(57)【要約】【課題】ダイインサートを使用した押出し機を用いて２層構造のコード補強材料を精度良く製造することが可能なコード補強材料の製造方法と装置、及びタイヤ構成材料と空気入りタイヤを提供する。【解決手段】複数本のコードｓを第１ゴム状弾性材料ｒ１で被覆したコード補強材料本体層Ｘ１に第２ゴム状弾性材料ｒ２からなるゴム状弾性層Ｘ２を積層したシート状のコード補強材料Ｘを製造する際に、コードｓを整列させるためのコード孔９を幅方向に所定の間隔で配列し、コード搬送方向側にコード孔９に続いて露出するコード溝９ｂを有するダイインサート６を押出しヘッド４に備えた押出し機１を使用する。コード溝９ｂを搬送中のコードｓに第１ゴム状弾性材料ｒ１を供給し、コード補強材料本体層Ｘ１を成形した後、第２ゴム状弾性材料ｒ２を供給してゴム状弾性層Ｘ２を成形する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本のコードを第１ゴム状弾性材料で被覆したコード補強材料本体層に、第１ゴム状弾性材料と異なる第２ゴム状弾性材料からなるゴム状弾性層を積層してなるシート状のコード補強材料を製造する方法であって、
搬送される複数本のコードを整列させるための複数のコード孔を幅方向に所定の間隔で配列し、コード搬送方向側に前記複数のコード孔に続いて露出する複数のコード溝を有するダイインサートを押出しヘッドに備え、かつ該押出しヘッドに第１ゴム状弾性材料を供給する第１スクリュー式押出し部と第２ゴム状弾性材料を供給する第２スクリュー式押出し部を有する押出し機を使用し、
前記ダイインサートのコード孔を通過し、前記コード溝を搬送中の複数本のコードに、前記コード溝に面する一方向から前記第１スクリュー式押出し部により第１ゴム状弾性材料を供給し、前記コード補強材料本体層を成形した後、他方向から前記第２スクリュー式押出し部により第２ゴム状弾性材料を供給して前記コード補強材料本体層に前記ゴム状弾性層を積層成形するコード補強材料の製造方法。
【請求項２】
前記ダイインサートは、コード溝に続いて、第１ゴム状弾性材料が複数本のコードの他方側に回り込み可能な補助溝を有し、該補助溝が複数本のコードの搬送面に沿って前記コード溝が延在する方向と交差する方向に延在する請求項１に記載のコード補強材料の製造方法。
【請求項３】
前記コード補強材料がタイヤ構成材料である請求項１または２に記載のコード補強材料の製造方法。
【請求項４】
前記タイヤ構成材料がベルト材であり、前記ゴム状弾性層の厚さが０．０５〜０．６ｍｍである請求項３に記載のコード補強材料の製造方法。
【請求項５】
前記第２ゴム状弾性材料の１００％モジュラスが前記第１ゴム状弾性材料のそれより小さい請求項４に記載のコード補強材料の製造方法。
【請求項６】
複数本のコードを第１ゴム状弾性材料で被覆したコード補強材料本体層に、第１ゴム状弾性材料と異なる第２ゴム状弾性材料からなるゴム状弾性層を積層してなるシート状のコード補強材料を製造する装置であって、
搬送される複数本のコードを整列させるための複数のコード孔を幅方向に所定の間隔で配列し、コード搬送方向側に前記複数のコード孔に続いて露出する複数のコード溝を有するダイインサートを押出しヘッドに備え、かつ該押出しヘッドに第１ゴム状弾性材料を供給する第１スクリュー式押出し部と第２ゴム状弾性材料を供給する第２スクリュー式押出し部を有する押出し機を具備し、
該押出し機は、前記ダイインサートのコード孔を通過し、前記コード溝を搬送中の複数本のコードに、前記コード溝に面する一方向から前記第１スクリュー式押出し部により第１ゴム状弾性材料を供給して前記コード補強材料本体層を成形可能に構成する一方、他方向から前記第２スクリュー式押出し部により第２ゴム状弾性材料を供給して前記コード補強材料本体層に前記ゴム状弾性層を積層成形可能に構成してなるコード補強材料の製造装置。
【請求項７】
前記ダイインサートは、コード溝に続いて、第１ゴム状弾性材料が複数本のコードの他方側に回り込み可能な補助溝を有し、該補助溝が複数本のコードの搬送面に沿って前記コード溝が延在する方向と交差する方向に延在する請求項６に記載のコード補強材料の製造装置。
【請求項８】
請求項３乃至５のいずれか１項に記載のコード補強材料の製造方法により製造されたタイヤ構成材料。
【請求項９】
請求項８に記載のタイヤ構成材料を用いた空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コード補強材料の製造方法と装置、及び該製造方法により製造したタイヤ構成材料とそのタイヤ構成材料を用いた空気入りタイヤに関し、さらに詳しくは、ダイインサートを使用した押出し機を用いて、２層構造のコード補強材料を精度良く製造することができるコード補強材料の製造方法と装置、及びタイヤ構成材料と空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
コード補強材料として、例えば、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補強コードを未加硫ゴムで被覆したシート状の構造をしており、コード整列用の複数のコード孔を幅方向に所定の間隔で配列したダイインサートを使用し、横方向に搬送される複数本の補強コードをダイインサートのコード孔を通過させた直後に、押出し機から押し出されて上下両方向から同時に供給される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、空気入りタイヤ、特に重荷重用空気入りタイヤのベルト層は、高荷重が作用するため、他の用途のタイヤよりベルト層間に高い剪断応力が働き、層間剥離が発生し易い。そこで、接着性に優れたゴムで補強コードを被覆したベルト本体に、剪断応力を緩和する異種のゴム層を積層してベルト層を構成することにより、層間剥離を改善することができる。
【０００４】
このような２層構造のベルト層に使用するベルト材を、上述したダイインサートを使用した押出し機を用いて製造しようとすると、既存の製造装置では設備上の制約から製造することが難しく、その改善が強く望まれていた。
【特許文献１】特開２００４−１２２８８２号公報
【特許文献２】特開２００４−２５５９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、ダイインサートを使用した押出し機を用いて２層構造のコード補強材料を精度良く製造することが可能なコード補強材料の製造方法と装置、及びタイヤ構成材料と空気入りタイヤを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成する本発明のコード補強材料の製造方法は、複数本のコードを第１ゴム状弾性材料で被覆したコード補強材料本体層に、第１ゴム状弾性材料と異なる第２ゴム状弾性材料からなるゴム状弾性層を積層してなるシート状のコード補強材料を製造する方法であって、搬送される複数本のコードを整列させるための複数のコード孔を幅方向に所定の間隔で配列し、コード搬送方向側に前記複数のコード孔に続いて露出する複数のコード溝を有するダイインサートを押出しヘッドに備え、かつ該押出しヘッドに第１ゴム状弾性材料を供給する第１スクリュー式押出し部と第２ゴム状弾性材料を供給する第２スクリュー式押出し部を有する押出し機を使用し、前記ダイインサートのコード孔を通過し、前記コード溝を搬送中の複数本のコードに、前記コード溝に面する一方向から前記第１スクリュー式押出し部により第１ゴム状弾性材料を供給し、前記コード補強材料本体層を成形した後、他方向から前記第２スクリュー式押出し部により第２ゴム状弾性材料を供給して前記コード補強材料本体層に前記ゴム状弾性層を積層成形することを特徴とする。
【０００７】
本発明のコード補強材料の製造装置は、複数本のコードを第１ゴム状弾性材料で被覆したコード補強材料本体層に、第１ゴム状弾性材料と異なる第２ゴム状弾性材料からなるゴム状弾性層を積層してなるシート状のコード補強材料を製造する装置であって、搬送される複数本のコードを整列させるための複数のコード孔を幅方向に所定の間隔で配列し、コード搬送方向側に前記複数のコード孔に続いて露出する複数のコード溝を有するダイインサートを押出しヘッドに備え、かつ該押出しヘッドに第１ゴム状弾性材料を供給する第１スクリュー式押出し部と第２ゴム状弾性材料を供給する第２スクリュー式押出し部を有する押出し機を具備し、該押出し機は、前記ダイインサートのコード孔を通過し、前記コード溝を搬送中の複数本のコードに、前記コード溝に面する一方向から前記第１スクリュー式押出し部により第１ゴム状弾性材料を供給して前記コード補強材料本体層を成形可能に構成する一方、他方向から前記第２スクリュー式押出し部により第２ゴム状弾性材料を供給して前記コード補強材料本体層に前記ゴム状弾性層を積層成形可能に構成してなることを特徴とする。
【０００８】
本発明のタイヤ構成材料は、上記製造方法により製造されることを特徴とする。
【０００９】
本発明の空気入りタイヤは、上記タイヤ構成材料を用いたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
上述した本発明によれば、コード搬送方向側に複数のコード孔に続いて露出する複数のコード溝を有するようにダイインサートを構成し、コード溝を搬送中の複数本のコードに第１ゴム状弾性材料を供給しコード補強材料本体層を成形した後、第２ゴム状弾性材料を供給してゴム状弾性層を成形するようにしたので、ダイインサートを使用した押出し機を用いて、第１ゴム状弾性材料と第２ゴム状弾性材料が混じり合うことなく、第１ゴム状弾性材料により複数本のコードを被覆した２層構造のコード補強材料を精度良く製造することが可能になる。
【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は本発明のコード補強材料の製造装置の一実施形態を示し、１は押出し機、２はスチールコードや有機繊維コードなどのコード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で被覆されたコード補強材料Ｘを巻き取る巻取り部である。
【００１３】
コード補強材料Ｘは、図２に示すように、複数本のコードｓを第１ゴム状弾性材料（未加硫ゴムなど）ｒ１で被覆したコード補強材料本体層Ｘ１に、第１ゴム状弾性材料ｒ１と異なる第２ゴム状弾性材料（未加硫ゴムなど）ｒ２からなるゴム状弾性層Ｘ２を積層したシート状に構成されている。なお、ここで言うコードｓは、複数の素線を撚り合わせたもの、及び１本の素線からなる単線ワイヤを含むものとする。
【００１４】
押出し機１は、第１ゴム状弾性材料ｒ１及び第２ゴム状弾性材料ｒ２を押し出す押出しヘッド４と、この押出しヘッド４に第１ゴム状弾性材料ｒ１を混練しながらスクリューにより供給する第１スクリュー式押出し部５Ａと、押出しヘッド４に第２ゴム状弾性材料ｒ２を混練しながらスクリューにより供給する第２スクリュー式押出し部５Ｂを有している。押出しヘッド４内には、図３に示すように、複数本のコードｓを整列させるためのダイインサート６が設けられている。
【００１５】
ダイインサート６は、図３，４に示すように、上型７の下面７ａと下型８の上面８ａとを合わせて不図示のボルトにより連結した構成になっている。上型７の下面７ａには、コードｓを整列させるための複数の断面半円状のコード溝９ａが一端から他端（コード搬送方向後端から先端）まで直線状に延設されている。
【００１６】
下型８は、上型７よりもコード搬送方向側に突出する突出し部８ｂを有し、コードｓを整列させるための複数の断面半円状のコード溝９ｂが上面８ａに一端から突出し部８ｂの中途部まで直線状に形成されている。複数のコード溝９ａ，９ｂは、ダイインサート６の幅方向に所定の間隔で配設され、これら上下の断面半円状のコード溝９ａ，９ｂを対面するように配置することで、コードｓを整列させる複数のコード孔９を幅方向に所定の間隔で配列している。
【００１７】
下型８の突出し部８ｂが位置する上面８ａに形成したコード溝９ｂの部分９ｂ１は露出しており、ダイインサート６はコード搬送方向側に各コード孔９に続いて露出するコード溝９ｂの部分９ｂ１を有している。
【００１８】
下型８の突出し部８ｂの上面８ａには、コード溝９ｂに続いて、第１ゴム状弾性材料ｒ１が搬送される複数本のコードｓの下側（他方側）に回り込み可能な１本の補助溝Ｙが設けられている。この補助溝Ｙは、複数本のコードｓの搬送面に沿ってコード溝９ｂが延在する方向と直角に交差する方向に延在している。補助溝Ｙに続く突出し部８ｂの上面８ａの先端部８ｘには、コード補強材料本体層Ｘ１の幅を規定するための幅広溝８ｙが形成されている。
【００１９】
ダイインサート６は、上下の保持部材１０，１１により押出しヘッド４内に固定されるようになっている。ダイインサート６のコード搬送方向側には、コード補強材料Ｘの断面寸法を規定する断面矩形状の形状規定孔１２を備えたスロート１３が設けられている。スロート１３は幅広溝８ｙのコード搬送方向側に形状規定孔１２が位置するように配置されている。スロート１３のコード搬送方向側には、形状規定孔１２に連通する開口Ｋ１を有する先端部材Ｋが配設されている。
【００２０】
上下の保持部材１０，１１とスロート１３との間に、ダイインサート６のコード孔９を通過した複数本のコードｓに押出し機１から押し出されたゴム状弾性材料ｒ１，ｒ２を供給するための上下の供給路１４，１５が形成されている。コード孔９を通過し、露出するコード溝９ｂの部分９ｂ１を搬送中の複数本のコードｓに、コード溝９ｂの部分９ｂ１に面する上方向（一方向）から上側の供給路１４を介して、第１スクリュー式押出し部５Ａにより第１ゴム状弾性材料ｒ１を供給する一方、幅広溝８ｙを通過した直後の位置で、下側の供給路１５を介して、下方向（他方向）から第１スクリュー式押出し部５Ｂにより第２ゴム状弾性材料ｒ２が供給できるようになっている。
【００２１】
供給部２は、不図示のスタンドにコードｓを巻き取った複数のリール１６を収容し、整列ガイドロール１７，１８を介して、水平方向に引き揃えた複数のコードｓを押出し機１に供給できるようになっている。
【００２２】
巻取り部３は、押出し機１でゴム状弾性材料が被覆されたコード補強材料Ｘを巻き取る巻取りロール１９を有している。不図示の駆動手段によりリール１６に巻き取ったコードｓを巻き出して押出し機１の押出しヘッド４内に搬送すると共に、押出しヘッド４で被覆されたコード補強材料Ｘをガイドロール２０を介して巻取りロール１９に巻き取るようになっている。
【００２３】
以下、上述したコード補強材料の製造装置を参照しながら、本発明のコード補強材料の製造方法を説明する。
【００２４】
まず、複数のリール１６から複数本のコードｓを引き出してセットする。即ち、各リール１６から引き出したコードｓを整列ガイドロール１７，１８を介してダイインサート６のコード孔９、スロート１３の形状規定孔１２を通過させ、更にガイドロール２０を介して巻取りロール１９に係止する。
【００２５】
この状態で、装置を作動させる。複数本のコードｓがリール１６から巻き出されて、押出しヘッド４内を水平方向に搬送される。搬送される複数本のコードｓがダイインサート６のコード孔９から出てコード溝９ｂの部分９ｂ１を搬送される間に、コード溝９ｂの部分９ｂ１に面する一方向から、即ちスクリュー式第１押出し機本体５Ａにより上側の供給路１４から第１ゴム状弾性材料ｒ１が供給される。供給された第１ゴム状弾性材料ｒ１は、補助溝Ｙ内にも入り込み、複数本のコードｓを上下から被覆する。第１ゴム状弾性材料ｒ１により被覆された複数本のコードｓが幅広溝８ｙを通過することで、図２に示すコード補強材料本体層Ｘ１が成形される。
【００２６】
次いで、幅広溝８ｙを通過した直後のコード補強材料本体層Ｘ１に他方向から、即ちスクリュー式第２押出し機本体５Ｂにより下側の供給路１５から第２ゴム状弾性材料ｒ２が供給される。スロート１３の形状規定孔１２を通過することにより、コード補強材料本体層Ｘ１の下面（他方側の面）に第２ゴム状弾性材料ｒ２からなるゴム状弾性層Ｘ２が順次積層成形され、コード補強材料本体層Ｘ１にゴム状弾性層Ｘ２を積層してなる所定形状のシート状のコード補強材料Ｘ１が成形される。
【００２７】
スロート１３の形状規定孔１２を通過して連続的に成形されるシート状のコード補強材料Ｘ１は、ガイドロール２０を経て巻取りロール１９に巻き取られる。
【００２８】
上述した本発明によれば、搬送される複数本のコードｓを整列させるための複数のコード孔９を幅方向に所定の間隔で配列したダイインサート６を、コード搬送方向側に複数のコード孔９に続いて露出する複数のコード溝９ｂを有する構成にし、コード溝９ｄを搬送中の複数本のコードｓに第１ゴム状弾性材料ｒ１を供給し、コード補強材料本体層Ｘ１を成形した後、第２ゴム状弾性材料ｒ２を供給してゴム状弾性層Ｘ２をコード補強材料本体層Ｘ１に積層成形するようにしたので、ダイインサート６を使用した押出し機１を用いて、第１ゴム状弾性材料ｒ１と第２ゴム状弾性材料ｒ２とが混じり合うことなく、第１ゴム状弾性材料ｒ１により複数本のコードｓを被覆した２層構造のコード補強材料Ｘを精度良く製造することができる。
【００２９】
また、ダイインサート６をコード搬送方向側に各コード孔９に続いて露出するコード溝９ｂの部分９ｂ１を有する構成にし、コード溝９ｂ内で整列された状態にあるコードｓを上側から供給した第１ゴム状弾性材料ｒ１で被覆するため、コードｓの配列乱れを抑制し、コード並びが良好なコード補強材料Ｘを得ることができる。
【００３０】
本発明において、上述したコード補強材料Ｘ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などのタイヤ構成材料を好ましく挙げることができる。
【００３１】
ベルト材の場合、ゴムからなるゴム状弾性層Ｘ２の厚さを０．０５〜０．６ｍｍにするのがよい。ゴム状弾性層Ｘ２の厚さが０．０５ｍｍ未満であると、薄すぎて剪断応力を緩和するゴムを第２ゴム状弾性材料ｒ２として使用しても層間剥離を効果的に改善することができない。ゴム状弾性層Ｘ２の厚さが０．６ｍｍを超えると、ベルト材としての厚さが厚くなりすぎ、使用に適さなくなる。
【００３２】
また、ベルト層間の層間剥離を効果的に改善するためには、第２ゴム状弾性材料ｒ２の１００％モジュラスを、第１ゴム状弾性材料ｒ１の１００％モジュラスより小さくするのがよい。
【００３３】
このようなベルト材をベルト層に用いた空気入りタイヤは、ベルト層間の層間剥離を効果的に改善することができる利点がある。また、ベルト材のゴムには、通常、スチールコードとの接着を良好にするため、接着促進剤としてコバルト塩が配合されるが、第２ゴム状弾性材料ｒ２はコードの被覆に関与しないので、第２ゴム状弾性材料ｒ２にコバルト塩を配合する必要がなく、その分材料コストを低減することができ、更に重荷重用空気入りタイヤでは、ベルト層のエッジ部にベルトエッジクッションゴム層を配置してベルト層のエッジ部に作用する応力を緩和するようにしているが、上記ベルト層の使用によりベルトエッジクッションゴム層が不要になり、更なるコストの低減と工数の削減が可能になる。
【００３４】
上記実施形態では、下型８が突出し部８ｂを有する構成にしたが、逆に上型７がコード溝９ａの部分を備えた突出し部を有する構成であってもよい。その場合、コード孔９から出てコード溝９ａの部分を通過中の複数本のコードｓに下側の供給路１５から第１ゴム状弾性材料ｒ１を供給し、次いで上型７の突出し部に形成した幅広溝を通過した直後のコード補強材料本体層Ｘ１に上側の供給路１４から第２ゴム状弾性材料ｒ２を供給する構成にする。
【００３５】
本発明は、特に空気入りタイヤのベルト層に用いら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補強材料を製造するの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、異種のゴム状弾性材料を用いて２層構造にしたコード補強材料であれば、いずれにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明のコード補強材料の製造装置の概略斜視図である。
【図２】コード補強材料の一例を示す拡大断面図である。
【図３】押出しヘッド内の要部断面図である。
【図４】図３のダイインサートの要部斜視図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  押出し機
２  供給部
３  巻取り部
４  押出しヘッド
５Ａ  第１スクリュー式押出し部
５Ｂ  第２スクリュー式押出し部
６  ダイインサート
７  上型
８  下型
８ｂ  突出し部
９  コード孔
９ａ，９ｂ  コード溝
９ｂ１  部分
１４，１５  供給路
Ｘ  コード補強材料
Ｘ１  コード補強材料本体層
Ｘ２  ゴム状弾性層
ｒ１  第１ゴム状弾性材料
ｒ２  第２ゴム状弾性材料
ｓ  コード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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