JP2009220542A - 空気入りタイヤの加硫装置 - Google Patents

Abstract

【課題】カーカス層と熱可塑性樹脂フィルムのインナーライナー層との間に介在させたタイゴム層のスプライス部に加硫成形時に発生するブリスターを抑制するようにした空気入りタイヤの加硫装置を提供する。
【解決手段】カーカス層５と熱可塑性樹脂を主成分とするインナーライナー層６との間にタイゴム層７を介在させ、このタイゴム層７の周方向両端部を段差状にオーバーラップスプライスした未加硫タイヤＴを加硫金型１に挿入し、内側からブラダー２を膨張させて加硫成形する空気入りタイヤの加硫装置において、ブラダー２の外表面に、未加硫タイヤＴの少なくともショルダー領域９の前記スプライス部に対応させて、そのスプライス部と±１０°以下の角度で交差する少なくとも１本の凸条３を設けたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気入りタイヤの加硫装置に関し、更に詳しくは、カーカス層と熱可塑性樹脂を主成分とするインナーライナー層との間にタイゴム層のスプライス部に発生しやすいブリスターを抑制するようにした空気入りタイヤの加硫装置に関する。

熱可塑性樹脂又は熱可塑性樹脂エラストマー組成物などの熱可塑性樹脂を主成分とするフィルム（以下、単に「熱可塑性樹脂フィルム」という。）は、ゴムに比べて優れた耐空気透過防止性を有していることから、近年では空気入りタイヤのインナーライナー層として使用されるようになっている。この熱可塑性樹脂フィルムをインナーライナー層に使用する場合には、カーカス層との接着性を確保するため、一般に両者間に接着性に優れたタイゴム層を介在させており、そのタイゴム層はタイヤ周方向の両端部が互いにオーバーラップさせるように段差状にスプライスさせている。

しかし、このようなタイゴム層を有する未加硫タイヤを加硫すると、加硫成形時に上記タイゴム層のスプライス部にブリスターを発生しやすいという問題がある。これは、熱可塑性樹脂フィルムの空気透過係数が極小のため、タイゴム層の段差状のスプライス部に閉じこめられたエアが加硫成形時に膨張するためである。このブリスターは、タイヤ内面の外観を著しく損なうだけでなく、タイヤ使用中に熱可塑性樹脂フィルムの破れを生ずる原因となることが多い。

この対策として、特許文献１は、グリーンタイヤ成形時にタイゴム層のスプライス部の段差部に薄いゴムシートを介在させて、そのゴムシートにエアを加硫中に吸収させることを提案している。しかし、この方法は、ブリスターの発生を抑制する効果があるが、グリーンタイヤ成形時の工数が増え、生産性を低下させるという課題があった。
特開２００７−２２９９４１号公報

本発明の目的は、カーカス層と熱可塑性樹脂フィルムのインナーライナー層との間に介在させたタイゴム層のスプライス部に加硫成形時に発生するブリスターを抑制するようにした空気入りタイヤの加硫装置を提供することにある。

上記目的を達成する本発明の空気入りタイヤの加硫装置は、カーカス層と熱可塑性樹脂を主成分とするインナーライナー層との間にタイゴム層を介在させ、このタイゴム層の周方向両端部を段差状にオーバーラップスプライスした未加硫タイヤを加硫金型に挿入し、内側からブラダーを膨張させて加硫成形する空気入りタイヤの加硫装置において、前記ブラダーの外表面に、前記未加硫タイヤの少なくともショルダー領域の前記スプライス部に対応させて、そのスプライス部と±１０°以下の角度で交差する少なくとも１本の凸条を設けたことを特徴とする。

少なくとも前記凸条を前記スプライス部に対応させるショルダー領域は、最大幅のベルト層の端部からタイヤ最大幅までのタイヤ内周面を３等分したとき、少なくともその中央領域を含む領域であるとよい。

前記凸条は、前記スプライス部に沿って連続的又は間欠的に設けるとよい。前記凸条を複数本設けるときは、これら凸条の突出方向は前記ブラダーの外表面に対して３０°〜８９°の角度に傾斜させるようにするとよい。

前記凸条の１本当たりの幅は０．１〜１０ｍｍ、前記ブラダーの外表面からの高さは０．１〜３．０ｍｍにするとよい。前記凸条を複数本設けるときは、これら複数本の凸条の総幅は１〜５０ｍｍにするとよい。また、前記凸条は、幅方向の縁部を面取りするとよい。

上述したいずれかに記載の加硫装置を使用して、カーカス層と熱可塑性樹脂を主成分とするインナーライナー層との間にタイゴム層を介在させ、このタイゴム層の周方向両端部を段差状にオーバーラップスプライスした未加硫タイヤを加硫成形するとよい。

本発明の空気入りタイヤの加硫装置によれば、未加硫タイヤの少なくともショルダー領域のタイゴム層のスプライス部に対応させて、ブラダーの外表面にスプライス部と±１０°以下の角度で交差する凸条を設けるようにしたため、加硫成形時にブラダーが膨径するときに凸条がスプライス部の段差を押圧して、その段差部のエアを追い出すようにするため、ブリスターの発生を抑制することができる。

図１は、本発明の空気入りタイヤの加硫装置の実施形態の一例を模式的に示すタイヤ子午線方向の断面である。

図１において、加硫装置の加硫金型１の内部に未加硫タイヤＴが挿入され、その内部からブラダー２を加熱流体の圧入により膨張させて、未加硫タイヤＴを加硫金型１の内表面に押圧するようになっている。このブラダー２の外表面には、未加硫タイヤＴの少なくともショルダー領域に、タイゴム層のスプライス部に対応させるように凸条３を設けている。

未加硫タイヤの構成は、例えば、図２に示すように、ビード部の左右一対のビードコア４間にカーカス層５が装架され、その両端部がそれぞれビードコア４の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されている。タイヤ最内側には、熱可塑性樹脂フィルムからなるインナーライナー層６が内貼りされ、インナーライナー層６とカーカス層５の間に、タイゴム層７が接着層として配置されている。トレッド部のカーカス層５の外側には、上下一対のベルト層８がタイヤ１周にわたって配置されている。

図３は、本発明の空気入りタイヤの加硫装置を使用したときの加硫工程で、ブラダーが未加硫タイヤの内面を押圧するときの、図１のＸ−Ｘ矢視に相当する断面の拡大図である。

図３において、未加硫タイヤＴのカーカス層５とインナーライナー層６との間に介在させたタイゴム層７の周方向の両端部が段差状にオーバーラップスプライスし、その段差部にエア１０が残っている。ブラダー２の外表面の凸条３は、タイゴム層７のスプライス部１１に対応するように、凸条３とスプライス部１１とが±１０°以下の角度で交差するように配置される。このように凸条３を設けることにより、加硫成形時にブラダー２が膨径するときに、凸条３がスプライス部１１の段差を押圧して、エア１０を追い出すようにするため、ブリスターの発生を抑制することができる。追い出されたエアは、タイゴム層やカーカス層の被覆ゴムに吸収される。

本発明において、凸条３は、未加硫タイヤの少なくともショルダー領域のタイゴム層のスプライス部に対応するように少なくとも１本設ける。ショルダー領域は、未加硫タイヤの内側でブラダーが膨張するときに、加硫金型の内面に最後に押圧されるためスプライス部の段差にエアが残りやすくブリスターが発生しやすい。このため、少なくともショルダー領域のスプライス部に対応するように凸条を設けることにより、ブリスターの発生を効率的に抑制することができる。なお、ショルダー領域は、図２に示すように、ベルト層８のうち最大幅のベルト層の端部８ａからタイヤ最大幅の点Ｐまでのタイヤ内周面を３等分したとき、少なくともその中央領域９ａを含む領域をいうものとする。

凸条３は、図４に示すように、スプライス部に沿って連続的に設けてもよいし、図５に示すように、少なくともショルダー領域のスプライス部に対応するように間欠的に設けてもよい。また、凸条の断面形状は、特に制限されるものではないが、例えば、矩形、台形、多角形、半円形や半楕円形にするとよい。また、凸条の幅方向の縁部は、面取りして滑らかにするとよく、凸条がインナーライナー層に接触するときに、擦れ等による加硫故障を防止することができる。

凸条３の１本当たりの大きさは、幅Ｗを好ましくは０．１〜１０ｍｍにし、より好ましくは１〜５ｍｍにするとよい。凸条の幅Ｗが０．１ｍｍ未満であると、スプライス部の段差のエア十分に追い出すことができない。また、凸条の幅Ｗが１０ｍｍを超えると、スプライス部の段差に凸条が入り込まず、十分にエアを追い出すことができない。凸条３のブラダーの外表面からの高さＨは、好ましくは０．１〜３．０ｍｍにし、より好ましくは０．５〜１．５ｍｍにするとよい。凸条の高さＨが０．１ｍｍ未満であると、スプライス部の段差のエア十分に追い出すことができない。また、凸条の高さＨが３．０ｍｍと超えると、スプライス部の段差以上に大きなへこみ部ができ、ユニフォミティが悪化する。また、ブラダー２の外表面には、エア抜き溝１５など、通常の加硫用ブラダーに用いられる溝や模様を設けることができる。

凸条は、図７に示すように、タイゴム層のスプライス部１本当たり、複数本設けてもよく、スプライス部のエアを効率的に追い出すことができる。これら複数本の凸条の総幅Ｌは、好ましくは１〜５０ｍｍにし、より好ましくは１０〜３０ｍｍにするとよい。複数本の凸条の総幅Ｌが１ｍｍ未満であると、スプライス部のエアを効率的に追い出すことができない。総幅Ｌが５０ｍｍを超えると、スプライス部の段差以上に大きなへこみ部ができ、ユニフォミティが悪化する。

タイゴム層のスプライス部１本当たりに凸条を複数本設けるときは、図８に示すように、これら凸条３の突出方向を対応するスプライス部１１の外側のタイゴム層の端部７ａに向かうようにするとよい。凸条が、スプライス部の段差のエアを確実に押圧すると共に、スプライス部に対応する部分以外の凸条が、傾斜方向に倒れ込むため、スプライス部の周辺の厚みを均一にすることができる。凸条３の突出方向は、ブラダー２の外表面となす角度θを好ましくは３０°〜８９°、より好ましくは３０°〜８０°にするとよい。凸条３の突出方向の角度θが３０°未満であると、凸条がスプライス部の段差の奥まで入らず、エアが残り、ブリスターになる。また、凸条３が突設する角度θが８９°を超えると、凸条がスプライス部の段差から離れるように倒れるためエアを追い出せなくなる。

本発明の空気入りタイヤの加硫方法は、熱可塑性樹脂フィルムからなるインナーライナー層の外側にタイゴム層を巻き付け、そのタイヤ周方向の両端部をオーバーラップさせて段差状にスプライスし、その上にカーカス層を巻き付けて通常の方法に従い未加硫タイヤを成形する。この未加硫タイヤを上述した加硫装置の加硫金型に挿入し、その未加硫タイヤの内側に、ブラダーの外表面の凸条が、タイゴム層のスプライス部と±１０°以下の角度で交差するように配置する。次いで、ブラダーを加熱流体の圧入により膨張させると、ブラダー表面の凸条がスプライス部の段差を押圧して、その段差部のエアを追い出すようにするので、インナーライナーの表面へのブリスターの発生を防止する。この加硫方法は、スプライス部のエア吸収するためにインナーライナー層との間にゴムシートを介在させる必要がないため、加硫成形工程の工数を増やすことなく、ブリスターの発生を効率的に抑制することができる。

インナーライナー層は、熱可塑性樹脂フィルムにより形成され、この熱可塑性樹脂フィルムは、熱可塑性樹脂を主成分とし、熱可塑性樹脂又は熱可塑性樹脂とエラストマーとをブレンドした熱可塑性樹脂エラストマー組成物からなる。

熱可塑性樹脂フィルムを構成する熱可塑性樹脂としては、例えば、ポリアミド系樹脂〔例えば、ナイロン６（Ｎ６）、ナイロン６６（Ｎ６６）、ナイロン４６（Ｎ４６）、ナイロン１１（Ｎ１１）、ナイロン１２（Ｎ１２）、ナイロン６１０（Ｎ６１０）、ナイロン６１２（Ｎ６１２）、ナイロン６／６６共重合体（Ｎ６／６６）、ナイロン６／６６／６１０共重合体（Ｎ６／６６／６１０）、ナイロンＭＸＤ６（ＭＸＤ６）、ナイロン６Ｔ、ナイロン６／６Ｔ共重合体、ナイロン６６／ＰＰ共重合体、ナイロン６６／ＰＰＳ共重合体〕及びそれらのＮ−アルコキシアルキル化物、例えば、ナイロン６のメトキシメチル化物、ナイロン６／６１０共重合体のメトキシメチル化物、ナイロン６１２のメトキシメチル化物、ポリエステル系樹脂〔例えば、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンイソフタレート（ＰＥＩ）、ＰＥＴ／ＰＥＩ共重合体、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリブチレンナフタレート（ＰＢＮ）、液晶ポリエステル、ポリオキシアルキレンジイミドジ酸／ポリブチレンテレフタレート共重合体などの芳香族ポリエステル〕、ポリニトリル系樹脂〔例えば、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリメタクリロニトリル、アクリロニトリル／スチレン共重合体（ＡＳ）、（メタ）アクリロニトリル／スチレン共重合体、（メタ）アクリロニトリル／スチレン／ブタジエン共重合体〕、ポリメタクリレート系樹脂〔例えば、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリメタクリル酸エチル〕、ポリビニル系樹脂〔例えば、酢酸ビニル、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ビニルアルコール／エチレン共重合体（ＥＶＯＨ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＤＶＣ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、塩化ビニル／塩化ビニリデン共重合体、塩化ビニリデン／メチルアクリレート共重合体、塩化ビニリデン／アクリロニトリル共重合体（ＥＴＦＥ）〕、セルロース系樹脂〔例えば、酢酸セルロース、酢酸酪酸セルロース〕、フッ素系樹脂〔例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、ポリクロルフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、テトラフロロエチレン／エチレン共重合体〕、イミド系樹脂〔例えば、芳香族ポリイミド（ＰＩ）〕等を好ましく用いることができる。

また、本発明で使用する熱可塑性樹脂フィルムを構成する熱可塑性エラストマー組成物は、上述した熱可塑性樹脂とエラストマーとをブレンドして構成することができる。

熱可塑性エラストマー組成物を構成するエラストマーとしては、例えば、ジエン系ゴム及びその水添物〔例えば、天然ゴム（ＮＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、エポキシ化天然ゴム、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ、高シスＢＲ及び低シスＢＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、水素化ＮＢＲ、水素化ＳＢＲ〕、オレフィン系ゴム〔例えば、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ、ＥＰＭ）、マレイン酸変性エチレンプロピレンゴム（Ｍ−ＥＰＭ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、イソブチレンと芳香族ビニル又はジエン系モノマー共重合体、アクリルゴム（ＡＣＭ）、アイオノマー〕、含ハロゲンゴム〔例えば、Ｂｒ−ＩＩＲ、ＣＩ−ＩＩＲ、イソブチレンパラメチルスチレン共重合体の臭素化物（Ｂｒ−ＩＰＭＳ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ヒドリンゴム（ＣＨＲ）、クロロスルホン化ポリエチレンゴム（ＣＳＭ）、塩素化ポリエチレンゴム（ＣＭ）、マレイン酸変性塩素化ポリエチレンゴム（Ｍ−ＣＭ）〕、シリコンゴム〔例えば、メチルビニルシリコンゴム、ジメチルシリコンゴム、メチルフェニルビニルシリコンゴム〕、含イオウゴム〔例えば、ポリスルフィドゴム〕、フッ素ゴム〔例えば、ビニリデンフルオライド系ゴム、含フッ素ビニルエーテル系ゴム、テトラフルオロエチレン−プロピレン系ゴム、含フッ素シリコン系ゴム、含フッ素ホスファゼン系ゴム〕、熱可塑性エラストマー〔例えば、スチレン系エラストマー、オレフィン系エラストマー、エステル系エラストマー、ウレタン系エラストマー、ボリアミド系エラストマー〕等を好ましく使用することができる。

熱可塑性エラストマー組成物において、特定の熱可塑性樹脂とエラストマーとの組成比は、特に限定されるものではなく、フィルムの厚さ、耐空気透過性、柔軟性のバランスで適宜決めればよいが、好ましい範囲は重量比で１０／９０〜９０／１０、より好ましくは２０／８０〜８５／１５である。

本発明において、熱可塑性エラストマー組成物には、上記必須ポリマー成分に加えて、第三成分として相溶化剤などの他のポリマーを混合することができる。他のポリマーを混合する目的は、熱可塑性樹脂とエラストマーとの相溶性を改良するため、材料の成型加工性をよくするため、耐熱性向上のため、コストダウンのため等があり、これに用いられる材料としては、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ＡＢＳ、ＳＢＳ、ポリカーボネート（ＰＣ）等を例示することができる。

熱可塑性エラストマー組成物の製造方法は、予め熱可塑性樹脂とエラストマー（ゴムの場合は未加硫物）とを２軸混練押出機等で溶融混練し、連続相（マトリックス）を形成する熱可塑性樹脂中に分散相（ドメイン）としてエラストマーを分散させることによる。エラストマーを加硫する場合には、混練下で加硫剤を添加し、エラストマーを動的加硫させてもよい。また、熱可塑性樹脂又はエラストマーへの各種配合剤（加硫剤を除く）は、上記混練中に添加してもよいが、混練の前に予め混合しておくことが好ましい。熱可塑性樹脂とエラストマーの混練に使用する混練機としては、特に限定はなく、スクリュー押出機、ニーダ、バンバリミキサー、２軸混練押出機等が使用できる。中でも熱可塑性樹脂とエラストマーの混練およびエラストマーの動的加硫には、２軸混練押出機を使用するのが好ましい。更に、２種類以上の混練機を使用し、順次混練してもよい。溶融混練の条件として、温度は熱可塑性樹脂が溶融する温度以上であればよい。また、混練時の剪断速度は２５００〜７５００ｓｅｃ^−１であるのが好ましい。混練全体の時間は３０秒から１０分、また加硫剤を添加した場合には、添加後の混合時間は１５秒から５分であるのが好ましい。上記方法で作製された熱可塑性エラストマー組成物は、樹脂用押出機による成形又はカレンダー成形によって、フィルム化される。フィルム化の方法は、通常の熱可塑性樹脂又はエラストマーをフィルム化する方法にすればよい。

このようにして得られる熱可塑性エラストマー組成物のフィルムは、熱可塑性樹脂のマトリクス中にエラストマーが不連続相として分散した構造をとる。かかる状態の分散構造をとることにより、ヤング率を１〜５００ＭＰａの範囲に設定し、タイヤ構成部材として適度な剛性を付与することが可能になる。

本発明の空気入りタイヤの加硫装置要部の実施形態の一例を示すタイヤ子午線方向の断面である。 本発明で製造する空気入りタイヤの一例のタイヤ子午線方向の半断面である。 図１のＸ−Ｘ矢視断面の拡大図である。 本発明の空気入りタイヤの加硫装置を構成するブラダーの実施形態の一例を示す斜視説明図である。 本発明の加硫装置の実施形態の他の例を示す図４に相当する斜視説明図である。 （Ａ）（Ｂ）は本発明の加硫装置の実施形態の他の例を示す図４に相当する斜視説明図である。 本発明の加硫装置の実施形態の他の例を示す図３に相当するスプライス部断面の部分拡大図である。 本発明の加硫装置の実施形態の他の例を示す図３に相当するスプライス部断面の部分拡大図である。

符号の説明

２ ブラダー
３ 凸条
５ カーカス層
６ インナーライナー層
７ タイゴム層
８ ベルト層
９ ショルダー領域
１１ スプライス部
Ｔ 未加硫タイヤ

Claims (8)

1. カーカス層と熱可塑性樹脂を主成分とするインナーライナー層との間にタイゴム層を介在させ、このタイゴム層の周方向両端部を段差状にオーバーラップスプライスした未加硫タイヤを加硫金型に挿入し、内側からブラダーを膨張させて加硫成形する空気入りタイヤの加硫装置において、
   前記ブラダーの外表面に、前記未加硫タイヤの少なくともショルダー領域の前記スプライス部に対応させて、そのスプライス部と±１０°以下の角度で交差する少なくとも１本の凸条を設けた空気入りタイヤの加硫装置。
2. 少なくとも前記凸条を前記スプライス部に対応させるショルダー領域が、最大幅のベルト層の端部からタイヤ最大幅までのタイヤ内周面を３等分したとき、少なくともその中央領域を含む領域である請求項１に記載の加硫装置。
3. 前記凸条を、前記スプライス部に沿って連続的又は間欠的に設けた請求項１又は２に記載の加硫装置。
4. 前記凸条を複数本設けると共に、これら凸条の突出方向を前記ブラダーの外表面に対して３０°〜８９°の角度に傾斜させた請求項１，２又は３に記載の加硫装置。
5. 前記凸条の１本当たりの幅が０．１〜１０ｍｍ、前記ブラダーの外表面からの高さが０．１〜３．０ｍｍである請求項１〜４のいずれかに記載の加硫装置。
6. 前記凸条を複数本設け、これら複数本の凸条の総幅を１〜５０ｍｍにした請求項１〜５のいずれかに記載の加硫装置。
7. 前記凸条の幅方向の縁部を面取りした請求項１〜６のいずれかに記載の加硫装置。
8. カーカス層と熱可塑性樹脂を主成分とするインナーライナー層との間にタイゴム層を介在させ、このタイゴム層の周方向両端部を段差状にオーバーラップスプライスした未加硫タイヤを、請求項１〜７のいずれかに記載の加硫装置を使用して加硫成形する空気入りタイヤの加硫方法。