JP2016078171A - コード入りゴムシートの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】追加部材を使用しなくてもコードの露出を抑えることができるコード入りゴムシートの製造方法を提供する。
【解決手段】チェーハーの帯状物１を加工台２に供給し、その帯状物１の切断しようとする部分を加工台２に形成された溝５上に配置する。続いて、溝５の開口角度よりも大きく且つ８５度以上の先端角度θ３を有する圧力切断型３を加工台２に接近させ、圧力切断型３を帯状物１の厚み方向に押し当てることにより帯状物１を切断し、所定の長さを有するチェーハーを得る。帯状物１を切断する工程では、圧力切断型３の先端を溝５に侵入させるとともに、圧力切断型３の型面３ａ，３ｂを溝５の開口エッジに当接させる。また、圧力切断型３の先端が帯状物１に触れてから型面３ａ，３ｂが開口エッジに当接する過程で、帯状物１のゴムによりコード切断面を被覆する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数本のコードをゴム被覆してなるチェーハーなどのコード入りゴムシートの製造方法に関する。

図５の空気入りラジアルタイヤには、タイヤ用補強材であるチェーハー１０が設けられている。チェーハー１０は、複数本のコードをゴム被覆してなるコード入りゴムシートであり、一般には、図示のようにタイヤ幅方向の内側から外側に亘ってカーカスプライ８を挟み込むように配置される。かかる構成によれば、カーカスプライの端部８Ｅに生じる歪みの増大が抑えられ、その結果、端部８Ｅを起点としたセパレーションの発生を防いで耐久性を向上できる。しかし、チェーハーの端部１０Ｅに生じる歪みが増大した場合には、それを起点としてセパレーションが発生する恐れがある。

図６のように、チェーハーの端部１０Ｅではコード１０Ｃが露出しており、これが歪みを増大させる要因となることが知られている。このため、従来は、端部１０Ｅに生じる歪みの増大を抑えるべく、ゴムシート９を貼り付けてコード１０Ｃを被覆する場合があった。しかし、ゴムシート９のような追加部材の使用はタイヤ重量の増大を招来し、延いてはタイヤの転がり抵抗を悪化させてしまう。かかる傾向は、乗用車用タイヤにおいて特に顕著である。

特許文献１には、帯状のカーカスプライ素材を所定の長さに切断する工程が記載されているが、切断面にコードが露出するものではない。特許文献２には、テキスタイルコードが埋設された帯状部材を切断する方法が記載されているが、コードの露出に関する上記の問題に対して、その解決手段を示唆するものではない。特許文献３には、浅い角度で傾斜した型面を押し付けて素材帯状部材を切断する方法が記載されているが、この方法ではコード入りゴムシートを切断することが困難である（特許文献２の段落０００３，０００４参照）。

特開２０１３−１９３３６７号公報 特開２００２−２２５１５３号公報 特開平４−２２０３３２号公報

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、追加部材を使用しなくてもコードの露出を抑えることができるコード入りゴムシートの製造方法を提供することにある。

上記目的は、下記の如き本発明により達成することができる。即ち、本発明に係るコード入りゴムシートの製造方法は、コード入りゴムシートの帯状物を加工台に供給し、その帯状物の切断しようとする部分を前記加工台に形成された溝上に配置する配置工程と、前記溝の開口角度よりも大きく且つ８５度以上の先端角度を有する圧力切断型を前記加工台に対して相対的に接近させ、前記圧力切断型を前記帯状物の厚み方向に押し当てることにより前記帯状物を切断し、所定の長さを有するコード入りゴムシートを得る切断工程と、を備え、前記切断工程では、前記圧力切断型の先端を前記溝に侵入させるとともに、前記圧力切断型の型面を前記溝の開口エッジに当接させ、前記圧力切断型の先端が前記帯状物に触れてから前記型面が前記開口エッジに当接する過程で、前記帯状物のゴムによりコード切断面を被覆するものである。

この方法では、圧力切断型を押し当てることによりコード入りゴムシートの帯状物を切断し、所定の長さを有するコード入りゴムシートを得る。帯状物の切断しようとする部分は溝上に配置され、帯状物を切断した圧力切断型の先端は、加工台の表面の位置から更に移動して溝に侵入する。その溝の開口角度よりも圧力切断型の先端角度が大きいため、圧力切断型の型面は溝の開口エッジに当接する。これにより、コードを含む帯状物を確実に切断できるとともに、圧力切断型の位置決めを行うことができる。

圧力切断型の先端が帯状物に触れてから型面が開口エッジに当接する過程で、帯状物の切断面には圧力切断型の型面が擦り付けられる。しかも、圧力切断型の先端角度が８５度以上と大きいために、帯状物の厚み方向に対して型面が大きく傾斜し、帯状物に対する型面の接触面積が大きく確保される。これにより、帯状物のゴム、特にコード切断面の周辺のゴムを動かして、そのゴムによりコード切断面を被覆し、追加部材を使用することなくコードの露出を抑えることができる。

コード入りゴムシートの製造装置の一例を概略的に示す断面図 加工台の要部拡大図 チェーハーを切断する様子を示す断面図 切断成形されたチェーハーの端部を示す断面図 空気入りラジアルタイヤのビード部の一例を示す断面図 従来方法により製造したチェーハーの端部を示す断面図

本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。本実施形態では、図１の装置を用いて、所定の長さを有するチェーハー（コード入りゴムシートの一例）を製造する例を示す。

図１に示したコード入りゴムシートの製造装置は、チェーハーの帯状物１が供給される加工台２と、その帯状物１に押し当てられる圧力切断型３とを備える。加工台２の位置は固定され、その上方に圧力切断型３が配置されている。圧力切断型３は、不図示の移動機構によって上下方向に往復動可能に構成されている。搬送機構４は、チェーハーを搬送する機能を有し、本実施形態では加工台２の両側に設けられた一対のコンベア４ａ，４ｂを備える。帯状物１は、上流側のコンベア４ａから下流側のコンベア４ｂに向かって、即ち図１の右側に向かって送り出される。

チェーハーの帯状物１は、複数本のコードをゴム被覆して形成される。コードは、帯状物１の長手方向に対して平行または傾斜する方向に配列されている。長手方向に対するコードの傾斜角度は、例えば０〜７０度であり、より好ましくは１０〜６０度である。互いに逆向きに傾斜するコードがメッシュ状に配列されていてもよい。コードには、ナイロンやレーヨン、ポリエステル、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、アラミドなどの有機系繊維が好ましく用いられる。

帯状物１の厚みは、例えば０．９５〜１．５ｍｍであり、加工台２の溝５の深さよりも小さい。図示を省略しているが、コンベア４ａの上流側には、長尺の帯状物１を折り畳んでなる重畳体が配置されており、そこから送り出された帯状物１が搬送機構４によって加工台２に供給される。重畳体の代わりに、長尺の帯状物１を巻き取ったロール、あるいは帯状物１を連続的に成形する成形機（例えば、押出成形機）を使用することも可能である。

図２に拡大して示すように、加工台２には、上方に向けて開口する溝５が形成されている。帯状物１の切断しようとする部分は、この溝５上に配置される。開口角度θ５は、上流側の壁面５ａと下流側の壁面５ｂとがなす角度である。壁面５ａ，５ｂは、それぞれ加工台２の表面から溝底に向かって互いに接近するように傾斜している。開口エッジ５Ｅは、加工台２の表面と壁面５ａ，５ｂとの稜線である。溝５は、図１の紙面に垂直な方向に延びていて、その長さは帯状物１の幅と同じかそれよりも大きい。本実施形態では、溝５が断面Ｖ字状に形成されているが、これに限られず、例えば溝底が湾曲した形状でも構わない。

圧力切断型３は、加工台２に向かって先細りとなる先端と、その先端で接する一対の型面３ａ，３ｂとを有する。先端角度θ３は、上流側の型面３ａと下流側の型面３ｂとがなす角度である。先端角度θ３は、溝５の開口角度θ５よりも大きく、且つ、８５度以上である。型面３ａ，３ｂは、それぞれ帯状物１の表面に対して傾斜している。圧力切断型３の先端は、図１の紙面に垂直な方向に延びていて、その長さは帯状物１の幅と同じかそれよりも大きい。圧力切断型３を加工台２に最も近付けた状態では、圧力切断型３の先端が溝５に侵入するように構成されている（図３（ｃ）参照）。

所定の長さを有するチェーハーを得るには、まず、図１に示すように、チェーハーの帯状物１を加工台２に供給し、その帯状物１の切断しようとする部分を溝５上に配置する（配置工程に相当）。このとき、搬送機構４は、溝５の位置から端部１Ｅまでの帯状物１の長さが所定の長さとなるように、帯状物１を下流側へと送り出す。この所定の長さは、タイヤ成型に必要とされる長さであり、タイヤサイズなどに応じて異なる。

次に、圧力切断型３を加工台２に対して相対的に接近させ、図３のように圧力切断型３を帯状物１の厚み方向に押し当てることにより帯状物１を切断し、所定の長さを有するチェーハーを得る（切断工程に相当）。本実施形態では、圧力切断型３の下方への移動によって、圧力切断型３が加工台２に接近する。加工台２に接近した圧力切断型３は、その先端から帯状物１に押し当たって厚み方向に圧力をかける。帯状物１は、その圧力切断型３の接近移動によって剪断される。

この切断工程では、圧力切断型３の先端を溝５に侵入させるとともに、その圧力切断型３の型面３ａ，３ｂを開口エッジ５Ｅに当接させる。圧力切断型３の先端角度θ３が溝５の開口角度θ５よりも大きいために、型面３ａ，３ｂの各々は開口エッジ５Ｅに当接し、かかる構成により、コードを含む帯状物１を確実に切断することができる。また、型面３ａ，３ｂが開口エッジ５Ｅに当接することで、加工台２に対する圧力切断型３の位置決めが行われる。圧力切断型３を加工台２に最も近付けた状態においては、帯状物１の切断面の全域に型面３ａ，３ｂが接する。

更に、切断工程では、圧力切断型３の先端が帯状物１に触れてから型面３ａ，３ｂが開口エッジ５Ｅに当接する過程で、帯状物１のゴムによりコード切断面を被覆する。具体的には、図３の（ａ）から（ｃ）に至る過程で、帯状物１の切断面に型面３ａ，３ｂが擦り付けられ、それに伴って引き摺られた帯状物１のゴム、特にコード切断面の周辺のゴムがコード切断面に被せられる。先端角度θ３が８５度以上と大きいことにより、帯状物１の厚み方向に対して型面３ａ，３ｂが大きく傾斜し、帯状物１と型面３ａ，３ｂとの接触面積が確保されるため、上記のようなゴムの動きを円滑に発現させることができる。

かかる方法によれば、図４の如き端部の形成を伴って帯状物１が切断され、その結果、コード１Ｃの切断面がゴム被覆されたチェーハーが得られる。即ち、切断工程を経たチェーハーでは、ゴムシートのような追加部材を使用しなくても、既にコード１Ｃの露出が抑えられる。このようにして得られた所定長さのチェーハーはタイヤ成型に供され、例えば図５のチェーハー１０と同じようにビード部に埋設されて、タイヤ用補強材として耐久性の向上に資する。しかも、チェーハーの端部に生じる歪みの増大は抑えられ、且つ、追加部材が不要であるために転がり抵抗を悪化させない。

図３（ｃ）のように、型面３ａ，３ｂが開口エッジ５Ｅに当接したときには、圧力切断型３の先端が溝５に侵入し、その溝深さ方向（図２の上下方向）における加工台２の表面から圧力切断型３の先端までの距離Ｘは０ｍｍを超える。上述したゴムの引き摺りを発現するうえで、距離Ｘは、０．１ｍｍ以上が好ましく、０．５ｍｍ以上がより好ましく、１．０ｍｍ以上が更に好ましい。また、角度θ３，θ５を好適な大きさに設定する観点から、距離Ｘは２．０ｍｍ以下が好ましい。

帯状物１に対する型面３ａ，３ｂの接触面積を確保するためには、先端角度θ３を大きく設定することが有効である。かかる観点から、先端角度θ３は、鈍角が好ましく、１２０度以上がより好ましく、１５０度以上が更に好ましく、１７０度以上が最も好ましい。尚、先端角度θ３は１８０度未満であり、好ましくは１７９度以下である。

帯状物１を開口エッジ５Ｅで確実に切断する観点から、開口角度θ５は６０度以下であることが好ましい。したがって、開口角度θ５と先端角度θ３との差は２５度以上が好ましいが、１５４度以下であることが好ましい。また、圧力切断型３の先端を溝５に侵入させるうえで、開口角度θ５は１５度以上であることが好ましく、３０度以上がより好ましい。一対の開口エッジ５Ｅの間隔（溝５の溝幅）は、例えば６〜６０ｍｍである。

切断工程においてコード切断面が円滑にゴム被覆されるように、帯状物１のゴム（未加硫ゴム）が熱可塑性を呈する温度に帯状物１を加熱してもよい。例えば、加工台２及び圧力切断型３のうち片方または両方をヒーターで加熱し、加工台２の表面や型面３ａ，３ｂから熱を伝えることにより帯状物１を加熱できる。このヒーターには、熱媒体を循環させる形式や伝熱式など従来公知の加熱器具を特に制約なく使用できる。

前述の実施形態では、先端角度θ３の二等分線が帯状物１の厚み方向に平行に延びている例を示したが、型面３ａ，３ｂが帯状物１の表面に対して傾斜していれば、その二等分線が帯状物１の厚み方向に対して傾斜していても構わない。

前述の実施形態では、コード入りゴムシートとしてチェーハーを製造する例を示したが、これに限られず、例えば、コード入りゴムシートとしてのカーカスプライの製造に適用することも可能である。その場合、上記の如くコード切断面をゴム被覆した端部を巻き上げ端部（図５の端部８Ｅ参照）とすれば、追加部材を使用せずともコード（カーカスコード）の露出が抑えられることで有利な効果が得られる。

本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。

本発明の構成と効果を具体的に示す実施例について説明する。タイヤの各性能評価は、次のようにして行った。

（１）耐久性
米国自動車安全基準ＦＭＶＳＳ１３９に定める条件に準拠してドラム式試験機にて耐久性試験を行い、ビード部に故障が認められるまでの走行時間を測定した。比較例１の結果を１００として指数で評価し、数値が大きいほど耐久性に優れていることを示す。

（２）転がり抵抗
国際規格ＩＳＯ２８５８０（ＪＩＳＤ４２３４）に準じて転がり抵抗を測定し、その逆数にて評価した。比較例１の結果を１００として指数で評価し、数値が大きいほど転がり抵抗が良好であることを示す。

（３）タイヤ重量
成型したタイヤの重量を計測し、その逆数にて評価した。比較例１の結果を１００として指数で評価し、数値が大きいほどタイヤ重量が小さいことを示す。

従来方法により製造したチェーハーを用いてタイヤ（タイヤサイズ：２１５／６５Ｒ１６Ｃ １０６／１０４Ｔ）を成型し、比較例１，２とした。これらのチェーハーは、それぞれ図６のように端部でコードが露出するものであった。比較例１ではゴムシートを取り付けなかったが、比較例２では追加部材であるゴムシートを端部に取り付けてコードの露出を抑えた。

また、本発明の方法により製造したチェーハーを用いてタイヤ（タイヤサイズ：２１５／６５Ｒ１６Ｃ １０６／１０４Ｔ）を成型し、実施例１とした。使用した装置は、圧力切断型の先端角度が１７２度、溝の開口角度が６０度、圧力切断型の侵入距離（図３の距離Ｘ）が１．５ｍｍであった。製造したチェーハーは、図４のように端部でコードが露出しないものであった。チェーハーの形態を除いて、各例におけるタイヤ構造やゴム配合は共通である。評価結果を表１に示す。

表１に示すように、比較例１は、比較例２や実施例１と比べて耐久性に劣っている。比較例２は、比較例１よりも耐久性に優れているが、追加部材を用いたことにより転がり抵抗やタイヤ重量に影響が出ている。これに対し、実施例１では、転がり抵抗やタイヤ重量に影響を及ぼすことなく、耐久性を向上できている。

尚、タイヤの性能評価を行っていないものの、上記とは別に、圧力切断型の先端角度を１００度、溝の開口角度を３０度、圧力切断型の侵入距離（図３の距離Ｘ）を１．５９ｍｍとした場合において、図４のように端部でコードが露出しないチェーハーを製造できたことが確認された。

１ チェーハー（コード入りゴムシートの一例）の帯状物
２ 加工台
３ 圧力切断型
３ａ 型面
３ｂ 型面
４ 搬送機構
５ 溝
５Ｅ 開口エッジ
θ３ 先端角度
θ５ 開口角度

Claims (4)

1. コード入りゴムシートの帯状物を加工台に供給し、その帯状物の切断しようとする部分を前記加工台に形成された溝上に配置する配置工程と、
   前記溝の開口角度よりも大きく且つ８５度以上の先端角度を有する圧力切断型を前記加工台に対して相対的に接近させ、前記圧力切断型を前記帯状物の厚み方向に押し当てることにより前記帯状物を切断し、所定の長さを有するコード入りゴムシートを得る切断工程と、を備え、
   前記切断工程では、前記圧力切断型の先端を前記溝に侵入させるとともに、前記圧力切断型の型面を前記溝の開口エッジに当接させ、前記圧力切断型の先端が前記帯状物に触れてから前記型面が前記開口エッジに当接する過程で、前記帯状物のゴムによりコード切断面を被覆するコード入りゴムシートの製造方法。
2. 前記型面が前記開口エッジに当接したときに、溝深さ方向における前記加工台の表面から前記圧力切断型の先端までの距離が０．１ｍｍ以上である請求項１に記載のコード入りゴムシートの製造方法。
3. 前記溝の開口角度が６０度以下である請求項１又は２に記載のコード入りゴムシートの製造方法。
4. 前記切断工程で得られるコード入りゴムシートがチェーハーである請求項１〜３いずれか１項に記載のコード入りゴムシートの製造方法。

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