JPH04173211A - 未加硫ゴム構造製造装置 - Google Patents

未加硫ゴム構造製造装置

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JPH04173211A
JPH04173211A JP2299049A JP29904990A JPH04173211A JP H04173211 A JPH04173211 A JP H04173211A JP 2299049 A JP2299049 A JP 2299049A JP 29904990 A JP29904990 A JP 29904990A JP H04173211 A JPH04173211 A JP H04173211A
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JP
Japan
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rubber
vulcanization
different
rubbers
kneading
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English (en)
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Yuji Katakabe
雄二 片伯部
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Bridgestone Corp
Original Assignee
Bridgestone Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産ｍ旧１生顆 本発明は、厚肉のゴム構成物、主に建設用トラックの中
型以上のタイヤ等のトレッド部のようなゲージが厚いゴ
ム構成物における未加硫ゴム構造の製造装置に関する。
従米肢血 一般に中型以上のタイヤのトレッド成型は、タイヤ用途
に適した一種類のトレッドゴムをロール熱入し、カレン
ダーでシート状にしたものを別ラインで製造したプライ
コート及びビード等の部材で構成される生ケースに巻付
けて積層し、トレッドの未加硫ゴム構造を形成する。
こうしてできた生タイヤをドームタイプの加硫機に入れ
通常１３５°Ｃ〜１４５°Ｃの加硫温度で６時間程加硫
して製品をつくる。
加硫機は、生タイヤの外側を金型が蓋い、内側をブラダ
−で押圧した状態で、内側および外側の両方から熱を加
えて加硫成型する。
その際、トレッドのようにゲージが厚い部分では、トレ
ッドの表面から内部にいくにしたがい温度上昇が遅くな
り、トレッド内部に昇温温度分布が形成される。
トレッドの内部まで最適加硫度を得るために、従来の加
硫条件は、トレッド表面温度をある決められた温度以上
には上昇させないようにしながらトレッド内部の最も温
度」−昇の遅い部分を基準に設定されている。
邂ン　しようと−る１−１ したがってトレッド全体からみると、加硫時間が長過ぎ
ることになり、特にトレッド表面部はオーバー加硫にな
り、耐カット性および耐摩耗性等のタイヤ性能が低下す
る。
タイヤトレッドに限らす厚肉のゴム構成物は、加硫にお
ける温度上昇が内部にいくにしたがい遅くなるので、全
体に亘って均一な加硫度を得ることは困難で、部分的に
所要のゴム物性を得ることができず性能を低下させるこ
とになる。
本発明はかかる点に鑑みなされたもので、その目的とす
る処は全体的に均一な加硫度を得ることができる未加硫
ゴム構造を効率良く製造することができる装置を供する
点にある。
皿題そ邂迭ユ？ｆｙ　ｋ　１１１作し履［碧作里厚肉の
ゴム構成物は、その加硫時には表面と内部とでは加硫昇
温速度が大きく異なるので、昇温速度の早い表面近くで
は加硫速度の遅いゴムを、昇温速度の遅い内部にいくに
したがい加硫速度の早いゴムを加硫昇温温度分布に対応
して順次分布させた未加硫ゴム構造とすることで、最終
加硫度を全体に亘って均一にすることができ、所要のゴ
ム物性を得て性能の低下を防止することができる。
かかる未加硫ゴム構造を製造するために、本発明はノン
プロゴムとプロ薬品との混合比率を可変として混練押出
しする混練押出手段と、同混練押出手段により混練押出
された加硫速度の異なる構成ゴムを連続的にシート状に
加工する加工手段と、同加工手段により加工された加硫
速度の異なるシート状構成ゴムを貼付は位置を可変とし
て順次貼付ける成型手段と、以上の各手段を統一制御す
る制御手段とを備え、同制御手段は前記混練押出手段に
おけるノンプロゴムとプロ薬品との混合比率を適宜変え
加硫速度の異なる構成ゴムを形成し、前記加工手段によ
り所要の厚さのシート状構成ゴムとし、前記成型手段に
おける貼付は位置を異なる加硫速度のシート状構成ゴム
ごとに所要の位置に位置合わせして貼付け、加硫昇温温
度分布に対応して加硫速度の異なるゴムを分布させ最終
加硫度が内部から外部に亘り均一化されるようにした未
加硫ゴム構造を形成する肉厚ゴム構成物の未加硫ゴム構
成製造装置とした。
ノンプロゴム（加硫剤の入っていないゴム）にプロ薬品
（架橋剤、力ｕ硫促進剤等）を混合する比率を変えるこ
とで加硫速度の異なる構成ゴムを連続的に作ることがで
きるので、制御手段が混練押出手段におけるノンプロゴ
ムとプロ薬品との混合比率を適宜変えて加硫速度の異な
る構成ゴムを順次形成し、加工手段で所要厚のシート状
にして成型手段において所要位置に順次貼付することで
、加硫昇温温度分布に対応して所要の加硫速度の構成ゴ
ムが分布した未加硫ゴム構造を効率良く製造−〇− することができる。
加硫速度の早いゴムと加硫速度の遅いゴムとの混合比率
を変えても加硫速度の異なる構成ゴムを作ることができ
るので、制御手段が混練押出手段において加硫速度の早
いゴムと遅いゴムの混合比率を適宜変えることで以後の
工程を同様にして当該未加硫ゴム構造を得ることができ
る。
実施班 以下第１図ないし第４図に図示した本発明に係る一実施
例について説明する。
本実施例は、建設用トラックに用いられる大型のタイヤ
に関し、そのトレッド部の未加硫ゴム構造を形成する製
造装置である。
トレッドゴムの流れの順に連続混練押出機１１、カレン
ダロール１２、冷却ドラム１３、生タイヤ成型機１４が
配設されている。
連続混練押出機１１は、ノンプロゴムを蓄えるタンク１
５とプロ薬品を蓄えるタンク１６とを備え、それぞれフ
ィーダ１７．１８により同一の混練部に供給されて混練
され押出される。
こごにフィーダ１７．１８は供出量を調整することがで
きるようになっており、ノンプロゴムとプロ薬品との混
合比率を適宜自由に変えることができ、加硫速度の異な
るトレッド構成ゴム３０を連続的に押出しすることがで
きる。
連続混練押出機１１より押出されたトレッド構成ゴム３
０は、搬送コンベア１９によりカレンダロール１２に搬
送され、所定の厚さ（ゲージ）・所定の幅のトレッドゴ
ムシート３１が形成される。
カレンダロール１２においてはトレッドゴムシート３１
のゲージを決めるロール間の間隔およびトレッドゴムシ
ート３１の幅を決めるカッター位置は自由に調整可能で
ある。
カレンダロール１２から送り出されたトレッドゴムシー
ト３１は、冷却ドラム１３を経て生タイヤ成型機１４に
至り、成型ドラム２０に巻き付しノられる。
その際成型ドラム２０の軸方向位置を変えて貼付は位置
を調整することができるとともに成型ドラム２０の回転
数を変えシート巻付は長さを調整することができる。
以上の一連の機器を制御ユニット２１が統一的に制御し
ており、連続混練押出機１１に対してはフィーダ１７の
駆動を制御する指令すなわちノンプロゴムとプロ薬品と
の混合比率を指示する制御命令が出力され、カレンダロ
ール１２に対してはロール間の間隔およびカッター位置
を制御する指令ずなわち成型ドラム２０に巻きつけるト
レッドゴムシート３１のゲージおよび幅を指示する制御
命令が出力され、生タイヤ成型機Ｉ４に対しては成型ト
′ラム２０の軸方向の位置および回転数を制御する指令
すなわちトレッドゴムシート３１の貼付は位置および巻
付は長さを指示する制御命令が出力される。
加硫昇温温度分布に対応して加硫速度の異なるトレッド
ゴムシートを順次所要位置に巻き付けていく一連のタイ
ミング制御の制御データをタイヤサイズおよび種類別に
制御ユニット２１のコンピュータが記憶しており、該制
御データに基づき上記制御命令が逐次出力される。
したがって制御ユニット２１の制御により、成型ドラム
２０には所定位置には所定の加硫速度のトレラドゴムシ
ートが巻きつけられ所要の未加硫ゴム構造を容易に効率
良く形成することができる。
従来の一般の方法であると、加硫速度の異なる構成ゴム
は異なる混練押出機から供給されることになるので、異
なる加硫速度のゴムを重ね合わせる場合に供給源を切替
える切替作業が極めて煩雑であり、人手を要所要所で必
要として自動化の妨げとなるが、本実施例では一連の工
程を連続的に処理して、中断して切替え等を行う必要が
ないので、生産効率が極めて良い。
また完全自動化が容易に実現できる。
次に制御ユニット２１が上記制御を行なっていがなる未
加硫ゴム構造を形成するかを以下に説明する。
本実施例の大型タイヤの未加硫状態における未加硫ゴム
構造体ｌの断面図を第２図に示す。
未加硫ゴム構造体１は、サイズが幅２フインチ、リム内
径４９インチの大型のタイヤであり、厚さ（ゲージ）が
２．３〜３．０ｍｍ、幅が約７００　ｍｍのゴムシート
を重ね合わせたものである。
インナーライナー３を内張すされたカーカスプライ４が
、左右端縁部をビード２に巻付けて中央をトロイダル形
状に膨出している。
かかるカーカスプライ４の外側両側部にはサイドトレッ
ド５が当てがわれ、外周部にはＩ・ツブトレッド６が５
層に亘って積層されている。
すなわちカーカスプライ４に接する最下層のトレッド第
１層６ａから第２層６ｂ、第３層６Ｃ１第４層６ｄ、そ
して最外層のトレッド第５層６ｅに至るまでそれぞれ所
要の厚さの加硫速度の異なるゴムで構成されている。
このトップトレッド６の各層の分布は、加硫昇温温度分
布に対応している。
第３図は、その加硫昇温温度分布を示す断面図である。
加硫時には未加硫ゴム構造体１のトップトレッド６の外
側には金型が嵌められ、内側はプラダ−が膨張して生タ
イヤを挟みつけて内側および外側の両側から約１５０°
Ｃの温度で加熱される。
このように画側から加熱されたときの内部の昇温温度分
布は有限要素法ＦＥＭの計算に基づきコンピュータがシ
ュミレートして作図することができ、その結果を第３図
が示している。
計算精度上から５°Ｃ〜１０゛Ｃステップで分布図が作
成されている。
この結果は、実際に生タイヤの各位置に熱電対を埋込ん
で測定した結果と略一致している。
内部にいく程昇温温度は低く、最低の昇温温度を示す最
深層の第３層７ｃが最適加硫度に達した時点でカーカス
プライ４に接する第１層７ａは１３０°Ｃ〜１４０°Ｃ
１第２層７ｂは１２５°Ｃ〜１３０°Ｃ１第３層７ｃは
最も低く１２０°Ｃ〜１２５°Ｃ１第４層７ｄは１２５
°Ｃ〜１．３０°Ｃ１第５層７ｅは１３０°Ｃ〜１４０
°Ｃ１第７層７ｆは１４０°Ｃ〜１５０°Ｃ１最外層は
第８層７ｇは１５０°Ｃであった。
前記第２図の１〜レッド層の分布は、この加硫昇温度分
布に対応しており、トレッド第１層６ａば温度分布第１
層７ａに、トレッド第２層６ｈは温度分布箱２、第３、
第４層７ｂ、　７ｃ、　７ｄに、トレッド第３層６ｃは
温度分布第５層７ｅに、トレッド第４層６ｄは温度分布
第６層７ｆに、トレッド第５層６ｅは温度分布第７層７
ｇにそれぞれ対応している。
最低温度分布層であるトレッド第２層６ｂを挾むトレッ
ド第１層６ａと第３層６ｃとは同じ温度分布１３０°Ｃ
〜１４０　’Ｃを示すので、加硫速度の等しい同種の構
成ゴムを用いる。
したがって最低の昇温温度分布層であるトレッド第２層
６ｂには加硫速度の早いゴムＧ１が用いられ、次いで昇
温温度の低いトレッド第１、第３層６ａ、　６ｃにはゴ
ムＧ、より加硫速度の遅いゴムＧ２が用いられ、次いで
昇温温度の低いトレッド第４層６ｄにはさらに加硫速度
の遅いゴムＧ３が用いられ、最も昇温温度の高いトレッ
ド第５層６ｅには最も加硫速度の遅いゴムＧ４が用いら
れる。
ここにトレッドゴムの加硫速度とは、該ゴムの最適ゴム
物性が得られる一定の加硫温度時の加硫時間に逆比例す
るものであり、前記ゴムＧ１゜Ｇｚ　、Ｇ３．Ｇ４につ
いて加硫時間Ｔに対するゴム物性Ｍの変化として表わす
と第４図のようになる。
最適ゴム物性が得られる一定温度Ａ’ＣにおいてゴムＧ
１は加硫時間Ｔ、で、ゴムＧ２は加硫時間Ｔ、ゴムＧ３
は加硫時間１゛３、ゴムＧ４は加硫時間Ｔ４で最適ゴム
物性を得ることができ、Ｔ。
＜Ｔ２＜Ｔ３＜Ｔ４の関係にある。
実際の加硫効果は加硫温度ａと加硫時間もとの積で表わ
せるのでゴムの加硫状態を示す加硫度Ｓは次式で表わせ
る。
５＝Ｓａｄｔ／ＡＸＴ 例えばトレッド第２層６ｂに配されるゴムＧ１の加硫度
Ｓ、は、その昇温温度ａ１でｔ時間加硫したときは、 Ｓ　＋　’ｉ　ａ　ＨＸ　ｊ　／　Ａ　Ｘ　Ｔ　Ｈとな
る。
現行のゴムをトレッド第２層６ｈに配した場合加硫度Ｓ
が最適ゴム物性を得る°“１″”になるまでに３７０分
を要するが、加硫速度が２倍のゴムを用いると３２５分
と短縮でき、さらに加硫速度が３倍のゴムを用いると、
３０５分と加硫時間を大幅に短縮できる。
現行の未加硫ゴム構造において表層部の加硫度は、３７
０分加硫すると“６．２”とオーバー加硫であり、これ
を３２５分の加硫時間に短縮できれば加硫度は５．３“
″に、さらに３０５分の加硫時間に短縮すれば加硫度は
“’４．９　”と減じることができる。
加硫度”５．３”°、“４．９′はまだオーバー加硫気
味で耐発熱性、耐摩耗性において劣るものがある。
そこで表層第５層６ｅのゴムＧ４を現行のＡの加硫速度
のものを用いると、該表層ゴムＧ４の加硫度は３２５分
の加硫時間で“′２．６”、３０５分の加硫時間で’２
．４　’“と大幅に減じることができ、これは加硫度と
タイヤ性能の関係から耐発熱性及び耐摩耗性において５
〜１０％向上したことになる。
最深層ゴムＧ、は現行ゴムの３倍の加硫速度のものを、
表層ゴムＧ４は現行ゴムの２の加硫速度のものを用い、
その間の最深層から表層までの中間層Ｇｚ、Ｇ３は現行
ゴムの約２倍、１倍と順次加硫速度の遅いゴムを配する
ことで、３０５分の加硫時間で、全ての層の加硫度を”
′１″゛〜“２．４”と略均−にすることができる。
すなわち大幅に短縮した加硫時間で適切で均一な加硫度
の１−レットゴムを製造することができる。
かかるトレッドゴムを実現するところの第２図図示の未
加硫ゴム構造体１を形成する場合に、生タイヤ成型機１
４の成型トラム２０に嵌められたカーカスプライ４にト
レッドゴムシート 付けて各ゴム層６ａ．　６ｂ，　６ｃ，　６ｄ，　６ｅ
を形成べく制御ユニット２１が予め記憶されたデータに
基づき制御油する。
ゴム層６ａを構成するゴムＧ２のトレンドゴムシート３
１が、まず最初に巻き付けられるので、初め連続混練押
出機１１のノンプロゴムとプロ薬品の混合比率を調整し
て、加硫速度が現行ゴムの２倍程のトレッド構成ゴム３
０を混練押出してカレンダロール１２に供給する。
カレンダロール１２は、かかるゴムＧ２を前記所定のゲ
ージ・幅のトレッドゴムシート３１に形成して供出し、
冷却ドラム］３を経て同トレッドゴムシート３１は生タ
イヤ成型機１４の成型ドラム２０に所定の位置決めをさ
れて巻き付けられる。
ゴム層６ａの所定の厚さに達するまでゴムＧ２のトレッ
ドゴムシート３１が重ねて巻き付けられるように成型ド
ラム２０の回転数が制御されるとともに、必要な長さ分
だけゴムＧ２を供給すべく連続混練押出機１１の混合比
率の調整が行われる。
最初のゴム層６ａが巻き終わる頃には、既に連続混練押
出機１１は次のゴム層６ｂのゴムＧ１すなわち加硫速度
が現行ゴムの３倍のゴムを供給すべくノンプロゴムとプ
ロ薬品の混合比率が変えられている。
このようにしてゴム層６ａ，　６ｂ，　６ｃ，　６ｄ，
　６ｅが順次加硫速度の異なるゴムＧ．，Ｇ．，Ｇ２，
Ｇ．。
Ｇ，で連続的に貼付けられていくので、生産効率は極め
て良い。
以上の実施例では、加硫速度の異なる構成ゴムを供給す
るのに、連続混練押出機１１においてノンプロゴムとプ
ロ薬品との混合比率を変えていたが、これを特に加硫速
度の早いゴムと遅いゴムとに置き換え、両者をそれぞれ
連続混練押出機１１のタンり１５，　１６に蓄え、両者
の供給量を加減して混合比率を変えることによっても、
所要の加硫速度の構成ゴムを得ることができる。
また第７図に示すようなＩ・レッド中間層において中央
にキャンプゴム４０、その両側にヘースコム４１を配す
るキャップ・ヘース方式のタイヤの場合は、第５図に図
示するように２台の連続混練押出機４２．　４３を並設
し、一方をギャップ材、他方をベース材の供給源とし、
各連続混練押出機４２．　４３ともそれぞれタンクを２
つ備え、種類の異なるノンプロゴムとプロ薬品を蓄え、
両者の混合比率を調整できるようになっている。
連続混練押出機４２より混練押出されたキャンプゴム４
０ば、搬送コンヘア４４によって搬送されカレンダロー
ル４７の中央に供給される。
一方連続混練押出機４３より混練押出されたヘースゴム
４１は、搬送コンヘア４４の両側の搬送コンヘア４５．
　４６により搬送されてカレンダロール４７の両側部に
供給される（第６図参照）。
カレンダロール４７には、第６図に示すよ・うに楔状の
仕切り板４８が所定位置に４個配置されており、中央と
両側部を仕切っており、中央にキャップゴム４０、両側
部にベースゴム４１が供給されるのでカレンダロール４
７から出てきたゴムシートは中央にキャップゴム４０そ
の両側にベースゴム４１が一体になっている。
かかるゴムシートを冷却ドラム４９を経由して生タイヤ
成型機５０の成型ドラム５１に位置決めして巻き付けて
いく。
以上各機器は制御ユニット５２により統一的に制御され
る。
こうして第７図に示すようなキャップ・ベース方式のタ
イヤにおいても加硫昇温温度分布に対応する未加硫ゴム
構造を容易に形成することができる。
以上のように種類の異なる構成ゴムを組み合わせて一体
に未加硫ゴム構造体を形成する場合には、連続混練押出
機を２台以上並設すればそれ程生産効率を損なわずに製
造することができる。
なお本発明は大型タイヤのｌ・レッド部に限らす他の厚
肉のゴム構成物に適用できるものである。
光凱■羞来 本発明は、制御手段の制御の下に混練押出手段において
ノンプロゴムとプロ薬品または加硫速度の早いゴムと遅
いゴムとを混合比率を調整して所要の加硫速度の構成ゴ
ムを連続的に形成し加工手段に供給でき、加工手段では
所定のゲージ・幅のゴムシートとなして、成型手段では
同ゴムシートを所定位置に貼付けることができるので、
加硫昇温温度分布に対応して加硫速度の異なるゴムを容
易に分布させることができ、最終加硫度が均一化された
優れたゴム構成物を得ることができる。
混練押出手段は加硫速度の異なる構成ゴムを順次連続的
に供給し、これを加工手段を経てゴムシートとし逐次成
型手段において所要位置に配しながら未加硫ゴム構造を
形成していくので生産効率が極めて高い。
また完全自動化が可能で労力の軽減を図ることができる
。
【図面の簡単な説明】
＝　１９＝ 第１図は本発明の一実施例の未加硫ゴム構造製造装置の
構成図、第２図は未加硫ゴム構造を示す生タイヤの一部
省略した断面図、第３図は加硫時の昇温温度分布を示す
同タイヤの一部省略した断面図、第４図は加硫時間に対
するゴム物性の変化を示す図、第５回は別実施例の未加
硫ゴム構造製造装置の構成図、第６図は同装置における
カレンダロール部の概略図、第７図はキャップ・ベース
方式のタイヤの断面図である。 １・・・未加硫ゴム構造体、２・・・ビード、３・・・
インナーライナー、４・・・カーカスプライ、５・・・
サイドトレッド、６・・・トップトレッド、 １１・・・連続混練押出機、１２・・・カレンダロール
、１３・・・冷却ドラム、１４・・・生タイヤ成型機、
１５．１６・・・タンク、１７．１８・・・フィーダ、
１９・・・搬送コンベア、２０・・・成型ドラム、２１
・・・制御ユニット、３０・・・トレッド構成ゴム、３
１・・・トレンドゴムシート、 ４０・・・キャンプゴム、４１・・・ベースゴム、４２
．４３・・・連続混練押出機、４４．４５．４６・・・
搬送コンヘア、４７−２１＝ −２０＝ ・・・カレンダロール、４８・・・仕切り板、４９・・
・冷却ドラム、５０・・・生タイヤ成型機、５１・・・
成型ドラム、５２・・・制御ユニット。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）ノンプロゴムとプロ薬品との混合比率を可変とし
    て混練押出しする混練押出手段と、同混練押出手段によ
    り混練押出された加硫速度の異なる構成ゴムを連続的に
    シート状に加工する加工手段と、同加工手段により加工
    された加硫速度の異なるシート状構成ゴムを貼付け位置
    を可変として順次貼付ける成型手段と、以上の各手段を
    統一制御する制御手段とを備え、同制御手段は前記混練
    押出手段におけるノンプロゴムとプロ薬品との混合比率
    を適宜変え加硫速度の異なる構成ゴムを形成し、前記加
    工手段により所要の厚さのシート状構成ゴムとし、前記
    成型手段における貼付け位置を異なる加硫速度のシート
    状構成ゴムごとに所要の位置に位置合わせして貼付け、
    加硫昇温温度分布に対応して加硫速度の異なるゴムを分
    布させ最終加硫度が内部から外部に亘り均一化されるよ
    うにした未加硫ゴム構造を形成することを特徴とする肉
    厚ゴム構成物の未加硫ゴム構造製造装置。
  2. （２）加硫速度の早いゴムと加硫速度の遅いゴムとの混
    合比率を可変として混練押出しする混練押出手段と、同
    混練押出手段により混練押出された加硫速度の異なる構
    成ゴムを連続的にシート状に加工する加工手段と、同加
    工手段により加工された加硫速度の異なるシート状構成
    ゴムを貼付け位置を可変として順次貼付ける成型手段と
    、以上の各手段を統一制御する制御手段とを備え、同制
    御手段は前記混練押出手段における加硫速度の早いゴム
    と加硫速度の遅いゴムとの混合比率を適宜変え加硫速度
    の異なる構成ゴムを形成し、前記加工手段により所要の
    厚さのシート状構成ゴムとし、前記成型手段における貼
    付け位置を異なる加硫速度のシート状構成ゴムごとに所
    要の位置に位置合わせして貼付け、加硫昇温温度分布に
    対応して加硫速度の異なるゴムを分布させ最終加硫度が
    内部から外部に亘り均一化されるようにした未加硫ゴム
    構造を形成することを特徴とする肉厚ゴム構成物の未加
    硫ゴム構造製造装置。
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