JP5638870B2 - タイヤ部材用トップ反の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤ部材用トップ反の製造方法に関し、詳しくは、横糸と縦糸とからなるテキスタイル部材にゴムをトッピングすることによりタイヤ部材用トップ反を得るタイヤ部材用トップ反の製造方法に関する。

タイヤの製造工程においては、テープ状やベルト状の各種タイヤ部材が使用されている。これらのタイヤ部材は、従来より、横糸と縦糸とからなるテキスタイル部材の両面に未加硫ゴム（トッピングゴム）を被覆（トッピング）してトップ反とするトッピング工程を経た後、所定の寸法にカットすることにより製造されている（例えば、特許文献１）。

このトッピング工程につき、図８および図９を用いて、具体的に説明する。なお、図８は従来のタイヤ製造工程におけるトッピング工程の概要を模式的に示す斜視図であり、図９は製造されたトップ反の断面図である。

図８、図９において、５１はテキスタイルコード（縦糸）であり、５２は横糸である。テキスタイルコード５１と横糸５２とが織り合わされてテキスタイル部材５３が構成されている。ここで、横糸５２は、トッピング処理される前のテキスタイルコード５１の間隔（エンズ分布）の均一性を保つために打ち込まれている。そして、５４は上下２組のカレンダーロールを有するカレンダー装置であり、５５は上下各カレンダーロールより供給されるトッピングゴムである。

テキスタイル部材５３がカレンダー装置５４を通過する際、テキスタイル部材５３の両面にトッピングゴム５５が被覆されることにより、トッピングゴム層５６が形成されたトップ反５７が製造される。

このように、従来の方法においては、横糸５２が残ったまま（つながったまま）の状態でトップ反５７が製造されていた。しかし、トップ反５７を所定のサイズに裁断して得られたタイヤ部材（例えば、ボディープライ）を生タイヤに貼り付け、加硫を行った場合、タイヤ部材の両側では横糸が切断されているため、切断されていない横糸５２の影響を受けて、加硫後の製品タイヤでは、テキスタイルコード５１の間隔（エンズ分布）が不均一になる場合があった。テキスタイルコードの間隔（エンズ分布）が不均一になった製品タイヤは、ユニフォミティーを悪化させるため、不良品となる。

特開２００２−３２１２６７号公報

本発明は、上記の問題に鑑み、トップ反を裁断して得られたタイヤ部材を生タイヤに貼り付け加硫を行う際、テキスタイルコードの間隔（エンズ分布）が不均一になることがないタイヤ部材を提供することが可能となるタイヤ部材用トップ反の製造方法を提供することを課題とする。

本発明に係るタイヤ部材用トップ反の製造方法は、
平行かつ所定間隔で配列してなるテキスタイルコードと、前記テキスタイルコードと略直角方向に向く横糸とが織り合わされたテキスタイル部材に、トッピングゴムを被覆してタイヤ部材用トップ反を製造するタイヤ部材用トップ反の製造方法であって、
環状溝がロール軸方向に所定間隔で形成されると共に、前記環状溝間に切断刃が突出して設けられ、前記切断刃の刃先の間隔が前記テキスタイルコードの太さよりも大きく、前記切断刃の間隔は根元に行くほど狭くなるように前記切断刃の断面形状が略三角形状に形成され、前記切断刃の根元と前記環状溝とは段差がなく連続して形成された溝付きロールを、前記テキスタイルコードと略直角方向に配置して、前記テキスタイル部材を前記溝付きロールに通過させることにより、前記横糸を前記切断刃で切断すると共に、前記テキスタイルコードを前記環状溝に嵌め込んで整列させ、
その後、前記横糸が切断された前記テキスタイルコードをカレンダー装置に搬入して、前記トッピングゴムを被覆することにより、タイヤ部材用トップ反を得る
ことを特徴とするタイヤ部材用トップ反の製造方法である。

そして、前記のタイヤ部材用トップ反の製造方法は、
環状突出部がロール軸方向に所定間隔で形成された押さえロールを、前記環状突出部が前記溝付きロールの前記環状溝と対向するように、前記溝付きロールと並設させ、
前記溝付きロールの前記環状溝からのテキスタイルコードの浮き上がりを、前記環状突出部により抑えることを特徴とする。

そして、前記のタイヤ部材用トップ反の製造方法は、
前記環状溝の溝幅ａと、溝間隔ｂと、切断刃の高さｃと、刃先の角度θとは、以下の（１）〜（３）に示す関係を満足していることを特徴とする。
（１）０．５≦ｂ／ａ≦１．０
（２）１．５≦ｃ／ａ≦３．０
（３）１５°≦θ≦３５°

そして、前記のタイヤ部材用トップ反の製造方法は、
前記環状溝の溝幅ａと、切断刃の高さｃと、前記環状突出部の高さｄと、天面幅ｅとは、以下の(１)および（２）に示す関係を満足していることを特徴とする。
（１）ａ＝ｅ
（２）ｄ＞ｃ

本発明によれば、テキスタイル部材を溝付きロールに通過させる際に、横糸を切断すると共に、テキスタイルコードを整列させているため、その後トッピングゴムを被覆してトップ反を製造し、得られたトップ反を所定のサイズに裁断することにより得られたタイヤ部材を、生タイヤに貼り付け加硫を行っても、テキスタイルコードの間隔（エンズ分布）が不均一になることがなく、ユニフォミティーの安定した製品タイヤを得ることができる。

本発明の第１の実施の形態に係るタイヤ部材用トップ反の製造の概要を模式的に示す斜視図である。 本発明の第１の実施の形態に係るタイヤ部材用トップ反の製造に用いられる溝付きロールの環状溝にテキスタイルコード（縦糸）が嵌め込まれた状態を示す断面図である。 図２に示した溝付きロールの一部拡大断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係るタイヤ部材用トップ反の製造方法により製造されたトップ反の断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係るタイヤ部材用トップ反の製造の概要を模式的に示す斜視図である。 本発明の第２の実施の形態に係るタイヤ部材用トップ反の製造に用いられる溝付きロールの環状溝にテキスタイルコードが嵌め込まれた状態を示す断面図である。 図６に示した溝付きロールと押さえロールの一部拡大断面図である。 従来のタイヤ部材用トップ反の製造方法におけるトッピング工程の概要を模式的に示す斜視図である。 従来の製造方法により製造されたタイヤ部材用トップ反の断面図である。

以下、本発明を実施の形態に基づいて説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、以下の実施の形態に対して種々の変更を加えることが可能である。

（第１の実施の形態）
１．テキスタイル部材
はじめに、第１の実施の形態に係るトップ反の製造方法に用いるテキスタイル部材について説明する。図１は、第１の実施の形態に係るタイヤ部材用トップ反の製造の概要を模式的に示す斜視図である。図１において５は、図外の搬送ロールにより搬送されるテキスタイル部材（簾織り物）であり、テキスタイル部材５は、テキスタイルコード３と横糸４が織り合わされて構成されている。

テキスタイル部材５には、例えば幅５０ｍｍ当たりのテキスタイルコード３の本数（エンズ）が２５本〜７５本であり、総幅が５００ｍｍ〜２５００ｍｍのものが好ましく用いられる。

また、テキスタイルコード３の材質としては、ナイロン（ポリアミド系繊維）、ケブラー（デュポン社製アラミド繊維）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＥＴ（ポリエステル繊維）などの合成繊維、またはレーヨンなどのパルプ系繊維など、従来からテキスタイルコードとして用いられているものが好ましく用いられる。また、横糸４の材質としてはポリエチレン又はポリプロピレンが好ましく用いられる。

２．テキスタイル部材の横糸の切断とテキスタイルコードの間隔の固定
次に、テキスタイル部材の横糸の切断とテキスタイルコードの間隔の固定について説明する。図１に示すようにテキスタイル部材５は、図の矢印の方向に搬送される。そして、トッピングゴム６をトッピングするためのカレンダー装置１に搬入される直前に、カレンダー装置１の少し上流側に設けられた横糸切断装置２を通される。

横糸切断装置２は、テキスタイル部材５のテキスタイルコード３と略直角方向に配置される溝付きロール２１を備える。溝付きロール２１の外周面には、ロール軸方向に所定の間隔でテキスタイルコード３を嵌め込むための環状溝２２が多数形成されている。

また、多数の環状溝２２の間には、それぞれ突出させた環状の切断刃２３が設けられており、切断刃２３間の間隔は切断刃２３の根元に行くほど狭くなるように切断刃２３の断面形状がほぼ三角形状に形成され、切断刃２３の根元と環状溝２２とは段差がなく連続して形成されている。また、切断刃２３の刃先の間隔は、テキスタイルコード３の太さ（直径）よりも大きく、エンズ等を考慮して設定されている。

横糸切断装置２を通されたテキスタイル部材５は、切断刃２３により横糸４が切断されると同時にテキスタイルコード３が環状溝２２に嵌め込まれる。この時、複数本のテキスタイルコード３は、互いの位置が上下に蛇行することなく、ほぼ同一平面上に所定の間隔で固定される。図２は、第１の実施の形態に係るタイヤ部材用トップ反の製造に用いられる溝付きロールの環状溝にテキスタイルコード（縦糸）が嵌め込まれた状態を示す断面図である。

図３は、溝付きロール２１の一部拡大断面図であり、図３においてａは環状溝２２の溝幅、ｂは環状溝２２の溝間隔、ｃは切断刃２３の高さ、θは切断刃２３の刃先の角度である。ａ＋ｂの値は、対象とするテキスタイル部材のエンズに適合するように設定される。そして、これらａ、ｂ、ｃ、θは、以下の条件を満たしていることが好ましい。
（１）０．５≦ｂ／ａ≦１．０
（２）１．５≦ｃ／ａ≦３．０
（３）１５°≦θ≦３５°

即ち、上記ａ、ｂ、ｃ、θを（１）〜（３）の条件を満たすように設定することにより、一般的に使用されている種々のテキスタイル部材に対して、例えば品番毎に適用されているテキスタイルコードの太さが異なっている場合でも、溝付きロール２１を交換することなく確実に横糸を切断すると共に、テキスタイルコード３（図２参照）を環状溝２２に嵌め込み、より確実に複数本のテキスタイルコードの互いの位置の上下方向の蛇行を抑制しつつ所定の間隔で整列させることができる。

なお、溝付きロール２１は図外の支持体にて支持されており、また、図外の伝達手段を介して電動機によって回転駆動される。

３．トッピング
次に、図１によりトッピングについて説明する。テキスタイル部材５は、前記のように横糸４が切断され、テキスタイルコード３の間隔が所定の間隔で固定された状態でカレンダー装置１に搬入される。カレンダー装置１は、テキスタイルコード３と略直角方向に配置される上成形ロール１１、１２と、テキスタイルコード３を挟んで反対側に上成形ロール１１、１２と平行に配置される下成形ロール１３、１４とを備えている。

所定間隔を設けて配置された上成形ロール１１、１２間に供給されるトッピングゴム６は、上成形ロール１１と１２の間を通過してシートの状態で上成形ロール１１の外周面に載って移動し、所定間隔を設けて配置された下成形ロール１３、１４間に供給されるトッピングゴム６は、下成形ロール１３と１４の間を通過してシートの状態で下成形ロール１３の外周面に載って移動するようになっている。そして、上成形ロール１１と下成形ロール１３の間をテキスタイル部材５が通過することにより、テキスタイル部材５の表裏両面がトッピングゴム６で被覆されてトッピングゴム層７が形成されたトップ反８が製造される。

図４は、第１の実施の形態に係るタイヤ部材用トップ反の製造方法により製造されたトップ反の断面図である。第１の実施の形態に係るタイヤ部材用トップ反の製造方法によれば、トップ反８の製造に際して、横糸４が切断されているため、前記のようにテキスタイルコード３を溝付きロール２１の環状溝２２に嵌め込むことができる。

また、テキスタイル部材５がカレンダー装置１に搬入される直前に横糸４が切断されると同時にテキスタイルコード３が環状溝２２に嵌め込まれて固定されてカレンダー装置１に搬入されるため、トッピングゴム６がトッピングされるまでテキスタイルコード３の間隔が所定の間隔に保たれる。以上の結果、図４に示すように複数本のテキスタイルコード３は、互いの位置が上下方向に蛇行することなく、ほぼ同一平面状に配列され、またエンズが均一なトップ反８を製造することができる。

また、第１の実施の形態に係る横糸４が切断されたトップ反８を所定の幅に切断したタイヤ部材（ボディプライ）は、従来のボディプライのように、横糸の影響を受けて加硫後においてテキスタイルコード３の間隔（エンズ分布）が不均一になることがない。

そして、上記のようにテキスタイルコード３がほぼ同一平面上に配列されたトップ反８を用いて製造され、またエンズ分布が均一なボディプライを用いることによりユニフォミティが優れた空気入りタイヤを製造することができる。

また、テキスタイル部材５は、トッピング前のディッピング反の巻物の状態で巻き崩れが発生しない程度のピッチで横糸が打ち込まれていればよいため、従来１５〜２０ｍｍのピッチＬ１（図８参照）で打ち込まれていた横糸を５０〜１５０ｍｍのピッチＬ２（図１参照）で打ち込めばよく、横糸の打ち込み本数を低減することができる。

(第２の実施の形態)
図５は、本発明の第２の実施の形態に係るタイヤ部材用トップ反の製造の概要を模式的に示す斜視図である。図６は、本実施の形態に係るタイヤ部材用トップ反の製造に用いられる溝付きロールの環状溝にテキスタイルコードが嵌め込まれた状態を示す断面図である。

図５に示すように、本実施の形態に係るタイヤ部材用トップ反の製造方法は、第１の実施の形態と同様に、テキスタイル部材５の横糸４が切断され、テキスタイルコード３の間隔が所定の間隔で固定された状態でカレンダー装置１に搬入され、トッピングゴムがトッピングされるまでテキスタイルコード３の間隔が所定の間隔に保たれる。これにより、テキスタイルコード３は、互いの位置が上下方向に蛇行することなく、ほぼ同一平面状に配列され、またエンズが均一なトップ反を製造することができる。

本実施の形態に用いられる横糸切断装置２Ａは、第１の実施の形態で説明した溝付きロール２１の他に、溝付きロール２１に並設される押さえロール３０を備えている点で、第１の実施の形態と異なる。なお、第１の実施の形態と同一の構成については、図面に同一符号を付してそれらの説明を省略する。

図６に示すように、押さえロール３０は、溝付きロール２１の環状溝２２とかみ合う環状突出部３１がロール軸方向に所定間隔で形成され、環状突出部３１間の間隔は環状突出部３１の根元に行くほど狭くなるように環状突出部３１の断面形状がほぼ台形形状に形成されている。

そして、横糸切断装置２を通されたテキスタイル部材５は、切断刃２３により横糸４が切断されると同時にテキスタイルコード３が環状溝２２に嵌め込まれる。また、押さえロール３０の環状突出部３１の存在により、テキスタイルコード３が環状溝２２から浮き上がることを抑えることができる。これにより、複数本のテキスタイルコード３は、互いの位置が上下に蛇行することなく、ほぼ同一平面上に所定の間隔で固定される。そして、その後、カレンダー装置１によりトッピングされ、エンズが均一なトップ反８を製造することができる。

図７は、図６に示した溝付きロール２１と押さえロール３０の一部拡大断面図である。図７において、ｄは環状突出部３１の高さ、ｅは環状突出部３１の天面幅である。なお、前記のように、ａは環状溝２２の溝幅、ｂは環状溝２２の溝間隔、ｃは切断刃２３の高さ、θは切断刃２３の刃先の角度である。

そして、これらａ、ｃ、ｄ、ｅは、以下の条件を満たしていることが好ましい。
（１）ａ＝ｅ
（２）ｄ＞ｃ

即ち、上記ａ、ｃ、ｄ、ｅを（１）および（２）の条件を満たすように設定することにより、切断刃２３の刃先が押さえロール３０に当たり破損することを防止することができる。

なお、押さえロール３０は図外の支持体にて支持されており、また、図外の伝達手段を介して電動機によって回転駆動される。

本実施例は、溝幅や溝間隔、切断刃の高さと切断刃の刃先の角度の異なる種々の溝付きロール２１を備える横糸切断装置を用いてテキスタイル部材５の横糸を切断すると同時にテキスタイルコード３を溝付きロール２１に嵌め込んで固定した後、テキスタイル部材５をカレンダー装置１に搬入してトッピングゴムをトッピングして製造したトップ反８を用いて空気入りタイヤを製造し、ユニフォミティを評価した例である。なお、比較例として、トッピングを行う前に横糸を切断せずに製造したトップ反を用いて空気入りタイヤを製造し、ユニフォミティを評価した。

（１）空気入りタイヤの製造
イ．使用した溝付きロール
本実施例では、図３に示した溝幅ａ、溝間隔ｂ、切断刃の高さｃ、刃先の角度θについてｂ／ａ、ｃ／ａ、θがそれぞれ表１に示す８種類の溝付きロールを用意してそれぞれの溝付きロールを用いて製造されたトップ反を用いて空気入りタイヤを製造し、それぞれを実施例１〜８とした。なお、ａ＋ｂ＝０．８３ｍｍとした。また、使用した溝付きロールのロール径は３００ｍｍである。

ロ．使用したテキスタイル部材
実施例は全て同じテキスタイル部材を使用した。また、比較例も横糸の打ち込みピッチが異なる以外は実施例と同じ構成のテキスタイル部材を使用した。使用したテキスタイル部材の具体的な構成を以下に示す。
テキスタイルコードの太さ ：１１００ｄｔｅｘ／２ＨＭ
テキスタイルコードの総本数：１７７０本
エンズ ：６１本
横糸の打ち込みピッチ ：１００ｍｍ（実施例）
１５ｍｍ（比較例）

（２）ユニフォミティの測定
イ．測定方法
ユニフォミティ測定機を用いて製造したタイヤの低速ＲＦＶ（遠心力が作用しない充分に低い速度、例えば１０ｋｍ／ｈ以下の速度でタイヤを回転させた時のタイヤの半径方向の力の変動、即ちラジアルフォースバリエーション）と高速ＴＦＶ（遠心力が作用する速度、例えば１００〜１２０ｋｍ／ｈ程度の速度でタイヤを回転させたときにタイヤの前後方向の力の変動、即ちタンジェンシャルフォースバリエショーン）を測定した。なお、実施例１〜８、比較例についてそれぞれ５０本のタイヤについて測定し、低速ＲＦＶ、高速ＴＦＶの平均値Ｘおよび標準偏差σを求めた。

ロ．測定結果
測定結果を比較例の平均値Ｘおよび標準偏差σを１００としたときの指数として表１に示す。

表１から、実施例１〜８のいずれの実施例も比較例に比べて低速ＲＦＶのＸ、σおよび高速ＴＦＶのＸ、σが共に小さいことが分かる。また、実施例の中でも溝付きロール２１の環状溝２２の溝幅ａ、環状溝２２の溝間隔ｂ、切断刃２３の高さｃ、切断刃２３の刃先の角度θが前記した(１)〜(３)の関係を満たす実施例１〜６が実施例７、８に比べて低速ＲＦＶのおよび高速ＴＦＶのＸ、σが共に小さいことが分かる。

このように、タイヤ部材用トップ反の製造に際してトッピングを行う直前にテキスタイル部材の横糸を切断すると共に、テキスタイルコードの間隔を溝付きロールにより所定の間隔で固定して製造されたトップ反を、所定の幅に切断したタイヤ部材を用いて空気入りタイヤを製造することにより、タイヤのユニフォミティを向上できることが確認された。中でも上記の（１）〜（３）の関係を満たす溝付きロールを用いることにより、ユニフォミティがより優れた空気入りタイヤを製造できることが確認された。

また、溝付きロール２１および押さえロール３０を備える横糸切断装置２Ａを用いてテキスタイルコード３を溝付きロール２１内に固定した後、テキスタイル部材５をトッピングして製造したトップ反８を用いて空気入りタイヤを製造し、ユニフォミティを評価した。この場合にも、ユニフォミティが優れた空気入りタイヤを製造できることが確認された。なお、使用した溝付きロール２１のロール径は３００ｍｍであり、押さえロール３０のロール径は２００ｍｍである。

１、５４ カレンダー装置
１１、１２ 上成形ロール
１３、１４ 下成形ロール
２、２Ａ 横糸切断装置
２１ 溝付きロール
２２ 環状溝
２３ 切断刃
３０ 押さえロール
３１ 環状突出部
ａ 溝幅
ｂ 溝間隔
ｃ 切断刃の高さ
ｄ 環状突出部の高さ
ｅ 環状突出部の天面幅
θ 刃先の角度
３、５１ テキスタイルコード
４、５２ 横糸
５、５３ テキスタイル部材
６、５５ トッピングゴム
７、５６ トッピングゴム層
８、５７ トップ反
Ｌ１、Ｌ２ ピッチ

Claims (4)

1. 平行かつ所定間隔で配列してなるテキスタイルコードと、前記テキスタイルコードと略直角方向に向く横糸とが織り合わされたテキスタイル部材に、トッピングゴムを被覆してタイヤ部材用トップ反を製造するタイヤ部材用トップ反の製造方法であって、
   環状溝がロール軸方向に所定間隔で形成されると共に、前記環状溝間に切断刃が突出して設けられ、前記切断刃の刃先の間隔が前記テキスタイルコードの太さよりも大きく、前記切断刃の間隔は根元に行くほど狭くなるように前記切断刃の断面形状が略三角形状に形成され、前記切断刃の根元と前記環状溝とは段差がなく連続して形成された溝付きロールを、前記テキスタイルコードと略直角方向に配置して、前記テキスタイル部材を前記溝付きロールに通過させることにより、前記横糸を前記切断刃で切断すると共に、前記テキスタイルコードを前記環状溝に嵌め込んで整列させ、
   その後、前記横糸が切断された前記テキスタイルコードをカレンダー装置に搬入して、前記トッピングゴムを被覆することにより、タイヤ部材用トップ反を得る
   ことを特徴とするタイヤ部材用トップ反の製造方法。
2. 環状突出部がロール軸方向に所定間隔で形成された押さえロールを、前記環状突出部が前記溝付きロールの前記環状溝と対向するように、前記溝付きロールと並設させ、
   前記溝付きロールの前記環状溝からのテキスタイルコードの浮き上がりを、前記環状突出部により抑えることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ部材用トップ反の製造方法。
3. 前記環状溝の溝幅ａと、溝間隔ｂと、切断刃の高さｃと、刃先の角度θとは、以下の（１）〜（３）に示す関係を満足していることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のタイヤ部材用トップ反の製造方法。
   （１）０．５≦ｂ／ａ≦１．０
   （２）１．５≦ｃ／ａ≦３．０
   （３）１５°≦θ≦３５°
4. 前記環状溝の溝幅ａと、切断刃の高さｃと、前記環状突出部の高さｄと、天面幅ｅとは、以下の(１)および（２）に示す関係を満足していることを特徴とする請求項３に記載のタイヤ部材用トップ反の製造方法。
   （１）ａ＝ｅ
   （２）ｄ＞ｃ

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