JP6152867B2 - ゴム押出部材の製造方法及び製造装置 - Google Patents
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Description
本発明は、空気入りタイヤに使用されるゴム押出部材を製造する方法及び装置に関し、更に詳しくは、ゴム層の界面における加硫時のエア分散性を改善し、ブリスター故障を効果的に抑制することを可能にしたゴム押出部材の製造方法及び製造装置に関する。
空気入りタイヤを加硫する際にブリスター故障と呼ばれる加硫故障を生じることがある。ブリスター故障は、ゴム中に含まれる水分や残留エアのほか、タイヤ成形時にタイヤ構成部材の端部に形成される段差に残留するエアが加硫時に局所的に集められ、それによって生じた気泡が加硫中に分散しきらずにブリスターとなってタイヤ内に残存した状態となる故障である。ゴム中に含まれる水分や残留エアは、加硫初期において無数に発泡するものの、その気泡の多くは加硫中にミクロ分散して消滅する。しかしながら、ミクロ分散時に加圧力が弱い部位では気泡が集約され、加硫終了後に再発泡してブリスターを形成することがある。
ブリスター故障を抑制するために、タイヤ成形時にはタイヤ構成部材をステッチャーにより押圧してエアの分散を促進し、加硫時には金型内面に配設されたベントホールを介してエアの排出を行っているが、それだけではタイヤ内部に残留するエアを十分に排除することができない。
これに対して、カーカス層とそれに隣接する部材との間にエア溜りが形成され易いという知見に基づいて、カーカス層の少なくとも一方の面にゴム被覆されていないエア吸収用の有機繊維コードを配置し、その有機繊維コードによりカーカス層とそれに隣接する部材との間に残留するエアを吸収し、加硫時にエア溜りが形成されるのを防止することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、上述のようにカーカス層の少なくとも一方の面にゴム被覆されていないエア吸収用の有機繊維コードを配置した場合、カーカス層とそれに隣接する部材との間に残留するエアを吸収することは可能であるものの、ブリスター故障を必ずしも効果的に抑制することができないのが現状である。また、カーカス層の表面にゴム被覆されていないエア吸収用の有機繊維コードを配置した場合、その有機繊維コードがタイヤ成形工程において離脱したり、位置ずれを起こしたりする恐れもある。
本発明の目的は、ゴム層の界面における加硫時のエア分散性を改善し、ブリスター故障を効果的に抑制することを可能にしたゴム押出部材の製造方法及び製造装置を提供することにある。
上記目的を達成するための本発明のゴム押出部材の製造方法は、少なくとも１種類のゴムをダイスから押し出してゴム押出部材を製造する方法において、前記ゴムの流路に少なくとも１本の糸を挿入し、該糸を前記ゴム押出部材の長手方向に沿って埋設し、前記糸の破断強度が１００Ｎ以下であることを特徴とするものである。
また、上記目的を達成するための本発明のゴム押出部材の製造方法は、少なくとも２種類のゴムをダイスから押し出してゴム押出部材を製造する方法において、前記ゴムの流路に少なくとも１本の糸を挿入し、該糸を前記ゴムから構成される少なくとも２種類のゴム層の界面に配置しつつ前記ゴム押出部材の長手方向に沿って埋設し、前記糸の破断強度が１００Ｎ以下であることを特徴とするものである。
一方、上記目的を達成するための本発明のゴム押出部材の製造装置は、少なくとも１種類のゴムを供給するプレフォームダイと、前記少なくとも１種類のゴムから構成されるゴム押出部材の押出形状を規定するダイスとを備えたゴム押出部材の製造装置において、前記プレフォームダイに前記ゴムの流路に少なくとも１本の糸を供給する糸供給路を設け、前記糸の破断強度が１００Ｎ以下であることを特徴とするものである。
また、上記目的を達成するための本発明のゴム押出部材の製造装置は、少なくとも２種類のゴムを供給するプレフォームダイと、前記ゴムから構成されるゴム押出部材の押出形状を規定するダイスとを備えたゴム押出部材の製造装置において、前記プレフォームダイに前記ゴムの流路に少なくとも１本の糸を供給する糸供給路を設け、該糸供給路の排出口を前記少なくとも２種類のゴムの流路間に配置し、前記糸の破断強度が１００Ｎ以下であることを特徴とするものである。
本発明者は、加硫時に発生するブリスター故障について鋭意研究した結果、ゴム押出部材を用いた空気入りタイヤにおいて、ゴム押出部材を構成するゴム層の界面においてブリスター故障が生じ易いことを知見し、本発明に至ったのである。
即ち、本発明では、少なくとも１種類のゴムをダイスから押し出してゴム押出部材を製造するにあたって、ゴムの流路に少なくとも１本の糸を挿入し、該糸をゴム押出部材の長手方向に沿って埋設することにより、特に、少なくとも２種類のゴムをダイスから押し出してゴム押出部材を製造するにあたって、ゴムの流路に少なくとも１本の糸を挿入し、該糸を少なくとも２種類のゴム層の界面に配置しつつゴム押出部材の長手方向に沿って埋設することにより、ゴム層の界面における加硫時のエア分散性を改善し、ブリスター故障を効果的に抑制することができる。しかも、ゴム押出部材に糸を埋設する場合、タイヤ成形工程において糸が離脱したり、位置ずれを起こしたりすることはないので、タイヤ成形工程を円滑に行うことができるという利点もある。
本発明において、糸の破断強度は１００Ｎ以下であることが好ましい。この糸はエア分散性の改善を目的とするものであって補強部材ではないので、その破断強度の上限値を規制することでタイヤ成形工程におけるゴム押出部材の挙動に対する影響を最小限に抑制することができる。
ゴム押出部材はキャップトレッドゴム層とアンダートレッドゴム層を含み、これらキャップトレッドゴム層とアンダートレッドゴム層との界面に糸を配置することが好ましい。これにより、加硫時にキャップトレッドゴム層とアンダートレッドゴム層との界面に集まろうとするエアを糸により分散させることができる。
ゴム押出部材はトレッドゴム層とエッジゴム層を含み、これらトレッドゴム層とエッジゴム層との界面に糸を配置することが好ましい。これにより、加硫時にトレッドゴム層とエッジゴム層との界面に集まろうとするエアを糸により分散させることができる。
ゴム押出部材はサイドゴム層とリムクッションゴム層を含み、これらサイドゴム層とリムクッションゴム層との界面に糸を配置することが好ましい。これにより、加硫時にサイドゴム層とリムクッションゴム層との界面に集まろうとするエアを糸により分散させることができる。
以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。図１〜図３は本発明の実施形態からなるゴム押出部材の製造装置を示すものである。図１及び図２に示すように、本実施形態のゴム押出部材の製造装置は、複数種類のゴムを供給するプレフォームダイ１と、プレフォームダイ１の前部に装着されるダイス２とを備えている。
プレフォームダイ１は、その後方側に配設された不図示の複数のシリンダーから供給される複数種類のゴムを個別に案内する流路１１〜１３を備えている。ここでは、流路１１はアンダートレッドゴム層を成形するためのアンダートレッドゴムＲｕを案内し、流路１２はキャップトレッドゴム層を成形するためのキャップトレッドゴムＲｃを案内し、流路１３はエッジゴム層を成形するためのエッジゴムＲｅを案内する。アンダートレッドゴム層とキャップトレッドゴム層は積層されてトレッドゴム層を構成し、エッジゴム層はトレッドゴム層の幅方向両端部に一体的に成形される。また、プレフォームダイ１の前部にはダイス２が装着される凹部１４が形成されている。
ダイス２は、上記複数種類のゴムＲｕ，Ｒｃ，Ｒｅから構成されるゴム押出部材Ｒの押出形状を規定する押出口２１を有している。押出口２１はキャップトレッドゴムＲｃを供給するプレフォームダイ１の流路１２に対応する位置に配置されている。図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、ダイス２の背面側には整流板２２が装着されている。この整流板２２はプレフォームダイ１の流路１３から供給されるエッジゴムＲｅを絞り込みながら押出口２１の幅方向両端部に導く案内路２３を備えている。また、ダイス２の背面側において押出口２１の下側に隣接する部位には傾斜面２４が形成されている。このような傾斜面２４を設けることにより、プレフォームダイ１の流路１１から供給されるアンダートレッドゴムＲｕが押出口２１に案内される。
上記ゴム押出部材の製造装置において、プレフォームダイ１には、ゴムＲｕ，Ｒｃの流路に少なくとも１本の糸Ｓを供給する糸供給路１５が形成されている。糸供給路１５の取入口１５ａはプレフォームダイ１の側面に配置され、糸供給路１５の排出口１５ｂはアンダートレッドゴムＲｕを案内する流路１１とキャップトレッドゴムＲｃを案内する流路１２との間に配置されている。糸Ｓは糸供給路１５を介してゴムＲｕ，Ｒｃの流路間に排出され、ゴムＲｕ，Ｒｃの押出に伴って自動的に送り出されるようになっている。
図４及び図５はプレフォームダイの変形例を示すものである。図４において、プレフォームダイ１における糸供給路１５の少なくとも一部と排出口１５ｂを包含する部位には着脱自在のスペーサ１６が装着されている。図５に示すように、糸供給路１５の排出口１５ｂの位置を異ならせた複数種類のスペーサ１６Ａ，１６Ｂ，１６Ｃを用意し、これらを適宜交換することにより、プレフォームダイ１における糸Ｓの挿入位置を変更することが可能になる。
上記装置を用いてゴム押出部材Ｒを製造する場合、プレフォームダイ１からアンダートレッドゴムＲｕ、キャップトレッドゴムＲｃ及びエッジゴムＲｅを同時に供給し、これらゴムＲｕ，Ｒｃ，Ｒｅを一体的にダイス２から押し出してゴム押出部材Ｒを連続的に製造する。その際、ゴムＲｕ，Ｒｃの流路に少なくとも１本の糸Ｓを挿入することにより、その糸ＳをゴムＲｕからなるアンダートレッドゴム層とゴムＲｃからなるキャップトレッドゴム層の界面に配置しつつゴム押出部材Ｒの長手方向に沿って埋設することができる。
上述したゴム押出部材の製造方法によれば、ゴムＲｕ，Ｒｃの流路に少なくとも１本の糸Ｓを挿入し、その糸Ｓを複数種類のゴム層の界面に配置しつつゴム押出部材Ｒの長手方向に沿って埋設することにより、ゴム層の界面における加硫時のエア分散性を改善し、ブリスター故障を効果的に抑制することができる。しかも、ゴム押出部材Ｒに糸Ｓを埋設する場合、タイヤ成形工程において糸Ｓが離脱したり、位置ずれを起こしたりすることはないので、タイヤ成形工程を円滑に行うことができるという利点もある。
糸Ｓの破断強度は１００Ｎ以下、より好ましくは、１Ｎ〜５Ｎであると良い。この糸Ｓはエア分散性の改善を目的とするものであって補強部材ではないので、その破断強度の上限値を規制することでタイヤ成形工程におけるゴム押出部材Ｒの挙動に対する影響を最小限に抑制することができる。糸Ｓの破断強度が大き過ぎるとタイヤ成形工程に悪影響を及ぼす恐れがある。
糸Ｓの構成材料は特に限定されるものではないが、例えば、ナイロン、ポリエステル、レーヨン等の合成繊維の他、綿等の天然繊維を使用することができる。また、糸Ｓの総繊度は２５ｄｔｅｘ〜１７０ｄｔｅｘの範囲にあると良い。これにより、破断強度を低くすると共に、良好なエア分散性を確保することができる。
糸Ｓの打ち込み密度は５本／５０ｍｍ以下であると良い。この糸Ｓはエア分散性の改善を目的とするものであって補強部材ではないため、その打ち込み密度の上限値を規制することでタイヤ成形工程におけるゴム押出部材Ｒの挙動に対する影響を最小限に抑制することができる。糸Ｓの打ち込み密度が大き過ぎるとタイヤ成形工程に悪影響を及ぼす恐れがある。なお、糸Ｓの打ち込み密度は糸Ｓの相互間隔から特定される。例えば、糸Ｓの相互間隔がＰｍｍであるとき、糸Ｓの打ち込み密度（本／５０ｍｍ）は５０／Ｐとなる。また、各界面における糸Ｓの打ち込み本数が１本である場合、その打ち込み密度は５本／５０ｍｍ以下であるものと見做す。
図６は本発明で得られるゴム押出部材の一例を示すものである。図６において、ゴム押出部材Ｒはトレッドゴム層４１と該トレッドゴム層４１の幅方向両端部に配置されたエッジゴム層４２とから構成されている。トレッドゴム層４１はキャップトレッドゴム層４１Ａとアンダートレッドゴム層４１Ｂとから構成されている。このゴム押出部材Ｒにおいて、キャップトレッドゴム層４１Ａとアンダートレッドゴム層４１Ｂとの界面にはゴム押出部材Ｒの長手方向に沿って延在する複数本の糸Ｓが配置されている。また、ゴム押出部材Ｒにおいて、トレッドゴム層４１とエッジゴム層４２との界面にはゴム押出部材Ｒの長手方向に沿って延在する複数本の糸Ｓが配置されている。このようにゴム押出部材Ｒにおける糸Ｓの挿入位置は任意に選択することができる。
図７は本発明で得られる他のゴム押出部材を示すものである。図７において、ゴム押出部材Ｒはサイドゴム層４３とリムクッションゴム層４４とから構成されている。このゴム押出部材Ｒにおいて、サイドゴム層４３とリムクッションゴム層４４との界面にはゴム押出部材Ｒの長手方向に沿って延在する１本の糸Ｓが配置されている。このようにゴム押出部材Ｒの押出形状は任意に選択することができ、適用すべきタイヤ構成部材も任意に選択することができる。
図８は本発明で得られる空気入りタイヤの一例を示すものである。なお、図８はタイヤセンターラインＣＬの一方側の部分のみを示しているが、この空気入りタイヤはタイヤセンターラインＣＬの他方側にも対応する構造を有している。
図８において、３１はトレッド部、３２はサイドウォール部、３３はビード部である。左右一対のビード部３３，３３間にはタイヤ径方向に延びる複数本の補強コードを含む２層のカーカス層３４が装架され、そのカーカス層３４の端部がビードコア３５の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されている。ビードコア３５の外周上には高硬度のゴム組成物からなるビードフィラー３６が配置され、該ビードフィラー３６がカーカス層３４により包み込まれている。
トレッド部３１におけるカーカス層３４の外周側には複数層のベルト層３７が埋設されている。これらベルト層３７はタイヤ周方向に対して傾斜する複数本の補強コードを含み、かつ層間で補強コードが互いに交差するように配置されている。
トレッド部３１におけるベルト層３７の外周側にはトレッドゴム層４１が配置されている。このトレッドゴム層４１は、タイヤ外表面に露出するキャップトレッドゴム層４１Ａと、該キャップトレッドゴム層４１Ａのタイヤ径方向内側に位置するアンダートレッドゴム層４１Ｂとから構成されている。トレッドゴム層４１のタイヤ幅方向の両外側にはそれぞれエッジゴム層４２が配置されている。
また、サイドウォール部３２におけるカーカス層３４のタイヤ幅方向外側にはサイドゴム層４３が配置され、ビード部３３にはサイドゴム層４３に隣接するリムクッションゴム層４４が配置されている。
上記空気入りタイヤを製造するにあたって、キャップトレッドゴム層４１Ａとアンダートレッドゴム層４１Ｂとエッジゴム層４２は押出加工により一体的に成形され、しかる後に一体的なタイヤ構成部材（図６参照）としてタイヤ成形工程に供される。また、サイドゴム層４３とリムクッションゴム層１４は押出加工により一体的に成形され、しかる後に一体的なタイヤ構成部材（図７参照）としてタイヤ成形工程に供される。ゴム押出部材Ｒにおいて、その界面には少なくとも１本の糸Ｓがタイヤ周方向に延在するように埋設されている。
このように構成される空気入りタイヤを加硫する場合、タイヤ成形工程を経て成形された未加硫状態のタイヤを金型内に投入し、ブラダーによりタイヤ内側から圧力を掛けながら加熱する。その際、加硫初期においてタイヤ内部に残留する水分やエアが発泡するが、その気泡の多くは加硫中にミクロ分散して消滅する。しかしながら、ミクロ分散時に加圧力が弱い部位では気泡が局所的に集まろうとする。これに対して、ゴム押出部材Ｒにおけるゴム層の界面に少なくとも１本の糸Ｓを配置することにより、その界面における加硫時のエア分散性を改善し、ブリスター故障を効果的に抑制することができる。
特に、キャップトレッドゴム層４１Ａとアンダートレッドゴム層４１Ｂとの界面に糸Ｓを配置することにより、加硫時にキャップトレッドゴム層４１Ａとアンダートレッドゴム層４１Ｂとの界面に集まろうとするエアを糸Ｓにより分散させることができる。また、トレッドゴム層４１とエッジゴム層４２との界面に糸Ｓを配置することにより、加硫時にトレッドゴム層４１とエッジゴム層４２との界面に集まろうとするエアを糸Ｓにより分散させることができる。更に、サイドゴム層４３とリムクッションゴム層４４との界面に糸Ｓを配置することにより、加硫時にサイドゴム層４３とリムクッションゴム層４４との界面に集まろうとするエアを糸Ｓにより分散させることができる。
上述した実施形態においては、少なくとも２種類のゴムをダイスから押し出してゴム押出部材を製造する場合について説明したが、本発明は単一種類のゴムをダイスから押し出してゴム押出部材を製造するにあたって、ゴムの流路に少なくとも１本の糸を挿入し、該糸をゴム押出部材の長手方向に沿って埋設する場合にも適用することが可能であり、このような場合においても、ゴム押出部材の界面における加硫時のエア分散性を改善することが可能である。
タイヤサイズ２２５／６５Ｒ１７の空気入りタイヤを製造するにあたって、図１〜図３に示すような装置により、キャップトレッドゴム層とアンダートレッドゴム層とエッジゴム層を含むゴム押出部材を成形する一方で、サイドゴム層とリムクッションゴム層を含むゴム押出部材を成形し、キャップトレッドゴム層とアンダートレッドゴム層との界面に２本の糸を埋設し、トレッドゴム層とエッジゴム層との界面に２本の糸を埋設し、サイドゴム層とリムクッションゴム層との界面に１本の糸を埋設し、これら糸を含むゴム押出部材を用いて空気入りタイヤを製造した（実施例１）。糸としては、綿繊維からなり、総繊度が２９．５ｄｔｅｘである糸を使用した。この糸の破断強度は１Ｎである。また、上記各ゴム層の界面に糸を配置しなかったこと以外は実施例１と同じ方法により空気入りタイヤを製造した（従来例１）。
実施例１及び従来例１の製造方法により空気入りタイヤをそれぞれ９６本ずつ加硫し、加硫後に各タイヤにおけるブリスター故障の有無を検査し、ブリスター故障の発生率を求めた。その結果、実施例１のタイヤでは、従来例１との対比において、ショルダー部及びリムクッション部の各部位においてブリスター故障の発生が減少していた。そして、実施例１におけるブリスター故障の発生率は従来例１におけるブリスター故障の発生率の約１４％であった。
１ プレフォームダイ
２ ダイス
１１〜１３ 流路
１４ 凹部
１５ 糸供給路
１５ａ 取入口
１５ｂ 排出口
２１ 押出口
２２ 整流板
２３ 案内路
２４ 傾斜面
４１ トレッドゴム層
４１Ａ キャップトレッドゴム層
４１Ｂ アンダートレッドゴム層
４３ サイドゴム層
４４ リムクッションゴム層
Ｒ ゴム押出部材
Ｓ 糸
２ ダイス
１１〜１３ 流路
１４ 凹部
１５ 糸供給路
１５ａ 取入口
１５ｂ 排出口
２１ 押出口
２２ 整流板
２３ 案内路
２４ 傾斜面
４１ トレッドゴム層
４１Ａ キャップトレッドゴム層
４１Ｂ アンダートレッドゴム層
４３ サイドゴム層
４４ リムクッションゴム層
Ｒ ゴム押出部材
Ｓ 糸
Claims (10)
- 少なくとも１種類のゴムをダイスから押し出してゴム押出部材を製造する方法において、前記ゴムの流路に少なくとも１本の糸を挿入し、該糸を前記ゴム押出部材の長手方向に沿って埋設し、前記糸の破断強度が１００Ｎ以下であることを特徴とするゴム押出部材の製造方法。
- 少なくとも２種類のゴムをダイスから押し出してゴム押出部材を製造する方法において、前記ゴムの流路に少なくとも１本の糸を挿入し、該糸を前記ゴムから構成される少なくとも２種類のゴム層の界面に配置しつつ前記ゴム押出部材の長手方向に沿って埋設し、前記糸の破断強度が１００Ｎ以下であることを特徴とするゴム押出部材の製造方法。
- 前記ゴム押出部材がキャップトレッドゴム層とアンダートレッドゴム層を含み、前記キャップトレッドゴム層と前記アンダートレッドゴム層との界面に前記糸を配置することを特徴とする請求項１又は２に記載のゴム押出部材の製造方法。
- 前記ゴム押出部材がトレッドゴム層とエッジゴム層を含み、前記トレッドゴム層と前記エッジゴム層との界面に前記糸を配置することを特徴とする請求項１又は２に記載のゴム押出部材の製造方法。
- 前記ゴム押出部材がサイドゴム層とリムクッションゴム層を含み、前記サイドゴム層と前記リムクッションゴム層との界面に前記糸を配置することを特徴とする請求項１又は２に記載のゴム押出部材の製造方法。
- 少なくとも１種類のゴムを供給するプレフォームダイと、前記少なくとも１種類のゴムから構成されるゴム押出部材の押出形状を規定するダイスとを備えたゴム押出部材の製造装置において、前記プレフォームダイに前記ゴムの流路に少なくとも１本の糸を供給する糸供給路を設け、前記糸の破断強度が１００Ｎ以下であることを特徴とするゴム押出部材の製造装置。
- 少なくとも２種類のゴムを供給するプレフォームダイと、前記ゴムから構成されるゴム押出部材の押出形状を規定するダイスとを備えたゴム押出部材の製造装置において、前記プレフォームダイに前記ゴムの流路に少なくとも１本の糸を供給する糸供給路を設け、該糸供給路の排出口を前記少なくとも２種類のゴムの流路間に配置し、前記糸の破断強度が１００Ｎ以下であることを特徴とするゴム押出部材の製造装置。
- 前記ゴム押出部材がキャップトレッドゴム層とアンダートレッドゴム層を含み、前記キャップトレッドゴム層と前記アンダートレッドゴム層との界面に前記糸を配置することを特徴とする請求項６又は７に記載のゴム押出部材の製造装置。
- 前記ゴム押出部材がトレッドゴム層とエッジゴム層を含み、前記トレッドゴム層と前記エッジゴム層との界面に前記糸を配置することを特徴とする請求項６又は７に記載のゴム押出部材の製造装置。
- 前記ゴム押出部材がサイドゴム層とリムクッションゴム層を含み、前記サイドゴム層と前記リムクッションゴム層との界面に前記糸を配置することを特徴とする請求項６又は７に記載のゴム押出部材の製造装置。
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