JP4818996B2 - 生タイヤの成型方法 - Google Patents

Description

この発明は、所定の形状および寸法に成形された、未加硫のリボン状ゴムストリップを成型ドラム上で巻回積層して生タイヤを成型する方法に関するものであり、とくには、製品品質の低下なしに、生タイヤの成型能率を高めることができる技術を提案するものである。

従来のこの種の技術としては、たとえば特許文献１に開示されたものがある。
これは、ストレーナを設けた第１の連続押出装置と、ギアポンプを設けた第２の連続押出装置とを順次に配置して、第１の連続押出装置で、供給されたゴム材料を混練して押出すとともに、そのゴム材料中の異物をストレーナによって除去し、そして、この第１の連続押出装置の口金で成形したストリップゴムを、第２の連続押出装置で混練してギアポンプへ押出し、次いで、そのギアポンプから定量吐出されるゴム材料を、口金で成形して所定のストリップゴムとし、この所定のストリップゴムを一本の圧着ローラによって成型ドラムの外周に巻付けるとするものであり、これによれば、ゴム材料の温度上昇を抑制しつつ、ギアポンプの回転数を上げて吐出量を増やすことができるとする。
特開２００２−２６６５１８号公報

しかるに、ギアポンプを設けた連続押出装置では通常、ギアポンプに不足なくゴム材料を供給するため、押出機スクリューによるゴム材料の吐出量を、ギアポンプの定容吐出量よりも幾分多く設定しており、これがため、ギアポンプで余剰となったゴム材料は、スクリューの軸方向に逆流する、いわゆるバックフローを生じることになって、ゴム材料の、剪断変形等に起因する発熱量の増加が余儀なくされることになり、このときのゴム材料の温度が、それの使用限界温度を越えると、ゴム材料の加硫反応が始まって製品品質上の問題が生じることになる。

従って、上記従来技術では、ギアポンプの吐出能力を高めてなお、そのギアポンプを設けた連続押出装置それ自体の存在が、製品品質上の別途の問題を惹起することとなっていた。

この発明は、従来技術が抱えるこのような問題点を解決することを課題とするものであり、それの目的とするところは、ギアポンプの吐出能力のいかんに係わらず、そのギアポンプに、十分な量のゴム材料を供給してなお、製品品質上の問題を生じるおそれのない生タイヤの成型方法を提供するにある。

この発明に係る生タイヤの成型方法は、未加硫のリボン状ゴムストリップを、たとえば、製品タイヤの内面形状と対応する外面形状を有する、分解および組立てが可能な剛性コアをも含む成型ドラム上で巻回積層して生タイヤを成型するに当って、精錬工程を経て供給された生地ゴムを、熱入れコールドチューバに直接的に投入して、熱入れされたゴム材料を、ゴム中の異物を除去しつつ口金から押出し、次いで、押出されたこのゴム材料、たとえば紐状等のゴム材料を、温度調整コンベアを介して、保温、加熱等して、常にほぼ一定の温度でギアポンプに供給し、このギアポンプから吐出され、口金、ローラヘッド等によって、所定の形状、寸法等に成形されたリボン状のゴムストリップを成型ドラム上に巻回積層するにある。

ここで、「熱入れコールドチューバ」とは、常温のゴム素材をスクリューで練ることによって、発熱可塑化をもたらす押出機をいうものとする。

ここにおいて好ましくは、ゴム材料の搬送方向で複数の帯域に区分した温度調整コンベアの各帯域の加熱温度を制御して、ゴム材料の、零をも含む搬送速度のいかんいかかわらず、そのゴム材料の、ギアポンプへの供給温度をほぼ一定とする。
なおここで、「ほぼ一定」とは、たとえば、ギアポンプに対する設定供給温度を１００℃としたときは、１００±１５℃の範囲内の温度をいうものとする。

そしてこの場合より好ましくは、温度調節コンベアのそれぞれの帯域の加熱温度を、コンベアの出側で入側より高く設定する。

ギアポンプの噛込み特性は、そこに供給される、紐状等のゴム材料の温度に大きく依存しており、ゴム材料の温度低下によるそれの可塑性の低下は、ギアポンプの噛込み不足の原因となり、その結果として、ギアポンプ内へのエアの取込み、吐出量不足等が生じることになる。

これに対し、ゴム材料の温度上昇を、熱入れ押出機を小型にして、回転数を増加させることによってもたらすことも可能であるが、この場合は、ゴム材料の過剰な加熱によって、前述したような製品品質上の問題を生じるおそれがある。

そこでこの成型方法では、熱入れコールドチューバによって熱入れされ、異物を除去されて押出されたゴム材料をギアポンプに供給するに当り、そのゴム材料を、温度調整コンべアの温度コントロール下で、適正な温度に保温、加熱等して、常にほぼ一定温度でギアポンプに送給することとし、これにより、ギアポンプの吐出能力の大小にかかわらず、ゴム材料の温度低下に起因する、ゴム材料の噛込み不足の発生のおそれを十分に取り除くこととしている。

またここでは、熱入れコールドチューバから押出されたゴム材料を、コンベアを介してギアポンプに供給することとし、ゴム材料の、ギアポンプからの吐出量と、熱入れコールドチューバからの押出量との差を、そのコンベアをもって、および／または、コンベアの少なくとも一方側に設けた周知のダンサーロールをもって吸収することで、ゴム材料の、前記バックフロー等に起因する発熱量の増加のおそれを十分に取り除いて、ギアポンプに、それの能力に応じた適正量のゴム材料を常に確実に供給することができる。

しかもここでは、温度調整コンベアにより、熱入れ後のゴム材料を、所期した通りの温度に保温、加熱等することができるので、成型ラインの停止等の非定常状態にあっても、コンベア上のゴム材料温度を定常時と同じに制御することができ、そのゴム材料を、定常運転の再開等に速かに対応させることができる。

ところで、この成形方法において、温度調整コンベアを、ゴム材料の搬送方向で複数の帯域に区分して、各帯域の加熱温度を、たとえば、非接触式表面温度計によるゴム材料温度の測定結果に基き、全体に共通の熱風機のヒータ温度と風量、ならびに、各帯域毎の遠赤外線ヒータの出力によって制御することで、ゴム材料に対する木目こまかな温度制御を高精度に行うことができ、結果として、ギアポンプへの供給時のゴム材料温度をゴム材料の搬送速度のいかんにかかわらず、所期した通りのものとすることができる。

そしてこの場合、温度調整コンベアのそれぞれの帯域の加熱温度をコンベアの出側で入側より高く設定したときは、ゴム材料が、コンベアによる搬送中の蓄熱によって高温になりすぎるのを有効に防止することができる。
いいかえれば、ゴム材料を所定の温度に加熱するに当って、コンベアの出側部分にてそこへの供給熱量を多くしても、ギアポンプに供給される直前のゴム材料には、蓄熱に起因する加硫の進行、焦げの発生時の問題が生じることはない。

図１はこの発明の実施の形態を示す模式図であり、図中１は熱入れコールドチューバを、２は温度調整コンベアをそれぞれ示し、また、３はギアポンプを、そして４は、先に述べた剛性コアとすることもできる成型ドラムをそれぞれ示す。

ここでは、精錬工程を経て供給された生地ゴム５を、熱入れコールドチューバ１内へ、ホッパ６を介して直接的に投入して、その生地ゴム５を、図示しないスクリュによる練りによって熱入れし、そして、熱入れされたゴム材料中の異物を、そのコールドチューバ１に設けたストレーナ７によって除去しつつ、そのゴム材料を、口金８から、たとえば紐状として押出し、次いで、この紐状ゴム材料９を、ダンサーロール１０を介して温度調整コンベア２へ送給し、このコンベア２の、たとえば、走行方向に区分した複数の帯域毎のそれぞれの温度コントロールにより、紐状ゴム材料９を所要の温度に保温、過熱等する。

その後は、コンベア２によって搬送されて温度を調整された紐状ゴム材料９を、他のダンサーロールを経て、定容吐出量のギアポンプ３に供給し、そして、このギアポンプ３から吐出されて、たとえば口金１２によって、所定の形状および寸法を有するリボン状ゴムストリップ１３に成形されたゴム材料を、図では反時計回りに回転駆動される成型ドラム４の周面上に、貼付装置１４の作用下で、所要に応じて巻回積層することにより、たとえば生タイヤの一部を成型する。

なお図中、他のダンサーロール１１は、ギアポンプ３をマスターとして、温度調整コンベア２との速度差を吸収するべく、また、ダンサーロール１０は、温度調整コンベア２をマスターとして、熱入れコードチューバ１との速度差を吸収するべく、それぞれ機能することになる。

この方法によれば、とくには温度調整コンベア２による、ゴム材料９の温度制御により、それの、ギアポンプ３への供給温度を常に所期した通りのほぼ一定のものとして、そのギアポンプ３での、ゴム材料の噛込み不足等のおそれを十分に取り除くことができる。

そしてまた、温度調整コンベア３による、ゴム材料９の温度コントロールにより、運転の停止等の非定常状態にあっても、一旦押出されたそのゴム材料９の温度を、定常時の温度と同一の状態に維持することができる。

この場合、温度調整コンベア２による、ゴム材料９のこのような温度コントロールは、温度調整コンベア２を、ゴム材料９の搬送方向で複数の帯域に区分して、各帯域の加熱温度を、たとえば、非接触式表面温度計によるゴム材料温度の測定結果に基き、全体に共通の熱風機のヒータ温度と風量、ならびに、各帯域毎の遠赤外線ヒータの出力によって制御して、ゴム材料９の搬送速度のいかんにかかわらず、そのゴム材料９の、ギアポンプ３への供給温度を常にほぼ一定とすることが好ましく、このときは、温度調整コンベア２のそれぞれの帯域の加熱温度を、コンベア３の出側で入側より高く設定することが好ましい。

図２は、温度調整コンベアにおけるこのような温度コントロールを、温度調整コンベア２を、ゴム材料９の搬送方向で四つの帯域に区分するとともに、各帯域に非接触式表面温度計を設置し、全体に共通の熱風機の設定温度と、各帯域の遠赤外線ヒータの出力を、コンベア速度をパラメータとして変化させることによって行って、ギアポンプ３へ供給されるゴム材料９の温度を常に一定とする場合について例示する模式図である。

図２（ａ）は、コンベア速度が１０ｍ／ｍｉｎの定常運転時の、図２（ｂ）は、コンベア速度が２ｍ／ｍｉｎの低速運転時の、そして、図２（ｃ）は、コンベア速度が０ｍ／ｍｉｎの停止待機時のそれぞれの温度コントロール態様を例示する図であり、ここでは、定常運転時には、四つの帯域２ａ〜２ｄに共通の熱風機の出力を１０％とするとともに、それぞれの帯域２ａ〜２ｄのそれぞれの遠赤外線ヒータ２ｅ〜２ｈの出力を、コンベア２の入側から出側に向けて順次、５％，１０％，１５％および２０％に制御することによって、また、低速運転時には、共通の熱風機出力を５０％とするとともに、それぞれの帯域２ａ〜２ｄのそれぞれの遠赤外線ヒータ２ｅ〜２ｈの出力を、出側に向けて順次、２０％，３０％，４０％および５０％に制御することによって、そして停止待機時には熱風機出力を１００％とするとともに、それぞれの遠赤外線ヒータ２ｅ〜２ｈの出力を、出側に向けて順次、４０％，６０％，８０％および１００％に制御することによって、運転状態のギアポンプ３または運転再開時のギアポンプ３に供給されるゴム材料９の温度を常に一定のものとする。

従ってここでは、運転の再開時のギアポンプ３の定常回転によってもゴム材料９を十分に可塑化させることができるので、再起動時のギアポンプ３を、定常回転を上回る出力で回転させて、ゴム材料９の初期の可塑化を図ることが不要となる。

以上に述べたところにおいて、たとえば、温度調整コンベア２の全長を２７００ｍｍとし、そのコンベア２の囲繞空間内の雰囲気温度を、遠赤外線ヒータのオン状態で、７０〜９０℃に維持するとともに、コンベア速度を１０ｍ／ｍｉｎとしたときは、口金８からの押出時の温度が１０５℃であったゴム材料９を、コンベア２の出口で９５〜１００℃の温度に保温することができ、また、温度調整コンベア２の遠赤外線ヒータをオフとしたときは、口金８からの押出時の温度が１０５℃であったゴム材料９の、コンベア出口温度を８５〜９５℃にコントロールすることができた。

この一方で、非定常状態を想定して、コンベア速度を２ｍ／ｍｉｎにするとともに、囲繞空間雰囲気温度を１３０℃に設定したときは、口金８からの押出時の温度が８５℃であったゴム材料を、コンベア２の出口で１００℃まで加熱することができた。

この発明の実施の形態を示す模式図である。 温度調整コンベアにおける温度コントロール態様を例示する模式図である。

符号の説明

１ 熱入れコールドチューバ
２ 温度調整コンベア
２ａ〜２ｄ 帯域
２ｅ〜２ｈ 遠赤外線ヒータ
３ ギアポンプ
４ 成型ドラム
５ 生地ゴム
７ ストレーナ
８，１２ 口金
９ 紐状ゴム材料
１０，１１ ダンサーロール
１３ リボン状ゴムストリップ
１４ 貼付装置

Claims (3)

1. 未加硫のリボン状ゴムストリップを成型ドラム上で巻回積層して生タイヤを成型するに当り、
   精錬工程を経て供給された生地ゴムを、熱入れコールドチューバに投入して、熱入れされたゴム材料を、ゴム中の異物を除去しつつ口金から押出し、押出されたこのゴム材料を、温度調整コンベアを介してギアポンプに供給し、このギアポンプから吐出されて成形されたリボン状のゴムストリップを成型ドラム上に巻回積層する生タイヤの成型方法。
2. ゴム材料の搬送方向で複数の帯域に区分した温度調整コンベアの各帯域の加熱温度を制御して、ゴム材料の搬送速度のいかんにかかわらず、そのゴム材料の、ギアポンプへの供給温度をほぼ一定とする請求項１に記載の生タイヤの成型方法。
3. 温度調整コンベアのそれぞれの帯域の加熱温度を、コンベアの出側で入側より高く設定する請求項２に記載の生タイヤの成型方法。

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