有するものであり、複数の各溝でそれぞれコード接続のためのゴム被覆層を同時に加硫成形することができることにより、コード接続効率を向上することができる。

前記ゴム被覆層の外径は、タイヤコード本体径の１．０５〜１．２０倍の範囲にあることが好ましく、コード接続部がダイス工程や溝付きロール等での切断や溝からの脱線を防いで工程通過性を確保するものとなる。

そして、前記ゴム被覆層を形成するゴム組成物の１５０℃加硫でのＴ_９０が３分以内にあることで、コード接続に要する作業時間を短縮し作業効率を向上することができる。

この発明のタイヤコードによれば、限られた径を有するダイス工程等を持つ製造ラインにおいて、接続されているタイヤコードを工程内でコード切れ等を起こさずに円滑に通過せしめることができる長尺のタイヤコードが容易に得られ、さらにコード端部での接続を繰り返すことで無限長さのタイヤコードを得ることもできる。これにより、押出機やカレンダー装置を用いたシングルコードのトッピング加工において、コード破断などのトラブル発生を防止して連続運転を可能とし、緯糸無しのトッピングシートの生産効率を著しく向上する。

以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１〜図８は本発明の実施形態に係るタイヤコード１と、その接続方法の１例を示すものである。

本発明に用いられるタイヤコードとしては、ポリエステル、ナイロン、アラミド、レーヨンなどの有機繊維コードが好適であり、多数のフィラメントからなる１１００ｄｔｅｘ／２、１６７０ｄｔｅｘ／２、１６７０ｄｔｅｘ／３等で表される２本撚や３本撚コードであって、ＲＦＬ処理液等による接着剤処理と熱処理が施された処理済みコードが用いられる。

ここで、図に示すタイヤコード１は、２本撚構造（例えば、１６７０ｄｔｅｘ／２）のタイヤコードであり、２本のコード１１，１２の両コード端部１１ａ，１２ａを突き合わせて突き合わせ部１４を形成し、この突き合わせ部１４を中心にコード軸方向両側の外周部に加硫されたゴム被覆層３を形成してコード接続部１３とし、１本の連続したタイヤコードにしたものである。

すなわち、図２に示すように、突き合わせ部１４を中心にコード軸方向の両側外周部を未加硫ゴム層２で覆った後、この未加硫ゴム層２を加硫することで図３に示すようにコードの外周部に沿う筒状のゴム被覆層３を後述するように溝付きモールドを用いて加硫成形し、ゴム被覆層３がコード１１，１２の外周部に加硫接着されることで２本のコード１１，１２を接続するものである。

コード接続部１３は、突き合わせ部１４が加硫ゴム層３内に収容されるので、突き合わせ部１４の段差やコード端部から解れたフィラメントのひげ状飛び出しを防止するものとなり、タイヤコード１の工程通過性を良好に維持することができる。なお、図において未加硫ゴム層２と加硫されたゴム被覆層３は、便宜上透明な状態で表している。

この突き合わせ部１４を形成するコード１１，１２の両コード端部１１ａ，１２ａは、図４に示すようにコード軸に対し傾斜して切断された端部１１ｂ、１２ｂ（図４（ａ））、また端部がフィラメントに解れているもの１１ｃ、１２ｃ（同（ｂ））であってもよく、また両端部が異なる形状や断面を有していてもよく、本発明では前述の如くこのようなコード端部の異形断面形状による接続部の障害を排除することができる。

本発明のタイヤコードの接続方法では、コード１１，１２の突き合わせ部において、図５に示すようにコード端部１１ａ，１２ａ同士が非接触状態１４ａに配されているものでもよい。これにより、加硫によってこの非接触空間部１４ａに充填されるゴムがコード外周部のゴム被覆層３と連続してコード１の接続強度を示すものとなり、コード端部１１ａ、１２ａ同士が接触しゴムが介在しない場合よりもその接続強度を高めることができる。

この非接触部の長さは、０．３〜２．５ｍｍ程度であり、この長さが長すぎるとコード軸方向に剛性差を生じ、これに基づく工程トラブルを起こすおそれが生じてくる。

本発明では、前記未加硫ゴム２に覆われた接続部１３を、溝付きのモールド内で加硫してゴム被覆層３を加硫成形する。

本発明の場合は、特には円形断面の直線状の溝を有する２つ割りの溝付きモールド（図示せず）を用い、未加硫ゴム層２で覆ったコード接続部１３を該モールドの前記溝内においてモールド加硫を行いゴム被覆層３を加硫成形する。これにより、ゴム被覆層３の外形形状が前記円形断面の溝の断面形状に対応した外形をなすように成形されることで、該外形形状や加硫速度を安定させてタイヤコード１の接続を容易にすることができる。なお、この加硫操作の際に生じるバリは鋏等で除去すればよい。

この溝付きモールドの溝は、前記のように円形断面を有する直線状の溝であることが好ましく、これによりコード接続部１３の外形が前記溝の断面形状に対応した円形断面の形状になることで、接続されたコードの使用上においてダイス穴や溝付きロールの部分の通過がスムーズになり、コード１の工程通過性を向上することができる。

このモールド加硫において、前記溝付きモールドがゴム被覆層３を加硫成形するための前記円形断面の直線状の溝を複数有するものであると、複数の各溝でそれぞれコード接続部１３のゴム被覆層３を同時に加硫成形することができ、これにより複数のタイヤコードを同時に接続することが可能になり、以てコードの接続効率を向上することができる。

また、コード接続部１３の外径は、コード接続部がダイス工程や溝付きロール等でのコード切れや溝からの脱線を防いで工程通過性を確保するために、タイヤコード１の本体径の１．０５〜１．２０倍の範囲にあることが好ましい。この接続部１３の外径範囲に適合するように、未加硫ゴム２の被覆厚みや溝付きモールドの溝形状、内径を調整すればよい。

本発明において、突き合わせ部１４周辺の外周部に未加硫ゴム２の被覆層を形成する方法としては、何ら制限を受けることはなく、図６に示すように突き合わせ部１４を中心にコード１１，１２の軸方向に沿ってゴムシート２ａを巻き付けるもの、図７に示すようにリボン状ゴムシート２ｂを片辺をオーバーラップさせながら巻き付けるもの、図８に示すように２枚のゴムシート２ｃ，２ｄでコードの両側から挟み込むなどの方法などが挙げられる。いずれも前記のように溝付きモールドを用いて加硫成形するが、モールド加硫では、図８に示す方法がもっとも簡易であり、またモールド側にゴムシート２ｃを敷設しておいてコードを配置してゴムシート２ｄを覆い被せる方法も採用でき、加硫後バリを除去するだけで接続部１３を所定形状に仕上げることができる。

上記ゴム被覆層３の長さは、突き合わせ部１４の片側においてコード径の５〜２０倍程度であり、その長さはコードの材質、径などのコード構造とゴム材料の配合処方により、接続部１３の強度確保と作業性を考慮し適宜決定することができる。

また、本発明のゴム被覆層３に使用されるゴム組成物は、１５０℃加硫におけるＴ_９０が３分以内にあることが好ましく、コード接続に要する加硫時間を短縮し作業効率を向上し、コード準備作業の工程では勿論のことタイヤ製造ライン途中でのコード接続を短時間で可能にして、生産効率を低下させることがない。

このように、Ｔ_９０を３分以下としてゴム被覆層３の加硫時間を短縮するには、天然ゴムなどのジエン系ゴムをゴム成分とし、ＨＡＦ級カーボンブラックを３０〜５０重量部、硫黄を１〜３重量部、ジチオカルバミン酸塩系加硫促進剤を０．２〜３重量部等の配合処方を採用すればよい。なお、Ｔ_９０はレオメータ、キュラストメータ等の加硫試験機により測定される。

これにより、コード突き合わせ部１４の両側部分で未加硫ゴム２の被覆層が加硫によりコード１１，１２の外周部に密着し、かつコードの撚り目に食い込んで投錨効果を発揮しコード外周に加硫接着されたゴム被覆層３による接続部１３を形成したタイヤコード１を得ることができる。

また、上記接続部１３の引張り強さは、本体コードの引張り強さの５０％以上、好ましくは６０％以上を確保することで、トッピング加工時の引っ掛かりやコードテンションなどによるコード破断を防ぐことができ、コード接続部１３の耐久性が十分ならそのまま製品タイヤに組み込まれてもよく、耐久性が不十分な場合は接続部１３を除去し使用すればよい。なお、この接続部１３のタイヤ中への使用可否は、カーカスなどの強度部材としての用途、ベルト補強層などの剛性部材としての用途や部位により判断することができる。

また、接続部１３の外径を上記範囲とすることで、トッピングシート表面に接続部１３の膨らみや凹みを生じることがなく、シートの外観を良好にするだけでなくユニフォミティーなどタイヤ性能を向上することができる。

このようにして得られたタイヤコード１は、この接続を繰り返すことでさらにコードは長尺化され、無限長さのタイヤコードとすることも可能であり、口金に開口したダイス穴や筬に通す等の手段で所定のピッチで複数本を配列させて、押出機やカレンダー装置に供給しゴムをトッピングすることにより、加工中にコード破断やカレンダーのロール溝からの脱線などの工程トラブルを発生することなく緯糸を有さない長尺のトッピングシートを得ることができる。

また、タイヤコード１は、そのままタイヤ成型工程でタイヤ周方向にほぼ０°の角度で螺旋状に巻付け、その上にトレッドやサイドのゴムを被覆して加硫一体化することにより、タイヤ周方向でジョイント部を生じさせないベルト補強層やベルト端部補強層、サイド補強層などの補強コードとして使用することができる。

以下に実施例によって本発明を更に説明するが、本発明をこれらの実施例に限定するものでないことは言うまでもない。

ポリエステル１６７０ｄｔｅｘ／２の処理済みタイヤコード（撚り数３８×３８回／１０ｃｍ、コード径０．６５ｍｍ）を用いて下記の接続方法に従い接続部を形成した実施例と各比較例のコードを作成し、接続に要した作業時間、接続部の外径（最大径）及び引張り強さをＪＩＳ Ｌ１０１７に準拠し測定した。作業時間は実施例を１００とし、外径及び引張り強さは比較例４を１００とする指数表示で表１に示した。

実施例に用いたゴム組成物の配合処方は次ぎの通りである。天然ゴム（ＲＳＳ＃３）１００重量部、カーボンブラック（東海カーボン製「Ｎ３３０」）４５重量部、硫黄（四国化成製）２．５重量部、加硫促進剤（大内新興化学工業製「ノクセラーＰＺ」）２．５重量部、亜鉛華（三井金属製「亜鉛華１号」）２重量部、ステアリン酸（日本油脂製）２重量部、老化防止剤（モンサント製「６ＰＰＤ」）１重量部。このゴム組成物の１５０℃加硫でのＴ_９０は、モンサント社製レオメータの測定で２分である。

［接続方法］
・実施例１：両端部が接触するコード突き合わせ部を、図８に示すように厚み０．７ｍｍ、幅４ｍｍ、長さ２０ｍｍの未加硫ゴムシートで上下から挟みサンドイッチ状とした後、円形断面（直径０．７５ｍｍ）の直線状溝を有する２つ割りの溝付きモールドを用いて、１５０℃で２分間加硫し図３に示すゴム被覆層による接続部を形成した。
・実施例２：図５に示すようにコード突き合わせ部に幅１ｍｍの非接触部を設けた以外は実施例１と同様にして、図５に示す非接触空間部にゴムが充填された接続部を形成した。

・比較例１：コード両端部を長さ２０ｍｍ幅に重ね合わせ、重ね合わせ部を１５０℃の上記溝付きモールド内で圧着し、溶着による接続部を形成した。
・比較例２：コード突き合わせ部にシアノアクリレート系１液型の瞬間接着剤（東亜合成（株）製、アロンアルファ２０１）を付与し、コード両端部同士を接着し接続部を形成した。
・比較例３：コード端部のそれぞれ１５ｍｍ長さをフィラメントに解し、エアージョイント法により接続部を形成した。
・比較例４：接続部を含まない本体コードである。

次に、平均２００ｍ毎に接続部を含む各実施例、比較例のシングルコードを用いて、図９の押出機ヘッドの内部９の概略図に示すように、多数本のコード９１を一定ピッチで配列するためのコードを挿通するハーモニカ状のダイス穴９５を有する口金９３と、トッピングシートのゴム厚みを決める口金９２、及びトッピングゴムを供給する押出機（図示せず）を備えたトッピング装置を使用し、コード打ち込み密度２３本／２５ｍｍ、トッピング厚み１．１ｍｍ、シート幅１０ｃｍのトッピングシート９４に加工した。

このトッピング工程における各コードの口金のダイス穴９５（穴径０．８ｍｍ）通過時の工程性を評価した。コード破断の発生が無く工程通過性に問題無しを「○」、コード破断の発生は無いが、接続部通過時にコード振れが発生しトッピングシートに部分的なエンド数乱れを生じ工程通過性に若干の問題ありを「△」、コード破断が多発し使用不可であるを「×」として表１に示した。

さらに、平均１００ｍ毎に接続部を含む各実施例、比較例のシングルコードを用い、グリーンタイヤ（サイズ、２０５／６０Ｒ１５）の２次成型機でタイヤ周方向に螺旋状にコードを巻付けてベルト補強層を形成する工程において、ベルト上にシングルコードを供給する溝付きロールの通過性を評価した。なお、ロールの溝形状は、断面Ｖ字形状、溝最大幅０．９ｍｍ、溝深さ０．３ｍｍ、ロール外径１５０ｍｍ、コードテンションは３００ｇである。

各コードの溝付きロール通過時の工程性を、溝からのコード脱線の発生が無く工程通過性に問題無しを「○」、コード脱線の発生は無いが、接続部通過時にコード振れが発生しベルト補強層に部分的なエンド数乱れを生じ工程通過性に若干の問題ありを「△」、コードの脱線が多発し使用不可であるを「×」として表１に示した。

実施例１，２のコード接続部は、本体コードの６０％以上の引張り強さと所定範囲内の外径を有して工程性に何ら問題を起こさず工程通過性が良好である。これに対して、比較例１と比較例２では接続部の強度不足により口金の穴を通過時にコード破断が多発し、比較例３は接続部が口金の穴に引っ掛かりコードの振れによるエンド乱れを発生した。また、比較例３のコードは接続部の外径が大きく溝付きロールからの脱線が多発して工程通過性が劣る。本発明にかかる接続部を形成した実施例のコードは作業時間を短時間にして接続部を形成し、かつ工程通過性に優れていることが分かる。

この発明のタイヤコードは、シングルコードとして単独で、或いは押出機などのトッピング装置により緯糸無しトッピングシートを効率よく製造して空気入りタイヤのカーカス、ベルト、ベルト補強層、サイドウォール等の各部位の補強材として使用することができる。また、タイヤ以外の工業用品や車両用部品等、例えばＶベルトやコンベアベルト、空気バネ、自動車用フレキシブルカップリングなどの補強材としても利用できる。

実施形態のタイヤコードの接続前を示す正面図である。 同上の接続部の形成を説明する模式図である。 同上の接続部を示す正面図である。 タイヤコード端部の状態を示すコード正面図である。 コード端部が非接触状態にある接続部を示すコード正面図（ゴム被覆層は断面を示す）である。 未加硫ゴム層の形成例を示すコード正面図である。 未加硫ゴム層形成の他の例を示すコード正面図である。 未加硫ゴム層形成のさらに他の例を示すコード正面図である。 押出機口金の内部を示す概略図である。

符号の説明

１，１１，１２……タイヤコード
１１ａ、１２ａ……コード端部
２……未加硫ゴム
３……ゴム被覆層
１３……接続部
１４……突き合わせ部

Claims (5)

1. ２本のコード端部を突き合わせ状に配し、該突き合わせ部を含むコード外周部を未加硫ゴムで被覆した後、円形断面の直線状の溝を有する溝付きモールドの前記溝内において前記ゴム被覆層をモールド加硫により成形しタイヤコードを接続する
   ことを特徴とするタイヤコードの接続方法。
2. 前記突き合わせ部において、コード端部同士が非接触に配されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のタイヤコードの接続方法。
3. 前記溝付きモールドが複数の円形断面の直線状の溝を有するものであり、複数の前記各溝でそれぞれコード接続のためのゴム被覆層を同時に加硫成形する
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のタイヤコードの接続方法。
4. 前記ゴム被覆層の外径が、タイヤコード本体径の１．０５〜１．２０倍の範囲にある
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のタイヤコードの接続方法。
5. 前記ゴム被覆層を形成するゴム組成物の１５０℃加硫でのＴ_９０が３分以内にある
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のタイヤコードの接続方法。

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