JP2016104549A - タイヤ形成用の剛性中子 - Google Patents

Abstract

【課題】 生タイヤの成形性を維持しながら、加硫後のタイヤからの中子セグメントの引き出し力を減じる。【解決手段】 周方向に分割される複数の中子セグメント５からなる中子本体２のタイヤ成形面Ｓに、ゴム離型性を有するコーティング層１１が形成される。タイヤ成形面Ｓは、トレッド成形面部Ｓ１と、その両側のサイド成形面部Ｓ２とを具える。コーティング層１１は、トレッド成形面部Ｓ１に形成されるトレッドコーティング層部１１Ａと、サイド成形面部Ｓ２に形成されるサイドコーティング層部１１Ｂとを具える。トレッドコーティング層部１１Ａは、サイドコーティング層部１１Ｂよりもゴム離型性が大である。【選択図】図４

Description

本発明は、生タイヤの成形性を維持しながら、加硫後のタイヤからの中子セグメントの引き出し力を減じ、中子本体の分解取り出し作業を迅速化しうるタイヤ形成用の剛性中子に関する。

近年、タイヤの形成精度を高めるため、剛性中子を用いたタイヤ形成方法（以下「中子工法」という場合がある。）が提案されている（例えば特許文献１、２参照。）。この剛性中子は、加硫済みタイヤのタイヤ内腔面の形状に合った外形形状を有する中子本体を具え、この中子本体上でタイヤ構成部材を順次貼り付けることにより、生タイヤが形成される。そしてこの生タイヤを剛性中子ごと加硫金型内に投入することにより、内型である中子本体と外型である加硫金型との間に挟まれて、生タイヤが加硫成形される。

又図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、前記中子工法では、加硫成形後のタイヤＴ１から中子本体ａを取り出すために、前記中子本体ａは、周方向に分割された複数の中子セグメントｃによって形成されている。そして分割された中子セグメントｃは、１つずつ半径方向内側に引き出され、タイヤＴ１のビード孔Ｔ１ａから取り出される。

しかしながら、加硫後のタイヤＴ１の内表面Ｔｓは、中子本体ａの外表面であるタイヤ成形面ａｓに密着している。そのため、中子セグメントｃの引き出しに大きな力Ｆが必要となり、無理に引き出した場合には、タイヤＴ１に傷や変形を招きタイヤ品質を損ねる恐れが生じる。そのため、従来においては、中子セグメントｃの分割数を増やして、中子セグメントｃの１つ当たりの引き出し力Ｆを減じたり、又ゆっくりと引き出すことが行われている。しかしこの場合、中子本体全体における分解取り出し時間が長くなり、生産効率の低下を招く。

そこで本発明者は、中子本体ａのタイヤ成形面ａｓにゴム離型性を有するコーティング層を形成し、加硫後のタイヤT１からの剥離性を高めることを提案した。しかし、ゴム離型性を有するコーティング層は、一般に、未加硫のゴムに対しても高い剥離性を発揮する。従って、タイヤ成形面ａｓにコーティング層を形成した場合、生タイヤ形成時には、タイヤ成形面ａｓに未加硫のタイヤ構成部材を粘着して保持させることが難くなり、生タイヤの成形性を損ねるという新たな問題が発生する。

特開２０１１−１６１８９６号公報 特開２０１１−１６７９７９号公報

そこで本発明は、タイヤ成形面のうちのトレッド成形面部とサイド成形面部とで、コーティング層のゴム離型性を違えることを基本として、生タイヤの成形性を維持しながら、加硫後のタイヤから中子本体を迅速に分解して取り出すことが可能となり、タイヤの生産効率を向上しうるタイヤ形成用の剛性中子を提供することを目的としている。

本発明は、 生タイヤを形成するタイヤ成形面を外表面に有する環状の中子本体を具え、かつ生タイヤごと加硫金型内に投入されることにより、該加硫金型と中子本体との間で前記生タイヤを加硫成形する剛性中子であって、
前記中子本体は、周方向に分割される複数の中子セグメントからなり、
かつ前記タイヤ成形面に、ゴム離型性を有するコーティング層が形成されるとともに、
前記タイヤ成形面は、タイヤのトレッド部の内表面を成形するトレッド成形面部と、その両側に配されるサイド成形面部とを具え、
かつ前記コーティング層は、前記トレッド成形面部に形成されるトレッドコーティング層部と、前記サイド成形面部に形成されるサイドコーティング層部とを具え、
しかも前記トレッドコーティング層部は、前記サイドコーティング層部よりもゴム離型性が大であることを特徴としている。

本発明は叙上の如く、中子本体のタイヤ成形面に、ゴム離型性を有するコーティング層を形成している。しかも前記コーティング層は、タイヤ成形面のうちのトレッド成形面部に形成されるトレッドコーティング層部と、サイド成形面部に形成されるサイドコーティング層部とを具えるとともに、トレッドコーティング層部のゴム離型性を、サイドコーティング層部のゴム離型性よりも大としている。

トレッド成形面部は、中子セグメントの引き出し方向（半径方向）に対してほぼ直角に向くとともに、タイヤ内表面との接触面積が大きい。従って、中子セグメントの引き出しに対しての影響が大きい。逆に、サイド成形面部は、半径方向線に対して急勾配をなすため、生タイヤを形成する際、未加硫のタイヤ形成部材を粘着して保持させることが難しい。即ち、生タイヤの成形性に対する影響が大きい。

従って、トレッド成形面部には、ゴム離型性が大なコーティング層部を形成し、逆にサイド成形面部には、ゴム離型性が小なコーティング層部を形成することで、生タイヤの成形性を維持しながら、加硫後のタイヤからの中子本体の分解取り出し作業を迅速化することが可能となり、タイヤの生産効率を向上させることができる。

本発明の剛性中子の使用状態を示す断面図である。 中子本体の斜視図である。 中子本体の側面図である。 タイヤ成形面を説明する断面図である。 加硫タイヤからの中子セグメントの取出し方法を説明する概念図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、コーティング層のゴム離型性を評価する評価テストを説明する概念図である。 （Ａ）、（Ｂ）は従来の中子本体の問題点を説明する側面図、及び断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１に示すように、本実施形態のタイヤ形成用の剛性中子１は、外表面にタイヤ成形面Ｓを有する環状の中子本体２を具える。そして、このタイヤ成形面Ｓ上に、カーカスプライ、ベルトプライ、サイドウォールゴム、トレッドゴム等のタイヤ構成部材を順次貼り付けることにより、仕上がりタイヤとほぼ同形状の生タイヤＴが形成される。又前記生タイヤＴを、剛性中子１ごと加硫金型Ｂ内に投入することにより、内型である中子本体２と外型である加硫金型Ｂとの間で前記生タイヤＴを加硫成形する。前記タイヤ成形面Ｓは、仕上がりタイヤの内面形状とほぼ同形状に形成されている。

前記剛性中子１は、環状の前記中子本体２と、その中心孔２Ｈに内挿される円筒状のコア３とを含んで構成されるが、前記中子本体２以外は、従来的な周知構造を採用できる。従って、以下に前記中子本体２のみ説明する。

本例の中子本体２は、その内部に例えば周方向に連続してのびる内腔部４を具えた中空状をなし、その内腔部４内に前記生タイヤＴを内側加熱する例えば電気ヒータなどの加熱手段（図示しない。）を配置している。

前記中子本体２は、図２に示すように、周方向に分割される複数の中子セグメント５から形成される。そして、各中子セグメント５は、その周方向両端面を合わせ面６とし、周方向で隣り合う合わせ面６、６同士を互いに付き合わすことにより前記中子本体２が環状に形成される。

本例では、前記中子セグメント５は、周方向に交互に配される第１、第２の中子セグメント５Ａ、５Ｂから構成される。前記第１の中子セグメント５Ａは、周方向両端の合わせ面６Ａが、半径方向内方に向かって周方向巾が増加する向きに傾斜している。これに対して第２の中子セグメント５Ｂは、周方向両端の合わせ面６Ｂが、半径方向内方に向かって周方向巾が減じる向きに傾斜している。これにより図３に示すように、前記第１の中子セグメント５Ａから順に半径方向内側に移動でき、加硫成形後、加硫タイヤのビード孔から順次分解して取り出すことができる。なお前記コア３は、各中子セグメント５の半径方向内側への移動を阻止し、各中子セグメント５を一体連結させる機能を有する。

そして本発明では、図４に示すように、前記タイヤ成形面Ｓに、ゴム離型性を有するコーティング層１１を形成している。

前記コーティング層１１としては、フッ素系樹脂、シロキサン系樹脂等の離型性に優れた有機系材料が採用しうる。しかし耐摩耗性、硬度、離型性の観点から、前記有機系材料と、金属、セラミックス、化成皮膜といった無機材料とを組み合わせたものが好適に採用しうる。このようなものとして、例えば商品名バイコート（（株）吉田ＳＫＴ）が挙げられる。このバイコートは、ニッケル系金属皮膜、クロム系金属皮膜、アルミナ皮膜、化成皮膜、及び金属やセラミックの溶射皮膜中に、フッ素系樹脂、シロキサン系樹脂等の有機系材料を分散混合させた複合皮膜として形成される。具体的には、ニッケル系金属皮膜にフッ素系樹脂を複合したＮＹＫシリーズ、クロム系金属被膜にフッ素系樹脂を複合したＮＯＯシリーズ、金属基材中の鉄イオンと反応させた化成被膜中にフッ素系樹脂を融合したＴＹＳシリーズ、アルミナ被膜にフッ素系樹脂を複合したＮＹＮシリーズ、金属被膜にシロキサン系樹脂を複合したＣＴＴシリーズが挙げられる。

これ以外にも、例えばニッケル合金層の微細孔にフッ素樹脂を含浸して硬く結合させた複合皮膜である商品名ニダックス（アルバックテクノ（株））、及びニッケル皮膜中に、フッ素樹脂の微粒子を均一に分散共析させた複合皮膜である商品名カニフロン（日本カニゼン（株））等も挙げられる。

前記タイヤ成形面Ｓは、タイヤＴのトレッド部Ｔａの内表面を成形するトレッド成形面部Ｓ１と、その両側に配されるサイド成形面部Ｓ２、Ｓ２とから構成される。前記サイド成形面部Ｓ２は、タイヤＴのサイドウォール部Ｔｂとビード部Ｔｃとの各内表面を成形する。

前記トレッド成形面部Ｓ１とサイド成形面部Ｓ２との境界Ｑ１は、下記に規定するショルダー領域Ｙ１内に位置する。詳しくは、タイヤ成形面Ｓと直角な法線のうちで、半径方向線に対する角度αが３０°となる法線を基準線Ｘ１とする。又、タイヤ成形面Ｓがタイヤ軸方向外側に最も張り出す最大巾点Ｐｍを通るタイヤ軸方向線と、前記基準線Ｘ１との交点を基準点Ｐ１とする。そして、前記基準点Ｐ１を通る直線のうちで前記基準線Ｘ１に対してタイヤ軸方向内側に１５°の角度傾く内の境界線ｙ１ｉと、タイヤ軸方向外側に１５°の角度傾く外の境界線ｙ１ｏとの間の領域を、前記ショルダー領域Ｙ１とする。

又本例のサイド成形面部Ｓ２は、半径方向外側の外サイド面部Ｓ２ｏと、半径方向内側の内サイド面部Ｓ２ｉとに区分されている。又、前記外サイド面部Ｓ２ｏと内サイド面部Ｓ２ｉとの境界Ｑ２は、下記に規定するサイド領域Ｙ２内に位置する。詳しくは、前記最大巾点Ｐｍを通るタイヤ軸方向線を基準線Ｘ２とし、前記最大巾点Ｐｍにおけるサイド成形面部Ｓ２の曲率半径中心点をＰ２とする。そして前記曲率半径中心点Ｐ２を通る直線のうちで、前記基準線Ｘ２に対して半径方向内側に１５°の角度傾く内の境界線ｙ２ｉと、半径方向外側に１５°の角度傾く外の境界線ｙ２ｏとの間の領域を、前記サイド領域Ｙ２とする。

図５に示すように、トレッド成形面部Ｓ１は、中子セグメント５の引き出し方向（半径方向）に対してほぼ直角に向くとともに、タイヤ内表面との接触面積が大きい。従って、中子セグメント５の引き出しに対しての影響が大きい。逆に、サイド成形面部Ｓ２は、半径方向線に対して急勾配をなすため、生タイヤＴを形成する際、未加硫のタイヤ形成部材を粘着して保持させることが難しい。即ち、生タイヤの成形性に対しての影響が大きい。

従って本発明では、コーティング層１１のうち、トレッド成形面部Ｓ１に形成されるトレッドコーティング層部１１Ａのゴム離型性を、サイド成形面部Ｓ２に形成されるサイドコーティング層部１１Ｂのゴム離型性よりも大に設定している。これにより、中子セグメント５の引き出し性と、生タイヤの成形性との両立を図ることが可能となる。即ち、生タイヤの成形性を維持しながら、加硫タイヤＴ１からの中子セグメントｃの引き出し力Ｆを減じることができ、中子本体の分解取り出し作業を迅速化して、タイヤの生産効率を向上させることができる。

又同図５に示すように、加硫タイヤＴ１から中子セグメント５を取り出す際、加硫タイヤＴ１のビード部Ｔｃをタイヤ軸方向外側に押し広げながら、中子セグメント５は引き出される。そのため前記引き出し時、前記サイドコーティング層部１１Ｂでは、ビード部Ｔｃとの擦れが強くなり、コーティング皮膜に摩耗や剥がれが発生しやすくなる。従って、サイドコーティング層部１１Ｂは、前記トレッドコーティング層部１１Ａよりも硬度が大なコーティング層部分を含むことが好ましい。

特に、内サイド面部Ｓ２ｉでは、外サイド面部Ｓ２ｏに比してビード部Ｔｃとの擦れが強い。従って、サイドコーティング層部１１Ｂのうち、内サイド面部Ｓ２ｉに形成される内サイドコーティング層部分１１Ｂｉの硬度を、外サイド面部Ｓ２ｏに形成される外サイドコーティング層部分１１Ｂｏの硬度よりも大に設定するのが好ましい。

即ち本例では、コーティング層１１を、トレッド成形面部Ｓ１に配されるトレッドコーティング層部１１Ａと、サイド成形面部Ｓ２に配されるサイドコーティング層部１１Ｂとに区分するとともに、サイドコーティング層部１１Ｂを、内サイド面部Ｓ２ｉに配される内サイドコーティング層部分１１Ｂｉと、外サイド面部Ｓ２ｏに配される外サイドコーティング層部分１１Ｂｏとに区分している。

そして前記トレッドコーティング層部１１Ａのゴム離型性を、サイドコーティング層部１１Ｂのゴム離型性よりも大としている。又サイドコーティング層部１１Ｂのうち、内サイドコーティング層部分１１Ｂｉの硬度を、外サイドコーティング層部分１１Ｂｏの硬度よりも大としている。なお一般に、硬度が大なコーティング皮膜は、硬度が小なコーティング皮膜に比してゴム離型性に劣る傾向がある。従って、本例では、内サイドコーティング層部分１１Ｂｉのゴム離型性は、外サイドコーティング層部分１１Ｂｏよりも小となる。このことは、生タイヤ形成時、未加硫のタイヤ形成部材を内サイド面部Ｓ２ｉに粘着、保持させるのにも好適となる。

なおコーティング層の硬度は、ＪＩＳ Ｚ２２４４の「ビッカース硬さ試験−試験法」に記載の「マイクロビッカース硬さ試験」に準拠して測定した値で比較している。

又コーティング層のゴム剥離性は、下記の剥離テストによって評価することができる。図６（Ａ）に示すように、上下の金型３０、３１を用いる。下の金型３１の上面には、深さ１５mm程度の凹部３１ａが設けられ、上の金型３０の下面には、前記凹部３１ａに嵌り合う凸部３０ａが設けられる。前記凹部３１ａの底面には、表面にコーティング層を有する厚さ１０mm程度の金属製のサンプル片３２が配される。本例ではコーティングの種類を違えた複数のサンプル片３２が配される。又サンプル片３２の上面には、厚さ２mm程度の未加硫のゴムシート３３が敷設される。そして上下の金型３０、３１間で前記サンプル片３２とゴムシート３３とを挟み込み、圧接しながら加熱加硫を行う。加硫条件は、例えば温度１７０℃、時間１２分、圧力２２kg/cm^２程度である。

加硫後、図６（Ｂ）に示すように、サンプル片３２から加硫後のゴムシート３３を、手によって引き剥がす際の剥離性を、作業者の官能によって評価する。なおコーティング層において、加硫後のゴムとの剥離性の評価順位と、未加硫のゴムとの剥離性の評価順位とは、ほぼ同じである。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

１ 剛性中子
２ 中子本体
５ 中子セグメント
１１ コーティング層
１１Ａ トレッドコーティング層部
１１Ｂ サイドコーティング層部
Ｂ 加硫金型
Ｓ タイヤ成形面
Ｓ１ トレッド成形面部
Ｓ２ サイド成形面部
Ｔ 生タイヤ

Claims (1)

1. 生タイヤを形成するタイヤ成形面を外表面に有する環状の中子本体を具え、かつ生タイヤごと加硫金型内に投入されることにより、該加硫金型と中子本体との間で前記生タイヤを加硫成形する剛性中子であって、
   前記中子本体は、周方向に分割される複数の中子セグメントからなり、
   かつ前記タイヤ成形面に、ゴム離型性を有するコーティング層が形成されるとともに、
   前記タイヤ成形面は、タイヤのトレッド部の内表面を成形するトレッド成形面部と、その両側に配されるサイド成形面部とを具え、
   かつ前記コーティング層は、前記トレッド成形面部に形成されるトレッドコーティング層部と、前記サイド成形面部に形成されるサイドコーティング層部とを具え、
   しかも前記トレッドコーティング層部は、前記サイドコーティング層部よりもゴム離型性が大であることを特徴とするタイヤ形成用の剛性中子。
   

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