JP2018016023A - 空気入りタイヤ製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】カートシートの寸法精度が向上されたタイヤの製造方法の提供。【解決手段】このタイヤの製造方法では、カットシート３４が準備される工程は、未架橋ゴムからなるベースシート１２が押出機４により押し出される工程と、押し出された直後にこのベースシート１２が冷却される工程とを含む。上記ベースシート１２が冷却される工程では、上記ベースシート１２がその中を通過する水槽２０と、この水槽２０の中に位置しこのベースシート１２上に載せられたダンサーロール２２と、コントローラ２４とが使用される。上記コントローラ２４は、上記ダンサーロール２２の上記水槽２０中での高さが一定となるように上記水槽２０から上記ベースシート１２が引き出される速度を調整する。【選択図】図３

Description

本発明は、空気入りタイヤの製造方法に関する。

タイヤの製造方法は、ローカバーが得られる成形工程と、このローカバーが加圧及び加熱される加硫工程とを含む。成形工程では、タイヤを構成する部材が、成形ドラム又は剛体コアの上に積層される。成形工程において、トレッド等のゴムからなる部材の積層には、適切な大きさに成形された未加硫ゴムからなるシート（ここではカットシートと称される）が用いられる。カットシートを例えば成形ドラム上に巻くことで、これらの部材が積層される。

カットシートは、押出機によって成形された未加硫ゴムのシート（ここではベースシートと称される）を、適切な大きさに切断することで得られる。押出機から押し出されたベースシートは、歪みを有しかつ熱を帯びている。ベースシート及びこのベースシートから得られたカットシートは、時間の経過とともに放熱が進み、徐々に収縮する。このため、カットシートを成形工程で使用するタイミングにより、カットシートの寸法がばらつくことが起こりうる。カットシートの寸法精度を改善するための検討が、特開平９−１８７８５８号公報で報告されている。

特開平９−１８７８５８号公報

成形工程での手直しの低減、成形工程の自動化の促進及びタイヤのユニフォミティの向上のために、カットシートの寸法のばらつきをさらに低減させることが求められている。

本発明の目的は、カットシートの寸法のばらつきを低減し、カートシートの寸法精度が向上されたタイヤの製造方法の提供にある。

本発明に係るタイヤの製造方法は、未架橋ゴムからなるカットシートが準備される工程と、このカットシートと他の部材とが組み合わせられてローカバーが得られる工程とを含む。上記カットシートが準備される工程は、未架橋ゴムからなるベースシートが押出機により押し出される工程と、押し出された直後にこのベースシートが冷却される工程とを含む。上記ベースシートが冷却される工程では、上記ベースシートがその中を通過する水槽と、この水槽の中に位置しこのベースシート上に載せられたダンサーロールと、コントローラとが使用される。上記コントローラは、上記ダンサーロールの上記水槽中での高さが一定となるように上記水槽から上記ベースシートが引き出される速度を調整する。

好ましくは、上記押出機と上記水槽との間で上記ベースシートが搬送される距離は５０ｍ以下である。

本発明に係るタイヤの製造装置は、未架橋ゴムからなるカットシートを準備する装置と、このカットシートを他の部材と組み合わせてローカバーを製造する装置とを備える。上記カットシートを準備する装置は、未架橋ゴムからなるベースシートを押し出す押出機と、この押出機の直後に位置しこのベースシートを冷却する冷却部とを備える。上記冷却部は、このベースシートがその中を通過する水槽と、この水槽の中に位置しこのベースシート上に載せられたダンサーロールと、コントローラとを備える。上記コントローラは、上記ダンサーロールの上記水槽中での高さが一定となるように上記水槽から上記ベースシートが引き出される速度を調整する。

本発明に係るタイヤの製造方法では、ベースシートを冷却する工程において、ベースシートは水槽を通過することで冷却される。水槽の中で、ダンサーロールはベースシートの上に載せられている。コントローラは、ダンサーロールの水槽中での高さが一定となるように、水槽からベースシートが引き出される速度を調整する。これにより、ベースシートの張力が大きくなることが防止される。すなわち、ベースシートは、大きな張力がかからない状態で冷却される。これにより、このベースシートでは、短い時間で収縮が収まるとともに、収縮する時間やその度合いのばらつきが抑えられる。これは、カットシートの寸法のばらつきの低減に効果的に寄与する。この製造方法では、カットシートの寸法精度が向上されている。

図１は、本発明に係る製造方法で使用される、カットシートを準備するための装置が示された模式図である。 図２は、図１の装置でカットシートが準備される途中の段階で得られるベースシートの断面図である。 図３は、図１の装置の一部が示された模式図である。

以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。

このタイヤの製造方法は、適切な大きさに成形された未加硫ゴムからなるシート（カットシートと称される）が準備される工程、ローカバーが得られる工程（成形工程）及びローカバーが加圧及び加熱される工程（加硫工程）を含む。

図１には、カットシートが準備される工程で使用される装置２が示されている。この装置２は、押出機４と、冷却部６と、搬送部８と、切断部１０とを備えている。以下に述べるとおり、この装置２では、押出機４から連続的に押し出されたシート１２（ベースシート１２と称される）が、切断部１０まで搬送される。図１において、矢印Ａは、このベースシート１２が搬送されていく方向を表している。

押出機４は、ゴム組成物からなる材料をシート状に成形しながら押し出す。この材料からなるベースシート１２が、押出機４から連続して押し出される。押し出されたベースシート１２は熱を帯びている。例えばトレッドを構成するためのゴム組成物からなる材料が用意される。トレッドが、キャップ層、ベース層及びウイングからなるときは、キャップ層用のゴム組成物、ベース層用のゴム組成物及びウイング用のゴム組成物が用意される。押出機４からこれらの材料が張り合わされたベースシート１２が押し出される。図２には、押し出されたベースシート１２をその長手方向と垂直な方向に切った断面の例が示されている。このベースシート１２は、キャップ層用のゴム組成物からなる部分１４、ベース層用のゴム組成物からなる部分１６、及び一対のウイング用のゴム組成物からなる部分１８から構成されている。

冷却部６は、押出機４の下流側に位置する。冷却部６は、押出機４の直後に配置されている。冷却部６は、ベースシート１２を冷却する。図３に、冷却部６の構成が示されている。冷却部６は、水槽２０、ダンサーロール２２、コントローラ２４、前ローラー２６及び後ろローラー２８を備えている。

水槽２０には水が溜められている。図で示されているように、ベースシート１２はこの水の中を通される。これにより、ベースシート１２が冷却される。

ダンサーロール２２は、水槽２０中にて、ベースシート１２の上に載せられている。ダンサーロール２２の重みにより、ベースシート１２は下側に湾曲する。これにより、ダンサーロール２２とベースシート１２とが水に浸る。

前ローラー２６は、回転することで、ベースシート１２を水槽２０に送る。前ローラー２６は、所定の速度で回転している。

後ろローラー２８は、回転することで、冷却されたベースシート１２を水槽２０から引き出す。後ろローラー２８は、ベースシート１２を次の工程に送り出す。後ろローラー２８の回転速度は、可変である。後ろローラー２８の回転速度は、ベースシート１２の搬送中にも変更されうる。

コントローラ２４は、後ろローラー２８の回転速度を調節する。すなわち、コントローラ２４は、水槽２０からベースシート１２が引き出される速度を調整する。コントローラ２４は、ダンサーロール２２の水槽２０中での高さを検知する。ダンサーロール２２の高さが所定の高さより低くなると、コントローラ２４は後ろローラー２８の回転速度を上げる。水槽２０からベースシート１２が引き出される速度が早くなる。これにより、ダンサーロール２２の位置は上がる。ダンサーロール２２の高さが所定の高さより高くなると、コントローラ２４は後ろローラー２８の回転速度を下げる。水槽２０からベースシート１２が引き出される速度が遅くなる。これにより、ダンサーロール２２の位置は下がる。コントローラ２４は、後ろローラー２８の回転速度を調整することで、ダンサーロール２２の高さを調整する。図２では、ダンサーロール２２の高さが低くなった状態が点線で示されている。

搬送部８は、ベースシート１２を切断部１０まで搬送する。ベースシート１２は、搬送部８の経路を通過するうちに、さらに冷却される。これにより、ベースシート１２の形状は安定する。搬送部８の経路の長さは、典型的には１００ｍ以上である。

切断部１０は、スカイバー３０と切断台３２とを備える。スカイバー３０は、切断台３２上でベースシート１２を切断する。スカイバー３０は、連続的に送られてきたベースシート１２を、所定の長さに切り分ける。これにより、カットシート３４が得られる。

カットシート３４が準備される工程では、上述の装置２が使用される。この工程は、ベースシート１２が押し出される工程、ベースシート１２が冷却される工程、ベースシート１２が搬送される工程及びベースシート１２が切断される工程を含む。

ベースシート１２が押し出される工程では、上記の押出機４が使用される。この工程では、ベースシート１２が、押出機４から連続して押し出される。ベースシート１２が冷却される工程では、上記の冷却部６が使用される。この工程では、押し出されたベースシート１２が、その直後に冷却部６で冷却される。この工程では、コントローラ２４が、ダンサーロール２２の水槽２０中での高さが一定となるように後ろローラー２８の回転速度を調整する。ベースシート１２が搬送される工程では、ベースシート１２が搬送部８により切断部１０に送られる。ベースシート１２が切断される工程では、切断部１０によりベースシート１２が所定の長さに切り分けられる。これにより、カットシート３４が得られる。これにより、カットシート３４が準備される工程が終了する。

成形工程では、カットシート３４を用いて、タイヤを構成する部材が成形ドラム上に積層される。例えば、トレッド用のカットシート３４を成形ドラム上で巻くことでトレッドが積層される。成形ドラム上では、他の部材も積層される。成形ドラム上でこれらの部材が組み合わされる。これにより、ローカバーが得られる。

加硫工程では、ローカバーがモールドに入れられる。ローカバーはモールド内で加圧および加熱される。加圧と加熱とにより、ローカバーのゴム組成物がキャビティ内を流動する。加熱によりゴムが架橋反応を起こし、タイヤが得られる。

以下、本発明の作用効果が説明される。

本発明に係るタイヤの製造方法では、カットシート３４が準備される工程は、未架橋ゴムからなるベースシート１２を押し出す工程と、押し出された直後にこのベースシート１２を冷却する工程とを含む。前述したとおり、ベースシート１２を冷却する工程では、ベースシート１２は水槽２０を通過することで冷却される。この冷却により、ベースシート１２の収縮が加速される。コントローラ２４は、ダンサーロール２２の水槽２０中での高さが一定となるように、水槽２０からベースシート１２が引き出される速度を調整する。コントローラ２４により、ダンサーロール２２の水槽２０中での高さが一定に保たれる。これにより、ベースシート１２の張力が大きくなることが防止される。すなわち、ベースシート１２は、大きな張力がかからない状態で冷却される。これにより、このベースシート１２では、短い時間で収縮が収まるとともに、収縮する時間やその度合いのばらつきが抑えられる。これは、カットシート３４の寸法のばらつきの低減に効果的に寄与する。この製造方法では、カットシート３４の寸法精度が向上されている。

この製造方法では、カットシート３４の寸法精度が向上されているため、成形工程での手直しが低減できる。カットシート３４の寸法精度が向上されているため、成形工程の自動化がより促進されうる。これらは、タイヤの生産性を向上させる。カットシート３４の寸法精度が向上されているため、タイヤのユニフォミティが向上しうる。これは、走行時の振動を減らし、乗り心地を向上させる。さらに、この製造方法では、押出機４の直後に冷却部６が位置している。押出機４から押し出されたベースシート１２は、すぐに冷却される。これは、搬送部８での冷却時間を少なくしうる。これにより、搬送部８の経路が短くされうる。これは製造装置２のコストの低減に寄与する。

押出機４と水槽２０との間でベースシート１２が搬送される距離は、５０ｍ以下が好ましい。この距離を５０ｍ以下とすることで、この冷却部６はベースシート１２の収縮の加速に効果的に寄与する。このベースシート１２では、短い時間で収縮が収まるとともに、収縮する時間やその度合いのばらつきが抑えられる。これは、カットシート３４の寸法のばらつきの低減に効果的に寄与する。この製造方法では、カットシート３４の寸法精度が向上されている。

押出機４から押し出されたベースシート１２が水槽２０に到達するまでの時間は、１分以内が好ましい。水槽２０に到達するまでの時間を１分以内とすることで、この冷却部６はベースシート１２の収縮の加速に効果的に寄与する。このベースシート１２では、短い時間で収縮が収まるとともに、収縮する時間やその度合いのばらつきが抑えられる。これは、カットシート３４の寸法のばらつきの低減に効果的に寄与する。この製造方法では、カットシート３４の寸法精度が向上されている。

水槽２０の水の温度は、３０℃以下が好ましい。水の温度を３０℃以下とすることで、この冷却部６はベースシート１２の収縮の加速に効果的に寄与する。このベースシート１２では、短い時間で収縮が収まるとともに、収縮する時間やその度合いのばらつきが抑えられる。これは、カットシート３４の寸法のばらつきの低減に効果的に寄与する。この製造方法では、カットシート３４の寸法精度が向上されている。

以下、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。

［実験１］
［実施例１］
トレッド用のカットシートを、本製造方法の「カットシートを準備する工程」の通りの方法で作成した。カットシートの長さは２０００ｍｍとなるように、ベースシートは切断された。この工程では、押出機と水槽との間でベースシートが搬送される距離は、１５ｍとされた。このカットシートは、キャップ層用のゴム組成物からなる部分、ベース層用のゴム組成物からなる部分、及び一対のウイング用のゴム組成物からなる部分から構成されている。このカットシートの基材ゴムの組成は表１の仕様１の通りである。なお、表１中で、「ＳＢＲ」はスチレンブタジエンゴムを表す。「ＢＲ」はブタジエンゴムを表す。「ＮＲ」は天然ゴムを表す。

［比較例１］
ベースシートが冷却される工程を実施しないことの他は実施例１と同様にして、トレッド用のカットシートを得た。

［実施例２］
カットシートの組成が表１の仕様２とされたことの他は実施例１と同様にして、トレッド用のカットシートを得た。

［比較例２］
ベースシートが冷却される工程を実施しないことの他は実施例２と同様にして、トレッド用のカットシートを得た。

［ベースシート長変化］
カットシートが得られた直後、１５分後、３０分後、１時間後、３時間後、７時間後及び２４時間後のそれぞれについて、カットシートの長さが計測された。この結果が表２に示されている。カットシートの長さが安定するまでの時間が短いほど好ましい。

［実験２］
［実施例３］
表１の仕様１の組成を有するトレッド用のカットシートを、本製造方法の「カットシートを準備する工程」の通りの方法で作成した。このカットシートを用いて本発明に係る製造方法でタイヤを製造した。タイヤのサイズは、１７５／６５Ｒ１４とされた。

［比較例３］
ベースシートが冷却される工程を実施しないことの他は実施例３と同様にして、タイヤを製造した。

［実施例４］
トレッド用のカットシートの組成が表１の仕様２であることの他は実施例３と同様にして、タイヤを製造した。

［比較例４］
ベースシートが冷却される工程を実施しないことの他は実施例４と同様にして、タイヤを製造した。

［ユニフォミティ］
実施例３のタイヤ１００本、比較例３のタイヤ１００本、実施例４のタイヤ１００本及び比較例４のタイヤ１００本について、「ＪＡＳＯ Ｃ６０７：２０００」に規定されたユニフォミティ試験の条件に準拠して、ラジアル・フォース・バリエーション（ＲＦＶ）を測定した。それぞれについて、ＲＦＶの平均値が計算された。その結果、実施例３のタイヤでは、比較例３のタイヤに比べて、ＲＦＶが４％改善した。実施例４のタイヤでは、比較例４のタイヤに比べて、ＲＦＶが２％改善した。

実施例で示されるように、実施例の製造方法は、比較例の製造方法に比べて良い結果が得られている。この評価結果から、本発明の優位性は明らかである。

以上説明された方法は、種々のタイヤの製造にも適用されうる。

２・・・装置
４・・・押出機
６・・・冷却部
８・・・搬送部
１０・・・切断部
１２・・・ベースシート
１４・・・キャップ層用のゴム組成物からなる部分
１６・・・ベース層用のゴム組成物からなる部分
１８・・・ウイング用のゴム組成物からなる部分
２０・・・水槽
２２・・・ダンサーロール
２４・・・コントローラ
２６・・・前ローラー
２８・・・後ろローラー
３０・・・スカイバー
３２・・・切断台
３４・・・カットシート

Claims (3)

1. 未架橋ゴムからなるカットシートが準備される工程と、このカットシートと他の部材とが組み合わせられてローカバーが得られる工程とを含み、
   上記カットシートが準備される工程が、
   未架橋ゴムからなるベースシートが押出機により押し出される工程と、押し出された直後にこのベースシートが冷却される工程とを含み、
   上記ベースシートが冷却される工程では、上記ベースシートがその中を通過する水槽と、この水槽の中に位置しこのベースシート上に載せられたダンサーロールと、コントローラとが使用され、
   上記コントローラが、上記ダンサーロールの上記水槽中での高さが一定となるように上記水槽から上記ベースシートが引き出される速度を調整するタイヤの製造方法。
2. 上記押出機と上記水槽との間で上記ベースシートが搬送される距離が５０ｍ以下である請求項１に記載のタイヤの製造方法。
3. 未架橋ゴムからなるカットシートを準備する装置と、このカットシートを他の部材と組み合わせてローカバーを製造する装置とを備え、
   上記カットシートを準備する装置が、未架橋ゴムからなるベースシートを押し出す押出機と、この押出機の直後に位置しこのベースシートを冷却する冷却部とを備え、
   上記冷却部が、このベースシートがその中を通過する水槽と、この水槽の中に位置しこのベースシート上に載せられたダンサーロールと、コントローラとを備え、
   上記コントローラが、上記ダンサーロールの上記水槽中での高さが一定となるように上記水槽から上記ベースシートが引き出される速度を調整するタイヤの製造装置。

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