特許 6859733 トッピング装置及びトッピング方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6859733

(24)【登録日】2021年3月30日

(45)【発行日】2021年4月14日

(54)【発明の名称】トッピング装置及びトッピング方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 48/154 20190101AFI20210405BHJP

   B29C 48/34 20190101ALI20210405BHJP

   B29C 48/76 20190101ALI20210405BHJP

   B29K 21/00 20060101ALN20210405BHJP

   B29L 30/00 20060101ALN20210405BHJP

【ＦＩ】

   B29C48/154

   B29C48/34

   B29C48/76

   B29K21:00

   B29L30:00

【請求項の数】4

【全頁数】8

(21)【出願番号】特願2017-21480(P2017-21480)

(22)【出願日】2017年2月8日

(65)【公開番号】特開2018-126935(P2018-126935A)

(43)【公開日】2018年8月16日

【審査請求日】2019年12月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】000183233

【氏名又は名称】住友ゴム工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104134

【弁理士】

【氏名又は名称】住友 慎太郎

(74)【代理人】

【識別番号】100156225

【弁理士】

【氏名又は名称】浦 重剛

(74)【代理人】

【識別番号】100168549

【弁理士】

【氏名又は名称】苗村 潤

(74)【代理人】

【識別番号】100200403

【弁理士】

【氏名又は名称】石原 幸信

(72)【発明者】

【氏名】本田 慎一郎

【審査官】 山本 雄一

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０１−１８２０２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１４３０２２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５９−１２９５１８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平０７−０１６９０４（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２９Ｃ ４８／００−４８／９６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

コードに未加硫のゴムをトッピングするトッピング装置であって、
ゴム押出機と、前記ゴム押出機の先端部に取り付くトッピングヘッドと、前記トッピングヘッドに接続される減圧手段とを具え、
前記トッピングヘッドは、前記ゴム押出機の先端部に取り付くヘッド本体と、前記ヘッド本体に取り付くコード案内部材とを含み、
前記ヘッド本体は、前記ゴム押出機からゴムが流入するトッピング室と、前記トッピング室の前記コードの通過方向の前後の開口部とを具え、
前記コード案内部材は、後の前記開口部に取り付き、
しかも前記コード案内部材は、前記コードを前記トッピング室内に案内するコード案内孔と、一端部が前記コード案内孔に通じかつ他端側が前記減圧手段に接続されるベント孔とを具えたトッピング装置。

【請求項2】

前記コード案内孔の直径と、前記コードの直径との差が０．０３mm以下である請求項１記載のトッピング装置。

【請求項3】

前記コード案内部材は、複数本の前記コード案内孔を具えるとともに、
前記ベント孔は、各前記コード案内孔同士を継ぐ連結部と、この連結部に一端部が通じかつ他端側が前記減圧手段に接続される合流流路部とからなる請求項１又は２記載のトッピング装置。

【請求項4】

請求項１〜３の何れかに記載のトッピング装置を用いて、コードに未加硫のゴムをトッピングするトッピング方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、コードにゴムをトッピングする際、コードとゴムとの間に空隙部が生じるのを抑制するトッピング装置及びトッピング方法に関する。

【背景技術】

【0002】

空気入りタイヤの形成工程では、ゴム／コード複合体であるプライ材料が一般に使用される。このプライ材料は、コード並列体を未加硫のゴムでトッピングすることで形成される。そして、例えば下記の特許文献１には、ゴム押出機の先端部に、押出しヘッドを取り付けたプライ材料形成用のトッピング装置が提案されている。

【0003】

前記押出しヘッドは、ヘッド本体とバッフルとダイプレートとを具える。ヘッド本体は、ゴム押出機からのゴムが流入するトッピング室を有し、このトッピング室内を、コード並列体がコード長さ方向に通過する。バッフルは、複数のコード挿入孔を有し、このコード挿入孔により、各コードが平行に並列するコード並列体を前記トッピング室内に導入する。ダイプレートは、トッピング室を通過するコード並列体をゴムとともに吐出させ、これにより、コード並列体をゴムトッピングしたプライ材料が、所定の断面形状で押し出し成形される。

【0004】

しかし上記提案の装置では、トッピング室内の圧力が高くないため、コードとゴムとの間の境界に、ゴムが充填されない空隙部が発生しやすい。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１０−１４３０２２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、トッピング時、コードとゴムとの間における空隙部の発生を抑えて接着不良を抑制するトッピング装置及びトッピング方法を提供することを課題としている。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本願第１の発明は、コードに未加硫のゴムをトッピングするトッピング装置であって、
ゴム押出機と、前記ゴム押出機の先端部に取り付くトッピングヘッドと、前記トッピングヘッドに接続される減圧手段とを具え、
前記トッピングヘッドは、前記ゴム押出機からゴムが流入するトッピング室と、前記コードを前記トッピング室内に案内するコード案内孔を有するコード案内部材とを含み
しかも前記コード案内部材は、一端部が前記コード案内孔に通じかつ他端側が前記減圧手段に接続されるベント孔を具える。

【0008】

本発明に係る前記トッピング装置は、前記コード案内孔の直径と、前記コードの直径との差が０．０３mm以下であることが好ましい。

【0009】

本発明に係る前記トッピング装置は、前記コード案内部材は、複数本の前記コード案内孔を具えるとともに、前記ベント孔は、各前記コード案内孔同士を継ぐ連結部と、この連結部に一端部が通じかつ他端側が前記減圧手段に接続される合流流路部とからなることが好ましい。

【0010】

本願第２の発明は、第１の発明のトッピング装置を用いて、コードに未加硫のゴムをトッピングしている。

【発明の効果】

【0011】

本発明は叙上の如く、コード案内孔を有するコード案内部材に、一端部が前記コード案内孔に通じかつ他端側が減圧手段に接続されるベント孔を設けている。そのため、コード案内孔を通るコードから空気を吸引しながら、トッピング室にてトッピングを行いうる。従って、コードとゴムとの間に空隙部が発生するのを抑制でき、空隙部に起因する接着不良を抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明のトッピング装置の一実施例を示す断面図である。

【図2】トッピングヘッドを示す斜視図である。

【図3】コード案内部材の一部を示す斜視図である。

【図4】ベント孔を示す断面図である。

【図5】コード案内孔を通るコードを示す断面図である。

【図6】表１の剥離試験に用いるテストサンプルを示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１に示すように、本実施形態のトッピング装置１は、ゴム押出機２と、ゴム押出機２の先端部に取り付くトッピングヘッド３と、トッピングヘッド３に接続される減圧手段４とを具える。

【0014】

本例では、トッピング装置１が、タイヤ用のコードＣに未加硫のゴムＧをトッピングし、これによりタイヤ形成用のプライ材料Ｐを形成する場合が示される。特に本例では、複数本のコードＣを互いに平行に並列させたコード並列体ＣＲにゴムＧをトッピングする場合が示される。しかし１本のコードＣにゴムＧをトッピングしたプライ材料Ｐを形成するように構成することもできる。

【0015】

図１では、トッピングの状態を解りやすくするために、便宜上、コードＣが上下方向に通過するように描かれている。しかし、実際には、図２に示すようにコードＣは略水平方向に通過する。

【0016】

ゴム押出機２は、本例ではベン卜式のゴム押出機であって、シリンダー１０にベント孔１１を設け、例えば真空ポンプである減圧手段１２によって、ゴムＧから気体成分（空気を含む）を脱気する。

【0017】

具体的には、前記ゴム押出機２は、押出し方向の後端側にホッパ１０Ａを設けたシリンダー１０と、シリンダー１０内に同心に収納されるスクリュー軸１３と、スクリュー軸１３を回転駆動する駆動部１４と、前記減圧手段１２とを具える。前記スクリュー軸１３は、前記ホッパ１０Ａよりも押出し方向の前方側（下流側）に、堰１３Ａを具える。

【0018】

シリンダー１０には、前記堰１３Ａよりも押出し方向の前方側（下流側）に、ベント孔１１が設けられ、これによりスクリュー軸１３とシリンダー１０との間に、ベント孔１１に通じるベント領域Ｙが形成される。なおベント孔１１には、前記減圧手段１２が接続される。シリンダー１０内で混錬されるゴムＧは、堰１３Ａを乗り越えるときに薄肉化し、かつ堰１３Ａの通過直後に減圧されることで、ゴム中に混在する気体成分が脱気される。本例では、脱気効果をより高めるために、堰１３Ａの外周面に、堰１３Ａを乗り越えるゴムの表面積を増やすための複数の条溝が軸心方向に形成される。

【0019】

トッピングヘッド３は、前記ゴム押出機２の先端部に取り付くヘッド本体５、及びこのヘッド本体５に取り付くコード案内部材６とダイプレート７とを具える。

【0020】

前記ヘッド本体５は、内部に、ゴム押出機２からのゴムＧが流入しうるトッピング室１５を有する。またヘッド本体５は、トッピング室１５内を前記コードＣ（コード並列体ＣＲ）がコード長さ方向に通過しうるように、通過方向Ｆの前後に開口部５Ｆ、５Ｒを具える。本例では、通過方向Ｆが、ゴム押出機２からのゴムＧの流入方向と直交する向きに設定されているが、これに限定されない。

【0021】

前記コード案内部材６は、前記後の開口部５Ｒに気密に取り付く。このコード案内部材６は、各コードＣをトッピング室１５内に案内するコード案内孔１６を有する。本例では、複数のコード案内孔１６が並列しており、これにより、コード並列体ＣＲをなす各コードＣを精度良く整列させてトッピング室１５内に案内する。

【0022】

図２、３に示すように、前記コード案内部材６は、上下の部材片６Ｒ、６Ｌに分割可能であり、各部材片６Ｒ、６Ｌの割面部１８には、コード案内孔１６を孔の中心線に沿って２分割したコード案内半孔１６ａが形成される。

【0023】

図４に示すように、コード案内部材６には、ベント孔１９が形成される。このベント孔１９は、その一端部が各コード案内孔１６に通じ、かつ他端側が減圧手段４に接続される。本例のベント孔１９は、各コード案内孔１６同士を継ぐ連結部２０と、この連結部２０に一端部が通じかつ他端側が減圧手段４に接続される合流流路部２１とから構成される。

【0024】

図３に示すように、連結部２０は、本例では、割面部１８に形成される凹溝２０ａであり、各コード案内半孔１６ａを横切ってのびる。又凹溝２０ａは、割面部１８からの深さが、コード案内半孔１６ａの深さより大であり、これにより各コード案内孔１６に導通しうる。なお凹溝２０ａ（連結部２０）は、部材片６Ｒ、６Ｌの双方に設けることができるが、合流流路部２１が形成される部材片６Ｒ又は６Ｌのみに形成しても良い。

【0025】

又合流流路部２１は、部材片６Ｒ又は６Ｌの一方を貫通し、一端部が連結部２０に導通し、かつ他端側が減圧手段４に接続される。なお減圧手段４として、例えば真空ポンプを挙げることができる。

【0026】

図１に示すように、ダイプレート７は、ヘッド本体５の前の開口部５Ｆに気密に取り付く。ダイプレート７は、例えば矩形板状をなし、その中央に、プライ材料Ｐの断面形状を決定する成形口２２を有する。そして前記ゴムＧとコード並列体ＣＲとが、成形口２２を通ることによりゴムトッピングされたプライ材料Ｐが形成される。

【0027】

前記トッピング装置１は、コード案内部材６に、一端部が各コード案内孔１６に通じかつ他端側が減圧手段４に接続されるベント孔１９を具える。そのため前記トッピング装置１を用いた場合、コード案内孔１６を通るコードＣから空気を吸引しながら、このコードＣにトッピング室１５内にてゴムを被覆させうる。従って、コードＣとゴムＧとの間に空隙部が発生するのを抑制でき、コードＣとゴムＧとの接着性を向上しうる。

【0028】

ここで、ベント孔１９から空気を吸引する場合、吸引圧によりコードＣとコード案内孔１６の内周面との間隙部からゴムＧが吸い上がり、コード案内孔１６が目詰まりを起こし易くなる。そのため、図５に誇張して示すように、コード案内孔１６の直径Ｄと、コードＣの直径ｄとの差（Ｄ−ｄ）を０．０３mm以下、さらには０．０２mm以下とするのが好ましい。コードＣの直径ｄは、コードＣが金属コードの場合、コードＣを囲む円のうち、最小径の円の直径で定義される。又コードＣが有機繊維コードの場合、撚られたフィラメントの束の断面を囲む円のうち、最小径の円の直径で定義される

【0029】

前記直径の差（Ｄ−ｄ）が０．０３mmを超えると、吸引圧により、トッピング室１５側からコード案内孔１６内にゴムＧが浸入し易くなって目詰まりの発生傾向となる。

【0030】

減圧手段４による吸引圧ｐ１（ゲージ圧）としては、−２０kPa以下、さらには−４０kPa以下が好ましい。又トッピング室１５内の内圧ｐ２（ゲージ圧）としては、特に＋２０kPa以上、さらには＋４０kPa以上が好ましい。

【0031】

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示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。

【実施例】

【0032】

本発明の効果を確認するため、図１に示す構造を有するトッピング装置１を用い、図６に示すように、複数枚（例えば３枚の）のプライ材料Ｐを形成した。実施例では、減圧手段による吸引圧ｐ１（ゲージ圧）は、−２０kPaである。比較例では、減圧しておらず、吸引圧ｐ１（ゲージ圧）は０kPaである。そして、最上層のプライ材料Ｐ１のコードＣが、他のプライ材料Ｐ２のコードＣと直交する向きで互いに重ね合わせて加硫接着し、テストピースを作成した。そして、最上層のプライ材料Ｐ１を剥離させるときの抗力（剥離抗力）を、以下のように測定した。

【0033】

最上層のプライ材料Ｐ１の剥離幅Ｗは２５ｍｍであり、剥離される長さＬは少なくとも１００ｍｍである。剥離幅Ｗが変化しないように、予め、プライ材料Ｐ１には、剥離方向に沿って切り込みが形成される。

【0034】

テストピースを剥離試験機（図示省略）に固定するとともに、プライ材料Ｐ１の一端部を、試験機のクランプ具を用いて引っ張ることにより、前記一端部から剥離させる。剥離速度は５０．０±２．５mm／分であり、２５ｍｍの幅Ｗに対する剥離力で比較している。

【0035】

【表1】

【0036】

表に示すように、実施例は、比較例に比して剥離抗力が高い（剥離し難い）ことが確認できる。これは比較例の場合、コードとゴムとの間に空隙部が生じて接着力が局部的に弱い部分が発生し、ここが起点となって、プライ材料Ｐ１が剥がれ易くなったと考えられる。なお剥離はコードとゴムとの間で発生している。

【符号の説明】

【0037】

１ トッピング装置
２ ゴム押出機
３ トッピングヘッド
４ 減圧手段
６ コード案内部材
１５ トッピング室
１６ コード案内孔
１９ ベント孔
２０ 連結部
２１ 合流流路部
Ｃ コード
Ｆ 通過方向
Ｇ ゴム
Ｐ プライ材料

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】