JP2007044916A - 空気入りタイヤの加硫方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 タイヤケーシング部の局部的な過加硫を防止してタイヤの耐久性を向上することを可能にした空気入りタイヤの加硫方法を提供する。
【解決手段】 未加硫タイヤを金型内に入れ、該未加硫タイヤの内側でブラダー６を膨張させ、該未加硫タイヤを金型の内面に押圧しながら加硫する空気入りタイヤの加硫方法において、加硫中のタイヤクラウン部の厚さ方向の各位置（測定点Ｃ１〜Ｃ４）での最高到達温度の最大値と最小値との差を１０℃以下とし、かつタイヤクラウン部の厚さ方向の各位置での等価加硫度の最大値と最小値との比を１．６以下にする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、空気入りタイヤの加硫方法に関し、更に詳しくは、タイヤケーシング部の局部的な過加硫を防止してタイヤの耐久性を向上することを可能にした空気入りタイヤの加硫方法に関する。

近年、タイヤの耐発熱性の向上や転がり抵抗の低減を図るために低温度での加硫が提案されており、そのために金型の熱源の設定温度を下げることが行われている。しかしながら、低温度加硫では従来に比べて加硫時間が延びるため、インナーライナー層やカーカス層を含むタイヤケーシング部が他の部分に比べて過加硫状態となり、タイヤ全体として加硫度が不均一になり、その結果として、空気入りタイヤの耐久性が低下するという問題がある。

一方、空気入りタイヤの走行性能を向上するための手法として、加硫温度を適正化することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この手法は、タイヤ内部に導入する加熱媒体の温度を金型がタイヤに当接する部分の温度よりも低くしつつ加硫時間を長くすることにより、カーカス層の弾性率を高くして操縦安定性を改善するものである。しかしながら、この手法では耐久性を改善する効果はあまり期待できない。
特開平７−３２９０６４号公報

本発明の目的は、タイヤケーシング部の局部的な過加硫を防止してタイヤの耐久性を向上することを可能にした空気入りタイヤの加硫方法を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤの加硫方法は、未加硫タイヤを金型内に入れ、該未加硫タイヤの内側でブラダーを膨張させ、該未加硫タイヤを前記金型の内面に押圧しながら加硫する空気入りタイヤの加硫方法において、加硫中のタイヤクラウン部の厚さ方向の各位置での最高到達温度の最大値と最小値との差を１０℃以下とし、かつタイヤクラウン部の厚さ方向の各位置での等価加硫度の最大値と最小値との比を１．６以下にすることを特徴とするものである。

本発明では、最高到達温度にて規定される温度分布及び等価加硫度にて規定される加硫度分布を指標としてタイヤクラウン部の厚さ方向の加硫度を均一化するので、タイヤケーシング部の局部的な過加硫を防止してタイヤの耐久性を向上することが可能になる。

本発明では、最高到達温度にて規定される温度分布及び等価加硫度にて規定される加硫度分布を達成するための加硫条件として、未加硫タイヤを金型内に入れた後、ブラダー内に圧力１．０ＭＰａ〜１．２ＭＰａの蒸気を導入し、更に、温度２５℃〜３５℃、圧力２．０ＭＰａ〜２．５ＭＰａの窒素ガスを導入し、タイヤクラウン部に対応する位置で金型を加熱する第１熱源とタイヤサイド部に対応する位置で金型を加熱する第２熱源の設定温度をそれぞれ１４５℃〜１６５℃とし、加硫時間を３０分〜４５分として、未加硫タイヤを加硫することが好ましい。特に、第１熱源と第２熱源の設定温度の差は５℃以下にすることが好ましい。

以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は本発明の空気入りタイヤの加硫方法を実施するための加硫装置の一例を示すものである。図１において、１はタイヤＴのビード部を成形するためのビードリング、２はタイヤＴのサイド部を成形するためのサイドプレート、３はタイヤＴのクラウン部を成形するためのセクターである。これらビードリング１、サイドプレート２及びセクター３が金型を構成している。タイヤＴのクラウン部に対応する位置にはセクター３を加熱するためのジャケット４（第１熱源）が配設され、タイヤＴのサイド部に対応する位置にはサイドプレート２を加熱するためのプラテン５（第２熱源）が配設されている。タイヤＴの内側にはブラダー６が挿入される。このブラダー６は加圧加熱媒体の充填に伴って膨張し、タイヤＴを金型内面に押圧する。加圧加熱媒体としては、蒸気と窒素ガスとを組み合わせて用いたり、蒸気と温水とを組み合わせて用いたり、或いは、温水を単独で用いることも可能である。

上述のような加硫装置を用いた空気入りタイヤの加硫方法において、未加硫タイヤを金型内に入れ、該未加硫タイヤの内側でブラダー６を膨張させ、該未加硫タイヤを金型の内面に押圧しながら加硫するにあたって、加硫中のタイヤクラウン部の厚さ方向の各位置での最高到達温度の最大値と最小値との差を１０℃以下とし、かつタイヤクラウン部の厚さ方向の各位置での等価加硫度の最大値と最小値との比を１．６以下にする。

例えば、図１に示すように、タイヤクラウン部の中央領域に厚さ方向の位置が異なる測定点Ｃ１〜Ｃ４を設定したとき、これら測定点Ｃ１〜Ｃ４における加硫中の最高到達温度の最大値と最小値との差及び等価加硫度の最大値と最小値との比を上記の如く規定する。同様に、タイヤクラウン部のショルダー領域に厚さ方向の位置が異なる測定点Ｓ１〜Ｓ４を設定したとき、これら測定点Ｓ１〜Ｓ４における加硫中の最高到達温度の最大値と最小値との差及び等価加硫度の最大値と最小値との比を上記の如く規定する。

等価加硫度は、実際の加硫温度をＴ（℃）とし、該加硫温度Ｔでの加硫時間をｔ（分）とし、任意の基準温度をＴ₀ （℃）とし、該基準温度Ｔ₀ での加硫時間をｔ₀ （分）としたとき、Van't Hoffの法則に基づく下記加硫反応速度式から換算される加硫時間ｔ₀ の積算値である。
ｔ₀ ＝ｔ×α^(T-T0)/10

但し、αは加硫温度係数（温度が１０℃変化するときの加硫速度の比）である。加硫温度係数αは、原料ゴム、加硫系、充填剤等の種類と量によって１．８〜２．５の範囲で変化する任意の定数であるが、簡便法としてα＝２としても良い。加硫温度係数αとして正確な値を採用する場合は、レオメータ等で計測すれば良い。一方、基準温度Ｔ₀ として、通常のゴム加硫では１５０℃を選択すれば良い。

このように最高到達温度にて規定される温度分布及び等価加硫度にて規定される加硫度分布を指標としてタイヤクラウン部の厚さ方向の加硫度を均一化した場合、タイヤケーシング部の局部的な過加硫を防止することができる。その結果、ベルト層やカーカス層やインナーライナー層の物性を大幅に改善し、タイヤの耐久性を向上することができる。

上述の最高到達温度にて規定される温度分布及び等価加硫度にて規定される加硫度分布を達成するための加硫条件は、例えば、以下のように設定すると良い。即ち、未加硫タイヤを金型内に入れた後、ブラダー６内に圧力１．０ＭＰａ〜１．２ＭＰａの蒸気を３．０分〜５．０分導入し、更に、温度２５℃〜３５℃、圧力２．０ＭＰａ〜２．５ＭＰａの窒素ガスを導入する。その結果、ブラダー６内は蒸気と窒素ガスとの混合気体となり、ブラダー６内の温度は１５０℃〜１７０℃となる。そして、タイヤクラウン部に対応する位置で金型を加熱するジャケット４とタイヤサイド部に対応する位置で金型を加熱するプラテン５の設定温度をそれぞれ１４５℃〜１６５℃とし、好ましくはジャケット４とプラテン５の設定温度の差は５℃以下とし、加硫時間を３０分〜４５分として、未加硫タイヤを加硫する。

つまり、ジャケット４とプラテン５の設定温度を比較的低くしつつ加硫時間を比較的長くした低温度加硫において、ブラダー６内に導入する蒸気の圧力（温度）を従来よりも低くし、ジャケット４とプラテン５の設定温度の差を小さくするのである。なお、ここで言う加硫時間とは、金型を閉めた瞬間から金型を開ける瞬間までの時間である。蒸気の導入は金型を閉めた直後に開始され、窒素ガスの導入は蒸気圧が飽和した後で開始される。また、ジャケット４（第１熱源）及びプラテン５（第２熱源）の設定温度は上記加硫時間の全般にわたって維持される。

上記加硫条件は加圧加熱媒体として蒸気と窒素ガスを組み合わせて用いた場合に最適な加硫条件であるが、本発明は上記加硫条件に限定されるものでなく、最高到達温度にて規定される所定の温度分布及び等価加硫度にて規定される所定の加硫度分布を達成するものであれば、他の加硫条件を採用することが可能である。

未加硫タイヤを金型内に入れ、該未加硫タイヤの内側に挿入されたブラダー内に蒸気と窒素ガスを導入し、該未加硫タイヤを前記金型の内面に押圧しながら加硫する空気入りタイヤの加硫方法において、加硫条件を表１のように設定した従来例及び実施例の加硫方法を実施した。但し、タイヤサイズは１１Ｒ２２．５とした。

これら従来例及び実施例の加硫方法において、加硫中のタイヤクラウン部の厚さ方向の各位置（図１の測定点Ｃ１〜Ｃ４）での最高到達温度及び等価加硫度を測定した。その結果を図２に示した。図２より、実施例の加硫方法では、加硫中のタイヤクラウン部の厚さ方向の各位置での最高到達温度の最大値と最小値との差が１０℃以下で、かつタイヤクラウン部の厚さ方向の各位置での等価加硫度の最大値と最小値との比が１．６以下であることが判る。

従来例及び実施例の加硫方法により得られた空気入りタイヤについて、各構成部材のゴム物性を評価し、その結果を表２に示した。Ｅ１は弾性率（ＭＰａ）、ｔａｎδは損失正接、ＥＮＧは破断エネルギー（ＭＰａ）、Ｍ１００は１００％モジュラス（ＭＰａ）、ＥＢは破断伸び（％）、ＴＢは引張強さ（ＭＰａ）である。評価結果は、従来例を１００とする指数にて示した。ｔａｎδは指数値が小さいほど良好であることを意味し、ｔａｎδ以外の物性は指数値が大きいほど物性が良好であることを意味する。表２より、実施例の加硫方法により得られた空気入りタイヤでは、キャップトレッドゴムのｔａｎδを除いて、他の物性が良化していることが判る。

また、従来例及び実施例の加硫方法により得られた空気入りタイヤについて、下記試験条件により耐久性を評価し、その結果を表３に示した。

耐久性：
試験タイヤをリムサイズ２２．５×８．２５のホイールに嵌合して７００ｋＰａの内圧を充填した後、ドラム式耐久性試験機に装着し、２６．７３ｋＮの荷重を負荷した状態で５０ｋｍ／ｈの速度で走行させ、タイヤに故障が発生するまでの走行距離を計測した。評価結果は、従来例を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど耐久性が優れていることを意味する。

この表３に示すように、実施例の加硫方法により得られた空気入りタイヤは、その耐久性が従来例の場合に比べて向上していた。

本発明の空気入りタイヤの加硫方法を実施するための加硫装置の要部を示す断面図である。 従来例及び実施例の加硫方法において、加硫中のタイヤクラウン部の厚さ方向の各位置での最高到達温度及び等価加硫度を示す図である。

符号の説明

１ ビードリング
２ サイドプレート
３ セクター
４ ジャケット
５ プラテン
６ ブラダー
Ｔ タイヤ

Claims (3)

1. 未加硫タイヤを金型内に入れ、該未加硫タイヤの内側でブラダーを膨張させ、該未加硫タイヤを前記金型の内面に押圧しながら加硫する空気入りタイヤの加硫方法において、加硫中のタイヤクラウン部の厚さ方向の各位置での最高到達温度の最大値と最小値との差を１０℃以下とし、かつタイヤクラウン部の厚さ方向の各位置での等価加硫度の最大値と最小値との比を１．６以下にすることを特徴とする空気入りタイヤの加硫方法。
2. 前記最高到達温度にて規定される温度分布及び前記等価加硫度にて規定される加硫度分布を達成するための加硫条件として、前記未加硫タイヤを金型内に入れた後、前記ブラダー内に圧力１．０ＭＰａ〜１．２ＭＰａの蒸気を導入し、更に、温度２５℃〜３５℃、圧力２．０ＭＰａ〜２．５ＭＰａの窒素ガスを導入し、タイヤクラウン部に対応する位置で金型を加熱する第１熱源とタイヤサイド部に対応する位置で金型を加熱する第２熱源の設定温度をそれぞれ１４５℃〜１６５℃とし、加硫時間を３０分〜４５分として、前記未加硫タイヤを加硫することを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤの加硫方法。
3. 第１熱源と第２熱源の設定温度の差を５℃以下にすることを特徴とする請求項２に記載の空気入りタイヤの加硫方法。
   

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