JP4134068B2 - タイヤ補強材の製造方法及び空気入りタイヤの製造方法 - Google Patents

タイヤ補強材の製造方法及び空気入りタイヤの製造方法 Download PDF

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本発明はすだれ織物よりなるタイヤ補強材の製造方法及びそれを用いた空気入りタイヤの製造方法に関し、特にタイヤカーカス、チェーファー、ビード補強層などに用いられる補強材のプライ両端の接合部における均一性を改善し、空気入りタイヤの走行時の動的均一性を向上するものである。
すだれ織物はタイヤの補強材に汎用されており、例えばラジアルタイヤのカーカスプライは、タイヤの円周に対して直角方向にすだれ織物の経糸のコードが配列される。このラジアル構造の空気入りタイヤの製造は、一般に次の工程を含んでいる。
平行に引き揃えた多数の経糸と該経糸のバラケを防止するために配置される緯糸で構成されるすだれ織物がトッピング工程でゴム引きされたプライを作成する。このプライを経糸の長手方向に所定角度で所定の長さに裁断してプライ片を作製する。この裁断されたプライ片の幅方向両端部において、2本〜10本のコードが相互に重複するように他のプライ片の端部に重ね合わせてプライ間の接合をする。この接合を複数回繰り返して円筒状のカーカスプライを形成する。
その後、カーカスプライをビードコアなどの補強材と組み合わせてトロイド状に成形し、さらにトロイド状カーカスの外周にベルト層、トレッドゴム、サイドウォールゴム等を積層した後、加硫成型して空気入りタイヤを製造する。
従来、タイヤの製造工程において、裁断されたプライ片を接合して例えばカーカスプライを形成するには複数のプライ片の端部を相互に突き合わせて接合する方法と、複数のプライ片を相互に重複部分を形成するように接合する方法がある。
前者の方法は、図4に示すように、プライ片41、42は、その両端部41J、42Jを突き合わせて接合部Jを形成する。この場合、プライ片の接合部の重複部分をなくすることができる。しかしプライ片の両端部の経糸40は、緯糸の折返部においてプライ片は内側に拘束されているため、プライ片の両端部41J、42Jの境界、即ち接合部4Jにおいて経糸が蛇行している。その結果、形成されたカーカスプライのプライ片の接合部において経糸40の蛇行がそのまま残り、タイヤを製造した際に、サイドウオール部にその形状が維持され、タイヤの走行時の均一性を損なうこととなる。
一方、後者の方法は、図5に示すように、プライ片51、52の両端部を重ね合わされて接合部5Jを形成する。この場合、接合部5Jに位置するプライ片51の経糸51aとプライ片52の経糸52aは相互に重複した構成となる。ここでプライ片の接合部5Jではコード本数がプライの他の部分に比べ多いためコード1本当たりの伸長応力が小さくて熱収縮が大きくなり、さらに接合部の剛性が大きくなる。よってタイヤが成型され内圧が充填されたとき、上記接合部はプライの他の部分に比べ膨張量が小さくなり、その結果、サイドウォール部の接合部に対応する部分に凹部が発生し、サイドウォール部の形状が不均一となり走行時の均一性を大きく損なうことになる。
かかる問題を解決するため、特許文献1は、すだれ織物の耳部(端部)の経糸に特殊伸長コードを使用し、接合部の剛性を軽減する方法が提案されている。また特許文献2には、すだれ織物の耳部に低収縮性ポリエステルコードを使用することが開示されている。更に特許文献3には、すだれ織物の耳部に高伸度のたて糸と通常のたて糸とを交互に配列した構造が開示されている。
実公平4−14462号公報 特公昭63−48723号公報 特公昭61−43457号公報
従来のプライ片の両端部をつき合わせてカーカスプライを形成する方法では、前記幅方向両端部における経糸の蛇行によるタイヤの均一性を損なう。一方、前記プライ片の両端部を重複して接合部を形成してカーカスプライを形成する方法ではプライ片の接合部における剛性が高くなる。その結果、タイヤを成形加硫し、これに内圧を充填したときサイドウォール部は、プライ片の接合部は十分な膨張が得られず凹部となって現れ、タイヤ転動時の動的均一性を低下させることになる。本発明はかかる問題点を解決し動的均一性に優れたタイヤ補強材の製造方法および空気入りタイヤの製造方法を提供するものである。
本発明は、相互に平行に引き揃えた経糸と、その幅方向両端部で該経糸に平行に配置された複数のダミー糸と、少なくとも前記経糸を所定間隔に維持するための緯糸で構成されたすだれ織物を準備する工程と、該すだれ織物をゴム引きしてプライを形成するトッピング工程と、前記プライを所定長さに裁断してプライ片を形成する裁断工程と、前記プライ片の幅方向両端部のダミー糸を剥離して接合部を形成する接合部調整工程と、前記プライ片の接合部と他のプライ片の接合部を相互に接合し一体化する接合工程よりなるタイヤ補強材の製造方法である。
前記接合部調整工程は、プライ片の端部のダミー糸は3〜50本で構成されることが好ましい。またダミー糸は経糸の直径の105〜130%であることが望ましい。タイヤ補強材は、好適にはカーカスプライに適用される。そして本発明は前記カーカスプライの製造方法を含む空気入りタイヤの製造方法である。
本発明のタイヤ補強材の製造方法では、プライ片の両端部における経糸は複数本のダミー糸で構成されている。そこでプライ片を相互に接合する際に、このダミー糸部分をプライ片から剥離除去して、相互につき合わせて接合することで接合部の重複を避けることができると共に接合部分の経糸の蛇行も解消するので全体として均一なタイヤ補強材が得られる。その結果、タイヤに成形加硫後に内圧を充填した場合、サイドウォール部分における凹部発生をより低減し動的均一性を向上することができる。
本発明は、相互に平行に引き揃えた経糸、およびその両端部で該経糸に平行に配置された複数のダミー糸と、少なくとも前記経糸を所定間隔に維持するための緯糸で構成されたすだれ織物を準備する工程と、該すだれ織物をゴム引きしてプライを形成するトッピング工程と、前記プライを所定長さに裁断してプライ片を形成する裁断工程と、前記プライ片の両端部のダミー糸を剥離して接合部を形成する接合部調整工程と、前記プライ片の接合部と他のプライ片の接合部を相互に接合し一体化する接合工程よりなるタイヤ補強材の製造方法である。
以下、本発明の実施の形態を図面にしたがって説明する。
<すだれ織物>
図1はトッピング工程後のすだれ織物をゴム引きしたプライ1の概略図である。プライ1は、すだれ織物3をゴム組成物2中に埋設して形成される。すだれ織物3はタイヤを補強するための経糸4を平行に引き揃え、該経糸の間隔を一定に保持するため、経糸の長手方向に間隔を置いて緯糸5で織り成したものである。ここですだれ織物の両端部は複数のダミー糸4aが配置される。図1では3本のダミー糸4aが示されている。
ここでダミー糸4aは、タイヤ補強材としての強度を維持する必要がないため、プライ1の中央部の経糸4と同じ材料を用いる必要がない。ダミー糸は例えば、ポリエステル、ナイロン、レーヨンのほかポリプロピレン、ポリエチレン、ポリウレタンなど強度に劣る材料を用いることができる。ダミー糸は、フィラメント、複数のフィラメントを撚り合わせたコードを用いることができる。更にダミー糸の直径はプライ中央部の経糸の直径より大きく、好ましくは105〜130%、特に110〜120%の範囲である。ダミー糸の大きさを前記範囲に調整することで、ダミー糸の部分が目視で区別ができ、しかもプライ片の両端部から剥離するのが容易となる。
またダミー糸の伸度は前記プライ片の両端部のダミー糸を剥離するのを容易にするため、プライ中央部の経糸と実質的に同じものが好ましい。しかし本発明の効果を達する限り、プライ片の端部に高伸度のフィラメントまたはコードを用いることができる。
なお、前記経糸4は、タイヤ用コードとして汎用されている材料が用いられる。経糸4は加硫成形中の熱、さらには接着処理の加熱工程などの熱によって溶融することがなく、加硫し終えた空気入りタイヤの内部で配列されることにより空気入りタイヤを補強する。前記経糸4は、緯糸5に比して密に配列されるが、その密度は、使用されるタイヤに応じて任意に設定することができる。また経糸4は、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン、レーヨン、ビニロン(特に高強力ビニロン)、アラミドからなるタイヤ用コードを採用することができる。そして経糸は、通常1260デニール〜6000デニールの範囲のものが使用され、緯糸は、通常180デニール〜270デニールのものが使用できる。
前記緯糸5は、前記経糸4の長手方向と実質的に直交する向きで、かつ図1に示すように、前記隣り合う経糸4の1本おきに、該経糸4の上下を通るようにして織り込まれたものが示されている。緯糸5は、このように平面上に多数配列された経糸4の経糸ピッチを均一に維持する役割を果たす。なお、緯糸5の織成方法は、図1に示すごとく緯糸5の両端が非連続で配されたものの他、緯糸5が連続して織物3の左右の耳部でターンして織りこまれたものなど、その他種々の織り方法が採用できる。
前記緯糸5は、綿、扁平レーヨンなど実質的に融点を持たない熱に強い材料からなる糸を使用できるが、さらに融点が110〜150℃である低融点材料を使用することもできる。この場合、緯糸5がタイヤ加硫中の熱及び張力の作用下において溶融し、経糸4を波打たせる畳表現象を防止することができる。つまり、タイヤの加硫温度(約140〜180℃)条件下の熱及び圧力で、緯糸は、融点が110〜150℃であると、加硫中に経糸の拘束力を低下することができる。
前記低融点を有する緯糸の材料としては、例えば、高密度ポリエチレン、塩化ビニル・ビニルアセテート共重合体、エチレン・ビニルアセテート共重合体、三元共重合体ポリアミド、四元共重合体ポリアミド、多元共重合体ポリアミド等がある。
ここで緯糸5は、前記経糸を一定間隔に維持し、相互にバラけるのを防止するように織り込まれている。そして緯糸5は、すだれ織物3の端部に位置するダミー糸4aで折り返される。したがって、緯糸の折り返し部5aに位置する端部のダミー糸4aはすだれ織物の内側に拘束され、その結果、蛇行する形状となりやすい。
<トッピング工程>
本発明のトッピング工程では、前記すだれ織物に接着処理を施し、これをゴム組成物に埋設してプライを製造する。図1に本発明で用いられるプライの概略図を示す。図1において、プライ1はゴム組成物2に、すだれ織物3が埋設されている。ここですだれ織物は、長手方向に平行に引き揃えた経糸4及びダミー糸4aに、長手方向に一定間隔で、かつ該経糸とほぼ直角の向きに緯糸5が配置されている。そしてプライ中の経糸の埋設密度は30本/5cm〜50本/5cmの範囲に設定される。またプライ中の緯糸の埋設密度は2本/5cm〜6本/5cmの範囲に設定される。
前記すだれ織物は、ゴム組成物に埋設するのに先立ち接着処理をする。該接着処理は、すだれ織物を、接着処理液に浸漬する浸漬工程と、この浸漬工程をした後、経糸にある程度の張力をかけた状態で加熱(ベーキング)する加熱工程とを含み、これによって、タイヤ補強用すだれ織物のゴム接着性が向上する。
なお前記接着処理は、タイヤ補強用すだれ織物を例えばレゾルシン−ホルマリンの初期縮合物とビニルピリジンラテックスまたはビニルピリジンラテックスとSBRラテックスとの混合物などに各種薬品を加えた接着処理液に浸漬する浸漬工程と、この浸漬工程をした後、経糸にある程度の張力をかけた状態で加熱する加熱工程とを含む。すだれ織物は、前記接着処理の後、該織物の上下に未加硫ゴムをトッピングし、いわゆるプライが準備される。
<裁断工程>
図1に示されるプライ、即ち、すだれ織物3にゴム組成物2をトッピングしたプライ1は経糸4の長手方向に所定の角度で裁断される。例えば、ラジアルタイヤのカーカスに用いる場合は、経糸の方向に実質的に直角、即ち緯糸5の配置方向と実質的に同じ方向に一定間隔で裁断されプライ片を製造する。ラジアルタイヤのカーカスプライはプライ片の切断幅が、両ビード部に亘るカーカスのトロイド状断面長さに対応し、経糸4はタイヤ円周方向に直角(ラジアル方向)に配置されることになる。なおプライは使用されるプライ片の用途に応じて裁断幅及び裁断角度を任意に設定することができる。
<接合部調整工程>
前記プライ片を接合する方法を、図2に基づいて説明する。図2の(A)は、プライ片21の端部21Jを、プライ片21からの剥離状態を示す概略図である。ここで、プライ片21の両端部に位置する接合部21Jに配置されていたダミー糸25Jは、プライ片を相互接合前にプライ片から剥離される。すだれ織物の端部のダミー糸4aは、緯糸5の折り返し部5aの位置ですだれ織物の内側に拘束されている。そのためプライ端部に位置する経糸40は長手方向に蛇行する形状となっており、このプライをそのまま付き合わせて接合すると図4に示すように接合部4Jは蛇行した形状となる。
本発明はプライ端部に位置するダミー糸が配置されたプライ片の端部を剥離することで、プライ片の端部の蛇行したダミー糸部分を除去して均一なプライ片の接合部が形成される。ここで、プライ片の端部に配置されるダミー糸は複数配置されるが、好ましくは5〜50本である。なお、ダミー糸が1本の場合は、プライ片端部の経糸の蛇行は解消できず、一方50本を超えると、経糸の蛇行の解消効果はあるが経糸の除去に伴う材料費の無駄を生じることとなる。そしてプライ片相互の接合は、プライ片の接合部を突き合わせて重複が生じないように接合される。接合した状態のプライの断面を図2の(B)に示している。
なお、本発明ではダミー糸をプライ片から剥離するのを容易にするために、すだれ織物の両端部における緯糸の折り返し端部を切断することができる。
<空気入りタイヤの製造>
前述プライを複数接合して円筒形状に形成したプライは、空気入りタイヤのカーカスプライに用いることができる。図3には、空気入りタイヤTの断面図の右半分を示し、カーカスプライ31は、トレッド部32からサイドウォール部33を経てビード部34のビードコア35の周りで折り返されて係止される1プライが配されている。タイヤのクラウン部にはタイヤ円周方向に5°〜45°の角度で2プライよりなるベルト層36が配置されている。図3はラジアル構造の空気入りタイヤを示し、カーカスプライの経糸は、タイヤの内部において半径方向に放射状(タイヤ円周方向に直角)に延びるように配される。
なお、空気入りタイヤTは、このカーカスプライを用いて通常の成形方法でビードコア、ベルト層、トレッドゴムなどを組み合わせてタイヤ生カバーを形成し、これを加硫金型で加硫することにより製造される。
なお本発明において補強材は、タイヤカーカスのほか、チーファー、ビード補強層、サイド部補強層に採用できる。
<すだれ織物・プライの作成>
経糸としてポリエステルで1670 dtex/2、ダミー糸としてポリエステルで表1に示す仕様のもの、緯糸にポリエステルで250 dtexよりなるすだれ織物を用いた。プライ中の経糸の埋設密度は50本/5cmである。
また経糸としてポリエステルで1670 dtex/2、ダミー糸としてポリエステルで1900.dtex/2のもの、緯糸にポリエステルで250 dtexよりなるすだれ織物を用いた。プライ中の経糸の埋設密度は表2に示すように変化させた。
このすだれ織物は、ゴムとの接着性を改良するために接着処理された。この接着処理は、レゾルシン−ホルマリンの初期縮合物とビニルピリジンラテックスとSBRラテックスとの混合物などに各種薬品を加えた接着処理液に浸漬し、経糸にある程度の張力をかけた状態で加熱して行った。その後、該織物の上下に未加硫ゴムをトッピングし、プライとして準備されてタイヤ補強材を製造した。
<プライ片の作成及び評価>
前記プライは長手方法に一定間隔で裁断される。ラジアルタイヤのカーカスプライ用のプライ片を作製した。プライ片の端部のダミー糸を剥離した後のプライ片の剥離断面を目視で観察しその評価をした。その評価を1〜5点で評価し、5点が最も優れていることを示す。
Figure 0004134068
Figure 0004134068
表1において、ダミー糸の直径が、経糸の直径の115%である実験番号3は、プライ片の剥離断面は均一であることが認められた。
表2において、ダミー経糸の本数が、30本である実験番号4、10本である実験番号5のプライ片の剥離断面は均一であることが認められた。
本発明の製造方法により基づくタイヤ補強材は、プライ片の相互の接合部が均一に形成される。その結果、これをカーカスプライに用いた空気入りタイヤは、プライの接合部の蛇行あるいは重複部分が形成されないため、全体が均一なタイヤ、特にサイドウォール部表面に凹部が形成されることがなく美的外観が改善され商品価値を高めることができる。
すだれ織物よりなるプライの概略図である。 (A)は本発明のプライの剥離状態を示す概略図、(B)はプライ片を接合した状態の断面図である。 空気入りラジアルタイヤの断面図の右半分を示す。 従来のプライの接合状態を示す概略図である。 従来のプライの接合状態を示す概略図である。
符号の説明
1 プライ、2 ゴム組成物、3 すだれ織物、4 経糸、4a ダミー糸、5 緯糸、5a 緯糸の折り返し部。

Claims (5)

  1. 相互に平行に引き揃えた経糸と、その幅方向両端部で該経糸に平行に配置された複数のダミー糸と、少なくとも前記経糸を所定間隔に維持するための緯糸で構成されたすだれ織物を準備する工程と、
    該すだれ織物をゴム引きしてプライを形成するトッピング工程と、
    前記プライを所定長さに裁断してプライ片を形成する裁断工程と、
    前記プライ片の幅方向両端部に位置するダミー糸が配置されたプライ片の端部を剥離して接合部を形成する接合部調整工程と、
    前記プライ片の接合部と他のプライ片の接合部を相互に突き合わせて接合し一体化する接合工程よりなるタイヤ補強材の製造方法。
  2. 接合部調整工程は、プライ片の端部のダミー糸は5〜50本である請求項1記載の製造方法。
  3. ダミー糸は経糸の直径の105〜130%である請求項1記載の製造方法。
  4. タイヤ補強材は、カーカスプライである請求項1記載の製造方法。
  5. 請求項4に記載のカーカスプライの製造方法を含む空気入りタイヤの製造方法。
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