JP5802271B2 - 弾性半完成品を製造するための押出成形デバイスの加熱を制御するための方法 - Google Patents

Description

本発明は、弾性材料から成る半完成品の押出成形デバイスの加熱を制御するための方法に関する。

好ましくは、上述した方法は、車両ホイール用のタイヤの弾性材料から成る構成要素を構築するためのプロセスで行われる。

以下の説明を通して、また添付の特許請求の範囲において、「弾性材料」という表現は、少なくとも１つの弾性ポリマーと少なくとも１つの補強フィラーを含む組成物を示すために使用される。好ましくは、そのような組成物は、さらに、例えば架橋剤および／または可塑剤などの添加物を含む。架橋剤の存在により、そのような材料は、最終製品を製造するために加熱によって架橋することができる。

他方、「弾性材料から成る半完成品」という表現は、弾性材料のみから成り、平坦な形状を有する細長い要素を示すために使用される。

「弾性材料から成る構成要素」という表現は、前記半完成品から得られる、したがって弾性材料のみを含むタイヤの任意の構成要素またはその一部を示すために使用される。

本説明を通して、また添付の特許請求の範囲において、押出成形デバイスの構造ユニットの「熱慣性（thermal inertia）」は、構造ユニットが温度の変化に耐えることができる傾向を示す。熱慣性は、そのような構造ユニットを構成する材料の質量が大きいほど高い。

他方、押出成形デバイスの構造ユニットの「作業温度」は、そのような構造ユニットが押出成形プロセス中に維持される温度を示す。これは、動作温度よりも低い温度で押出成形プロセスが行われないことを示唆する。

知られているように、車両ホイール用のタイヤは、一般にカーカス構造を含み、カーカス構造は、弾性マトリックス中に組み込まれた補強コードから形成された少なくとも１つのカーカスプライを含む。カーカスプライは、環状固定構造とそれぞれ係合される端縁部を有する。環状固定構造は、通常は「ビード」と呼ばれるタイヤの領域内に配置され、通常は、半径方向外側の位置に少なくとも１つの充填インサートが貼着された実質的に円環状のインサートによってそれぞれ形成される。そのような環状インサートは、一般に「ビードコア」と呼ばれ、特にホイールのリムに提供される固定シートにしっかりと固定してタイヤを保つ働きをし、したがって、動作中、タイヤの半径方向内側の端縁部がそのようなシートから外れるのを防止する。

ビードには、タイヤへのトルク伝達を改良する働きがある特有の補強構造を提供することができる。

「チューブレス」と呼ばれる内側タイヤのないタイヤでは、典型的には、弾性材料から成る気密コーティング層（典型的にはライナと呼ばれる）が、カーカスプライに対して半径方向内側の位置に提供される。

他方、カーカス構造に対して半径方向外側の位置には、ベルト構造が関連付けられる。

ベルト構造は、１つまたは複数のベルト層を含み、ベルト層は、半径方向で上下に配置され、織物または金属補強コードを有し、これらの補強コードは、好ましくは、タイヤの円周方向に対して傾いた向きに沿って配置され、隣接するベルト層があればそのコードに対して通常、交差して配置される。

さらに、ベルト構造は、少なくとも１つの連続する細長い補強要素によって画定される少なくとも１つの補強構造を含むことができ、細長い補強要素は、弾性材料のマトリックス中に組み込まれた少なくとも１つの織物または金属補強コードを含み、細長い要素自体の長手方向に平行に延在する。

カーカス構造とベルト構造の間には、「アンダーベルト」と呼ばれる弾性材料の層を提供することができ、前記層は、ベルト構造の後続の貼着のために、カーカス構造の半径方向外側の表面をできるだけ均一にする働きがある。

ベルト構造に対して半径方向外側の位置には、トレッドバンドが貼着され、これも、タイヤを構成する他の構造要素と同様に弾性材料から成る。

また、弾性材料から成るそれぞれのサイドウォールがカーカス構造の側面に貼着され、各サイドウォールは、トレッドバンドの側縁部の１つからビードに向かってそれぞれの環状固定構造まで延在する。

上述の説明から、車両ホイール用のタイヤが、典型的には、上に与えた定義に従って、弾性材料のみから成る複数の構成要素を含むことは明らかである。それらの構成要素のうち、非限定的な例として以下の構成要素を識別することができる。すなわち、トレッドバンド、サイドウォール、いわゆるアンダーベルトおよび／またはアンダーレイヤ層、環状固定構造の充填インサート、ライナ、サブライナ、サイドウォールインサート、補強インサートなど。

上述した構成要素は、押出成形プロセスによって得られる、弾性材料のみから成る半完成品から始めて形成することができる。次いで、押出成形された半完成品は、回転軸の周りで回転することができる形成支持体上に載置され、それにより、形成すべき構成要素に応じて、好ましくは隣接するおよび／または少なくとも部分的に重畳されるコイルに従って堆積（deposition）が得られる。

典型的には、押出成形プロセスは、様々な質量、熱慣性、および作業温度を有する複数の構造ユニットからなるデバイス内で行われ、ここで、低い質量および熱慣性を有する少なくともいくつかの構造ユニットは高い作業温度を有し、逆に、高い質量および熱慣性を有する少なくともいくつかの構造ユニットは低い作業温度を有する。

押出成形デバイス内に弾性材料を供給する前に、上述した構造ユニット全てがそれぞれの作業温度にされる。

本願と同一出願人による国際公開第２００６／０３７３６９号は、弾性タイヤ構成要素を製造するためのプロセスにおいて、弾性構成要素が、それぞれ固有の作業温度を有する複数のユニットを含む押出成形デバイスに供給されることを述べている。前記ユニットは、最低の作業温度を有するユニットから、最高の作業温度を有するユニットまで、それぞれの作業温度に到達するまで加熱される。

本出願人は、押出成形プロセス中に、押出成形デバイス内に供給される弾性材料が所要の動作流量および圧力で十分な流動性を有することを保証するためには、押出成形デバイス内に弾性材料を供給する前に、上記のユニット全てをそれぞれの作業温度に到達するまで加熱しなければならないと考えている。

本出願人は、さらに、プロセス時間を最短にするために、前記加熱を全体としてできるだけ短い時間で行うべきであると考えている。

他方、本出願人は、押出成形プロセスが終了または中断されるときは常に、気泡の発生を防止するためにいくらかの弾性材料を押出成形デバイス内に残すことが有利であると考えている。気泡の発生は、再始動時に故障を引き起こすことになる。

さらに、本出願人は、押出機が空にされるか否かに関係なく、機械がギアポンプおよびノズル（そのようなユニットは通常、より高い作業温度およびより小さい質量を有するユニットである）を含むときには、機械の端部を迅速に空にすることはできないことに気付いた。実際、この場合に端部を空にすることは、機械的な解体後に初めて可能であり、これには相当な時間がかかる。

そのような弾性材料が存在するので、前記ユニットの１つが固有の作業温度に到達するときに、より低い質量と熱慣性およびより高い作業温度を有する別のユニットの過熱および／または長期の加熱が生じるのを防止する必要がある。この場合、より低い質量と熱慣性およびより高い作業温度を有するユニットで、弾性材料の望ましくない加硫が生じることになり、その結果、押出成形デバイスを次に使用する前に、加硫された材料の痕跡を除去するために押出成形デバイスを解体する必要がある。これは、時間および実用性の面でかなり負担となる。

本出願人は、前記国際公開第２００６／０３７３６９号に記載されているプロセスが、実際に、上述した少なくとも部分的に相反する要件を満たすことができるようにすることに注目している。

しかし、本出願人は、実際上の実施形態において前記プロセスに所望の有利な効果を実際に与えることができるようにするには、使用される特有の押出成形デバイスのユニットそれぞれの実際の質量および熱慣性を知る必要があることに気付いた。これにより、各ユニットの加熱を作動させる正確な時点を決定するために、各ユニットの実際の加熱プロファイルを知ることができるようになる。したがって、実際には、使用される特有の押出成形デバイスの個々のユニットに対して実験的試験を実行する必要がある。本出願人によれば、そのような処置は、プロセス時間およびコストの面でかなり負担となる。

本出願人は、上記のユニットのいかなるものにおいても弾性材料の加硫の危険がなく、かつ使用される特有の押出成形デバイスの個々のユニットに対して事前に実験的試験を行う必要なく、押出成形デバイスを構成する全てのユニットをできるだけ迅速にそれぞれの作業温度に到達させるのに適した方法が、相反するプロセス要件をさらに十分に満たすことに注目している。

本出願人は、サイズおよび／またはタイプに関係なく任意の押出成形デバイスに対して自動的に実施することができる前記ユニットの特定の加熱処置によって、使用される特有の押出成形デバイスの個々のユニットに対して実験的試験を実行する必要なく上記の結果が実現されることに気付いた。

まず、本出願人は、加熱プロセスサイクル時間をできるだけ抑えるために、始めに全てのユニットの同時加熱を行う自動処置を実施することが適していると理解している。したがって、この処置は、国際公開第２００６／０３７３６９号に記載されているのとは全く異なる方法を実施する。国際公開第２００６／０３７３６９号では、最低の作業温度を有するユニットから始めて最高の作業温度を有するユニットまで、加熱の作動を所定の順序で行う。

さらに、本出願人は、押出成形デバイス内で弾性材料の加硫が生じる危険をなくすために、低い熱慣性および高い作業温度を有するユニットが最後に、すなわちより高い熱質量およびより低い作業温度を有するユニットがそれらの作業温度に到達した後に、固有の作業温度に到達することができるように上記の加熱処置が成されることが賢明であると理解している。

本出願人は、そのような結果は、まず全てのユニットを所定の温度値まで同時加熱し、所定のユニットがそのような温度に接近または到達したとき、適切に予め決定されている新たな温度値まで他のユニットをさらに同時加熱する加熱処置を実施することによって効果的に得ることができると認識している。そのようなさらなる同時加熱は、複数回繰り返され、各回に、固有の作業温度にまだ到達していないユニットに対してのみ行われ、そのような繰り返しは、押出成形デバイスの全てのユニットがそれぞれの作業温度に到達するまで続く。

特に、本出願人は、
−最低の作業温度を有するユニットが作業温度に到達するまで、始めに全てのユニットを同時加熱し、
−前記ユニットが前記作業温度に接近または到達したときに、他のユニットのうち、前に設定された加熱温度に最も近い作業温度を有するユニットの作業温度に到達するまで、前記他のユニットの後続の同時加熱を行い、
−押出成形デバイスの全てのユニットがそれぞれの作業温度に到達するまで、各回に、直前に設定された加熱温度よりも高い作業温度を有するユニットのみに対して、そのような後続の加熱を繰り返すこと
を実現する加熱処置を実施することによって、
有利には、上記のユニットのいかなるものにおいても弾性材料の加硫の危険がなく、また、使用される特有の押出成形デバイスの個々のユニットに対して事前に実験的試験を行ってそのようなユニットの質量および熱慣性を決定する必要なく、押出成形デバイスを構成する全てのユニットをできるだけ迅速にそれぞれの作業温度にすることができる
ことを見出した。

したがって、本発明は、その第１の態様では、弾性材料から成る半完成品の押出成形デバイスの加熱を制御するための方法であって、押出成形デバイスが、複数の構造ユニットを含み、各構造ユニットが、少なくとも１つの他の構造ユニットの作業温度とは異なる作業温度と、少なくとも１つの他の構造ユニットの熱慣性とは異なる熱慣性とを有する方法であって、
ａ）各構造ユニットに関して、最低の作業温度を有する前記構造ユニットの前記作業温度の値に等しいか近い加熱温度を設定するステップと、
ｂ）前記押出成形デバイスの全ての構造ユニットを同時に加熱するステップと、
ｃ）最低の作業温度を有する構造ユニットが前記加熱温度に接近または到達したときに、他の構造ユニットに関して、前記他の構造ユニットのうち、前に設定された加熱温度に最も近い作業温度を有する構造ユニットの作業温度の値に等しいか近い値に、後続の加熱温度を設定するステップと、
ｄ）押出成形デバイスの全ての構造ユニットがそれぞれの作業温度に到達するまで、直前に設定された加熱温度よりも高い作業温度を有する構造ユニットのみに対して、ｂ）およびｃ）で示した操作を反復して繰り返すステップと
を含む方法に関する。

本出願人は、本発明の方法によって、構造ユニットがその作業温度に到達したときに、より低い作業温度を有する他の構造ユニットもその温度に既に実質的に到達していると考える。有利には、これは、各構造ユニットがそれぞれの作業温度に到達するまでにかかる時間を短縮し、有利には押出成形プロセスの全体の実施時間を短縮する。さらに、低い熱慣性および高い作業温度を有する構造ユニットで弾性材料の加硫が生じる危険がなくされる。実際、そのような高い作業温度は最後に到達され、低い熱慣性により前記構造ユニットの加熱は比較的速いが、弾性材料の供給開始前のそのような高い作業温度での滞留時間は最小限に短縮される。

本発明の方法は、有利には、任意の押出成形デバイス、好ましくはギアポンプを含む押出成形デバイスで実施することができる。ギアポンプを含む押出成形デバイスでは、そのような押出成形デバイスを構成する構造ユニットの数およびタイプに関係なく、また前記構造ユニットの質量および／または熱慣性の相違にも関係なく、混合物が常に機械の端部に存在し、この混合物は、機械類の部品を解体することによってしか除去することができない（開いたヘッドを有し、ギアポンプを有さない押出機は、通常は機械を完全に空にすることができ、したがって架橋の問題は生じない）。実際、前記方法を実施するためには、押出成形デバイスを構成する各構造ユニットの作業温度のみを知れば十分である。

本発明は、以下の好ましい特徴の少なくとも１つを個別に、または他の特徴と組み合わせて有することができる。

好ましくは、前記反復繰り返しは、少なくとも、
ｅ）前記押出成形デバイスの前記他の構造ユニットを同時に加熱するステップ
を含む。

より好ましくは、前記反復繰り返しはまた、少なくとも、
ｆ）前記他の構造ユニットのうち最低の作業温度を有する構造ユニットが前記後続の加熱温度に接近または到達したときに、残りの構造ユニットに関して、前記残りの構造ユニットのうち、直前に設定された加熱温度に最も近い作業温度を有する構造ユニットの作業温度の値に等しいか近い値に、さらなる加熱温度を設定するステップ
を含む。

さらに好ましくは、前記反復繰り返しはまた、少なくとも、
ｇ）押出成形デバイスの全ての構造ユニットがそれぞれの作業温度に到達するまで、直前に設定された加熱温度よりも高い作業温度を有する構造ユニットのみに対して、ｅ）およびｆ）で示した操作を反復して繰り返すステップ
を含む。

上述した方法は、２つ以上の複数の構造ユニットを有する押出成形デバイスにおいて差異なく実施することができる。単に、本発明を十分に明瞭に、かつ理解できるように例示する目的で、前段において、および以下の説明を通して（ならびに添付の特許請求の範囲において）、３つ以上の構造ユニットを有する押出成形デバイスに言及する。

本発明の好ましい実施形態では、各構造ユニットは、全ての他の構造ユニットの作業温度とは異なる作業温度を有する。

好ましくは、各構造ユニットは、全ての他の構造ユニットの熱慣性とは異なる熱慣性を有する。

本発明の好ましい実施形態では、前記複数の構造ユニットは、少なくとも１つのハウジングと、前記少なくとも１つのハウジングの内部で弾性材料を移動させるための少なくとも１つの部材と、弾性材料の少なくとも１つの延伸部材とを含む。

好ましくは、弾性材料を移動させるための前記少なくとも１つの部材は、押出スクリュを含む。そのような特定の移動部材は、比較的低い作業温度と、所定の熱慣性とを有する。

好ましくは、前記少なくとも１つのハウジングは、弾性材料を移動させるための部材の作業温度よりも高い作業温度を有する。

好ましくは、前記少なくとも１つのハウジングは、弾性材料を移動させるための部材の熱慣性よりも高い熱慣性を有する。

本発明の好ましい実施形態では、前記少なくとも１つの延伸部材が、少なくとも１つのノズルを含む。そのような特定の延伸部材は、特に低い熱慣性と、特に高い作業温度とを有することを特徴とする。したがって、これは、上述した加硫の危険の面で非常に重要な要素である。この場合、本発明の方法が特に有利である。なぜなら、本発明は、押出成形デバイスの全ての他の構造ユニットがそれらの作業温度に到達した後にノズルがその作業温度に到達するようにし、それにより、弾性材料から成る半完成品を製造するための押出成形プロセスが行われる前にそのような高い作業温度にノズルが留まる滞留時間を最小限に短縮するからである。

代替実施形態では、前記少なくとも１つの延伸部材が、少なくとも一対のカレンダローラを含む。

本発明の好ましい実施形態では、前記複数の構造ユニットは、さらに、弾性材料を移動させるための前記少なくとも１つの部材と、弾性材料の前記少なくとも１つの延伸部材との間に配置された少なくとも１つのギアポンプアセンブリを含む。そのようなポンプアセンブリは、好ましくは、弾性材料を移動させるための部材の熱慣性よりも低く、特に延伸部材としてノズルが使用されるときには、弾性材料の延伸部材の熱慣性よりも高い熱慣性を有する。

好ましくは、前記少なくとも１つのハウジングは、約５０℃以上、より好ましくは約６０℃以上の作業温度を有する。

好ましくは、前記少なくとも１つのハウジングは、約１２０℃以下、より好ましくは約９０℃以下の作業温度を有する。

本発明の特に好ましい実施形態では、前記少なくとも１つのハウジングが、約５０℃〜約１２０℃の間、より好ましくは約５０℃〜約９０℃の間、さらに好ましくは約６０℃〜９０℃の間、さらに好ましくは約８０℃の作業温度を有する。

好ましくは、弾性材料を移動させるための前記少なくとも１つの部材は、約４０℃以上、より好ましくは約５０℃以上の作業温度を有する。

好ましくは、弾性材料を移動させるための前記少なくとも１つの部材は、約１２０℃以下、より好ましくは約９０℃以下の作業温度を有する。

本発明の特に好ましい実施形態では、弾性材料を移動させるための前記少なくとも１つの部材が、約４０℃〜約１２０℃の間、より好ましくは約５０℃〜約９０℃の間、さらに好ましくは約８０℃の作業温度を有する。

好ましくは、前記少なくとも１つの延伸部材は、約７０℃以上、より好ましくは約９０℃以上の作業温度を有する。

好ましくは、前記少なくとも１つの延伸部材は、約１３０℃以下、より好ましくは約１２５℃以下の作業温度を有する。

本発明の特に好ましい実施形態では、前記少なくとも１つの延伸部材が、約７０℃〜約１３０℃の間、より好ましくは約９０℃〜約１２５℃の間、さらに好ましくは約１１０℃の作業温度を有する。

好ましくは、前記少なくとも１つのギアポンプアセンブリは、約７０℃以上、より好ましくは約８０℃以上の作業温度を有する。

好ましくは、前記少なくとも１つのギアポンプアセンブリは、約１２０℃以下、より好ましくは約１１０℃以下の作業温度を有する。

本発明の特に好ましい実施形態では、前記少なくとも１つのポンプアセンブリが、約７０℃〜約１２０℃の間、より好ましくは約８０℃〜約１１０℃の間、さらに好ましくは約１１０℃の作業温度を有する。

本発明の好ましい実施形態では、前記構造ユニットの作業温度は、弾性材料を移動させるための部材、ハウジング、弾性材料の延伸部材の順に増加する１組の温度を定義するようなものである。

好ましくは、前記構造ユニットの作業温度は、弾性材料を移動させるための部材、ハウジング、ギアポンプアセンブリ、および弾性材料の延伸部材の順に増加する１組の温度を定義するようなものである。

本発明の好ましい実施形態では、前記構造ユニットの熱慣性は、ハウジング、弾性材料を移動させるための部材、弾性材料の延伸部材の順に減少する１組の熱慣性を定義するようなものである。

好ましくは、前記構造ユニットの熱慣性は、ハウジング、弾性材料を移動させるための部材、ギアポンプアセンブリ、および弾性材料の延伸部材の順に減少する１組の熱慣性を定義するようなものである。

本発明の好ましい実施形態では、弾性材料から成る前記半完成品が、前記延伸部材の出口区域で、約０．５ｍｍ以上、好ましくは約０．６ｍｍ以上の厚さを有する。

本発明の好ましい実施形態では、弾性材料から成る前記半完成品が、前記延伸部材の出口区域で、約４ｍｍ以下、好ましくは約２ｍｍ以下の厚さを有する。

本発明の特に好ましい実施形態では、弾性材料から成る前記半完成品が、前記延伸部材の出口区域で、約０．５ｍｍ〜約４ｍｍの間、より好ましくは約０．６ｍｍ〜約２ｍｍの間の厚さを有する。

本発明の好ましい実施形態では、弾性材料から成る前記半完成品が、前記延伸部材の出口区域で、約５ｍｍ〜約２５ｍｍの間の幅を有する。

本発明の好ましい実施形態では、弾性材料が、約２ｃｍ^３／ｓ〜約５０ｃｍ^３／ｓの間の流量で押出成形デバイス内に供給される。有利には、そのような流量の値は、全体のサイクル時間を抑えることを可能にする。

本説明および添付の特許請求の範囲に記載される全ての値範囲は、特に、下位範囲の最小値および最大値が本説明には明示的に記載されていない場合でさえ、それぞれの値範囲に属する任意の最小値と最大値の間の任意の下位範囲も包含するものと理解すべきである。

好ましくは、押出成形デバイスの加熱は、遠隔制御ユニットによって自動的に制御され、遠隔制御ユニットはまた、（押出成形デバイスの全ての構造ユニットがそれぞれの作業温度に到達した後に）弾性材料から成る半完成品を製造するための弾性材料の後続の押出成形も管理する。

本発明のさらなる特徴および利点は、添付図面を参照して述べる本発明のいくつかの実施形態の以下の詳細な説明からより明らかになろう。

本発明の方法で使用することができる押出成形デバイスの概略図である。 本発明による図１の押出成形デバイスの加熱方法を例示する概略図である。

本発明の好ましい一実施形態は、車両ホイール用のタイヤの弾性材料から成る構成要素を構築するためのプロセスにおけるものである。

上述したプロセスは、好ましくは、少なくとも１つのカーカスプライおよび一対の環状固定構造を含むカーカス構造を構築するための第１の構築ラインに沿った第１の形成支持体の移動、および少なくとも１つのベルト構造およびトレッドバンドを含むクラウン構造を構築するための第２の構築ラインに沿った第２の形成支持体の移動とを提供することによって行われる。そのようにして構築されたカーカス構造とクラウン構造は、製造頻度（production-frequency）における同期した動きで、それぞれのロボットアームによって、加工対象のタイヤの組立ておよび形状設定を行うためのワークステーションに移送され、このワークステーションにおいて、カーカス構造とクラウン構造が相互に関連付けられて、未加硫タイヤが得られる。次いで、そのような未加硫タイヤは、完成品を得るための成形および硬化ラインに移送される。

代替形態として、本発明が具現化される、車両ホイール用のタイヤの弾性材料から成る構成要素を構築するためのプロセスは、所定の頻度に従って、概して円環形の単一の形成支持体上で個々のタイヤ構成要素が直接構築される、タイヤを構築するためのプロセスにおいて行うことができる。

上述したプロセスでは、弾性材料のみから成る構成要素（例えば、トレッドバンド、サイドウォール、いわゆるアンダーベルトおよび／またはアンダーレイヤ層、環状固定構造の充填インサート、ライナ、サブライナ、サイドウォールインサート、補強インサートなど）が、弾性材料のみから成る半完成品から始めて得られる。そのような半完成品は、押出成形によって得られ、形成支持体をその回転軸の周りで回転運動させながら形成支持体上に載置され、それにより、形成すべき構成要素に応じて、好ましくは隣接するおよび／または少なくとも部分的に重畳されたコイル状で堆積が得られる。

半完成品の押出成形は、図１に示されるタイプの押出成形デバイス１で行われる。そのような押出成形デバイスによって得られる半完成品が参照番号１００で示されており、一方、そのような半完成品１００が載置される形成支持体が参照番号５０で示されている。

押出成形デバイス１は、好ましくは、４つの異なる構造ユニットを含み、各構造ユニットが、好ましくは、他の構造ユニットとは異なる質量、熱慣性（Ｉｉ）、および作業温度（Ｔｉ）を有する。

押出成形デバイス１０の第１の構造ユニット１０は、ハウジング１１によって画定され、このハウジング１１は、長手方向軸Ｘ−Ｘを有する中空体によって画定される。ハウジング１１は、その上流端部１１ａに、押出成形すべき弾性材料を装填するためのホッパ１２を含む。

押出成形デバイス１０の第２の構造ユニット２０は、ハウジング１１の内部に回転可能に取り付けられた押出スクリュ２１によって画定される。押出スクリュ２１は、ハウジング１１の内部で弾性材料を移動させるための部材として働く。特に、押出スクリュ２１は、参照符号Ａで概して示される移動方向に沿って、ハウジング１１の上流端部１１ａからハウジング１１の下流端部１１ｂに弾性材料を移動させる。

押出成形デバイス１０の第３の構造ユニット３０は、好ましくは、ハウジング１１の下流端部１１ｂでハウジング１１に作動的に関連付けられるギアポンプアセンブリ３１によって画定される。そのようなギアポンプアセンブリ３１は、押出スクリュ２１によって搬送される弾性材料を受け取り、その弾性材料を、弾性材料の移動方向Ａに沿って下流に押圧する。

押出成形デバイス１０の第４の構造ユニット４０は、好ましくは、常に弾性材料の移動方向Ａに沿って、ギアポンプアセンブリ３１の下流でギアポンプアセンブリ３１に関連付けられるノズル４１によって画定される。ギアポンプアセンブリ３１によって押された弾性材料は、そのようなノズル４１を通して、半完成品１００として延伸され、次いで形成支持体５０の外面５０ａ上に載置される。

好ましくは、ギアポンプアセンブリ３１は、約３０ｂａｒ以上、好ましくは約４０ｂａｒ〜約６００ｂａｒの間の圧力で、弾性材料をノズル４１内に押す。

弾性材料は、好ましくは約２ｃｍ^３／ｓ以上、より好ましくは約３ｃｍ^３／ｓ〜約５０ｃｍ^３／ｓの間の流量で、形成支持体５０に向けて供給される。

本発明の押出成形デバイス１の代替実施形態（図示せず）では、弾性材料を延伸するための部材として、ノズル４１ではなく一対のカレンダローラを使用することができる。

ノズル４１は、所望の形状および寸法を有する弾性材料から成る半完成品１００を画定するように形状設定された弾性材料用の出口開口を有する。

本発明の好ましい実施形態では、弾性材料から成る半完成品１００は、前記延伸部材の出口区域において、約０．５ｍｍ以上、好ましくは約０．６ｍ以上、より好ましくは約０．５ｍｍ〜約３ｍｍの間、さらに好ましくは約０．６ｍｍ〜約２ｍｍの間の厚さを有する平坦要素によって画定される。

さらに、前記平坦要素は、前記延伸部材の出口区域において、好ましくは約５ｍｍ〜約２５ｍｍの間の幅を有する。

前記構造ユニット１１、２１、３１、４１の作業温度は、好ましくは、以下の順に増加する１組の作業温度Ｔ_ｉを定義する。押出スクリュ２１（作業温度Ｔ_１）、ハウジング１１（作業温度Ｔ_２）、ギアポンプアセンブリ３１（作業温度Ｔ_３）、およびノズル４１（作業温度Ｔ_４）。

他方、前記構造ユニット１１、２１、３１、４１の熱慣性は、以下の順に減少する１組の熱慣性Ｉ_ｉを定義する。すなわち、ハウジング１１（熱慣性Ｉ_１）、押出スクリュ２１（熱慣性Ｉ_２）、ギアポンプアセンブリ３１（熱慣性Ｉ_３）、およびノズル４１（熱慣性Ｉ_４）。

好ましくは、ハウジング１１は、約５０℃〜約１２０℃の間、より好ましくは約５０℃〜約９０℃の間、さらに好ましくは約６０℃〜約９０℃の間、さらに好ましくは約８０℃の作業温度（Ｔ_２）を有する。

好ましくは、押出スクリュ２１は、約４０℃〜約１２０℃の間、より好ましくは約５０℃〜約９０℃の間、さらに好ましくは約８０℃の作業温度（Ｔ_１）を有する。

好ましくは、ノズル４１は、約７０℃〜約１３０℃の間、より好ましくは約９０℃〜約１２５℃の間、さらに好ましくは約１１０℃の作業温度（Ｔ_４）を有する。

好ましくは、ギアポンプアセンブリ３１は、約７０℃〜約１２０℃の間、より好ましくは約８０℃〜約１１０℃の間、さらに好ましくは約１００℃の作業温度（Ｔ_３）を有する。

各前記構造ユニット１１、２１、３１、４１は、それぞれの作業温度に到達するまで、その構造ユニットを加熱するために提供されるそれぞれの制御ユニットに作動的に関連付けられる。

特に、ハウジング１１は、第１の制御ユニット１１０に作動的に関連付けられ、押出スクリュ２１は、第２の制御ユニット１２０に作動的に関連付けられ、ギアポンプアセンブリ３１は、第３の制御ユニット１３０に作動的に関連付けられ、ノズル４１は、第４の制御ユニット１４０に作動的に関連付けられる。

制御ユニット１１０〜１４０は全て、遠隔制御ユニット６０に作動的に関連付けられ、遠隔制御ユニット６０は、前記構造ユニット１１、２１、３１、４１の加熱を自動的に制御することに加えて、全ての構造ユニット１１、２１、３１、４１がそれぞれの作業温度に到達した後に、弾性材料の後続の押出成形も管理する。

弾性材料から成る半完成品１００の押出成形デバイス１の様々な構造ユニット１１、２１、３１、４１の加熱の制御は、図２を参照して以下に説明する方法に従って行われる。図２は、横座標が分で表した時間値であり、縦座標が摂氏で表した温度値であるグラフを示す。

まず、全ての制御ユニット１１０〜１４０が、押出スクリュ２１の作業温度Ｔ_１（例えば約６０℃）に実質的に対応する、上述した１組の温度Ｔ_ｉにおける最低温度の値に等しいか近い値を有する第１の加熱温度Ｔ_ｈ１に設定される。

次いで、制御ユニット１１０〜１４０は、温度Ｔ_ｈ１に到達するまで全ての構造ユニット１１、２１、３１、４１を加熱するために同時にオンに切り替えられる。各前記構造ユニット１１、２１、３１、４１は、他の構造ユニットとは異なる質量および熱慣性Ｉｉを有するので、様々な構造ユニット１１、２１、３１、４１の加熱は、異なる時間で、異なる加熱プロファイルに従って行われる。

図１に示される押出成形デバイス１の特有の場合には、ノズル４１は、他の構造ユニットよりも低い熱慣性Ｉ_４を有するので、最初に温度Ｔ_ｈ１に到達し（図２における曲線ａ）、その後、順に、ギアポンプアセンブリ３１（ノズル４１の次に高い熱慣性Ｉ_３を有する−曲線ｂ）、押出スクリュ２１（ポンプアセンブリ３１の次に高い熱慣性Ｉ_２を有する−曲線ｃ）、およびハウジング１１（押出スクリュ２１の次に高い熱慣性Ｉ_１を有する−曲線ｄ）が続く。

押出スクリュ２１が温度Ｔ_ｈ１に接近または到達すると（曲線ｃ、時間ｔｃ）、制御ユニット１１０、１３０、および１４０は、ハウジング１１の作業温度Ｔ_２（例えば約８０℃）に実質的に対応する、上述した１組の温度Ｔｉにおける２番目に低い作業温度の値に等しいか近い第２の温度値Ｔ_ｈ２に自動的に設定される。

次いで、（時間ｔｃで加熱温度Ｔ_ｈ１に既に到達している）ギアポンプアセンブリ３１とノズル４１の同時加熱が、温度Ｔ_ｈ２に到達するまで再開される。前記加熱と同時に、（時間ｔｃで加熱温度Ｔ_ｈ１にまだ到達していない）ハウジング１１の加熱は、温度Ｔ_ｈ２に到達するまで続く。

ハウジング１１が温度Ｔ_ｈ２に接近または到達すると（曲線ｄ、時間ｔｄ）、制御ユニット１３０および１４０は、ギアポンプアセンブリ３１の作業温度Ｔ_３（例えば約１００℃）に実質的に対応する、上述した１組の温度Ｔ_ｉにおける３番目に低い作業温度の値に等しいか近い第３の温度値Ｔ_ｈ３に自動的に設定される。

次いで、（時間ｔｄで加熱温度Ｔ_ｈ２に既に到達している）ギアポンプアセンブリ３１とノズル４１の同時加熱が、温度Ｔ_ｈ３に到達するまで再開される。

ギアポンプアセンブリが温度Ｔ_ｈ３に接近または到達すると（曲線ｂ、時間ｔｂ）、制御ユニット１４０は、ノズル４１の作業温度Ｔ_４（例えば約１１０℃）に実質的に等しいか近い第４の温度値Ｔ_ｈ４に自動的に設定される。

次いで、（時間ｔｂで加熱温度Ｔ_ｈ３に既に到達している）ノズル４１の加熱が、その温度Ｔ_ｈ４に到達する（曲線ａ、時間ｔａ）まで再開される。

この時点で、押出成形デバイス１の全ての構造ユニット１１、２１、３１、４１がそれぞれの作業温度Ｔ_１〜Ｔ_４に到達しているので、押出成形デバイス１のホッパ１２への弾性材料の供給を行って、弾性材料から成る半完成品１００を得ることができる。次いで、そのような半完成品１００は、本発明の好ましい実施形態では、前記形成支持体５０の外面５０ａ上への堆積によって、車両ホイール用のタイヤの弾性材料から成る構成要素を構築するために使用するのに適している。

制御ユニット１１０、１２０、１３０、および１４０は、対応する構造ユニットが最後の作業温度に到達する前に、既に到達された作業温度の１つが所定のしきい値未満に低下する場合に、既に作業温度に到達した１つまたは複数の構造ユニットの加熱を再開するのに適している。

図２のグラフでは、単に説明を簡単にする目的で、加熱温度Ｔ_ｈ１〜Ｔ_ｈ４が作業温度Ｔ_１〜Ｔ_４と等しいものとして示されているが、実際には、前記温度は正確に一致しなくてよい。

上述したことから、ノズル４１（最低の熱慣性および最高の作業温度を有する構造ユニット）内部で弾性材料の加硫が生じる危険が実質的になくなることは明らかである。なぜなら、そのようなノズル４１は、最後に、すなわち（より高い熱質量およびより低い作業温度を有する）他の構造ユニット１１、２１、３１がそれらの作業温度に到達した後に、作業温度Ｔ_４に到達するからである。ノズル４１の加熱はその低い熱慣性により比較的迅速であるが、上記のようにすると、押出成形プロセスを開始する前にノズル４１が固有の高い作業温度Ｔ４に留まる滞留時間は最小限に抑えられる。

また、全ての構造ユニット１１、２１、３１、４１をそれぞれの作業温度にするのにかかる時間が大幅に短縮されることも明らかである。この時間短縮が達成されるのは、始めに全ての構造ユニット１１、２１、３１、４１が同時に加熱されることが一因であり、さらにまた、ある構造ユニットがその作業温度Ｔ_１〜Ｔ_４に到達するときに、より低い作業温度を有する他の構造ユニットも既にその温度に到達していることも一因であり、それにより、各構造ユニットがそれぞれの作業温度に到達するまでにかかる時間が短縮される。

上記の方法は、２個だけの構造ユニットからなる押出成形デバイスに対しても、または４個よりも多い構造ユニットからなる押出成形デバイスに対しても行うことができる。４個よりも多い場合には、上述した設定および加熱操作は、複数回繰り返され、各回に、直前に設定された加熱温度Ｔ_ｈｉよりも高い作業温度Ｔｉを有する構造ユニットに対してのみ行われ、最終的に、押出成形デバイスの構造ユニットが全てそれぞれの作業温度に到達する。

当業者は、特有の不測の適用要件を満たすように、本明細書で上述した方法にさらなる変更および変形を加えることができ、それらの変更および変形は、いずれにせよ添付の特許請求の範囲によって定義される保護範囲内に含まれることは明らかである。

Claims (20)

1. 弾性材料から成る半完成品（１００）の押出成形デバイス（１）の加熱を制御するための方法であって、前記押出成形デバイス（１）が、複数の構造ユニット（１０、１１；２０、２１；３０、３１；４０、４１）を含み、各構造ユニット（１０、１１；２０、２１；３０、３１；４０、４１）が、少なくとも１つの他の構造ユニットの作業温度とは異なる作業温度（Ｔ_１、Ｔ_２、Ｔ_３、Ｔ_４）と、少なくとも１つの他の構造ユニットの熱慣性とは異なる熱慣性（Ｉ_１、Ｉ_２、Ｉ_３、Ｉ_４）とを有する方法であって、
   ａ）各構造ユニット（１０、１１；２０、２１；３０、３１；４０、４１）に関して、最低の作業温度を有する前記構造ユニット（２０、２１）の前記作業温度（Ｔ_１）の値に等しいか近い加熱温度（Ｔ_ｈ１）を設定するステップと、
   ｂ）前記押出成形デバイス（１）の全ての構造ユニット（１０、１１；２０、２１；３０、３１；４０、４１）を同時に加熱するステップと、
   ｃ）前記最低の作業温度を有する前記構造ユニット（２０、２１）が前記加熱温度（Ｔ_ｈ１）に接近または到達したときに、他の構造ユニット（１０、１１；３０、３１；４０、４１）に関して、前記他の構造ユニット（１０、１１；３０、３１；４０、４１）のうち、前に設定された前記加熱温度（Ｔ_ｈ１）に最も近い作業温度を有する構造ユニット（１０、１１）の作業温度（Ｔ_２）の値に等しいか近い値に、後続の加熱温度（Ｔ_ｈ２）を設定するステップと、
   ｄ）前記押出成形デバイス（１）の全ての前記構造ユニット（１０、１１；２０、２１；３０、３１；４０、４１）がそれぞれの前記作業温度（Ｔ_１、Ｔ_２、Ｔ_３、Ｔ_４）に到達するまで、直前に設定された前記加熱温度（Ｔ_ｈ２）よりも高い作業温度（Ｔ_３、Ｔ_４）を有する構造ユニット（３０、３１；４０、４１）のみに対して、ｂ）およびｃ）で示した操作を反復して繰り返すステップと
   を含む方法。
2. 前記反復繰り返しが、少なくとも、
   ｅ）前記押出成形デバイス（１）の前記他の構造ユニット（１０、１１；３０、３１；４０、４１）を同時に加熱するステップ
   を含む請求項１に記載の方法。
3. 前記反復繰り返しが、少なくとも、
   ｆ）前記他の構造ユニット（１０、１１；３０、３１；４０、４１）のうち最低の作業温度を有する構造ユニット（１０、１１）が前記後続の加熱温度（Ｔ_ｈ２）に接近または到達したときに、残りの構造ユニット（３０、３１；４０、４１）に関して、前記残りの構造ユニット（３０、３１；４０、４１）のうち、直前に設定された前記加熱温度（Ｔ_ｈ２）に最も近い作業温度を有する構造ユニット（３０、３１）の作業温度（Ｔ_３）の値に等しいか近い値に、さらなる加熱温度（Ｔ_ｈ３）を設定するステップ
   を含む請求項１または２に記載の方法。
4. 前記反復繰り返しが、少なくとも、
   ｇ）前記押出成形デバイス（１）の全ての構造ユニット（１０、１１；３０、３１；４０、４１）がそれぞれの作業温度（Ｔ_１、Ｔ_２、Ｔ_３、Ｔ_４）に到達するまで、直前に設定された前記加熱温度（Ｔ_ｈ３）よりも高い作業温度（Ｔ_４）を有する構造ユニット（４０、４１）のみに対して、ｅ）およびｆ）で示した操作を反復して繰り返すステップ
   を含む請求項２に従属したときの請求項３に記載の方法。
5. 各構造ユニット（１０、１１；２０、２１；３０、３１；４０、４１）が、全ての他の構造ユニットの作業温度とは異なる作業温度（Ｔ_１、Ｔ_２、Ｔ_３、Ｔ_４）を有する請求項１に記載の方法。
6. 各構造ユニット（１０、１１；２０、２１；３０、３１；４０、４１）が、全ての他の構造ユニットの熱慣性とは異なる熱慣性（Ｉ_１、Ｉ_２、Ｉ_３、Ｉ_４）を有する請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
7. 前記複数の構造ユニット（１０、１１；２０、２１；３０、３１；４０、４１）が、少なくとも１つのハウジング（１１）と、前記少なくとも１つのハウジング（１１）の内部で前記弾性材料を移動させるための少なくとも１つの部材（２１）と、前記弾性材料の少なくとも１つの延伸部材（４１）とを含む請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記少なくとも１つの延伸部材が、少なくとも１つのノズル（４１）を含む請求項７に記載の方法。
9. 前記複数の構造ユニット（１０、１１；２０、２１；３０、３１；４０、４１）が、さらに、前記弾性材料を移動させるための前記少なくとも１つの部材（２１）と、前記弾性材料の前記少なくとも１つの延伸部材（４１）との間に配置された少なくとも１つのギアポンプアセンブリ（３１）を含む請求項７または８に記載の方法。
10. 前記少なくとも１つのハウジング（１１）が、約５０℃〜約１２０℃の間の作業温度（Ｔ_２）を有する請求項７〜９のいずれか一項に記載の方法。
11. 前記弾性材料を移動させるための前記少なくとも１つの部材（２１）が、約４０℃〜約１２０℃の間の作業温度（Ｔ_１）を有する請求項７〜１０のいずれか一項に記載の方法。
12. 前記少なくとも１つの延伸部材（４１）が、約７０℃〜約１３０℃の間の作業温度（Ｔ_４）を有する請求項７〜１１のいずれか一項に記載の方法。
13. 前記少なくとも１つのギアポンプアセンブリ（３１）が、約７０℃〜約１２０℃の間の作業温度（Ｔ_３）を有する請求項９〜１２のいずれか一項に記載の方法。
14. 前記構造ユニット（１０、１１；２０、２１；３０、３１；４０、４１）の前記作業温度（Ｔ_１、Ｔ_２、Ｔ_３、Ｔ_４）が、前記弾性材料を移動させるための部材（２１）、ハウジング（１１）、前記弾性材料の延伸部材（４１）の順に増加する１組の温度（Ｔｉ）を定義するようなものである請求項７〜１３のいずれか一項に記載の方法。
15. 前記構造ユニット（１０、１１；２０、２１；３０、３１；４０、４１）の前記作業温度（Ｔ_１、Ｔ_２、Ｔ_３、Ｔ_４）が、前記弾性材料を移動させるための部材（２１）、ハウジング（１１）、ギアポンプアセンブリ（３１）、および前記弾性材料の延伸部材（４１）の順に増加する１組の温度（Ｔ_ｉ）を定義するようなものである請求項９〜１４のいずれか一項に記載の方法。
16. 前記構造ユニット（１０、１１；２０、２１；３０、３１；４０、４１）の前記熱慣性（Ｉ_１、Ｉ_２、Ｉ_３、Ｉ_４）が、ハウジング（１１）、前記弾性材料を移動させるための部材（２１）、前記弾性材料の延伸部材（４１）の順に減少する１組の熱慣性（Ｉ_ｉ）を定義するようなものである請求項７〜１５のいずれか一項に記載の方法。
17. 前記構造ユニット（１０、１１；２０、２１；３０、３１；４０、４１）の前記熱慣性（Ｉ_１、Ｉ_２、Ｉ_３、Ｉ_４）が、ハウジング（１１）、前記弾性材料を移動させるための部材（２１）、ギアポンプアセンブリ（３１）、および前記弾性材料の延伸部材（４１）の順に減少する１組の熱慣性（Ｉ_ｉ）を定義するようなものである請求項９〜１６のいずれか一項に記載の方法。
18. 弾性材料から成る前記半完成品（１００）が、前記延伸部材（４１）の出口区域で、約０．５ｍｍ〜約４ｍｍの間の厚さを有する請求項７〜１７のいずれか一項に記載の方法。
19. 弾性材料から成る前記半完成品（１００）が、前記延伸部材（４１）の出口区域で、約５ｍｍ〜約２５ｍｍの間の幅を有する請求項７〜１８のいずれか一項に記載の方法。
20. 前記弾性材料が、約２ｃｍ^３／ｓ〜約５０ｃｍ^３／ｓの間の流量で前記押出成形デバイス（１）内に供給される請求項１〜１９のいずれか一項に記載の方法。

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