JP2016210136A - タイヤ加硫方法 - Google Patents

Abstract

【課題】スピュー、ＯＶ／ＳＰ・ＯＣＲ、トレッド部のベアー、ＢＬ／Ｒ等などの種々の不具合の発生を適切に抑制することができるタイヤ加硫方法を提供する。
【解決手段】加硫ブラダーにスチームを供給してタイヤの内部温度を加硫温度まで加熱する加熱工程と、タイヤを加圧してタイヤの加硫を進行させる加圧工程と、加硫ブラダーの内部のスチームおよびガスを排気する排気工程とを備えたタイヤ加硫方法であって、加熱工程が、少なくとも、加硫ブラダーの内部の圧力がタイヤに対して最適な圧力になるように加硫ブラダーにスチームを供給した後、ゴムの流れが収まるまでの間、最適な圧力に保持してタイヤを加熱する第一の加熱工程と、スチームを供給して加熱最高圧まで昇圧させた後、タイヤが加硫温度に加熱されるまで加硫ブラダーの内部の圧力を加熱最高圧に保持してタイヤを加熱する第二の加熱工程とを備えているタイヤ加硫方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、タイヤを加硫成形するタイヤ加硫方法に関する。

空気入りタイヤの製造工程においては、従来より、未加硫状態のタイヤを加硫金型内に装填する一方でタイヤの内部に加硫ブラダーを装着して、加硫ブラダーにより形成されるタイヤの内部空間に高温のスチームおよび常温のガス（不活性ガス）を順に供給すると共に、加熱された加硫金型を閉状態にしてタイヤを加硫金型の成形面に押し当てながらタイヤの内側と外側の両側から加熱加圧することにより、タイヤの加硫成形を行っている（例えば、特許文献１参照）。

具体的には、図２に示すタイヤ加硫圧力チャート図に基づいて、まず、高温のスチームを供給して当初圧力Ｐ１から加熱最高圧Ｐ２まで一気に昇圧させた後、この加熱最高圧Ｐ２を維持してタイヤが加硫温度に加熱されるまで加熱を行う（加熱工程）。その後、供給する気体を高温のスチームから常温の窒素ガスに切り替えて加圧最高圧Ｐ３まで一気に昇圧させた後、加硫の完了までこの加圧最高圧Ｐ３を維持して、タイヤの加硫を進行させる（加圧工程）。そして、加硫完了後は、タイヤの内部空間からスチームやガスを外部へ排気して、当初圧力Ｐ１まで戻した後、加硫済タイヤを取り出す。なお、図２において、ｔ_１は加硫開始からタイヤが加硫温度に加熱されるまでの経過時間、ｔ_２は加硫完了までの経過時間である。

しかし、このようなタイヤ加硫方法の場合、スチームの圧力によってタイヤ内部より加硫金型方向への押圧力が１０ｋＰａ以上という高い圧力となるため、加硫金型の成形面に形成されたベントホールにゴムが流れ込み易く、加硫済タイヤのトレッド部に長いスピューが生じ易い。

また、生ゴムの加硫が進行中のために、オーバースピュー・オーシーアール（ＯＶ／ＳＰ・ＯＣＲ）の発生量が多くなり、手直しのために多くの人手を要する。

さらに、上記したタイヤ加硫方法をスピューレスモールドサイズ、スプリングベントサイズの加硫金型を用いた場合には、加硫金型が閉じた後に加硫金型の成形面と未加硫タイヤとの間に空気が残った状態となり、トレッド部にベアーが発生し易くなる。

一方、タイヤ加硫方法における別の方法として、加熱工程において、図２に示すチャートのように一気に昇圧させずに、図３に示すタイヤ加硫圧力チャート図に示すように、タイヤの内部空間に対して、内圧コントロール機構を用いて当初圧力Ｐ１から設定圧力Ｐ５まで徐々に昇圧させた後、加熱最高圧Ｐ２まで一気に昇圧させる方法がある。なお、図３において、ｔ_４は設定圧力Ｐ５に昇圧されるまでの経過時間であり、設定圧力Ｐ５は図２に示した従来の加硫時間およびスピューの長さを考慮して設定される。

しかし、このようなタイヤ加硫方法を採用した場合、スピューの長さが従来とほとんど変わらず、また、加硫開始時のタイヤ内部から加硫金型方向へ押圧力が弱いため、ブロンラバー（ＢＬ／Ｒ）等のディフェクトの発生が多くなる恐れがある。

また、この方法を低温加硫サイズの加硫金型（例えば、プラテン１８３℃以下サイズ）に用いると、加硫金型の膨張が遅くなるため、図２に示すチャートで加硫を行った場合と同程度のＯＶ／ＳＰ・ＯＣＲが発生する。

このように、現状のタイヤ加硫方法では、いずれの方法においても種々の不具合が発生しやすくなっており、より適切な加硫方法が望まれていた。

特開平９―７６２３９号公報 特開２００２―３６２４５号公報

そこで、本発明は、上記したスピュー、ＯＶ／ＳＰ・ＯＣＲ、トレッド部のベアー、ＢＬ／Ｒ等などの種々の不具合の発生を適切に抑制することができるタイヤ加硫方法を提供することを課題とする。

請求項１に記載の発明は、
加硫金型内のタイヤの内部に装着された加硫ブラダーにスチームを供給して前記タイヤの内部温度を加硫温度まで加熱する加熱工程と、前記加熱工程の後に前記加硫ブラダーの内部にガスを供給して前記タイヤを加圧して前記タイヤの加硫を進行させる加圧工程と、加硫完了後前記加硫ブラダーの内部のスチームおよびガスを排気する排気工程とを備えたタイヤ加硫方法であって、
前記加熱工程が、少なくとも、
前記加硫ブラダーの内部の圧力が前記タイヤに対して最適な圧力になるように前記加硫ブラダーに前記スチームを供給した後、ゴムの流れが収まるまでの間、前記最適な圧力に保持して前記タイヤを加熱する第一の加熱工程と、
さらに前記スチームを供給して加熱最高圧まで昇圧させた後、前記タイヤが加硫温度に加熱されるまで、前記加硫ブラダーの内部の圧力を前記加熱最高圧に保持して前記タイヤを加熱する第二の加熱工程とを備えていることを特徴とするタイヤ加硫方法である。

請求項２に記載の発明は、
前記加熱工程が、前記第一の加熱工程と前記第二の加熱工程とを含む２段階以上の昇圧工程を備えていることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ加硫方法である。

請求項３に記載の発明は、
前記第一の加熱工程における前記最適な圧力が、前記第二の加熱工程における前記加熱最高圧の４０〜６０％の圧力であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のタイヤ加硫方法である。

請求項４に記載の発明は、
前記第一の加熱工程と前記第二の加熱工程の切り替えを、内圧コントロール弁を用いて行うことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のタイヤ加硫方法である。

本発明によれば、スピュー、ＯＶ／ＳＰ・ＯＣＲ、トレッド部のベアー、ＢＬ／Ｒ等などの種々の不具合の発生を適切に抑制することができるタイヤ加硫方法を提供することができる。

本発明の一実施の形態に係るタイヤ加硫方法におけるタイヤ加硫圧力チャート図である。 従来のタイヤ加硫成形方法におけるタイヤ加硫圧力チャート図である。 比較例の加硫成形方法におけるタイヤ加硫圧力チャート図である。 サーモテストによる加硫時間の検証結果を示す図である。

以下、図面に基づいて、本発明の具体的な実施の形態を説明する。

１．本実施の形態に係るタイヤ加硫方法
（１）概要
図１は本実施の形態に係るタイヤ加硫方法におけるタイヤ加硫圧力チャート図であり、縦軸は加硫ブラダー内部の圧力、横軸は加硫開始時点（加硫金型を閉にして加硫ブラダー内にスチームの供給を開始した時点）からの経過時間である。また、縦軸に付記したＰ１は当初圧力、Ｐ２は加熱最高圧、Ｐ３は加圧最高圧である。また、Ｐ４は第一の加熱工程における圧力（以下、「第一加熱圧力」という）である。

本実施の形態に係るタイヤ加硫方法は、未加硫タイヤの内部に装着された加硫ブラダーにスチームを供給して加硫温度まで昇温させる加熱工程（Ｉｎｆ．Ｓ工程）と、加熱工程後の加硫ブラダーの内部にＮ_２ガスを供給した後に一定の圧力に維持することによりタイヤを加圧してタイヤの加硫を進行させる加圧工程（Ｎ_２ガス工程）と、加硫ブラダーの内部のスチームおよびＮ_２ガスを排気する排気工程とを備えている。

そして、本実施の形態に係るタイヤ加硫方法では、上記したＩｎｆ．Ｓ工程において、加熱最高圧Ｐ２まで一気に昇圧させる図２に示す方法や、設定圧力Ｐ５まで徐々に昇圧させた後に加熱最高圧Ｐ２まで一気に昇圧させる図３に示す方法とは異なり、スチーム供給装置に内部空間の圧力を制御する内圧コントロール機構を備えるスチーム供給装置を用い、図１に示すように、加熱工程（Ｉｎｆ．Ｓ工程）を第一の加熱工程と第二の加熱工程の２つの加熱工程に分け、第一の加熱工程においても第一加熱圧力Ｐ４まで一気に昇圧させた後、第二の加熱工程においても加熱最高圧Ｐ２まで一気に昇圧させるという段階的な昇圧を行う。

（２）Ｉｎｆ．Ｓ工程
以下、Ｉｎｆ．Ｓ工程における２段階の加熱工程について説明する。

（ａ）第一の加熱工程
上記したように、本実施の形態においては、加熱最高圧Ｐ２まで一気に昇圧させる図２に示す方法や、設定圧力Ｐ５まで徐々に昇圧させた後に加熱最高圧Ｐ２まで一気に昇圧させる図３に示す方法とは異なり、第一の加熱工程において加熱最高圧Ｐ２よりも低い圧力の第一加熱圧力Ｐ４まで一気に昇圧させる。

具体的には、第一の加熱工程においては、スチーム供給装置からスチームを供給する際、加硫ブラダーの内部の圧力がタイヤに対して所定の最適な圧力（第一加熱圧力）になるように、内圧コントロール機構を用いて一気に上昇させ、その後は、内部圧力をこの第一加熱圧力Ｐ４に保ったまま所定の経過時間（ｔ_３）まで保持する。

このときの第一加熱圧力Ｐ４は、ゴムに対して最適な圧力、即ち、加熱最高圧Ｐ２（１４７０ｋＰａ）の４０〜６０％の圧力、具体的には、７００ｋＰａ程度の圧力に設定される。これにより、未加硫タイヤに対する押圧が最適になる。

そして、第一加熱圧力Ｐ４まで昇圧させた後の保持時間は、１〜２分で、具体的には、１．５分程度の時間、即ち、ゴムの流れが収まるまでの時間に設定される。これにより、スピューの長さを半減させてＯＶ／ＳＰ・ＯＣＲの発生を低減させると共に、未加硫タイヤに対する押圧力を保ってＢＬ／Ｒの発生を抑制することができる。

（ｂ）第二の加熱工程
本実施の形態においては、上記した第一の加熱工程による加熱に引き続いて、第二の加熱工程による加熱が行われる。第二の加熱工程においては、スチーム供給装置からスチームをさらに供給して、加硫ブラダー内部の圧力を第一加熱圧力Ｐ４から従来と同様に加熱最高圧Ｐ２まで一気に上昇させ、その後、内部空間の圧力を加熱最高圧Ｐ２に保持した状態でタイヤの内部温度が加硫温度に上昇するまで所定の経過時間（ｔ_１）まで保持する。

（３）Ｎ_２ガス工程
そして、本実施の形態に係るタイヤ加硫方法では、上記した２段階の加熱工程を有するＩｎｆ．Ｓ工程に次いで、従来と同様の手順でＮ_２ガス工程を行う。Ｎ_２ガス工程では、内部空間にＮ_２ガスを供給し、内部空間の圧力を加熱最高圧Ｐ２から加圧最高圧Ｐ３にまで一気に上昇させた後、加圧最高圧Ｐ３で所定の経過時間（ｔ_２）まで保持することにより、加硫を進行させる。

（４）排気工程
そして、従来と同様に、加圧工程終了後、排気工程で内部空間内のスチームとＮ_２との混合ガスを排気した後、加硫金型を開にして加硫済タイヤを取り出す。

２．本実施の形態の効果
本実施の形態では、上記したように、加熱工程（Ｉｎｆ．Ｓ工程）を第一の加熱工程および第二の加熱工程の２段階に分けて加熱を行っている。これにより、以下に記載するように、従来のタイヤ加硫方法において生じていた種々の不具合の発生をそれぞれ適切に抑制することができる。

（１）スピューの抑制
本実施の形態においては、加熱工程において、未加硫タイヤの加硫金型面側での加硫の進行を未加硫タイヤ内側よりも速くしている。これにより、未加硫タイヤの加硫金型面側では未加硫タイヤ内側からの押圧が弱い内に加硫が進行することになり、ゴムが加硫金型の成形面のベントホールに流れ込みにくくなるため、トレッド部のスピューの長さ（ＴＲＤスピュー長さ）を従来よりも短くすることができる。

（２）ＯＶ／ＳＰ・ＯＣＲの抑制
本実施の形態においては、加熱工程において、加硫初期の未加硫タイヤ内側からの押圧力を適正な圧力に設定しているため、ＯＶ／ＳＰ・ＯＣＲの発生が抑制される。特に、プラテン１８３℃以下などの低温加硫サイズの加硫金型に本実施の形態に係るタイヤ加硫方法を適用した場合には、未加硫タイヤの加硫金型面側での加硫を進行させた後に未加硫タイヤ内側からの押圧が高くなるため、ＯＶ／ＳＰ・ＯＣＲの発生量を半分以下にすることができる。

（３）ベアーの発生防止
また、セグメント間へのゴムの進入が抑制されることにより、スピューの長さが半減されて加硫金型の穴に残ることが抑制されるため、スピューレスモールドサイズ・スプリングベントサイズなどの加硫金型を用いた場合でも、トレッド部にベアーが発生することがない。

（４）ＢＬ／Ｒ等の発生防止
また、スチームの圧力を低圧に保持することによりタイヤ部材間の材料を密着させることができるため、図２に示すようなタイヤ加硫方法を採用した場合に生じていたＢＬ／Ｒ等のディフェクトの発生数を低減させることができる。

（５）加硫時間
また、本実施の形態に係るタイヤ加硫方法の場合、スチーム圧力とその保持時間を適正にして熱源のスチーム送量を従来と同じにしているため、加熱工程を上記のように２段階に分けても、トータルの加硫時間を特別延長する必要がなく、製造効率が低下することもない。

３．本実施の形態における好ましい態様
上記したスチーム供給装置は、加熱工程における第一の加熱工程と第二の加熱工程の切り替えを行う内圧コントロール機構として内圧コントロール弁を備えていることが好ましい。

また、上記した内圧コントロール弁の動作は、自在の圧力設定機能やシステムとの通信機能を有しており、予め設定された製造標準を加硫機の制御部に自動的に転送するスペックシステムを用いて制御することが好ましい。これにより、任意の圧力、時間をスペックによって管理することができる。

なお、上記した実施の形態においては、加熱工程が第一の加熱工程と第二の加熱工程の２段階の昇圧工程を備えている場合について説明したが、これに限定されず、加熱工程が２段階よりも多くの昇圧工程を備えていてもよい。

次に、実施例に基づき本発明をより具体的に説明する。

１．実施例
図１に示すタイヤ加硫圧力チャート図に基づいて、タイヤサイズ１９５／６５Ｒ１５のタイヤを加硫した。なお、この加硫に際しては、当初圧力Ｐ１を常圧、加熱最高圧Ｐ２を１５００ｋｐａ、加圧最高圧Ｐ３を２２００ｋｐａ、第一加熱圧力Ｐ４を７００ｋｐａとし、ｔ_１を３．２５分、ｔ_２を９．００分、ｔ_３を１．５０分と設定して、Ｉｎｆ．Ｓ工程において内圧コントロール設備を使用して２段階の内圧コントロールを行った。

２．標準加硫条件
従来の標準加硫条件である図２に示すタイヤ加硫圧力チャート図に基づいて、同サイズのタイヤを加硫した。なお、この加硫に際しては、当初圧力Ｐ１を常圧、加熱最高圧Ｐ２を１５００ｋｐａ、加圧最高圧Ｐ３を２２００ｋｐａとし、ｔ_１を３．００分、ｔ_２を９．００分と設定して、Ｉｎｆ．Ｓ工程において内圧コントロールを行わなかった。

３．比較例
図３に示す加硫圧力チャート図に基づいて、同サイズのタイヤを加硫した。なお、この加硫に際しては、当初圧力Ｐ１を常圧、加熱最高圧Ｐ２を１５００ｋｐａ、加圧最高圧Ｐ３を２２００ｋｐａ、設定圧力Ｐ５を５００ｋｐａとし、ｔ_１を３．５０分、ｔ_２を９．００分、ｔ_４を１．００分と設定して、Ｉｎｆ．Ｓ工程において内圧コントロール設備を使用して設定圧力Ｐ５まで徐々に昇圧するようにスチーム供給における内圧コントロールを行った。

４．評価
（１）スピュー長さ
加硫タイヤのトレッド部（ＴＲＤ部）およびショルダー部（Ｓｈ部）に形成されたスピュー長さを測定した。結果を表１に示す。

（２）加硫時間の検証
加硫の進行が最も遅くなる部位（加硫律速部位）と思われる「下Ｓｈ ＢＲＫ‘Ｅ（下側のショルダーとブレーカーとのエッジ部分）」にて、加硫開始から１０分間、温度（℃）および供給熱量（ＥＣＵ）を測定した。結果を図４に示す。なお、図４において、上の曲線は温度（℃）、下の曲線は供給熱量（ＥＣＵ）を示す。

表１より、実施例では標準加硫条件に比べてスピューの長さがＴＲＤ部で半減していることが分かる。一方、比較例ではスピューの長さを低減する効果が顕著でないことが分かる。

また、図４より、実施例、標準加硫条件、比較例のいずれにおいても、最終到達温度が殆ど同じ（実施例：１７４．０℃、標準加硫条件：１７４．８℃、比較例：１７４．０℃）であり、また、最終供給熱量も殆ど同じ（実施例：１９．４ＥＣＵ、標準加硫条件：１９．５ＥＣＵ、比較例：１９．４ＥＣＵ）であり、実施例の条件を採用しても、加硫時間を延長する必要がないことが分かる。

以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、上記の実施の形態に対して種々の変更を加えることが可能である。

Ｐ１ 当初圧力
Ｐ２ 加熱最高圧
Ｐ３ 加圧最高圧
Ｐ４ 第一加熱圧力
Ｐ５ 設定圧力
ｔ１ 加硫開始からタイヤが加硫温度に加熱されるまでの経過時間
ｔ２ 加硫完了までの経過時間
ｔ３ 第二の加熱工程までの経過時間
ｔ４ 設定圧力に昇圧されるまでの経過時間

Claims (4)

1. 加硫金型内のタイヤの内部に装着された加硫ブラダーにスチームを供給して前記タイヤの内部温度を加硫温度まで加熱する加熱工程と、前記加熱工程の後に前記加硫ブラダーの内部にガスを供給して前記タイヤを加圧して前記タイヤの加硫を進行させる加圧工程と、加硫完了後前記加硫ブラダーの内部のスチームおよびガスを排気する排気工程とを備えたタイヤ加硫方法であって、
   前記加熱工程が、少なくとも、
   前記加硫ブラダーの内部の圧力が前記タイヤに対して最適な圧力になるように前記加硫ブラダーに前記スチームを供給した後、ゴムの流れが収まるまでの間、前記最適な圧力に保持して前記タイヤを加熱する第一の加熱工程と、
   さらに前記スチームを供給して加熱最高圧まで昇圧させた後、前記タイヤが加硫温度に加熱されるまで、前記加硫ブラダーの内部の圧力を前記加熱最高圧に保持して前記タイヤを加熱する第二の加熱工程とを備えていることを特徴とするタイヤ加硫方法。
2. 前記加熱工程が、前記第一の加熱工程と前記第二の加熱工程とを含む２段階以上の昇圧工程を備えていることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ加硫方法。
3. 前記第一の加熱工程における前記最適な圧力が、前記第二の加熱工程における前記加熱最高圧の４０〜６０％の圧力であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のタイヤ加硫方法。
4. 前記第一の加熱工程と前記第二の加熱工程の切り替えを、内圧コントロール弁を用いて行うことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のタイヤ加硫方法。

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