JP5619455B2 - タイヤの製造方法及びタイヤ - Google Patents
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Description
例えば、特許文献1には、熱可塑性の高分子材料を用いて成形された空気入りタイヤが開示されている。
しかしながら、特許文献1では、ポリエステル系のエラストマーを金型に注入することにより製造したタイヤ骨格部材(ケース)とタイヤ構成ゴム部材(クッションゴムやトレッドゴムなど)とを一体化するにあたり、タイヤの組立工程において、曲面となっているタイヤ骨格部材の外周上に接着剤を塗布し、その上にタイヤ構成ゴム部材を配置し、加硫によりこれらの部材を接合している。この際、接着剤をタイヤ骨格部材とタイヤ構成ゴム部材との接合部に均一に塗布してタイヤ骨格部材とタイヤ構成ゴム部材との接合強度を確保し、タイヤ骨格部材とタイヤ構成ゴム部材との剥離を防止する点において改良が求められている。
熱可塑性樹脂としては、例えば、ウレタン樹脂、オレフィン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリアミド樹脂等が挙げられる。
また、樹脂材料としては、走行時の弾性と製造時の成形性等を考慮すると熱可塑性エラストマーを用いることが好ましい。
以下、図面にしたがって本発明のタイヤの製造方法及びタイヤの第1実施形態について説明する。図1(A)に示すように、本実施形態のタイヤの製造方法で製造されるタイヤ10は、従来一般のゴム製の空気入りタイヤと略同様の断面形状を呈している。なお、以下の説明において、「幅方向」と記載した場合は、タイヤケース17及びタイヤ10の幅方向を指し、「周方向」と記載した場合は、タイヤケース17及びタイヤ10の周方向を指す。
また、樹脂材料の同種とは、エステル系同士、スチレン系同士などの形態を指す。
次に、本実施形態のタイヤの製造装置について説明する。
図3には、タイヤ10を形成する際に用いる成形機32の要部が斜視図にて示されている。成形機32は、水平に配置された軸36と、この軸36を回転させるギヤ付きモータ37と、床面に接地されてギヤ付きモータ37を支持する台座34と、を有している。
なお、本実施形態では、コード供給装置56は、押圧ローラ60及び冷却ローラ64の2つのローラを有する構成としているが、本発明はこの構成に限定されず、何れか一方のローラのみ(即ち、ローラ1個)を有している構成でもよい。また、押圧ローラ60及び冷却ローラ64は、タイヤケース17に対して従動回転するようになっている。
コード供給装置56はタイヤケース17の軸方向に移動可能となっている。
(骨格形成工程)
(1)図3に示すように、先ず、径を縮小したタイヤ支持部40の外周側に、互いに向かい合わせに突き当てた2つのケース分割体17Aを配置すると共に、2つのケース分割体17Aの内部に、薄い金属板(例えば、厚さ0.5mmの鋼板)からなる筒状のタイヤ内面支持リング43を配置する(図3では、内部を見せるために一方のケース分割体17Aを外して記載されている)。
また、例えば、被覆コード部材26の断面形状を略矩形状とし、排出口76の幅方向の送り速度を隣接する被覆コード部材26間に隙間が生じないように調整しながら被覆コード部材26を配設することにより、タイヤケース17の外周面17Sを凹凸状でなく平坦状(フラット状)とすることもできる。
(4)次に、押出機44を退避させて、ブラスト装置100をタイヤ支持部40の近傍に配置する(図7参照)。そして、ブラストガン102をタイヤケース17の外周面17Sに向け、タイヤケース17側を回転(矢印R方向)させながら、外周面17Sへ投射材104を高速度で射出する。射出された投射材104は、外周面17Sに衝突し、この外周面17Sに算術平均粗さRaが0.05mm以上となる微細な粗化凹凸96を形成する(図8参照)。なお、タイヤケース17側を回転させる代わりにブラストガン102側をタイヤケース17の周方向周りに回転させてもよい。
しかし、図8に示すように、ブラストガン102から投射材104を射出することで、凹部の凹壁や凹底を粗化処理することができるため、外周面17Sをほぼ一様に粗化処理することができる。
なお、算術平均粗さRaが0.05mm未満の場合には、粗化凹凸96が浅いため、接合剤の濡れ性が低く、十分なアンカー効果が発揮されず、タイヤケース17とクッションゴム29との接合強度が十分に確保できない。
(5)次に、粗化処理を行なったタイヤケース17の外周面17Sに接合剤を塗布する。 なお、接合剤としては、トリアジンチオール系接着剤、塩化ゴム系接着剤、フェノール系樹脂接着剤、イソシアネート系接着剤、ハロゲン化ゴム系接着剤など、特に制限はないが、クッションゴム29が加硫できる温度(90°C〜140°C)で反応することが好ましい。
(7)次に生タイヤケースを加硫缶やモールドに収容して加硫する。このとき、粗化処理によってタイヤケース17の外周面17Sに形成された粗化凹凸96に未加硫のクッションゴム29が流れ込む。そして、加硫が完了すると、粗化凹凸96に流れ込んだクッションゴム29により、アンカー効果が発揮されて、タイヤケース17とクッションゴム29との接合強度が向上する。すなわち、クッションゴム29を介してタイヤケース17とトレッド30との接合強度が向上する。
本実施形態のタイヤの製造方法では、タイヤケース17とクッションゴム29及びトレッドゴム30Aとを一体化するにあたり、タイヤケース17の外周面17Sが粗化処理されていることから、アンカー効果により接合性(接着性)が向上する。また、タイヤケース17を形成する樹脂材料が投射材104の衝突により掘り起こされることから、接合剤の濡れ性が向上する。これにより、タイヤケース17の外周面17Sに接合剤が均一な塗布状態で保持され、タイヤケース17とクッションゴム29との接合強度を確保することができる。
図9に示すタイヤケース17は、補強層28が被覆用熱可塑性材料90によって形成された被覆層88によって覆われている。この被覆層88は、外周面が平坦状とされ、且つタイヤケース17の外周部を構成している。そして、被覆層88の上には、接合剤を介してクッションゴム29及びトレッド30が形成されている。なお、タイヤケース17の外周面17Sは粗化処理が施されている。
上述した(1)〜(3)の手順でタイヤケース17に補強層28を形成した後、図10に示すように、ノズル46を大口径のノズル86に交換した押出機44から、溶融又は軟化状態の被覆用熱可塑性材料90を補強層28の上に吐出して被覆層88を形成する。このとき、被覆層88の表面(外周面)が平坦となるように、ローラ48などで均すことが好ましい。なお、押出機44を用いずに、図12に示すように溶着シート92の接合面側を熱風装置98の吹出口99から吹き出る熱風などで加熱し溶融又は軟化状態にして、補強層28の表面(外周面)に貼り付けて被覆層88を形成してもよい。
そして、被覆層88が冷却固化した後は、図11に示すように、タイヤケース17の外周面17S(被覆層88の外周面を含む)に向けてブラスト装置100のブラストガン102から投射材104を射出して、外周面17Sに微細な粗化凹凸96を形成する粗化処理を行なう。タイヤケース17の外周面17Sを粗化処理した後、この外周面17Sに接合剤を塗布し、その上にクッションゴム29、トレッドゴム30Aを順次積層し、加硫する。
上述の実施形態では、ケース分割体17Aを接合してタイヤケース17を形成する構成としたが、本発明はこの構成に限らず、金型などを用いてタイヤケース17を一体的に形成してもよい。
また、被覆コード部材26を形成する被覆用樹脂材料27を熱硬化性樹脂とし、被覆コード部材26を加熱せずに接着剤などを用いてクラウン部16の外周面に接着する構成としてもよい。
さらに、被覆コード部材26を形成する被覆用樹脂材料27を熱硬化性樹脂とし、タイヤケース17を熱可塑性材料で形成する構成としてもよい。この場合には、被覆コード部材26をクラウン部16の外周面に接着剤などを用いて接着してもよく、タイヤケース17の被覆コード部材26が配設される部位を加熱して溶融又は軟化状態にして被覆コード部材26をクラウン部16の外周面に溶着してもよい。
またさらに、被覆コード部材26を形成する被覆用樹脂材料27を熱可塑性材料とし、タイヤケース17を熱可塑性材料で形成する構成としてもよい。この場合には、被覆コード部材26をクラウン部16の外周面に接着剤などを用いて接着してもよく、タイヤケース17の被覆コード部材26が配設される部位を加熱して溶融又は軟化状態としつつ、被覆用樹脂材料27を加熱し溶融又は軟化状態にして被覆コード部材26をクラウン部16の外周面に溶着してもよい。なお、タイヤケース17及び被覆コード部材26の両者を加熱して溶融又は軟化状態にした場合、両者が良く混ざり合うため接合強度が向上する。また、タイヤケース17を形成する樹脂材料、及び被覆コード部材26を形成する被覆用樹脂材料27をともに熱可塑性材料とする場合には、同種の熱可塑性材料、特に同一の熱可塑性材料とすることが好ましい。
そして、例えば、補強コード26Aを加硫済みのゴムで被覆したゴム被覆コード(補強コード部材の一例)を樹脂材料で構成されたタイヤケース17のクラウン部16の外周面に巻回して補強層を構成してもよい。この場合には、上記したように、ゴム被覆コードをクラウン部16の外周面に溶着又は接着してもよい。
以上、実施形態を挙げて本発明の実施の形態を説明したが、これらの実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲がこれらの実施形態に限定されないことは言うまでもない。
17 タイヤケース(タイヤ骨格部材)
17S 外周面
26 被覆コード部材
26A 補強コード
27 被覆用樹脂材料
28 補強層
28A 隙間
29 クッションゴム(タイヤ構成ゴム部材)
30 トレッド(タイヤ構成ゴム部材)
88 被覆層
96 粗化凹凸
100 ブラスト装置
104 投射材
Claims (8)
- 樹脂材料を用いて環状のタイヤ骨格部材を形成する骨格形成工程と、
前記タイヤ骨格部材の外周面に粒子状の投射材を衝突させて、前記外周面を粗化処理する粗化処理工程と、
粗化処理された前記外周面に接合剤を介してタイヤ構成ゴム部材を積層する積層工程と、
を備え、
前記タイヤ骨格部材の外周部は、前記外周面の少なくとも一部に凹凸部を構成する補強層で構成され、
前記補強層は、前記タイヤ骨格部材を形成する樹脂材料とは別体の樹脂材料で補強コードを被覆して構成された被覆コード部材を前記タイヤ骨格部材の周方向に巻回して構成され、
前記凹凸部は、前記粗化処理工程で粗化処理されるタイヤの製造方法。 - 前記タイヤ骨格部材を形成する樹脂材料、及び、前記被覆コード部材を構成する樹脂材料の少なくとも一方が熱可塑性を有する熱可塑性材料である請求項1に記載のタイヤの製造方法。
- 前記粗化処理工程では、前記タイヤ構成ゴム部材の積層領域よりも広い領域を粗化処理する請求項1又は請求項2に記載のタイヤの製造方法。
- 前記粗化処理工程では、算術平均粗さRaが0.05mm以上となるように前記外周面を粗化処理する請求項1〜請求項3の何れか1項に記載のタイヤの製造方法。
- 前記投射材は、空気中で固体から気体へと気化する材料によって構成されている請求項1〜請求項4のいずれか1項に記載のタイヤの製造方法。
- 前記タイヤ構成ゴム部材は、未加硫、又は半加硫状態である請求項1〜請求項5のいずれか1項に記載のタイヤの製造方法。
- 樹脂材料を用いて形成され、外周面に粒子状の投射材を衝突させて該外周面を粗化処理した環状のタイヤ骨格部材と、
粗化処理された前記外周面に接合剤を介して積層されたタイヤ構成ゴム部材と、
を備え、
前記タイヤ骨格部材の外周部は、前記外周面の少なくとも一部に凹凸部を構成する補強層で構成され、
前記補強層は、前記タイヤ骨格部材を形成する樹脂材料とは別体の樹脂材料で補強コードを被覆して構成された被覆コード部材を前記タイヤ骨格部材の周方向に巻回して構成され、
前記凹凸部は、粗化処理されているタイヤ。 - 前記タイヤ骨格部材を形成する樹脂材料、及び、前記被覆コード部材を構成する樹脂材料の少なくとも一方が熱可塑性を有する熱可塑性材料である請求項7に記載のタイヤ。
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