CN109263096A - 轮胎硫化成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及充气轮胎的硫化成型方法。提供一种使得橡胶容易在模具内部流动的轮胎硫化成型方法。所述轮胎硫化成型方法的特征在于，包括：对模具进行预热的工序，其中，该模具用于对轮胎进行成型；将生胎插入于预热后的所述模具内部并使所述模具闭合的工序；在所述模具闭合后的规定时间内，对所述生胎进行预加热而不开始对配置于所述生胎内侧的气袋内部进行加压的工序；以及在所述预加热之后开始对所述气袋内部进行加压，从而利用所述气袋对所述生胎进行加压而将所述生胎朝向所述模具内表面按压的工序。

Description

轮胎硫化成型方法

本申请以日本专利申请2017－139341(申请日为2017年7月18日)为基础而主张该申请的优先权。通过参照日本专利申请2017－139341而将日本专利申请2017－139341的全部内容并入本申请中。

技术领域

本发明涉及一种充气轮胎的硫化成型方法。

背景技术

在充气轮胎的硫化成型中，在将生胎插入于模具内部并使模具闭合之后，使配置在生胎内侧的气袋(bladder)膨胀，利用膨胀后的气袋而将生胎按压于模具内表面，并以规定时间维持该状态而对生胎进行加热及加压。

以往，作为常识而已知：为了缩短硫化成型工序的时间，在将生胎插入于模具内部并使模具闭合之后，立即开始对气袋内部进行加压。另外，一般认为：如日本特开2017－42996号公报所记载的那样，在短时间内使气袋膨胀是优选方式。

另外，如日本特开2010－42557号公报所记载的那样，为了缩短硫化成型工序的时间，在将生胎插入之前，还预先对模具进行预热。

发明内容

不过，以往存在下述不良情况：在硫化成型后的充气轮胎的胎面部产生缺损、裂纹等缺陷。根据本发明的发明人的研究结果可知：在基于工厂内气温较低等理由而将生胎保持为低温的情况下，生胎的橡胶在模具内部难以软化，以致橡胶不会流动到模具内表面侧的微细部，显然这一点构成胎面部的缺陷的原因。

因此，本发明的课题在于提供一种轮胎硫化成型方法，该轮胎硫化成型方法使得橡胶容易流动到模具内表面侧的微细部。

本实施方式的轮胎硫化成型方法的特征在于，包括如下工序：对模具进行预热的工序，其中，该模具用于对轮胎进行成型；将生胎插入于预热后的所述模具内部并使所述模具闭合的工序；在所述模具闭合后的规定时间内，对所述生胎进行预加热而不开始对配置于所述生胎内侧的气袋内部进行加压的工序；以及在所述预加热之后开始对所述气袋内部进行加压，从而利用所述气袋对所述生胎进行加压而将所述生胎朝向所述模具内表面按压的工序。

根据本实施方式的轮胎硫化成型方法，通过预加热，使生胎的橡胶变为高温而软化，然后，将生胎向模具的内表面按压，由此，使得生胎的橡胶容易流动到模具内表面侧的微细部。

附图说明

图1是实施方式的充气轮胎1的宽度方向剖视图。

图2是模具11闭合时的轮胎硫化成型装置10的半剖剖视图。

图3是与轮胎硫化成型装置10的控制部40相关的框图。

图4是硫化成型工序的流程图。

图5是表示硫化成型工序中的模具11的动作的示意图。图5(a)是生胎70插入于模具11且被气袋51保持时的示意图，图5(b)是上侧的胎圈环16、上侧的胎侧板14等下降到硫化成型时的位置时的示意图，图5(c)是模具11闭合时的示意图，图5(d)是气袋51膨胀时的示意图。

具体实施方式

首先，对利用本实施方式的制造方法而制造的充气轮胎1的一例进行说明。

如图1举例所示，在轮胎宽度方向两侧设置有胎圈部2。胎圈部2包括：胎圈芯，其卷绕成圆形且由钢丝构成；橡胶制的胎圈外护胶(bead filler)，其设置于胎圈芯的径向外侧。在轮胎宽度方向两侧的胎圈部2架设有胎体帘布5。胎体帘布5是：由橡胶将在与轮胎周向正交的方向上排列的多根帘布帘线覆盖的片状的部件。胎体帘布5在轮胎宽度方向两侧的胎圈部2之间形成充气轮胎1的骨架形状，而且，胎体帘布5通过在胎圈部2的周围从轮胎宽度方向内侧朝向外侧折返而对胎圈部2进行包裹。在胎体帘布5的内侧粘贴有：由空气透过性较低的橡胶构成的片状的内衬6。

在胎体帘布5的轮胎径向外侧设置有1个或多个带束7，在带束7的轮胎径向外侧设置有带束加强层8。带束7是：由橡胶将钢制的多根帘线覆盖而成的部件。带束加强层8是：由橡胶将有机纤维制的多根帘线覆盖而成的部件。在带束加强层8的轮胎径向外侧设置有：具有接地面的胎面部3。胎面部3形成有：沿轮胎周向延伸的主沟3a、宽度小于主沟3a的宽度的细浅沟3b(作为典型例，为刀槽花纹)等沟。另外，在胎体帘布5的轮胎宽度方向两侧设置有胎侧部4。除了上述这些部件之外，根据充气轮胎1的功能方面的需要，还设置有带束下衬垫或胎圈包布等部件。

下面，对本实施方式的轮胎硫化成型方法中所使用的轮胎硫化成型装置10的一个例子进行说明。

图2所示的轮胎硫化成型装置10具备：由多个成型部件构成的模具11。作为构成模具11的多个成型部件，设置有：从上方观察时排列成圆形的多个扇形件12(sector)；在多个扇形件12的内径侧配置的上下一对胎侧板14；以及分别固定于上下侧的胎侧板14的内径侧的上下一对胎圈环16。多个扇形件12的内径侧的面具有：对充气轮胎1的胎面部3进行成型的成型面。在对胎面部3进行成型的成型面形成有：形成主沟3a的主沟用凸部12a；以及形成细浅沟3b的细浅沟用凸部(未图示)等凸部。上侧的胎侧板14的下表面以及下侧的胎侧板14的上表面具有：对充气轮胎1的胎侧部4进行成型的成型面。上侧的胎圈环16的下表面以及下侧的胎圈环16的上表面具有：对充气轮胎1的胎圈部2的附近进行成型的成型面。

该模具11被保持于模壳20。模壳20具备：扇形体(segment)22，其固定于扇形件12的外径侧；套环24，其设置于扇形体22的外径侧；上侧模壳板26，其固定于上侧的胎侧板14的上表面；以及下侧模壳板28，其固定于下侧的胎侧板14的下表面。

针对1个扇形件12而设置有1个扇形体22。在扇形体22与上侧模壳板26之间设置有上侧滑动装置27，在扇形体22与下侧模壳板28之间设置有下侧滑动装置29。据此，扇形体22以及扇形件12能够在上侧模壳板26与下侧模壳板28之间沿模具11的径向移动。

扇形体22能够与下侧模壳板28分离，但不能与上侧模壳板26分离。由此，如后所述，若上侧模壳板26上升，则扇形体22与下侧模壳板28分离，并与上侧模壳板26一体地上升。扇形体22的外径面以上侧为小径且下侧为大径的方式而倾斜。

套环24是圆筒状的部件，其能够借助在模壳20的上方设置的第1升降装置42而进行升降。套环24的内径面以上侧为小径且下侧为大径的方式而倾斜。

套环24的内径面和扇形体22的外径面形成为相同的倾斜角，借助燕尾槽式的引导结构等而能够以互不分离的方式而滑动。根据该构造，当扇形体22由上侧模壳板26和下侧模壳板28夹持而无法上下移动时，若套环24下降，则套环24的内径面将扇形体22朝向内径侧按压，扇形体22以及扇形件12朝向内径侧移动。相反，若套环24上升，则扇形体22以及扇形件12朝向外径侧移动。若扇形件12朝向外径侧移动，则相邻的扇形件12彼此的间隔扩张，若扇形件12朝向内径侧移动，则相邻的扇形件12彼此最终会接触。

在上侧模壳板26的上方固定有上方压板30，在下侧模壳板28的下方固定有下方压板32。如后所述，上方压板30以及下方压板32作为对模具11进行加热的加热装置而发挥作用。

在上方压板30的上表面安装有第2升降装置44。若第2升降装置44运转，则上方压板30、上侧模壳板26、上侧的胎侧板14、上侧的胎圈环16、扇形体22以及扇形件12一体地上升或者下降。

第2升降装置44运转而使得上方压板30等上升，而且，上述第1升降装置42运转而使得套环24上升，由此使得扇形件12彼此的间隔扩张，该状态为模具11的打开状态(参照图5(a))。另一方面，如图2所示，第2升降装置44运转而使得上方压板30等下降到可动范围的最下方位置，而且，第1升降装置42运转而使得套环24下降，由此使得相邻的扇形件12彼此接触，该状态为模具11的闭合状态。各部件的硫化成型时的位置为模具11闭合时的位置。

如图2所示，在模具11的内径侧设置有：包括能够膨胀及收缩的气袋51的气袋单元50。气袋单元50具备：中空圆筒状的支承筒52，其设置于下侧模壳板28以及下方压板32的内径侧；以及中央轴53，其插入于支承筒52的内侧、且其上部比支承筒52更向上方突出。支承筒52的中心轴以及中央轴53的中心轴与模具11的中心轴同轴配置。中央轴53能够上下移动，在其上部固定有上方夹具55。另外，在支承筒52固定有下方夹具56。当模具11打开时，与闭合时相比，中央轴53朝向上方更高地突出，上方夹具55的位置变得更高。

气袋51由在上下侧分别开口的橡胶膜形成，在闭合状态下的模具11的内部，气袋51形成为：接近充气轮胎的形状、且在内径侧开口的形状。上方夹具55对气袋51的上侧的开口端进行保持，下方夹具56对气袋51的下侧的开口端进行保持。

在支承筒52设置有流路62，加热后的流体在该流路62中流动。从处于模具11外部的加压流体供给装置60(参照图3)供给加热后的流体。流路62在上方夹具55与下方夹具56之间的场所开口。由此，从加压流体供给装置60供给的加热后的流体通过流路62而流入到气袋51的内部，从而使得气袋51膨胀。作为从加压流体供给装置60供给的流体，例如，可以采用蒸气、温水或者惰性气体。气袋51作为下述的加压装置而发挥作用，该加压装置通过在生胎70内侧膨胀而对生胎70施加压力，由此将该生胎70朝向模具11的内表面按压。另外，气袋51因加热后的流体而变为高温，因此，气袋51还作为对生胎70进行加热的加热装置而发挥作用。加压流体供给装置60还具有：使气袋51的内部的流体从流路62通过而排出的功能。

另外，如上所述，上方压板30以及下方压板32作为下述的加热装置而发挥作用，即，该加热装置通过对模具11进行加热而将生胎70加热。具体而言，在上方压板30的内部设置有流路31，另外，在下方压板32的内部也设置有流路33。从加热流体供给装置34(参照图3)供给的加热后的流体在流路31、33中流动。作为从加热流体供给装置34供给的流体，例如，可以采用机油、温水、或者蒸气。从加热流体供给装置34供给的加热后的流体在流路31、33中流动，由此对上方压板30以及下方压板32进行加热。若上方压板30以及下方压板32被加热，则由该热将模具11加热。另外，电加热器等其他加热单元可以代替流路31、33而设置于上方压板30以及下方压板32。

如图3所示，轮胎硫化成型装置10具备控制部40。控制部40与第1升降装置42、第2升降装置44、加热流体供给装置34、以及加压流体供给装置60等电连接，并对这些部件进行控制。另外，控制部40还与对模具11的温度进行测定的温度计18电连接，可以基于温度计18的测定结果而对加热流体供给装置34以及加压流体供给装置60进行控制。

轮胎硫化成型装置10可以具备能够对插入于模具11内部的生胎70与模具11的内表面之间的空气进行吸引并排出的机构，也可以不具备这种机构。

下面，对充气轮胎1的制造方法的一个例子进行说明。

首先，使内衬6、胎体帘布5等层叠于圆筒形的滚筒上而形成圆筒形的层叠体。接下来，将胎圈部2安装于该层叠体的轴向两侧。接下来，进行所谓的定型(shaping)，即，使上述层叠体中的2个胎圈部2之间的部分朝向外径方向膨胀。在定型的同时，还进行所谓的反包(turn up)，即，使上述层叠体的轴向两侧的部分在胎圈部2的周围折返，由此利用层叠体而对胎圈部2进行包裹。这样制成的是生胎体(green case)。

另一方面，在其他场所，使带束7、带束加强层8、以及最终成为胎面部3的胎面胶层叠于圆筒形的滚筒上，由此形成圆筒形的胎面体。

而且，将胎面体粘贴于上述生胎体的外径侧，另外，将最终成为胎侧部4的胎侧胶粘贴于生胎体的轴向两侧，由此制成生胎70。另外，在以下说明中，所谓生胎70的胎圈部是指：在硫化成型之后成为胎圈部2的部分的附近的、未被胎侧胶覆盖的部分。

通常情况下，在制成生胎70之后，直至对该生胎70进行硫化成型为止，会经过一定程度的时间。若正值冬季，则随着时间的经过，生胎70的温度例如变为20℃以下。

接下来，利用上述轮胎硫化成型装置10对生胎70进行硫化成型。基于图4及图5对硫化成型工序进行说明。

首先，若硫化成型工序开始(图4中的S1)，则控制部40使加热后的流体从加热流体供给装置34向流路31、33流动而对上方压板30以及下方压板32进行加热，由此开始对模具11进行预热(S2)。

若模具11达到规定温度(S3中的Yes)，则作业人员等使第1升降装置42以及第2升降装置44运转而将模具11打开(S4)。在此，因预热而达到的模具11的所述规定温度优选为120℃以上200℃以下。控制部40以直至硫化成型工序结束为止而将模具11的温度维持为该规定温度的方式进行控制。

在模具11打开之后，将生胎70插入于模具11的内部(S5)。此时，生胎70的下侧的胎圈部被支承于下侧的胎圈环16(图5(a))。另外，若生胎70插入于模具11，则控制部40使气袋51稍微膨胀，由此利用气袋51对生胎70进行保持(图5(a))。此时，生胎70的上侧的胎圈部被支承于气袋51的上方夹具55附近的部分。

接下来，控制部40执行如下动作：使第1升降装置42以及第2升降装置44运转而使模具11闭合。首先，控制部40使第1升降装置42以及第2升降装置44运转，由此使得上方压板30、上侧模壳板26、上侧的胎侧板14、上侧的胎圈环16、套环24、扇形体22、以及扇形件12下降(图5(b))。在该下降中途，上侧的胎圈环16与生胎70的上侧的胎圈部接触，在接触之后，上侧的胎圈环16、生胎70的上侧的胎圈部、以及上方夹具55一体地下降到硫化成型时的位置。

在上方压板30、上侧模壳板26、上侧的胎侧板14、以及上侧的胎圈环16下降到硫化成型时的位置之后(图5(b))，控制部40使第1升降装置42持续运转而使套环24下降，由此使得扇形件12移动到硫化成型时的位置(图5(c))。这样，在各部件最终全部都移动到硫化成型时的位置之后使模具11闭合(S6)。

若控制部40使模具11闭合，则开始进行生胎70的预加热。在控制部40使得模具11闭合之后，将生胎70保持于模具11的内部而不开始对气袋51内部进行加压，由此进行预加热。在预加热的过程中，即，在从使模具11闭合时起直至如后所述那样开始对气袋51的内部进行加压为止的期间内，生胎70的胎面胶的至少一部分从模具11的内表面脱离。通常情况下，在预加热的过程中，上下的胎圈部和胎侧胶的胎圈部侧的部分与模具11的内表面接触，胎面胶的胎肩部(比成为主沟3a的部分更靠轮胎宽度方向外侧的部分)和胎侧胶的胎面胶侧的部分从模具11的内表面脱离(图5(c))。另外，通常情况下，在预加热的过程中，胎面胶并未与模具11的扇形件12的细浅沟用凸部(未图示)接触，但有时与扇形件12的主沟用凸部12a接触。如上所述，优选预加热过程中的模具11的温度为120℃以上200℃以下。

从模具11闭合时开始，在规定时间内进行生胎70的预加热。该预加热的规定时间优选为20秒以上120秒以下，但是，在要缩短硫化成型工序的时间的情况下，也可以为20秒以上40秒以下。

当经过了预加热的所述规定时间时(S7中的Yes)，控制部40结束对生胎70的预加热并开始对气袋51的内部进行加压(S8)。控制部40使流体从加压流体供给装置60朝向气袋51的内部供给而进行该加压。通过该加压而使得气袋51进一步膨胀。其结果，生胎70的包含胎面胶的表面在内的所有外表面均由气袋51向模具11的内表面按压，由此对生胎70进行加压(图5(d))。另外，由于向气袋51的内部供给的流体为高温，因此，不仅从模具11侧对生胎70进行加热，还从气袋51侧对生胎70进行加热。向气袋51的内部供给的流体的温度例如为120℃以上200℃以下。这样，通过对生胎70进行加压及加热而进行硫化成型。另外，在硫化成型中，气袋51的内部的压力可以始终恒定，但也可以在中途发生变化。

在上述预加热结束且开始对气袋51的内部进行加压时开始进行硫化成型，并且，在持续规定时间而进行加压及加热之后，如后所述那样在气袋51完全收缩时结束硫化成型。该硫化成型的规定时间例如为30分以上70分以下。

当经过了硫化成型的所述规定时间时(S9中的Yes)，控制部40开始将流体从气袋51的内部排出，由此使得气袋51开始收缩(S10)。在气袋51完全收缩之后，控制部40使第1升降装置42以及第2升降装置44运转而将模具11打开(S11)。而且，将充气轮胎1从打开的模具11取出(S12)，由此结束硫化成型工序(S13)。

然后，进行将在充气轮胎1的表面形成的无用的橡胶的突起清除等的精加工。由此制成充气轮胎1。

另外，在硫化成型工序结束时，模具11达到上述预热的规定温度。由此，在针对多个生胎70连续地进行硫化成型的情况下，对第2个生胎以后的生胎的硫化成型中可以省略模具11的预热。

下面，对实施方式的效果进行说明。

根据本实施方式的硫化成型方法，如上所述，在使模具11闭合之后的规定时间内，控制部40对生胎70进行预加热而不开始对气袋51的内部进行加压。由此，在将生胎70按压于模具11的内表面之前，能够使生胎70达到高温，从而能够使生胎70的橡胶软化而变得容易流动。而且，当生胎70的橡胶软化而变得容易流动之后，对气袋51的内部进行加压而将生胎70按压于模具11的内表面，因此，生胎70的橡胶能够流动到模具11的内表面侧的微细部。其结果，充气轮胎1难以产生缺陷。

在此，由于模具11的内表面中的细浅沟用凸部及其附近的部分的形状特别细小，因此，根据以往的硫化成型方法，橡胶难以流动到其微细部，从而胎面部3容易产生缺陷。然而，根据本实施方式的硫化成型方法，胎面胶的至少一部分(例如，形成有细浅沟3b的部分及其附近部分)在预加热的过程中从模具11的内表面脱离，在通过预加热充分进行加热而使其变得容易流动之后，将其按压于模具11的内表面。由此，使得橡胶流动到模具11的内表面侧的微细部，从而胎面部3难以产生缺陷。

另外，根据本实施方式的硫化成型方法，即使插入于模具11内部之前的生胎70例如为20℃以下的低温，也在将其按压于模具11内表面之前通过预加热而充分进行加热，因此，充气轮胎1难以产生缺陷。

另外，在轮胎硫化成型装置10不具备能够对插入于模具11的内部的生胎70与模具11的内表面之间的空气进行吸引并排出的机构的情况下，根据以往的硫化成型方法，容易产生缺陷。然而，根据本实施方式的硫化成型方法，轮胎硫化成型装置10即便不具备这种机构，也难以产生缺陷。

为了确认本实施方式的效果，利用表1所示的比较例以及实施例的方法而进行了硫化成型。根据比较例的方法，在生胎插入于模具且使得模具闭合之后，立即对气袋内部进行加压而不进行预加热。另一方面，根据实施例的方法，在生胎插入于模具且使得模具闭合之后，进行预加热，在预加热之后再对气袋内部进行加压。除了有无预加热之外的流程以及各种条件(模具的温度、气袋的内压等)在比较例和实施例中均相同。

评价人员对比较例和实施例的各自的硫化成型后的胎面部进行了目视观察，判定其处于如下哪一水平：缺陷较大且若不改变各种条件则无法继续生产的水平；还是不存在缺陷或者缺陷较小且即使不改变各种条件也能够继续生产的水平。其结果，如表1所示，对于比较例的方法，判定为无法继续生产的水平，然而，对于实施例的方法，判定为能够继续生产的水平。

【表1】

	比较例	实施例
			有无预加热	无	有
预加热时间	-	30秒
			可否继续生产	不可	可以

以上实施方式只不过是示例而已，本发明的范围并不限定于此。针对以上实施方式，可以在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变更、置换、省略等。

Claims (10)

1.一种轮胎硫化成型方法，其特征在于，包括：

对模具进行预热的工序，其中，该模具用于对轮胎进行成型；

将生胎插入于预热后的所述模具内部并使所述模具闭合的工序；

在所述模具闭合后的规定时间内，对所述生胎进行预加热而不开始对配置于所述生胎内侧的气袋内部进行加压的工序；以及

在所述预加热之后开始对所述气袋内部进行加压，从而利用所述气袋对所述生胎进行加压而将所述生胎朝向所述模具内表面按压的工序。

2.根据权利要求1所述的轮胎硫化成型方法，其特征在于，

所述模具的预热温度为120℃以上200℃以下。

3.根据权利要求2所述的轮胎硫化成型方法，其特征在于，

在所述模具达到所述预热温度之后，将生胎插入于所述模具的内部。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的轮胎硫化成型方法，其特征在于，

在将生胎插入于所述预热后的所述模具的内部并使所述模具闭合的工序中，当所述生胎插入于预热后的所述模具的内部时，所述气袋稍微膨胀，所述气袋对所述生胎进行保持，然后使所述模具闭合。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的轮胎硫化成型方法，其特征在于，

所述预加热中的所述模具的温度为120℃以上200℃以下。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的轮胎硫化成型方法，其特征在于，

所述预加热的时间为20秒以上120秒以下。

7.根据权利要求1至3中任一项所述的轮胎硫化成型方法，其特征在于，

在所述预加热的期间，所述生胎的胎面胶的至少一部分从模具的内表面脱离。

8.根据权利要求5所述的轮胎硫化成型方法，其特征在于，

在所述预加热的期间，所述生胎的胎面胶的至少一部分从模具的内表面脱离。

9.根据权利要求6所述的轮胎硫化成型方法，其特征在于，

在所述预加热的期间，所述生胎的胎面胶的至少一部分从模具的内表面脱离。

10.根据权利要求1至3中任一项所述的轮胎硫化成型方法，其特征在于，

在插入于所述模具的内部之前，将所述生胎保持为20℃以下。