JP2020049723A - タイヤ用シートの製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低コストで良好な粘着力と粘着力のばらつきの抑制とが実現されたシートが得られる、シートの製造装置の提供。【解決手段】この装置２は、高温の未加硫ゴム１４から帯状の未冷却シート２０を形成する圧延器４と、この未冷却シート２０を冷却してシート１６を得る冷却器６とを備える。上記冷却器６は、その内部に冷却液が流れる複数の冷却ドラム２２と、これらの冷却ドラム２２間を接続する接続管２４とを備える。上記冷却ドラム２２と接続管２４とにより、一本の冷却液の流路が形成されている。上記未冷却シート２０は、上記流路の下流側に位置する冷却ドラム２２から上流側に位置する冷却ドラム２２に向けて、これらの冷却ドラム２２上を順に移動される。【選択図】図１

Description

本発明は、タイヤの製造に使用されるシートの製造装置に関する。

タイヤの製造では、成形工程において、未加硫ゴム又はコードを埋没させた未加硫ゴムからなる帯状のシートが用意される。このシートが適切な大きさに切断されて、ドラム又は剛体コアの上に巻かれる。これにより、インナーライナーやカーカス等のタイヤの構成部材が形成される。

典型的なシートの製造においては、高温の未加硫ゴムが圧延器で圧延され、シート状とされる。このシート状の未加硫ゴム（未冷却シート）が冷却器で冷却され、シートが得られる。この冷却時のゴムの収縮によるシート寸法のばらつきを抑制するため、未冷却シートは、冷却器において、例えば複数の冷却ドラム上を移動されることで、速やかに冷却される。このシートは、ローラーに巻き取られて保管されるか、又はそのまま次の工程に送られる。シートの製造方法についての検討が、特開２００８−１３７３６１公報に開示されている。

特開２００８−１３７３６１公報

タイヤの生産性や品質の向上のために、シートの粘着力の向上や粘着力のばらつきの低減は重要である。シートの粘着力やそのばらつきは、冷却により得られたシートの温度やこの温度のばらつきに依存する。これは、シートが巻き取られて保存されている間にもシートが放熱し、未加硫ゴムに添加されている硫黄、ステアリン酸等がシートの表面に析出するからである。不十分な冷却は析出物の量を増やし、粘着力を低下させうる。冷却した際のシートの温度のばらつきは、シートの粘着力のばらつきの要因となりうる。一方で、必要以上の冷却や、複雑な温度制御機構の導入は、製造コストの増大を招来しうる。簡易な仕組みで精度よくシートの温度が制御でき、これにより良好な粘着力及び粘着力のばらつきの抑制が実現されたシートが低コストで得られうる、シートの製造装置が求められている。

本発明の目的は、低コストで良好な粘着力と粘着力のばらつきの抑制とが実現されたシートが得られる、シートの製造装置の提供にある。

本発明は、タイヤの成形工程で用いられるシートの製造装置に関する。この装置は、高温の未加硫ゴムから帯状の未冷却シートを形成する圧延器と、この未冷却シートを冷却してシートを得る冷却器とを備える。上記冷却器は、その内部に冷却液が流れる複数の冷却ドラムと、これらの冷却ドラム間を接続する接続管とを備える。上記冷却ドラムと接続管とにより、一本の冷却液の流路が形成されている。上記未冷却シートは、上記流路の下流側に位置する冷却ドラムから上流側に位置する冷却ドラムに向けて、これらの冷却ドラム上を順に移動される。

好ましくは、上記流路を流れる冷却液の流量は、２００Ｌ／分以上６００Ｌ／分以下である。

好ましくは、この装置は、上記冷却液中の異物を除去する浄化器をさらに備える。

好ましくは、この装置は、上記冷却液を殺菌する殺菌器をさらに備える。

好ましくは、この装置は、上記冷却液の液質を監視するモニター器をさらに備える。

本発明は、タイヤの成形工程で用いられるシートの製造方法に関する。この方法は、
高温の未加硫ゴムから未冷却シートを形成する工程
及び
内部に冷却液が流れる複数の冷却ドラムとこれらを接続する接続管とにより一本の冷却液の流路が形成されている冷却器において、上記未冷却シートを、この流路の下流側に位置する冷却ドラムから上流側に位置する冷却ドラムに向けて、これらの冷却ドラム上を順に移動させることで冷却する工程
を含む、

この装置では、冷却器の複数の冷却ドラムが接続管により接続されており、これらにより一本の冷却液の流路が形成されている。この装置では、全ての冷却ドラムに常に同じ流量の冷却液が安定して流れる。これは、シートの温度のばらつきの低減に寄与する。この装置では、未冷却シートは、流路の下流側に位置する冷却ドラムから上流側に位置する冷却ドラムに向けて、これらの冷却ドラム上を順に移動される。この装置では、流路の最も上流側に位置する冷却ドラム中の冷却液は、未冷却シートの熱の影響をほとんど受けていない。未冷却シートは、この冷却ドラムで最後に冷却される。これは、所定の温度のシートを得ることを可能にする。この装置では、良好な粘着力を有し、粘着力のばらつきが抑えられたシートが得られる。この装置では、シートの温度制御の精度を上げるための、複雑な制御機構は有していない。この装置の仕組みは、簡易である。これは、コストの抑制に寄与する。

図１は、本発明に係るシートの製造装置示された概念図である。 図２は、図１の製造装置の一部が示された断面図である。

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。

図１は、本発明に係るシートの製造装置２が示された概念図である。図１において、矢印Ｘが示す方向が前方であり、この反対が後方である。紙面と垂直な方向が上下方向である。図２は、図１で示された装置２の一部が示された断面図である。図２において、矢印Ｘが示す方向が前方であり、この反対が後方である。矢印Ｚが示す方向が上方であり、この反対が下方である。この装置２は、圧延器４、冷却器６、浄化器８、殺菌器１０及びモニター器１２を備える。

この装置２は、高温の未加硫ゴムを材料として、シートを形成する。図１及び２には、この未加硫ゴム１４及びシート１６も示されている。未加硫ゴム１４は、例えば押出器から本装置２に供給される。未加硫ゴム１４の温度は、典型的には６０℃から９０℃である。この未加硫ゴム１４は、５ｐｈｒから１０ｐｈｒの硫黄を含有する。形成されたシート１６の温度は、典型的には２０℃から３０℃である。

圧延器４は、一対のカレンダーロール１８を備える。これらのカレンダーロール１８は、図２の矢印の方向に回転する。この回転により、供給された未加硫ゴム１４は、これらのカレンダーロール１８の間を通される。これにより未加硫ゴム１４は、圧延され帯状に成形される。この実施形態では、これにより帯状の未冷却シート２０が得られる。カレンダーロール１８間の隙間は、所望の値に設定されうる。これにより、所望の厚さの未冷却シート２０が得られる。

冷却器６は、冷却ドラム２２及び接続管２４を備える。図１及び２に示されるように、複数の冷却ドラム２２が並列されている。図２に示されるように、この実施形態では、１０個の冷却ドラム２２が、上段及び下段それぞれに５個ずつ互い違いに並べられている。図２で示されるように、上側からこの冷却器６を見たとき、上段に並べられた冷却ドラム２２と下段に並べられた冷却ドラム２２とは、前後方向に重なりを有する。図１では見やすくするために、冷却ドラム２２同士は重ならないように描かれている。

それぞれの冷却ドラム２２は、筒状である。冷却ドラム２２の内部は空洞である。冷却ドラム２２の内部には、冷却液２６が流されている。典型的な冷却液２６は、水である。図２に示されるように、未冷却シート２０は、冷却ドラム２２の外周面に接触している。冷却ドラム２２は、図２の矢印の方向に回転できる。この回転により、未冷却シート２０は冷却ドラム２２上を移動される。未冷却シート２０は、冷却ドラム２２の外周面に接触しながら移動される。

接続管２４は、冷却ドラム２２間を接続する。接続管２４の内部は空洞である。接続管２４の内部には、冷却液２６が流されている。

図２の符号Ｉで示されるのが、この冷却器６の冷却液２６の入り口である。冷却液２６は、最も後方に位置する冷却ドラム２２の一方の端から入れられる。この冷却ドラム２２の他方の端は、接続管２４により隣接する冷却ドラム２２（後方から２番目の冷却ドラム２２）の一方の端に接続される。この後方から２番目の冷却ドラム２２の他方の端は、接続管２４により後方から３番目の冷却ドラム２２の一方の端に接続される。このようにして、全ての冷却ドラム２２は、接続管２４により直列に接続される。図２において符号Ｏで示されるのが、この冷却器６の冷却液２６の出口である。冷却ドラム２２と接続管２４とにより、入り口Ｉから出口Ｏまで繋がる、一本の冷却液２６の流路が形成されている。

なお、図１では見易くするために、接続管２４は冷却ドラム２２に対して細く描かれている。実際には、接続管２４は、必要な流量を確保するのに十分な太さを有する。例えば接続管２４の内径は、冷却ドラム２２の内径と同等とされる。

浄化器８は、冷却器６の入り口Ｉの上流側に位置する。浄化器８は、冷却液２６中の浮遊物を除去する。この実施形態では、浄化器８は、網状のストレーナーを備える。

殺菌器１０は、冷却器６の入り口Ｉの上流側に位置する。殺菌器１０は、冷却液２６を殺菌することで、冷却液２６中にバイオフィルムが発生することを防止する。この実施形態では、殺菌器１０は、紫外線照射器である。

モニター器１２は、冷却器６の出口Ｏの下流側に位置する。モニター器１２は、冷却液２６の液質を監視する。モニター器１２は、冷却液２６中の浮遊物の量を計測する。モニター器１２の計測結果から、冷却器６の洗浄の時期が決められる。

この実施形態では、浄化器８及び殺菌器１０は冷却器６の入り口Ｉの上流側に位置し、モニター器１２は、冷却器６の出口Ｏの下流側に位置している。浄化器８、殺菌器１０及びモニター器１２の位置は、この位置に限られない。浄化器８又は殺菌器１０が出口Ｏの下流側に位置してもよく、モニター器１２が入り口Ｉの上流側に位置していてもよい。

この装置２を使用したシート１６の製造方法は、圧延工程と冷却工程とを備える。

圧延工程では、圧延器４に、高温の未加硫ゴム１４が供給される。カレンダーロール１８が回転し、未加硫ゴム１４がこれらのカレンダーロール１８の間を通される。未加硫ゴム１４は、圧延され帯状に成形される。これにより帯状の未冷却シート２０が得られる。未冷却シート２０の厚みは、典型的には０．５ｍｍから２．０ｍｍである。未冷却シート２０は、冷却器６に送られる。

冷却工程では、図示されないポンプから、冷却液２６がこの製造装置２に送られる。図１の矢印Ａで示されるのが、ポンプからの冷却液２６が流れる方向である。冷却液２６は、浄化器８及び殺菌器１０を通り、入り口Ｉから冷却器６に送られる。冷却液２６は、最も後方に位置する冷却ドラム２２に流れ込む。冷却液２６は、冷却ドラム２２及び接続管２４で形成された流路を通り、出口Ｏから排出される。この冷却液２６は、モニター器１２を通り、ポンプに戻される。ポンプにより、冷却液２６が循環される。この実施形態では、循環される冷却液２６の流量は、２００Ｌ／分から６００Ｌ／分である。

冷却工程では、上記の冷却液２６が循環されるとともに、それぞれの冷却ドラム２２が図２の矢印の方向に回転する。圧延器４から送られた未冷却シート２０が、冷却ドラム２２上を移動される。未冷却シート２０は、図２の矢印Ｂの方向に移動する。未冷却シート２０は、前方に位置する冷却ドラム２２から後方に位置する冷却ドラム２２に、順に送られる。上記のとおり、後方に位置する冷却ドラム２２が、冷却液２６の流路の上流側となっている。未冷却シート２０は、流路の下流側に位置する冷却ドラム２２から上流側に位置する冷却ドラム２２に向けて、これらの冷却ドラム２２上を順に移動される。未冷却シート２０は、冷却ドラム２２上を移動することで、冷却される。これにより、シート１６が得られる。

以下、本発明の作用効果が説明される。

この装置２では、冷却器６の複数の冷却ドラム２２が接続管２４で接続されており、これらの冷却ドラム２２と接続管２４とにより一本の冷却液２６の流路が形成されている。この装置２では、全ての冷却ドラム２２に常に同じ流量の冷却液２６が安定して流れる。これは、シート１６の温度のばらつきの低減に寄与する。この装置２では、温度のばらつきが抑えられたシート１６が得られる。この装置２では、粘着力のばらつきが抑えられたシート１６が得られる。

この装置２では、未冷却シート２０は、流路の下流側に位置する冷却ドラム２２から上流側に位置する冷却ドラム２２に向けて、これらの冷却ドラム２２上を順に移動される。この装置２では、冷却ドラム２２内の冷却液２６の温度は、流路の下流ほど未冷却シート２０の熱を奪って高くなりうる。流路の最も上流側に位置する冷却ドラム２２内の冷却液２６は、未冷却シート２０の熱の影響をほとんど受けていない。未冷却シート２０は、この冷却ドラム２２で最後に冷却される。これは、所定の温度のシート１６を得ることを可能にする。この装置２では、良好な粘着力を有するシート１６が得られる。

この装置２では、上記のとおり、冷却ドラム２２と接続管２４とにより一本の冷却液２６の流路を形成し、未冷却シート２０を流路の下流側に位置する冷却ドラム２２から上流側に位置する冷却ドラム２２に向けて順に移動させることで、良好な粘着力を有し、粘着力のばらつきが抑えられたシート１６を得ることを可能としている。この装置２では、シート１６の温度制御の精度を上げるための、複雑な制御機構は有していない。この装置２の仕組みは、簡易である。これは、コストの抑制に寄与する。

冷却液２６の流量は、前述の通り２００Ｌ／分以上が好ましい。この装置２では、一本の冷却液２６の流路が形成されているため、流量を２００Ｌ／分以上と多くしても、全ての冷却ドラム２２には、同じ流量の冷却液２６が安定して流れる。一本の流路に２００Ｌ／分以上の冷却液２６を流すことで、未冷却シート２０は効果的に冷却される。これは、シート１６の良好な粘着力及び粘着力のばらつきの低減に効果的に寄与する。この観点から、冷却液２６の流量は、３００Ｌ／分以上がより好ましい。冷却液２６の流量は、６００Ｌ／分以下が好ましい。冷却液２６の流量を６００Ｌ／分以下とすることで、装置２の規模が適切に抑えられる。これは、装置２のコストの増大を防止する。

この装置２は、浄化器８を備える。この浄化器８により、冷却液２６中の浮遊物が除去される。これは、冷却ドラム２２及び接続管２４の詰まりを防止する。これは、冷却液２６の安定した流れに寄与する。この装置２では、未冷却シート２０は安定して冷却される。この装置２では、温度のばらつきが少ないシート１６が得られる。これは、シート１６の粘着力のばらつきの低減に、効果的に寄与する。

この装置２は、殺菌器１０を備える。この殺菌器１０で冷却液２６を殺菌することにより、冷却液２６中でのバイオフィルムの発生が防止される。これは、冷却ドラム２２及び接続管２４の詰まりを防止する。これは、冷却液２６の安定した流れに寄与する。この装置２では、未冷却シート２０は安定して冷却される。この装置２では、温度のばらつきが少ないシート１６が得られる。これは、シート１６の粘着力のばらつきの低減に、効果的に寄与する。

この装置２は、冷却液２６の液質を監視するモニター器１２を備える。モニター器１２の結果から、冷却器６の洗浄の時期が決められる。この装置２では、適切な時期に冷却液２６の入れ替えや、冷却器６の洗浄ができる。この装置２では、温度のばらつきが少ないシート１６が得られる。これは、シート１６の粘着力のばらつきの低減に、効果的に寄与する。

未冷却シート２０の移動速度は、６０ｍ／分以下が好ましい。未冷却シート２０の移動速度を６０ｍ／分以下とすることで、この未冷却シート２０は冷却器６で十分に冷却できる。これは、所望の温度のシート１６を得ることを可能にする。この装置２では、良好な粘着力を有するシート１６が得られる。この観点から、移動速度は、５５ｍ／分以下がより好ましい。未冷却シート２０の移動速度は、３０ｍ／分以上が好ましい。移動速度を３０ｍ／分以上とすることで、効率的に未冷却シート２０を冷却することができる。これは、生産性の向上に寄与する。この観点から移動速度は、４０ｍ／分以上がより好ましい。

冷却ドラム２２の数は、８以上が好ましい。冷却ドラム２２の数を８以上とすることで、未冷却シート２０は冷却器６で十分に冷却できる。これは、所望の温度のシート１６を得ることを可能にする。この装置２では、良好な粘着力を有するシート１６が得られる。冷却ドラム２２の数は、１２以下が好ましい。冷却ドラム２２の数を１２以下とすることで、装置２の規模が適切に抑えられる。これは、装置２のコストの増大を防止する。

冷却器６に送られる冷却液２６の温度は、３０℃以下が好ましい。冷却液２６の温度を３０℃以下とすることで、未冷却シート２０は冷却器６で十分に冷却できる。これは、所望の温度のシート１６を得ることを可能にする。この装置２では、良好な粘着力を有するシート１６が得られる。冷却液２６の温度は、２０℃以上が好ましい。冷却液２６の温度を２０℃以上とすることで、シート１６の十分な粘着力を実現したうえで、製造コストが抑えられる。

以上説明された実施形態では、一種類の未加硫ゴム１４を圧延器４で圧延して、未冷却シート２０が得られた。圧延器が、２種類の未加硫ゴムをそれぞれ圧延し、これらを貼り合わせることで未冷却シートを形成してもよい。この場合、圧延器は、カレンダーロール１８の他に、シート状の未加硫ゴムを貼り合わせる、貼り合わせ器をさらに備える。例えば二層のゴムからなるインナーライナー用の未冷却シートは、これにより得られる。圧延器が、未加硫ゴムを圧延し、これをコードからなるシートに両側から貼り合わせて、未冷却シートを形成してもよい。この場合、圧延器は、シート状の未加硫ゴムとコードからなるシートを貼り合わせる、貼り合わせ器をさらに備える。例えばカーカス用の未冷却シートは、これにより得られる。

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。

［実施例１］
図１及び２で示された装置を使用して、シートを製造した。この製造におけるパラメータが表１に示されている。この製造装置では、未冷却シートは、冷却液の流路の下流側に位置する冷却ドラムから上流側に位置する冷却ドラムに向けて、これらの冷却ドラム上を順に移動される。このことが表１の「未冷却シート移動方向」の欄に、「下から上」として示されている。冷却ドラムの数は、１０である。未冷却シートの移動速度は、５０ｍ／分とされた。得られたシートの厚みは、１．６ｍｍであった。シートの目標の温度は、２５℃である。

［比較例１］
比較例１の装置では、未冷却シートは、冷却液の流路の上流側に位置する冷却ドラムから下流側に位置する冷却ドラムに向けて、これらの冷却ドラム上を順に移動される。このことが表１の「未冷却シート移動方向」の欄に、「上から下」として示されている。冷却液の流量は、表１の通りとされた。これらの他は実施例１と同様にして、シートを製造した。

［実施例２−４］
冷却液の流量が表１の通りとされた他は実施例１と同様にしたのが、実施例２−４である。

［シート温度］
製造された直後のシートの表面温度が計測された。計測位置は、シートの長さ１０ｍの範囲内で無作為に選ばれた１０箇所である。これらの平均温度が、「シート温度」として表１に示されている。これは、目標温度２５℃に近いほど好ましい。

［粘着力及び粘着力の標準偏差］
得られたシートを２時間放置した後、シートの粘着力が計測された。計測には、東洋精機(株)社製のＰＩＣＭＡタックテスタが使用された。計測位置は、シートの長さ１０ｍの範囲内で無作為に選ばれた１０箇所である。計測された粘着力の平均値が表１の「粘着力」の欄に、その標準偏差が「粘着力標準偏差」の欄に、それぞれ比較例１を１００とした指数で示されている。「粘着力」は、大きいほど粘着力が大きい。「粘着力標準偏差」は、小さいほど粘着力のばらつきが小さい。これは、小さいほど好ましい。

表１に示されるように、実施例の製造装置は、比較例の製造装置に比べて総合的に優れている。この評価結果から、本発明の優位性は明らかである。

以上説明された装置は、種々のタイヤ用の種々のシートの製造にも適用されうる。

２・・・製造装置
４・・・圧延器
６・・・冷却器
８・・・浄化器
１０・・・殺菌器
１２・・・モニター器
１４・・・未加硫ゴム
１６・・・シート
１８・・・カレンダーロール
２０・・・未冷却シート
２２・・・冷却ドラム
２４・・・接続管
２６・・・冷却液

Claims (6)

1. タイヤの成形工程で用いられるシートの製造装置であって、
   高温の未加硫ゴムから帯状の未冷却シートを形成する圧延器と、この未冷却シートを冷却してシートを得る冷却器とを備え、
   上記冷却器が、その内部に冷却液が流れる複数の冷却ドラムと、これらの冷却ドラム間を接続する接続管とを備え、
   上記冷却ドラムと接続管とにより一本の冷却液の流路が形成されており、
   上記未冷却シートが、上記流路の下流側に位置する冷却ドラムから上流側に位置する冷却ドラムに向けて、これらの冷却ドラム上を順に移動される、シートの製造装置。
2. 上記流路を流れる冷却液の流量が、２００Ｌ／分以上６００Ｌ／分以下である請求項１に記載の製造装置。
3. 上記冷却液中の異物を除去する浄化器をさらに備える請求項１又は２に記載の製造装置。
4. 上記冷却液を殺菌する殺菌器をさらに備える請求項１から３のいずれかに記載の製造装置。
5. 上記冷却液の液質を監視するモニター器をさらに備える請求項１から４のいずれかに記載の製造装置。
6. タイヤの成形工程で用いられるシートの製造方法であって、
   高温の未加硫ゴムから未冷却シートを形成する工程
   及び
   内部に冷却液が流れる複数の冷却ドラムとこれらを接続する接続管とにより一本の冷却液の流路が形成されている冷却器において、上記未冷却シートを、この流路の下流側に位置する冷却ドラムから上流側に位置する冷却ドラムに向けて、これらの冷却ドラム上を順に移動させることで冷却する工程
   を含む、シートの製造方法。

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