JP2006255912A - コード補強材料の製造方法と装置及びタイヤ構成材料と空気入りタイヤ - Google Patents

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Abstract

【課題】コードの整列乱れを改善し、コード補強材料の肉厚を必要以上に厚くすることなくコードが表面に露出するのを回避することが可能なコード補強材料の製造方法と装置、及びタイヤ構成材料と空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】ダイインサート６がコード搬送方向側に各コード孔９に続いて露出するコード溝９ｂを有している。コード孔９から出てコード溝９ｂを通過中の複数本のコードｓにコード搬送方向と交差する両方向の内のコード溝９ｂに面する一方向からゴム状弾性材料を供給し、次いでコード溝９ｂを通過した直後の複数本のコードｓに他方向からゴム状弾性材料を供給して、複数本のコードｓをゴム状弾性材料により被覆する。
【選択図】図２

Description

本発明は、コード補強材料の製造方法と装置、及び該製造方法により製造したタイヤ構成材料とそのタイヤ構成材料を用いた空気入りタイヤに関し、さらに詳しくは、コードの整列乱れを改善するようにしたコード補強材料の製造方法と装置、及びタイヤ構成材料と空気入りタイヤに関する。
コード補強材料として、例えば、空気入りタイヤのベルト層に使用されるベルト材やカーカス層に使用されるカーカス材などのタイヤ構成材料がある。このタイヤ構成材料は、所定の間隔で引き揃えた補強コードを未加硫ゴムで被覆した構造になっており、コード整列用の複数のコード孔を幅方向に所定の間隔で配列したダイインサートを使用し、横方向に搬送される複数本の補強コードをダイインサートのコード孔を通過させた直後に、押出し機から押し出されて上下両方向から同時に供給される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）。
しかしながら、このようにして製造したタイヤ構成材料は、被覆後の補強コードにおいて隣接するコード同士が接触するなどの整列乱れが発生し易く、またコードの整列乱れにより、タイヤ構成材料の肉厚を必要以上に厚くしないと乱れた補強コードがゴムの表面に露出するという問題があった。
特開２００４−１２２８８２号公報 特開２００４−２５５９７号公報
本発明の目的は、コードの整列乱れを改善し、コード補強材料の肉厚を必要以上に厚くすることなくコードが表面に露出するのを回避することが可能なコード補強材料の製造方法と装置、及びタイヤ構成材料と空気入りタイヤ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補強材料の製造方法は、複数本のコードを整列させるための複数のコード孔を幅方向に所定の間隔で配列したダイインサートを使用し、搬送される複数本のコードを前記ダイインサートのコード孔を通過させた後に、押出し機から押し出されてコード搬送方向と交差する両方向から供給されるゴム状弾性材料により被覆してコード補強材料を製造する方法において、前記ダイインサートがコード搬送方向側に前記コード孔に続いて露出するコード溝を有し、前記コード孔から出て該コード溝を通過中の複数本のコードにコード搬送方向と交差する両方向の内のコード溝に面する一方向からゴム状弾性材料を供給し、次いで前記コード溝を通過した直後の複数本のコードに他方向からゴム状弾性材料を供給して、複数本のコードをゴム状弾性材料により被覆することを特徴とする。
本発明のコード補強材料の製造装置は、搬送される複数本のコードを、該複数本のコードを整列させるための複数のコード孔を幅方向に所定の間隔で配列したダイインサートの該コード孔を通過させた後に、押出し機から押し出されてコード搬送方向と交差する両方向から供給されるゴム状弾性材料により被覆してコード補強材料を製造する装置において、前記ダイインサートがコード搬送方向側に前記コード孔に続いて露出するコード溝を有し、前記コード孔から出て該コード溝を通過中の複数本のコードにコード搬送方向と交差する両方向の内のコード溝に面する一方向からゴム状弾性材料を供給可能に構成する一方、前記コード溝を通過した直後の複数本のコードに他方向からゴム状弾性材料を供給可能に構成したことを特徴とする。
本発明のタイヤ構成材料は、上記製造方法により製造することを特徴とする。
本発明の空気入りタイヤは、上記タイヤ構成材料を用いたことを特徴とする。
上述した本発明によれば、コード溝内で整列された状態にある複数のコードを一方向から供給されるゴム状弾性材料で被覆した後、一方が被覆されて位置が固定された状態にある複数のコードを他方向から供給されるゴム状弾性材料により被覆することができる。そのため、コードの配列乱れが低減し、コード補強材料の肉厚を必要以上に厚くすることなくコードが表面に露出するのを回避することが可能になる。
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、本発明のコード補強材料の製造装置の一実施形態を示し、１は押出し機、２はスチールコードや有機繊維コードなどのコード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で被覆されたコード補強材料Ｘを巻き取る巻取り部である。なお、ここで言うコードｓは、複数の素線を撚り合わせたもの、及び１本の素線からなる単線ワイヤを含むものとする。
押出し機１は、未加硫ゴムなどのゴム状弾性材料を押し出す押出しヘッド４と、この押出しヘッド４にゴム状弾性材料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、複数本のコードｓを整列させるためのダイインサート６が設けられている。
ダイインサート６は、図３，４に示すように、上型７の下面７ａと下型８の上面８ａとを合わせて不図示のボルトにより連結した構成になっている。上型７の下面７ａと下型８の上面８ａには、それぞれコードｓを整列させるための複数の断面半円状のコード溝９ａ，９ｂが一端から他端（コード搬送方向後端から先端）まで形成されている。複数のコード溝９ａ，９ｂは、ダイインサート６の幅方向に所定の間隔で配設され、これら上下の断面半円状のコード溝９ａ，９ｂを対面するように配置することで、コードｓを整列させる複数のコード孔９を幅方向に所定の間隔で配列している。
下型８は、上型７よりもコード搬送方向側に突出する突出し部８ｂを有し、この突出し部８ｂが位置する上面８ａに形成したコード溝９ｂの部分９ｂ１は露出しており、ダイインサート６はコード搬送方向側に各コード孔９に続いて露出するコード溝９ｂの部分９ｂ１を有する構成になっている。
ダイインサート６は、上下の保持部材１０，１１により押出しヘッド４内に固定されるようになっている。ダイインサート６のコード搬送方向側には、コード補強材料Ｘの断面寸法を規定する断面矩形状の形状規定孔１２を備えたスロート１３が配置されている。上下の保持部材１０，１１とスロート１３との間に、ダイインサート６のコード孔９を通過した複数本のコードｓに押出し機１から押し出されたゴム状弾性材料を供給するための上下の供給路１４，１５が形成され、コード搬送方向と交差する上下両方向からゴム状弾性材料を供給して、複数本のコードｓを被覆できるようにしている。
コード孔９から出て露出するコード溝９ｂの部分９ｂ１を通過中の複数本のコードｓに対して、コード溝９ｂの部分９ｂ１に面する一方向、即ち上側の供給路１４からゴム状弾性材料が供給される一方、露出したコード溝９ｂの部分９ｂ１を通過した直後の位置で、他方向即ち下側の供給路１５からゴム状弾性材料を搬送される複数本のコードｓに供給可能な構成にしてある。
ダイインサート６で整列された複数本のコードｓが、上下の供給路１４，１５から供給されるゴム状弾性材料により被覆され、次いでその被覆された複数本のコードｓがスロート１３の形状規定孔１２を通過することで、所定の形状（厚さと幅）をしたコード補強材料Ｘに成形される。
供給部２は、不図示のスタンドにコードｓを巻き取った複数のリール１６を収容し、整列ガイドロール１７，１８を介して、水平方向に引き揃えた複数のコード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でゴム状弾性材料が被覆されたコード補強材料Ｘを巻き取る巻取りロール１９を有している。不図示の駆動手段によりリール１６に巻き取ったコードｓを巻き出して押出し機１の押出しヘッド４内に搬送すると共に、押出しヘッド４で被覆されたコード補強材料Ｘをガイドロール２０を介して巻取りロール１９に巻き取るようになっている。
以下、上述したコード補強材料の製造装置を参照しながら、本発明のコード補強材料の製造方法を説明する。
まず、リール１６からコードｓを引き出してセットする。即ち、リール１６から引き出したコードｓを整列ガイドロール１７，１８を介してダイインサート６のコード孔９、スロート１３の形状規定孔１２を通過させ、更にガイドロール２０を介して巻取りロール１９に係止する。
この状態で、装置を作動させる。コードｓがリール１６から巻き出されて、押出しヘッド４内を水平方向に搬送される。搬送される複数本のコードｓがダイインサート６のコード孔９から出てコード溝９ｂの部分９ｂ１を通過する間に、コード搬送方向と交差する両方向の内のコード溝９ｂの部分９ｂ１に面する一方向から、即ち上側の供給路１４からゴム状弾性材料が供給され、複数本のコードｓの上側が被覆される。この被覆時、コードｓがコード溝９ｂ内で整列された状態にあるため、コード乱れが抑制される。
次いで、コード溝９ｂの部分９ｂ１を通過した直後の複数本のコードｓに他方向から、即ち下側の供給路１５からゴム状弾性材料が供給され、複数本のコードｓの下側が被覆される。この際、複数本のコードｓは上側が既に被覆され、位置が固定された状態にあるので、下側の供給路１５から供給されるゴム状弾性材料により大きなコード乱れを起こすことなく下側が被覆される。
ゴム状弾性材料により順次被覆された複数本のコードｓは、スロート１３の形状規定孔１２を通過して所定形状のコード補強材料Ｘに成形され、巻取りロール１９に巻き取られる。
上述した本発明によれば、ダイインサート６をコード搬送方向側に各コード孔９に続いて露出するコード溝９ｂの部分９ｂ１を有する構成にし、コード孔９から出てコード溝９ｂの部分９ｂ１を通過中の複数本のコードｓに上側からゴム状弾性材料を供給し、次いでコード溝９ｂの部分９ｂ１を通過した直後の複数本のコードｓに下側からゴム状弾性材料を供給して、複数本のコードｓをゴム状弾性材料により被覆するようにしたので、コード溝９ｂ内で整列された状態にあるコードｓを上側から供給したゴム状弾性材料で被覆した後、上側が被覆されて位置が固定した状態にあるコードｓを下側から供給されるゴム状弾性材料により被覆することができる。
そのため、搬送される複数本のコードｓをダイインサート６のコード孔９を通過させた後に、コードｓの配列乱れを抑えながらゴム状弾性材料により被覆することが可能になる。従って、コード補強材料Ｘの肉厚を必要以上に厚くすることなくコードｓが表面に露出するのを回避することができる。
本発明において、突出し部８ｂの長さ、即ちコード溝９ｂの部分９ｂ１の長さＬとしては、コードｓの整列乱れをより効果的に抑制するため、５ｍｍ以上の範囲にするのが好ましい。上限値としては、コードｓの整列乱れの点からは特に限定されるものではないが、既存の押出しヘッド４内に収容するため、１０ｍｍ以下とするのがよい。
コード補強材料Ｘに使用する上記ゴム状弾性材料は、押出時（上下の供給路１４，１５内）におけるムーニー粘度が６０以下のものを使用するのがよく、それにより被覆時に整列した複数本のコードｓの表面にゴム状弾性材料を密着させて、コード補強材料Ｘの厚さを薄くすることができる。下限値としては、ゴム状弾性材料の押出精度の点から、４０以上にするのがよい。
上型７は、図３に示す例では先端部の上面を傾斜させた形状にしたが、コード孔９に続くコード溝９ｂの部分９ｂ１を露出できれば、いずれの形状であってもよく、例えば、図５に示すように、先端面を垂直面に形成したものなどであってもよい。
また、上記実施形態では、下型８が突出し部８ｂを有する構成にしたが、逆に上型７がコード溝９ａの部分を備えた突出し部を有する構成であってもよい。その場合、コード孔９から出てコード溝９ａの部分を通過中の複数本のコードｓに下側の供給路１５からゴム状弾性材料を供給し、次いでコード溝９ａを通過した直後の複数本のコードｓに上側の供給路１４からゴム状弾性材料を供給して、複数本のコードｓをゴム状弾性材料により被覆するようにする。
本発明は、特に空気入りタイヤのベルト層に用いられるベルト材やカーカス層に使用されるカーカス材などのタイヤ構成材料に使用されるコード補強材料を製造するの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、複数本のコードｓをゴム状弾性材料で被覆したコード補強材料であれば、いずれにも使用することができる。
表１に示す条件で、１００本のスチールコード（２＋２×０．２５、コード径０．６５ｍｍ）を未加硫ゴムで被覆した幅１５０ｍｍのコード補強材料（実施例１〜３と従来例）をそれぞれ製造し、以下に示す方法によりコード整列状態を調べたところ、表１に示す結果を得た。また、表面にコードが露出しないでコード補強材料が製造できる厚さを調べたところ、表１に示す結果を得た。
コード整列状態
得られた各コード補強材料をＸ線を用いて幅方向のコード間の距離を測定し、また補強コード材料を２枚重ねた加硫物を作製し、その２枚の補強コード材料の厚さ方向のコード間の距離をバラツキを含めて測定し、その結果を◎、○、△、×の４段階で評価した。◎は仕様通り、○は略仕様通り、△は仕様から少し外れるが使用可能、×は仕様から大きく外れ、使用不可を意味する。
Figure 2006255912
表１から、露出するコード溝を有する突出し部を備えた本発明（実施例１〜３）は、コードの整列が乱れるのを抑制し、コード補強材料の肉厚を従来より薄くすることができる。従って、コードの整列乱れを改善し、コード補強材料の肉厚を必要以上に厚くすることなくコードが表面に露出するのを回避できることがわかる。
また、突出し部の長さＬを５ｍｍ、５．５ｍｍとした実施例１，２は、突出し部の長さＬを２．５ｍｍとした実施例３よりもコードの整列乱れが改善され、突出し部の長さＬを５ｍｍ以上とすることにより、コードの整列乱れをより効果的に改善できることがわかる。
また、ムーニー粘度を６０以下とした実施例２は、ムーニー粘度を７０とする実施例１よりも、コード補強材料の肉厚をより薄くできることがわかる。
本発明のコード補強材料の製造装置の概略斜視図である。 押出しヘッド内の要部断面図である。 図２のダイインサートの拡大断面図である。 図３のＡ−Ａ矢視図である。 ダイインサートの他の例を示す拡大断面図である。
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 ダイインサート
７ 上型
８ 下型
８ｂ 突出し部
９ コード孔
９ａ，９ｂ コード溝
９ｂ１ 部分
１４，１５ 供給路
Ｌ 長さ
Ｘ コード補強材料
ｓ コード

Claims (8)

  1. 複数本のコードを整列させるための複数のコード孔を幅方向に所定の間隔で配列したダイインサートを使用し、搬送される複数本のコードを前記ダイインサートのコード孔を通過させた後に、押出し機から押し出されてコード搬送方向と交差する両方向から供給されるゴム状弾性材料により被覆してコード補強材料を製造する方法において、
    前記ダイインサートがコード搬送方向側に前記コード孔に続いて露出するコード溝を有し、前記コード孔から出て該コード溝を通過中の複数本のコードにコード搬送方向と交差する両方向の内のコード溝に面する一方向からゴム状弾性材料を供給し、次いで前記コード溝を通過した直後の複数本のコードに他方向からゴム状弾性材料を供給して、複数本のコードをゴム状弾性材料により被覆するコード補強材料の製造方法。
  2. 前記コード溝の長さが５ｍｍ以上である請求項１に記載のコード補強材料の製造方法。
  3. 前記ゴム状弾性材料の押出時におけるムーニー粘度が６０以下である請求項１または２に記載のコード補強材料の製造方法。
  4. 前記コード補強材料がタイヤ構成材料である請求項１，２または３に記載のコード補強材料の製造方法。
  5. 搬送される複数本のコードを、該複数本のコードを整列させるための複数のコード孔を幅方向に所定の間隔で配列したダイインサートの該コード孔を通過させた後に、押出し機から押し出されてコード搬送方向と交差する両方向から供給されるゴム状弾性材料により被覆してコード補強材料を製造する装置において、
    前記ダイインサートがコード搬送方向側に前記コード孔に続いて露出するコード溝を有し、前記コード孔から出て該コード溝を通過中の複数本のコードにコード搬送方向と交差する両方向の内のコード溝に面する一方向からゴム状弾性材料を供給可能に構成する一方、前記コード溝を通過した直後の複数本のコードに他方向からゴム状弾性材料を供給可能に構成したコード補強材料の製造装置。
  6. 前記コード溝の長さが５ｍｍ以上である請求項５に記載のコード補強材料の製造装置。
  7. 請求項４に記載のコード補強材料の製造方法により製造されたタイヤ構成材料。
  8. 請求項７に記載のタイヤ構成材料を用いた空気入りタイヤ。
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