JP2016002705A - タイヤ用モールドの洗浄方法及び洗浄装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モールドの摩滅や傷、変形等を防止しつつ、キャビティ面に付着したゴム組成物を除去するモールドの洗浄方法及び装置の提供。【解決手段】本発明に係るタイヤ用モールド２の洗浄方法は、（１）タイヤ用モールド２を加熱することにより、このモールド２のキャビティ面１０に付着したゴム組成物を劣化させる工程、及び（２）上記キャビティ面１０に研磨剤２６を吹き付けることで、このキャビティ面１０から上記ゴム組成物を除去する工程を含む。好ましくは、上記モールド２の加熱温度は１５０℃以上さらには２００℃以上であり、この加熱温度は３６０℃以下である。好ましくは、上記モールド２の加熱時間は２時間以上である。【選択図】図４

Description

本発明は、タイヤ用モールドの洗浄方法及び洗浄装置に関する。

タイヤの加硫工程では、モールドが用いられている。加硫工程では、予備成形されたローカバーが、モールドに投入される。このローカバーは、モールドとブラダーとに囲まれたキャビティにおいて、加圧されつつ加熱される。加圧と加熱とにより、ローカバーのゴム組成物がキャビティ内を流動する。加熱によりゴムが架橋反応を起こし、タイヤが得られる。

上述の加硫工程における架橋反応は、副生成物の生成を伴う。一のモールドで多数のタイヤが製造されるので、このキャビティ面には副生成物が堆積する。この堆積物を除去するために、モールドは定期的に洗浄される。

モールドの洗浄方法として、安価で取り扱いの容易な「ショットブラスト」が広く用いられている。この方法では、噴射機により研磨剤がモールドのキャビティ面に吹き付けられる。この研磨剤の吹き付けにより、キャビティ面の堆積物が削り落とされる。ショットブラストを用いた洗浄装置及び洗浄方法についての検討が、特開２００９−１１９８１９公報で報告されている。

特開２００９−１１９８１９公報

加硫工程において、ローカバーのゴム組成物が、何らかの不具合により、加硫の途中の状態で又は加硫済みの状態で、モールドのキャビティ面に付着することが起こりうる。このキャビティ面に付着したゴム組成物（付着ゴムと称される）は、タイヤの品質を大きく損ねる。この付着ゴムを取り除くことが必要となる。

付着ゴムは、弾性が高い。従来のショットブラストでこの付着ゴムを除去しようとした場合、付着ゴムの弾性により吹き付けられた研磨剤が跳ね返ってしまう。ショットブラストでは、付着ゴムがほとんど除去できない。付着ゴムを除去するために、より硬い研磨剤を使用する方法、もしくは研磨剤の吹き付け圧をより高くする方法が考えられる。しかし、これらは、モールドのキャビティ面の摩滅の原因となる。さらには、キャビティ面に「ピンホール」が発生しうる。キャビティ面の摩滅やピンホールはタイヤの品質を損ねる。タイヤの品質を保つために、モールドの作り直しが必要となる。

ペンチや鍵爪等の工具を用いて、この付着ゴムを人手で引き剥がす方法が考えられる。付着ゴムの弾性が高いため、付着ゴムは容易にちぎれる。このため、一度の引き剥がし動作では、付着ゴムの一部のみしか除去できない。作業者は、この動作を何度も繰り返す必要がある。この方法で付着ゴムの全てを引き剥がすには、膨大な時間がかかる。例えば、複数のトレッドセグメントから構成された割タイプのモールドの場合、一つのセグメントあたり、この引き剥がし作業に６時間程度の時間が必要となることがある。さらに、この作業は、モールドを傷つける。この作業により、モールドのプロファイルが変形しうる。この傷や変形により、モールドが使用できなくなることが起こりうる。

本発明の目的は、モールドの摩滅や傷、変形等を防止しつつ、キャビティ面に付着したゴム組成物を除去するモールドの洗浄方法及び装置を提供することである。

本発明に係るタイヤ用モールドの洗浄方法は、
（１）タイヤ用モールドを加熱することにより、このモールドのキャビティ面に付着したゴム組成物を劣化させる工程、
及び
（２）上記キャビティ面に研磨剤を吹き付けることで、このキャビティ面から上記ゴム組成物を除去する工程
を含む。

好ましくは、上記モールドの加熱温度は１５０℃以上３６０℃以下である。

好ましくは、上記モールドの加熱温度は２００℃以上である。

好ましくは、上記モールドの加熱時間は２時間以上である。

好ましくは、上記研磨剤を吹き付けるエアー圧力は１．０ＭＰａ以上９．０ＭＰａ以下である。

好ましくは、上記研磨剤のモース硬度は３以上５以下である。

好ましくは、上記研磨剤のビッカース硬度が２ＨＶ以上３５０ＨＶ以下である。

本発明に係るタイヤ用モールドの洗浄装置は、
（１）タイヤ用モールドを加熱することにより、このモールドのキャビティ面に付着したゴム組成物を劣化させる加熱器、
及び
（２）上記キャビティ面に研磨剤を吹き付けることで、このキャビティ面から上記ゴム組成物を除去するブラスト器
を含む。

本発明に係るタイヤ用モールドの洗浄方法は、モールドを加熱することにより、このモールドのキャビティ面に付着したゴム組成物を劣化させる工程を有している。この工程により、付着ゴムの弾性が低下する。この方法は、キャビティ面に研磨剤を吹き付けることで、このキャビティ面から付着ゴムを除去する工程を有している。弾性が低下した付着ゴムは、この工程で容易に除去されうる。この方法では、硬い研磨剤を使う必要がなく、研磨剤の吹き付け圧を高くする必要もない。この方法では、モールドの摩滅が抑えられている。この方法では、ペンチや鍵爪等の工具を用いて、付着ゴムを人手で引き剥がす必要はない。この方法では、モールドが傷付くことやモールドのプロファイルが変形することが抑えられている。この方法では、モールドの品質を維持したままで、付着ゴムを除去することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る洗浄方法に供されるタイヤ用モールドの一部が示された平面図である。 図２は、図１のII−II線に沿った断面図である。 図３は、図１のモールドのセグメントが表された斜視図である。 図４は、本発明の一実施形態に係る洗浄方法における加熱工程が表された概念図である。 図５は、本発明の一実施形態に係る洗浄方法におけるブラスト工程が表された概念図である。

以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。

図１及び図２に本発明に係る洗浄方法に供されるタイヤ用モールド２が示されている。これは、割タイプのモールド２である。このモールド２は、多数のトレッドセグメント４と、上下一対のサイドプレート６と、上下一対のビードリング８とを備えている。セグメント４の平面形状は、実質的に円弧状である。多数のセグメント４が、リング状に配置されている。サイドプレート６及びビードリング８は、実質的にリング状である。図１において、紙面に対して垂直な方向が軸方向である。両矢印Ａで示された方向が周方向である。図２において、Ｒで示されているのはローカバーである。

図３は、図１のモールド２のセグメント４が示された斜視図である。図３において、Ｘ方向は半径方向であり、Ｙ方向は軸方向である。周方向は、Ｘ方向及びＹ方向に直交している。セグメント４は、キャビティ面１０を備えている。このキャビティ面１０は、このセグメント４の半径方向において内側の面に形成されている。キャビティ面１０は、凸部１２と凹部とを備えている。この凸部１２は、タイヤのトレッドの溝に対応する。この凸部１２及び凹部１４により、タイヤにトレッドパターンが形成される。凸部１２及び凹部１４の形状は、トレッドパターンに応じて、適宜決定される。なお図２では、凸部１２及び凹部１４の図示が省略されている。

このモールド２が用いられたタイヤ製造方法では、予備成形によってローカバーＲ（未加硫タイヤ）が得られる。このローカバーＲが、モールド２が開いておりブラダーが収縮している状態で、モールド２に投入される。モールド２が締められ、ブラダーが膨張する。ローカバーＲはブラダーによってモールド２のキャビティ面１０に押しつけられ、加圧される。この状態のローカバーＲが、図２に示されている。同時にローカバーＲは、加熱される。加圧と加熱とによりゴム組成物が流動する。加熱によりゴムが架橋反応を起こし、タイヤが得られる。ローカバーＲが加圧及び加熱される工程は、加硫工程と称される。ブラダーに代えて、中子が用いられてもよい。

前述のとおり、加硫工程において、ローカバーのゴム組成物が、何らかの不具合により、加硫の途中の状態で又は加硫済みの状態で、モールド２のキャビティ面１０に付着することが起こりうる。図３には付着したゴム組成物１６（付着ゴム１６と称される）の一部が示されている。このモールド２で製造したタイヤでは、トレッドパターンに欠陥が生じうる。付着ゴム１６は、タイヤの品質を大きく損ねる。この付着ゴム１６を取り除くため、モールド２の洗浄が必要となる。

本発明に係るモールド２の洗浄方法は、
（１）セグメント４を取り出す工程、
（２）セグメント４を加熱することにより、このセグメント４のキャビティ面１０に付着したゴム組成物１６を劣化させる工程（加熱工程と称される）、
及び
（３）キャビティ面１０に研磨剤を吹き付けることで、このキャビティ面１０からゴム組成物１６を除去する工程（ブラスト工程と称される）
を備えている。

セグメント４を取り出す工程では、モールド２が分解されて各セグメント４が取り出される。このセグメント４単位で付着ゴム１６の除去が行われる。セグメント４単位に分解することにより、容易に付着ゴム１６が除去できる。

加熱工程では、セグメント４が加熱用の槽１８に入れられる。図４に示されるとおり、この槽１８はヒーター２０を有している。このヒーター２０により、セグメント４が加熱される。この加熱により、キャビティ面１０に付着した付着ゴム１６は過加硫の状態となる。即ち、付着ゴム１６は劣化する。この付着ゴム１６の弾性は著しく低下する。

セグメント４の加熱手段はヒーター２０に限られない。付着ゴム１６が劣化するまで、セグメント４が加熱できればよい。この方法が、上記工程（１）と（２）との間に、複数のセグメント４を並べる工程をさらに備えていてもよい。この場合には、複数のセグメント４が一度に加熱される。加熱時間の短縮が可能である。また、セグメント４が取り出されずに、モールド２全体が加熱されてもよい。

ブラスト工程では、図５に示されるとおり、セグメント４はショットブラスト用の槽２２に入れられる。この中で、噴射器２４により研磨剤２６がセグメント４のキャビティ面１０に吹き付けられる。研磨剤２６は、エアーとともにキャビティ面１０に吹き付けられる。この研磨剤２６によって、キャビティ面１０の付着ゴム１６が削り落とされる。これにより、キャビティ面１０が洗浄される。

この洗浄方法が、上記工程（２）と（３）との間に、複数のセグメント４を並べる工程をさらに備えていてもよい。この場合は、複数のセグメント４が一度に洗浄される。洗浄時間の短縮が可能である。

また、セグメント４が取り出されずに、モールド２全体でキャビティ面１０が洗浄されてもよい。この場合は、分解していないモールド２のキャビティ面１０に、研磨剤２６が吹き付けられる。加熱工程及びブラスト工程がモールド２全体で行われるときは、（１）のセグメント４を取り出す工程は省略される。

図４の加熱用の槽１８及びヒーター２０は、モールド２を加熱することによりこのモールド２のキャビティ面１０に付着したゴム組成物１６を劣化させる「加熱器」を構成する。図５のショットブラスト用の槽２２及び噴射器２４は、キャビティ面１０に研磨剤２６を吹き付けることでこのキャビティ面１０からゴム組成物１６を除去する「ブラスト器」を構成する。このタイヤ用モールド２の洗浄装置は、加熱器とブラスト器とを含む。

以下、本発明の作用効果が説明される。

加硫工程において、キュビティ面にゴム組成物が付着することがある。この付着ゴムは弾性が高い。従来のショットブラストでは、付着ゴムはほとんど除去できない。付着ゴムを除去するために、より硬い研磨剤を使用する方法、もしくは研磨剤の吹き付け圧をより高くする方法が考えられる。しかし、これらは、モールドのキャビティ面の摩滅の原因となる。さらには、キャビティ面に「ピンホール」が発生しうる。これらはタイヤの品質を損ねる。タイヤの品質を保つために、モールドの作り直しが必要となる。

ペンチや鍵爪等の工具を用いて、この付着ゴムを人手で引き剥がす方法が考えられる。この方法で付着ゴムの全てを引き剥がすには、膨大な時間がかかる。さらに、この作業は、モールドを傷つける。この作業により、モールドのプロファイルが変形しうる。この傷や変形により、モールド２が使用できなくなることが起こりうる。

本発明に係るタイヤ用モールド２の洗浄方法は、加熱工程及びブラスト工程を有している。加熱工程では、モールド２を加熱することにより、付着ゴム１６の硫黄による架橋が切断される。換言すれば、付着ゴム１６の劣化が促進される。この工程により、付着ゴム１６の弾性が低下する。ブラスト工程では、キャビティ面１０に研磨剤２６を吹き付けることで、キャビティ面１０から付着ゴム１６が除去される。弾性が低下した付着ゴム１６は、この工程で容易に除去されうる。これはタイヤの品質向上に寄与する。

この方法では、硬い研磨剤を使う必要がなく、研磨剤の吹き付け圧を高くする必要もない。この方法では、モールド２の摩滅が抑えられている。この方法では、ペンチや鍵爪等の工具を用いて、付着ゴム１６を人手で引き剥がす必要はない。この方法では、モールド２が傷付くことやモールド２のプロファイルが変形することが抑えられている。これらは、タイヤの品質向上に寄与する。これらは、モールド２の作り直しの頻度を少なくし、生産コストの削減に寄与する。

加熱工程におけるセグメント４の加熱温度Ｔは１５０℃以上が好ましい。加熱温度Ｔを１５０℃以上にすることで、付着ゴム１６の劣化が効果的に促進される。この付着ゴム１６の弾性は低い。この付着ゴム１６は、ブラスト工程において容易に除去できる。この観点から加熱温度Ｔは２００℃以上がより好ましい。

タイヤを加硫する際の温度がＴｂとされたとき、加熱温度Ｔと加硫温度Ｔｂの差（Ｔ−Ｔｂ）は、１０℃以上が好ましい。差（Ｔ−Ｔｂ）を１０℃以上にすることで、付着ゴム１６の劣化が効果的に促進される。この付着ゴム１６の弾性は低い。この付着ゴム１６は、ブラスト工程において容易に除去できる。この観点から差（Ｔ−Ｔｂ）は２０℃以上がより好ましい。

加熱工程におけるセグメント４の加熱温度Ｔは３５０℃以下が好ましい。加熱温度Ｔを３５０℃以下にすることで、熱によるセグメント４の変形が防止される。これは、タイヤの品質向上に寄与する。これは、モールド２の作り直しの頻度を少なくし、生産コストの削減に寄与する。この観点から加熱温度Ｔは３４０℃以下がより好ましい。

加熱工程におけるセグメント４の加熱時間Ｈは２時間以上が好ましい。加熱時間Ｈを４時間以上にすることで、付着ゴム１６の劣化が効果的に促進される。この付着ゴム１６は、ブラスト工程において容易に除去できる。この観点から加熱時間Ｈは３時間以上がより好ましい。

加熱時間Ｈは２４時間以下が好ましい。加熱時間Ｈを２４時間以下にすることで、効率よくモールド２が洗浄できる。この観点から加熱時間Ｈは１２時間以下がより好ましい。

ブラスト工程における研磨剤２６の吹き付け時間Ｂは２分以上が好ましい。吹き付け時間Ｂを２分以上にすることで、付着ゴム１６が効果的に除去できる。これは、タイヤの品質向上に寄与する。この観点から吹き付け時間Ｂは６分以上がより好ましい。

吹き付け時間Ｂは１８分以下が好ましい。吹き付け時間Ｂを１８分以下にすることで、モールド２の摩滅が効果的に抑えられる。これは、タイヤの品質向上に寄与する。これは、モールド２の作り直しの頻度を少なくし、生産コストの削減に寄与する。この観点から吹き付け時間Ｂは１５分以下がより好ましい。

ブラスト工程における研磨剤２６の平均粒子径Ｄは０．１ｍｍ以上が好ましい。平均粒子径Ｄを０．１ｍｍ以上にすることで、付着ゴム１６が効果的に除去できる。これは、タイヤの品質向上に寄与する。この観点から平均粒子径Ｄは０．３ｍｍ以上がより好ましい。

平均粒子径Ｄは１．０ｍｍ以下が好ましい。平均粒子径Ｄを０．１ｍｍ以下にすることで、モールド２の摩滅が効果的に抑えられる。これは、タイヤの品質向上に寄与する。これは、モールド２の作り直しの頻度を少なくし、生産コストの削減に寄与する。この観点から平均粒子径Ｄは０．８ｍｍ以下がより好ましい。

本明細書においては、平均粒子径とは、粒子径の分布の中心値（メジアン径）を意味している。これは、レーザー回折式粒度分布計により測定した粒子の体積分布から計算される。

ブラスト工程において、研磨剤２６を吹き付けるエアーの圧力Ｐは１ＭＰａ以上が好ましい。エアー圧力Ｐを１ＭＰａ以上にすることで、付着ゴム１６が効果的に除去できる。これは、タイヤの品質向上に寄与する。この観点からエアー圧力Ｐは３ＭＰａ以上がより好ましい。

エアー圧力Ｐは９ＭＰａ以下が好ましい。エアー圧力Ｐを９ＭＰａ以下にすることで、モールド２の摩滅が効果的に抑えられる。これは、タイヤの品質向上に寄与する。これは、モールド２の作り直しの頻度を少なくし、生産コストの削減に寄与する。この観点からエアー圧力Ｐは６ＭＰａ以下がより好ましい。

研磨剤２６のモース硬度ＭＨは１以上が好ましい。モース硬度を１以上にすることで、付着ゴム１６が効果的に除去できる。これは、タイヤの品質向上に寄与する。この観点からモース硬度ＭＨは３以上がより好ましい。

研磨剤２６のモース硬度ＭＨは５以下が好ましい。モース硬度ＭＨを５以下にすることで、モールド２の摩滅が効果的に抑えられる。これは、タイヤの品質向上に寄与する。これは、モールド２の作り直しの頻度を少なくし、生産コストの削減に寄与する。この観点からモース硬度ＭＨは４以下がより好ましい。

研磨剤２６のビッカース硬度ＶＨは２ＨＶ以上が好ましい。ビッカース硬度ＶＨを２ＨＶ以上にすることで、付着ゴム１６が効果的に除去できる。これは、タイヤの品質向上に寄与する。この観点からビッカース硬度ＶＨは１０ＨＶ以上がより好ましい。

研磨剤２６のビッカース硬度ＶＨは３５０ＨＶ以下が好ましい。ビッカース硬度ＶＨを３５０ＨＶ以下にすることで、モールド２の摩滅が効果的に抑えられる。これは、タイヤの品質向上に寄与する。これは、モールド２の作り直しの頻度を少なくし、生産コストの削減に寄与する。この観点からビッカース硬度ＶＨは３００ＨＶ以下がより好ましい。

この実施形態では、割りタイプのモールド２について、本発明に係る洗浄方法が説明された。この洗浄方法が適用できるのは、割りタイプのモールド２に限られない。ツーピースのモールドにも適用できる。

以下、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。

［実施例１］
サイズが１９５／６５Ｒ１５のタイヤ用のモールドが用意された。このモールドのキャビティ面には、ローカバーのゴム組成物が付着しやすいように、細かい凹凸が設けられた。このモールドを使用して、ローカバーの加硫を実施した。このとき、加硫時間を短くして、ゴム組成物が加硫される途中の状態でモールドからローカバーを取り出した。これにより、モールドのキャビティ面にゴム組成物を付着させた。このモールドからセグメントを取り出して、加熱用の槽に入れて加熱を実施した。その後、このセグメントをショットブラスト用の槽に移し、研磨剤をキャビティ面に吹き付けた。表１にこの加熱工程の条件及びブラスト工程の条件が示されている。

［比較例１］
加熱工程を実施しない他は実施例１と同様にしたのが、比較例１である。

［比較例２］
加熱工程を実施せずエアー圧力Ｐ及びモース硬度ＭＨを表１に示される値にした他は実施例１と同様にしたのが、比較例２である。

［実施例２−１３］
加熱温度Ｔと加熱時間Ｈとを表２及び３に示される値にした他は実施例１と同様にしたのが、実施例２−１３である。

［実施例１４−１９］
エアー圧力Ｐを表４に示される値にした他は実施例８と同様にしたのが、実施例１４−１９である。

［実施例２０−２９］
モース硬度ＭＨ及びビッカース硬度ＶＨを表５及び表６に示される値にした他は実施例８と同様にしたのが、実施例２０−２９である。

［洗浄度］
ブラスト工程が終了した後のセグメントについて、残留したゴム組成物を目視で確認した。この結果が、比較例１の結果を０とし、全てのゴム組成物が除去された場合を５とした指数として、表１から６に示されている。数値が大きいほど好ましい。

［モールド品質］
ブラスト工程が終了した後のセグメントについて、摩滅やピンホールの発生及びその程度並びに変形の有無及びその程度が目視で確認された。その結果が、これらが発生していない場合を５とした指数として下記の表１から６に示されている。値が大きいほどモールドの品質の低下がない。数値が大きいほど好ましい。

表１−６に示されるように、本発明に係るモールドの洗浄方法では、モールドの品質を維持した上で、キャビティ面に付着したゴム組成物が除去されている。この評価結果から、本発明の優位性は明らかである。

以上説明された洗浄方法は、種々のモールドの洗浄に適用されうる。

２・・・モールド
４・・・セグメント
６・・・サイドプレート
８・・・ビードリング
１０・・・キャビティ面
１２・・・凸部
１４・・・凹部
１６・・・付着ゴム
１８、２２・・・槽
２０・・・ヒーター
２４・・・噴射器
２６・・・研磨剤

Claims (8)

1. （１）タイヤ用モールドを加熱することにより、このモールドのキャビティ面に付着したゴム組成物を劣化させる工程、
   及び
   （２）上記キャビティ面に研磨剤を吹き付けることで、このキャビティ面から上記ゴム組成物を除去する工程
   を含むタイヤ用モールドの洗浄方法。
2. 上記モールドの加熱温度が１５０℃以上３６０℃以下である請求項１に記載のタイヤ用モールドの洗浄方法。
3. 上記モールドの加熱温度が２００℃以上である請求項２に記載のタイヤ用モールドの洗浄方法。
4. 上記モールドの加熱時間が２時間以上である請求項１から３のいずれかに記載のタイヤ用モールドの洗浄方法。
5. 上記研磨剤を吹き付けるエアー圧力が１．０ＭＰａ以上９．０ＭＰａ以下である請求項１から４のいずれかに記載のタイヤ用モールドの洗浄方法。
6. 上記研磨剤のモース硬度が３以上５以下である請求項１から５のいずれかに記載のタイヤ用モールドの洗浄方法。
7. 上記研磨剤のビッカース硬度が２ＨＶ以上３５０ＨＶ以下である請求項１から６のいずれかに記載のタイヤ用モールドの洗浄方法。
8. （１）タイヤ用モールドを加熱することにより、このモールドのキャビティ面に付着したゴム組成物を劣化させる加熱器、
   及び
   （２）上記キャビティ面に研磨剤を吹き付けることで、このキャビティ面から上記ゴム組成物を除去するブラスト器
   を含むタイヤ用モールドの洗浄装置。

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