JP6634716B2 - ゴムシートの製造方法と製造装置およびｔｏｐ反の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、カレンダーロールにゴムを投入して圧延することによりゴムシートを製造するゴムシートの製造方法および製造装置、および製造されたゴムシートを用いたＴＯＰ反の製造方法に関する。

空気入りタイヤの製造に際しては、コード並列体の両面にゴムシートが被覆されたＴＯＰ反が使用されており、このゴムシートは一対のロールから構成されるカレンダーロールのロール間にゴムを投入して圧延することにより製造されている。

このとき、ロール間に形成されるゴム溜まり（バンクゴム）の量であるバンク量を均一にすることがゴムシート、さらにはＴＯＰ反の製品精度に大きく関係するが、通常、バンク量を均一にするための制御は、作業者の作業スキルで補われており、容易に制御できなかった。

このため、従来より、カレンダーロールにおけるバンク量を超音波センサ等の非接触式の距離測定センサで把握する技術（特許文献１）や、バンク量が総じて多いか少ないかを把握してゴムの供給量を増減させる技術（特許文献２）が提案されている。

特開２０００−３５１１３２号公報 特許第３３３５４８９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、距離測定センサを用いているため、バンクゴムが瞬間的に膨らんだ場合にバンク量が多いと誤認する恐れがあり、バンク量を確実に制御することが困難であった。また、距離測定センサがカレンダーロールの全幅に亘ってバンク量を測定するには、複数のセンサを設ける必要があるため、設備メンテナンスに手間が生じる等の問題があった。

また、特許文献２に記載の技術では、カレンダーロールの幅方向における部分的なバンク量の増減までは把握することができないため、バンク量を確実に制御することが困難であった。

そこで、本発明は、カレンダーロールの幅方向における部分的な増減を含めたバンク量を正確に把握して、カレンダーロールにおけるバンク量を正確に制御することができるゴムシートの製造技術を提供することを課題とする。

請求項１に記載の発明は、
カレンダーロールにおけるバンク量を検知し、検知結果に基づいてバンク量を制御するゴムシートの製造方法であって、
前記カレンダーロールにおけるバンクゴムの表面温度をサーモグラフィで検知してピクセル化することにより、前記バンクゴムの温度分布画像を取得する温度分布画像取得工程と、
取得した前記温度分布画像を前記カレンダーロールの幅方向に複数のエリアに分割し、分割されたエリア毎に所定温度以上の温度に相当するピクセル数をカウントするピクセル数測定工程と、
カウントされた前記ピクセル数と予め設定された設定値とを比較して、現在のバンク量が適正なバンク量であるか否かを判定する判定工程と、
前記判定工程における判定結果に基づいて、前記エリア毎に供給されるゴムの量を調整するゴム供給工程とを備えており、
さらに、前記ゴム供給工程が、前記サーモグラフィにより取得した温度分布画像に基づいて、前記バンクゴムの温度が１３０℃以内になるように、ゴムを供給するラインの速度を制御することによりゴムの温度を制御して前記ゴムを供給する工程であることを特徴とするゴムシートの製造方法である。

請求項２に記載の発明は、
請求項１に記載のゴムシートの製造方法により製造されたゴムシートを、コード並列体の両面に被覆させることによりＴＯＰ反を製造することを特徴とするＴＯＰ反の製造方法である。

請求項３に記載の発明は、
カレンダーロールにおけるバンク量を検知し、検知結果に基づいてバンク量を制御するゴムシートの製造装置であって、
前記カレンダーロールにおけるバンクゴムの表面温度を検知してピクセル化することにより、前記バンクゴムの温度分布画像を取得する温度分布画像取得手段と、
取得した前記温度分布画像を前記カレンダーロールの幅方向に複数のエリアに分割し、分割されたエリア毎に所定温度以上の温度に相当するピクセル数をカウントするピクセル数測定手段と、
カウントされた前記ピクセル数と予め設定された設定値とを比較して、現在のバンク量が適正なバンク量であるか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段による判定結果に基づいて、前記エリア毎に供給されるゴムの量を調整するゴム供給手段とを備えており、
さらに、前記ゴム供給手段が、前記温度分布画像取得手段により取得した温度分布画像に基づいて、前記バンクゴムの温度が１３０℃以内になるように、ゴムを供給するラインの速度を制御することによりゴムの温度を制御して前記ゴムを供給するように構成されていることを特徴とするゴムシートの製造装置である。

請求項４に記載の発明は、
前記ゴム供給手段が、
前記カレンダーロールの幅方向にゴムを搬送して搬送終端部から前記ゴムを落下させることにより前記カレンダーロールに前記ゴムを供給するコンベア部と、
前記カレンダーロールの幅方向における前記搬送終端部の位置を変更する位置変更手段とを備えていることを特徴とする請求項３に記載のゴムシートの製造装置である。

請求項５に記載の発明は、
前記カレンダーロールに供給される前記ゴムを、幅１０〜２００ｍｍ、厚み５〜３０ｍｍのシート状に成形するフィードミルを備えていることを特徴とする請求項３または請求項４に記載のゴムシートの製造装置である。

本発明によれば、カレンダーロールの幅方向における部分的な増減を含めたバンク量を正確に把握して、カレンダーロールにおけるバンク量を正確に制御することができるゴムシートの製造技術を提供することができる。

本発明の実施の形態に係るゴムシートの製造装置の概要を示す側面図である。 ゴムシートの製造装置のカレンダーロールへのゴムの供給を説明する斜視図である。 本発明の実施の形態に係るゴムシートの製造装置のサーモグラフィを説明する図であって、（ａ）は赤外線カメラの設置位置を説明する図であり、（ｂ）および（ｃ）は温度分布画像の分割を説明するための模式図である。 本発明の実施の形態に係るゴムシートの製造装置のゴム供給手段を示す図である。 本発明の実施の形態に係るゴムシートの製造装置を用いたバンクゴムの総量の制御を説明するフローチャートである。 実施例におけるＴＯＰ反ゲージのばらつき度合いの測定結果を示す図であって、（ａ）は比較例の測定結果、（ｂ）は実施例の測定結果を示している。

以下、本発明を実施の形態に基づき、図面を用いて説明する。

１.本実施の形態に係るゴムシートの製造装置
図１は本実施の形態に係るゴムシートの製造装置の概要を示す側面図であり、図２はゴムシートの製造装置のカレンダーロールへのゴムの供給を説明する斜視図である。

図１に示すように、本実施の形態に係るゴムシートの製造装置は、２組のカレンダーロール１と、サーモグラフィＡと、制御部（図示省略）と、ゴム供給手段としてのフィードコンベア２とを備えており、サーモグラフィＡを用いて取得された温度分布画像をカレンダーロール１の幅方向（紙面に対して垂直方向）に沿った複数のエリアに分割し、分割後の各エリアにおけるバンク量を検知し、検知結果に基づいて各エリアに供給されるゴムの量を調整することによりバンク量を制御する。

（１）カレンダーロール
図１に示すように、本実施の形態のカレンダーロール１は、一対のロール６から構成されており、この一対のロール６の間にゴムが供給されてバンクゴム５が形成され、バンクゴム５が一対のロール６で圧延されることによりゴムシート（トッピングゴム）が形成される。そして、カレンダーロール１は２組設けられており、この２組のカレンダーロール１の間を通過するコード並列体４の両面にトッピングゴムが被覆されることによりＴＯＰ反３が作製される。なお、２組のカレンダーロールの配置はＳ型、Ｚ型いずれでもよい。

図２に示すように、カレンダーロール１のロール６間に供給されるゴムは、予めロードミル９において熱入れされた後、フィードミル１０においてシート状（幅１０〜２００ｍｍ、厚み５〜３０ｍｍ）に成形され、フィードコンベア（図２では記載を省略）によりカレンダーロール１に搬送される。

（２）サーモグラフィ
図３は本実施の形態に係るゴムシートの製造装置のサーモグラフィを説明する図である。図３（ａ）に示すように、サーモグラフィは、赤外線カメラＡ１を備えており、カレンダーロール１の全幅に亘ってバンクゴム５を撮像してピクセル化することにより、カレンダーロールにおけるバンクゴムの温度分布画像を取得することができる。なお、図３では一台の赤外線カメラＡ１がカレンダーロール１の全幅を撮像しているが、サーモグラフィは２台以上の赤外線カメラを備えていてもよい。

（３）制御部
本実施の形態に係るゴムシートの製造装置は、サーモグラフィが取得した温度分布画像に基づいてカレンダーロールへのゴムの供給を制御する制御部を備えている。具体的には、制御部はピクセル数測定手段と判定手段とを備えている。

（ａ）ピクセル数測定手段
ピクセル数測定手段は、サーモグラフィが取得した温度分布画像を、図３（ｂ）および図３（ｃ）に示すように、カレンダーロールの幅方向に沿って複数のエリアに分割し、分割後のエリア毎において、所定の温度以上の温度に相当するピクセル（Ｐｉｘｅｌ）のみをカウントし、その結果を現在のバンク量とみなして判定手段に送信する。

（ｂ）判定手段
判定手段には、適正なバンク量に対応したピクセル数（設定値）が予め設定されており、ピクセル数測定手段から送信されたピクセル数と設定値とを比較して、各エリア内における現在のバンク量が、適正なバンク量に対して多いか少ないかを判定する。

（４）ゴム供給手段
ゴム供給手段は、上記の判定結果に基づいて、各エリアが適正なバンク量になるように各エリアに供給されるゴムの量を調整する。

図４は本実施の形態に係るゴムシートの製造装置のゴム供給手段を示す図である。図４に示すように、ゴム供給手段としてのフィードコンベア２は、上段のコンベア部Ｂ１および下段のコンベア部Ｂ３から構成される上下２段式のベルトコンベア部と、カレンダーロール１の幅方向におけるゴムＣの投入位置を変更する位置変更手段とを備えている。

ベルトコンベア部は、複数のプーリーＢ２、Ｂ４、Ｂ５、Ｂ７、Ｂ８に、無端ベルトＢ９が架け渡されることにより構成されており、無端ベルトＢ９の上に載置されて搬送されるゴムＣを、上段のコンベア部Ｂ１から下段のコンベア部Ｂ３に落下させた後、下段のコンベア部Ｂ３の終端部Ｂ６から落下させることにより、ゴムＣをカレンダーロールのロール６間に供給する。

本実施の形態においては、下段のコンベア部Ｂ３の終端部Ｂ６のカレンダーロール１の幅方向における位置を変更する位置変更手段が設けられている。この位置変更手段により、カレンダーロール１の幅方向におけるゴムの投入位置を任意に変更することができ、それぞれのエリアにゴムを投入することができる。

例えば、上記した判定手段によって、図４（ａ）および（ｂ）中のエリア５ａにおけるバンク量が適正なバンク量よりも少ないと判定された場合、このエリア５ａの上方に終端部Ｂ６が位置するように、下段のコンベア部Ｂ３のプーリーＢ７、Ｂ８を移動させて下段のコンベア部Ｂ３のゴム搬送部Ｂ１０を伸縮させることにより終端部Ｂ６の位置を変更する。これにより、バンク量が少ないエリアにゴムＣが優先的に供給されるようになり、カレンダーロール１の幅方向におけるバンク量が均一となるように制御することができる。

２.本実施の形態に係るゴムシートの製造方法
上記したゴムシートの製造装置を用いたゴムシートの製造方法について詳細に説明する。

（１）バンクゴムの総量の制御
本実施の形態においては、先ず、カレンダーロールの全幅におけるバンクゴムの総量を制御する。図５は本実施の形態に係るゴムシートの製造装置を用いたバンクゴムの総量の制御を説明するフローチャートである。

このバンクゴムの総量の制御を行うに際して、予め、バンク量と、所定温度以上を示すピクセル数との対応関係を判定手段に設定する。この設定値は、「少ない」、「適量」、「多い」の３段階でもよいが、例えば、下記の表１のように、さらに細分化して設定してもよい。これにより、より細かな制御が可能となり好ましい。

そして、図５に示すように、上記したサーモグラフィによってカレンダーロール１のバンク量を常時監視する（Ｓ１）。

次に、例えば、１分おきに、判定手段がサーモグラフィで得られた温度分布画像より所定温度以上を示すピクセル数を求め、そのピクセル数に基づいてバンク量を演算して、現在のバンク量が、表１のどの区分に属しているかを判定する（Ｓ２）。

次に、ゴム供給手段が、判定結果に基づいて、下記の表２より対応する補正値αｎを求め、この補正値αｎに基づいてフィードゴムの幅を変更することにより、供給されるゴムの量を調整する（Ｓ３）。

このように、バンクゴムの総量に応じてフィードゴムの幅を変更することにより、単位時間当たりにカレンダーロールに供給されるゴムの量を調整することができるため、カレンダーロールの全幅におけるバンクゴムの総量を制御することができる。

なお、上記した表１および表２における補正値αｎは、ゴムシートの製造条件に応じて適宜設定される。これらの設定値の具体例を下記の表３に示す。

上記の表３において、例えば、温度分布画像中の所定温度以上を示すピクセル数が４０００Ｐｉｘｅｌ以下の場合、バンク量が「非常に少ない」と判定され、バンク量を増加させるために次回に供給されるフィードゴムの幅が１．２倍に調整される。このように、所定温度以上を示すピクセル数に基づいてフィードゴムの幅を調整することにより、カレンダーロールの全幅におけるバンクゴムの総量を制御することができる。

なお、このバンクゴムの総量を調整する制御は必要に応じてＯＮ−ＯＦＦを切替えることができるように構成されていることが好ましい。

（２）カレンダーロールの幅方向におけるバンク量の制御
次に、本実施の形態に係るゴムシートの製造装置は、カレンダーロールの幅方向におけるバンク量が均一になるように、ゴムの供給を制御しながらゴムシートを製造する。

上記したように、先ず、サーモグラフィが取得した温度分布画像を、カレンダーロールの幅方向に沿って複数のエリアに分割し、分割後のエリア毎において、所定の温度以上の温度に相当するピクセルのみをカウントする（図３（ｂ）および図３（ｃ）参照）。そして、カウントしたピクセル数が予め設定された値以下であるか否かを分割後のエリア毎に判定してバンク量が少ないエリアを検知する。

次に、図４に示すゴム供給手段を用いて、バンク量が少ないと判定されたエリア５ａにゴムＣが優先的に供給されるように下段のコンベア部Ｂ３の終端部Ｂ６の位置をエリア５ａ上に変更させてゴムＣを供給する。これにより、カレンダーロールの幅方向におけるバンク量が均一になるように制御することができる。

３.本実施の形態の効果
本実施の形態によれば、サーモグラフィが取得した温度分布画面を複数のエリアに分割し、エリア毎にバンク量を判定することによりバンク量の部分的な増減を的確に把握することができる。そして、バンク量が不足しているエリアにゴムを優先的に供給することにより、カレンダーロールの幅方向におけるバンク量を均一にして、製造後のゴムシートの製品精度を向上させることができ、ＴＯＰ反の製品精度も向上させることができる。

例えば、本実施の形態に係るゴムシートの製造装置を用いた場合、製造後のゴムシートの厚みのばらつきを、従来よりも約２０％低減させることができる。

また、サーモグラフィに用いられる赤外線カメラは、１台でカレンダーロールの全幅を容易に撮像して温度分布画像を得ることができる。このため、超音波センサを用いた従来の装置のように複数個のセンサを設ける必要がなく、設備メンテナンスの手間を低減できる。

また、サーモグラフィを用いている本実施の形態は、カレンダーロールにおけるバンクゴムの温度に基づいてバンクゴムの量を均一に制御するものであるため、バンクゴムが瞬間的に膨らんだ場合であってもバンク量を誤認することがない。

４．他の実施の形態
上記したようなゴムシートの製造で用いられるゴムには、一般にステアリン酸亜鉛が配合されており、バンクゴムの温度がステアリン酸亜鉛の融点である１３０℃を超えると、製造後のゴムシート表面にステアリン酸亜鉛が析出して、光沢が有る部分と光沢が無い部分とからなる斑模様が発生することにより外観品質を低下させる恐れがある。

このようなステアリン酸亜鉛の析出を防止するためには、上記したサーモグラフィで温度分布画像を得た際に、この温度情報に基づいて、バンクゴムの温度が規定温度よりも低くなるように、ライン速度を遅くして、カレンダーロールに供給されるゴムの温度を低下させる等の制御をすることが好ましい。これにより、バンクゴムの量を均一に制御するだけでなく、製造後のゴムシートの表面に斑模様が生じることを抑制して外観品質の低下を防止することができる。

次に、実施例に基づき本発明をより具体的に説明する。

１．実施例
上記した本実施の形態のゴムシートの製造装置を用いてＴＯＰ反を製造した。即ち、図１に示すようなＳ型に配置された２組のカレンダーロールを用いて、各カレンダーロールにおいて、サーモグラフィが取得した温度分布画像を３個のエリアに分割してバンク量を制御しながらゴムシートを製造した後、それぞれのゴムシートをトッピングゴムとしてコード並列体の両面に被覆させることにより、幅１４５０ｍｍ、厚み０．９５ｍｍのＴＯＰ反を作成した。なお、温度検知には、温度分布が二次元画像で得られるサーモグラフィ（（株）アピステＦＳＶ１２００）を用いた。

２．比較例
上記した実施例のようなバンク量を制御する手段を設けていない従来のゴムシートの製造装置を用いてＴＯＰ反を製造した。なお、その他の条件は実施例と同じに設定した。

３．評価方法と評価結果
製造後のＴＯＰ反のゲージを測定し、ＴＯＰ反ゲージのばらつきの度合いを評価した。結果を図６に示す。なお、図６（ａ）は比較例のゲージ測定結果を示し、（ｂ）は実施例のゲージ測定結果を示しており、横軸が１０ｇ／ｍ^２毎のデータ区間、縦軸が頻度を示している。

また、その際のデータのバラツキを評価するために、標準偏差σを算出した。

図６より、バンク量を制御した実施例においてはゲージが１０２０〜１０４０ｇ／ｍ^２のＴＯＰ反が頻度高く製造されており、標準偏差（σ）が１９ｇ／ｍ^２となった。これにより、標準偏差（σ）が２５ｇ／ｍ^２の比較例に比べてＴＯＰ反のゲージのばらつきが抑制されていることが確認できた。

以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、上記の実施の形態に対して種々の変更を加えることができる。

１ カレンダーロール
２ フィードコンベア
３ ＴＯＰ反
４ コード並列体
５ バンクゴム
５ａ バンクゴムが不足しているエリア
６ ロール
９ ロードミル
１０ フィードミル
Ａ サーモグラフィ
Ａ１ 赤外線カメラ
Ｂ１ 上段のコンベア部
Ｂ２、Ｂ４、Ｂ５、Ｂ７、Ｂ８ プーリー
Ｂ３ 下段のコンベア部
Ｂ６ 終端部
Ｂ９ 無端ベルト
Ｂ１０ ゴム搬送部
Ｃ ゴム

Claims (5)

1. カレンダーロールにおけるバンク量を検知し、検知結果に基づいてバンク量を制御するゴムシートの製造方法であって、
   前記カレンダーロールにおけるバンクゴムの表面温度をサーモグラフィで検知してピクセル化することにより、前記バンクゴムの温度分布画像を取得する温度分布画像取得工程と、
   取得した前記温度分布画像を前記カレンダーロールの幅方向に複数のエリアに分割し、分割されたエリア毎に所定温度以上の温度に相当するピクセル数をカウントするピクセル数測定工程と、
   カウントされた前記ピクセル数と予め設定された設定値とを比較して、現在のバンク量が適正なバンク量であるか否かを判定する判定工程と、
   前記判定工程における判定結果に基づいて、前記エリア毎に供給されるゴムの量を調整するゴム供給工程とを備えており、
   さらに、前記ゴム供給工程が、前記サーモグラフィにより取得した温度分布画像に基づいて、前記バンクゴムの温度が１３０℃以内になるように、ゴムを供給するラインの速度を制御することによりゴムの温度を制御して前記ゴムを供給する工程であることを特徴とするゴムシートの製造方法。
2. 請求項１に記載のゴムシートの製造方法により製造されたゴムシートを、コード並列体の両面に被覆させることによりＴＯＰ反を製造することを特徴とするＴＯＰ反の製造方法。
3. カレンダーロールにおけるバンク量を検知し、検知結果に基づいてバンク量を制御するゴムシートの製造装置であって、
   前記カレンダーロールにおけるバンクゴムの表面温度を検知してピクセル化することにより、前記バンクゴムの温度分布画像を取得する温度分布画像取得手段と、
   取得した前記温度分布画像を前記カレンダーロールの幅方向に複数のエリアに分割し、分割されたエリア毎に所定温度以上の温度に相当するピクセル数をカウントするピクセル数測定手段と、
   カウントされた前記ピクセル数と予め設定された設定値とを比較して、現在のバンク量が適正なバンク量であるか否かを判定する判定手段と、
   前記判定手段による判定結果に基づいて、前記エリア毎に供給されるゴムの量を調整するゴム供給手段とを備えており、
   さらに、前記ゴム供給手段が、前記温度分布画像取得手段により取得した温度分布画像に基づいて、前記バンクゴムの温度が１３０℃以内になるように、ゴムを供給するラインの速度を制御することによりゴムの温度を制御して前記ゴムを供給するように構成されていることを特徴とするゴムシートの製造装置。
4. 前記ゴム供給手段が、
   前記カレンダーロールの幅方向にゴムを搬送して搬送終端部から前記ゴムを落下させることにより前記カレンダーロールに前記ゴムを供給するコンベア部と、
   前記カレンダーロールの幅方向における前記搬送終端部の位置を変更する位置変更手段とを備えていることを特徴とする請求項３に記載のゴムシートの製造装置。
5. 前記カレンダーロールに供給される前記ゴムを、幅１０〜２００ｍｍ、厚み５〜３０ｍｍのシート状に成形するフィードミルを備えていることを特徴とする請求項３または請求項４に記載のゴムシートの製造装置。

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