JP2016129972A - ビードワイヤーとその製造方法、ビードコアとその製造方法および空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】ビードワイヤーが正しく整列されたビードコアを、安定的に製造して、生産性の低下を招くことがない技術を提供する。【解決手段】スチールワイヤーをゴム押出機のダイプレートに通過させながらゴムを押出すことにより、スチールワイヤーの外周面にゴムが被覆されたビードワイヤーを製造するビードワイヤーの製造方法であって、ゴム押出機に通過させる前のスチールワイヤーの温度を５０℃以上９０℃未満に加熱し、押出後のビードワイヤーのゴムの温度が６０℃以上１１０℃未満になるようにゴム押出機内のゴムの温度を制御し、さらに、押出後のビードワイヤーのゴムの温度と、ゴム押出機に通過させる前のスチールワイヤーの温度との温度差が１０℃以上２０℃以下になるように、スチールワイヤーの加熱温度とゴム押出機内のゴムの温度とを制御するビードワイヤーの製造方法。【選択図】図１

Description

本発明は、ビードワイヤーとその製造方法、前記ビードワイヤーを用いて製造されたビードコアとその製造方法、および前記ビードコアが用いられた空気入りタイヤに関する。

空気入りタイヤのビード部には、リムと嵌合させるために環状のビードコアが設けられている。このビードコアは、通常、スチールワイヤーの外周にゴムが被覆されたゴム付きワイヤー（ビードワイヤー）を巻回して断面四角形の環状体に形成することにより製造されている（例えば、特許文献１、２）。

具体的には、先ず、図２に示すように、スチールワイヤー１１をゴム押出機２のダイプレート（図示せず）に通過させることにより、スチールワイヤー１１の外周面にゴム１２を被覆して、ビードワイヤー１を製造する。そして、図３に示すように、製造されたビードワイヤー１を、枠型であるビードフォーマー４に形成された溝部に整列させながら順次巻回することによりビードコア１０が製造される。

特許第２９０１２９２号公報 特開２００６−２８２１０２号公報

しかしながら、上記した従来のビードコアの製造方法では、巻回時や巻回後において、ビードワイヤーの整列不良が発生することがあった。

このような整列不良が発生したビードコアを次工程の生タイヤの成形に用いると、生タイヤの成形が困難になるため、ビードコアや生タイヤの廃棄処分の増加による生産性の低下を招く恐れがある。

そこで、本発明は、ビードワイヤーが正しく整列されたビードコアを、安定的に製造して、生産性の低下を招くことがない技術を提供することを課題とする。

本発明者は、鋭意検討を行い、以下に記載する発明により上記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、
スチールワイヤーをゴム押出機のダイプレートに通過させながらゴムを押出すことにより、前記スチールワイヤーの外周面にゴムが被覆されたビードワイヤーを製造するビードワイヤーの製造方法であって、
前記ゴム押出機に通過させる前の前記スチールワイヤーの温度を５０℃以上９０℃未満に加熱し、
押出後の前記ビードワイヤーの前記ゴムの温度が６０℃以上１１０℃未満になるように、前記ゴム押出機内のゴムの温度を制御し、
さらに、押出後の前記ビードワイヤーの前記ゴムの温度と、前記ゴム押出機に通過させる前の前記スチールワイヤーの温度との温度差が１０℃以上２０℃以下になるように、前記スチールワイヤーの加熱温度と前記ゴム押出機内の前記ゴムの温度とを制御する
ことを特徴とするビードワイヤーの製造方法である。

請求項２に記載の発明は、
前記スチールワイヤーとして、表面にメッキ処理が施されたスチールワイヤーを用いることを特徴とする請求項１に記載のビードワイヤーの製造方法である。

また、請求項３に記載の発明は、
前記メッキ処理が、錫を９．０〜１３．０質量％含有する銅メッキ層を形成するメッキ処理であることを特徴とする請求項２に記載のビードワイヤーの製造方法である。

また、請求項４に記載の発明は、
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のビードワイヤーの製造方法により製造されていることを特徴とするビードワイヤーである。

また、請求項５に記載の発明は、
前記スチールワイヤーに０．１〜０．３ｍｍの厚みに前記ゴムが被覆されていることを特徴とする請求項４に記載のビードワイヤーである。

また、請求項６に記載の発明は、
請求項４または請求項５に記載のビードワイヤーを、ビードフォーマーに整列させながら順次巻回することによりビードコアを製造することを特徴とするビードコアの製造方法である。

また、請求項７に記載の発明は、
請求項６に記載のビードコアの製造方法により製造されていることを特徴とするビードコアである。

また、請求項８に記載の発明は、
請求項７に記載のビードコアが用いられていることを特徴とする空気入りタイヤである。

本発明によれば、ビードワイヤーが正しく整列されたビードコアを、安定的に製造して、生産性の低下を招くことがない技術を提供することができる。

本発明の一実施の形態に係るビードコアの製造方法により製造されたビードワイヤーの断面図である。 ビードコアの製造工程におけるゴムの被覆を説明する図である。 ビードワイヤーが適切に整列されたビードコアの断面を模式的に示す横断面図である。 ビードワイヤーの整列不良が生じたビードコアの断面を模式的に示す横断面図である。

１．発明に至る経緯
本発明者は、従来のビードコアの製造において、巻回されるビードワイヤーの整列不良が発生していた原因について、検討を行った。その結果、図４に示すように、被覆されたゴムの厚みが不足したビードワイヤーが巻回されている場合に整列不良のビードコアが発生していることが分かった。

そこで、本発明者は、スチールワイヤーに被覆されるゴムの厚みを安定して適切に制御してビードワイヤーを製造することができる具体的な方法について、実験と検討を行った。

その結果、整列不良の発生を招かない適切なゴムの被覆厚みは、０．１〜０．３ｍｍであり、このような被覆厚みでビードワイヤーを製造するためには、ビードワイヤーを構成するスチールワイヤーと被覆ゴムとの温度が適切に制御されていればよいことを見出し、本発明を完成するに至った。

即ち、従来のビードワイヤーの製造方法においては製造中の温度条件の制御、管理を行なっていなかったが、ゴム押出機に通過させる前のスチールワイヤーの温度Ａと、押出後のビードワイヤーのゴムの温度Ｂと、これらの温度差（Ｂ−Ａ）が、被覆されるゴムの厚みに密接に関係しているという知見を得て、これらの条件が互いに適切な範囲となるように制御して管理することにより、スチールワイヤーに被覆されるゴムの厚みを安定して上記した０．１〜０．３ｍｍにできることを見出した。

具体的には、ゴム押出機に通過させる前のスチールワイヤーの温度Ａが５０℃以上９０℃未満、押出後のゴム温度Ｂが６０℃以上１１０℃未満、そして、押出後のゴムの温度Ｂとスチールワイヤーの温度Ａとの温度差（Ｂ−Ａ）が１０℃以上２０℃以下という３つの温度条件を満たした場合、０．１〜０．３ｍｍの厚みにゴムが被覆されたビードワイヤーを安定して製造することができる。

そして、このようなビードワイヤーを用いてビードコアを製造した場合、ビードフォーマーへの巻回時におけるビードワイヤーの整列不良の発生を抑制して、製造後のビードコアに不具合品が発生することを防止することができるため、空気入りタイヤの製造工程における生産性の低下を適切に抑制することができる。

２．本実施の形態に係るビードワイヤーの製造方法
上記知見に基づいた本発明の一実施の形態に係るビードワイヤーの製造方法を以下に説明する。図１は本実施の形態に係るビードワイヤーの製造方法により製造されたビードワイヤーの断面図である。

本実施の形態に係るビードワイヤーの製造方法は、図２に示すように、従来の製造方法と同様に、スチールワイヤー１１をゴム押出機２のダイプレート（図示せず）に通過させることにより、スチールワイヤー１１の外周面に所定の厚みｔのゴム１２が被覆されたビードワイヤー１（図１参照）を製造する。

ゴム押出機２には、ビードワイヤーの製造工程において用いられる一般的なゴム押出機が用いられる。ゴム押出機２内には混練されたゴムが貯留されており、出口側に図示しないダイプレートが取り付けられている。このゴム押出機２のダイプレートの中央部にスチールワイヤー１１を通過させながらスチールワイヤー１１の表面にゴム１２を被覆させることによりビードワイヤー１が製造される。

しかし、本実施の形態に係るビードワイヤーの製造方法は、下記の（ａ）〜（ｃ）に記載する３つの温度条件を満たすように、ゴム押出機２に通過させる前のスチールワイヤー１１の温度Ａと、押出後のビードワイヤー１のゴム１２の温度Ｂとを制御する点において、従来のビードワイヤーの製造方法と異なる。

なお、上記のスチールワイヤー１１の温度Ａは、ゴム押出機２の入口から概ね２０〜５０ｍｍ程度の位置において測定され、押出後のゴム１２の温度Ｂはゴム押出機２の出口から概ね２０〜５０ｍｍ程度の位置において測定される。

（ａ）スチールワイヤーの温度Ａ
本実施の形態においては、先ず、ゴム押出機２に通過させる前のスチールワイヤー１１の温度Ａが５０℃以上９０℃未満の範囲内となるように、図示しない加熱装置によってスチールワイヤー１１を加熱する。

スチールワイヤー１１の温度Ａが５０℃未満の場合、加熱されたゴムがスチールワイヤー１１により急激に冷却されて被覆状態が不均一になるため、被覆後のゴムの厚みｔが０．１ｍｍ未満になる恐れがある。一方、９０℃以上の場合には、ゴムの加硫が進み、スチールワイヤー１１への被覆が困難になるため、やはりゴムの厚みｔが０．１ｍｍ未満になる恐れがある。

（ｂ）押出後のゴムの温度Ｂ
また、本実施の形態においては、押出後のビードワイヤー１のゴム１２の温度Ｂが６０℃以上１１０℃未満の温度範囲になるように、ゴム押出機２内のゴムの温度を制御する。

押出後のゴム１２の温度Ｂが６０℃未満の場合、十分に加熱されていないゴムを用いることにより被覆状態が不均一になるためゴムの厚みｔが０．１ｍｍ未満になる恐れがある。一方、１１０℃以上の場合には、ゴムの加硫が進み被覆が困難になるため、やはりゴムの厚みｔが０．１ｍｍ未満になる恐れがある。

（ｃ）押出後のゴムの温度とスチールワイヤーの温度との温度差（Ｂ−Ａ）
さらに、押出後のゴム１２の温度Ｂと、スチールワイヤー１１の温度Ａとの温度差（Ｂ−Ａ）が１０℃以上２０℃以下になるように、スチールワイヤー１１の加熱温度とゴムの温度とを制御する。

この温度差（Ｂ−Ａ）が１０℃未満の場合、ゴムの厚みｔが０．１ｍｍ未満になる恐れがある。一方、２０℃を超えた場合も、やはりゴムの厚みｔが０．１ｍｍ未満になる恐れがある。

以上のように、本実施の形態に係るビードワイヤーの製造方法は、上記（ａ）〜（ｃ）に記載の３つの温度条件を満たすように、ゴム押出機２に通過させる前のスチールワイヤー１１の温度と、押出後のビードワイヤー１のゴム１２の温度を制御しており、これによって、ゴム１２の厚みｔが０．１ｍｍ以上のビードワイヤー１を安定して製造することができる。

また、ゴム１２の厚みｔは０．３ｍｍ以下であることが好ましく、このようなゴム１２は、ゴム押出機２の出口に取り付けられたダイプレートにおける押出口の口径を調整することにより形成することができる。

なお、図１に示すように、スチールワイヤー１１の表面には、ゴム１２との接着性を高め、走行時の応力と熱による接着力の低下を改善するために、メッキ処理が施されてメッキ層１１ｂが形成されていることが好ましい。このメッキ層１１ｂとしては、錫を９．０〜１３．０質量％含有する銅メッキ層であることが好ましい。

３．本実施の形態に係るビードコアの製造方法
次に、上記のようにして得られたビードワイヤー１を、図３に示すように、枠型であるビードフォーマー４に形成された溝部に整列させながら順次巻回することによりビードコア１０が製造される。

このとき、ゴム１２の厚みｔが０．１〜０．３ｍｍのビードワイヤー１が安定して製造されているため、ビードフォーマー４への巻回に際して、図４に示すようなビードワイヤー１の整列不良の発生を適切に抑制して、ビードワイヤー１が適切に整列されたビードコア１０を安定して製造することができる。

この結果、次工程の生タイヤの成形において、生タイヤを容易かつ適切に成形することができ、ビードコアや生タイヤの廃棄処分を減少させて、空気入りタイヤの生産性を向上させることができる。

１．ビードワイヤーの製造
スチールワイヤー１１を、図２に示すように、ゴム押出機２のダイプレートの中央部に通過させて、スチールワイヤー１１がゴム１２により被覆されたビードワイヤー１を製造する工程において、ゴム押出機２に通過させる前のスチールワイヤー１１の温度Ａと、押出後のビードワイヤー１のゴム１２の温度Ｂとを表１に示すように適宜制御して各実施例および各比較例のビードワイヤーを製造した。

なお、これらの実施例、比較例においては、スチールワイヤーとして、１１％の錫を含有した銅メッキ層（メッキ付着量０．４ｇ／ｋｇ）が表面に形成されたスチールワイヤーを用いた。また、温度Ａ、温度Ｂの測定は、接触式温度計を用いて行った。

２．評価
（１）ゴム厚み
製造したビードワイヤーを０．５ｍ毎に切断して、それぞれの切断箇所におけるゴムの厚みを測定した。測定結果の平均値を表１に示す。

（２）ビードワイヤーの整列状態
製造したビードワイヤーを整列させながらビードフォーマーに巻回することによりビードコアを製造し、製造したビードコアにおいてビードワイヤーが適切に整列されているか否かを評価した。評価結果を併せて表１に示す。

なお、ビードワイヤーの整列状態の評価については、図３に示すようなビードワイヤー１が適切に整列したビードコア１０が製造された場合を「可」、図４に示すようなビードワイヤー１の整列不良が生じたビードコア１０が製造された場合を「不可」と評価した。

表１より、スチールワイヤーの温度Ａ、押出後のゴムの温度Ｂ、スチールワイヤーの温度Ａと押出後のゴムの温度Ｂの差（Ｂ−Ａ）の３つの温度条件のそれぞれが適切に制御された実施例１〜５については、ゴムの厚みが０．１〜０．３ｍｍのビードワイヤーを製造でき、本発明のビードワイヤーを用いてビードコアを製造した場合、ビードワイヤーの整列不良の発生を適切に抑制できることが確認できた。

以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、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できる。

１ ビードワイヤー
２ ゴム押出機
４ ビードフォーマー
１０ ビードコア
１１ スチールワイヤー
１１ｂ メッキ層
１２ ゴム
ｔ ビードワイヤーのゴムの厚み

Claims (8)

1. スチールワイヤーをゴム押出機のダイプレートに通過させながらゴムを押出すことにより、前記スチールワイヤーの外周面にゴムが被覆されたビードワイヤーを製造するビードワイヤーの製造方法であって、
   前記ゴム押出機に通過させる前の前記スチールワイヤーの温度を５０℃以上９０℃未満に加熱し、
   押出後の前記ビードワイヤーの前記ゴムの温度が６０℃以上１１０℃未満になるように、前記ゴム押出機内のゴムの温度を制御し、
   さらに、押出後の前記ビードワイヤーの前記ゴムの温度と、前記ゴム押出機に通過させる前の前記スチールワイヤーの温度との温度差が１０℃以上２０℃以下になるように、前記スチールワイヤーの加熱温度と前記ゴム押出機内の前記ゴムの温度とを制御する
   ことを特徴とするビードワイヤーの製造方法。
2. 前記スチールワイヤーとして、表面にメッキ処理が施されたスチールワイヤーを用いることを特徴とする請求項１に記載のビードワイヤーの製造方法。
3. 前記メッキ処理が、錫を９．０〜１３．０質量％含有する銅メッキ層を形成するメッキ処理であることを特徴とする請求項２に記載のビードワイヤーの製造方法。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のビードワイヤーの製造方法により製造されていることを特徴とするビードワイヤー。
5. 前記スチールワイヤーに０．１〜０．３ｍｍの厚みに前記ゴムが被覆されていることを特徴とする請求項４に記載のビードワイヤー。
6. 請求項４または請求項５に記載のビードワイヤーを、ビードフォーマーに整列させながら順次巻回することによりビードコアを製造することを特徴とするビードコアの製造方法。
7. 請求項６に記載のビードコアの製造方法により製造されていることを特徴とするビードコア。
8. 請求項７に記載のビードコアが用いられていることを特徴とする空気入りタイヤ。

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