JP2018034426A

JP2018034426A - タイヤ加硫用ブラダー及びそれを用いたタイヤ製造方法

Info

Publication number: JP2018034426A
Application number: JP2016169642A
Authority: JP
Inventors: 佐藤　有二; Yuji Sato; 有二佐藤
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2016-08-31
Filing date: 2016-08-31
Publication date: 2018-03-08
Anticipated expiration: 2036-08-31
Also published as: JP6790599B2

Abstract

【課題】コストの増大や作業性の低下を伴うことなく、タイヤからの離型を安定的に実施可能とするタイヤ加硫用ブラダー及びそれを用いたタイヤ製造方法を提供する。
【解決手段】タイヤ加硫工程において使用されるタイヤ加硫用ブラダー１０において、円筒状をなす膜部１１Ａと該膜部１１Ａの両端に形成されたクランプ部１１Ｂとを有するブラダー本体１１と、該ブラダー本体１１から独立していてクランプ部１１Ｂから外れた位置で膜部１１Ａの外周面上に積層される円筒状のカバー部材１２とを備え、該カバー部材１２がタイヤインナーライナー層に対して離型性を有する材料で構成される。このようなタイヤ加硫用ブラダー１０を用いてグリーンタイヤＧの加硫を行う。
【選択図】図２

Description

本発明は、タイヤ加硫工程において使用されるタイヤ加硫用ブラダー及びそれを用いたタイヤ製造方法に関し、更に詳しくは、コストの増大や作業性の低下を伴うことなく、タイヤからの離型を安定的に実施可能とするタイヤ加硫用ブラダー及びそれを用いたタイヤ製造方法に関する。

空気入りタイヤを加硫する工程において、ブラダーをグリーンタイヤの内側に配置し、そのブラダーの中に加熱加圧媒体を充填することにより、グリーンタイヤを金型の成形面に対して押圧すると共に、ブラダー内部に充填された加熱加圧媒体によりグリーンタイヤを加熱することが行われている。

このようなタイヤ加硫用ブラダーは、一般的に、空気透過性が低いブチルゴムにより形成されるため、タイヤの最内面層を形成するインナーライナー層と加硫接着し易いという特性を有している。そのため、加硫後にブラダーを収縮させてタイヤから取り出す際の離型性が悪い。そして、加硫後においてタイヤインナーライナー層とブラダーとが強固に密着した状態になっていると、タイヤ取り出し時にタイヤインナーライナー層を破損させたり、タイヤ取り出し時の作業性が悪化して生産性を阻害したりする。

このような不都合を解消するために、従来からグリーンタイヤの内表面やブラダーの外表面に離型剤を塗布することが行われているが、離型剤を塗布しただけでは離型効果が長続きしないため、加硫のたびに離型剤を塗布する必要があり、作業性や作業環境への影響が問題視されている。

また、シリコーン等の離型剤をブラダー外表面に塗布し、乾燥・硬化させることにより、離型層を形成することも行われているが、このような離型層の耐久性も不十分であり、問題の根本的な解決には至っていない。

一方、タイヤ加硫用ブラダーそのものをインナーライナー層と加硫接着しないシリコーンゴム等で形成することが考えられる。しかしながら、ブラダー内に充填される加熱加圧媒体としては一般的にスチームが用いられるため、シリコーンゴム等からなるタイヤ加硫用ブラダーでは、加水分解による劣化が急速に進行するため実用的ではない。

更に、タイヤ加硫用ブラダーを多層構造とし、従来のブラダーの外表面にシリコーンゴム等からなる離型層を一体的に設けることで、上記問題を解決することが提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。しかしながら、多層のゴム層を一体成型する場合、タイヤ加硫用ブラダーの製造工程が煩雑になり、その製造コストが大幅に増大することになる。

また、多層構造を有するタイヤ加硫用ブラダーを、内側に位置する内側ブラダーと、該内側ブラダーから独立していて離型性に優れた材料からなる外側ブラダーとから構成し、これら内側ブラダー及び外側ブラダーを積層した状態で両ブラダーに形成されたクランプ部を一体的に把持するようにした構造が提案されている（例えば、特許文献４参照）。しかしながら、この場合、多層構造を有するタイヤ加硫用ブラダーを加硫機に装着する際、２つのブラダーを重ね合せた状態で、両者のクランプ部を一体的に把持する必要があるため、ブラダー交換作業が煩雑になるという問題がある。しかも、ブラダーの組み付け時に層間に入ってしまった空気が抜け難く、その残留した空気が加硫度に影響を及ぼしてタイヤ品質を低下させるという問題がある。

特開２０１１−１６１７６６号公報特開２０１２−１０１３８９号公報特開２０１４−１２１８４７号公報特開２００５−６６８４８号公報

本発明の目的は、コストの増大や作業性の低下を伴うことなく、タイヤからの離型を安定的に実施可能とするタイヤ加硫用ブラダー及びそれを用いたタイヤ製造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タイヤ加硫用ブラダーは、タイヤ加硫工程において使用されるタイヤ加硫用ブラダーにおいて、円筒状をなす膜部と該膜部の両端に形成されたクランプ部とを有するブラダー本体と、該ブラダー本体から独立していて前記クランプ部から外れた位置で前記膜部の外周面上に積層される円筒状のカバー部材とを備え、該カバー部材がタイヤインナーライナー層に対して離型性を有する材料で構成されることを特徴とするものである。

また、上記目的を達成するための本発明のタイヤ製造方法は、上記タイヤ加硫用ブラダーを用いたタイヤ製造方法であって、金型内にグリーンタイヤを挿入し、該グリーンタイヤの内側に前記ブラダー本体と前記カバー部材とからなる前記タイヤ加硫用ブラダーを挿入し、該タイヤ加硫用ブラダーの内部に加熱加圧媒体を充填した状態で前記グリーンタイヤの加硫を行うことを特徴とするものである。

本発明では、タイヤ加硫用ブラダーがブラダー本体とカバー部材とを備え、該カバー部材がタイヤインナーライナー層に対して離型性を有する材料で構成されることにより、カバー部材の離型性に基づいてタイヤ加硫用ブラダーのタイヤからの離型を安定的に行うことが可能となる。

また、ブラダー本体としては従来のブラダーを使用することが可能であり、ブラダー本体に対してカバー部材を付加すれば良いので、タイヤ加硫用ブラダーの製造コストの増大を最小限に抑制することができる。

また、カバー部材はブラダー本体のクランプ部から外れた位置で膜部の外周面上に積層される円筒状をなし、それ自体がクランプ部を持たない構造を有しているので、ブラダー交換作業が容易である。しかも、カバー部材とブラダー本体との間に空気が残留したとしても、その空気は加硫時に内圧が充填された際にカバー部材とブラダー本体との層間から容易に排出されるので、層間に残留した空気に起因するタイヤ品質の低下を防止することができる。

更に、本発明によれば、ブラダー本体に対してカバー部材が独立しているので、これらブラダー本体とカバー部材の各々を必要周期で交換可能であり、各部材を有効に活用することが可能である。

本発明において、ブラダー本体とカバー部材とを非接着状態で互いに拘束する拘束部材を備えることが好ましい。これにより、ブラダー本体とカバー部材との間の一体性を確保し、タイヤ加硫工程を円滑に行うことができる。このような拘束部材としては、一対の面ファスナー又は一対の機械的留め具を用いると良い。

カバー部材の任意位置での初期内径はブラダー本体の対応位置での初期外径よりも小さく、かつカバー部材の永久歪みがブラダー本体の永久歪みよりも小さいことが好ましい。カバー部材の任意位置での初期内径をブラダー本体の対応位置での初期外径よりも小さくすることにより、ブラダー本体とカバー部材との間の一体性を確保し、タイヤ加硫工程を円滑に行うことができる。また、カバー部材の永久歪みをブラダー本体の永久歪みよりも小さくすることにより、ブラダー本体とカバー部材とが収縮を繰り返しても両者間の一体性を確保することができる。上記永久歪みは例えばＪＩＳ−Ｋ６２６２に規定された圧縮永久歪みを意味する。

カバー部材の厚さはブラダー軸方向に沿って均一であることが好ましい。また、カバー部材の厚さは１．５ｍｍ以下であることが好ましい。カバー部材は離型性を担持するものであるので、均一厚さを有する簡単な構成とすれば良い。

上述したタイヤ加硫用ブラダーを用いてタイヤを製造する場合、金型内にグリーンタイヤを挿入し、該グリーンタイヤの内側にブラダー本体とカバー部材とからなるタイヤ加硫用ブラダーを挿入し、該タイヤ加硫用ブラダーの内部に加熱加圧媒体を充填した状態でグリーンタイヤの加硫を行う。これにより、離型剤を使用しなくても、タイヤ加硫用ブラダーのタイヤからの離型を安定的に行うことが可能となる。

本発明が適用されるタイヤ加硫用ブラダーの一例を示す子午線断面図である。本発明の実施形態からなるタイヤ加硫用ブラダーを示す子午線断面図である。本発明の実施形態からなるタイヤ加硫用ブラダーを示す側面図である。本発明の他の実施形態からなるタイヤ加硫用ブラダーを示す子午線断面図である。本発明の更に他の実施形態からなるタイヤ加硫用ブラダーを示す子午線断面図である。本発明の更に他の実施形態からなるタイヤ加硫用ブラダーを展開した状態を示す斜視図である。

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は本発明が適用されるタイヤ加硫用ブラダーの一例を示すものである。図１において、ブラダー１０はグリーンタイヤＧの加硫工程において使用されるものである。このブラダー１０は円筒状をなし、金型２０内に投入されたグリーンタイヤＧの内側に同軸的に挿入される。そして、ブラダー１０をグリーンタイヤＧの内側で膨らませることにより、グリーンタイヤＧを金型２０の成形面に対して押圧するように機能する。図１において、金型２０は下型２１、上型２２及びセクター２３から構成されている。また、ブラダー１０の下端部は下型２１と下側クランプリング２４との間に把持され、ブラダー１０の上端部は上側クランプリング２５と補助リング２６との間に把持されている。

図２及び図３は本発明の実施形態からなるタイヤ加硫用ブラダーを示すものである。図２及び図３に示すように、ブラダー１０は、円筒状をなす膜部１１Ａと該膜部１１Ａの両端に形成されたクランプ部１１Ｂとを有するブラダー本体１１と、該ブラダー本体１１から独立していてクランプ部１１Ｂから外れた位置で膜部１１Ａの外周面上に積層される円筒状のカバー部材１２とを備えている。クランプ部１１Ｂは膜部１１Ａよりも厚く成形されている。ブラダー本体１１がブチルゴムを主体とするゴム組成物から構成されているのに対して、カバー部材１２はタイヤインナーライナー層に対して離型性を有する材料から構成されている。タイヤインナーライナー層に対して離型性を有する材料として、好ましくはシリコーンゴムが使用される。他の材料として、フッ素ゴム等を挙げることができる。

上述したタイヤ加硫用ブラダー１０を用いてタイヤを製造する場合、金型２０内にグリーンタイヤＧを挿入し、該グリーンタイヤＧの内側にブラダー本体１１とカバー部材１２とからなるタイヤ加硫用ブラダー１０を挿入し、該タイヤ加硫用ブラダー１０の内部に加熱加圧媒体を充填した状態でグリーンタイヤＧの加硫を行う。その後、金型２０を開き、加硫済みのタイヤの内部からタイヤ加硫用ブラダー１０を抜き取り、そのタイヤを金型２０内から取り出すことにより、タイヤ加硫工程を完了する。

上述のようにタイヤ加硫用ブラダー１０がブラダー本体１１とカバー部材１２とを備え、カバー部材１２がタイヤインナーライナー層に対して離型性を有する材料で構成されているので、カバー部材１２の離型性に基づいてタイヤ加硫用ブラダー１０のタイヤからの離型を安定的に行うことが可能となる。

また、ブラダー本体１１としては従来のブラダーを使用することが可能であり、単にブラダー本体１１に対してカバー部材１２を付加すれば良いので、タイヤ加硫用ブラダー１０の製造コストの増大を最小限に抑制することができる。つまり、多層のゴム層を一体成型する場合とは異なって、タイヤ加硫用ブラダー１０を構成するブラダー本体１１とカバー部材１２の製造工程は簡素である。

また、カバー部材１２はブラダー本体１１のクランプ部１１Ｂから外れた位置で膜部１１Ａの外周面上に局所的に積層される円筒状をなし、それ自体がクランプ部を持たない構造を有しているので、ブラダー交換作業が容易である。つまり、２枚のブラダーを積層した状態で両ブラダーに形成されたクランプ部を一体的に把持するようにした構造とは異なって、ブラダー本体１１のクランプ部１１Ｂだけを加硫機に装着すれば良いため、その交換作業が容易である。しかも、カバー部材１２とブラダー本体１１との間に空気が入り込んだとしても、その空気は加硫時に内圧が充填された際にカバー部材１２とブラダー本体１１との層間から容易に排出されるので、層間に残留した空気に起因するタイヤ品質の低下を防止することができる。

更に、ブラダー本体１１に対してカバー部材１２が独立しているので、これらブラダー本体１１とカバー部材１２の各々を必要周期で交換可能であり、各部材１１，１２を有効に活用することが可能である。つまり、従来のようにブチルゴム層と離型層とが一体的に成形された多層構造を有するブラダーの場合、ブチルゴム層と離型層のいずれか一方が寿命を迎えた場合、その全体を交換する必要があるが、ブラダー本体１１とカバー部材１２とを独立させた場合、ブラダー本体１１とカバー部材１２の各々を寿命限度まで使用することができる。

上述した実施形態において、例えば、カバー部材１２の任意の位置での初期内径はブラダー本体１１のそれに対応する位置での初期外径よりも小さくなるように設定されることが望ましい。例えば、ブラダー１０の軸方向中心位置において、カバー部材１２の初期内径はブラダー本体１１の初期外径よりも小さくなっているのが良い。カバー部材１２の任意位置での初期内径をブラダー本体１１の対応位置での初期外径よりも小さくすることにより、ブラダー本体１１とカバー部材１２との間の一体性を確保し、タイヤ加硫工程を円滑に行うことができる。つまり、ブラダー本体１１とカバー部材１２とを互いに固定しなくても、両者間に位置ずれを生じ難いのである。

また、カバー部材１２の永久歪みがブラダー本体１１の永久歪みよりも小さくなるようにブラダー本体１１及びカバー部材１２の材料が選択されることが望ましい。カバー部材１２の永久歪みをブラダー本体１１の永久歪みよりも小さくすることにより、ブラダー本体１１とカバー部材１２とが収縮を繰り返しても両者間の一体性を確保することができる。

図４は本発明の他の実施形態からなるタイヤ加硫用ブラダーを示すものである。図４において、タイヤ加硫用ブラダー１０は、ブラダー本体１１及びカバー部材１２に加えて、ブラダー本体１１とカバー部材１２とを非接着状態で互いに拘束する拘束部材１３を備えている。拘束部材１３は、互いに係合可能な一対の面ファスナー１３Ａ，１３Ｂで構成されている。これにより、ブラダー本体１１とカバー部材１２との間の位置ずれを防止し、両者の一体性を確保することができる。また、面ファスナー１３Ａ，１３Ｂによる非接着状態での拘束であるため、ブラダー本体１１とカバー部材１２とを必要に応じて分離することができる。

拘束部材１３を構成する一対の面ファスナー１３Ａ，１３Ｂはタイヤ加硫用ブラダー１０の任意の箇所に設置することができる。例えば、図４においては、一対の面ファスナー１３Ａ，１３Ｂがブラダー本体１１の軸方向中央部及び両端部にそれぞれ配置されている。面ファスナー１３Ａ，１３Ｂはそれ自体が伸縮性を有することが望ましい。また、面ファスナー１３Ａ，１３Ｂはブラダー本体１１の周方向に沿って点在するように配置されることが望ましい。特に、ブラダー本体１１及びカバー部材１２の伸縮を妨げないように、各ファスナー１３Ａ，１３Ｂの面積を小さくし、必要な係合力に応じてファスナー１３Ａ，１３Ｂの個数を増やし、それらを離散させると良い。例えば、各ファスナー１３Ａ，１３Ｂの面積は１００ｍｍ²以下であると良い。

ファスナー１３Ａ，１３Ｂはブラダー本体１１及びカバー部材１２の表面に接着剤を用いて固定することも可能であるが、縫合糸のような縫合部材やステープルのような係止部材を用いて固定することも可能である。また、ファスナー１３Ａ，１３Ｂを加硫接着によりブラダー本体１１及びカバー部材１２の表面に固定することも可能である。

ファスナー１３Ａ，１３Ｂの構成は特に限定されるものではなく、例えば、シート状の基材と該基材の一方の面に形成された複数本の係合素子とを備えたものを使用することができる。また、各係合素子の形状は特に限定されるものではなく、例えば、フック状やループ状の係合素子を採用することができる。

図５は本発明の更に他の実施形態からなるタイヤ加硫用ブラダーを示すものである。図５において、タイヤ加硫用ブラダー１０は、ブラダー本体１１及びカバー部材１２に加えて、ブラダー本体１１とカバー部材１２とを非接着状態で互いに拘束する拘束部材１４を備えている。拘束部材１４は、互いに着脱可能な一対の機械的留め具１４Ａ，１４Ｂで構成されている。これにより、ブラダー本体１１とカバー部材１２との間の位置ずれを防止し、両者の一体性を確保することができる。また、機械的留め具１４Ａ，１４Ｂによる非接着状態での拘束であるため、ブラダー本体１１とカバー部材１２とを必要に応じて分離することができる。

拘束部材１４を構成する一対の機械的留め具１４Ａ，１４Ｂとは、結合と分離を反復的に行うことを許容する機械的な連結構造を有するものを意味する。その代表的なものとして、ホック又はスナップと呼ばれる機械的留め具があり、衣料業界等では、より具体的には、スナップボタン、リングスナップ、リングホック、アメリカンスナップ、アメリカンホック、アイレットホック、バネホック、又は、ジャンパーホックと呼ばれるものである。また、機械的留め具１４Ａ，１４Ｂは結合部が小面積（例えば、好ましくは１ｍｍ²〜１１５ｍｍ²、更に好ましくは４ｍｍ²〜９０ｍｍ²）である点状の留め具である。

機械的留め具１４Ａ，１４Ｂはブラダー本体１１及びカバー部材１２の表面に接着剤を用いて直接的に固定することも可能であるが、ゴムシート等の基材に対して機械的留め具１４Ａ，１４Ｂを固定し、その基材を縫合糸のような縫合部材やステープルのような係止部材を用いてブラダー本体１１及びカバー部材１２の表面に固定することも可能である。また、機械的留め具１４Ａ，１４Ｂを備えた基材を加硫接着によりブラダー本体１１及びカバー部材１２の表面に固定することも可能である。

図６は本発明の更に他の実施形態からなるタイヤ加硫用ブラダーを示すものである。図６において、タイヤ加硫用ブラダー１０は、便宜上、その周方向Ｃが直線に沿うように描写されている。図６に示すように、ブラダー本体１１の外表面にはブラダー周方向に延在する複数本の溝１５が形成され、カバー部材１２の内表面にはブラダー周方向に延在する複数本の突条１６が形成されている。そして、ブラダー本体１１の外側にカバー部材１２を積層した状態において、ブラダー本体１１の溝１５内にカバー部材１２の突条１６が嵌合するようになっている。このような構成によれば、ブラダー本体１１とカバー部材１２との間の位置ずれを防止し、両者の一体性を確保することができる。

上述した各実施形態において、カバー部材１２の厚さはブラダー軸方向に沿って均一であると良い。また、カバー部材１２の厚さは１．５ｍｍ以下であると良い。カバー部材１２は離型性を担持するものであるので、均一厚さを有する簡単な構成とすれば良い。カバー部材１２が厚過ぎると、タイヤ加硫用ブラダー１０に要求される伸縮特性や熱伝導特性が低下することになる。一方、ブラダー本体１１の膜部１１Ａの厚さはブラダー軸方向に沿って均一であることが好ましく、例えば、その厚さが２ｍｍ〜３０ｍｍの範囲にあれば良い。

１０ブラダー
１１ブラダー本体
１１Ａ膜部
１１Ｂクランプ部
１２カバー部材
１３，１４拘束部材
１３Ａ，１３Ｂ面ファスナー
１４Ａ，１４Ｂ機械的留め具
１５溝
１６突条

Claims

タイヤ加硫工程において使用されるタイヤ加硫用ブラダーにおいて、円筒状をなす膜部と該膜部の両端に形成されたクランプ部とを有するブラダー本体と、該ブラダー本体から独立していて前記クランプ部から外れた位置で前記膜部の外周面上に積層される円筒状のカバー部材とを備え、該カバー部材がタイヤインナーライナー層に対して離型性を有する材料で構成されることを特徴とするタイヤ加硫用ブラダー。
前記ブラダー本体と前記カバー部材とを非接着状態で互いに拘束する拘束部材を備えることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ加硫用ブラダー。
前記拘束部材が一対の面ファスナーであることを特徴とする請求項２に記載のタイヤ加硫用ブラダー。
前記拘束部材が一対の機械的留め具であることを特徴とする請求項２に記載のタイヤ加硫用ブラダー。
前記カバー部材の任意位置での初期内径が前記ブラダー本体の対応位置での初期外径よりも小さく、かつ前記カバー部材の永久歪みが前記ブラダー本体の永久歪みよりも小さいことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のタイヤ加硫用ブラダー。
前記カバー部材の厚さがブラダー軸方向に沿って均一であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のタイヤ加硫用ブラダー。
前記カバー部材の厚さが１．５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のタイヤ加硫用ブラダー。
請求項１〜７のいずれかに記載のタイヤ加硫用ブラダーを用いたタイヤ製造方法であって、金型内にグリーンタイヤを挿入し、該グリーンタイヤの内側に前記ブラダー本体と前記カバー部材とからなる前記タイヤ加硫用ブラダーを挿入し、該タイヤ加硫用ブラダーの内部に加熱加圧媒体を充填した状態で前記グリーンタイヤの加硫を行うことを特徴とするタイヤ製造方法。