JP2017217892A - ゴム成形装置およびゴム部材の成形方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ゴム部材の各ゴム層間の接着強度を調整することを可能とする、ゴム成形装置およびゴム部材の成形方法の提供を目的とする。【解決手段】本発明のゴム成形装置は、押出ヘッドの口金から複数のゴム層からなるゴム部材を一体成形するためのものであって、押出ヘッドは、複数の流通路と、流通路を相互に仕切る隔壁と、口金と、を備え、前記押出ヘッドは、隔壁の先端および口金が相対変位可能なように構成されていることを特徴とする。本発明のゴム部材の成形方法は、上記のゴム成形装置を用い、隔壁の先端および口金を第１位置にした状態で、ゴム材料を流通路を通過させて口金から評価用ゴム部材を押し出す第１押出工程と、評価用ゴム部材を評価して所定の基準を満たすか判断する評価工程と、隔壁の先端および口金を相対変位させて第２位置にし、口金からゴム部材を押し出す第２押出工程と、を備えることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、ゴム成形装置およびゴム部材の成形方法に関する。

ゴム複合体、例えば空気入りタイヤにおいては、一般に、タイヤ各部のそれぞれに要求される性能に応じて、複数種類のゴム材料を積層させて複数のゴム層からなる、トレッドゴム、サイドウォールゴム、ゴムチェーファ等のゴム部材が使用されている。そして、このようなゴム部材は、例えば特許文献１に記載のようなゴム成形装置を用いることにより、複数種類のゴム材料を同時に押し出して一体成形することで製造することができる。

特開２００５−１９３５３２号公報

ところで、上記のような従来のゴム成形装置では、ゴム部材を製造する際、例えば製造開始後またはゴム部材の仕様変更後等からの一定時間、ゴム材料が安定して押し出されなかったり、または、一体成形されたゴム部材の寸法や単位長さあたりの重量などが所望の値を満たさなかったりし、製品として使用できないゴム部材が成形されることがあった。このような製品として使用できないゴム部材はリサイクルして使用することができるものの、一体成形されたゴム部材を分離して、ゴム材料毎に、所定の含有率以上で他のゴム材料が混ざらないようにする必要がある。ところが、一体成形されたゴム部材は、各ゴム層が相互に強固に接着された状態となっていることから、各ゴム層毎に剥がして分離することができずにゴム部材を切断して分離することとなり、それ故に、多大な手間と時間が必要となっていた。また、更には、ゴム部材を切断して分離する方法では、各ゴム層を分離できない部分（複数のゴム層が混ざった部分）も生じていた。

そこで、本発明は、ゴム部材の各ゴム層間の接着強度を調整することを可能とするゴム成形装置およびゴム部材の成形方法を提供することを目的とする。

本発明のゴム成形装置は、押出ヘッドの口金から複数種類のゴム材料を同時に押し出して複数のゴム層からなるゴム部材を一体成形するためのゴム成形装置であって、
前記押出ヘッドは、複数種類の前記ゴム材料が通過する複数の流通路と、隣り合う複数の当該流通路を相互に仕切る隔壁と、複数種類のゴム材料が同時に押し出され開口部から流出する口金と、を備え、
前記押出ヘッドは、前記隔壁の先端および前記口金が、当該口金の開口面と直交する方向に相対変位可能なように構成されていることを特徴とする。
本発明のゴム成形装置によれば、ゴム部材の各ゴム層間の接着強度を調整することができる。

ここで、本発明のゴム成形装置では、前記相対変位は、前記口金が移動することで行われることが好ましい。
この構成によれば、隔壁の先端および口金の相対変位を容易に行うことができる。

また、本発明のゴム成形装置では、前記口金の開口部の厚さをＴ（ｍｍ）とするとき、
前記隔壁の先端と前記口金とは、前記隔壁の先端から前記口金の開口部の隔壁側端部までを、前記開口面と直交する方向に沿って前記ゴム材料が流出する側に向けて測った長さが−Ｔ／５ｍｍとなる位置から＋Ｔ／４ｍｍとなる位置までを少なくとも相対変位可能であることが好ましい。
この構成によれば、ゴム部材の各ゴム層間の接着強度を効果的に調整することができる。
なお、本発明において、「口金の開口部の厚さ」とは、口金の開口部の一端側から他端側までを、口金の開口面と直交する方向に測った長さを意味する。また、「隔壁の先端から口金の開口部の隔壁側端部までを、開口面と直交する方向に沿ってゴム材料が流出する側に向けて測った長さ」が、マイナスとなる場合は、隔壁の先端が口金の開口部の内側に入り込んでいる状態を意味する。また、「口金の開口部の隔壁側端部」とは、口金の開口部の、開口面と直交する方向の２つの端部のうち、ゴム材料が流出する側とは逆側の端部を意味する。

ここで、本発明のゴム部材の成形方法は、上記のいずれかのゴム成形装置を用いて、押出ヘッドの口金から複数種類のゴム材料を同時に押し出して複数のゴム層からなるゴム部材を一体成形するためのゴム部材の成形方法であって、
前記隔壁の先端および前記口金を、前記隔壁の先端から前記口金の開口部の隔壁側端部までを、前記開口面と直交する方向に沿って前記ゴム材料が流出する側に向けて測った長さが所定の長さとなる第１位置に位置させた状態で、複数種類の前記ゴム材料を複数の前記流通路を通過させて、前記口金から評価用ゴム部材を押し出す第１押出工程と、
第１押出工程において押し出された評価用ゴム部材を評価し、所定の基準を満たすゴム部材が押し出されたか否かを判断する評価工程と、
所定の基準を満たすゴム部材が押し出された後、前記隔壁の先端および前記口金を、前記開口面と直交する方向に相対変位させて、前記隔壁の先端から前記口金の開口部の隔壁側端部までを、前記開口面と直交する方向に沿って前記ゴム材料が流出する側に向けて測った長さが前記第１位置よりも大きい所定の長さとなる第２位置に位置させ、前記口金から前記ゴム部材を押し出す第２押出工程と、
を備えることを特徴とする。
本発明のゴム部材の成形方法によれば、ゴム部材の各ゴム層間の接着強度を調整することができる。

本発明によれば、ゴム部材の各ゴム層間の接着強度を調整することを可能とするゴム成形装置およびゴム部材の成形方法を提供することができる。

本発明の一実施形態に係るゴム成形装置の押出ヘッドを模式的に示す断面図である。 図１に示す押出ヘッドの一部を拡大して模式的に示す断面図である。 図１に示す押出ヘッドを、隔壁および口金を離間させた状態で模式的に示す断面図である。 図３に示す押出ヘッドの一部を拡大して模式的に示す断面図である。 図１に示すようなゴム成形装置を使用して、２種類のゴム材料からゴム部材を成形させる試験を行った結果を示すグラフである。

以下に、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について例示説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るゴム成形装置を模式的に示す断面図である。
図１に示すゴム成形装置１は、押出ヘッド２の口金３から複数種類のゴム材料を同時に押し出して複数のゴム層からなるゴム部材を一体成形するためのゴム成形装置である。ゴム部材としては、ゴム複合体、例えば、空気入りタイヤのトレッドゴム、サイドウォールゴムおよびビードフィラーなどの未加硫のタイヤ部材があげられる。なお、図１に示すゴム成形装置１は、２種類のゴム材料を同時に押し出して２層のゴム層からなるゴム部材を一体成形しているが、本発明のゴム成形装置では、２種類または３種類以上のゴム材料を用いて、３層以上のゴム層からなるゴム部材を一体成形する装置とすることもできる。

このゴム成形装置１は、互いに異なる配合のゴム材料を混練して押し出す複数台のゴム押出機（図示せず）を備え、それら各押出機先端部のゴム吐出口が押出ヘッド２に接続されている。
そして、押出ヘッド２は、複数種類のゴム材料が通過する複数の流通路４と、隣り合う複数の当該流通路４を相互に仕切る隔壁５と、複数種類のゴム材料が同時に押し出され開口部３１から流出する口金３と、を備えている。また、押出ヘッド２は、隔壁５の先端５１および口金３が、当該口金３の開口面（口金３の開口部３１の開口面）と直交する方向に相対変位可能なように構成されている。以下、「口金３の開口面と直交する方向」を「開口面と直交する方向」とも称す。

さらに具体的には、図示の押出ヘッド２は、ダイホルダ７と、ダイホルダ７により着脱可能に固定・保持されているインサート８、インサート８に隣接して配置され、口金３を固定・保持する口金ホルダ９とを備えている。

図示の例では、ゴム材料が通過する流通路４は、押出ヘッド２およびインサート８に形成されており、ゴム材料をゴム押出機（図示せず）による押出により口金３まで送ることができる。また、流通路４のうちのインサート８に設けられた部分はそれぞれ、ゴム材料が流出する側から視た形状を、当該部分を通過するゴム材料により形成されるゴム層の形状に対応する形状とすることができる。流通路４は、図示では２本となっているが、ゴム部材を構成するゴム層の数だけ設けることができる。
なお、以下、口金３の開口面と直交する方向のうち、ゴム材料が流出する側を「流出側」（図では右側）、当該流出側とは逆側を「上流側」（図では左側）と称す。

インサート８には、隣り合う複数の流通路４を相互に仕切る隔壁５が設けられている。図示の例では、２つの流通路４を仕切る隔壁５が１つ設けられており、また、口金３の開口面と直交する方向での断面視で、流出側に向けて、相互に隣り合う流通路４が徐々に接近するように隔壁５が形成されている。
また、隔壁５は、当該隔壁の断面において当該先端が鋭角に形成されている。なお、隔壁の断面において、隔壁５の先端５１の角度（先端５１を頂点として隔壁５の側面に挟まれる角度）は、好ましくは１０〜２０°であり、１０°以上とすることにより、隔壁５の先端５１の強度を確保し易く、２０°以下とすることにより、隣り合う流通路４を通過するゴム材料が合流する際（ゴム材料同士が接触し合う際）にゴム材料の流れが乱れてゴム層の表面に凹凸が生じるのを防ぐことができる。
なお、隔壁５のうち、先端５１から口金３の開口面と直交する方向上流側に測って少なくともＴ／２ｍｍの位置までの部分が、角度が上記の範囲となることが好ましい（Ｔ（ｍｍ）とは、後述するように、口金３の開口部３１の厚さを意味する）。

また、隔壁５の先端５１は、隔壁５の、口金３の開口面と直交する方向流出側に位置する先端であり、図２に示すように、インサート８の流出側表面８１よりも流出側に少し突出するように形成することができる。これにより、後述の口金ホルダ９をインサート８の流出側表面８１に隣接させた状態で、隔壁５の先端５１が口金３の開口部３１の内部に入り込むようにすることができる。

口金３は、ゴム部材の断面形状に対応した形状で貫通する１つの開口部３１を有しており、ゴム材料（およびゴム部材）が流出する方向に対して直交する方向に配置されている。また、口金３は、後述する口金ホルダ９に取り付けて固定・保持することができる。口金３の開口部３１は、インサート８の流出側表面８１中の複数の流通路４および隔壁５が存在する領域よりも面積が小さくなっている。

口金ホルダ９は、板状であって１つの開口部９１を有し、インサート８より流出側に位置している。口金ホルダ９は、口金３を固定・保持することができる。具体的には、口金３は、口金ホルダ９の上流側の表面上に位置し、口金３の厚さの分で窪む窪み部分に配置され、口金ホルダ９は、ゴム部材の成形時の圧力に対抗可能なように口金３を固定・保持している。また、口金ホルダ９は、開口面と直交する方向視で、窪み部の中央側に口金ホルダ９の開口部９１が設けられており、口金３の開口部３１と口金ホルダ９の開口部９１とが重なるようになっている。なお、開口面と直交する方向視で、口金ホルダ９の開口部９１は、口金３の開口部３１よりも大きくなっており、口金３より流出したゴム部材が口金ホルダ９の開口部９１に接触しにくくなっている。

ダイホルダ７は、例えばクランプにより押出ヘッド２の内部に固定され、また、ダイホルダ７は、インサート８、および、後述する支持部６を介して口金ホルダ９を、押出ヘッド２の内部に収容するように保持している。ダイホルダ７は、口金３の開口面と直交する方向での断面視で、内寸が口金ホルダ９の外寸と略同じである筒状部（この例では筒状部は矩形筒状となっている）と、筒状部の、開口面と直交する方向流出側の端部に、筒状部から内側に向けて突出する突出部（この例では、突出部は筒状部から突出する突起状のものであり、筒状部の端部に複数有している）と、を有している。突出部は、口金ホルダ９を流出側から保持することができる（図示の例では後述する支持部６を介して口金ホルダ９を保持している）。
また、口金ホルダ９は、ダイホルダ７の筒状部分の内面を、開口面と直交する方向に摺動可能となっている。

また、押出ヘッド２は、隔壁５の先端５１および口金３が、当該口金３の開口面と直交する方向に相対変位可能なように構成されている。具体的には、この実施形態の押出ヘッド２は、口金３を保持する口金ホルダ９が押出ヘッド２の内部（ダイホルダ７の筒状部分の内面）を、開口面と直交する方向に摺動可能であり、それゆえに、隔壁５の先端５１および口金３が、当該口金３の開口面と直交する方向に相対変位可能なように構成されている。なお、この実施形態では、口金３は口金ホルダ９に保持され、口金ホルダ９が押出ヘッド２の内部を摺動可能に構成されているが、口金３が、口金ホルダ９に保持されずに（押出ヘッドが口金ホルダ９を備えていない）、口金３が押出ヘッド２の内部を摺動可能となっていてもよい。

ここで、この実施形態では、この押出ヘッド２は、口金３の開口面と直交する方向に相対変位可能な隔壁５の先端５１および口金３のうち、口金３を任意の位置で支持可能な支持部６を備えており、支持部６により例えばゴム部材の製造中において、隔壁５の先端５１および口金３が相対変位しないように任意の位置に固定することができる。具体的には、この実施形態では、図１に示すように、支持部６がダイホルダ７の突出部に取付けられている。この支持部６は、例えばゴム部材の製造中のゴム材料の流出側への圧力に対して口金３（および口金ホルダ９）を流出側から支持可能となっており、当該圧力に対して対向することで口金３を任意の位置で固定することができる。また、ゴム材料の流出側への力よりも対向する力を低くすることで、口金３が流出側に移動し、隔壁５の先端５１および口金３を、当該口金３の開口面と直交する方向に相対変位させることができる。
なお、この実施形態では、支持部６をダイホルダ７に設けているが、ダイホルダ７に設けずに、例えばクランプにより支持部６を押出ヘッド２に固定することもできる。また、この実施形態では、相対変位を、口金３（および口金ホルダ９）が移動することで行っているが、インサート８の隔壁５の先端５１（および隔壁５）を、開口面と直交する方向に移動させることでも行うこともできる。

支持部６としては、例えば、動力シリンダ、具体的に油圧シリンダ、空圧シリンダ、水圧シリンダ、電動シリンダ等、または、調節ネジを用いることができ、その中でも、油圧シリンダを用いることがこの好ましい。なお、支持部６は（動力シリンダ、調節ネジ等を用いた場合）、例えばゴム部材の製造中において、ゴム材料の流出によって付加される流出側への力よりも、支持部６の上流側への力を大きくすることができるように構成することもでき、かかる場合、支持部３によって口金３（および口金ホルダ９）を流出側から上流側へ移動させることができる。
また、支持部６は、例えば作業者が操作することにより、隔壁５の先端５１および口金３を、当該口金３の開口面と直交する方向に相対変位することができる。
また、支持部６と口金３は、口金ホルダ９を介して、相互に連結（例えば支持部６と口金ホルダ９とをボルトで連結する等）することができるが、相互に連結しないこともできる。
さらに、口金３の開口面と直交する方向に相対変位する隔壁５の先端５１および口金３を、所定の位置関係にするために、押出ヘッド２の内部に、隔壁５の先端５１および口金３を固定するロック機構を設けることもできる（例えば、図示の例では、口金ホルダ９とダイホルダ７とを取り外し可能なネジで相互に連結するなど）。

ここで、この実施形態のゴム成形装置の相対変位について、図面を参照して説明する。
図１、２に示す状態のゴム成形装置１では、隔壁５の先端５１から口金３の開口部３１の隔壁側端部３２までを口金３の開口面と直交する方向に沿って流出側に向けて測った長さが小さくなるように、隔壁５の先端５１および口金３が、開口面と直交する方向に相対変位した状態となっている。具体的には、図２に示すゴム成形装置１では、口金３が最も上流側に位置（口金ホルダ９がインサート８の流出側表面８１に隣接するように位置）するように、口金３を隔壁５に向けて移動させた状態となっている。また、図示の例では、隔壁５の先端５１は、インサート８の流出側表面８１よりも僅かに突出しており、隔壁５の先端５１が、口金３の開口部３１の内側に入り込んでいる。なお、この実施形態では、口金３を最も上流側に位置させた状態で、隔壁５の先端５１から口金３の開口部３１の隔壁側端部３２までを、開口面と直交する方向に沿って流出側に向けて測った長さＬを−Ｔ／２ｍｍ、図示の例では−５ｍｍとすることができる。
なお、以下、「隔壁５の先端５１から口金３の開口部３１の隔壁側端部３２までを口金３の開口面と直交する方向に沿って流出側に向けて測った長さ」が小さくなることを、「隔壁５および口金３が接近する」とも称す。

続いて、図３、４に示す状態のゴム成形装置１では、隔壁５の先端５１から口金３の開口部３１の隔壁側端部３２までを口金３の開口面と直交する方向に沿って流出側に向けて測った長さが大きくなるように、隔壁５の先端５１および口金３が、開口面と直交する方向に相対変位した状態となっている。具体的には、図３に示すゴム成形装置１では、口金３がインサート８の流出側表面８１から最も離間する位置するように、口金３を移動させた状態となっている。また、図示の例では、隔壁５の先端５１は、口金３の開口部３１の外側に位置している。なお、この実施形態では、口金３をインサート８の流出側表面８１から最も離間するように位置させた状態で、隔壁５の先端５１から口金３の開口部３１の隔壁側端部３２までを、開口面と直交する方向に沿って前記ゴム材料が流出する側に向けて測った長さＬを＋Ｔｍｍ、図示の例では１０ｍｍとすることができる。
なお、以下、「隔壁５の先端５１から口金３の開口部３１の隔壁側端部３２までを口金３の開口面と直交する方向に沿って流出側に向けて測った長さ」が大きくなることを、「隔壁５および口金３が離間する」とも称す。

ここで、この実施形態のゴム成形装置による作用効果を以下説明する。
従来のゴム成形装置を用いてゴム部材を製造すると、例えば製造開始後またはゴム部材の仕様変更後等からの一定時間、ゴム材料が安定して押し出されなかったり、または、一体成形されたゴム部材の寸法や単位長さあたりの重量などが所定の値を満たさなかったりし、製品として使用できないゴム部材が成形されてしまう場合があった。そして、従来のゴム成形装置を用いて製造された、製品として使用できないゴム部材は、各ゴム層が相互に強固に接着された状態となっていることから各ゴム層毎に剥がして分離することができず、リサイクルにおいて多大な労力等が必要となっていた。
そこで、本発明の発明者は、鋭意検討した結果、一体成形されたゴム部材の各ゴム層間の接着強度が、押出ヘッド２中において、各ゴム材料からゴム部材が一体成形されるまでの、加熱状態の各ゴム材料間の接触時間や接触圧力等によって変わることを見出し、この知見により、本発明を完成させた。
即ち、本発明のゴム成形装置では、押出ヘッド２は、隔壁５の先端５１および口金３が口金３の開口面と直交する方向に相対変位可能なように構成されているので、ゴム部材の各ゴム層間の接着強度を調整することができる。
具体的には、複数のゴム材料は、押出ヘッド２内の流通路４および流通路４を相互に仕切る隔壁５の先端５１までは相互に接触することがないが、隔壁５の先端５１よりも流出側では相互に接触することとなるところ、隔壁５の先端５１および口金３を相対変位させることで、ゴム材料が相互に接触し口金３を通過するまでの接触時間を変えることができる。そして、例えば製造開始後等からの一定時間、隔壁５および口金３が接近するように相対変位させることで（例えば、図２に示す状態）、各ゴム層の接着強度が比較的低い状態のゴム部材を一体成形して分離容易なゴム部材を得ることができる。そして、例えば、当該接着強度が比較的低い状態のゴム部材を一体として評価して、当該ゴム部材が所定の寸法等を満たした場合には、隔壁５および口金３が離間するように相対変位させることで（例えば、図４に示す状態）、製品として使用し得る、各ゴム層の接着強度が高い状態のゴム部材を一体成形して得ることができる。
したがって、本実施形態のゴム成形装置によれば、押出ヘッド２は、隔壁５の先端５１および口金３が口金３と直交する方向に相対変位可能なように構成されていることにより、ゴム部材の各ゴム層間の接着強度を調整することができる。その結果として、例えば、ゴム部材の製造開始後等に生じたゴム部材をゴム材料毎に容易に分離可能なものとしつつ、製品として使用可能なゴム部材も成形することができる。
なお、上記の「ゴム部材が所定の寸法等を満たした場合」とは、ゴム部材の製造時において当該ゴム部材の種類等にあわせて任意に決定することができるものであるが、例えば、一体的で分離容易なゴム部材を製造する際においては、そのときの製造条件（押出温度など）が安定したときの寸法とすることができ、つまり、押出時の様々な特性を監視し当該特性が安定したと認められる状態とすることができる。

また、この実施形態のように、ゴム成形装置１では、相対変位は、口金３が移動することで行われることが好ましい。隔壁５の先端５１および口金３の相対変位を、隔壁５の先端５１を固定した状態で口金３を移動させて行うことで、ゴム成形装置１の構造を複雑化することがないからである。また、ゴム部材の製造中は、口金３に流出側に向けて圧力が付加された状態となっているが、ゴム部材の各ゴム層の接着強度を低い状態から高い状態にするために、当該圧力に逆らわずに、隔壁５および口金３を離間させることができるからである。

また、本実施形態のゴム成形装置１において、口金３の開口部３１の厚さをＴ（ｍｍ）とするとき、隔壁５の先端５１と口金３とは、隔壁５の先端５１から口金３の開口部３１の隔壁側端部３２までを、当該口金３の開口面と直交する方向に沿ってゴム材料が流出する側に向けて測った長さＬが−Ｔ／５ｍｍとなる位置から、＋Ｔ／４ｍｍとなる位置までを少なくとも相対変位可能であることが好ましい。ゴム部材が、例えば空気入りタイヤに用いる未加硫ゴム部材である場合、隔壁５の先端５１と口金３とが上記の位置の範囲内を少なくとも相対変位できることにより、成形されたゴム部材の一体性を保持しつつ各ゴム層の接着強度が低い状態のゴム部材や、製品として使用し得る、各ゴム層の接着強度が高い状態のゴム部材を一体成形して製造することができる。また、同様な観点からは、隔壁５の先端５１と口金３とは、当該長さＬが−Ｔ／２ｍｍとなる位置から、＋Ｔｍｍとなる位置までを少なくとも相対変位可能であることがより好ましい。

なお、図示のゴム成形装置１では、押出ヘッド２の流通路４が２つであるので、１つの隔壁５の先端５１と口金３との相対変位において、隔壁５の先端５１から口金３の開口部３１の隔壁側端部３２までを測った長さは１つになるが、押出ヘッド２の流通路４が３つ以上となった場合には複数の隔壁５が生じることとなる。かかる場合には、例えば、それぞれの隔壁５の先端５１の、口金３の開口面と直交する方向の位置を変えることで（例えば、図２に示すようにインサート８の流出側表面８１より突出する隔壁５の先端５１の、それぞれの突出の程度を変える等）、それぞれの隔壁５の先端５１から口金３の開口部３１の隔壁側端部３２までを測った長さを変更することができる。なお、このように、隔壁５が複数となり、それぞれの隔壁５の先端５１について、先端５１から口金３の開口部３１の隔壁側端部３２までを測った長さが相互に異なる場合には、それぞれの隔壁５の先端５１について、隔壁５の先端５１と口金３とは、隔壁５の先端５１から口金３の開口部３１の隔壁側端部３２までの長さＬが所定の長さとなる位置の範囲を満たすように相対変位することが好ましい。
このように、それぞれの隔壁５の先端５１の、口金３と直交する方向の位置を変えることは、ゴム材料の種類によって、他のゴム材料に対する接着性が異なる場合に有効である。

また、このゴム成形装置１において、口金３の開口部３１の厚さ（口金３の開口部３１の一端側から他端側までを、口金３の開口面と直交する方向に測った長さ）は、５〜２０ｍｍであることが好ましく、より好ましくは６〜１２ｍｍであり、さらに好ましくは８〜１０ｍｍである。

次に、本発明の一実施形態に係るゴム部材の成形方法を説明する。
この実施形態に係るゴム部材の成形方法は、例えば上記の実施形態のゴム成形装置１のような本発明のゴム成形装置を用いて、押出ヘッド２の口金３から複数種類のゴム材料を同時に押し出して複数のゴム層からなるゴム部材を一体成形するためのゴム部材の成形方法である。

まず、この本実施形態に係るゴム部材の成形方法では、隔壁５の先端５１および口金３を、隔壁５の先端５１から口金３の開口部３１の隔壁側端部３２までを、口金３の開口面と直交する方向に沿って流出側に向けて測った長さが所定の長さとなる第１位置に位置させた状態で、複数種類のゴム材料を複数の流通路４を通過させて、口金３から評価用ゴム部材を押し出す第１押出工程を備えている。
具体的には、ゴム成形装置１のゴム押出機、押出ヘッド２等を予熱し、各種のゴム材料を押し出し可能な状態に準備する。また、隔壁５の先端５１から口金３の開口部３１の隔壁側端部３２までを、口金３の開口面と直交する方向に沿って流出側に向けて測った長さが所定の長さとなる隔壁５の先端５１および口金３の位置関係を第１位置とするとき、当該第１位置に隔壁５の先端５１および口金３を位置させた状態にする。そして、複数種類のゴム材料を、同時にまたは順次、複数の流通路４を通過させて、口金３から複数のゴム層からなる評価用ゴム部材を押し出す。
なお、第１位置とは、隔壁５の先端５１から口金３の開口部３１の隔壁側端部３２までを、口金３の開口面と直交する方向に沿って流出側に向けて測った長さが比較的短い長さになる位置である（例えば、図２に示す状態）。第１位置の状態に隔壁５の先端５１および口金３を位置させることにより、各ゴム層の接着強度が低い状態（疑似接着状態）の評価用ゴム部材を成形することができ、当該評価用ゴム部材は容易に各ゴム層を分離することができる。評価用ゴム部材は、後述の評価工程において、押出が安定したか否か等の判断のために用いられる。なお、疑似接着状態の評価用ゴム部材は、成形後において、各ゴム層が自然に分離した状態にならず、且つ、各ゴム層間の接着強度が容易に分離することができる程度の強度であるものであり、好ましくは、接着強度が１Ｎ／ｍｍ未満であり、より好ましくは、０．２〜０．５Ｎ／ｍｍである（接着強度は引張剥離試験により測定）。
このように、隔壁５の先端５１および口金３を第１位置に位置させた状態で、評価用ゴム部材を押し出すことにより、製造開始後すぐ、またはゴム部材の仕様変更後すぐ等において、製品として使用できないゴム部材が成形されても、各ゴム層を容易に分離することができるので、リサイクルを多大な労力なしに行うことができる。

なお、この実施形態に係るゴム部材の成形方法では、第１位置を予め決定して第１押出工程を実施することもできる。ただし、隔壁５の先端５１および口金３が第１位置の状態になるように位置させる前に、隔壁５および口金３をより接近させて、そしてゴム部材を押し出した後、徐々に隔壁５および口金３を離間させることで、第１位置を決定し、第１押出工程を実施することもできる。具体的には、隔壁５および口金３を十分に接近させて、各ゴム層間の接着強度が十分に低く、ゴム部材の各ゴム層が一体的にならないような状態のゴム部材を成形し、その後、隔壁５および口金３を徐々に離間させることで、第１位置を決定することができる。

次いで、この実施形態に係るゴム部材の成形方法では、第１押出工程の後、第１押出工程において押し出された評価用ゴム部材を評価し、所定の基準を満たすゴム部材が押し出されたか否かを判断する評価工程を備えている。
評価用ゴム部材の評価は、例えば、製品としてゴム部材の寸法や、単位長さあたりの重量となっているか等を測定して行う。そして、当該寸法等が、製品として使用し得るか否かの所定の基準を満たすかを評価する。
ここで、評価工程において、ゴム部材の各ゴム層の接着強度が低いものの一体成形された疑似接着状態の評価用ゴム部材を評価対象として用いるのは、一体成形された評価用ゴム部材の方が、各ゴム層をそれぞれ評価するよりも実際の製品に近い状態・形状で評価することができ（評価用ゴム部材を製造するほうが、実際の製品を製造しているときのゴム成形装置の押出特性（押出温度や吐出圧など）と比較して評価しやすい）、ゴム部材が所定の基準を満たすか否か判断しやすいためである。

また、上記の第１押出工程および評価工程での評価用ゴム部材は、各ゴム層を分離してゴム材料としてリサイクルすることができる。

続いて、この実施形態に係るゴム部材の成形方法では、上記の評価工程の後、所定の基準を満たすゴム部材が押し出された後、隔壁５の先端５１および口金３を、当該口金３の開口面と直交する方向に相対変位させて、隔壁５の先端５１から口金３の開口部３１の隔壁側端部３２までを、開口面と直交する方向に沿って流出側に向けて測った長さが第１位置よりも大きい所定の長さとなる第２位置に位置させ、口金３からゴム部材を押し出す第２押出工程を備えている。
具体的には、例えば製造開始後等から、ある程度ゴム材料が押し出されたことにより、上記の第１押出工程で得られた評価用ゴム部材が、上記の評価工程において所定の基準を満たすと判断された場合には、成形を停止させることなく、隔壁５および口金３が離間するように移動させて、各ゴム層間の接着強度を向上させる。そして、各ゴム層間の接着強度を十分にすることができる第２位置に位置させる。また、口金３からゴム部材を押し出して、製品として用いられ得るゴム部材（未加硫のゴム部材）を製造する。

なお、第２位置とは、隔壁５の先端５１から口金３の開口部３１の隔壁側端部３２までを口金３の開口面と直交する方向に沿って流出側に向けて測った長さが、第１位置よりも大きくなる位置である（例えば、図４に示す状態）。そして、第２位置の状態に隔壁５の先端５１および口金３を位置させることにより、各ゴム層の接着強度が大きく分離することができない状態（接着状態）のゴム部材を成形することができ、好ましくは、接着強度が１Ｎ／ｍｍ以上である。
このように、隔壁５の先端５１および口金３を第２位置に位置させた状態で、ゴム部材を成形することにより、製品として使用可能なゴム部材を製造することができる。

なお、第２位置を予め決定して第２押出工程を実施することもできるが、第１位置から徐々に隔壁５および口金３を離間させ、そして例えば成形されたゴム部材の接着強度を測定しながら第２位置を決定して、第２押出工程を実施することもできる。

この実施形態に係るゴム部材の成形方法の作用・効果を説明する。
この実施形態に係るゴム部材の成形方法では、各ゴム層の接着強度が大きいゴム部材を成型する前に、第１押出工程において評価用ゴム部材を成形するので、ゴム部材の製造開始後等に生じたゴム部材（評価用ゴム部材）を、ゴム材料毎に容易に分離することができる。よって、評価ゴム部材を容易にゴム材料毎にリサイクルすることができる。また、第１押出工程において、各ゴム層が一体成形されたゴム部材（評価用ゴム部材）を得ることができるので、評価工程において、ゴム部材が製品として使用可能か否かを確実に判断することができる。そして、第２押出工程において、製品として使用可能なゴム部材を確実に成形することができる。即ち、このゴム部材の成形方法では、ゴム部材の各ゴム層間の接着強度を調整することができ、その結果として、例えば、ゴム部材の製造開始後すぐ等に生じたゴム部材を、ゴム材料毎に容易に分離可能なものとしつつ、ゴム部材の製造開始一定時間経過後、隔壁５の先端５１および口金３の相対変位によって製品として使用可能なゴム部材を成形することができる。

ところで、この実施形態に係るゴム部材の成形方法において、第１位置は、隔壁５の先端５１から口金３の開口部３１の隔壁側端部３２までを、当該口金３の開口面と直交する方向に沿って流出側に向けて測った長さＬが−Ｔ／５ｍｍとなる位置から＋Ｔ／５ｍｍとなる位置までの範囲内の位置とすることが好ましい。第１位置が当該範囲内の位置となる場合、成形されたゴム部材（評価用ゴム部材）は、一体成形可能としつつ、各ゴム層の接着強度を分離容易な程度に低くすることができるからである。なお、図示のゴム成形装置では、第１位置は、長さＬが−２ｍｍとなる位置から＋２ｍｍとなる位置までの範囲内の位置とすることができる。

また、第２位置は、隔壁５の先端５１から口金３の開口部３１の隔壁側端部３２までを、当該口金３の開口面と直交する方向に沿って流出側に向けて測った長さＬが＋Ｔ／５ｍｍとなる位置よりも離間する範囲の位置とすることが好ましい。第２位置が当該範囲内の位置となる場合、成形されたゴム部材は、各ゴム層の接着強度を、製品として使用し得る程度に高くすることができるからである。なお、図示のゴム成形装置では、第２位置は、長さＬが＋２ｍｍとなる位置よりも離間する範囲の位置とすることができる。

なお、この実施形態に係るゴム部材の成形方法において、押出ヘッド２が３つ以上の流通路４を有し、隔壁５が複数存在する場合には、第１位置、第２位置は、それぞれの隔壁５の先端５１から口金３の開口部３１の隔壁側端部３２までを、当該口金３の開口面と直交する方向に沿って流出側に向けて測った複数の長さの平均を用いて規定するものとする。
また、このゴム部材の成形方法においてはゴム材料が一定の速度で押し出されていることが好ましい。

以上、図面を参照して本発明の実施形態を説明したが、本発明のゴム成形装置およびゴム部材の成形方法は、上記の例に限定されることは無く、本発明には、適宜変更を加えることができる。

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明は下記の実施例になんら限定されるものではない。

図１に示すようなゴム成形装置を使用して、空気入りタイヤのトレッドゴムに用いうる２種類のゴム材料（未加硫）からゴム部材を成形させる試験を行った。具体的には、本試験では、隔壁の先端から口金の開口部の隔壁側端部までを、当該口金の開口面と直交する方向に沿って流出側に向けて測った長さを、表１に示すように（表１では当該長さを「クリアランス」と表示）変化させ、そして得られたゴム部材の各ゴム層間の接着強度を測定し、また、当該ゴム部材を、ゴム層に分離可能か否かを検証した。ゴム成形装置の口金の厚さ（口金の開口部の隔壁側端部から流出側端部までを、開口面と直交する方向に沿って測った長さ）は１０ｍｍであり、押出ヘッド内の圧力は９０ＭＰａである。
得られた結果を表１および図５に示す。なお、図５のグラフでは、クリアランス（横軸）に対する接着強度（縦軸）を示している。

なお、接着強度は、引張剥離試験により測定し、クリアランス（隔壁の先端から口金の開口部の隔壁側端部までを、当該口金と直交する方向に沿って流出側に向けて測った長さ）が１０ｍｍとなる場合の接着強度を１００とする指数で表１に示す。
具体的に引張剥離試験は次のように行った。まず、ゴム部材中の２つのゴム層の厚さが等しくなるように、ゴム部材を幅２０ｍｍ、厚さ６ｍｍ（それぞれの層が３ｍｍ）、長さ１５０ｍｍの大きさに裁断し、その外側両面にガムテープ等の非伸縮性の粘着テープを貼り、試験片を作製し、室温（２５℃）に数時間放置した（粘着テープは、試験時にゴム部材が伸びずに応力がゴム層の接着面に加わるようにするために用いた）。そして、引張試験機（インストロン社製）を用いて、それぞれのゴム層の先端を把持した状態で、引張速度５０ｍｍ／分、開始チャック間距離５０ｍｍの条件で、それぞれのゴム層を引っ張ってＴ形剥離させた。そして、その際の引張応力からゴム部材の接着強度（Ｎ／ｍｍ）を算出した。なお、測定の際、ゴム部材自体が破断した場合は、そのときの引張応力からそのゴム部分の接着強度を算出した。
また、分離性は、「×」は各ゴム層間の接着強度が十分に高く分離が困難であることを意味し、「△」「○」は各ゴム層間の接着強度が、ゴム部材の一体性を保持しつつ各ゴム層を分離可能な程度であること（換言すればゴム部材が疑似接着状態であること）を意味し、「◎」は各ゴム層間の接着強度が、ゴム部材を成形後の工程で使用する際等にゴム部材が一体性を保持できない程に低いことを意味する。

表１および図５に示すように、図１に示すようなゴム成形装置を使用してゴム部材を成形することにより、ゴム部材の各ゴム層の接着強度を調整することができ、それゆえに、ゴム部材の製造開始後等に生じたゴム部材を、ゴム材料毎に容易に分離することができる。

本発明によれば、ゴム部材の各ゴム層間の接着強度を調整することを可能とするゴム成形装置およびゴム部材の成形方法を提供することができる。

１：ゴム成形装置、 ２：押出ヘッド、 ３：口金、 ３１：（口金の）開口部、 ３２：（口金の開口部の）隔壁側端部、 ４：流通路、 ５：隔壁、 ５１：隔壁の先端、 ６：支持部、 ７：ダイホルダ、 ８：インサート、 ８１：（インサートの）流出側表面、 ９：口金ホルダ、 ９１：（口金ホルダの）開口部、 Ｌ：（隔壁の先端から口金の開口部の隔壁側端部までを、当該口金の開口面と直交する方向に沿ってゴム材料が流出する側に向けて測った）長さ

Claims (4)

1. 押出ヘッドの口金から複数種類のゴム材料を同時に押し出して複数のゴム層からなるゴム部材を一体成形するためのゴム成形装置であって、
   前記押出ヘッドは、複数種類の前記ゴム材料が通過する複数の流通路と、隣り合う複数の当該流通路を相互に仕切る隔壁と、複数種類のゴム材料が同時に押し出され開口部から流出する口金と、を備え、
   前記押出ヘッドは、前記隔壁の先端および前記口金が、当該口金の開口面と直交する方向に相対変位可能なように構成されていることを特徴とする、ゴム成形装置。
2. 前記相対変位は、前記口金が移動することで行われる、請求項１に記載のゴム成形装置。
3. 前記口金の開口部の厚さをＴ（ｍｍ）とするとき、
   前記隔壁の先端と前記口金とは、前記隔壁の先端から前記口金の開口部の隔壁側端部までを、前記開口面と直交する方向に沿って前記ゴム材料が流出する側に向けて測った長さが−Ｔ／５ｍｍとなる位置から＋Ｔ／４ｍｍとなる位置までを少なくとも相対変位可能である、請求項１または２に記載のゴム成形装置。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載のゴム成形装置を用いて、押出ヘッドの口金から複数種類のゴム材料を同時に押し出して複数のゴム層からなるゴム部材を一体成形するためのゴム部材の成形方法であって、
   前記隔壁の先端および前記口金を、前記隔壁の先端から前記口金の開口部の隔壁側端部までを、前記開口面と直交する方向に沿って前記ゴム材料が流出する側に向けて測った長さが所定の長さとなる第１位置に位置させた状態で、複数種類の前記ゴム材料を複数の前記流通路を通過させて、前記口金から評価用ゴム部材を押し出す第１押出工程と、
   第１押出工程において押し出された評価用ゴム部材を評価し、所定の基準を満たすゴム部材が押し出されたか否かを判断する評価工程と、
   所定の基準を満たすゴム部材が押し出された後、前記隔壁の先端および前記口金を、前記開口面と直交する方向に相対変位させて、前記隔壁の先端から前記口金の開口部の隔壁側端部までを、前記開口面と直交する方向に沿って前記ゴム材料が流出する側に向けて測った長さが前記第１位置よりも大きい所定の長さとなる第２位置に位置させ、前記口金から前記ゴム部材を押し出す第２押出工程と、
   を備えることを特徴とする、ゴム部材の成形方法。
   

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