JP4850125B2 - 小片を等間隔に設置するための帯状体 - Google Patents

Description

本発明は、機能表面を有する部材を、切片化しながら伸縮する剥離材に効率よく、ほぼ均等な隙間を空けて連続的に配列するための帯状体およびその製造方法、さらにその帯状体を用いてほぼ等間隔で配列する方法に関するものであり、具体的には、機能表面を有する部材が面ファスナーであり、同面ファスナーの係合機能を有する係合素子がつぶされることなく、延伸成型法からなるタイヤなどのゴム成型体表面に面ファスナー小片がほぼ均等間隔で配列されたゴム成型体の製造方法に関する。

従来、面ファスナーなどのリボン状帯状体を伸縮性の物品に複合一体化する技術としては、該帯状体をまず切片化した後、縫製、接着、粘着等の手法で一体化することが一般的であった。また、伸縮性の物品がゴム成型体の場合には、加硫後の接着や粘着が困難であることから、加熱加硫工程を利用した加硫接着を用いることが一般的であった。

しかしながら、ゴム成型体における加硫工程は、接着上好ましい環境である反面、熱と金型への押しつけにより係合素子の変形などが生じ、面ファスナーに代表される機能表面を有する材においては、採用しがたい技術であった。

この、ゴム成型体への表面機能材の加硫接着に関する問題に対処する方法としては、面ファスナー付ゴム製品の製造方法［特開平１０−４４１７４号公報］が知られているが、等間隔で多数の小片を配列させる場合に於いては、多数の小片を等間隔で配列させるのに、さらに多数の小片の表面を被う個々の保護材を剥離させるのに多くの手間を要していた。

さらに、加硫成型において仕込まれた材料が延伸されて金型に押しつけられ、プレス加硫される成型法、例えばタイヤ成型法などにおいては、面ファスナーの小片を成型に先立って、未加硫ゴム表面に均等に配列したとしても、延伸時のゴム流動によって位置のズレが見られ、結果としてタイヤの重量バランスに問題を発生させることが確認されている。

特許公開平１０−４４１７４公報

本発明は、機能表面を有する帯状体からの小切片をほぼ均等な隙間を設けて配列する手間を省略すること、機能表面を保護すること、機能表面を保護するための保護材（剥離材）を除去するのに要する手間を軽減すること、延伸プレス加硫に用いた場合、各小切片が規則的に延伸に追随すること、という課題に対し解決し得る技術、および同技術を利用したゴム成型体の製造方法を提供するものである。

すなわち、本発明は、帯状の伸縮性剥離材（Ａ）に、機能表面を有する小片（Ｂ）がほぼ等間隔で一体化されており、かつ該機能表面が該伸縮性剥離材（Ａ）に埋没した状態で一体化されていることを特徴とする、機能表面を有する小片を等間隔に設置するための帯状体（Ｃ）である。

また、本発明は、機能表面を有する帯状体（ｂ−１）を型抜きして得られる少なくとも一部が繋がった状態の型抜きされた帯状体（ｂ−２）に、帯状の伸縮性剥離材（ａ）を、該機能表面が該伸縮性剥離材（ａ）に埋没するように圧着し、そして帯状体（ｂ−２）の繋がっている部分を切除することにより帯状体（ｂ−２）を複数の独立した小片（Ｂ）とすることを特徴とする、機能表面を有する小片を等間隔に設置するための帯状体（ｃ）の製造方法である。そして、上記帯状体（Ｃ）の製造方法において、伸縮性剥離材（Ａ）がゴム材質であり、吐出された未加硫ゴムに、帯状体（ｂ−２）を圧着したのち、加硫し、そして帯状体（ｂ−２）の接合部を切除する上記帯状体（Ｃ）の製造方法である。

さらに本発明は、以下の工程（１）〜（４）を順次行うことを特徴とする、機能表面を有する小片（Ｂ）がゴム製品表面にほぼ等間隔で一体化されているゴム製品の製造方法である。
（１）上記の機能表面を有する小片（Ｂ）を等間隔に設置する対象物が未加硫ゴム物品であり、この未加硫ゴム物品の表面に、帯状体（Ｃ）を構成する小片（Ｂ）の機能表面とは反対側の面を圧着一体化する工程、
（２）その状態で、未加硫ゴムからなる物品を金型内に仕込み押し拡げて外金型に押しつけるとともに伸縮性剥離材（Ａ）を伸長させる工程、
（３）加熱加硫する工程、
（４）伸縮性剥離材（Ａ）を除去する工程、

特に限定されるものではないが、本発明の代表的な具体的用途および用途における機能を記載する。
本発明が具体的に好適に利用される分野として、タイヤ内への吸音部品の取り付けが挙げられる。すなわち、タイヤ内部への吸音部品（代表的には吸音スポンジ）の取り付けは、有効な吸音スポンジが熱可塑樹脂発泡体であることから、加硫時の加熱を回避するために加硫工程後に取り付けを行われなければならず、加硫後の取り付けではゴム特性により強固な接着が困難であることから、両面テープなどの粘着剤を用いた固定に頼っていたが接着力が充分に得られないという問題点や時間の経過と共に接着力が低下するという問題点を有していた。

この問題に対し、タイヤ内面に面ファスナーを接着し、この面ファスナーの係合素子と係合可能な係合素子を有する面ファスナーを有する吸音スポンジを面ファスナーの係合力により固定する案が考えられているが、一般的に伸縮性がない面ファスナーをタイヤの延伸プレス成型法に仕込むことができない。次に、面ファスナーを小片化して仕込むことも考えられたが、面ファスナー小片を規則的にタイヤ内面に固定することが極めて難しく、不規則に固定された場合には、位置ずれによるバランスの劣化が生じる。さらに複数の小片を配列する手間が多大であり、現実には実用化されていない。

本発明の技術は、タイヤの延伸プレス加工に仕込むことを想定した、耐熱性のある伸縮性剥離材（Ａ）としての加硫ゴム帯状体上に、機能表面を有する小片（Ｂ）、例えば切片化した面ファスナーがほぼ等間隔で配列された帯状体（Ｃ）、および同帯状体（Ｃ）の製造方法であり、さらに、その技術を利用した、面ファスナーを最内面に規則的に配列し加硫接着したタイヤの製造方法である。
さらには、連続した屈曲（伸縮）が繰り返されるタイヤ内環境において、ほぼ均等に設けられた隙間が硬質な異物である面ファスナーへの応力を吸収し、タイヤ走行中の面ファスナーのクラック等の疲労劣化を防ぐものである。

本発明の具体例の詳細は次の通りである。
機能表面を有する帯状体（ｂ−１）である面ファスナーを、少なくても一個所、望むべくは両端二辺が繋がった状態となるように、連続的に型抜きして、少なくとも一個所が繋がった状態の型抜きされた帯状体（ｂ−２）をまず製造し、この帯状体（ｂ−２）に、押出し吐出された未加硫ゴムの帯状体（ａ）に対し帯状体（ｂ−２）の機能表面（係合素子面）が未加硫ゴム接するようにロールで押しつけて面ファスナーの係合素子が柔らかい未加硫ゴム中に埋没した一体化物（必ずしも個々の係合素子が独立して未加硫ゴム中に埋没していることのみを意味するのではなく係合素子が集団として未加硫ゴム中に埋没して面ファスナーと未加硫ゴムが一体化されている状態を意味する）を製造し、そして、その後に連続加硫し、次に繋がった部分を裁断して取り除くことで、切片化された面ファスナー（Ｂ）は加硫ゴム帯状体、すなわち伸縮性剥離材（Ａ）を有する帯状体（Ｃ）を得て、タイヤ用延伸プレスの最内面に、係合素子面と反対側の面が未加硫ゴム面に一体化するように仕込み、その状態で該未加硫ゴムを加硫し、そして伸縮性剥離材（Ａ）を剥離することで、最内面に面ファスナー切片が、ほぼ均等な隙間を設けて配列されており、かつ係合素子が露出している、加硫接着されたゴム成型品であるタイヤを得ることができる。

本発明の帯状体（Ｃ）およびその製造方法、さらにそれを用いたゴム成型体は、複数の機能表面を有するリボン状帯状体の切片（Ｂ）を、ひとつずつほぼ均等な隙間を設けて配列する手間を省略でき、機能表面を保護しながら、各々の保護材、すなわち個々の小片（Ｂ）の表面を保護している伸縮性剥離材（Ａ）を除去する手間も省略でき、さらには、延伸プレス加硫に用いた場合においては、各小片が規則的に延伸に追随するものであり、有用である。

以下、図面により本発明を説明する。
図１および図２は、本発明の好適な一例を示す、機能表面を有する小片（Ｂ）が伸縮性剥離材（Ａ）にほぼ等間隔で一体化されている帯状体（Ｃ）であり、図１は、伸縮性剥離材を有する帯状体（Ｃ）が静置状態の場合の斜視図であり、一方、図２は、帯状体（Ｃ）が延伸状態にある場合の斜視図である。

図１は、伸縮性剥離材（Ａ）１に対して機能表面を有する小片（B）２が、ほぼ均等に隙間３を設けながら配列され、該小片（Ｂ）の機能表面４が伸縮性剥離材（Ａ）に埋没している（被覆されている）ことで、保護および複合固定された、機能表面を有する小片（B）がほぼ等間隔で設置された伸縮性剥離材（Ａ）５の静置状態（すなわち伸長されていない状態）での斜視図である。小片（B）の裏面６には、好適には、柔軟な対象物への投錨固定を目的とした突起７（アンカー部）を有する。

図２は、図１の伸縮剥離部材を、矢印で示した方向に延伸した場合の機能表面を有する小片（B）が設置された伸縮性剥離材（Ａ）の斜視図である。この場合でも、機能表面を有する小片（B）がほぼ等間隔で伸縮性剥離材（Ａ）上に設置されている。

図３は、本発明の帯状体（Ｃ）の代表的な製法を示す模式的な斜視図であり、機能表面を有する帯状体（ｂ−１）９の少なくても１個所が繋がった接合状態で連続的に型抜き１０された、帯状体（ｂ−２）１１に、押出し吐出された伸縮性剥離材（ａ）１をロール１２で挟み圧着複合する。圧着することにより、機能表面が伸縮性剥離材（ａ）中に埋没保護される。そして、加熱炉１３で連続加硫した後、帯状体（ｂ−２）の接合部を連続的に切除（トリミング１４）することで本発明の、機能表面を有する小片を等間隔に設置するための帯状体（Ｃ）が効率よく製造できる。

図４は、本発明の帯状体（Ｃ）を利用したゴム成型体の一例を部分的に表した斜視図であり、同図では、伸縮性剥離材（Ａ）を部分剥離した状態が示されている。設置対象物１５であるゴム成型体に機能表面を有する小片（Ｂ）２が加硫接着および裏面に存在する突起（アンカー部材）６によって投錨固定されてなり、伸縮性剥離材（Ａ）が剥離されることで機能表面（面ファスナーの係合素子面）４が露出し、結果として、ほぼ均等な隙間を有しながら機能表面４が加硫ゴム成型体１５表面にほぼ等間隔で配列され固定されている状態を表す。

伸縮性剥離材（Ａ）を構成する樹脂としては、あらゆる伸縮性および柔軟性のある樹脂が考えられるが、機能表面を有する小片（Ｂ）の機能表面を埋没させ保護した後、剥離することから、溶融状態で塑性変形し易い樹脂であり、溶融状態の温度が機能表面に悪影響を与えないこと及び機能表面へ接着性を有さないことなどが要求され、これらを合わせて考えると、オレフィン系エラストマー、スチレン系エラストマー、エステル系エラストマー、ゴムなどが好適であるが、伸縮性剥離材としての伸びやすさと剥離時の引張り強度、および機能表面を有する小片（Ｂ）の加熱プレス成型における保護を考えると、加硫ゴム［一体化する時点（ａ）では未加硫ゴム］が優れており、汎用性および離型性および連続加硫成型性から硫黄配合のＥＰＤＭゴムが最適である。

機能表面を有する小片（Ｂ）は、あらゆる機能性を発揮する表面を有する帯状体から切り出した小片である。あらゆる機能とは、色、研磨機能、継合機能、凹凸、対摩耗機能、摺動機能、などが代表的にな機能として例示されるが、本発明において限定されるものでなく、これらの機能表面が連続した帯状体から切り出した小片であれば等しく応用可能であるが、特に機能表面の保護が求められる例として、あらゆる面ファスナーに好適であり、さらには、特に限定されるものではないが、裏面に接着力を向上させる目的で突起（アンカー部材）などを設け、接触面積を増やしたものが最適である。

帯状体の小片化方法としては、本発明の帯状体（Ｃ）の製造方法において、連続的に効率よく成型する方法として提案するものである。
すなわち、本発明の帯状体の小片化方法は、帯状体（ｂ−１）を、図３に示すように、ほぼ一定間隔で型抜きすることにより、少なくても１個所が繋がった接合状態のもの（ｂ−２）を製造し、そして、この少なくとも１箇所が繋がった接合状態で伸縮性剥離材（ａ）を連続的に複合一体化した後、繋がっている個所をトリミングして小片化するものである。

本発明において、帯状体（ｂ−１）の型抜き形状は特に限定されず、用途に応じた形状が可能である。ゴム製品で代表される転写対象に固定された後の剥離耐久性を考えると、形状はエッジを少なくした形状、たとえば小判型が好ましく、トリミングを考慮して型抜き形状を決定することが好ましい。また、型抜き間隔（転写部材の隙間間隔）は、延伸において隙間部分が延伸されることから、隙間があることが重要であり、転写部材の大きさおよび用途によって好適な延伸率が異なり、その幅を限定するものではない。
上記したように、タイヤ内面への吸音スポンジを固定するための面ファスナー小片の固定方法に本発明は適しているが、このような面ファスナー小片の大きさとしては、 長さ１〜５ｃｍ、巾１〜５ｃｍが適している。なお、ここで言う長さ方向とは、一体化する伸縮性剥離材（Ａ）の延伸方向と同一方向を意味する。また、帯状の伸縮性剥離材（Ａ）の厚さとしては、機能表面を覆う厚さとして１〜５ｍｍが好ましい。そして、小片間に設ける隙間としては、未延伸状態で１〜５０ｍｍの範囲、延伸状態で３〜１５０ｍｍが好ましい。

更に、機能表面として面ファスナーを用いる場合には、面ファスナーはフック状係合素子からなる面ファスナー、ループ状係合素子からなるメンファスナー、フックとループが混在している面ファスナーのいずれでもよく、更にフック状の係合素子としては、鉤型のフック、きのこ型のフック、やじり型のフック等のいずれであってもよい。

本発明における転写対象（すなわち機能表面を有する小片（Ｂ）が最終的に一体化される対象物）は、該小片（Ｂ）の裏面（すなわち機能表面と反対側の面）が接着、融着、投錨、粘着、加硫接着などの方法によって複合固定できるものであれば、あらゆるものが対象となる。しかしながら、本発明のもっとも意図するところが、伸縮性剥離材（Ａ）による該小片の延伸追随性であり、成型工程において延伸されるもの、さらには、同工程において該小片（Ｂ）が同時に固定されるものであることが本意であり好適である。

この様な生産工程を有する代表的な転写対象としてはタイヤがあげられ、延伸プレス加硫工程において、生地と一緒に、機能表面を有する小片を等間隔で付着させた帯状体（Ｃ）をタイヤの最内面になるよう仕込み、押し拡げて外型に押し当ててすべての素材を加熱することで転写対象（タイヤ）を加硫し、同時に該小片（Ｂ）を加硫接着によって固定するものであり、最適である。

次に実施例により本発明を説明するが、これら実施例により本発明は何ら制限を受けるものではない。

実施例１
機能表面を有する帯状体（ｂ−１）として、幅２５ｍｍのポリアミド樹脂製面ファスナーフック材を用い、幅２０ｍｍ長さ５ｍｍの長方形を２０ｍｍ間隔で型抜きして、帯状体の両辺にて幅２．５ｍｍ長さ５ｍｍで繋がっている帯状体（ｂ−２）を得た。この帯状体（ｂ−２）を、幅２８ｍｍ、厚さ４ｍｍデュロメータ硬度７０度の硫黄加硫系ＥＰＤＭゴムの未加硫テープ（Ａ）を帯状体（ｂ−２）中央に、機能表面と未加硫ゴムが向き合う形で合わせながらローラー間で圧着し、炉内温度２００℃、ゴム表面温度１３０℃の状態で加熱炉を４分間で通過させながら連続加硫し、帯状体（ｂ−２）が繋がっている部分をトリミングすることで、５ｍｍの隙間を有しながら２０ｍｍ正方形の面ファスナーフック材小片（Ｂ）が断続的に配置され、剥離可能な状態で複合固定された伸縮性剥離材（Ａ）を有する帯状体（Ｃ）を得た。

この伸縮性剥離材（Ａ）を有する帯状体（Ｃ）を、長さ１４１ｃｍで裁断し、帯状体（Ｃ）の小片（Ｂ）側全面にポリアミド用加硫接着剤を塗布し、次に１ｃｍのオーバーラップを設けてリング化した後、金型最内面に伸縮性剥離材が位置するように仕込み、順次、気密未加硫ゴム層、ワイヤー層、タイヤコード補強層、外層未加硫ゴム層を仕込んだ。加硫は、内側から３割拡大する延伸プレスによって外金型に押しつけながら、１５０℃、１０分の加熱して行なった。成型物から伸縮剥離部材（Ａ）を取り除いて面ファスナーフック材が６．５ｍｍ間隔で加硫接着されたゴム成型体であるサイズ１８５／６５／Ｒ１５のタイヤ実施例１を得た。

比較例１
２０ｍｍ正方形の面ファスナーフック材を５ｍｍの隙間を有しながら内金型に対して、機能表面側を両面テープで仮止めし、裏面に加硫接着剤を塗布した上で順次、気密未加硫ゴム層、ワイヤー層、タイヤコード補強層、外層未加硫ゴム層を仕込んだ。加硫は、内側から３割拡大する延伸プレスによって外金型に押しつけながら、１５０℃、１０分の加熱して行ない、面ファスナーフック材が約６．５ｍｍ間隔で加硫接着されたゴム成型体であるサイズ１８５／６５／Ｒ１５のタイヤ比較例１を得た。

比較例２
実施例１で用いた機能表面を有する帯状体（ｂ−１）と、幅２８ｍｍ、厚さ４ｍｍデュロメータ硬度７０度の硫黄加硫系ＥＰＤＭゴム未加硫テープを、帯状体中央に機能表面とゴムが向き合う形で合わせながらローラー間で圧着し、そして炉内温度２００℃、ゴム表面温度１３０℃の状態で加熱炉を４分間で通過させながら連続加硫し、裁断して、機能表面保護としてＥＰＤＭゴムからなる剥離材を有する２０ｍｍ正方形の部材を得た。正方形部材は５ｍｍの隙間を有しながら内金型に対して、機能表面側を両面テープで仮止めし、裏面に加硫接着剤を塗布した上で順次、気密未加硫ゴム層、ワイヤー層、タイヤコード補強層、外層未加硫ゴム層を仕込んだ。加硫は、内側から３割拡大する延伸プレスによって外金型に押しつけながら、１５０℃、１０分の加熱して行ない、面ファスナーフック材が約６．５ｍｍ間隔で加硫接着されたゴム成型体であるサイズ１８５／６５／Ｒ１５のタイヤ比較例２を得た。

実施例１、比較例１および比較例２のタイヤ成型における作業時間、および加硫後の均等配置状況（位置ズレ）を比較した。

作業時間という観点から見た場合、実施例１は比較例１および２と比較して、作業時間、特には配置時間を大幅に短縮するものであった。

部材の位置ズレは、実施例１において確認することはできなかったが、比較例１および比較例２においては、すべての部材で多少差はあるものの、旋回状のズレが見受けられた。この現象は、実施例１がリング化した延伸部材の締め力で全体的に内金型に装着されているのに対し、比較例１および比較例２は、各々が両面テープで粘着固定されたものであり、熱による両面テープの粘着力低下と、個々の部材がゴム流動に流された結果と推定される。

機能表面保護は、機能表面保護材としてＥＰＤＭゴムを複合した実施例１および比較例２においてなされており、面ファスナーフック材の潰れは見られなかったが、比較例１ではアイロンをかけた様に押し潰されていた。

本発明の１例を示す機能表面を有する小片を有する帯状体の静置状態の斜視図。 本発明の１例を示す機能表面を有する小片を有する帯状体の延伸状態の斜視図。 本発明の機能表面を有する小片を有する帯状体の代表的な製法の模式的な斜視図。 本発明の機能表面を有する小片を有する帯状体を利用したゴム成型体の一例の伸縮性剥離材を部分剥離した状態の斜視図。

符号の説明

１：伸縮性剥離材
２：機能表面を有する小片
３：隙間
４：機能表面
５：静置された、機能表面を有する小片を有する帯状体
６：裏面
７：突起
８：延伸された、機能表面を有する小片を有する帯状体
９：型抜きされた機能表面を有する帯状体
１０：型抜き
１１：機能表面を有する小片を有する帯状体
１２：ロール
１３：加熱炉
１４：トリミング
１５：転写対象

Claims (4)

1. 帯状の伸縮性剥離材（Ａ）に、機能表面を有する小片（Ｂ）がほぼ等間隔で一体化されており、かつ該機能表面が該伸縮性剥離材（Ａ）に埋没した状態で一体化されていることを特徴とする、機能表面を有する小片を等間隔に設置するための帯状体（Ｃ）。
2. 機能表面を有する帯状体（ｂ−１）を型抜きして得られる少なくとも一部が繋がった状態の型抜きされた帯状体（ｂ−２）に、帯状の伸縮性剥離材（ａ）を、該機能表面が該伸縮性剥離材（ａ）に埋没するように圧着し、そして帯状体（ｂ−２）の繋がっている部分を切除することにより帯状体（ｂ−２）を複数の独立した小片（Ｂ）とすることを特徴とする、機能表面を有する小片を等間隔に設置するための帯状体（ｃ）の製造方法。
3. 伸縮性剥離材（Ａ）がゴム材質であり、吐出された未加硫ゴムに、帯状体（ｂ−２）を圧着したのち、加硫し、そして帯状体（ｂ−２）の接合部を切除する請求項２に記載の、機能表面を有する小片（Ｂ）を等間隔に設置するための帯状体（Ｃ）の製造方法。
4. 以下の工程（１）〜（４）を順次行うことを特徴とする、機能表面を有する小片（Ｂ）がゴム製品表面にほぼ等間隔で一体化されているゴム製品の製造方法。
   （１）請求項３に記載の機能表面を有する小片（Ｂ）を等間隔に設置する対象物が未加硫ゴム物品であり、この未加硫ゴム物品の表面に、帯状体（Ｃ）を構成する小片（Ｂ）の機能表面とは反対側の面を圧着一体化する工程、
   （２）その状態で、未加硫ゴムからなる物品を金型内に仕込み押し拡げて外金型に押しつけるとともに伸縮性剥離材（Ａ）を伸長させる工程、
   （３）加熱加硫する工程、
   （４）伸縮性剥離材（Ａ）を除去する工程、

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