JP2019059173A - 複合ゴムシートの製造方法及び製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インナーライナーとチェーファーのようにシュリンク量の異なるゴムシートを貼り合わせた複合ゴムシートの製造に際して、波打ち現象の発生を十分に低減させて、スクラップの発生や生産性の低下を招かない複合ゴムシートの製造技術を提供する。【解決手段】インナーライナーとチェーファーとが複合された複合ゴムシートの製造方法であって、ブチルゴムを含む第一ゴムシートとブチルゴムを含まず天然ゴムを含む第二ゴムシートのそれぞれを、リールから巻き出して重ね合わせることによりインナーライナーを形成してリールに巻き取るインナーライナー形成工程と、リールから巻き出されたインナーライナーとリールから巻き出されたチェーファーとを貼り合わせて複合ゴムシートとするアッセンブル工程とを備えており、アッセンブル工程において、チェーファーに所定の張力を付与する複合ゴムシートの製造方法。【選択図】図１

Description

本発明は、タイヤ製造用の複合ゴムシートの製造方法および製造装置に関する。

タイヤの製造に際して、シート状のインナーライナーとシート状のチェーファーとが複合された複合ゴムシートが使用されている。

図３は、この複合ゴムシートの従来の製造方法を説明する図であり、（Ａ）はその製造工程を説明する模式斜視図であり、（Ｂ）は製造された複合ゴムシートの模式断面図である。図３において、１ａはブチルゴムを含む第一ゴムシート、１ｂは天然ゴムを含む第二ゴムシートであり、第一ゴムシート１ａと第二ゴムシート１ｂとが重ね合わされてインナーライナー２が形成されている。また、３はタイヤのビード部を補強するために第二ゴムシート１ｂの両側縁部に配置されるチェーファーである。

図３（Ａ）に示すように、予め形成されて送り出されてきたインナーライナー２に対して、チェーファー３をあてがい、圧着ローラー６を用いて押圧、圧着して一体化することにより複合ゴムシート１が製造される。

このとき、インナーライナー２はゴム部材であるため、複合ゴムシート１に形成された後にもシュリンク（縮み）が生じる。一方、チェーファー３は、リムずれ防止のための繊維材（例えばキャンパス布など）が埋設されているため、シュリンクは実質的に生じない。このため、複合ゴムシート１に形成された後、インナーライナーのシュリンク量にチェーファーが追従することが出来ずに歪みが生まれ、シートの両端が大きく波打つ現象（波打ち）が発生する。このような波打ち現象が生じた複合ゴムシートを使用してタイヤの成形を行うと、トラブルの発生を招く恐れがあるため、不適合品として廃棄処分される。この結果、タイヤの製造工程において、スクラップの発生や生産性の低下を招いてしまう。

そこで、未加硫ゴムシートの製造ラインの各部の速度比に工夫を加えて巻き取り時に強制的にシュリンクさせることにより製造後のシュリンクを緩和する方法（特許文献１）や、シュリンクのパラメーターとしてインナーライナーの第二ゴムシートの応力緩和試験におけるＭＳＲ（Ｍｏｏｎｅｙ ｓｔｒｅｓｓ−ｒｅｌａｘａｔｉｏｎ ｒａｔｅ：ムーニー緩和率）の結果を用いて、複合ゴムシートの製造を決定するという方法（特許文献２）などが提案されている。

特開２０１０−１７３２２３号公報 特開２０１５−５４１号公報

しかしながら、上記したいずれの方法も、未だ、波打ち現象の発生を十分に解消できているとは言えず、さらなる改良が求められている。

そこで、本発明は、インナーライナーとチェーファーのようにシュリンク量の異なるゴムシートを貼り合わせた複合ゴムシートの製造に際して、波打ち現象の発生を十分に低減させて、スクラップの発生や生産性の低下を招かない複合ゴムシートの製造技術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に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、
インナーライナーとチェーファーとが複合された複合ゴムシートの製造方法であって、
ブチルゴムを含む第一ゴムシートと、ブチルゴムを含まず天然ゴムを含む第二ゴムシートのそれぞれを、リールから巻き出して、重ね合わせることにより、インナーライナーを形成してリールに巻き取るインナーライナー形成工程と、
リールから巻き出された前記インナーライナーとリールから巻き出されたチェーファーとを貼り合わせて複合ゴムシートとするアッセンブル工程とを備えており、
前記アッセンブル工程において、リールから巻き出された前記チェーファーに所定の張力を付与することを特徴とする複合ゴムシートの製造方法である。

請求項２に記載の発明は、
前記チェーファーに付与する張力を、リール巻き状態でのインナーライナーの保管時間に応じて設定することを特徴とする請求項１に記載の複合ゴムシートの製造方法である。

請求項３に記載の発明は、
前記チェーファーに付与する張力を、前記第二ゴムシートのＭＳＲを加味して設定することを特徴とする請求項２に記載の複合ゴムシートの製造方法である。

請求項４に記載の発明は、
前記チェーファーに付与する張力を、タイヤ成形工程において、（インナーライナーの長さ／チェーファーの長さ）が９９．０〜１００％となるように設定することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の複合ゴムシートの製造方法である。

請求項５に記載の発明は、
前記チェーファーに付与する張力を、自動設定することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の複合ゴムシートの製造方法である。

請求項６に記載の発明は、
前記チェーファーに付与する張力を、チェーファー１枚あたり、０．１〜２０Ｎに設定することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の複合ゴムシートの製造方法である。

請求項７に記載の発明は、
前記インナーライナーおよび前記チェーファーの巻き出しをフリー回転するリールによって行い、前記複合ゴムシートの巻き取りを駆動リールによって行うことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の複合ゴムシートの製造方法である。

請求項８に記載の発明は、
請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の複合ゴムシートの製造方法に用いられる複合ゴムシートの製造装置であって、
ブチルゴムを含む第一ゴムシートと、ブチルゴムを含まず天然ゴムを含む第二ゴムシートのそれぞれを、リールから巻き出して、重ね合わせることにより、インナーライナーを形成してリールに巻き取るインナーライナー形成部と、
リールから巻き出された前記インナーライナーとリールから巻き出されたチェーファーとを貼り合わせて複合ゴムシートとするアッセンブル部とを備えており、
前記アッセンブル部に、リールから巻き出された前記チェーファーに所定の張力を付与する張力付与手段を有していることを特徴とする複合ゴムシートの製造装置である。

請求項９に記載の発明は、
前記張力付与手段が、前記張力を自動設定する張力自動設定手段を有していることを特徴とする請求項８に記載の複合ゴムシートの製造装置である。

本発明によれば、インナーライナーとチェーファーのようにシュリンク量の異なるゴムシートを貼り合わせた複合ゴムシートの製造に際して、波打ち現象の発生を十分に低減させて、スクラップの発生や生産性の低下を招かない複合ゴムシートの製造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複合ゴムシートの製造装置の概要を示す図である。 マチュアリング時間とインナーライナーのシュリンク量との関係を示す図である。 複合ゴムシートの従来の製造方法を説明する図である。

以下、本発明を実施の形態に基づき、図面を用いて説明する。

１．本発明に至る経緯
本発明者は、上記した波打ち現象の解決について検討する中で、タイヤ成形時までに発生するインナーライナーのシュリンク量に応じた伸びを予めチェーファーに付与して、複合ゴムシートを製造することに思い至った。

即ち、インナーライナーのシュリンク量に応じた伸びが付与されたチェーファーと、インナーライナーとを貼り合わせることにより、その後に発生するインナーライナーのシュリンクに対してチェーファーが追従できるようになり、波打ち現象の発生を十分に低減させることができる。

そして、具体的に、チェーファーに伸びを付与する方法として、所定の張力を付与することに思い至り、本発明を完成するに至った。

２．本発明の実施の形態
（１）複合ゴムシートの製造装置
最初に、本実施の形態に係る複合ゴムシートの製造装置について説明する。

図１は、本実施の形態に係る複合ゴムシートの製造装置の概要を示す図である。図１において、１は複合ゴムシート、２はインナーライナー、３はチェーファーであり、４ａ、４ｂ、４ｃはそれぞれリールである。また、６はインナーライナー２とチェーファー３とを押圧、圧着する圧着ローラーである。なお、本実施の形態においても、従来と同様に、インナーライナーは、ブチルゴムを含む第一ゴムシートと天然ゴムを含む第二ゴムシートとが重ね合わされて形成されている。

図１に示すように、上記の構成を用いて、リール４ｂから巻き出されたインナーライナー２とリール４ａから巻き出されたチェーファー３を、圧着ローラー６によって押圧、圧着して一体化してリール４ｃに巻き取っている点では、従来と同様である。

しかしながら、本実施の形態においては、リール４ａと圧着ローラーとの間に、リール４ａから巻き出されたチェーファー３に対して予め所定の張力を付与するための張力付与手段５が設けられている点で、従来とは異なっている。

このような張力付与手段５を設けて、チェーファー３に対して予め所定の張力を付与することにより、チェーファー３が引き伸ばされた状態でインナーライナー２と圧着して、複合ゴムシート１を製造して、リール４ｃに巻き取ることができる。

リール４ｃに巻き取られた複合ゴムシート１はタイヤ成形時まで保管されるが、その間にもインナーライナー２がシュリンクしてリール４ｃに巻き締りが発生する。しかし、本実施の形態においては、上記したように、チェーファー３が引き伸ばされた状態でインナーライナー２と圧着しているため、シュリンクするインナーライナー２に追従して引き伸ばされたチェーファー３も縮むため、波打ち現象が生じることがない。

この結果、タイヤの成形工程において、トラブルの発生を招く恐れがなくなり、スクラップの発生や生産性の低下を招くようなことがない。

（２）複合ゴムシートの製造方法
次に上記した複合ゴムシートの製造装置を用いて行う本実施の形態に係る複合ゴムシートの製造方法について、図１を参照しながら説明する。

（ａ）インナーライナー形成工程
まず、従来と同様にして、インナーライナーの形成を行う。

具体的には、ブチルゴムを含む第一ゴムシートと、ブチルゴムを含まず天然ゴムを含む第二ゴムシートのそれぞれを、リールから巻き出して、重ね合わせることによりインナーライナーを形成し、リールに巻き取る（図示せず）。

（ｂ）アッセンブル工程
次に、図１に示すように、リール４ａに巻き取られているチェーファー３を巻き出すと共に、リール４ｂに巻き取られているインナーライナー２を巻き出して、それぞれを圧着ローラー６に向けて供給する。

本実施の形態においては、この巻き出されたチェーファー３に対して、圧着ローラー６の手前で、張力付与手段５によってチェーファー３に所定の張力を付与している点に大きな特徴がある。

このように、本実施の形態においては、チェーファー３に対して予め所定の張力を付与することにより、チェーファー３が引き伸ばされた状態でインナーライナー２と圧着して複合ゴムシート１を製造して、リール４ｃに巻き取るため、上記したように、複合ゴムシート１をタイヤ成形時まで保管しても波打ち現象を生じることがなく、タイヤの成形工程において、トラブルの発生を招く恐れがなくなり、スクラップの発生や生産性の低下を招くようなことがない。

このとき、リール４ａ、４ｂとしてフリー回転するリールを用い、リール４ｃとして駆動リールを用いた場合、張力付与手段５によって付与された張力を維持してチェーファー３とインナーライナー２とを圧着することができ、好ましい。

（３）張力の設定
次に、本実施の形態においてチェーファー３に掛ける張力の設定について説明する。

（ａ）インナーライナーの保管時間に基づく設定
インナーライナーのシュリンク量は、リールに巻かれてからの保管時間（マチュアリング時間）との間で一定の相関関係があることが分かっている。

図２は、上記したマチュアリング時間とインナーライナーのシュリンク量との関係を示す図であり、所定のマチュアリング時間経過後にリールから巻き出したインナーライナーのシュリンク量の時間的変化を示している。なお、図２において、横軸はインナーライナーをリールから巻き出してからの経過時間（ｍｉｎ）、縦軸はインナーライナー（長さ１０００ｍｍ）のシュリンク量（ｍｍ）である。そして、吹き出しに示した「時間待ち」の記載は、マチュアリング時間を示している。

図２より、各マチュアリング時間毎の複数のデータのそれぞれが、同じような傾向でシュリンクを発生しており、いずれのマチュアリング時間の場合も、リールから巻き出してからの経過時間とシュリンク量の時間的変化との間に相関関係があることが分かる。

このように、マチュアリング時間とタイヤ成形までの時間（図２の経過時間に相当）が分かっていれば、タイヤ成形時におけるインナーライナーのシュリンク量を知ることができる。このため、シュリンク量に対応する伸びがチェーファーに付与されるような張力をチェーファーに付与すればよいことが分かる。

なお、この張力の設定に際しては、第二ゴムシートのＭＳＲを加味して設定することが好ましい。このＭＳＲは、ＩＳＯ ２８９−４：２００３に準拠した方法で測定される値であり、シュリンク割合との間に一定の相関関係を有していることが分かっているため、上記したマチュアリング時間によるシュリンク量の変化と組み合わせることにより、より適切な張力の設定を行うことができる。

（ｂ）（インナーライナーの長さ／チェーファーの長さ）に基づく設定
上記したように、インナーライナーのシュリンク量に応じた伸びが付与されたチェーファーとインナーライナーとを貼り合わせることにより、タイヤ成形時における波打ち現象の発生を十分に低減させることができる。

そこで、タイヤ成形時、複合ゴムシートにおいて、インナーライナーの長さとチェーファーの長さとの間に、具体的に、どのような関係があればよいのか、実験を行った。その結果、タイヤ成形時、インナーライナーの長さのチェーファーの長さに対する比率（インナーライナーの長さ／チェーファーの長さ）が、９９．０〜１００％であれば、波打ち現象の発生が十分に低減されることが分かった。

即ち、（インナーライナーの長さ／チェーファーの長さ）が、このような比率となるように、張力を設定することにより、波打ち現象の発生を十分に低減させることができる。

なお、上記した張力の設定に際しては、自動で行うことが効率的であり好ましいが、通常は、チェーファー１枚あたり０．１〜２０Ｎの張力を付与する方法を採用しても、問題とならない程度に、波打ち現象の発生を十分に低減させることができる。

（４）複合ゴムシートの材料
次に、複合ゴムシートの材料について説明する。

インナーライナーを構成する第一ゴムシートは、ブチルゴムを含むゴム組成物である。具体的には、ブチルゴム、塩素化ブチルゴムなどのハロゲン化ブチルゴムを、ゴム成分中に主成分として６０質量％以上含むゴム組成物を挙げることができる。

第二ゴムシートは、ブチルゴムを含まず天然ゴムを含むゴム組成物である。具体的には、天然ゴムおよびスチレンブタジエンゴムを、ゴム成分中に主成分として６０質量％以上含むゴム組成物を挙げることができる。

チェーファーは、タイヤのビード部を補強してリムズレを防止するために、繊維材によって補強されたゴムシート材であり、有機繊維からなるキャンバス布をゴム被覆した、いわゆるキャンバスチェーファーが一般に使用されるが、コード配列体をゴム被覆したものなど繊維材で補強された種々のものも用いられる。なお、前記繊維材には、アラミド繊維、ナイロン等のポリアミド繊維、レーヨン等の有機繊維が好適に用いられる。

以下、実施例に基づいて、本発明を具体的に説明する。

上記した本実施の形態に係る複合ゴムシートの形成装置を用いて、表１に示すように、（インナーライナー（ＩＬ）長さ／チェーファー（ＣＦ）長さ）を変化させて、実験例１〜６の複合ゴムシートを作製した。併せて、従来の複合ゴムシートの形成装置を用いて、（ＩＬ長さ／ＣＦ長さ）の制御を行うことなく、標準の複合ゴムシートを作製した。

評価は、各例で作製した複合ゴムシートのタイヤ成形時における波打ち発生率（％）を求め、評価した。結果を、表１に示す。

表１より、実験例１〜６では、いずれも標準よりも波打ち発生率が低減されていることが分かる。その内でも、（ＩＬ長さ／ＣＦ長さ）が９９．０〜１００％である実験例１〜３は波打ち発生率は０％となっていた。一方、実験例４、５では、張力によって引き伸ばされ過ぎたキャンバスチェーファーが、元の長さに戻るとき波打ちを誘発したと考えられる。また、実験例６では、キャンバスチェーファーに掛かる張力が弱いため、インナーライナーのシュリンクにキャンバスチェーファーが追従できなくなり、波打ちが発生したものと考えられる。

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 複合ゴムシート
１ａ 第一ゴムシート
１ｂ 第二ゴムシート
２ インナーライナー
３ チェーファー
４ａ、４ｂ、４ｃ リール
５ 張力付与手段
６ 圧着ローラー

Claims (9)

1. インナーライナーとチェーファーとが複合された複合ゴムシートの製造方法であって、
   ブチルゴムを含む第一ゴムシートと、ブチルゴムを含まず天然ゴムを含む第二ゴムシートのそれぞれを、リールから巻き出して、重ね合わせることにより、インナーライナーを形成してリールに巻き取るインナーライナー形成工程と、
   リールから巻き出された前記インナーライナーとリールから巻き出されたチェーファーとを貼り合わせて複合ゴムシートとするアッセンブル工程とを備えており、
   前記アッセンブル工程において、リールから巻き出された前記チェーファーに所定の張力を付与することを特徴とする複合ゴムシートの製造方法。
2. 前記チェーファーに付与する張力を、リール巻き状態でのインナーライナーの保管時間に応じて設定することを特徴とする請求項１に記載の複合ゴムシートの製造方法。
3. 前記チェーファーに付与する張力を、前記第二ゴムシートのＭＳＲを加味して設定することを特徴とする請求項２に記載の複合ゴムシートの製造方法。
4. 前記チェーファーに付与する張力を、タイヤ成形工程において、（インナーライナーの長さ／チェーファーの長さ）が９９．０〜１００％となるように設定することを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の複合ゴムシートの製造方法。
5. 前記チェーファーに付与する張力を、自動設定することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の複合ゴムシートの製造方法。
6. 前記チェーファーに付与する張力を、チェーファー１枚あたり、０．１〜２０Ｎに設定することを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の複合ゴムシートの製造方法。
7. 前記インナーライナーおよび前記チェーファーの巻き出しをフリー回転するリールによって行い、前記複合ゴムシートの巻き取りを駆動リールによって行うことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の複合ゴムシートの製造方法。
8. 請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の複合ゴムシートの製造方法に用いられる複合ゴムシートの製造装置であって、
   ブチルゴムを含む第一ゴムシートと、ブチルゴムを含まず天然ゴムを含む第二ゴムシートのそれぞれを、リールから巻き出して、重ね合わせることにより、インナーライナーを形成してリールに巻き取るインナーライナー形成部と、
   リールから巻き出された前記インナーライナーとリールから巻き出されたチェーファーとを貼り合わせて複合ゴムシートとするアッセンブル部とを備えており、
   前記アッセンブル部に、リールから巻き出された前記チェーファーに所定の張力を付与する張力付与手段を有していることを特徴とする複合ゴムシートの製造装置。
9. 前記張力付与手段が、前記張力を自動設定する張力自動設定手段を有していることを特徴とする請求項８に記載の複合ゴムシートの製造装置。

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