JP2006207074A - コード／ゴム複合材料の製造方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】コード／ゴム複合材料のコードの素線間の空隙を低減し、加硫時間を短縮することが可能なコード／ゴム複合材料の製造方法及び装置を提供する。
【解決手段】コードｓを未加硫ゴムにより被覆してコード／ゴム複合材料Ｘを製造する方法において、コードａを未加硫ゴムにより被覆する際に、減圧下で被覆する。
【選択図】図２

Description

本発明は、コード／ゴム複合材料の製造方法及び装置に関し、さらに詳しくは、コード／ゴム複合材料の加硫時間を短縮することができるコード／ゴム複合材料の製造方法及び装置に関する。

例えば、コード／ゴム複合材料として、空気入りタイヤのベルト層に使用されるベルト材がある。このベルト材は、所定の間隔で引き揃えたスチールコードを未加硫ゴムで被覆した構造になっており、引き揃えたスチールコードをカレンダー装置により上下の未加硫ゴム層で挟み込むようにして製造したり、あるいは引き揃えたスチールコードをダイスを通過させながら、押出し機から押出された未加硫ゴムにより被覆して製造するようにしている（例えば、特許文献１，２参照）。

ところで、上記ベルト材では、スチールコード内へのゴムの浸透性を高めるため、図４に示すように、１×ｎ構造で隣接する素線ａ間に隙間を有するスチールコードや、図５〜７に示すように、コア素線ｂの外周側に配置した複数のシース素線ｃが隣接するシース素線ｃ間で隙間を有する構造となるようにしたスチールコードが使用されている。

なお、図５はコア素線ｂの径をシース素線ｃより大きくして、隣接するシース素線ｃ間で隙間を有するようにしたもの、図６は同じ径のコア素線ｂとシース素線ｃを使用し、シース素線ｃの数を従来より減らして隣接するシース素線ｃ間で隙間を有する構造にしたもの、図７はコア素線ｂを波状に癖付けして、隣接するシース素線ｃ間に隙間を形成するようにしたものである。

加硫時に隙間からゴムがコード内に浸入し易くなるため、高いゴム浸透性を示すこれらのスチールコードは、上記のようにして未加硫ゴムにより被覆してコード／ゴム複合材料を製造した際に、被覆したゴムが点線で示す位置までしか食い込まないため、素線間に大きな空隙ｅが残る。

そのため、加硫時に流動するゴムがその空隙ｅを埋めるまで加硫する必要があり、加硫時間がゴム浸透性の低いスチールコードを使用した場合より長くなるという問題があった。特に、押出し機を使用して製造する方法では、カレンダー装置を用いて製造する場合より、ゴムが浸透しない空隙ｅが大きくなる傾向にある。
特開２００３−２７８０８６号公報 特開平１０−１１５５９８号公報

本発明の目的は、コード／ゴム複合材料のコードの素線間の空隙を低減し、加硫時間を短縮することが可能なコード／ゴム複合材料の製造方法及び装置を提供することにある。

上記目的を達成する本発明のコード／ゴム複合材料の製造方法は、コードを未加硫ゴムにより被覆してコード／ゴム複合材料を製造する方法において、前記コードを未加硫ゴムにより被覆する際に、減圧下で被覆することを特徴とする。

本発明のコード／ゴム複合材料の製造装置は、コードを未加硫ゴムにより被覆してコード／ゴム複合材料を製造する装置において、前記コードを未加硫ゴムにより被覆する際に、減圧下で被覆可能な減圧手段を有することを特徴とする。

上述した本発明によれば、減圧下でコードを未加硫ゴムにより被覆することで、コードの素線間に形成される隙間に未加硫ゴムが従来より多く浸透するようになるため、コード／ゴム複合材料のコードの素線間の空隙を減らして加硫時間を短縮することができる。

以下、本発明の実施の形態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は、本発明のコード／ゴム複合材料の製造装置の一実施形態を示し、１は押出し機、２はスチールコードｓを押出し機１に供給するための供給部、３は押出し機１でゴム被覆されたコード／ゴム複合材料Ｘを巻き取る巻取り部である。

押出し機１は、未加硫ゴムを押し出す押出しヘッド４と、この押出しヘッド４に未加硫ゴムを混練しながらスクリューにより送り出す押出し機本体５を有している。押出しヘッド４内には、図２に示すように、引き揃えて搬送されるスチールコードｓが通過中に押し出される未加硫ゴムにより被覆可能なダイス６が取り付けられている。このダイス６を引き揃えたスチールコードｓが通過することでゴム被覆され、コード／ゴム複合材料Ｘが形成される。

供給部２は、スタンド７にスチールコードｓを巻き取った複数のリール８を収容し、整列ガイドロール９，１０を介して、水平方向に引き揃えた複数のスチールコードｓを押出し機１に供給できるようになっている。

巻取り部３は、押出し機１でゴム被覆されたコード／ゴム複合材料Ｘを巻き取る巻取りロール１１と、この巻取りロール１１を回転駆動する駆動部１２を有している。駆動部１２により巻取りロール１１を回転させることで、リール８に巻き取ったスチールコードｓを巻き出して押出し機１のダイス６に搬送すると共に、ダイス６でゴム被覆されたコード／ゴム複合材料Ｘを複数のガイドロール１３を介して巻取りロール１１に巻き取るようになっている。

ダイス６のコード搬入側には、図２，３に示すように、スチールコードｓを未加硫ゴムにより被覆する際に、減圧下で被覆可能な減圧手段１４が設けられている。減圧手段１４は、押出しヘッド４の後面（コード搬送方向後面）４ａに密閉的に取り付けた減圧ハウジング１５と、この減圧ハウジング１５に配管１６を介して接続したバキュームポンプ１７を備えている。

減圧ハウジング１５の後壁（コード搬送方向後側の壁）１５ａには、引き揃えたスチールコードｓが通過するための複数の孔１８が幅方向に沿って所定の間隔で設けられている。バキュームポンプ１７を作動させることにより、減圧ハウジング１５の内部１５ｂが減圧され、その減圧された内部１５ｂをスチールコードｓが通過してダイス６に搬入されることで、スチールコードｓを減圧下で未加硫ゴムにより被覆できるようにしている。

孔１８は、外部の空気が孔１８から内部１５ｂに入り込み、減圧の妨げになるので、スチールコードｓが通過可能な範囲で極力小さくするのがよい。

以下、上述した装置を参照しながら、本発明のコード／ゴム複合材料の製造方法を説明する。

まず、スタンド７のリール８からスチールコードｓを引き出してセットする。即ち、スタンド７のリール８から引き出したスチールコードｓを整列ガイドロール９，１０を介してダイス６の通過孔６ａを通過させ、更にガイドロール１３を介して巻取りロール１１に係止する。

この状態で、装置を作動させる。駆動部１２の作動により、巻取りロール１１が回転し、それによりバキュームポンプ１７により減圧ハウジング１５内の空気が吸引されて減圧状態になった内部１５ｂを引き揃えられたスチールコードｓが搬送され、続いてダイス６に搬入される。減圧ハウジング１５の内部１５ｂの圧力としては、８０ｋＰａ以下、好ましくは６０ｋＰａ以下、より好ましくは４０ｋＰａ以下にするのがコード内へのゴム浸透度をより高める上でよい。

ダイス６では、減圧状態で搬入されて通過するスチールコードｓに上下から未加硫ゴムが連続的に供給され、それにより減圧下でスチールコードｓが未加硫ゴムにより被覆され、一体化したコード／ゴム複合材料Ｘが連続的に形成される。形成されたコード／ゴム複合材料Ｘは巻取りロール１１に順次巻き取られる。

上述した本発明では、スチールコードｓを未加硫ゴムにより被覆する際に、減圧下で被覆するため、例えば、図４に示す１×ｎ構造で隣接する素線ａ間に隙間を有するスチールコードでは、図８に示すように未加硫ゴムｒが素線ａ間の空隙ｅ内に従来より深く食い込んで空隙ｅを低減することができる。そのため、コード／ゴム複合材料Ｘの加硫時間を短縮することが可能になる。

図５に示す、コア素線ｂの径をシース素線ｃより大きくして、隣接するシース素線ｃ間で隙間を有するようにしたスチールコード、図６に示す、同じ径のコア素線ｂとシース素線ｃを使用し、シース素線ｃの数を従来より減らして隣接するシース素線ｃ間で隙間を有する構造にしたスチールコード、図７に示す、コア素線ｂを波状に癖付けして、隣接するシース素線ｃ間に隙間を形成するようにしたスチールコードなど、コア素線ｂの外周側に配置した複数のシース素線ｃが隣接するシース素線ｃ間で隙間を有する構造にしたスチールコードも同様である。

本発明において、上記減圧手段１４は、コード／ゴム複合材料の製造装置全体を減圧ハウジング１５内に収容する構成とし、それによりスチールコードｓを減圧下で未加硫ゴムにより被覆するようにしてもよい。

また、本発明は、ゴム被覆したスチールコードの空隙ｅが大きくなる傾向にある、押出し機１を用いてコード／ゴム複合材料を製造する方法と装置に好ましく用いることができるが、それに限定されず、カレンダー装置を用いてコード／ゴム複合材料を製造する方法と装置であってもよい。

また、上記実施形態では、コード／ゴム複合材料Ｘにスチールコードｓを使用した例を示したが、素線間に大きな空隙を生じる構造を有する有機繊維コードや他の金属コードからなるコードを使用したコード／ゴム複合材料を製造する場合にも好適に用いることができる。

本発明は、特に空気入りタイヤのベルト層に使用されるベルト材などのタイヤ構成材料に使用されるコード／ゴム複合材料を製造する場合に好ましく用いることができるが、当然のことながらそれに限定されず、コードを未加硫ゴムで被覆したコード／ゴム複合材料であれば、いずれにも使用することができる。

押出し機にスクリュー式押出し機を使用し、表１に示す条件で、２３本のスチールコード（３＋８×０．３４）を未加硫ゴムで被覆した幅５０ｍｍのコード／ゴム複合材料（実施例１〜４、比較例１〜３）をそれぞれ製造し、以下に示す方法によりスチールコードへのゴム浸透度（％）を調べたところ、表１に示す結果を得た。

また、各コード／ゴム複合材料を加硫した時の加硫時間を以下に示す方法により調べたところ、表１に示す結果を得た。
スチールコードへのゴム浸透度
スチールコード断面において、８本のシース素線に外接する円を描き、この円の面積をＮ（ｍｍ² ）、各シース素線の断面積をＭ（ｍｍ² ）、円内の未加硫ゴムの断面積をＱ（ｍｍ² ）とすると、下記式により得られた値Ｗをゴム浸透度（％）とした。

Ｗ＝１００Ｑ／（Ｎ−８Ｍ）
加硫時間
各コード／ゴム複合材料において、加硫中にスチールコードのエッジが露出する端部でスチールコード内の空隙が消失した時間を加硫時間（加硫終了時間）とし、その結果を比較例１を１００とする指数値で示した。この値が小さいほど、加硫時間が短いことを示す。

表１から、スチールコードを減圧下でゴム被覆した本発明（実施例１〜４）は、ゴム浸透度を高めて、加硫時間を短縮できることがわかる。

他方、比較例１〜３は、スチールコードを大気圧下でゴム被覆した際に、押出しヘッドの未加硫ゴムの押出し圧を変えて調べたものであるが、比較例２，３から押出しヘッドの圧力を変えてもゴム浸透度を高めることができないことがわかる。

本発明のコード／ゴム複合材料の製造装置の概略平面図である。 図１の装置の要部拡大説明図である。 図２の減圧ハウジングの断面説明図である。 １×ｎ構造で隣接する素線間に隙間を有するスチールコードの拡大断面図である。 コア素線の径をシース素線より大きくして、隣接するシース素線間で隙間を有するようにしたスチールコードの拡大断面図である。 同じ径のコア素線とシース素線を使用し、シース素線の数を従来より減らして隣接するシース素線間で隙間を有する構造にしたスチールコードの拡大断面図である。 コア素線を波状に癖付けして、隣接するシース素線間に隙間を形成するようにしたスチールコードの拡大断面図である。 図４のスチールコードにおいて、未加硫ゴムが浸透した状態を示す断面図である。

符号の説明

１ 押出し機
２ 供給部
３ 巻取り部
４ 押出しヘッド
６ ダイス
１４ 減圧手段
１５ 減圧ハウジング
Ｘ コード／ゴム複合材料
ａ 素線
ｂ コア素線
ｃ シース素線
ｅ 空隙
ｓ スチールコード（コード）

Claims (7)

1. コードを未加硫ゴムにより被覆してコード／ゴム複合材料を製造する方法において、前記コードを未加硫ゴムにより被覆する際に、減圧下で被覆するコード／ゴム複合材料の製造方法。
2. 前記コードを搬送しながらダイスを通過させ、該ダイス通過中に押出し機により押し出された未加硫ゴムにより被覆する請求項１に記載のコード／ゴム複合材料の製造方法。
3. 前記コードが、１×ｎ構造で隣接する素線間に隙間を有するスチールコード、コア素線の外周側に配置した複数のシース素線が隣接するシース素線間で隙間を有するスチールコードの中から選ばれる請求項１または２に記載のコード／ゴム複合材料の製造方法。
4. コードを未加硫ゴムにより被覆してコード／ゴム複合材料を製造する装置において、前記コードを未加硫ゴムにより被覆する際に、減圧下で被覆可能な減圧手段を有するコード／ゴム複合材料の製造装置。
5. 前記未加硫ゴムを押出しヘッドから押し出す押出し機を有し、該押出しヘッドは、搬送される前記コードが通過中に押し出される未加硫ゴムにより被覆可能なダイスを有する請求項４に記載のコード／ゴム複合材料の製造装置。
6. 前記ダイスのコード搬入側に前記減圧手段を設けた請求項５に記載のゴム／ゴム複合材料の製造装置。
7. 前記コードが、１×ｎ構造で隣接する素線間に隙間を有するスチールコード、コア素線の外周側に配置した複数のシース素線が隣接するシース素線間で隙間を有するスチールコードの中から選ばれる請求項４，５または６に記載のコード／ゴム複合材料の製造装置。
   

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