JP2020055190A - Method of heating rubber material for tire - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、タイヤ用ゴム材料の熱入れ方法に関する。 The present invention relates to a method for warming a rubber material for a tire.
タイヤの各部を形成する部材(以下、タイヤ部材ともいう)に用いられるゴム材料は、熱入れがされる。この熱入れによって、ゴム材料の可塑性が向上する。熱入れされたゴム材料は、タイヤ部材の形状に成形される。この熱入れが不十分なゴム材料は、タイヤ部材の成形精度を低下させる。一方で、過度の熱入れは、このゴム材料に、所謂ヤケ(部分的な加硫)を生じさせる。ヤケが生じたゴム材料は、タイヤ部材として使用できない。 A rubber material used for a member forming each part of the tire (hereinafter, also referred to as a tire member) is heated. This heating improves the plasticity of the rubber material. The heated rubber material is formed into the shape of a tire member. This insufficiently heated rubber material reduces the molding accuracy of the tire member. On the other hand, excessive heating causes so-called burn (partial vulcanization) in this rubber material. The burnt rubber material cannot be used as a tire member.
特開2017−109309号公報には、ゴム材料の熱入れ方法が開示されている。この熱入れ方法では、一対のロールの間にゴム材料が通されて、ゴム材料が練られる。このゴム材料の表面温度が測定される。この熱入れ方法では、温度調整がされた一対のロールによって、ゴム材料の温度が調整されている。これにより、熱入れの温度の適正化が図られている。 JP-A-2017-109309 discloses a method for warming a rubber material. In this heating method, a rubber material is passed between a pair of rolls, and the rubber material is kneaded. The surface temperature of the rubber material is measured. In this heating method, the temperature of the rubber material is adjusted by a pair of temperature-adjusted rolls. Thereby, the temperature of the warming is optimized.
特開2017−109309号公報の熱入れ方法では、ロールに接するゴム材料の表面が加熱される。この方法では、ゴム材料の内部の昇温に時間を要する。短時間での昇温では、表面と内部とに温度差を生じ易い。この温度差は、ゴム材料がロールから剥がれるバギング現象を生じうる。更に、短時間での昇温では、熱入れの不十分な部分が生じたり、逆にヤケが生じたりする。このゴム材料の熱入れ方法は、全体の温度を均一にする観点において、改善の余地がある。 In the heating method disclosed in JP-A-2017-109309, the surface of the rubber material that is in contact with the roll is heated. In this method, it takes time to raise the temperature inside the rubber material. If the temperature is raised in a short time, a temperature difference between the surface and the inside tends to occur. This temperature difference can cause a bagging phenomenon in which the rubber material peels off the roll. Furthermore, if the temperature is raised for a short time, insufficient heating may occur, or burns may occur. This method of warming the rubber material has room for improvement in terms of making the entire temperature uniform.
本発明の目的は、タイヤ用ゴム材料の温度を均一化しうる熱入れ方法の提供にある。 An object of the present invention is to provide a warming method capable of equalizing the temperature of a rubber material for a tire.
本発明に係るゴム材料の熱入れ方法は、タイヤ部材用のゴム材料を一対のロールの間で練って熱入れしてゴムシートを形成する方法である。この熱入れ方法は、前記ゴムシートの温度を測定する温度測定ステップと、前記ゴムシートの温度に基づいて前記一対のロールの回転比率を調整する回転比率調整ステップと、を備える。 The rubber material warming method according to the present invention is a method of kneading and warming a rubber material for a tire member between a pair of rolls to form a rubber sheet. This warming method includes a temperature measuring step of measuring the temperature of the rubber sheet, and a rotation ratio adjusting step of adjusting the rotation ratio of the pair of rolls based on the temperature of the rubber sheet.
好ましくは、前記回転比率調整ステップにおいて、前記一対のロールの間隔を調整する。 Preferably, in the rotation ratio adjusting step, an interval between the pair of rolls is adjusted.
前記一対のロールは、前記ゴム材料が巻き付けられるフロントロールと、前記フロントロールとの間で前記ゴム材料を練るバックロールと、からなっている。好ましくは、前記回転比率調整ステップにおいて、前記バックロールの回転速度を増減することで前記回転比率が調整される。 The pair of rolls includes a front roll around which the rubber material is wound, and a back roll for kneading the rubber material between the front roll. Preferably, in the rotation ratio adjustment step, the rotation ratio is adjusted by increasing or decreasing the rotation speed of the back roll.
本発明に係るゴム材料の熱入れ装置は、タイヤ部材に用いられるゴム材料に熱入れをしてゴムシートを形成する装置である。この装置は、前記ゴム材料をその間で練る一対のロールと、前記ゴムシートの温度を測定する温度センサーと、制御装置と、を備えている。前記制御装置は、前記温度センサーから前記ゴムシートの温度データを受信する機能と、前記温度データに基づいて前記一対のロールの回転比率を調整する機能と、を備えている。 The rubber material warming apparatus according to the present invention is an apparatus for warming a rubber material used for a tire member to form a rubber sheet. This device includes a pair of rolls for kneading the rubber material therebetween, a temperature sensor for measuring the temperature of the rubber sheet, and a control device. The control device has a function of receiving temperature data of the rubber sheet from the temperature sensor, and a function of adjusting a rotation ratio of the pair of rolls based on the temperature data.
好ましくは、前記制御装置は、前記一対のロールの間隔を調整する機能を備えている。 Preferably, the control device has a function of adjusting an interval between the pair of rolls.
好ましくは、前記一対のロールは、前記ゴム材料が巻き付けられるフロントロールと、前記フロントロールとの間で前記ゴム材料に熱入れするバックロールと、からなっている。前記制御装置は、前記バックロールの回転速度を増減して前記回転比率を調整する機能を備えている。 Preferably, the pair of rolls include a front roll around which the rubber material is wound, and a back roll that heats the rubber material between the front roll. The control device has a function of adjusting the rotation ratio by increasing or decreasing the rotation speed of the back roll.
本発明に係るゴム材料の製造方法は、前記一対のロールの回転比率を調整することで、ゴム材料に作用する剪断力を調整する。これにより、ゴム材料の内部の温度も調整しうる。この方法は、ゴム材料の温度をより均一に調整しうる。 In the method for producing a rubber material according to the present invention, the shearing force acting on the rubber material is adjusted by adjusting the rotation ratio of the pair of rolls. Thereby, the temperature inside the rubber material can also be adjusted. This method can adjust the temperature of the rubber material more uniformly.
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。 Hereinafter, the present invention will be described in detail based on preferred embodiments with reference to the drawings as appropriate.
図1に示された熱入れ装置2は、一対のロールとしての熱入れロール4、温度センサー6及び制御装置8を備えている。図1には、ゴム材料10と、ゴム材料10から形成されるゴムシート12とが、熱入れ装置2と共に示されている。このゴム材料10及びゴムシート12は、未加硫ゴムからなる。
The
熱入れロール4は、フロントロール14とバックロール16とからなっている。フロントロール14は、円筒形状を備えている。フロントロール14は、図示されない支持台に支持されている。フロントロール14は、その軸線を回転軸にして回転可能に支持されている。このフロントロール14の回転速度は、フロントロール14の外周面14aで測定される。
The heating roll 4 includes a
図示されないが、フロントロール14の内部に、冷却配管と加熱配管とが設けられている。この冷却配管は、冷却媒体、例えば冷却水を流動することで、フロントロール14の外周面14aを冷却する機能を備えている。加熱配管は、加熱媒体、例えば蒸気を流動することで、フロントロール14の外周面14aを加熱する機能を備えている。この冷却配管及び加熱配管によって、フロントロール14の外周面14aの温度は調整可能にされている。
Although not shown, a cooling pipe and a heating pipe are provided inside the
バックロール16は、円筒形状を備えている。バックロール16は、図示されない支持台に支持されている。バックロール16は、その軸線を回転軸にして回転可能に支持されている。このバックロール16の回転速度は、バックロール16の外周面16aで測定される。図示されないが、このバックロール16の内部には、フロントロール14と同様に、冷却配管と加熱配管とが設けられている。この冷却配管及び加熱配管によって、バックロール16の外周面16aの温度は調整可能にされている。
The
図1の両矢印Cは、フロントロール14とバックロール16と間に形成される間隔(ニップゲージ)を表している。フロントロール14とバックロール16とは、間隔Cを空けて配置されている。この間隔Cは、フロントロール14の外周面14aとバックロール16の外周面16aとの最短距離として測定される。支持台は、この間隔Cを変更可能に、フロントロール14とバックロール16とを支持している。
A double arrow C in FIG. 1 indicates an interval (nip gauge) formed between the
温度センサー6は、ゴムシート12の温度を測定する機能を備えている。温度センサー6は、測定して得られた温度データを制御装置8に送信する機能を備えている。この温度センサー6は、熱入れロール4で形成されるゴムシート12の温度を測定する位置に、配置されている。ここでは、この温度センサー6として非接触式の温度センサーを例に説明がされるが、ゴムシート12の温度を測定できればよい。この温度センサー6として、接触式の温度センサーが用いられてもよい。
The
制御装置8は、ゴムシート12の設定温度の範囲、例えば上限温度及び下限温度を、予め記憶している。制御装置8は、冷却水及び蒸気の流量を制御して、フロントロール14の外周面14aの温度を調整する機能と、バックロール16の外周面16aの温度とを調整する機能を備えている。制御装置8は、温度センサー6から温度データを受信する機能を備えている。制御装置8は、フロントロール14の駆動装置を制御して、フロントロール14の回転速度を調整する機能を備えている。制御装置8は、バックロール16の駆動装置を制御して、バックロール16の回転速度を調整する機能を備えている。制御装置8は、フロントロール14の回転速度とバックロール16の回転速度を調整して、両者の回転比率を調整する機能を備えている。制御装置8は、支持台を制御して、フロントロール14とバックロール16との間隔Cを調整する機能を備えている。
The
制御装置8は、記憶している設定温度から受信した温度データが適正か否かを判定する機能を備えている。制御装置8は、この温度データを適正にするために、フロントロール14の回転速度とバックロール16の回転速度とを調整する機能を備えている。制御装置8は、フロントロール14の回転速度とバックロール16の回転速度とから、フロントロール14とバックロール16との間隔Cを調整する機能を備えている。これらによって、制御装置8は、ゴム材料10の熱入れ条件を調整する機能を備えている。
The
この熱入れ装置2を用いて、ゴム材料10から成形されるタイヤ部材の製造方法が説明される。この製造方法は、準備ステップ、熱入れステップ及び押し出しステップを備えている。この製造方法で説明される熱入れステップは、本発明に係る熱入れ方法の一例である。
A method of manufacturing a tire member formed from the
準備ステップでは、ゴム材料10が準備される。この制御装置8は、ゴム材料10を含めて、配合情報が特定された複数のゴム材料を予め記憶している。作業者は、複数のゴム材料から、ゴム材料10を選択して、制御装置8に入力する。制御装置8は、ゴム材料10の初期の熱入れ条件を記憶している。制御装置8は、初期の熱入れ条件に対応させて、フロントロール14の外周面14aと、バックロール16の外周面16aと、を所定の温度に調整する。制御装置8は、熱入れロール4の回転比率や隙間Cを所定の条件に合わせて調整する。
In the preparation step, the
熱入れステップでは、このゴム材料10が熱入れロール4に投入される。このゴム材料10は、フロントロール14の外周面14aに巻き付けられる。ゴム材料10は、フロントロール14によって、排出口に向かって送られる。外周面14aに巻き付けられたゴム材料10は、フロントロール14とバックロール16とが形成する隙間Cに通される。この隙間Cを通されることで、このゴム材料10は、フロントロール14とバックロール16とによって、練られる。練られることで、ゴム材料10に剪断力が作用する。この剪断力によって、ゴム材料10はその内部を含めて熱入れされる。このゴム材料10は、外周面14aと外周面16aとによって加熱又は冷却される。ゴム材料10が熱入れされて形成されたゴムシート12は、熱入れロール4の排出口から排出される。
In the warming step, the
この熱入れステップは、ゴムシート12の温度を測定する温度測定ステップと、ゴムシート12の温度に基づいて熱入れロール4の回転比率を調整する回転比率調整ステップと、を備えている。
The warming step includes a temperature measuring step of measuring the temperature of the
この温度測定ステップでは、温度センサー6は、熱入れロール4から排出されたゴムシート12の温度を測定する。測定された温度データは、温度センサー6から制御装置8に送信される。制御装置8は、温度センサー6から温度データを受信する。
In this temperature measurement step, the
この回転比率調整ステップでは、制御装置8は、受信した温度データがゴムシート12の設定温度の範囲にあるか否かを判定する。制御装置8は、この温度データがゴムシート12の設定温度の範囲にあるとき、フロントロール14の回転速度と、外周面14aの温度と、バックロール16の回転速度と、外周面16aの温度と、をそのまま保持させる。
In this rotation ratio adjustment step, the
この回転比率調整ステップでは、制御装置8は、この温度データがゴムシート12の設定温度の範囲にないとき、バックロール16の回転速度を増減させる。これにより、フロントロール14とバックロール16との回転比率が変更される。この回転比率の変更によって、熱入れロール4からゴム材料10が受ける剪断力が調整される。この剪断力の調整によって、ゴムシート12の温度が増減される。この様にして、ゴムシート12の温度が調整される。
In this rotation ratio adjustment step, the
この回転比率調整ステップでは、制御装置8は、フロントロール14とバックロール16との間隔Cを調整する。例えば、バックロール16の回転速度が速くされたときに、間隔Cが狭められる。バックロール16の回転速度が遅くされたときに、間隔Cが拡げられる。この様に、フロントロール14とバックロール16との回転比率が変更されたときに、間隔Cが調整される。これにより、ゴムシート12の単位時間あたりの排出量が安定化される。
In this rotation ratio adjustment step, the
押し出しステップでは、図示されない押し出し機にゴムシート12が投入される。投入されたゴムシート12は、所定の形状に押出成形される。このゴムシート12は、タイヤ用部材の形状に成形される。このゴムシート12は、例えば、トレッドを形成するトレッド部材や、サイドウォールを形成するサイドウォール部材等に成形される。このゴムシート12は、押し出し機に代えて、ロールでタイヤ部材に成形されてもよい。
In the extrusion step, the
この熱入れステップは、温度測定ステップ及び回転比率調整ステップを備えている。ゴム材料10の内部をも含めて温度調整がされる。この熱入れステップは、ゴム材料10の温度をより均一化しうる。
This heating step includes a temperature measurement step and a rotation ratio adjustment step. The temperature is adjusted including the inside of the
この熱入れ方法の回転比率調整ステップでは、フロントロール14とバックロール16との回転比率が調整され、間隔Cが調整されたが、間隔Cは必ずしも調整されなくともよい。この熱入れ方法では、前述の回転比率が調整されることで、ゴム材料の温度をより均一化しうる。
In the rotation ratio adjusting step of the heating method, the rotation ratio between the
この方法では、フロントロール14がゴム材料10の温度を調整している。前述の回転比率の調整による温度調整と合わせて、フロントロール14の加熱又は冷却によって、温度調整がされることで、短時間で温度調整をしうる。更に、バックロール16の加熱又は冷却によってゴム材料10の温度を調整することで、より短時間で温度調整をしうる。
In this method, the
この回転比率調整ステップにおいて、熱入れロール4の間隔Cが調整されている。これにより、回転比率の調整に伴って変化するゴムシート12の排出量が調整される。この方法は、温度のみならず、ゴム材料10の排出量をも均一化している。
In this rotation ratio adjustment step, the interval C between the heating rolls 4 is adjusted. Thereby, the discharge amount of the
この回転比率調整において、バックロール16の回転速度を増減することで回転比率を調整する。ゴム材料10が巻き付けられるフロントロール14の回転速度が一定に保たれている。これにより、回転比率の調整によってゴムシート12の排出量が大きく変化することが抑制されている。間隔Cの調整と共に、ゴムシート12の排出量の均一化が図られる。なお、ここでは、回転比率の調整は、フロントロール14の回転速度を一定として、バックロール16の回転速度を増減してされたが、これに限られない。回転比率の調整は、フロントロール14の回転速度とバックロール16の回転速度とが共に増減されてもよいし、フロントロール14の回転速度が増減されてバックロール16の回転速度が一定にされてもよい。
In this rotation ratio adjustment, the rotation ratio is adjusted by increasing or decreasing the rotation speed of the
この熱入れ方法では、フロントロール14とバックロール16との回転比率を調整して、ゴム材料10の温度が調整されている。この熱入れステップは、従来の熱入れステップに比べて、ゴムシート12の表面と内部との温度差を小さくできる。この熱入れステップは、ゴムシート12の表面と内部との温度差が小さいので、ゴムシート12の表面の温度を測定することでも、高精度にゴムシート12の温度を把握しうる。
In this heating method, the temperature of the
この熱入れ方法では、一台の熱入れ装置2で熱入れされたが、複数の熱入れ装置2で熱入れがされてもよい。例えば、ゴム材料10は、3台の熱入れ装置2を経て熱入れがされてもよい。
In this heating method, heating is performed by one
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。 Hereinafter, the effects of the present invention will be clarified by examples, but the present invention should not be construed as being limited based on the description of the examples.
[実施例1]
ゴム材料が準備された。図1の熱入れ装置2を用いて、本発明に係る製造方法で、ゴム材料に熱入れがされた。このゴム材料から形成されたゴムシートを用いて、200個のタイヤ用ゴム部材が押出成形された。
[Example 1]
Rubber material was prepared. The rubber material was heated by the manufacturing method according to the present invention using the
[比較例1]
従来に熱入れ方法で、ゴム材料に熱入れがされた。この方法では、熱入れロールの回転速度は一定に保たれた。一対のロールの外周面の温度が調整されて、ゴム材料に熱入れがされた。このゴム材料から形成されたゴムシートを用いて、200個のタイヤ用ゴム部材が押出成形された。
[Comparative Example 1]
Conventionally, a rubber material was heated by a heating method. In this method, the rotation speed of the heating roll was kept constant. The temperature of the outer peripheral surfaces of the pair of rolls was adjusted, and the rubber material was heated. Using the rubber sheet formed from this rubber material, 200 rubber members for tire were extruded.
[実施例2]
間隔Cが一定にされた他は、実施例1と同様にしてゴム材料に熱入れがされた。このゴム材料から形成されたゴムシートを用いて、200個のタイヤ用ゴム部材が押出成形された。
[Example 2]
The rubber material was heated in the same manner as in Example 1 except that the interval C was fixed. Using the rubber sheet formed from this rubber material, 200 rubber members for tire were extruded.
[重量評価]
実施例1、実施例2及び比較例1のタイヤ用ゴム部材について、その平均質量と、質量の標準偏差と、が求められた。その結果が、表1に示されている。
[Weight evaluation]
About the rubber member for tires of Example 1, Example 2, and Comparative Example 1, the average mass and the standard deviation of the mass were obtained. The results are shown in Table 1.
[成形性評価]
実施例1、実施例2及び比較例1のタイヤ用ゴム部材について、成形のし易さ、成形精度の良否が評価された。その結果が指数として、表1に示されている。この指数は、比較例3を基準値3とする5段階で評価している。この指数は、大きいほど、成形性に優れている。この指数は、大きいほど、好ましい。
[Formability evaluation]
With respect to the rubber members for tires of Example 1, Example 2, and Comparative Example 1, the ease of molding and the quality of molding accuracy were evaluated. The result is shown in Table 1 as an index. This index is evaluated in five steps using Comparative Example 3 as a reference value 3. The larger the index, the better the moldability. The larger the index, the better.
表1に示されるように、実施例の製造方法では、比較例の製造方法に比べて評価が高い。この評価結果から、本発明の優位性は明らかである。 As shown in Table 1, the manufacturing method of the example has a higher evaluation than the manufacturing method of the comparative example. From the evaluation results, the superiority of the present invention is clear.
以上説明された方法は、タイヤ用ゴム部材の熱入れに広く適用されうる。 The method described above can be widely applied to warming of rubber members for tires.
2・・・熱入れ装置
4・・・熱入れロール(一対のロール)
6・・・温度センサー
8・・・制御装置
10・・・ゴム材料
12・・・ゴムシート
14・・・フロントロール
16・・・バックロール
2 Heating device 4 Heating roll (a pair of rolls)
6 ...
Claims (6)
前記ゴムシートの温度を測定する温度測定ステップと、
前記ゴムシートの温度に基づいて前記一対のロールの回転比率を調整する回転比率調整ステップと
を備えるゴム材料の熱入れ方法。 A warming method of forming a rubber sheet by kneading and warming a rubber material for a tire member between a pair of rolls,
A temperature measuring step of measuring the temperature of the rubber sheet,
A rotation ratio adjusting step of adjusting a rotation ratio of the pair of rolls based on a temperature of the rubber sheet.
前記回転比率調整ステップにおいて、前記バックロールの回転速度を増減することで前記回転比率が調整される、請求項1又は2に記載のゴム材料の熱入れ方法。 The pair of rolls, a front roll around which the rubber material is wound, and a back roll kneading the rubber material between the front roll,
3. The method according to claim 1, wherein in the rotation ratio adjusting step, the rotation ratio is adjusted by increasing or decreasing the rotation speed of the back roll. 4.
前記ゴム材料をその間で練る一対のロールと、
前記ゴムシートの温度を測定する温度センサーと、
制御装置と
を備えており、
前記制御装置が、
前記温度センサーから前記ゴムシートの温度データを受信する機能と、
前記温度データに基づいて前記一対のロールの回転比率を調整する機能と
を備えている、ゴム材料の熱入れ装置。 An apparatus for forming a rubber sheet by heating a rubber material used for a tire member,
A pair of rolls between which the rubber material is kneaded,
A temperature sensor for measuring the temperature of the rubber sheet,
And a control device,
The control device,
A function of receiving temperature data of the rubber sheet from the temperature sensor,
A rubber material warming device, comprising: a function of adjusting a rotation ratio of the pair of rolls based on the temperature data.
前記制御装置が、
前記バックロールの回転速度を増減して前記回転比率を調整する機能を備えている、請求項4又は5に記載の熱入れ装置。 The pair of rolls, a front roll around which the rubber material is wound, and a back roll that heats the rubber material between the front roll,
The control device,
The heating device according to claim 4 or 5, further comprising a function of adjusting the rotation ratio by increasing or decreasing the rotation speed of the back roll.
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