(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゴム押出手段の吐出口から連続的に吐出されるゴムを圧延して巾狭帯状のゴムストリップを形成する圧延手段を用いたゴムストリップの製造方法であって、
前記圧延手段を加熱する加熱工程と、
前記圧延手段の外周面の温度を測定する検出工程と、
前記ゴムの種類に応じて予め設定されかつ前記圧延手段の前記外周面への前記ゴムストリップの張り付きを抑制する設定温度と、前記検出工程で検出される検出温度とを比較し、前記検出温度が低いときに、前記圧延手段を加熱して前記圧延手段の温度を前記設定温度に保持する温度制御工程とを含むことを特徴とするゴムストリップの製造方法。
【請求項２】
前記設定温度が４０℃乃至９５℃である請求項１に記載のゴムストリップの製造方法。
【請求項３】
前記ゴムストリップは、幅が５〜３０mm、厚さが０．５〜５mmの断面矩形状である請求項１又は２に記載のゴムストリップの製造方法。
【請求項４】
ゴムを吐出口から連続的に吐出すゴム押出機と、
前記ゴム押出機から吐出されたゴムを圧延して巾狭帯状のゴムストリップを形成する上下一対のカレンダーロールとを有するゴムストリップの製造装置であって、
前記カレンダーロールは、前記ゴムストリップを圧延するロール本体と、前記ロール本体を軸支する支持軸と、前記ロール本体の外周面の温度を測定する検出装置とを具え、
前記支持軸には、該支持軸を加熱する加熱装置が接続され、
前記加熱装置には、前記加熱装置を制御する制御装置が連係され、
前記制御装置には、前記ゴムの種類に応じて前記ロール本体の前記外周面への前記ゴムストリップの張り付きを抑制する設定温度が予め入力されるとともに、該設定温度と、前記検出装置にて検出された検出温度とに基づいて前記加熱装置による加熱量を調節することを特徴とするゴムストリップの製造装置。
【請求項５】
前記支持軸は、中空部を有する円筒状に形成され、
前記加熱装置は、前記中空部に熱媒を供給し、
前記制御装置は、前記熱媒の温度を制御する請求項４に記載のゴムストリップの製造装置。
【請求項６】
前記加熱装置は、電熱線である請求項４に記載のゴムストリップの製造装置。
【請求項７】
前記支持軸には、熱を保持する蓄熱流体が封止されている請求項６に記載のゴムストリップの製造装置。
【請求項８】
前記ロール本体は、ゴムストリップ形成用の凹み部を有する一方のプロファイルロールと、平坦な表面の他方のフラットロールとからなり、
前記プロファイルロールの凹み部、及び前記凹み部に対向するフラットロールの一部は、高熱伝導金属である請求項４乃至７のいずれかに記載のゴムストリップの製造装置。
【請求項９】
前記ロール本体の外周面には、被膜処理、ブラスト処理又は鏡面処理の少なくとも１つの処理が施されている請求項４乃至８のいずれかに記載のゴムストリップの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゴムストリップを周方向に螺旋状に重ねて巻き付けることにより、所望の断面形状の生ゴム製品を成形するストリップワインド成形法に好適に採用でき、製造時の張り付きを抑制してゴムストリップの品質を高めうるゴムストリップの製造方法及び製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年では、タイヤの生産性を向上するために、例えば、トレッドゴムを小幅帯状のゴムストリップを螺旋状に巻き重ねて形成するストリップワインド成形法が種々提案されている。このようなストリップワインド成形法に用いられるゴムストリップの製造装置は、例えば、図７に示されるように、吐出口ｂからゴムを連続的に吐出するゴム押出機ａと、吐出口ｂからのゴムを圧延して小幅帯状のゴムストリップｅを形成する上下のカレンダロールｃ、ｃと、カレンダーロールｃからのゴムストリップを引き取る引取りロールｄとを具える。この装置では、ゴム押出機ａから吐出されるゴムを上下のカレンダロールｃ、ｃにより圧延してゴムストリップｅが連続的に形成される。そして、このゴムストリップｅが引取りロールｄを介して下流側に搬送される。
【０００３】
ところで、路面とのグリップ性能を向上させるため、トレッドゴムに粘着性の高い配合ゴムを使用する傾向がある。このような配合ゴムは、カレンダロールｃ、ｃに粘着する傾向が強い。従って、カレンダーロールｃ、ｃにてゴムストリップｅとして圧延成形するためには、引取りロールｄの引き取り速度を早め、ゴムストリップｅをカレンダロールｃ、ｃから強制的に引き剥がすことが必要となる。このような引き剥がしは、ゴム収縮を招き、ゴムストリップｅの断面形状の変形が大きくなるという問題が生じる。
【０００４】
従来、このような問題を解決するために、例えば、カレンダーロールｃの外周面がセラミック材から形成され、かつ前記外周面の温度が３０℃以下に冷却されるゴムストリップの製造装置が提案されている（下記特許文献１を参照）。
【０００５】
前記装置では、ゴムストリップｅに対するカレンダロールｃの剥離性を高めることができ、ゴムストリップｅをカレンダーロールｃから強制的に引き剥がすことなく下流側に搬送できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１８４１５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、近年では、乗用車用、二輪車用又は重荷重用タイヤ等、多種多様なタイヤに様々な配合ゴムが使用される傾向にある。これに伴い、前記配合ゴムのカレンダーロールｃからの剥離性を高める温度も様々である。このため、前記従来の装置では、配合ゴムの多様化に対応できず、圧延されたゴムストリップｅがカレンダーロールｃに張り付くおそれがある。
【０００８】
本発明は、前記問題点に鑑みなされたもので、圧延手段の外周面の温度を、配合ゴムに応じて予め設定された設定温度とすることにより、圧延手段の外周面へのゴムストリップの張り付きを抑制し、ゴムストリップの品質を高めうるゴムストリップの製造方法及び製造装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のうち請求項１に記載の発明は、ゴム押出手段の吐出口から連続的に吐出されるゴムを圧延して小幅帯状のゴムストリップを形成する圧延手段を用いたゴムストリップの製造方法であって、前記圧延手段を加熱する加熱工程と、前記圧延手段の外周面の温度を測定する検出工程と、前記ゴムの種類に応じて予め設定されかつ前記圧延手段の前記外周面への前記ゴムストリップの張り付きを抑制する設定温度と前記検出工程で検出される検出温度とを比較し、前記検出温度が低いときに、前記圧延手段を加熱して前記圧延手段の温度を前記設定温度に保持する温度制御工程とを含むことを特徴とする。
【００１０】
また請求項２に記載の発明は、前記設定温度が４０℃乃至９５℃である請求項１に記載のゴムストリップの製造方法である。
【００１１】
また請求項３に記載の発明は、前記ゴムストリップは、幅が５〜３０mm、厚さが０．５〜５mmの断面矩形状である請求項１又は２に記載のゴムストリップの製造方法である。
【００１２】
また請求項４に記載の発明は、ゴムを吐出口から連続的に吐出すゴム押出機と、前記ゴム押出機から吐出されたゴムを圧延して小幅帯状のゴムストリップを形成する上下一対のカレンダーロールとを有するゴムストリップの製造装置であって、前記カレンダーロールは、前記ゴムストリップを圧延するロール本体と、前記ロール本体を軸支する支持軸と、前記ロール本体の外周面の温度を測定する検出装置とを具え、前記支持軸には、該支持軸を加熱する加熱装置が接続され、前記加熱装置には、前記加熱装置を制御する制御装置が連係され、前記制御装置には、前記ゴムの種類に応じて前記ロール本体の前記外周面への前記ゴムストリップの張り付きを抑制する設定温度が予め入力されるとともに、該設定温度と、前記検出装置にて検出された検出温度とに基づいて前記加熱装置による加熱量を調節することを特徴とする。
【００１３】
また請求項５に記載の発明は、前記支持軸は、中空部を有する円筒状に形成され、前記加熱装置は、前記中空部に熱媒を供給し、前記制御装置は、前記熱媒の温度を制御する請求項４に記載のゴムストリップの製造装置である。
【００１４】
また請求項６に記載の発明は、前記加熱装置は、電熱線である請求項４に記載のゴムストリップの製造装置である。
【００１５】
また請求項７に記載の発明は、前記支持軸には、熱を保持する蓄熱流体が封止されている請求項６に記載のゴムストリップの製造装置である。
【００１６】
また請求項８に記載の発明は、前記ロール本体は、ゴムストリップ形成用の凹み部を有する一方のプロファイルロールと、平坦な表面の他方のフラットロールとからなり、前記プロファイルロールの凹み部、及び前記凹み部に対向するフラットロールの一部は、高熱伝導金属である請求項４乃至７のいずれかに記載のゴムストリップの製造装置である。
【００１７】
また請求項９に記載の発明は、前記ロール本体の外周面には、被膜処理、ブラスト処理又は鏡面処理の少なくとも１つの処理が施されている請求項４乃至８のいずれかに記載のゴムストリップの製造装置である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明のうち請求項１の発明によれば、ゴムの種類、温度、形状及び圧延速度のうち、少なくとも１つの情報に応じて予め設定される設定温度と、検出工程で検出される検出温度とが比較される。そして、前記検出温度が低いときに、圧延手段を加熱して前記圧延手段の温度が前記設定温度に保持される温度制御工程により、圧延手段が配合ゴムに応じた温度に保持される。よって、この発明では、配合ゴムの種類を問わず、ゴムストリップの圧延手段からの剥離性を高めることができ、ゴムストリップ製造時の張り付きを抑制してゴムストリップの品質を高めることができる。
【００１９】
また本発明のうち請求項４の発明によれば、ゴムの種類、温度、形状及び圧延速度のうち、少なくとも１つの情報に応じた設定温度が予め入力されるとともに、該設定温度と、検出装置にて検出された検出温度とに基づいて加熱装置による加熱量を調節する制御装置により、カレンダーロールが配合ゴムに応じた温度に保持される。よって、この発明では、配合ゴムの種類を問わず、ゴムストリップのカレンダーロールからの剥離性を高めることができ、ゴムストリップ製造時の張り付きを抑制してゴムストリップの品質を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態であるゴムストリップの製造装置を示す側面図である。
【図２】同製造装置の要部を示す拡大概略図である。
【図３】同製造装置の圧延手段を示す断面図である。
【図４】同製造装置の加熱手段を示す概略断面図である。
【図５】同製造装置の制御装置を含んだ制御ブロック図である。
【図６】同製造装置の加熱手段の他の形態を示す概略断面図である。
【図７】従来のゴムストリップの製造装置の要部を示す拡大概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の一形態が、図面に基づき説明される。
ゴムストリップの製造装置１（以下、単に「製造装置」と記載する場合がある。）は、図１又は図２に示されるように、ゴムＧを吐出口２から連続的に吐出するゴム押出手段としてのゴム押出機３と、前記吐出口２から吐出されたゴムＧを圧延して小幅帯状のゴムストリップＧｓを形成する上下一対のカレンダロール４Ｐ、４Ｆを具えた圧延手段４とを有する。
【００２２】
また、本実施形態の製造装置１は、圧延手段４の下流側に配される引取りロール５と、この引取りロール５の下流側に配され、かつ引取りロール５との間でシュリンク領域Ｙを形成する搬送コンベヤ６と、搬送コンベヤ６の下流側に配された成形ドラム７とを有する。なお、前記搬送コンベヤ６は、複数の案内ローラから形成され、ゴムストリップＧｓを一時的に保留する保留領域Ｘを有している。
【００２３】
前記製造装置１では、圧延手段４で形成されたゴムストリップＧｓが、引取りロール５及び搬送コンベヤ６を介して成形ドラム７へと搬送される。そして、該ゴムストリップＧｓが、ストリップワインド成形法にて、成形ドラム７の周方向へ螺旋状に重ねて巻き付けられ、未加硫のトレッドゴム等が成形される。このとき、余剰なゴムストリップＧｓは、前記保留領域Ｘにて一時保留される。
【００２４】
前記ゴム押出機３は、図２に示されるように、ゴム投入口１０Ａを設けたシリンダ１０内に、スクリュー軸１１を収納した周知構造をなす。このゴム押出機３は、投入されるゴムＧを、前記スクリュー軸１１の駆動により可塑化しながら押進し、シリンダ１０の前端に設けられた押出しヘッド１２の吐出口２から、ゴムＧを連続的に吐出しうる。このとき、ゴムＧは、吐出口２により、ゴムストリップＧｓの断面形状に応じて予備成形される。
【００２５】
また、前記圧延手段４は、図２又は図３に示されるように、前記押出しヘッド１２に固定支持されるローラホルダ１５と、このローラホルダ１５に軸支される上下一対のカレンダロール４Ｐ、４Ｆと、このカレンダーロール４Ｐ、４Ｆを互いに同速度で回転可能に連結するギヤー又はベルト等の連動手段１６と、この連動手段１６を介してカレンダーロール４Ｐ、４Ｆを駆動する電動機等、図示しない適宜の駆動手段とを含む。
【００２６】
また、前記引取りロール５は、図２に示されるように、圧延手段４により形成されたゴムストリップＧｓが巻掛けされ、その摩擦力によってゴムストリップＧｓを引取る駆動ローラである。この引取りロール５は、カレンダロール４Ｐ、４Ｆの周速度Ｖとほぼ同調した周速度Ｖａで駆動される。
【００２７】
前記搬送コンベヤ６は、例えば、周回運動可能に案内される非伸長性の搬送テープ１８を具え、前記引取りロール５からのゴムストリップＧｓを、搬送テープ１８の一面に粘着保持しながら、保留領域Ｘを介してタイヤ成形ドラム７に供給する。なお、搬送テープ１８としては、有機繊維を用いた非伸張性の補強用芯材の周囲を、未加硫ゴムとの粘着性に優れるポリエステル樹脂の表面層で被覆したものが好適に採用される。
【００２８】
また、前記引取りロール５と搬送コンベヤ６との間のシュリンク領域Ｙでは、ゴムストリップＧｓが拘束されずにＵ字状に弛んで自由に垂下する。このため、ゴムストリップＧｓが、拘束されずにフリーとなり、自由にゴム収縮できる。従って、搬送テープ１８による搬送に先駆け、予め、ゴムストリップＧｓに、該ゴムストリップＧｓが要求する最大限のゴム収縮を自由に与えることができる。従って、ストリップワインド成形法にて成形ドラム７に巻き付けられた後のゴム収縮を、大幅に抑制することができる。
【００２９】
図３に示したように、前記カレンダーロール４Ｐ、４Ｆは、ゴムストリップＧｓを圧延するロール本体２０と、ロール本体２０を軸支する支持軸２１と、ロール本体２０の外周面の温度を測定する検出装置２２とを具える。
【００３０】
前記ロール本体２０は、円筒状に形成されるとともに、その内面が支持軸２１の外表面に固定されて、支持軸２１に軸支されいる。このロール本体２０は、その外周面に、ゴムストリップＧｓの断面形状を規定する周方向の凹み部２３が形成されたプロファイル付ロール本体２０Ｐと、外周面が平坦なフラットロール本体２０Ｆとを含む。従って、前記カレンダーロール４Ｐ，４Ｆは、プロファイル付ロール本体２０Ｐが取り付けられたプロファイルロール４Ｐと、フラットロール本体２０Ｆが取り付けられた下方の平坦なフラットロール４Ｆとを含む。
【００３１】
前記ロール本体２０Ｐの凹み部２３とこれに対向するロール本体２０Ｆの平坦な外表面とにより、ゴムストリップＧｓは、軸方向の幅が５〜３０ｍｍ、上下方向の厚さが０．５〜５ｍｍの断面矩形のリボン状に形成される。
【００３２】
また、前記プロファイルロール４Ｐの凹み部２３、及び凹み部２３に対向するフラットロール４Ｆの一部は、高熱伝導材料からなり、本実施形態では、各々のロール本体２０がセラミック材を用いて形成される。このロール本体２０に用いられるセラミック材としては、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を少なくとも７５％以上、特に好ましくは９０％以上、さらに好ましくは９８％以上のアルミナ系ファインセラミックが好適である。
【００３３】
また、ロール本体２０の外周面には、被膜処理、ブラスト処理又は鏡面処理の少なくとも１つの処理が施されるのが好ましい。例えば、ロール本体２０が、鉄から形成される場合には、その外表面を、５００番以上の粗さのやすりで研磨する鏡面処理が施されるのが望ましい。なお、本実施形態では、ブラスト処理により、ロール本体２０の外周面に、表面粗さＲａが１．０１〜１．５０μｍの梨地模様が形成されている。
【００３４】
前記検出装置２２は、本実施形態では、一方のロール本体２０Ｐ（２０Ｆ）と接する熱感知ロール２５と、この熱感知ロール２５をローラホルダ１５に固定する固定部材２６を具える。この検出装置２２は、ロール本体２０の外表面の温度を測定する構成であればよく、例えば、熱感知カメラにてロール本体２０を撮影し、その画像からロール本体２０の温度を測定する構成、又は、中空部２１ａの温度とロール本体２０の温度とが近似するとし、支持軸２１の中空部２１ａに熱感知センサーを設ける構成であってもよく、特定の構成に限定されない。
【００３５】
前記支持軸２１は、中空部２１ａを有する円筒状に形成され、その両端は軸受を介してローラホルダ１５に回転自在に支持されている。また、支持軸２１は、例えば、鉄等の金属材料から形成されればよく、より好ましくは前記金属材料の外表面が、熱伝導性の高い銀や銅によりコーティングされる。
【００３６】
前記支持軸２１には、図４に示されるように、該支持軸２１を加熱する加熱装置２８が接続される。この加熱装置２８として、本実施形態では、支持軸２１の中空部２１ａに設けられた電熱線２８ａが用いられる。また、前記支持軸２１の中空部２１ａには、熱を保持する例えば棒状の蓄熱ユニット２９が挿入されている。この蓄熱ユニット２９には、例えば、内部に蓄熱流体が封止されており、流体には液体であって、製造コストの観点からも水が好適に用いられる。電熱線２８ａは、この蓄熱ユニット２９の周囲に螺旋状に巻き付けられている。このような蓄熱ユニット２９は、急激な温度変化を防ぎ、ロール本体２０の温度を保持することができる。
【００３７】
前記加熱装置２８には、該加熱装置２８を制御する制御装置３０が連係されている。図５には、制御装置３０を含めた本発明の制御ブロック図が示されている。前記制御装置３０は、ゴムＧの種類、温度、断面形状及び圧延速度の情報、及びこれに応じた設定温度Ｔｓを入力する入力手段３１と、入力された設定温度Ｔｓが記憶される記憶部３２と、記憶部３２に記憶された設定温度Ｔｓと検出された検出温度Ｔｋとを比較する比較部３３と、比較部３３の信号に基づいて加熱装置２８を操作する操作部３４と、検出温度Ｔｋを表示する表示手段３５とを有している。なお、入力手段３１から操作部３４へ、加熱装置２８への加熱量を直接入力することもできる。
【００３８】
以上のように構成された制御装置３０は、加熱装置２８により圧延手段４の支持軸２１を介してロール本体２０を加熱する加熱工程と、検出装置２２の熱感知ロール２５にてロール本体２０の外表面の温度を測定する検出工程と、ゴムＧの種類、温度、断面形状及び圧延速度のうち、少なくとも１つの情報に応じて入力された設定温度Ｔｓと、前記検出装置２２にて検出された検出温度Ｔｋとの差ΔＴに基づいて、加熱装置２８よる加熱量を調節する温度制御工程とを行う。なお、本実施形態では、電熱線２８ａに供給する電力を調節して、加熱装置２８による加熱量が調節される。
【００３９】
前記温度制御工程では、記憶部３２に記憶された設定温度Ｔｓが比較部３３へと出力される。次に、比較部３３では、検出装置２２の検出工程にて検出される検出温度Ｔｋを設定温度Ｔｓから減算し、その温度差ΔＴを操作部３４へ出力する。そして、操作部３４では、温度差ΔＴに基づいて、加熱装置２８に供給する電力を調節する。
【００４０】
前記比較部３３では、検出温度Ｔｋと設定温度Ｔｓとの比較が繰り返され、設定温度Ｔｓと検出温度Ｔｋとの温度差ΔＴが小さくなると、ゴムＧの圧延が開始される。なお、このとき、温度差ΔＴを表示手段３５に表示し、作業者の判断によりゴムＧの圧延を開始してもよい。前記設定温度Ｔｓとしては、例えば、４０乃至９５℃の値が入力されるのが好ましい。
【００４１】
前記加熱工程、検出工程及び温度制御工程は、ゴムＧの圧延が終了するまでの間、繰り返し行われ、ロール本体２０の外表面の温度が設定温度Ｔｓに保持される。
【００４２】
以上、本実施形態の製造装置１について詳述したが、本発明はこの実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。例えば、本実施形態では、支持軸２１の中空部２１ａに電熱線２８ａを有する加熱装置２８を設ける構成としているが、これに代えて、図６に示されるように、加熱装置３９を有する制御装置４０を設け、中空部２１ａに、加熱装置３９により加熱された温水等の熱媒４１を供給し、制御装置４０が、加熱装置３９を介して熱媒４１の温度を制御する、又は、加熱装置３９に加熱された熱媒４１の流量を制御する構成であってもよい。
【実施例】
【００４３】
前記ゴムストリップの製造装置によって、表１に示す配合の異なるＡ乃至Fのゴムからゴムストリップを試作した。なお、表１に記載される配合方法の欄のＥは、エマルジョン（乳化重合法）により配合されたゴムを示し、同欄のＳは、ソリューション（溶液重合法）により配合されたゴムを示し、同欄のＥ／Ｓは、エマルジョンにより配合されたゴムとソリューションにより配合されたゴムの混合であることを示す。
【００４４】
前記ゴムストリップの試作において、圧延手段によりゴムを圧延してゴムストリップを形成する際、圧延されたゴムストリップが圧延手段のロール本体に張り付くかを確認し、これを４段階で評価して、その結果を表２に記載した。なお、ゴムストリップがロール本体に張り付かなかった場合を優、ゴムストリップがロール本体に張り付いたが、ゴムストリップの断面形状に影響が無い場合の評価を良、ゴムストリップがロール本体に張り付き、ゴムストリップの断面形状がわずかに変形した場合の評価を可、ゴムストリップがロール本体に張り付き、ゴムストリップの断面形状に不具合があった場合を不可とした。
【００４５】
【表１】
0005735932.tif 000002
【００４６】
【表２】
0005735932.tif 000003
【００４７】
表２に示されるように、本発明のゴムストリップの製造方法及び製造装置を用いて製造されるゴムストリップは、Ａ乃至Fのゴムの配合方法及び接着成分に応じて、４０〜９５°の範囲の設定温度にて製造することにより、ゴムストリップの張り付きが抑制され、ゴムストリップの品質を高めうることが確認できた。
【符号の説明】
【００４８】
Ｇ  ゴム
Ｇｓ  ゴムストリップ
１  ゴムストリップの製造装置
３  ゴム押出機
４  圧延手段
４Ｐ  プロファイルロール
４Ｆ  フラットロール
５  引取りロール
６  搬送コンベヤ
７  成形ドラム
２１  支持軸
２２  検出装置
２８  加熱装置
２８ａ  電熱線
２９  蓄熱流体
３０  制御装置
【図１】
0005735932.tif 000004
【図２】
0005735932.tif 000005
【図３】
0005735932.tif 000006
【図４】
0005735932.tif 000007
【図５】
0005735932.tif 000008
【図６】
0005735932.tif 000009
【図７】
0005735932.tif 000010