JP2015189159A - ゴム押出機用ダイプレート、ゴム押出方法およびタイヤ製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】粘度が異なる配合のゴム組成物を押出成形する際にも、生産ロスの発生を抑制することができるゴム押出機用ダイプレートと、前記ゴム押出機用ダイプレートを用いたゴム押出方法、さらには、前記ゴム押出方法を用いて押出成形されたゴム部材を用いてタイヤを製造するタイヤ製造方法を提供する。【解決手段】ゴム押出機の押出ヘッド部に取り付けられるゴム押出機用ダイプレート１であって、ゴム吐出用の間口２の形状を変更することができるように構成されているゴム押出機用ダイプレート１、および間口２を形成する間口部が、上型間口部３と下型間口部４とに分割されているゴム押出機用ダイプレート。【選択図】図１

Description

本発明は、ゴム押出機用ダイプレートと、前記ゴム押出機用ダイプレートを用いたゴム押出方法、さらには、前記ゴム押出方法を用いて押出成形されたゴム部材を用いてタイヤを製造するタイヤ製造方法に関する。

従来、タイヤの製造においては、ゴム組成物を押出成形して作製されるゴム部材が多く用いられており、このためにゴム押出機が用いられている。そして、このゴム押出機において、ゴム部材の断面形状を決定する部材として、ゴム押出機用ダイプレートがゴム押出機の押出ヘッド部に取り付けられている（例えば特許文献１）。

このゴム押出機用ダイプレートは、一般に、上型ダイプレートと下型ダイプレートの上下１組で構成されており、それぞれゴムの押出方向の上流側に裏取り部、下流側に間口部が設けられて一体化されている。

そして、この上型ダイプレートと下型ダイプレートとを上下から合致させて、双方の間口部により形成される間口からゴム組成物が押出されて成形される。

特開２０１１−２５４０８号公報

しかしながら、ゴム組成物の配合が異なると、粘度が異なるため、同じ間口の形状のダイプレートにより同じ形状に押出成形することが困難で、配合毎にダイプレートを交換する必要があった。そして、ダイプレートの交換に際しては、ゴム押出機を停止・解体する必要があった。しかし、ゴム押出機の停止・解体は、ゴム部材の製造に際して大きな生産ロスを生じさせる要因となる。

そこで本発明は、粘度が異なる配合のゴム組成物を押出成形する際にも、生産ロスの発生を抑制することができるゴム押出機用ダイプレートと、前記ゴム押出機用ダイプレートを用いたゴム押出方法、さらには、前記ゴム押出方法を用いて押出成形されたゴム部材を用いてタイヤを製造するタイヤ製造方法を提供することを課題とする。

本発明者は、上記の課題を解決するため鋭意検討を行った結果、以下に記載する発明により上記の課題が解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。

請求項１に記載の発明は、
ゴム押出機の押出ヘッド部に取り付けられるゴム押出機用ダイプレートであって、
ゴム吐出用の間口の形状を変更することができるように構成されていることを特徴とするゴム押出機用ダイプレートである。

請求項２に記載の発明は、
前記間口を形成する間口部が、上型間口部と下型間口部とに分割されていることを特徴とする請求項１に記載のゴム押出機用ダイプレートである。

請求項３に記載の発明は、
前記上型間口部と、前記下型間口部と、上下の裏取り部とに３分割されていることを特徴とする請求項２に記載のゴム押出機用ダイプレートである。

請求項４に記載の発明は、
前記上型間口部および前記下型間口部は、側面から見た形状がＬ字型の形状を有しており、前記Ｌ字型の形状同士が組み合わされて前記間口部が形成されていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のゴム押出機用ダイプレートである。

請求項５に記載の発明は、
前記上型間口部が上下に移動することにより、前記間口の形状を変更することができるように構成されていることを特徴とする請求項２ないし請求項４のいずれか１項に記載のゴム押出機用ダイプレートである。

請求項６に記載の発明は、
前記上下の裏取り部の下型裏取り部には、上面に裏取り部テーパーが設けられていることを特徴とする請求項３に記載のゴム押出機用ダイプレートである。

請求項７に記載の発明は、
前記裏取り部テーパーが、前記間口側に向けて高さが高くなっており、前記上型間口部を移動させて前記間口の形状を最大にした場合に、前記裏取り部テーパーの最上部が前記上型間口部の下端よりも上部に位置するように形成されていることを特徴とする請求項６に記載のゴム押出機用ダイプレートである。

請求項８に記載の発明は、
油圧シリンダーにより固定されるように構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載のゴム押出機用ダイプレートである。

請求項９に記載の発明は、
前記間口の形状の変更が、前記油圧シリンダーの変更の前後の圧力差により行われることを特徴とする請求項８に記載のゴム押出機用ダイプレートである。

請求項１０に記載の発明は、
ゴム押出機によりゴムを押出すゴム押出方法であって、前記ゴム押出機の押出ヘッド部に請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載のゴム押出機用ダイプレートを取り付けて、前記ゴム押出機用ダイプレートを交換することなく粘度の異なる複数のゴム組成物を押出すことを特徴とするゴム押出方法である。

請求項１１に記載の発明は、
押出成形によりタイヤ用ゴム部材を成形するタイヤ用ゴム部材成形工程と、
前記タイヤ用ゴム部材を用いて生タイヤを製造する生タイヤ製造工程と、
前記生タイヤを加硫する加硫工程とを備え、
前記タイヤ用ゴム部材成形工程において請求項１０に記載のゴム押出方法を用いることを特徴とするタイヤ製造方法である。

本発明によれば、粘度が異なる配合のゴム組成物を押出成形する際にも、生産ロスの発生を抑制することができるゴム押出機用ダイプレートと、前記ゴム押出機用ダイプレートを用いたゴム押出方法、さらには、前記ゴム押出方法を用いて押出成形されたゴム部材を用いてタイヤを製造するタイヤ製造方法を提供することができる。

本発明の一実施の形態のゴム押出機用ダイプレートを模式的に示す分解斜視図である。 本発明の一実施の形態のゴム押出機用ダイプレートを模式的に示す断面図である。 本発明の一実施の形態のゴム押出機用ダイプレートを説明する概念図である。 本発明の一実施の形態のゴム押出機用ダイプレートの間口の調整機構を説明する概念図である。

以下、本発明を実施の形態に基き、図面を用いて説明する。

本実施の形態のゴム押出機用ダイプレートは、ゴム吐出用の間口の形状を変更することができる。このため、配合毎にゴム押出機用ダイプレートを交換しなくても間口の形状を変更するだけで種々の粘度の配合ゴムの押出しを行うことができる。従って、粘度が異なる配合のゴム組成物を押出成形する際にも、生産ロスの発生を抑制することができる。以下、具体的に説明する。

１．ゴム押出機用ダイプレート
はじめに、ゴム押出機用ダイプレートについて説明する。図１、図２は本実施の形態のゴム押出機用ダイプレート１を模式的に示す図であり、図１は分解斜視図であり、図２は断面図である。また、図３は、本実施の形態のゴム押出機用ダイプレート１を説明する概念図である。なお、図１において、便宜上、上型裏取り部６は図示していない。

図１〜図３において、１はゴム押出機用ダイプレートであり、１０は間口部であり、２は間口であり、３は上型間口部であり、４は下型間口部であり、５、６は上下の裏取り部、即ち、５は下型裏取り部であり、６は上型裏取り部であり、５１は裏取り部テーパーである。また、図１でＡは上型間口部３の下端であり、Ｂは下型裏取り部５の上端である。

間口部１０は上型間口部３と下型間口部４とに分割されており、ゴム押出機用ダイプレート１は、上型間口部３と、下型間口部４と、上下の裏取り部５、６とに３分割されている。

また、下型裏取り部５が下型間口部４の背面に位置するようにセットされている。そして、ゴム押出機用ダイプレート１がゴム押出機の押出ヘッド部に取り付けられた後、図３に示すように油圧シリンダーで上下左右からの油圧が掛けられて固定される。

また、図１に示すように上型間口部３の中央下面と下型間口部４の中央上面にはそれぞれ凹みが設けられている。そして、上型間口部３および下型間口部４は、側面から見た形状がＬ字型の形状を有しており、Ｌ字型の形状どうしが組み合わされて間口部１０が形成されている。このとき、上型間口部３および下型間口部４に設けられた凹みが合わさって間口２が形成される。

また、上型間口部３は上下方向に移動可能に取り付けられており、上型間口部３の上下方向の位置を調整することによって、間口２の形状を所望の形状に制御することができる。このような間口２の形状の変更は、油圧シリンダーの変更の前後の圧力差により行うことができる。

また、図２に示すように、下型裏取り部５は固定されており、上面に裏取り部テーパー５１が設けられており、ゴム組成物を滞留することなく間口２に導く。裏取り部テーパー５１は間口２側に向けて高さが高くなっているが、上型間口部３の下端Ａが下型裏取り部５の上端Ｂより上に位置する場合には、上型間口部３と下型裏取り部５との間に隙間ができるためその隙間にゴムが侵入する。このため、裏取り部テーパー５１は、間口２を最大、即ち上型間口部３を最も上まで移動させたときでも上型間口部３の下端Ａが下型裏取り部５の上端Ｂより上に位置しないよう、間口２を最大にしたときの仕様に合わせて設けられている。

２．タイヤ製造方法
次に、上記したダイプレートを用いて行うゴム押出方法について説明する。本実施の形態のゴム押出方法は、間口２の形状を変更することができる上記ゴム押出機用ダイプレート１を用い、ゴム組成物の粘度の高低に応じて間口２の形状を調整して所定の断面形状を有するゴム部材を押出成形する。

即ち、間口２の形状が固定されている従来のゴム押出機用ダイプレートでは、粘度が低い（ＶＩＳ値が小さい）ゴム組成物を押出す際、間口２の形状が大きいと圧縮による熱入れが不十分となり生地不良が発生する。一方、粘度が高い（ＶＩＳ値が大きい）ゴム組成物を押出す際、間口２の形状が小さいと、押出圧力がゴム押出機の圧力限界に達するため、押出すことができない。本実施の形態のゴム押出機用ダイプレート１の場合には、間口２の形状をゴム組成物の粘度の高低に応じて適切な大きさに調整することができる。

これにより、ゴム押出機の停止・解体が必要なダイプレートの交換をすることなく、粘度の異なる複数種類のゴム組成物を押出成形することができるため、ゴム部材の製造において大きな生産ロスが発生することを防止することができる。

次に、本実施の形態のタイヤ製造方法について説明する。タイヤは、一般にタイヤ用ゴム部材成形工程と、タイヤ用ゴム部材を用いて生タイヤを製造する生タイヤ製造工程と、生タイヤを加硫する加硫工程とを経て製造される。

特に、リボン状のゴム組成物を成形ドラムに螺旋状に巻きつけて生タイヤを成形するストリップワインド工法では、多くの種類のゴム部材が用いられ、それぞれのゴム部材が異なる組成のゴム組成物により形成されるため、組成（粘度）の異なるゴム組成物であっても同様に押出せるように間口の形状を変更することができるゴム押出機用ダイプレート１を用いた本実施の形態に係るタイヤ製造方法が好適である。

ストリップワインド工法では、具体的には、幅が１８ｍｍ程度のリボン状のゴム部材が好ましく用いられる。また、タイヤ用ゴム部材の成形に用いられるゴム組成物は、一般にＶＩＳ値が３０〜７０の範囲の粘度を有している。ＶＩＳ値の大きいゴム組成物を押出成形する際には間口２の高さを例えば５ｍｍとし、ＶＩＳ値の小さいゴム組成物を押出成形する際には間口の高さを例えば３ｍｍとすることにより、この範囲の粘度を有するいずれのゴム組成物についても押出しが可能である。このため、本実施の形態のゴム押出機用ダイプレート１を用いて間口２を横（幅）が１８ｍｍ、縦（高さ）が３ｍｍと５ｍｍの２通りに設定して押出成形することが好ましい。

３．本実施の形態の効果
（１）本実施の形態のゴム押出機用ダイプレート１は、間口２の形状を変更することができるように構成されているため、ゴム押出機用ダイプレート１を交換することなく粘度が異なる複数種類のゴム組成物の押出成形が可能である。このため、生産ロスを軽減することができる。

（２）また、間口２を形成する間口部１０が、上型間口部３と下型間口部４とに分割されているため、容易に間口の形状を変更することができる。

（３）また、上型間口部３と、下型間口部４と、上下の裏取り部５、６とに３分割されているため、簡単な機構で容易に間口２の形状を変更することができる。

（４）また、上型間口部３および下型間口部４は、側面から見た形状がＬ字型の形状を有しており、Ｌ字型の形状同士が組み合わされて間口部１０が形成されている。このため、複雑な構造を必要とせずに、正確にゴム押出機用ダイプレート１を組み立てることができる。

（５）また、上型間口部３を上下に移動させるだけで、間口２の形状を変更することができるように構成されているため、さらに容易に間口の形状を変更することができる。

（６）裏取り部テーパー５１が、間口２側に向けて高さが高くなっており、上型間口部を移動させて前記間口２の形状を最大にした場合に、裏取り部テーパー５１の最上部が上型間口部３の下端よりも上部に位置するように形成されているため、裏取り部テーパー５１と上型間口部３との間にゴム組成物が侵入することを抑制することができる。

（７）間口２の形状の変更は、油圧シリンダーの変更の前後の圧力差により行われるため、簡単な制御により間口２の形状を変更することができる。

以下、実施例に基づき、本発明をより具体的に説明する。

（実施例）
実施の形態に記載した間口部の上型が上下方向に移動可能なゴム押出機用ダイプレート１で間口の形状を３×１８ｍｍと５×１８ｍｍの２通りに設定し、下記に記載の条件でタイヤ用ゴム部材の押出成形を行い、押出成形の可否を調べた。

ａ．ゴム組成物の押出し
Ａ：ＶＩＳ値７０の配合ゴムを使用した押出し
Ｂ：ＶＩＳ値５０の配合ゴムを使用した押出し
Ｃ：ＶＩＳ値３５の配合ゴムを使用した押出し
ｂ．押出速度
低速：８０ｍｍ／ｓ
高速：１２００ｍｍ／ｓ
ｃ．間口の形状
ゴム組成物Ａ、Ｂに対して：５×１８ｍｍに設定
ゴム組成物Ｂ、Ｃに対して：３×１８ｍｍに設定

（比較例）
間口の形状が３×１８ｍｍと５×１８ｍｍの２種類の従来の間口の形状が変更できない通常ダイプレートを使用し、Ａ、Ｂ、Ｃの押出しのそれぞれに対して、上記２種類の通常ダイプレートを適用したこと以外は実施例と同じ条件でタイヤ用ゴム部材の押出成形を行い、押出成形の可否を調べた。

実験結果をまとめて表１に示す。なお、表１において「○」は良好な押出成形が行なわれたことを示し、「×」は押出成形に何らかの問題が生じたことを示す。

実施例、即ち間口の形状を変更することができるゴム押出機用ダイプレート１を使用した場合には、Ａ、Ｂの押出しに対しては間口の形状を５×１８ｍｍに設定し、Ｂ、Ｃの押出しに対しては３×１８ｍｍに設定することにより、ダイプレートを変更しなくても粘度の異なる配合ゴムを使用したＡ、Ｂ、Ｃの３種類の押出成形が可能であることが確認された。

比較例、即ち通常ダイプレートを使用した場合には、間口が３×１８ｍｍと狭い通常ダイプレートでＶＩＳ値が７０と大きいゴム組成物を押出そうとした場合、間口が狭いため押出圧力が押出機の圧力限界に到達するため押出しできないことが分かった。一方、間口が５×１８ｍｍと広い通常ダイプレートでＶＩＳ値３５と低いゴム組成物を押出そうとした場合、間口が広いため圧縮による熱入れが不十分となり生地不良が発生した。このように、通常ダイプレートではゴム組成物の種類によってダイプレートを交換する必要があることが確認された。

以上、本発明を実施の形態に基づき説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、上記の実施の形態に対して種々の変更を加えることが可能である。

１ ゴム押出機用ダイプレート
２ 間口
３ 上型間口部
４ 下型間口部
５ 下型裏取り部
６ 上型裏取り部
１０ 間口部
５１ 裏取り部テーパー
Ａ 上型間口部の下端
Ｂ 下型裏取り部の上端

Claims (11)

1. ゴム押出機の押出ヘッド部に取り付けられるゴム押出機用ダイプレートであって、
   ゴム吐出用の間口の形状を変更することができるように構成されていることを特徴とするゴム押出機用ダイプレート。
2. 前記間口を形成する間口部が、上型間口部と下型間口部とに分割されていることを特徴とする請求項１に記載のゴム押出機用ダイプレート。
3. 前記上型間口部と、前記下型間口部と、上下の裏取り部とに３分割されていることを特徴とする請求項２に記載のゴム押出機用ダイプレート。
4. 前記上型間口部および前記下型間口部は、側面から見た形状がＬ字型の形状を有しており、前記Ｌ字型の形状同士が組み合わされて前記間口部が形成されていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のゴム押出機用ダイプレート。
5. 前記上型間口部が上下に移動することにより、前記間口の形状を変更することができるように構成されていることを特徴とする請求項２ないし請求項４のいずれか１項に記載のゴム押出機用ダイプレート。
6. 前記上下の裏取り部の下型裏取り部には、上面に裏取り部テーパーが設けられていることを特徴とする請求項３に記載のゴム押出機用ダイプレート。
7. 前記裏取り部テーパーが、前記間口側に向けて高さが高くなっており、前記上型間口部を移動させて前記間口の形状を最大にした場合に、前記裏取り部テーパーの最上部が前記上型間口部の下端よりも上部に位置するように形成されていることを特徴とする請求項６に記載のゴム押出機用ダイプレート。
8. 油圧シリンダーにより固定されるように構成されていることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載のゴム押出機用ダイプレート。
9. 前記間口の形状の変更が、前記油圧シリンダーの変更の前後の圧力差により行われることを特徴とする請求項８に記載のゴム押出機用ダイプレート。
10. ゴム押出機によりゴムを押出すゴム押出方法であって、前記ゴム押出機の押出ヘッド部に請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載のゴム押出機用ダイプレートを取り付けて、前記ゴム押出機用ダイプレートを交換することなく粘度の異なる複数のゴム組成物を押出すことを特徴とするゴム押出方法。
11. 押出成形によりタイヤ用ゴム部材を成形するタイヤ用ゴム部材成形工程と、
    前記タイヤ用ゴム部材を用いて生タイヤを製造する生タイヤ製造工程と、
    前記生タイヤを加硫する加硫工程とを備え、
    前記タイヤ用ゴム部材成形工程において請求項１０に記載のゴム押出方法を用いることを特徴とするタイヤ製造方法。

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