DE69515594T2

DE69515594T2 - Verfahren zum Herstellen von Bälgen zur Reifenformgebung

Info

Publication number: DE69515594T2
Application number: DE69515594T
Authority: DE
Inventors: Yoshie Itoh; Junichiro Kawasaki; Tsugio Nobata; Toshihiro Okada
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 1994-11-09
Filing date: 1995-11-07
Publication date: 2000-07-06
Anticipated expiration: 2015-11-08
Also published as: US5658512A; EP0711644A2; EP0711644B1; JPH08132441A; JP2807634B2; EP0711644A3; DE69515594D1

Description

Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Heizbalges zur Verwendung bei einem Reifenprozeß, bei dem ein Rohreifen unter Ausdehnung zu einer Torusform ausgebildet und vulkanisiert wird.
Im allgemeinen wird ein Rohreifen in einer Vulkanisiervorrichtung mit oberen und unteren Formelementen angeordnet und unter Ausdehnung zu einer Torusform ausgebildet. Danach wird der Rohreifen vulkanisiert, indem die Innen- und Außenflächen des Rohreifens erwärmt werden, um das Ganze zu erwärmen.
Insbesondere ist die Vulkanisiervorrichtung mit einem zentralen Mechanismus zum Unterstützen eines Rohreifens versehen. Die oberen und unteren Formelemente sind um den zentralen Mechanismus herum angeordnet, um den Rohreifen zu seiner festgelegten Form zu formen. Der zentrale Mechanismus umfaßt einen Heizbalg in der Form einer Gummitasche, um den Rohreifen zu einer Torusform auszudehnen.
Nachdem der Rohreifen auf dem zentralen Mechanismus der Vulkanisiervorrichtung montiert worden ist, wird er vulkanisiert. Bei dem Vulkanisierprozeß wird ein Vulkanisiermedium bei einer hohen Temperatur und einem hohen Druck in den Heizbalg eingeleitet, um den Rohreifen zu einer Torusform auszudehnen. Nach einer vorherbestimmten Zeit wird der ausgedehnte Rohreifen durch die oberen und unteren Formelemente begrenzt und in einer festgelegten Torusform gehalten. Nachdem die Vulkanisation des Rohreifens abgeschlossen ist, werden die oberen und unteren Form elemente getrennt, und der Heizbalg wird zusammengezogen, damit der vulkanisierte Reifen aus der Vulkanisiervorrichtung entfernt werden kann.
In der Vulkanisiervorrichtung steht der Heizbalg für eine lange Zeit unter Bedingungen einer hohen Temperatur und eines hohen Drucks in engem Kontakt mit der Innenumfangsfläche des Rohreifens. Dementsprechend gibt es eine Wahrscheinlichkeit, daß der Heizbalg an dem Reifen anhaftet. Dies wird es schwierig gestalten, den vulkanisierten Reifen aus dem Heizbalg der Vulkanisiervorrichtung zu entfernen.
Um dieses Problem zu lösen, ist kürzlich vorgeschlagen worden, eine Beschichtung aus einer Trennmittelschicht auf der Außenfläche des Heizbalges zu verwenden, um eine leichte Trennung zwischen dem Heizbalg und dem vulkanisierten Reifen sicherzustellen. Jedoch gibt es eine Wahrscheinlichkeit, daß Ölbestandteile aus dem Heizbalg heraus sickern oder schwitzen und sich zwischen der Außenfläche des Heizbalges und der Trennmittelschicht ausbreiten. Infolgedessen schält sich die Trennmittelschicht leicht von der Außenfläche des Heizbalges ab, und die Haltbarkeit des Heizbalges nimmt folglich ab.
Die Ölbestandteile, die bewirken, daß sich eine derartige Trennmittelschicht abschält, sind ein Weichmacher und Plastifiziermittel, wie Kastoröl, die dem rohen Kautschuk beim Knetprozeß der Heizbalgherstellung hinzugefügt worden sind. Um ein derartiges Abschälen zu verhindern, ist eine Vorgehensweise vorgeschlagen worden, die Menge eines Weichmachers und Plastifiziermittels beim Knetprozeß zu reduzieren. Jedoch steht die Menge des Weichmachers und Plastifiziermittels eng mit der Verarbeitbarkeit und der Fähigkeit der Formung des rohen Kautschukes in Verbindung. Dementsprechend ist das Ausmaß einer Verringerung des Weichmachers und Plastifiziermittels begrenzt. Daher ist diese Vorgehensweise nicht ausreichend durchführbar.
Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Heizbalges zu schaffen, das die im Stand der Technik liegenden Probleme überwindet.
Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Heizbalges zu schaffen, das in der Lage ist, ein Abschälen einer Trennmittelschicht zu unterdrücken, was eine erhöhte Haltbarkeit des Heizbalges sicherstellt.
Demgemäß ist die vorliegende Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung eines Heizbalges gerichtet, das die Schritte umfaßt, daß eine Masse aus rohem Kautschuk, die Ölbestandteile enthält, zu einer festgelegten Heizbalgform mittels einer Form geformt wird, der geformte Heizbalg in der Form vulkanisiert wird, der vulkanisierte Heizbalg aus der Form zu einer Heizeinheit transportiert wird, der vulkanisierte Heizbalg für eine festgelegte Zeitdauer in der beheizten Einheit erwärmt wird, und die Außenfläche des vulkanisierten und erwärmten Heizbalges mit einer Trennmittelschicht beschichtet wird.
Der Rohheizbalg kann vorzugsweise in einem umschlossenen Raum, der eine festgelegte hohe Temperatur aufweist, erwärmt werden. Außerdem kann er in dem umschlossenen Raum mit hoher Temperatur gedreht oder verlegt werden.
Der rohe Kautschuk für den Heizbalg kann ein Isobutylen-Isopren- Kautschuk sein, und das Trennmittel kann Silikonharz oder Fluorharz umfassen.
Bei dem Verfahren der Erfindung wird eine Masse aus rohem Kautschuk zu einem Rohheizbalg geformt und vulkanisiert, während er eng in einer Form gehalten wird. Der Rohheizbalg wird dann für eine festgelegte Zeit erwärmt, während die Außenfläche des Rohheizbalges nicht fest in der Form gehalten wird. Der Heizprozeß bewirkt, daß der Ölbestandteil aus der freien Außenfläche des Rohheizbalges heraus sickert oder schwitzt, wodurch der Ölbestandteil aus dem Rohheizbalg entfernt wird. Danach wird der Rohheizbalg, aus dem der Ölbestandteil entfernt worden ist, mit einer Trennmittelschicht beschichtet. Demgemäß kann dieses Heizbalgherstellungsverfahren die Wahrscheinlichkeit beseitigen, daß der Ölbestandteil aus dem Heizbalg heraus sickert, der in einer Reifenvulkanisierform eingesetzt ist und sich im Prozeß des Vulkanisierens eines Rohreifens befindet. Die Trennmittelschicht bleibt für eine lange Zeit auf der Außenfläche des Heizbalges, weil es keine Wahrscheinlichkeit gibt, daß, selbst unter der Bedingung der hohen Temperatur des Reifenvulkanisationsvorganges, ein Ölbestandteil aus dem Heizbalg heraus sickert. Somit kann dieses erfinderische Verfahren einen Heizbalg mit einer erhöhten Haltbarkeit oder Lebensdauer erzeugen.
Das Erwärmen des Rohheizbalges in einem umschlossenen Raum wird einen hohen Wärmewirkungsgrad sicherstellen, weil die zugeführte Wärmeenergie eingeschlossen ist. Ebenso wird das Drehen des Rohreifens in dem umschlossenen Raum mit hoher Temperatur ein gleichmäßiges Erwärmen des Rohheizbalges sicherstellen.
Außerdem erhöht die Verwendung des Isobutylen-Isopren-Kautschukes für den rohen Kautschuk und des Silikonharzes oder Fluorharzes für das Trennmittel die Trennungsleistung zwischen dem Heizbalg und dem Rohreifen in der Reifenvulkanisiervorrichtung.
Die obigen und weiteren Ziele, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden beim Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung und der Zeichnungen besser ersichtlich werden, in denen:
Fig. 1 ein Schaubild im Schnitt ist, das eine Vulkanisiereinheit zeigt, die bei dem Heizbalgherstellungsverfahren verwendet wird, das die vorliegende Erfindung ausführt, und
Fig. 2 ein Schaubild im Schnitt ist, das eine Heizeinheit zeigt, die bei dem Heizbalgherstellungsverfahren verwendet wird.
Die Heizbalgvulkanisiereinheit umfaßt ein oberes Formelement 4, ein unteres Formelement 6 und ein dazwischen angeordnetes Formelement 8. Der rohe Kautschuk wird in einem Hohlraum 10 angeordnet, der zwischen dem oberen Formelement 4 und dem dazwischen angeordneten Formelement 8 und zwischen dem unteren Formelement 6 und dem dazwischen angeordneten Formelement 8 festgelegt ist, um einen Heizbalg mit einer festgelegten Form zu bilden.
Insbesondere wird eine Masse aus rohem Kautschuk in der Vulkanisiereinheit 2 in einem Zustand angeordnet; in dem die Formelemente 4, 6 und 8 in ihre jeweiligen geöffneten Stellungen gesetzt sind. Danach werden die Formelemente 4, 6 und 8 in ihre jeweiligen geschlossenen Stellungen gesetzt, um dadurch pressend die Masse des rohen Kautschukes in dem gesamten Hohlraum 10 auszubreiten. Bei dieser Ausführungsform ist der rohe Kautschuk Isobutylen-Isopren-Kautschuk. Der rohe Kautschuk umfaßt ein Weichmacher- und Plastifiziermittel, um ihm ein festgelegtes Niveau an Viskosität oder Formungsfähigkeit zu verleihen.
Nachdem die Formelemente 4, 6 und 8 in die geschlossenen Stellungen gesetzt worden sind, füllt Dampf die inneren hohlen Abschnitte 12, 14 und 16, die in den Formelementen 4, 6 bzw. 8 ausgebildet sind, so daß die Formelemente 4, 6 und 8 durch den Dampf in den jeweiligen hohlen Abschnitten 12, 14 und 16 erwärmt werden. Folglich wird der in dem Hohlraum 10 angeordnete, rohe Kautschuk zu einem Heizbalg B mit einer festgelegten Form ausgebildet und vulkanisiert.
Anschließend wird der Heizbalg B aus den Formelementen der Vulkanisiereinheit 2 herausgenommen und zu einer Heizeinheit 18 transportiert. Die Heizeinheit 18 weist einen umschlossenen Raum auf, in den ein geeignetes Heizmedium eingeleitet wird. Der umschlossene Raum der Heizeinheit 18 wird auf einer hohen Temperatur, beispielsweise ungefähr 180ºC, gehalten. Der umschlossene Raum wird dazu verwendet, die zugeführte Wärmeenergie an ihrer Stelle zu halten. Der Heizbalg B wird für eine festgelegte Zeitdauer auf einem Drehtisch 20 angeordnet, der in dem umschlossenen Raum der Heizeinheit 18 vorgesehen ist. Der Drehtisch 20 wird gedreht, um den Heizbalg B gleichmäßig zu erwärmen.
Bei Abschluß der Erwärmungsstufe wird der Heizbalg B zu einer Trocknungseinheit transportiert, bei der der Heizbalg B getrocknet wird. Da nach wird der Heizbalg B mit einer Trennmittelschicht über eine Außenfläche des Heizbalges B in einer Beschichtungseinheit beschichtet. Insbesondere umfaßt das Trennmittel ein Silikonharz oder Fluorharz und wird auf die Außenfläche des Heizbalges B aufgebracht, die in engen Kontakt mit einer Innenumfangsfläche des Rohreifens gebracht werden soll. Auf diese Weise wird ein Heizbalg B erzeugt.
Wie es oben erwähnt ist, wird der Heizbalg B erhalten, indem ein vulkanisierter und geformter Gummigegenstand für die festgelegte Zeit in dem umschlossenen Raum erwärmt wird und er danach mit einer Trennmittelschicht beschichtet wird. Im Vergleich mit Heizbälgen, die durch das herkömmliche Verfahren hergestellt werden, ist der Heizbalg B dadurch vorteilhaft, daß ein Abschälen der Trennmittelschicht nicht so leicht auftritt und er somit eine erhöhte Haltbarkeit aufweist.
Insbesondere haben Heizbälge, die durch das herkömmliche Verfahren hergestellt werden, die Nachteile, daß während des Vulkanisierens des Rohreifens Ölbestandteile, wie ein Weichmacher und Plastifiziermittel, aus dem Heizbalg heraus sickern und sich zwischen der Außenfläche des Heizbalges und der Trennmittelschicht ausbreiten, was zu einem Abschälen der Trennmittelschicht von dem Heizbalg führt. Bei dieser Ausführungsform wird jedoch der vulkanisierte Gegenstand in einem umschlossenen Raum erwärmt, bevor er auf seiner Außenfläche mit der Trennmittelschicht beschichtet wird. Folglich werden Ölbestandteile, wie ein Weichmacher und Plastifiziermittel, aus den vulkanisierten Gegenständen in der Heizeinheit heraussickern gelassen und von der Außenfläche des Heizbalges verdampfen gelassen und entfernt. Dementsprechend ist es unwahrscheinlich, daß sich bei dem Heizbalg, der bei dieser Ausführungsform hergestellt wird, Ölbestandteile bei dem Vulkanisiervorgang des Rohreifens zwischen der Außenfläche des Heizbalges und der Trennmittelschicht ausbreiten. Dementsprechend kann verhindert werden, daß sich die Trennmittelschicht von der Außenfläche des Heizbalges abschält. Somit weist der Heizbalg, der durch die vorliegende Erfindung hergestellt wird, eine erhöhte Haltbarkeit auf. Diese vorteilhafte Wirkung kann klar aus den experimentellen Daten gesehen werden, auf die später Bezug genommen wird.
Bei dieser Ausführungsform werden ferner die Ölbestandteile des Heizbalges B nach dem Formen des Heizbalges in der Vulkanisiereinheit entfernt. Deshalb wird das Entfernen der Ölbestandteile eines Weichmachers und Plastifiziermittels nicht die Verarbeitbarkeit und die Formungsfähigkeit des rohen Kautschuks verringern, die notwendig ist, um den rohen Kautschuk zu der festgelegten Heizbalgform zu formen.
Tabelle 1 zeigt Vergleiche zwischen Heizbälgen, die durch das herkömmliche Verfahren hergestellt wurden, und Heizbälgen, die durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt wurden. Tabelle 1 weist die folgenden Gegenstände einer Messung auf: Vulkanisationszeit der Formung eines Heizbalges, Erwärmungszeit der Erwärmung eines geformten Heizbalges, herausgezogene Menge von durch Azeton herausgezogenen Ölbestandteilen und Haltbarkeit eines Heizbalges. Die Heizbälge I und II wurden durch das herkömmliche Verfahren hergestellt, während die Heizbälge III und IV durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt wurden.
Die jeweiligen herausgezogenen Mengen und Haltbarkeiten der Heizbälge II bis IV sind als relative Werte zu denjenigen des Heizbalges I dargestellt, dem ein Referenzwert von 100 gegeben wurde. Die herausgezogenen Mengen wurden erhalten, indem jeder Heizbalg für eine festgelegte Zeit in eine Lösung eingetaucht wurde, die hauptsächlich aus Azeton bestand, und eine Menge von Ölbestandteilen gemessen wurde, die aus dem in die Lösung eingetauchten Heizbalg herausgezogen wurde. Tabelle 1
Wie aus Tabelle 1 klar gesehen werden kann, zeigen die erfinderischen Heizbälge III und IV, die zwischen der Beschichtung einer Trennmittelschicht und der Formung und dem Vulkanisieren erwärmt wurden, eine extrem verringerte herausgezogene Menge von Ölbestandteilen im Vergleich mit den herkömmlichen Heizbälgen I und II, die zwischen dem Beschichten einer Trennmittelschicht und dem Formen und der Vulkanisation nicht erwärmt wurden. Dies zeigt deutlich, daß die Wärmebehandlung vor der Trennmittelbeschichtung nach dem Formen und Vulkanisieren effektiv Ölbestandteile aus dem geformten und vulkanisierten Heizbalg entfernt. Ferner weisen die erfinderischen Heizbälge III und IV eine größere Haltbarkeit als die herkömmlichen Heizbälge I und II auf, auf die keine Wärmebehandlung vor der Trennmittelbeschichtung angewandt wurde.
Obwohl die vorliegende Erfindung vollständig beispielhaft anhand der begleitenden Zeichnungen beschrieben worden ist, ist zu verstehen, daß Fachleuten verschiedene Änderungen und Modifikationen offensichtlich sein werden. Wenn derartige Änderungen und Modifikationen nicht vom Schutzbereich der Erfindung abweichen, sollen sie deshalb als in diesem eingeschlossen ausgelegt werden.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen eines Heizbalges (B) mit den Schritten, daß eine Masse aus rohem Kautschuk, der Ölbestandteile enthält, mittels einer Form zu einer festgelegten Heizbalgform geformt wird, der geformte Heizbalg in der Form vulkanisiert wird, der vulkanisierte Heizbalg aus der Form zu einer Heizeinheit transportiert wird, der vulkanisierte Heizbalg für eine festgelegte Zeitdauer in der beheizten Einheit erwärmt wird, und die Außenfläche des vulkanisierten und erwärmten Heizbalges mit einer Trennmittelschicht beschichtet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Erwärmen des vulkanisierten Heizbalges in einem umschlossenen Raum ausgeführt wird, der eine festgelegte Temperatur aufweist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der vulkanisierte Heizbalg in dem umschlossenen Raum gedreht wird, während er erwärmt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der rohe Kautschuk Isobutylen-Isopren-Kautschuk ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennmittel Silikonharz umfaßt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Trennmittel Fluorharz umfaßt.