ゴム押出成形装置及びゴム押出成形方法
【課題】同軸になる複数のゴムと、層状及び／又はブロック状になる単数又は複数のゴムとを組み合わせた断面形状になるゴム部材を、口金の詰まりや生産性の低下なしに精度よく押出成形する。
【解決手段】押出機１１Ａ〜１１Ｄと、これらとは別個に設けられ、複数のゴムを同軸に押し出す押出部を有する同軸押出機１６と、押出機１１Ａ〜１１Ｄ及び同軸押出機１６のゴム流路と接続する共通押出ヘッド１３と、この共通押出ヘッド１３に設けられ、押出機１１Ａ〜１１Ｄ及び同軸押出機１６からのゴムを一体的に押し出す開口を有する口金１５とを備えるゴム押出成形装置１を用いて押出成形する。
【解決手段】押出機１１Ａ〜１１Ｄと、これらとは別個に設けられ、複数のゴムを同軸に押し出す押出部を有する同軸押出機１６と、押出機１１Ａ〜１１Ｄ及び同軸押出機１６のゴム流路と接続する共通押出ヘッド１３と、この共通押出ヘッド１３に設けられ、押出機１１Ａ〜１１Ｄ及び同軸押出機１６からのゴムを一体的に押し出す開口を有する口金１５とを備えるゴム押出成形装置１を用いて押出成形する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤ部材を製造する際に用いて好適な、ゴム押出成形装置及びゴム押出成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
タイヤは、タイヤの各部分に対応する未加硫のゴム部材を押出成形し、所定長さとした当該ゴム部材をタイヤ成型ドラム上で所定のタイヤ構造に組み立てた後、タイヤ成型金型を用いた加硫成型を行って製造される。タイヤの製造工程中のゴム押出成形においては、最終的にタイヤとなったときにゴム部材が使われている部分に求められる特性を具備するように、特性の異なる複数層よりなるゴムを一つの口金より押出す、多層押出しが行われることがある。多層押出しのために、分割、結合可能な複数のヘッドと、結合した複数のヘッドの前面最下部に設けられた口金を備える多層押出ヘッドがある（特許文献１）。また、複数の押出機と、各押出機に対応する分離、連結可能な押出ヘッドを備え、この押出ヘッドにインサート及びダイを有する未加硫ゴム押出装置がある。この未加硫ゴム押出装置を用いて、タイヤのトレッドゴムのベースゴム、キャップゴム及び一対のサイドウォールゴムを一体に結合形成している（特許文献２）。更に、押出ヘッドにインサートと隔壁とを備え、複数種類のゴムを口金に導いて合流させ、複数のゴム層からなるゴム部材、例えばタイヤのサイドウォールゴムとゴムチェーファーとの複合ゴム部材を一体成形するゴム成形装置がある（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２３７９０６号公報
【特許文献２】特開２００１−４７４９４号公報
【特許文献３】特開２００８−６２５１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
タイヤのサイドウォールの表面に、ライン状または文字状に白色ゴム等のカラーゴムからなる部分が形成されていて、このカラーゴムによりタイヤの美観を向上させたり情報を表示させたりするタイヤがある。このようなカラーゴムの部分をサイドウォールに有するタイヤを製造するには、タイヤの製造工程中において、カラーゴムの周囲を被覆ゴムで覆うことにより同軸に形成したゴム材を、サイドウォール部材の表面近傍に埋設することが考えられる。カラーゴムの周囲に設けられる被覆ゴムは、サイドウォール部材の黒色ゴムからカラーゴムの色が汚染されるのを防止し、また、サイドウォール部材の表面からカラーゴムに汚れや傷が付くのを防止するのを可能にするものである。
【０００５】
しかしながら、特許文献１〜３に記載された多層押出し用の押出成形装置は、同軸のゴム材と他のゴム材とを一体的に押出成形することができなかった。その理由は、多層押出し用の押出成形装置は、複数種のゴムを、層状に重ねて、又は個々のブロックを寄せ集めた形状に一体成形する装置であって、同心円状のように、押出方向に垂直な断面において一つのゴムの周囲を覆うような形状に、すなわち同軸に一体形成するものではなかったからである。
【０００６】
そのため、カラーゴムと被覆ゴムとの同軸のゴム材を、サイドウォール部材の表面近傍に埋設してなる上述のサイドウォール部材を作成するには、カラーゴムと被覆ゴムとの同軸のゴム材を同軸押出成形機で押出成形し、これとは別に当該同軸のゴム材料と組み合わされるゴム材、すなわち台部材を多層押出成形機で押出成形し、その後に押出成形された同軸のゴム材と台部材とを一体化することが考えられる。しかし、このようなサイドウォール部材の作成方法では、同軸のゴム部材が、サイドウォール部材に近似の厚さを要することから、台部材における当該同軸のゴム部材を組み合わせる部分の厚さは、極薄い厚さとならざるを得ない。このような極薄い厚さの部分を含むゴム部材を既存の押出成形機で押出成形することは、押出成形機の口金の詰まりを生じるおそれがある。また、口金の詰まりを防止するためにストレーナを押出成形機に設けるのでは生産性の低下を招く。更に、台部材における上記同軸のゴム部材を組み合わせる部分の厚さをなくすことも考えられるが、この場合は、精度がよいサイドウォール部材を得るのが難しい。
【０００７】
本発明は、タイヤのサイドウォール部材やトレッド部材の一部にカラーゴムを具備するタイヤ部材のように、同軸になる複数のゴムと、層状及び／又はブロック状になる単数又は複数のゴムとを組み合わせた断面形状になるゴム部材、平易に言うと同軸のゴム部分を含むゴム部材を、精度よく口金の詰まりや生産性の低下なしに成形することができるゴム押出成形装置及び当該ゴム押出成形装置を用いたゴム押出成形方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のゴム押出成形装置は、ゴムを押し出す押出機と、該押出機とは別個に設けられ、複数のゴムを同軸に押し出す押出部を有する同軸押出機と、前記押出機及び前記同軸押出機のゴム流路と接続する共通押出ヘッドと、この共通押出ヘッドに設けられ、前記押出機及び前記同軸押出機からのゴムを一体的に押し出す開口を有する口金と、を備えることを特徴とする。
本発明のゴム押出成形装置においては、押出機が、多重押出機である構成とすることができる。
【０００９】
また、本発明のゴム押出成形方法は、上述のゴム押出成形装置を用いてゴムを押出成形する方法であって、前記押出機により押し出されたゴムと、前記同軸押出機により同軸形状に押し出された複数のゴムとを一体成形することを特徴とする。
本発明のゴム押出成形方法においては、押出機により、複数類のゴムを押出ヘッドに押し出す構成とすることができ、また、前記押出機により押し出されたゴムと、前記同軸押出機により押し出された、カラーゴム及び被覆ゴムよりなる同軸のゴムとを一体成形してタイヤ部材を製造する構成とすることもできる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、押出機と同軸押出機とが、共通する押出ヘッドに接続され、この押出ヘッドの口金から押出機及び前記同軸押出機からのゴムを一体的に押し出すことから、同軸になる複数のゴムと、他のゴムとを組み合わせた断面形状になるゴム部材を、口金の詰まりや生産性の低下なしに押出成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態のゴム押出成形装置の模式的な側面図である。
【図２】図１のゴム押出成形装置により成形されたゴム部材の模式的な断面図である。
【図３】比較例のゴム押出成形装置の一例の模式的な側面図である。
【図４】図３のゴム押出成形装置により成形されたゴム部材の一例の模式的な断面図である。
【図５】図３のゴム押出成形装置により成形されたゴム部材の別の例の模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明のゴム押出成形装置及びゴム押出成形方法の実施形態について、図面を用いつつ、より具体的に説明する。
図１に示す本発明の一実施形態のゴム押出成形装置１は、ゴムを押し出す複数の押出機１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ及び１１Ｄを備えている。複数の押出機１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ及び１１Ｄを備えていることにより、多重押出機として機能する。これらの押出機に同種の又は異種の未加硫ゴムを装入して台部材用のゴムを当該押出機の先端より押し出す。例えばゴム押出成形装置１により押出成形するゴムがタイヤのサイドウォール部材である場合には、押出機１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ及び１１Ｄから台部材の素材としてサイド用ゴム、ゴムチェーファー用ゴム、第２のサイド用ゴム、ビードフィラー用ゴム等のゴムを押し出す。これらの押出機１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ及び１１Ｄの先端は、第１押出ヘッド１２と接続している。この第１押出ヘッド１２は、押出機１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ及び１１Ｄから押し出されたゴムの流路１２ａ、１２ｂ、１２ｃ及び１２ｄを有している。この第１押出ヘッド１２の先端には、第２押出ヘッド１３が取り付けられている。
【００１３】
この第２押出ヘッド１３の内部には、第１押出ヘッド１２の流路１２ａ、１２ｂ、１２ｃ及び１２ｄと接続する流路が形成されると共に、当該流路を通るゴムを合体させるための複数の開口を有するインサート１４が設けられている。このインサート１４の開口は、押出機１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ及び１１Ｄから押し出された各ゴムが、台部材における所定の位置に置かれるような形状となっている。このインサート１４の開口を通過した複数のゴムは第２押出ヘッド１３内で一体となって台部材を構成する。また、第２押出ヘッド１３内のゴム材に対し押出成形の最終的な断面形状、例えばサイドウォール部材のコンターを付与する口金１５が設けられている。
【００１４】
また、この第２押出ヘッド１３には、前述した押出機１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ及び１１Ｄとは別の、同軸押出機１６が接続されている。この同軸押出機１６はクロスヘッド型の同軸押出機であり、二種の未加硫ゴムを中心とその周囲とに同軸に押し出すことができるように、中心のゴムが導かれる流路部１７と、その周囲のゴムが導かれる流路部１８と、これらのゴムの流路部１７、１８と接続するとともに上記第２押出ヘッド１３と接続して固定される第３押出ヘッド１９とを備えている。このような構成を有する同軸押出機１６により、例えばサイドウォール部材の表面近傍に設けられる、カラーゴムとそれを覆う被覆ゴムよりなる同軸のゴム部材を、第３押出ヘッド１９から第２押出ヘッド１３内に押し出す。したがって第３押出ヘッド１９は同軸押出機１６の押出部である。
【００１５】
第２押出ヘッド１３は、押出機１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ及び１１Ｄからのゴム流路と、同軸押出機１６の第３押出ヘッド１９とそれぞれ接続している、共通押出ヘッドである。第２押出ヘッド１３は、第３押出ヘッド１９から押し出された同軸のゴム材を案内するゴム流路を備え、当該ゴム流路が、インサート１４と口金１５との間のゴム流路と接続している。これにより、インサート１４を通過した台部材と、同軸押出機１６によって押し出された同軸のゴム部材とが、一体となり、そして口金１５から予め定められたゴム部材の断面形状で押出される。
【００１６】
ゴム押出成形装置１の口金１５の近傍にベルトコンベア２０が設けられ、口金１５から押出されたゴム部材３０が連続的に搬送される。
【００１７】
ゴム押出成形装置１を用いて押出成形したゴム部材３０の一例を図２に示す。図２のゴム部材３０は、サイドウォール部材の例であって、サイドウォール部材としての所定のコンターを有している。このゴム部材３０は、複数のゴム３１、３２、３３及び３４よりなる台部材と、カラーゴム３５及び被覆ゴム３６よりなる同軸のゴム部材とが一体となった断面形状を有している。
【００１８】
カラーゴム３５は、サイドウォールやトレッドに用いられる通常のゴム部材の黒色とは異なる色を有するゴム材のことをいい、また、カーボンブラック含有量の相違により通常のゴム部材と明度が異なるゴム材を含む。このようなカラーゴム材には、カーボンブラックの代わりにシリカを含むゴムや顔料を含むゴムのような、公知のカラーゴム材が適合され得る。
【００１９】
被覆ゴム３６は、カラーゴムをマスキングしかつ、汚染防止する特性を有する材料とすることが好ましい。被覆ゴム３６が、このような特性を有することにより、被覆ゴム３６の汚染防止の効果を確実に得ることができる。マスキングしかつ、汚染防止する特性には、例えば、被覆ゴム３６の材質が、マスキングしかつ、汚染防止する化学的特性を有する場合があり、また、被覆ゴム３６の厚さが、マスキングしかつ、汚染防止する物理的特性を有する場合がある。これらの材質の調整や厚さの調整を単独で、又は併用してマスキング及び汚染防止をすればよい。被覆ゴム３６の材質がマスキング及び汚染防止に十分でないと被覆ゴム３６の厚さを増大させる必要があるため、汚染防止に十分な材質を選択することは好ましい。
【００２０】
被覆ゴム３６の材質に関して、一例では、汚染防止組成物として特開平７−２２８７２７号公報に開示されているような、ポリマ−成分中、安定剤として非汚染性のブチルゴムを１０〜１００重量部を有し、これに白色充填剤を１０〜１５０重量部を含有させた汚染防止組成物、このポリマ−成分中、安定剤として非汚染性のブチルゴムを３０〜１００重量部とした汚染防止組成物、このブチルゴムがイソブチレン−イソプレン共重合体、塩素化ブチルゴム、臭素化ブチルゴムである汚染防止組成物がある。
【００２１】
上記被覆ゴム３６の厚さは、一例では、上記のような汚染防止組成物を用いた場合として、０．２〜３．０ｍｍの厚さとすることができる。被覆ゴム３６の厚さの調整は、上述した同軸押出機１６を用いた場合には、当該同軸押出機１６における被覆ゴムの押出速度の調節等によって行うことができる。
【００２２】
上記カラーゴム３５と被覆ゴム３６とからなる同軸のゴム部材の断面形状は、第３押出ヘッド１９内の口金１５の開口の形状によって定められる。
【００２３】
図１のゴム押出成形装置１で押出成形して得られた図２のゴム部材３０は、同軸のゴム部材を構成する被覆ゴム３６の底面と接する部分に台部材を有していない。したがって、ゴム押出成形装置１は、第２押出ヘッド１３において、被覆ゴム３６の底面と接する部分極薄い台部材を押出成形することがないため、口金１５の詰まりを防止することができる。また、口金１５の詰まりの防止のためのストレーナを設ける必要がなく、よって、ストレーナを用いることによる生産性の低下が生じない。更に、口金１５から台部材と同軸のゴム部材とを一体的に押出成形するので、同軸のゴム部分を含むゴム部材を、精度よく製造することができる。
【００２４】
本発明の実施形態との比較のために、台部材と同軸の部材とを別個のゴム押出成形機によって押出成形する、比較例のゴム押出成形装置１００を図３に示す。図３のゴム押出成形装置１００は、台部材を押出成形する押出成形機１１０と、同軸のゴム部材を押出成形する同軸押出成形機１２０とを備えている。押出成形機１１０は、既存のゴム押出成形機と同様の構成とすることができ、複数の押出機１１１Ａ、１１１Ｂ、１１１Ｃ及び１１１Ｄと、これらの押出機の先端部に接続する押出ヘッド１１２とを備えている。この押出ヘッド１１２は、押出機１１１Ａ、１１１Ｂ、１１１Ｃ及び１１１Ｄから押し出されたゴムの流路１２ａ、１２ｂ、１２ｃ及び１２ｄを有している。この押出ヘッド１１２の先端には、当該流路を通るゴムを合体させるための複数の開口を有するインサート１１４と、このインサート１４の開口を通過したゴムを一体的に押し出す口金１１５とが設けられている。口金１１５は、後工程で合体させる同軸のゴム部材のための空隙を有する台部材の断面形状を有している。このような構成を有する押出成形機１１０により、サイドウォール部材の台部材を押出成形する。
【００２５】
同軸押出成形機１２０は、クロスヘッド型の同軸押出機であり、二種の未加硫ゴムを中心のゴムとその周囲のゴムとに同軸に押し出すことができるように、中心のゴムが導かれる流路部１２１と、その周囲が導かれる流路部１２２と、これらの流路部１２１、１２２と接続して同軸のゴムを押し出す押出ヘッド１２３とを備えている。押出ヘッド１２３に設けられた口金は、押し出されるゴム部材を、円形断面形状又は台部材に嵌め合わせるのに適切な断面形状にするような開口を有するものである。このような構成を有する同軸押出成形機１２０により、カラーゴムとそれを覆う被覆ゴムよりなる所定の断面形状を有する同軸のゴム部材を押出成形する。
【００２６】
同軸押出成形機１２０は、押出成形機１１０により押出成形された台部材が搬送されるコンベアライン１３０、又は当該コンベアライン１３０とは別の押出成形ライン上に設けられる。同軸押出成形機１２０より押し出された同軸のゴム部材を、所望の断面形状にするために必要に応じてロール成形を行った後、台部材に形成された、同軸のゴム部材のための空隙に嵌め合わせて、台部材と同軸のゴム部材とが一体となったサイドウォール部材を形成する。一体となったゴム部材に、その後に必要に応じてプレス加工等により台部材と同軸のゴム部材との密着加工を行う。
【００２７】
図３に示した比較例のゴム押出装置１００により得られたゴム部材１４０は、図４に示すように、複数のゴム１４１、１４２及び１４３よりなる台部材と、カラーゴム１４５及び１４６よりなる同軸のゴム部材とが一体化されたものである。台部材を構成するゴム１４２は、同軸のゴム部材の底面と接する薄板部１４２ａを有している。台部材のゴム１４２が薄板部１４２ａを有していることにより、同軸のゴム部材と嵌め合わせを精度よく行うことができる。しかし、薄板部１４２ａを押出成形機１１０により押出成形する際は、薄板部１４２ａの厚さが、サイドウォール部材の台部材の場合の一例として約０．５ｍｍであり、この厚さの台部材を押し出す口金１１５のギャップは約０．１ｍｍにする必要がある。このようなギャップを有する口金１１５では口金１１５の詰まりが発生する問題があり、また、口金１１５の詰まりを防止するためにストレーナを設けたのでは、生産性の低下を招く。したがって、図１に示したゴム押出成形装置１を用いた押出成形が、図３に示したゴム押出成形装置１００を用いた押出成形よりも優れている。
【００２８】
図３に示したゴム押出成形装置１００により得られるゴム部材の別の例を図５に示すと、図５のゴム部材１５０は、ゴム１５１、１５２、１５３及び１５４よりなる台部材と、カラーゴム１５５及び１５６よりなる同軸のゴム部材とが一体化されたものである。このゴム部材１５０の台部材は、ゴム１５１及び１５２と、ゴム１５３及び１５４とで分離している。このような２つに分離された台部材を押出成形機１１０により押出成形する際は、図４に示したゴム部材１４０の台部材１４２の薄板部１４２ａのような薄い厚さのゴム部材を押出成形しないから、口金の詰まりが発生しない。しかし、図５のゴム部材１５０を得るには、２つに分離された台部材と同軸のゴム部材を、押出成形後に一体化する成形加工をする必要があり、この一体化する成形加工ではゴム部材を精度よく成形することが難しい。したがって、図１に示したゴム押出成形装置１を用いた押出成形が、図３に示したゴム押出成形装置１００を用いた押出成形よりも優れている。
【００２９】
本発明のゴム押出成形方法は、前述したゴム押出成形装置１を用いてゴムを押出成形する方法であって、押出機１１Ａ〜１１Ｄにより押し出されたゴムと、同軸押出機１６により同軸形状に押し出された複数のゴムとを一体成形する方法である。図１に示すように複数の押出機１１Ａ〜１１Ｄにより、複数類のゴムを押出ヘッドに押し出すことにより、押出成形するゴム部材の所定の部分に、適切なゴム種のゴム材を位置させることができる。また、ゴム押出成形装置１を用いてゴムを押出成形する方法は、同軸のゴムとしてカラーゴム及び被覆ゴムを適用して、タイヤ部材を製造することができる。
【００３０】
以上、図面を用いて本発明のゴム押出成形装置及びゴム押成形方法の実施形態を説明したが、本発明は、これらの実施形態の記載によって限定されるものではなく、幾多の変形が可能である。例えば押出成形するゴム部材としては、タイヤのショルダー部材に限られず、例えばカラーゴムをトレッドウエアインジケータ等に用いた、タイヤのトレッド部材に適用することもできる。
【符号の説明】
【００３１】
１ ゴム押出成形装置
１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ 押出機
１２ 第１押出ヘッド
１３ 第２押出ヘッド（共通押出ヘッド）
１４ インサート
１５ 口金
１６ 同軸押出機
１７ 流路部
１８ 流路部
１９ 第３押出ヘッド（押出部）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤ部材を製造する際に用いて好適な、ゴム押出成形装置及びゴム押出成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
タイヤは、タイヤの各部分に対応する未加硫のゴム部材を押出成形し、所定長さとした当該ゴム部材をタイヤ成型ドラム上で所定のタイヤ構造に組み立てた後、タイヤ成型金型を用いた加硫成型を行って製造される。タイヤの製造工程中のゴム押出成形においては、最終的にタイヤとなったときにゴム部材が使われている部分に求められる特性を具備するように、特性の異なる複数層よりなるゴムを一つの口金より押出す、多層押出しが行われることがある。多層押出しのために、分割、結合可能な複数のヘッドと、結合した複数のヘッドの前面最下部に設けられた口金を備える多層押出ヘッドがある（特許文献１）。また、複数の押出機と、各押出機に対応する分離、連結可能な押出ヘッドを備え、この押出ヘッドにインサート及びダイを有する未加硫ゴム押出装置がある。この未加硫ゴム押出装置を用いて、タイヤのトレッドゴムのベースゴム、キャップゴム及び一対のサイドウォールゴムを一体に結合形成している（特許文献２）。更に、押出ヘッドにインサートと隔壁とを備え、複数種類のゴムを口金に導いて合流させ、複数のゴム層からなるゴム部材、例えばタイヤのサイドウォールゴムとゴムチェーファーとの複合ゴム部材を一体成形するゴム成形装置がある（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２３７９０６号公報
【特許文献２】特開２００１−４７４９４号公報
【特許文献３】特開２００８−６２５１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
タイヤのサイドウォールの表面に、ライン状または文字状に白色ゴム等のカラーゴムからなる部分が形成されていて、このカラーゴムによりタイヤの美観を向上させたり情報を表示させたりするタイヤがある。このようなカラーゴムの部分をサイドウォールに有するタイヤを製造するには、タイヤの製造工程中において、カラーゴムの周囲を被覆ゴムで覆うことにより同軸に形成したゴム材を、サイドウォール部材の表面近傍に埋設することが考えられる。カラーゴムの周囲に設けられる被覆ゴムは、サイドウォール部材の黒色ゴムからカラーゴムの色が汚染されるのを防止し、また、サイドウォール部材の表面からカラーゴムに汚れや傷が付くのを防止するのを可能にするものである。
【０００５】
しかしながら、特許文献１〜３に記載された多層押出し用の押出成形装置は、同軸のゴム材と他のゴム材とを一体的に押出成形することができなかった。その理由は、多層押出し用の押出成形装置は、複数種のゴムを、層状に重ねて、又は個々のブロックを寄せ集めた形状に一体成形する装置であって、同心円状のように、押出方向に垂直な断面において一つのゴムの周囲を覆うような形状に、すなわち同軸に一体形成するものではなかったからである。
【０００６】
そのため、カラーゴムと被覆ゴムとの同軸のゴム材を、サイドウォール部材の表面近傍に埋設してなる上述のサイドウォール部材を作成するには、カラーゴムと被覆ゴムとの同軸のゴム材を同軸押出成形機で押出成形し、これとは別に当該同軸のゴム材料と組み合わされるゴム材、すなわち台部材を多層押出成形機で押出成形し、その後に押出成形された同軸のゴム材と台部材とを一体化することが考えられる。しかし、このようなサイドウォール部材の作成方法では、同軸のゴム部材が、サイドウォール部材に近似の厚さを要することから、台部材における当該同軸のゴム部材を組み合わせる部分の厚さは、極薄い厚さとならざるを得ない。このような極薄い厚さの部分を含むゴム部材を既存の押出成形機で押出成形することは、押出成形機の口金の詰まりを生じるおそれがある。また、口金の詰まりを防止するためにストレーナを押出成形機に設けるのでは生産性の低下を招く。更に、台部材における上記同軸のゴム部材を組み合わせる部分の厚さをなくすことも考えられるが、この場合は、精度がよいサイドウォール部材を得るのが難しい。
【０００７】
本発明は、タイヤのサイドウォール部材やトレッド部材の一部にカラーゴムを具備するタイヤ部材のように、同軸になる複数のゴムと、層状及び／又はブロック状になる単数又は複数のゴムとを組み合わせた断面形状になるゴム部材、平易に言うと同軸のゴム部分を含むゴム部材を、精度よく口金の詰まりや生産性の低下なしに成形することができるゴム押出成形装置及び当該ゴム押出成形装置を用いたゴム押出成形方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のゴム押出成形装置は、ゴムを押し出す押出機と、該押出機とは別個に設けられ、複数のゴムを同軸に押し出す押出部を有する同軸押出機と、前記押出機及び前記同軸押出機のゴム流路と接続する共通押出ヘッドと、この共通押出ヘッドに設けられ、前記押出機及び前記同軸押出機からのゴムを一体的に押し出す開口を有する口金と、を備えることを特徴とする。
本発明のゴム押出成形装置においては、押出機が、多重押出機である構成とすることができる。
【０００９】
また、本発明のゴム押出成形方法は、上述のゴム押出成形装置を用いてゴムを押出成形する方法であって、前記押出機により押し出されたゴムと、前記同軸押出機により同軸形状に押し出された複数のゴムとを一体成形することを特徴とする。
本発明のゴム押出成形方法においては、押出機により、複数類のゴムを押出ヘッドに押し出す構成とすることができ、また、前記押出機により押し出されたゴムと、前記同軸押出機により押し出された、カラーゴム及び被覆ゴムよりなる同軸のゴムとを一体成形してタイヤ部材を製造する構成とすることもできる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明は、押出機と同軸押出機とが、共通する押出ヘッドに接続され、この押出ヘッドの口金から押出機及び前記同軸押出機からのゴムを一体的に押し出すことから、同軸になる複数のゴムと、他のゴムとを組み合わせた断面形状になるゴム部材を、口金の詰まりや生産性の低下なしに押出成形することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態のゴム押出成形装置の模式的な側面図である。
【図２】図１のゴム押出成形装置により成形されたゴム部材の模式的な断面図である。
【図３】比較例のゴム押出成形装置の一例の模式的な側面図である。
【図４】図３のゴム押出成形装置により成形されたゴム部材の一例の模式的な断面図である。
【図５】図３のゴム押出成形装置により成形されたゴム部材の別の例の模式的な断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明のゴム押出成形装置及びゴム押出成形方法の実施形態について、図面を用いつつ、より具体的に説明する。
図１に示す本発明の一実施形態のゴム押出成形装置１は、ゴムを押し出す複数の押出機１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ及び１１Ｄを備えている。複数の押出機１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ及び１１Ｄを備えていることにより、多重押出機として機能する。これらの押出機に同種の又は異種の未加硫ゴムを装入して台部材用のゴムを当該押出機の先端より押し出す。例えばゴム押出成形装置１により押出成形するゴムがタイヤのサイドウォール部材である場合には、押出機１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ及び１１Ｄから台部材の素材としてサイド用ゴム、ゴムチェーファー用ゴム、第２のサイド用ゴム、ビードフィラー用ゴム等のゴムを押し出す。これらの押出機１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ及び１１Ｄの先端は、第１押出ヘッド１２と接続している。この第１押出ヘッド１２は、押出機１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ及び１１Ｄから押し出されたゴムの流路１２ａ、１２ｂ、１２ｃ及び１２ｄを有している。この第１押出ヘッド１２の先端には、第２押出ヘッド１３が取り付けられている。
【００１３】
この第２押出ヘッド１３の内部には、第１押出ヘッド１２の流路１２ａ、１２ｂ、１２ｃ及び１２ｄと接続する流路が形成されると共に、当該流路を通るゴムを合体させるための複数の開口を有するインサート１４が設けられている。このインサート１４の開口は、押出機１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ及び１１Ｄから押し出された各ゴムが、台部材における所定の位置に置かれるような形状となっている。このインサート１４の開口を通過した複数のゴムは第２押出ヘッド１３内で一体となって台部材を構成する。また、第２押出ヘッド１３内のゴム材に対し押出成形の最終的な断面形状、例えばサイドウォール部材のコンターを付与する口金１５が設けられている。
【００１４】
また、この第２押出ヘッド１３には、前述した押出機１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ及び１１Ｄとは別の、同軸押出機１６が接続されている。この同軸押出機１６はクロスヘッド型の同軸押出機であり、二種の未加硫ゴムを中心とその周囲とに同軸に押し出すことができるように、中心のゴムが導かれる流路部１７と、その周囲のゴムが導かれる流路部１８と、これらのゴムの流路部１７、１８と接続するとともに上記第２押出ヘッド１３と接続して固定される第３押出ヘッド１９とを備えている。このような構成を有する同軸押出機１６により、例えばサイドウォール部材の表面近傍に設けられる、カラーゴムとそれを覆う被覆ゴムよりなる同軸のゴム部材を、第３押出ヘッド１９から第２押出ヘッド１３内に押し出す。したがって第３押出ヘッド１９は同軸押出機１６の押出部である。
【００１５】
第２押出ヘッド１３は、押出機１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ及び１１Ｄからのゴム流路と、同軸押出機１６の第３押出ヘッド１９とそれぞれ接続している、共通押出ヘッドである。第２押出ヘッド１３は、第３押出ヘッド１９から押し出された同軸のゴム材を案内するゴム流路を備え、当該ゴム流路が、インサート１４と口金１５との間のゴム流路と接続している。これにより、インサート１４を通過した台部材と、同軸押出機１６によって押し出された同軸のゴム部材とが、一体となり、そして口金１５から予め定められたゴム部材の断面形状で押出される。
【００１６】
ゴム押出成形装置１の口金１５の近傍にベルトコンベア２０が設けられ、口金１５から押出されたゴム部材３０が連続的に搬送される。
【００１７】
ゴム押出成形装置１を用いて押出成形したゴム部材３０の一例を図２に示す。図２のゴム部材３０は、サイドウォール部材の例であって、サイドウォール部材としての所定のコンターを有している。このゴム部材３０は、複数のゴム３１、３２、３３及び３４よりなる台部材と、カラーゴム３５及び被覆ゴム３６よりなる同軸のゴム部材とが一体となった断面形状を有している。
【００１８】
カラーゴム３５は、サイドウォールやトレッドに用いられる通常のゴム部材の黒色とは異なる色を有するゴム材のことをいい、また、カーボンブラック含有量の相違により通常のゴム部材と明度が異なるゴム材を含む。このようなカラーゴム材には、カーボンブラックの代わりにシリカを含むゴムや顔料を含むゴムのような、公知のカラーゴム材が適合され得る。
【００１９】
被覆ゴム３６は、カラーゴムをマスキングしかつ、汚染防止する特性を有する材料とすることが好ましい。被覆ゴム３６が、このような特性を有することにより、被覆ゴム３６の汚染防止の効果を確実に得ることができる。マスキングしかつ、汚染防止する特性には、例えば、被覆ゴム３６の材質が、マスキングしかつ、汚染防止する化学的特性を有する場合があり、また、被覆ゴム３６の厚さが、マスキングしかつ、汚染防止する物理的特性を有する場合がある。これらの材質の調整や厚さの調整を単独で、又は併用してマスキング及び汚染防止をすればよい。被覆ゴム３６の材質がマスキング及び汚染防止に十分でないと被覆ゴム３６の厚さを増大させる必要があるため、汚染防止に十分な材質を選択することは好ましい。
【００２０】
被覆ゴム３６の材質に関して、一例では、汚染防止組成物として特開平７−２２８７２７号公報に開示されているような、ポリマ−成分中、安定剤として非汚染性のブチルゴムを１０〜１００重量部を有し、これに白色充填剤を１０〜１５０重量部を含有させた汚染防止組成物、このポリマ−成分中、安定剤として非汚染性のブチルゴムを３０〜１００重量部とした汚染防止組成物、このブチルゴムがイソブチレン−イソプレン共重合体、塩素化ブチルゴム、臭素化ブチルゴムである汚染防止組成物がある。
【００２１】
上記被覆ゴム３６の厚さは、一例では、上記のような汚染防止組成物を用いた場合として、０．２〜３．０ｍｍの厚さとすることができる。被覆ゴム３６の厚さの調整は、上述した同軸押出機１６を用いた場合には、当該同軸押出機１６における被覆ゴムの押出速度の調節等によって行うことができる。
【００２２】
上記カラーゴム３５と被覆ゴム３６とからなる同軸のゴム部材の断面形状は、第３押出ヘッド１９内の口金１５の開口の形状によって定められる。
【００２３】
図１のゴム押出成形装置１で押出成形して得られた図２のゴム部材３０は、同軸のゴム部材を構成する被覆ゴム３６の底面と接する部分に台部材を有していない。したがって、ゴム押出成形装置１は、第２押出ヘッド１３において、被覆ゴム３６の底面と接する部分極薄い台部材を押出成形することがないため、口金１５の詰まりを防止することができる。また、口金１５の詰まりの防止のためのストレーナを設ける必要がなく、よって、ストレーナを用いることによる生産性の低下が生じない。更に、口金１５から台部材と同軸のゴム部材とを一体的に押出成形するので、同軸のゴム部分を含むゴム部材を、精度よく製造することができる。
【００２４】
本発明の実施形態との比較のために、台部材と同軸の部材とを別個のゴム押出成形機によって押出成形する、比較例のゴム押出成形装置１００を図３に示す。図３のゴム押出成形装置１００は、台部材を押出成形する押出成形機１１０と、同軸のゴム部材を押出成形する同軸押出成形機１２０とを備えている。押出成形機１１０は、既存のゴム押出成形機と同様の構成とすることができ、複数の押出機１１１Ａ、１１１Ｂ、１１１Ｃ及び１１１Ｄと、これらの押出機の先端部に接続する押出ヘッド１１２とを備えている。この押出ヘッド１１２は、押出機１１１Ａ、１１１Ｂ、１１１Ｃ及び１１１Ｄから押し出されたゴムの流路１２ａ、１２ｂ、１２ｃ及び１２ｄを有している。この押出ヘッド１１２の先端には、当該流路を通るゴムを合体させるための複数の開口を有するインサート１１４と、このインサート１４の開口を通過したゴムを一体的に押し出す口金１１５とが設けられている。口金１１５は、後工程で合体させる同軸のゴム部材のための空隙を有する台部材の断面形状を有している。このような構成を有する押出成形機１１０により、サイドウォール部材の台部材を押出成形する。
【００２５】
同軸押出成形機１２０は、クロスヘッド型の同軸押出機であり、二種の未加硫ゴムを中心のゴムとその周囲のゴムとに同軸に押し出すことができるように、中心のゴムが導かれる流路部１２１と、その周囲が導かれる流路部１２２と、これらの流路部１２１、１２２と接続して同軸のゴムを押し出す押出ヘッド１２３とを備えている。押出ヘッド１２３に設けられた口金は、押し出されるゴム部材を、円形断面形状又は台部材に嵌め合わせるのに適切な断面形状にするような開口を有するものである。このような構成を有する同軸押出成形機１２０により、カラーゴムとそれを覆う被覆ゴムよりなる所定の断面形状を有する同軸のゴム部材を押出成形する。
【００２６】
同軸押出成形機１２０は、押出成形機１１０により押出成形された台部材が搬送されるコンベアライン１３０、又は当該コンベアライン１３０とは別の押出成形ライン上に設けられる。同軸押出成形機１２０より押し出された同軸のゴム部材を、所望の断面形状にするために必要に応じてロール成形を行った後、台部材に形成された、同軸のゴム部材のための空隙に嵌め合わせて、台部材と同軸のゴム部材とが一体となったサイドウォール部材を形成する。一体となったゴム部材に、その後に必要に応じてプレス加工等により台部材と同軸のゴム部材との密着加工を行う。
【００２７】
図３に示した比較例のゴム押出装置１００により得られたゴム部材１４０は、図４に示すように、複数のゴム１４１、１４２及び１４３よりなる台部材と、カラーゴム１４５及び１４６よりなる同軸のゴム部材とが一体化されたものである。台部材を構成するゴム１４２は、同軸のゴム部材の底面と接する薄板部１４２ａを有している。台部材のゴム１４２が薄板部１４２ａを有していることにより、同軸のゴム部材と嵌め合わせを精度よく行うことができる。しかし、薄板部１４２ａを押出成形機１１０により押出成形する際は、薄板部１４２ａの厚さが、サイドウォール部材の台部材の場合の一例として約０．５ｍｍであり、この厚さの台部材を押し出す口金１１５のギャップは約０．１ｍｍにする必要がある。このようなギャップを有する口金１１５では口金１１５の詰まりが発生する問題があり、また、口金１１５の詰まりを防止するためにストレーナを設けたのでは、生産性の低下を招く。したがって、図１に示したゴム押出成形装置１を用いた押出成形が、図３に示したゴム押出成形装置１００を用いた押出成形よりも優れている。
【００２８】
図３に示したゴム押出成形装置１００により得られるゴム部材の別の例を図５に示すと、図５のゴム部材１５０は、ゴム１５１、１５２、１５３及び１５４よりなる台部材と、カラーゴム１５５及び１５６よりなる同軸のゴム部材とが一体化されたものである。このゴム部材１５０の台部材は、ゴム１５１及び１５２と、ゴム１５３及び１５４とで分離している。このような２つに分離された台部材を押出成形機１１０により押出成形する際は、図４に示したゴム部材１４０の台部材１４２の薄板部１４２ａのような薄い厚さのゴム部材を押出成形しないから、口金の詰まりが発生しない。しかし、図５のゴム部材１５０を得るには、２つに分離された台部材と同軸のゴム部材を、押出成形後に一体化する成形加工をする必要があり、この一体化する成形加工ではゴム部材を精度よく成形することが難しい。したがって、図１に示したゴム押出成形装置１を用いた押出成形が、図３に示したゴム押出成形装置１００を用いた押出成形よりも優れている。
【００２９】
本発明のゴム押出成形方法は、前述したゴム押出成形装置１を用いてゴムを押出成形する方法であって、押出機１１Ａ〜１１Ｄにより押し出されたゴムと、同軸押出機１６により同軸形状に押し出された複数のゴムとを一体成形する方法である。図１に示すように複数の押出機１１Ａ〜１１Ｄにより、複数類のゴムを押出ヘッドに押し出すことにより、押出成形するゴム部材の所定の部分に、適切なゴム種のゴム材を位置させることができる。また、ゴム押出成形装置１を用いてゴムを押出成形する方法は、同軸のゴムとしてカラーゴム及び被覆ゴムを適用して、タイヤ部材を製造することができる。
【００３０】
以上、図面を用いて本発明のゴム押出成形装置及びゴム押成形方法の実施形態を説明したが、本発明は、これらの実施形態の記載によって限定されるものではなく、幾多の変形が可能である。例えば押出成形するゴム部材としては、タイヤのショルダー部材に限られず、例えばカラーゴムをトレッドウエアインジケータ等に用いた、タイヤのトレッド部材に適用することもできる。
【符号の説明】
【００３１】
１ ゴム押出成形装置
１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ 押出機
１２ 第１押出ヘッド
１３ 第２押出ヘッド（共通押出ヘッド）
１４ インサート
１５ 口金
１６ 同軸押出機
１７ 流路部
１８ 流路部
１９ 第３押出ヘッド（押出部）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴムを押し出す押出機と、該押出機とは別個に設けられ、複数のゴムを同軸に押し出す押出部を有する同軸押出機と、前記押出機及び前記同軸押出機のゴム流路と接続する共通押出ヘッドと、この共通押出ヘッドに設けられ、前記押出機及び前記同軸押出機からのゴムを一体的に押し出す開口を有する口金と、を備えることを特徴とするゴム押出成形装置。
【請求項２】
前記押出機が、多重押出機である請求項１記載のゴム押出成形装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載のゴム押出成形装置を用いてゴムを押出成形する方法であって、前記押出機により押し出されたゴムと、前記同軸押出機により同軸形状に押し出された複数のゴムとを一体成形することを特徴とするゴム押出成形方法。
【請求項４】
前記押出機により、複数類のゴムを押出ヘッドに押し出す請求項３記載のゴム押出成形方法。
【請求項５】
前記押出機により押し出されたゴムと、前記同軸押出機により押し出された、カラーゴム及び被覆ゴムよりなる同軸のゴムとを一体成形してタイヤ部材を製造する請求項３又は４に記載のゴム押出成形方法。
【請求項１】
ゴムを押し出す押出機と、該押出機とは別個に設けられ、複数のゴムを同軸に押し出す押出部を有する同軸押出機と、前記押出機及び前記同軸押出機のゴム流路と接続する共通押出ヘッドと、この共通押出ヘッドに設けられ、前記押出機及び前記同軸押出機からのゴムを一体的に押し出す開口を有する口金と、を備えることを特徴とするゴム押出成形装置。
【請求項２】
前記押出機が、多重押出機である請求項１記載のゴム押出成形装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載のゴム押出成形装置を用いてゴムを押出成形する方法であって、前記押出機により押し出されたゴムと、前記同軸押出機により同軸形状に押し出された複数のゴムとを一体成形することを特徴とするゴム押出成形方法。
【請求項４】
前記押出機により、複数類のゴムを押出ヘッドに押し出す請求項３記載のゴム押出成形方法。
【請求項５】
前記押出機により押し出されたゴムと、前記同軸押出機により押し出された、カラーゴム及び被覆ゴムよりなる同軸のゴムとを一体成形してタイヤ部材を製造する請求項３又は４に記載のゴム押出成形方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−９８８（Ｐ２０１３−９８８Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３４７６５（Ｐ２０１１−１３４７６５）
【出願日】平成２３年６月１７日（２０１１．６．１７）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１７日（２０１１．６．１７）
【出願人】（０００００５２７８）株式会社ブリヂストン (11,469)
【Ｆターム（参考）】
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