JP7087881B2 - タイヤの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤの製造方法に関する。詳細には、本発明は、タイヤを製造する際に使用されるシートの製造方法に関する。

タイヤの製造では、成形工程において、未加硫ゴム又はコードを埋没させた未加硫ゴムからなる帯状のシートが用意される。このシートが適切な大きさに切断されて、ドラム又は剛体コアの上に巻かれる。これにより、インナーライナーやカーカス等のタイヤの構成部材が形成される。

コードを含むシートの形成においては、材料となる未加硫のゴム組成物（未加硫ゴム）が、加工性を上げるために熱入れ器で熱入れされる。この熱入れされた未加硫ゴムと、複数の並列されたコードとが圧延器に連続して供給される。圧延器は、この未加硫ゴムを圧延しつつこれをコードに被せることで、帯状のベースシートを形成する。ベースシートには、その幅方向の端近辺に、コードが存在しない部分ができる。この部分をカッターで切断し除去することで、シートが得られる。また、コードを含まない未加硫ゴムからなるシートの製造においては、熱入れされた未加硫ゴムが圧延機で圧延され、ベースシートが形成される。ベースシートの幅方向の端部分を切断し除去することで、所望の幅のシートが得られる。いずれのシートの形成においても、この除去された部分（ゴム片）は熱入れ器に戻され、未加硫ゴムとして再利用される。シートの製造方法についての検討が、特開２０１６－１３６３５号公報で報告されている。

特開２０１６－１３６３５号公報

上記のとおり、未加硫ゴムは、熱入れされ高温となる。シートの形成過程において、熱によりシートを構成するゴム組成物の加硫が進むこと（シートのヤケと称する）は、このシートを使用して製造されたタイヤの外観不良の要因となりうる。シートの形成においては、シートのヤケを防止することが重要となる。

本発明の目的は、シートのヤケが防止されたタイヤの製造方法の提供にある。

本発明に係るタイヤの製造方法は、
（Ａ）未加硫ゴムを熱入れ器で熱入れする工程、
（Ｂ）上記熱入れされた未加硫ゴムを材料として帯状のベースシートを形成する工程、
（Ｃ）上記ベースシートの幅方向の端の部分を切断して、シートとゴム片とを得る工程、
（Ｄ）上記ゴム片を冷却する工程
及び
（Ｅ）上記冷却されたゴム片を上記熱入れ器に戻す工程
を含む。

好ましくは、上記（Ｂ）の工程では、上記熱入れされた未加硫ゴムを、圧延しつつ並列された複数のコードに被覆させる。

好ましくは、上記（Ｄ）の工程では、冷却されたゴム片の温度は６０℃以下である。

本発明に係るタイヤの製造装置は、未加硫ゴムを熱入れする熱入れ器、この熱入れされた未加硫ゴムを材料として帯状のベースシートを形成する圧延器、このベースシートの幅方向の端の部分を切断して、シートとゴム片とを得るカッター、このゴム片を冷却する冷却器、及びこの冷却されたゴム片を上記熱入れ器に戻す搬送器を備える。

発明者らは、シートのやけの要因を検討した。熱入れ器で高温となった未加硫ゴムは、圧延器で圧延される際にさらに発熱する。ベースシートの一部であったゴム片の温度は、熱入れされた未加硫ゴムの温度より高い。ゴム片は、熱を保持したまま熱入れ器に戻される。発明者らは、熱入れ器から圧延器を通り、熱入れ器に戻されるゴム組成物が、常に熱を帯びた状態となっていることが、シートのやけの主な要因となることを見いだした。

本発明に係る製造方法では、ゴム片を冷却する工程を含む。この工程において、ゴム片から熱が放出される。これは、シートのやけの防止に効果的に寄与する。この製造方法では、シートのやけが防止されている。

図１は、本発明に係る製造方法で製造されるシートの一例が示された斜視図である。 図２は、本発明の一実施形態に係るタイヤの製造方法のための製造装置が示された概念図である。 図３は、図２の製造装置の一部が拡大された概念図である。 図４は、図２の製造装置の一部が拡大された斜視図である。

以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。

本発明に係るタイヤの製造方法は、シートが準備される工程、ローカバーが得られる工程（成形工程）及びローカバーが加圧及び加熱される工程（加硫工程）を含む。

図１には、シートが準備される工程で形成されるシート２の一部が示されている。シート２は、並列された複数のコード４と、トッピングゴム６とを備える。この図には、コードの中心線Ｌｃも描かれている。これらのコード４は、有機繊維よりなる。好ましい有機繊維として、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、レーヨン繊維、ポリエチレンナフタレート繊維及びアラミド繊維が例示される。コードの材質が、スチールであってもよい。トッピングゴム６は、これらのコード４を被覆する。トッピングゴム６は、未加硫のゴム組成物（未加硫ゴム）からなる。

図２には、シート２が準備される工程で使用される製造装置１０が示されている。この装置１０は、コード供給器１２、熱入れ器１４、圧延器１６、冷却器１８、シート搬送器２０及び巻き取り器２２を備える。図示されないが、この装置１０は、ゴム片搬送機をさらに備える。コード４と未加硫ゴムとからシート２が形成され、このシート２がロールに巻き取られるまでが、この工程で実施される。

コード供給器１２は、供給ロール２４を供える。供給ロール２４の回りに、複数のコード４が巻かれている。供給ロール２４が回転することで、このコード４が送り出される。コード４は、図２の矢印Ａで示される方向に送り出される。このコード４は、圧延器１６に送られる。

熱入れ器１４は、トッピングゴム６の材料となる未加硫ゴムに熱入れをする。図２には、この未加硫ゴム２６も示されている。未加硫ゴム２６は、例えば図示されない押出器から熱入れ器１４に供給される。図２に示されるように、この熱入れ器１４は、一対の熱入れロール２８を供える。それぞれの熱入れロール２８は、図２の矢印で示される方向に回転する。未加硫ゴム２６は、これらの間を通され、発熱する。これにより、未加硫ゴム２６が熱入れされる。典型的には、未加硫ゴム２６の温度は、９０℃から１００℃にまで上昇される。熱入れされた未加硫ゴム２６は、矢印Ｂで示される方向に送り出される。この未加硫ゴム２６は、圧延器１６に送られる。

圧延器１６は、コード４の搬送の流れから見ると、コード供給器１２の下流に位置する。圧延器１６は、未加硫ゴム２６の搬送の流れから見ると、熱入れ器１４の下流に位置する。図３には、圧延器１６の近辺が拡大されて示されている。圧延器１６は、コード４と未加硫ゴム２６とを材料として、ベースシート３４を形成する。

圧延器１６は、カレンダーロール３０を供えている。カレンダーロール３０には、第一カレンダーロール３０ａ、第二カレンダーロール３０ｂ、第三カレンダーロール３０ｃ及び第四カレンダーロール３０ｄが存在する。それぞれのカレンダーロール３０は、図３の矢印で示された方向に回転する。図３の矢印Ａで示されるように、コード供給器１２から送られてきたコード４は、第二カレンダーロール３０ｂと第三カレンダーロール３０ｃとの間を通される。図３の矢印Ｂで示されるように、第一カレンダーロール３０ａと第二カレンダーロール３０ｂとの間及び第三カレンダーロール３０ｃと第四カレンダーロール３０ｄとの間に、熱入れ器１４から未加硫ゴム２６が供給される。それぞれのカレンダーロール３０の回転により、これらの未加硫ゴム２６は、コード４とともに第二カレンダーロール３０ｂと第三カレンダーロール３０ｃとの間に挟み込まれる。未加硫ゴム２６は圧延されつつ、コード４を両側から被覆する。コード４を被覆するトッピングゴム６が形成される。コード４とトッピングゴム６とからなるベースシート３４が形成される。第二カレンダーロール３０ｂと第三カレンダーロール３０ｃとの間から、帯状のベースシート３４が、連続して送り出される。

未加硫ゴム２６がカレンダーロール３０で圧延される際に、この未加硫ゴム２６は発熱する。ベースシート３４の温度は、未加硫ゴム２６の温度より高くなる。典型的には、ベースシート３４の温度は、１００℃から１１０℃になる。

カレンダーロール３０によるベースシート３４の形成においては、全てのコード４が確実に被覆されるように、幅方向の両端に位置するコード４の外側まで、未加硫ゴム２６が供給される。このため、ベースシート３４では、幅方向の最も外側に位置するコード４のさらに外側に、コード４が存在しないトッピングゴム６だけの部分が存在する。これは、耳ゴムと称される。

図４は、図３の圧延器１６の近辺を、下流側（図３の右側）から見た斜視図である。図４では、４つのカレンダーロール３０のうち、第二カレンダーロール３０ｂ及び第三カレンダーロール３０ｃのみが示されている。図３及び図４で示されるように、一対のカッター３６が、カレンダーロール３０の下流に位置している。カッター３６は、ベースシート３４の耳ゴムを切断する。これらのカッター３６により、ベースシート３４の幅方向の両端の耳ゴムが切断される。これにより、コード４を含むシート２と、コード４を含まないゴム片３８とが得られる。図４で示されるように、二つのゴム片３８が得られる。

冷却器１８は、ゴム片３８の搬送の流れから見ると、カッター３６の下流に位置する。冷却器１８は、ゴム片３８を冷却する。この実施形態では、それぞれのゴム片３８に対応して、二つの冷却器１８が存在している。ゴム片３８を搬送する過程でこれらのゴム片３８を一つに合わせた後に、一つの冷却器１８でこのゴム片３８を冷却してもよい。この実施形態では、冷却器１８は、冷却液をゴム片３８に吹きかけることで、ゴム片３８を冷却する。典型的な冷却液は、水である。冷却器が、冷却気体をゴム片３８に吹きかけることで、ゴム片３８を冷却してもよい。冷却器が、冷却液が入った水槽を備え、ゴム片３８にこの水槽を通過させることで、ゴム片３８が冷却されてもよい。

シート搬送器２０は、形成されたシート２を巻き取り器２２に送る。この搬送中に、シート２は空冷される。巻き取り器２２では、シート２が巻き取りロール４０に巻き取られる。巻き取り器２２がカッター３６を備えており、これによりシート２が所定の幅を有する複数の帯体に分割され、それぞれの帯体が異なる巻き取りロール４０に巻き取られてもよい。

図示されないゴム片搬送器は、ゴム片３８の搬送の流れから見ると、冷却器１８の下流に位置する。ゴム片搬送器は、図２の矢印Ｃで示されるように、冷却されたゴム片３８を熱入れ器１４に戻す。ゴム片３８は、熱入れ器１４に供給される。これによりゴム片３８は、トッピングゴム６の材料として再利用される。

このタイヤの製造方法では、シート２が準備される工程は、
（１）コード４を供給する工程、
（２）未加硫ゴム２６を熱入れ器１４で熱入れする工程、
（３）ベースシート３４を形成する工程、
（４）ベースシート３４の端を切断して、シート２とゴム片３８とを得る工程、
（５）ゴム片３８を冷却する工程、
（６）冷却されたゴム片３８を熱入れ器１４に戻す工程
（７）シート２を搬送する工程
及び
（８）シート２を巻き取る工程
を含む。

上記（１）の工程では、コード供給器１２が使用される。供給ロール２４が回転し、並列された複数のコード４が、連続して圧延器１６に送られる。上記（２）の工程では、熱入れ器１４に未加硫ゴム２６が供給され、熱入れロール２８が回転する。熱入れされた未加硫ゴム２６が、連続して圧延器１６に送られる。この（１）の工程と（２）の工程とは、並列して実施される。

上記（３）の工程では、圧延器１６にコード４及び未加硫ゴム２６が供給されつつ、それぞれのカレンダーロール３０が回転する。コード４に未加硫ゴム２６が被覆されて、ベースシート３４が形成される。上記（４）の工程では、ベースシート３４の耳ゴムがカッター３６で切断されて、シート２及びゴム片３８が形成される。

上記（５）の工程では、ゴム片３８が冷却器１８で冷却される。この工程において、ゴム片３８には、冷却水が吹きかけられる。上記（６）の工程において、冷却されたゴム片３８がゴム片搬送器により熱入れ器１４まで搬送される。ゴム片３８が、熱入れ器１４に戻される。熱入れ器１４には、例えば押出器から供給された未加硫ゴム２６とともに、このゴム片３８が投入される。

上記（７）の工程では、シート搬送器２０によりシート２が巻き取り器２２に送られる。上記（８）の工程では、シート２が巻き取りロール４０に巻き取られる。これにより、シート２が準備される工程が終了する。なお、上記（７）の工程及び（８）の工程は、上記（５）の工程及び上記（６）の工程と並列して実施される。

成形工程では、シート２を用いてタイヤを構成する部材が形成される。例えば、カーカス用のシート２が適切な形状にカットされ、これがドラム上で巻かれることで、カーカスが形成される。ドラム上では、他の部材も積層される。ドラム上でこれらの部材が組み合わされる。これにより、ローカバーが得られる。

加硫工程では、ローカバーがモールドに入れられる。ローカバーはモールド内で加圧および加熱される。加圧と加熱とにより、ローカバーのゴム組成物がキャビティ内を流動する。加熱によりトッピングゴム６が架橋反応を起こし、タイヤが得られる。

以下、本発明の作用効果が説明される。

発明者らは、シート２の形成過程において、シート２を構成するゴム組成物の加硫が進むこと（シート２のヤケ）の要因を検討した。その結果、熱入れ器から圧延器を通り、熱入れ器に戻されるゴム組成物が、常に熱を帯びた状態となっていることが、シート２のやけの主な要因となることを見いだした。本発明に係る製造方法では、上記（５）の、ゴム片３８を冷却する工程を含む。この工程において、ゴム片３８から熱が放出される。これは、シート２のやけの防止に効果的に寄与する。この製造方法では、シート２のやけが防止されている。

上記（５）で冷却されたゴム片３８の温度Ｔは、６０℃以下が好ましい。ゴム片３８の温度Ｔを６０℃以下に冷却することで、シート２のやけが効果的に防止される。この製造方法では、シート２のやけが防止されている。この観点から、温度Ｔは５０℃以下がより好ましい。温度Ｔは、３０℃以上が好ましい。温度Ｔを３０℃以上とすることで、このゴム片３８を材料として熱入れロール２８で熱入れした後の未加硫ゴム２６の温度は、適切に保たれる。この未加硫ゴム２６では、加工容易性が維持されている。

図４で示されるように、冷却器１８は圧延器１６の直後に位置し、二つのゴム片３８に対応して二つの冷却器１８が存在するのが好ましい。二つのゴム片３８が合わされた後に冷却するのに比べて、ゴム片３８の厚さは薄い。このようにすることで、ゴム片３８は効率的に冷却できる。

上記の実施形態では、シート２はコード４を含んでいた。シートは、コードを含まなくてもよい。シートが、未加硫ゴムのみからなっていてもよい。このとき、上記（１）の工程は存在しない。上記（２）の工程で、未加硫ゴムが熱入れされる。上記（３）の工程では、この未加硫ゴムが圧延器で圧延されて、ベースシートが形成される。上記（４）の工程では、カッターによりベースシートの端が切断され、所望の幅のシートと、ゴム片とが得られる。上記（５）の工程においてゴム片が冷却され、上記（６）の工程で、熱入れ器に戻される。

以下、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。

［実施例１］
上記（１）－（８）に示された方法により、シートが準備された。このシートは、有機繊維からなる複数のコードを含んでいる。このシートは、カーカス用である。このシートを使用して、タイヤを製造した。

［比較例１］
上記（５）の工程を含まないことの他は実施例１と同様にして、タイヤを製造した。

［製造不良率］
実施例１及び比較例１のそれぞれについて、１００００本のタイヤが製造された。それぞれについて、シートのやけに起因する製造不良率が計測された。その結果、実施例１での製造不良率は、比較例１での製造不良率の２０％であった。

製造不良率の結果から明らかなとおり、実施例の製造方法は、比較例の製造方法に比べて優れている。この評価結果から、本発明の優位性は明らかである。

以上説明された方法は、種々のタイヤの製造にも適用されうる。

２・・・シート
４・・・コード
６・・・トッピングゴム
１０・・・製造装置
１２・・・コード供給器
１４・・・熱入れ器
１６・・・圧延器
１８・・・冷却器
２０・・・シート搬送器
２２・・・巻き取り器
２４・・・供給ロール
２６・・・未加硫ゴム
２８・・・熱入れロール
３０・・・カレンダーロール
３０ａ・・・第一カレンダーロール
３０ｂ・・・第二カレンダーロール
３０ｃ・・・第三カレンダーロール
３０ｄ・・・第四カレンダーロール
３４・・・ベースシート
３６・・・カッター
３８・・・ゴム片
４０・・・巻き取りロール

Claims (4)

1. （Ａ）未加硫ゴムを熱入れ器で熱入れする工程、
   （Ｂ）上記熱入れされた未加硫ゴムを材料として帯状のベースシートを形成する工程、
   （Ｃ）上記ベースシートの幅方向の端の部分を切断して、シートとゴム片とを得る工程、
   （Ｄ）上記ゴム片を冷却する工程
   及び
   （Ｅ）上記冷却されたゴム片を上記熱入れ器に戻す工程
   を含む、タイヤの製造方法。
2. 上記（Ｂ）の工程では、上記熱入れされた未加硫ゴムを、圧延しつつ並列された複数のコードに被覆させる、請求項１に記載の製造方法。
3. 上記（Ｄ）の工程では、冷却されたゴム片の温度が６０℃以下である、請求項１又は２に記載の製造方法。
4. 未加硫ゴムを熱入れする熱入れ器、この熱入れされた未加硫ゴムを材料として帯状のベースシートを形成する圧延器、このベースシートの幅方向の端の部分を切断して、シートとゴム片とを得るカッター、このゴム片を冷却する冷却器、及びこの冷却されたゴム片を上記熱入れ器に戻す搬送器を備えるタイヤの製造装置。

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