説明

コード/ゴム複合材料の製造方法及び装置

【課題】コード/ゴム複合材料のコードの素線間の空隙を低減し、加硫時間を短縮することが可能なコード/ゴム複合材料の製造方法及び装置を提供する。
【解決手段】コードsを未加硫ゴムにより被覆してコード/ゴム複合材料Xを製造する方法において、コードaを未加硫ゴムにより被覆する際に、減圧下で被覆する。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、コード/ゴム複合材料の製造方法及び装置に関し、さらに詳しくは、コード/ゴム複合材料の加硫時間を短縮することができるコード/ゴム複合材料の製造方法及び装置に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば、コード/ゴム複合材料として、空気入りタイヤのベルト層に使用されるベルト材がある。このベルト材は、所定の間隔で引き揃えたスチールコードを未加硫ゴムで被覆した構造になっており、引き揃えたスチールコードをカレンダー装置により上下の未加硫ゴム層で挟み込むようにして製造したり、あるいは引き揃えたスチールコードをダイスを通過させながら、押出し機から押出された未加硫ゴムにより被覆して製造するようにしている(例えば、特許文献1,2参照)。
【0003】
ところで、上記ベルト材では、スチールコード内へのゴムの浸透性を高めるため、図4に示すように、1×n構造で隣接する素線a間に隙間を有するスチールコードや、図5〜7に示すように、コア素線bの外周側に配置した複数のシース素線cが隣接するシース素線c間で隙間を有する構造となるようにしたスチールコードが使用されている。
【0004】
なお、図5はコア素線bの径をシース素線cより大きくして、隣接するシース素線c間で隙間を有するようにしたもの、図6は同じ径のコア素線bとシース素線cを使用し、シース素線cの数を従来より減らして隣接するシース素線c間で隙間を有する構造にしたもの、図7はコア素線bを波状に癖付けして、隣接するシース素線c間に隙間を形成するようにしたものである。
【0005】
加硫時に隙間からゴムがコード内に浸入し易くなるため、高いゴム浸透性を示すこれらのスチールコードは、上記のようにして未加硫ゴムにより被覆してコード/ゴム複合材料を製造した際に、被覆したゴムが点線で示す位置までしか食い込まないため、素線間に大きな空隙eが残る。
【0006】
そのため、加硫時に流動するゴムがその空隙eを埋めるまで加硫する必要があり、加硫時間がゴム浸透性の低いスチールコードを使用した場合より長くなるという問題があった。特に、押出し機を使用して製造する方法では、カレンダー装置を用いて製造する場合より、ゴムが浸透しない空隙eが大きくなる傾向にある。
【特許文献1】特開2003−278086号公報
【特許文献2】特開平10−115598号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明の目的は、コード/ゴム複合材料のコードの素線間の空隙を低減し、加硫時間を短縮することが可能なコード/ゴム複合材料の製造方法及び装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記目的を達成する本発明のコード/ゴム複合材料の製造方法は、コードを未加硫ゴムにより被覆してコード/ゴム複合材料を製造する方法において、前記コードを未加硫ゴムにより被覆する際に、減圧下で被覆することを特徴とする。
【0009】
本発明のコード/ゴム複合材料の製造装置は、コードを未加硫ゴムにより被覆してコード/ゴム複合材料を製造する装置において、前記コードを未加硫ゴムにより被覆する際に、減圧下で被覆可能な減圧手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【0010】
上述した本発明によれば、減圧下でコードを未加硫ゴムにより被覆することで、コードの素線間に形成される隙間に未加硫ゴムが従来より多く浸透するようになるため、コード/ゴム複合材料のコードの素線間の空隙を減らして加硫時間を短縮することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0011】
以下、本発明の実施の形態について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【0012】
図1は、本発明のコード/ゴム複合材料の製造装置の一実施形態を示し、1は押出し機、2はスチールコードsを押出し機1に供給するための供給部、3は押出し機1でゴム被覆されたコード/ゴム複合材料Xを巻き取る巻取り部である。
【0013】
押出し機1は、未加硫ゴムを押し出す押出しヘッド4と、この押出しヘッド4に未加硫ゴムを混練しながらスクリューにより送り出す押出し機本体5を有している。押出しヘッド4内には、図2に示すように、引き揃えて搬送されるスチールコードsが通過中に押し出される未加硫ゴムにより被覆可能なダイス6が取り付けられている。このダイス6を引き揃えたスチールコードsが通過することでゴム被覆され、コード/ゴム複合材料Xが形成される。
【0014】
供給部2は、スタンド7にスチールコードsを巻き取った複数のリール8を収容し、整列ガイドロール9,10を介して、水平方向に引き揃えた複数のスチールコードsを押出し機1に供給できるようになっている。
【0015】
巻取り部3は、押出し機1でゴム被覆されたコード/ゴム複合材料Xを巻き取る巻取りロール11と、この巻取りロール11を回転駆動する駆動部12を有している。駆動部12により巻取りロール11を回転させることで、リール8に巻き取ったスチールコードsを巻き出して押出し機1のダイス6に搬送すると共に、ダイス6でゴム被覆されたコード/ゴム複合材料Xを複数のガイドロール13を介して巻取りロール11に巻き取るようになっている。
【0016】
ダイス6のコード搬入側には、図2,3に示すように、スチールコードsを未加硫ゴムにより被覆する際に、減圧下で被覆可能な減圧手段14が設けられている。減圧手段14は、押出しヘッド4の後面(コード搬送方向後面)4aに密閉的に取り付けた減圧ハウジング15と、この減圧ハウジング15に配管16を介して接続したバキュームポンプ17を備えている。
【0017】
減圧ハウジング15の後壁(コード搬送方向後側の壁)15aには、引き揃えたスチールコードsが通過するための複数の孔18が幅方向に沿って所定の間隔で設けられている。バキュームポンプ17を作動させることにより、減圧ハウジング15の内部15bが減圧され、その減圧された内部15bをスチールコードsが通過してダイス6に搬入されることで、スチールコードsを減圧下で未加硫ゴムにより被覆できるようにしている。
【0018】
孔18は、外部の空気が孔18から内部15bに入り込み、減圧の妨げになるので、スチールコードsが通過可能な範囲で極力小さくするのがよい。
【0019】
以下、上述した装置を参照しながら、本発明のコード/ゴム複合材料の製造方法を説明する。
【0020】
まず、スタンド7のリール8からスチールコードsを引き出してセットする。即ち、スタンド7のリール8から引き出したスチールコードsを整列ガイドロール9,10を介してダイス6の通過孔6aを通過させ、更にガイドロール13を介して巻取りロール11に係止する。
【0021】
この状態で、装置を作動させる。駆動部12の作動により、巻取りロール11が回転し、それによりバキュームポンプ17により減圧ハウジング15内の空気が吸引されて減圧状態になった内部15bを引き揃えられたスチールコードsが搬送され、続いてダイス6に搬入される。減圧ハウジング15の内部15bの圧力としては、80kPa以下、好ましくは60kPa以下、より好ましくは40kPa以下にするのがコード内へのゴム浸透度をより高める上でよい。
【0022】
ダイス6では、減圧状態で搬入されて通過するスチールコードsに上下から未加硫ゴムが連続的に供給され、それにより減圧下でスチールコードsが未加硫ゴムにより被覆され、一体化したコード/ゴム複合材料Xが連続的に形成される。形成されたコード/ゴム複合材料Xは巻取りロール11に順次巻き取られる。
【0023】
上述した本発明では、スチールコードsを未加硫ゴムにより被覆する際に、減圧下で被覆するため、例えば、図4に示す1×n構造で隣接する素線a間に隙間を有するスチールコードでは、図8に示すように未加硫ゴムrが素線a間の空隙e内に従来より深く食い込んで空隙eを低減することができる。そのため、コード/ゴム複合材料Xの加硫時間を短縮することが可能になる。
【0024】
図5に示す、コア素線bの径をシース素線cより大きくして、隣接するシース素線c間で隙間を有するようにしたスチールコード、図6に示す、同じ径のコア素線bとシース素線cを使用し、シース素線cの数を従来より減らして隣接するシース素線c間で隙間を有する構造にしたスチールコード、図7に示す、コア素線bを波状に癖付けして、隣接するシース素線c間に隙間を形成するようにしたスチールコードなど、コア素線bの外周側に配置した複数のシース素線cが隣接するシース素線c間で隙間を有する構造にしたスチールコードも同様である。
【0025】
本発明において、上記減圧手段14は、コード/ゴム複合材料の製造装置全体を減圧ハウジング15内に収容する構成とし、それによりスチールコードsを減圧下で未加硫ゴムにより被覆するようにしてもよい。
【0026】
また、本発明は、ゴム被覆したスチールコードの空隙eが大きくなる傾向にある、押出し機1を用いてコード/ゴム複合材料を製造する方法と装置に好ましく用いることができるが、それに限定されず、カレンダー装置を用いてコード/ゴム複合材料を製造する方法と装置であってもよい。
【0027】
また、上記実施形態では、コード/ゴム複合材料Xにスチールコードsを使用した例を示したが、素線間に大きな空隙を生じる構造を有する有機繊維コードや他の金属コードからなるコードを使用したコード/ゴム複合材料を製造する場合にも好適に用いることができる。
【0028】
本発明は、特に空気入りタイヤのベルト層に使用されるベルト材などのタイヤ構成材料に使用されるコード/ゴム複合材料を製造する場合に好ましく用いることができるが、当然のことながらそれに限定されず、コードを未加硫ゴムで被覆したコード/ゴム複合材料であれば、いずれにも使用することができる。
【実施例】
【0029】
押出し機にスクリュー式押出し機を使用し、表1に示す条件で、23本のスチールコード(3+8×0.34)を未加硫ゴムで被覆した幅50mmのコード/ゴム複合材料(実施例1〜4、比較例1〜3)をそれぞれ製造し、以下に示す方法によりスチールコードへのゴム浸透度(%)を調べたところ、表1に示す結果を得た。
【0030】
また、各コード/ゴム複合材料を加硫した時の加硫時間を以下に示す方法により調べたところ、表1に示す結果を得た。
スチールコードへのゴム浸透度
スチールコード断面において、8本のシース素線に外接する円を描き、この円の面積をN(mm2 )、各シース素線の断面積をM(mm2 )、円内の未加硫ゴムの断面積をQ(mm2 )とすると、下記式により得られた値Wをゴム浸透度(%)とした。
【0031】
W=100Q/(N−8M)
加硫時間
各コード/ゴム複合材料において、加硫中にスチールコードのエッジが露出する端部でスチールコード内の空隙が消失した時間を加硫時間(加硫終了時間)とし、その結果を比較例1を100とする指数値で示した。この値が小さいほど、加硫時間が短いことを示す。
【0032】
【表1】

【0033】
表1から、スチールコードを減圧下でゴム被覆した本発明(実施例1〜4)は、ゴム浸透度を高めて、加硫時間を短縮できることがわかる。
【0034】
他方、比較例1〜3は、スチールコードを大気圧下でゴム被覆した際に、押出しヘッドの未加硫ゴムの押出し圧を変えて調べたものであるが、比較例2,3から押出しヘッドの圧力を変えてもゴム浸透度を高めることができないことがわかる。
【図面の簡単な説明】
【0035】
【図1】本発明のコード/ゴム複合材料の製造装置の概略平面図である。
【図2】図1の装置の要部拡大説明図である。
【図3】図2の減圧ハウジングの断面説明図である。
【図4】1×n構造で隣接する素線間に隙間を有するスチールコードの拡大断面図である。
【図5】コア素線の径をシース素線より大きくして、隣接するシース素線間で隙間を有するようにしたスチールコードの拡大断面図である。
【図6】同じ径のコア素線とシース素線を使用し、シース素線の数を従来より減らして隣接するシース素線間で隙間を有する構造にしたスチールコードの拡大断面図である。
【図7】コア素線を波状に癖付けして、隣接するシース素線間に隙間を形成するようにしたスチールコードの拡大断面図である。
【図8】図4のスチールコードにおいて、未加硫ゴムが浸透した状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【0036】
1 押出し機
2 供給部
3 巻取り部
4 押出しヘッド
6 ダイス
14 減圧手段
15 減圧ハウジング
X コード/ゴム複合材料
a 素線
b コア素線
c シース素線
e 空隙
s スチールコード(コード)

【特許請求の範囲】
【請求項1】
コードを未加硫ゴムにより被覆してコード/ゴム複合材料を製造する方法において、前記コードを未加硫ゴムにより被覆する際に、減圧下で被覆するコード/ゴム複合材料の製造方法。
【請求項2】
前記コードを搬送しながらダイスを通過させ、該ダイス通過中に押出し機により押し出された未加硫ゴムにより被覆する請求項1に記載のコード/ゴム複合材料の製造方法。
【請求項3】
前記コードが、1×n構造で隣接する素線間に隙間を有するスチールコード、コア素線の外周側に配置した複数のシース素線が隣接するシース素線間で隙間を有するスチールコードの中から選ばれる請求項1または2に記載のコード/ゴム複合材料の製造方法。
【請求項4】
コードを未加硫ゴムにより被覆してコード/ゴム複合材料を製造する装置において、前記コードを未加硫ゴムにより被覆する際に、減圧下で被覆可能な減圧手段を有するコード/ゴム複合材料の製造装置。
【請求項5】
前記未加硫ゴムを押出しヘッドから押し出す押出し機を有し、該押出しヘッドは、搬送される前記コードが通過中に押し出される未加硫ゴムにより被覆可能なダイスを有する請求項4に記載のコード/ゴム複合材料の製造装置。
【請求項6】
前記ダイスのコード搬入側に前記減圧手段を設けた請求項5に記載のゴム/ゴム複合材料の製造装置。
【請求項7】
前記コードが、1×n構造で隣接する素線間に隙間を有するスチールコード、コア素線の外周側に配置した複数のシース素線が隣接するシース素線間で隙間を有するスチールコードの中から選ばれる請求項4,5または6に記載のコード/ゴム複合材料の製造装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【公開番号】特開2006−207074(P2006−207074A)
【公開日】平成18年8月10日(2006.8.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2005−21576(P2005−21576)
【出願日】平成17年1月28日(2005.1.28)
【出願人】(000006714)横浜ゴム株式会社 (4,905)
【Fターム(参考)】