JP2014073589A - ゴムストリップの製造装置及び製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】薄いゴムストリップを破断等させることなく製造する装置及び製造方法を提供する。
【解決手段】薄いテープ状をなす未加硫のゴムストリップＧ２を製造するための装置１であって、予め定められた断面形状のゴム成形体Ｇ１を連続的に押し出す押出機２と、押出機２から押し出されたゴム成形体Ｇ１を予め定めた断面形状に圧延してゴムストリップＧ２を得るカレンダーヘッド３と、カレンダーヘッド３で圧延されたゴムストリップＧ２の一方の面に、樹脂材料からなるテープ状の支持体１０を連続的に供給しかつ貼り合わせる複合部４と、複合部４で得られたゴムストリップＧ２と支持体１０とが貼り合わされた複合テープ１２をリールＲに巻き取る巻取部６とを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、ゴムストリップの製造装置及び製造方法に関する。

空気入りタイヤのゴム部材を形成する方法として、ストリップワインド工法が知られている。ストリップワインド工法では、円筒状部材に、テープ状をなす未加硫のゴムストリップをタイヤ周方向に連続的に巻き重ねることにより、環状のゴム部材（例えば、トレッドゴムやサイドウォールゴム等）が形成される。ストリップワインド工法は、ゴムストリップの巻きつけピッチを変えることで、種々の断面形状を得ることができる。

特開２００６−４３９０８号公報 特開２００６−８２２７７号公報

ゴム部材の断面形状を精度良く仕上げるためには、ゴムストリップの厚さは薄いほど好ましい。しかしながら、薄い厚さを有するゴムストリップは、切断又は変形しやすく、取り扱いが難しいという問題があった。また、ゴムストリップが一時的に保管できれば、生産性の点でも好ましい。

本発明は、以上のような問題等を解決しうるゴムストリップの製造装置及び製造方法を提供することを目的としている。

本発明のうち請求項１記載の発明は、薄いテープ状をなす未加硫のゴムストリップを製造するための装置であって、予め定められた断面形状のゴム成形体を連続的に押し出す押出機と、前記押出機から押し出された前記ゴム成形体を予め定めた断面形状に圧延して前記ゴムストリップを得るカレンダーヘッドと、前記カレンダーヘッドで圧延されたゴムストリップの一方の面に、樹脂材料からなるテープ状の支持体を連続的に供給しかつ貼り合わせる複合部と、前記複合部で得られたゴムストリップと支持体とが貼り合わされた複合テープを巻き取る巻取部とを含むことを特徴とする。

また請求項２記載の発明は、前記ゴムストリップの厚さが０．３〜２．０mmである請求項１記載のゴムストリップの製造装置である。

また請求項３記載の発明は、前記複合部と前記巻取部との間に、前記複合テープの弛みを吸収するフェスツーン部が設けられている請求項１又は２記載のゴムストリップの製造装置である。

また請求項４記載の発明は、薄いテープ状をなす未加硫のゴムストリップを製造するための方法であって、予め定められた断面形状のゴム成形体を連続的に押し出す工程と、前記ゴム成形体を予め定めた断面形状に圧延して前記ゴムストリップを得る工程と、前記圧延されたゴムストリップの一方の面に、樹脂材料からなるテープ状の支持体を連続的に供給しかつ貼り合わせる工程と、前記複合部で得られたゴムストリップと支持体とが貼り合わされた複合テープを巻き取る工程とを含むことを特徴とする。

また請求項５記載の発明は、前記ゴムストリップの厚さが０．３〜２．０mmである請求項４記載のゴムストリップの製造方法である。

また請求項６記載の発明は、前記複合部と前記巻取部との間で、前記複合テープの弛みを吸収する工程とを含む請求項４又は５記載のゴムストリップの製造方法である。

本発明のゴムストリップの製造装置及び製造方法は、押出機から押し出されたゴム成形体を予め定めた断面形状にさらに圧延してゴムストリップを得る。このような工程を経ることにより、非常に小さい厚さのゴムストリップが容易に得られる。また、圧延して得られたゴムストリップの一方の面には、樹脂材料からなるテープ状の支持体が連続的に供給されかつ貼り合わされる。また、この貼り合わされた複合テープは、例えば、リールに巻き取られる。

従って、本発明で得られるゴムストリップは支持体と貼り合わされて補強されるため、薄い厚さのゴムストリップであっても、取り扱い時の切断や変形が抑制される。

また、支持体に貼り合わされたゴムストリップは、巻き取られるため、コンパクトな状態で保管することができる。保管されている間、ゴムストリップは、支持体によってゴム同士の直接の接着が防止される。従って、巻取物から必要な時にゴムストリップを巻き出す際、ゴム同士が粘着してゴムストリップの変形や破損が生じることが防止される。さらに、支持体は、ゴムストリップの保管中の伸びや縮みといった寸法変化を抑えることができる。

本発明のゴムストリップの製造装置の一例を示す側面図である。 図１の押出機の吐出口近傍の部分断面図である。 （Ａ）は図２のＡ−Ａ断面図、（Ｂ）は図２のＢ−Ｂ断面図である。 図１の複合部の拡大図である。 複合テープの断面図である。 複合テープが巻き取られた状態の一例を示す斜視図である。

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１には、本実施形態のゴムストリップの製造装置１の側面図が示されている。本実施形態の製造装置１は、図３（Ｂ）に示されるように、薄いテープ状をなす未加硫のゴムストリップＧ２を製造するための装置である。

図１に示されるように、本実施形態のゴムストリップの製造装置１は、押出機２と、カレンダーヘッド３と、複合部４と、フェストゥーン部５と、巻取部６とを含んで構成されている。

押出機２は、例えば、未加硫の材料ゴムや各種の配合剤が投入される投入口２ａが一端に設けられたシリンダ２ｂと、その中に収納されかつ回転駆動されるスクリュー軸２ｃと、スクリュー軸２ｃにて押し出された未加硫ゴムを断面略横長矩形状のゴム成形体Ｇ１として外部に吐出する口金を有する押出ヘッド２ｄとを含んで構成されている。

図２には、押出機２の吐出口付近の拡大断面図が示される。シリンダ２ｂの内部には、軸方向にのびる第１のゴム流路Ｃ１が設けられている。押出ヘッド２ｄは、例えばシリンダ２ｂの先端部に交換可能に固着されている。押出ヘッド２ｄには、第１のゴム流路Ｃ１と連通するテーパー状の第２のゴム流路Ｃ２が設けられている。押出ヘッド２ｄには、口金２ｅが設けられている。

口金２ｅは、押出ヘッド２ｄに交換可能に固着されている。図２のＡ−Ａ断面図である図３（Ａ）に示されるように、本実施形態の口金２ｅは、横長矩形をなす比較的小さな開口２ｇを有する。従って、押出機２内のゴムＧは、口金２ｅとほぼ同じ断面形状のゴム成形体（プレストリップ）Ｇ１として外部に連続的に押し出しされる。

ゴム成形体Ｇ１の厚さｔ１及び幅ｗ１が小さすぎる場合、成形精度が悪化するおそれがある。逆に、ゴム成形体Ｇ１の厚さｔ１及び幅ｗ１が大きい場合、ゴム部材の断面形状を精度よく形成できない傾向がある。このような観点より、ゴム成形体Ｇ１の厚さｔ１は、好ましくは０．４mm以上、より好ましくは０．６mm以上であり、好ましくは３mm以下、より好ましくは２mm以下である。同様に、ゴム成形体Ｇ１の幅ｗ１は、好ましくは１０mm以上、より好ましくは２０mm以上であり、また、好ましくは１００mm以下、より好ましくは９０mm以下である。ただし、ゴム成形体Ｇ１の寸法や断面形状は、上記の範囲に限定されるものではない。

カレンダーヘッド３は、ギャップを有して配された上下一対のカレンダーロール３ａ、３ｂを含む。各カレンダーロール３ａ、３ｂは、図示しない電動機にてそれぞれ逆向きに回動駆動可能に支持されている。押出機２から吐出されたゴム成形体Ｇ１は、連続して、カレンダーロール３ａ、３ｂのギャップを通過する。これにより、カレンダーロール３ａ、３ｂは、ゴム成形体Ｇ１を圧延し、仕上げ断面形状を持ったゴムストリップＧ２を成形することができる。

図３（Ｂ）には、図２のＢ−Ｂ断面図が示されている。カレンダーロール３ａ、３ｂは、実質的に平行に配置されている。カレンダーロール３ａ、３ｂ間のギャップＤは、ゴム成形体Ｇ１の厚さｔ１よりも小さく設定されている。これにより、ゴム成形体Ｇ１は、圧延され、幅ｗ２（＞ｗ１）と厚さｔ２（＜ｔ１）とを有するゴムストリップＧ２へと成形される。

ゴムストリップＧ２の厚さｔ２は、ゴム部材の断面形状の精度を高めるために、安定的に圧延可能な範囲で極力小さくすることが望ましい。このような観点では、ゴムストリップＧ２の厚さｔ２は、好ましくは０．３mm以上、より好ましくは０．４mm以上であり、また、好ましくは３．０mm以下、より好ましくは２．０mm以下である。ゴムストリップＧ２の幅ｗ２は、好ましくは５mm以上、より好ましくは７mm以上であり、また、好ましくは１００mm以下、より好ましくは９０mm以下、さらに好ましくは５０mmである。本実施形態のゴムストリップは、厚さｔ２が０．５mm、幅ｗ２が２５mmに成形されている。

なお、カレンダーロール３ａ、３ｂ間のギャップＤは、調整が可能である。このギャップＤを変えることにより、ゴムストリップＧ２の幅ｗ２を調整することができる。ギャップＤは、好ましくは、自動で調整される。例えば、カレンダーヘッド３の下流側において、ゴムストリップＧ２の厚さが測定され、その結果と予め定めた閾値とが比較され、その比較結果に基いて、制御装置（図示省略）がギャップＤを調整する。

複合部４は、図４に拡大して示されるように、本体４ａと、複数のローラｒ１、ｒ２…とを有する。また、複合部４には、樹脂材料からなるテープ状の支持体１０の巻取物１１が装備されている。

複合部４の本体４ａは、例えば、壁状で構成されている。本体４ａには、水平な回転軸を有する多数のローラｒ１、ｒ２…が片持ち状に軸支されている。

即ち、本体４ａには、カレンダーヘッド３で圧延されたゴムストリップＧ２を下流側へと引き出すための駆動力を発生する第１ローラーｒ１と、引き出されたゴムストリップＧ２を冷却するクーリングドラムｒｃと、クーリングドラムｒｃで冷やされたゴムストリップＧ２を略水平方向に向き替えする第２ローラーｒ２と、その下流側に設けられた第３ローラｒ３とを含んでいる。また、クーリングドラムｒｃの両側には、ゴムストリップＧ２をクーリングドラムｒ２に略１８０゜以上の広い巻き掛け角度で接触させる一対の第４ローラｒ４が設けられている。

クーリングドラムｒｃは、最も大きい径で形成された金属製のドラムである。該クーリングローラｒ２は、押出し及び圧延を経た比較的高温のゴムストリップＧ２と広い範囲で接触しかつこれを冷却する。クーリングドラムｒ２には、必要により、冷却水等の冷媒が循環され、その温度が低温に維持される。

また、複合部４の本体４ａには、樹脂材料からなる支持体１０を巻取った巻取物１１が装備されている。支持体１０は、例えば、ポリウレタン、ポリエステル、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル又はポリスチレン等の樹脂材料からなり、薄いテープ状で形成されている。この支持体１０は、予めリール等に渦巻き状に巻取られている。この巻取物１１は、本体４ａに着脱自在の軸支され、交換・再供給可能に取り付けられている。

巻取物１１は、本体４ａの回転自在に支持されている。巻取物１１から引き出された支持体１０は、第５ローラｒ５及び第６ローラｒ６を経て、第２ローラｒ２とゴムストリップＧ２との間に供給される。支持体１０は、摩擦力によって、第２ローラＲ２とゴムストリップＧ２との間に引きこまれる。また、ゴムストリップＧ２の持つ粘着力によって、支持体１０は、ゴムストリップＧ２の一方の面に貼り合わされる。これにより、ゴムストリップＧ２と支持体１０とが貼り合わされた複合テープ１２が得られる。

図５には、複合テープ１２の断面図が示されている。第２ローラＲ２よりも下流側では、ゴムストリップＧ２は、支持体１０とに貼り合わされた状態で移動する。複合テープ１２に作用する張力等は、主として、樹脂材料からなる支持体１０が受け持ち、その伸びが抑えられる。このため、薄いゴムストリップＧ２には、大きな張力などが作用せず、ゴムストリップＧ２の伸びや破断が抑制される。また、ゴムストリップＧ２は、圧延された後、すぐに支持体１０と一体化されるため、ゴムストリップＧ２が収縮するのも抑えることができる。

上述の作用を得るために、支持体１０には、少なくとも未加硫のゴムストリップＧ２よりも伸びが小さい樹脂材料が用いられる。このような条件を満たす材料であれば、支持体１０の厚さや樹脂の種類については、任意に定められる。

図５に示したように、支持体１０の幅ｗ３は、ゴムストリップＧ２の幅ｗ２よりも大きいのが望ましい。これにより、後述のように、複合テープ１２を渦巻状に巻きとった場合、ゴム同士の接触がより確実に防止される。図５において、ゴムストリップＧ２の幅ｗ２の中心位置と、支持体１０の幅ｗ３の中心位置とは、実質的揃えられている。これにより、ゴムストリップＧ２の幅方向の両側に、支持体１０がはみ出している。支持体１０のはみ出し部によって、ゴムストリップＧ２同士の接触がさらに確実に抑制される。このような作用を確実に発揮させるために、支持体１０の幅ｗ３は、好ましくはゴムストリップＧ２の幅ｗ２の１０５〜１３０％の範囲であるのが望ましい。本実施形態の支持体１０には、厚さ１mm、幅２４mmのテープ状体が用いられる。

複合部４から連続的に供給されてくる複合テープ１２は、巻取部６で巻取られる。本実施形態の巻取部６は、電動機等が内蔵された本体６ａと、該本体６ａに設けられたリールスタンド６ｂとを含んでいる。リールスタンド６ｂは、リールＲの回転軸を水平に保持することができる。また、リールスタンド６ｂは、保持されているリールＲを所定の速度で回転駆動させる。即ち、本体６ａ電動機が駆動されることにより、リールＲが回転し、複合部４で得られた複合テープ１２がリールＲに連続的に巻き取られる。巻取りスピードは、制御装置によって、複合テープ１２の供給スピードと同期する。

リールＲに所定の複合テープ１２が巻取られると、複合テープ１２が切断され、巻き終えたリールＲと、空のリールＲとの交換が行われる。空のリールＲには、上流側の複合テープ１２の切断端が固着され、再び、巻取りが開始される。

巻き終えたリールＲの一例は、図６に示されている。複合テープ１２が看取られたリールＲは、図示しないゴムストリップ貼り付け装置に供給される。ゴムストリップ貼り付け装置は、複合テープ１２をリールＲから引き出し、かつ、その支持体１０から引き剥がされたゴムストリップＧ２を用いて巻きつけを行うことができる。

巻取部６でのリールＲの交換時において複合テープ１２の供給を止めないために、本実施形態では、複合部４と巻取部６との間に、複合テープ１２の弛みを吸収するフェスツーン部５が設けられている。

フェスツーン部５は、本体５ａと、複合テープ１２の長手方向と直角かつ水平な軸心を有する複数のローラ５ｂとを含んで構成される。複数のローラ５ｂは、本体部５ａの上部側に回転自在に軸支された上ローラ５ｂ１と、本体部５ａの下部側に回転自在に軸支されかつ上下に同期して移動可能な下ローラ５ｂ２とを含んでいる。複合テープ１２は、これらの上下のローラ５ｂ１、５ｂ２にジグザグ状に巻き掛けされている。フェスツーン部５は、下ローラ５ｂ２が下方に移動することにより、複合テープ１２を一時的に滞留させることができる。これにより、フェスツーン部５は、例えば、リールＲの交換時、連続供給されてくる複合テープ１２を吸収することができる。

以上、本発明の特に好ましい実施形態が説明されたが、本発明は、図示の具体的な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され得る。

１ ゴムストリップの製造装置
２ 押出機
３ カレンダーヘッド
４ 複合部
５ フェスツーン部
６ 巻取部
１０ 支持体
１１ 支持体の巻取物
１２ 複合テープ
Ｇ１ ゴム成形体
Ｇ２ ゴムストリップ

Claims (6)

1. 薄いテープ状をなす未加硫のゴムストリップを製造するための装置であって、
   予め定められた断面形状のゴム成形体を連続的に押し出す押出機と、
   前記押出機から押し出された前記ゴム成形体を予め定めた断面形状に圧延して前記ゴムストリップを得るカレンダーヘッドと、
   前記カレンダーヘッドで圧延されたゴムストリップの一方の面に、樹脂材料からなるテープ状の支持体を連続的に供給しかつ貼り合わせる複合部と、
   前記複合部で得られたゴムストリップと支持体とが貼り合わされた複合テープを巻き取る巻取部とを含むことを特徴とするゴムストリップの製造装置。
2. 前記ゴムストリップの厚さが０．３〜２．０mmである請求項１記載のゴムストリップの製造装置。
3. 前記複合部と前記巻取部との間に、前記複合テープの弛みを吸収するフェスツーン部が設けられている請求項１又は２記載のゴムストリップの製造装置。
4. 薄いテープ状をなす未加硫のゴムストリップを製造するための方法であって、
   予め定められた断面形状のゴム成形体を連続的に押し出す工程と、
   前記ゴム成形体を予め定めた断面形状に圧延して前記ゴムストリップを得る工程と、
   前記圧延されたゴムストリップの一方の面に、樹脂材料からなるテープ状の支持体を連続的に供給しかつ貼り合わせる工程と、
   前記複合部で得られたゴムストリップと支持体とが貼り合わされた複合テープを巻き取る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。
5. 前記ゴムストリップの厚さが０．３〜２．０mmである請求項４記載のゴムストリップの製造方法。
6. 前記複合部と前記巻取部との間で、前記複合テープの弛みを吸収する工程とを含む請求項４又は５記載のゴムストリップの製造方法。

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