JP5353254B2 - 未加硫タイヤの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、未加硫タイヤの製造方法に関し、更に詳しくは、拡縮機構を持つ成形ドラムを用いて円筒フィルム材と粘着性シート材を張り合わせる際のエア溜まりの発生を抑制するようにした未加硫タイヤの製造方法に関する。

近年、空気入りタイヤのインナーライナー材として、熱可塑性樹脂などの円筒フィルム材を使用することが多数提案されている。この円筒フィルム材は、未加硫タイヤを成形する際に、特許文献１に記載されるように、一次成形ドラムに外挿され、更にその外周にタイゴム材やカーカス材などの未加硫ゴムからなる粘着性のシート材を巻き付けるようにして成形される。

一方、一般に上記成形ドラムは、断面円弧状の複数枚のプレートをドラム軸を中心に環状に配置してドラム外殻を形成し、これらプレートを径方向に対して進退させることにより外径を拡縮可能にするように構成されている。未加硫タイヤの一次成形においては、このような拡縮可能な成形ドラムに上記円筒フィルム材を外挿し、更にその外周にタイゴム材などの粘着性シート材を貼り付け操作する。

しかし、図５に示すように、拡縮機構を持つ成形ドラム１は、外殻を構成するプレートが、外周面に繋ぎ目や段差を形成しているので、その上に円筒フィルム材３を外挿すると、成形ドラム１の外周面に形成されたプレート間の繋ぎ目や段差の隙間に円筒フィルム材が逃げてエア溜まり６を発生するという問題があった。このようなエア溜まり６を持ったまま粘着性シート材４が貼り付けられると、そのエア溜まりが起点となってタイヤの故障を発生するようになる。

特開２００１−２１９４７８号公報，段落００４１〜００４３

本発明の目的は、上述する問題点を解決するもので、拡縮機構を持つ成形ドラムを用いて円筒フィルム材と粘着性シート材を貼り合わせる際のエア溜まりの発生を抑制するようにした未加硫タイヤの製造方法を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の未加硫タイヤの製造方法は、外径が拡縮可能な成形ドラムに対し成形ローラを平行に配置した成形装置を使用し、前記成形ドラムと前記成形ローラとの間に円筒フィルム材を掛け渡した後、前記成形ドラムを拡径させて前記円筒フィルム材を該成形ドラムに密着させるように緊張させ、次いで該円筒フィルム材を前記成形ドラムを回転させて周方向に移動させながら、前記成形ローラ上において前記円筒フィルム材の外周面に粘着性シート材を供給しながら貼り付けるようにすることを特徴とする。

また、上述する構成において、以下（１）〜（６）に記載するように構成することが好ましい。
（１）前記成形ローラに対向するように圧着ローラを配置し、該成形ローラと該圧着ローラとの間で前記円筒フィルム材に前記粘着性シート材を圧着貼り付けるようにする。
（２）前記円筒フィルム材が、予め円筒状に成形された熱可塑性樹脂フィルム又は円筒状に継ぎ合わせた熱可塑性樹脂フィルムからなるようにする。
（３）前記熱可塑性樹脂フィルムの貯蔵弾性率が１〜５００ＭＰａ、厚さが０．００５〜３ｍｍであるようにする。
（４）前記粘着性シート材が未加硫ゴムからなるようにする。
（５）前記未加硫ゴムの貯蔵弾性率が０．０５〜５ＭＰａ、厚さが０．２〜５ｍｍであるようにする。
（６）前記粘着性シート材がコード入りの未加硫ゴム材であるようにする。

本発明によれば、外径が拡縮可能な成形ドラムに対し成形ローラを平行に配置した成形装置を使用し、これら成形ドラムと成形ローラとの間に円筒フィルム材を掛け渡した後、成形ドラムを拡径させて円筒フィルム材を成形ドラムに密着させるように緊張させ、次いで円筒フィルム材を成形ドラムを回転させて周方向に移動させながら、成形ローラ上において円筒フィルム材の外周面に粘着性シート材を供給しながら貼り付けるようにしたので、成形ドラムの外殻を形成するプレート間に繋ぎ目や段差が形成されても、成形ドラムとは別体の成形ローラ上で貼り合わされるので、エア溜まりが発生することを抑制することができる。

本発明の未加硫タイヤの製造方法の工程の一例を操作工程順に示した説明図である。 本発明の未加硫タイヤの製造方法に用いられる成形装置の例を概略的に示す斜視図である。 図２の成形装置の側面図である。 本発明の未加硫タイヤの製造方法に用いられる成形装置の他の例を概略的に示す斜視図である。 従来の未加硫タイヤの製造方法に用いられる成形装置の例を示す側面図である。

図１において、１は未加硫タイヤの一次成形に使用される成形ドラムである。成形ドラム１は、断面円弧状の複数枚の幅広のプレート１１と幅狭のプレート１２とをドラム軸Ｏを中心に円環状に配置してドラム外殻を成すように構成され、かつそれら複数枚のプレート１１、１２が径方向に進退移動することによりドラム外殻の外径を拡縮するようになっている。この成形ドラム１の外側には、ドラム軸と平行に成形ローラ２が設置されている。この成形ローラ２は、図に示すように成形ドラム１に近接した位置と、成形ドラム１から離れた位置とに交互に移動可能になっている。

本発明による未加硫タイヤの製造方法は、このような成形装置を使用し、熱可塑性樹脂等の円筒フィルム材３に対して、タイゴム材或いはカーカス材等の未加硫ゴムからなる粘着性シート材４を、図１（ａ）〜（ｇ）に示すような工程によって貼り合わせを行う。

先ず、図１（ａ）のように成形ドラム１を縮径状態にすると共に、成形ローラ２を外側に配置した状態にし、その成形ドラム１及び成形ローラ２の外側に円筒フィルム材３を掛け渡す。次いで図１（ｂ）のように、成形ドラム１を拡径することにより円筒フィルム材３を成形ドラム１及び成形ローラ２に対して密着するように緊張させた状態にする。次いで、図１（ｃ）のように、成形ドラム１及び成形ローラ２の少なくとも一方を不図示の駆動手段により回転させて円筒フィルム材３を周方向に移動させながら、成形ローラ２上において、円筒フィルム材３の外周面に粘着性シート材４を供給しながら貼り付ける。このとき、粘着性シート材４は自重によって円筒フィルム材３の外周面に貼り付くが、図１（ｄ）のように、成形ローラ２に対向するように配置した圧着ローラ５とを圧接し、円筒フィルム材３の外周面に粘着性シート材４を圧着貼り付けるようにすると、エア溜まりの巻き込まない積層を効率よく行うことができる。

このようにして、図１（ｅ）のように、円筒フィルム材３の外周面の全周に粘着性シート材４を貼り付けることができる。円筒フィルム材３の全周への粘着性シート材４の貼り付けが終了すると、図１（ｆ）のように、成形ローラ２を回転軸方向に移動させて抜き取る。その後、図１（ｇ）のように、成形ドラム１を所期する径まで更に拡径することにより、円筒フィルム材３と粘着性シート材４との圧着工程が終了する。以降は公知の一次成形工程に従い、成形ドラム１上で、円筒フィルム材３と粘着性シート材４とを貼り合わせたタイヤ構成部材に対して、カーカスを載せ、ビード打ちをして、一次グリーンタイヤを成形することができる。

上述した未加硫タイヤの製造方法によれば、成形ドラム１と成形ローラ２とに円筒フィルム材３を密着するように緊張させることにより、成形ドラム１の外殻を形成するプレート１１、１２間に繋ぎ目や段差が存在しても、成形ドラム１とは別体の成形ローラ２上で粘着シート材４が円筒フィルム材３に貼り合わされるので、円筒フィルム材３と粘着性シート材４との間にエア溜まりが生じることを防止することができる。また、成形ドラム１と成形ローラ２とに円筒フィルム材３を密着させる工程を成形ドラム上で行い、そのまま続けて成形ドラム上で一次グリーンタイヤの成形工程まで行うことができるので、作業工程を複雑にすることなくエア溜まりを防止し、タイヤの故障を防止できる。

更に、成形ドラム１の外殻を形成するプレート間に繋ぎ目や段差が存在してもエア溜まりの発生を防止することができるので、従来の拡縮自在の成形ドラムに対して、回転軸方向に移動可能な成形ローラ２を追加するだけで新たな装置を追加することなくエア溜まりを防止することができる。

図２は、図１（ｃ）の工程の一例を概略的に示す斜視図であり、図３はその側面図である。拡縮可能な成形ドラム１に対して回転軸が互いに平行になるように成形ローラ２が設けられており、これら成形ドラム１及び成形ローラ２上に円筒フィルム材３を掛け渡して、成形ドラム１を拡径することで、円筒フィルム材３が成形ドラム１及び成形ローラ２に対して密着するように緊張する。その緊張状態で、この円筒フィルム材３上に粘着性シート材４を貼り付けるようになっている。成形ローラ２は、回転軸方向に移動可能であり、円筒フィルム材３を掛け渡すときに成形ドラム１に対向する位置に導入し、円筒フィルム材３上に粘着性シート材４を貼り付ける工程が終了したときに除去できるようになっている。この成形ローラ２は、少なくとも１本必要であるが複数本設けてもよい。

成形ドラム１、成形ローラ２、及び圧着ローラ５は、金属材料や樹脂材料等から構成することができる。これら成形ドラム１の外殻を形成するプレートと成形ローラ２及び圧着ローラ５の外周面とは平滑であり、繋ぎ目や段差を実質的に有していない。但し、０．５ｍｍ以下のような無視できるほどの小さい段差は存在していても差し支えない。

成形ドラム１、成形ローラ２、及び圧着ローラ５の軸方向長さは特に限定されるものではないが、成形対象とする円筒フィルム材３や粘着性シート材４の幅よりも長いことが好ましい。また、円筒フィルム材３と粘着性シート材４との圧着状態を良好にするために、成形ドラム１の外径を成形ローラ２の外径よりも大きくすることが好ましい。

円筒フィルム材３と粘着性シート材４との圧着状態を良好にするために、図１（ｄ）及び更に図４に詳細を示すように、圧着ローラ５を成形ローラ２に対向するように配置して、これら成形ローラ２と圧着ローラ５との間で粘着性シート材４を圧着貼り付けできるように設置するとよい。このように圧着ローラ５を設けることで、粘着性シート材４の自重によらずに圧着できるので、円筒フィルム材３と粘着性シート材４との圧着位置を成形ドラム１の上部に限らず、成形ドラム１の周上であれば下部でも横部でもどこに設けても圧着できるようになる。尚、図示のような圧着ローラ５に限らず、円筒フィルム材３と粘着性シート材４とを圧着できれば、コンベアベルトや単なる押圧部材などを用いてもよい。

本発明において、円筒フィルム材３としては、円筒状に成形された熱可塑性樹脂フィルムの単層体又は少なくとも１層の熱可塑性樹脂フィルムを含む積層体を使用することができ、これは予め円筒状に成形したものであっても、円筒状に継ぎ合わせたものであってもよい。また、熱可塑性樹脂とは、熱可塑性樹脂のみからなるものに限らず、熱可塑性樹脂中にエラストマーを分散させた熱可塑性エラストマー組成物からなるものであってもよい。

円筒フィルム材３に用いる熱可塑性樹脂フィルムは、貯蔵弾性率が１〜５００ＭＰａ、厚さが０．００５〜３ｍｍ、より好ましくは０．００５〜１ｍｍであるとよい。熱可塑性樹脂フィルムの貯蔵弾性率が１ＭＰａより小さいと、成形ドラム１、成形ドラム２、及び圧着ローラ５を駆動手段により回転させた際に熱可塑性樹脂フィルムが伸びてしまう。貯蔵弾性率が５００ＭＰａより大きいと、熱可塑性樹脂フィルムが小径の成形ローラ２の表面に追従しにくくなり、回転しにくくなる。また、熱可塑性樹脂フィルムの厚さが０．００５ｍｍより小さいと剛性低下により円筒フィルム材３が弛み易くなり、１ｍｍより大きいとタイヤ質量の増大要因となる。

上記円筒フィルム材３は、加硫後の空気入りタイヤにおいて、例えば、樹脂配合フィルム製のインナーライナー層を構成するための材料である。

一方、粘着性シート材４としては未加硫ゴムを用いることができる。この未加硫ゴムは、貯蔵弾性率が０．０５〜５ＭＰａ、厚さが０．２〜５ｍｍであるとよい。この未加硫ゴムの貯蔵弾性率が０．０５ＭＰａより小さいと作業性が悪化する。また、未加硫ゴムの厚さが０．２ｍｍより小さいと、ゴムの表面にタック（粘着力）があり、かつゴムが薄過ぎるため取り扱いが困難になる。厚さが５ｍｍより大きいと小径の成形ローラ２の周辺での屈曲に追従しにくくなったり、スプライスの段差が大きくなってしまう。また、粘着性シート材４としては、カーカス材のように、コード入りの未加硫ゴム材を用いてもよい。

上記粘着性シート材４は、加硫後の空気入りタイヤにおいて、例えば、ブチルゴム製のインナーライナー層、タイゴム層、カーカス層を構成するための材料である。又、これらのシート材４にフィニッシングなどの幅狭シートを予め貼り合わせておいても良い。

円筒フィルム材３の外周面には図示のように円筒フィルム材３と同幅の粘着性シート材４を巻き付けてもよいが、円筒フィルム材３よりも狭幅であるストリップ状の粘着性シート材４を円筒フィルム材３の外周面に対して螺旋状に巻き付けたり、円筒フィルム材３よりも狭幅であるストリップ状の粘着性シート材４を円筒フィルム材３の外周面に対して局部的に巻き付けるようにしてもよい。また、円筒フィルム材３より粘着性シート材４の幅を広くしても良い。

本発明で使用される熱可塑性樹脂とは、前述したように、熱可塑性樹脂単体のほか熱可塑性樹脂中にエラストマーをブレンドした熱可塑性エラストマー組成物も対象にすることができる。

熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリアミド系樹脂〔例えばナイロン６（Ｎ６）、ナイロン６６（Ｎ６６）、ナイロン４６（Ｎ４６）、ナイロン１１（Ｎ１１）、ナイロン１２（Ｎ１２）、ナイロン６１０（Ｎ６１０）、ナイロン６１２（Ｎ６１２）、ナイロン６／６６共重合体（Ｎ６／６６）、ナイロン６／６６／６１０共重合体（Ｎ６／６６／６１０）、ナイロンＭＸＤ６、ナイロン６Ｔ、ナイロン６／６Ｔ共重合体、ナイロン６６／ＰＰ共重合体、ナイロン６６／ＰＰＳ共重合体〕、ポリエステル系樹脂〔例えばポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンイソフタレート（ＰＥＩ）、ポリブチレンテレフタレート／テトラメチレングリコール共重合体、ＰＥＴ／ＰＥＩ共重合体、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリブチレンナフタレート（ＰＢＮ）、液晶ポリエステル、ポリオキシアルキレンジイミドジ酸／ポリブチレンテレフタレート共重合体などの芳香族ポリエステル〕、ポリニトリル系樹脂〔例えばポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリメタクリロニトリル、アクリロニトリル／スチレン共重合体（ＡＳ）、メタクリロニトリル／スチレン共重合体、メタクリロニトリル／スチレン／ブタジエン共重合体〕、ポリ（メタ）アクリレート系樹脂〔例えばポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリメタクリル酸エチル、エチレンエチルアクリレート共重合体（ＥＥＡ）、エチレンアクリル酸共重合体（ＥＡＡ）、エチレンメチルアクリレート樹脂（ＥＭＡ）〕、ポリビニル系樹脂〔例えば酢酸ビニル（ＥＶＡ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ビニルアルコール／エチレン共重合体（ＥＶＯＨ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、塩化ビニル／塩化ビニリデン共重合体、塩化ビニリデン／メチルアクリレート共重合体〕、セルロース系樹脂〔例えば酢酸セルロース、酢酸酪酸セルロース〕、フッ素系樹脂〔例えばポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、ポリクロルフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、テトラフロロエチレン／エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）〕、イミド系樹脂〔例えば芳香族ポリイミド（ＰＩ）〕などを挙げることができる。

本発明で使用されるエラストマーとしては、例えば、ジエン系ゴム及びその水素添加物〔例えばＮＲ、ＩＲ、エポキシ化天然ゴム、ＳＢＲ、ＢＲ（高シスＢＲ及び低シスＢＲ）、ＮＢＲ、水素化ＮＢＲ、水素化ＳＢＲ〕、オレフィン系ゴム〔例えばエチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ、ＥＰＭ）、マレイン酸変性エチレンプロピレンゴム（Ｍ−ＥＰＭ）〕、ブチルゴム（ＩＩＲ）、イソブチレンと芳香族ビニル又はジエン系モノマー共重合体、アクリルゴム（ＡＣＭ）、アイオノマー、含ハロゲンゴム〔例えばＢｒ−ＩＩＲ、Ｃｌ−ＩＩＲ、イソブチレンパラメチルスチレン共重合体の臭素化物（Ｂｒ−ＩＰＭＳ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ヒドリンゴム（ＣＨＣ，ＣＨＲ）、クロロスルホン化ポリエチレン（ＣＳＭ）、塩素化ポリエチレン（ＣＭ）、マレイン酸変性塩素化ポリエチレン（Ｍ−ＣＭ）〕、シリコーンゴム（例えばメチルビニルシリコーンゴム、ジメチルシリコーンゴム、メチルフェニルビニルシリコーンゴム）、含イオウゴム（例えばポリスルフィドゴム）、フッ素ゴム（例えばビニリデンフルオライド系ゴム、含フッ素ビニルエーテル系ゴム、テトラフルオロエチレン−プロピレン系ゴム、含フッ素シリコン系ゴム、含フッ素ホスファゼン系ゴム）、熱可塑性エラストマー（例えばスチレン系エラストマー、オレフィン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、ウレタン系エラストマー、ポリアミド系エラストマー）などを挙げることができる。

下記のように構成を異ならせた成形装置（従来例１、２及び実施例１〜３）を用いて、円筒フィルム材とその円筒フィルム材に圧着する粘着性シート材の種類を表１のように異ならせたタイヤ構成部材を成形した。従来例１は成形ドラムのみからなり、従来例２は成形ドラムに対して圧着ローラを設けた例である。また、実施例１は成形ドラム及び成形ローラからなり、実施例２、３は成形ドラム及び成形ローラに加えて圧着ローラを設けた例である。

全ての例で、円筒フィルム材としては熱可塑性樹脂フィルムを用い、粘着性シート材としては未加硫ゴムを用いた。但し、実施例３の粘着性シート材としては、コード入りの未加硫ゴム材を用いた。

これら従来例１、２及び実施例１〜３のタイヤ構成部材の成形方法について、下記の方法により、部材間の圧着状態を評価し、その結果を表１に併せて示した。

部材間の圧着状態：
幅３００ｍｍ、厚さ０．１ｍｍ、貯蔵弾性率１００ＭＰａの円筒フィルム材に、幅３２０ｍｍ、厚さ１ｍｍ、貯蔵弾性率０．５ＭＰａの粘着性シート材を積層した２０個体を作成し、エア混入による浮きの合算面積を測定し、次に積層部材間面積に対するエア混入による浮きの面積比率を算出し、２０個体の平均値を算出した。

○：浮き部分の面積比率が１％以下
×：浮き部分の面積比率が１％超
尚、貯蔵弾性率は、東洋精機製作所製粘弾性スペクトロメータを用い、静ひずみ１０％、動ひずみ±２％、周波数２０Ｈｚにて、２０℃の貯蔵弾性率を測定した。

１ 成形ドラム
２ 成形ローラ
３ 円筒フィルム材
４ 粘着性シート材
５ 圧着ローラ

Claims (7)

1. 外径が拡縮可能な成形ドラムに対し成形ローラを平行に配置した成形装置を使用し、前記成形ドラムと前記成形ローラとの間に円筒フィルム材を掛け渡した後、前記成形ドラムを拡径させて前記円筒フィルム材を該成形ドラムに密着させるように緊張させ、次いで該円筒フィルム材を前記成形ドラムを回転させて周方向に移動させながら、前記成形ローラ上において前記円筒フィルム材の外周面に粘着性シート材を供給しながら貼り付けるようにする未加硫タイヤの製造方法。
2. 前記成形ローラに対向するように圧着ローラを配置し、該成形ローラと該圧着ローラとの間で前記円筒フィルム材に前記粘着性シート材を圧着貼り付けるようにする請求項１に記載の未加硫タイヤの製造方法。
3. 前記円筒フィルム材が、予め円筒状に成形された熱可塑性樹脂フィルム又は円筒状に継ぎ合わせた熱可塑性樹脂フィルムからなる請求項１に記載の未加硫タイヤの製造方法。
4. 前記熱可塑性樹脂フィルムの貯蔵弾性率が１〜５００ＭＰａ、厚さが０．００５〜３ｍｍである請求項３に記載の未加硫タイヤの製造方法。
5. 前記粘着性シート材が未加硫ゴムからなる請求項１〜４のいずれかに記載の未加硫タイヤの製造方法。
6. 前記未加硫ゴムの貯蔵弾性率が０．０５〜５ＭＰａ、厚さが０．２〜５ｍｍである請求項５に記載の未加硫タイヤの製造方法。
7. 前記粘着性シート材がコード入りの未加硫ゴム材である請求項５又は６に記載の未加硫タイヤの製造方法。

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