JP2020049782A - ゴム製品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】未加硫のゴム成形体の内部に残留するエアに起因する加硫故障の発生をより効果的に抑制することができるゴム製品の製造方法を提供する。【解決手段】グリーンタイヤの表面から所定深さの表面近傍に糸１１を埋設しておき、成形面７にベントホール８を有するモールド６ａの内側にグリーンタイヤを配置して、モールド６ａを型閉めして加硫する際に、グリーンタイヤの内部に残留しているエアａを糸１１に沿って糸１１の近傍に位置するベントホール８に誘導しつつ、グリーンタイヤを加硫してタイヤを製造する。【選択図】図５

Description

本発明は、ゴム製品の製造方法に関し、さらに詳しくは、加硫用モールドを用いて未加硫のゴム成形体を加硫する際に、ゴム成形体の内部に残留するエアに起因する加硫故障の発生をより効果的に抑制することができるゴム製品の製造方法に関するものである。

タイヤ等のゴム製品は、加硫用モールドの中に配置した未加硫のゴム成形体を加硫することにより製造される。加硫用モールドの成形面にはエア抜き用のベントホールが形成されている。ゴム成形体の加硫工程では、ベントホールを通じて加硫用モールドの内側から外側へ余分なエアが排出される。ベントホールは、加硫用モールドの成形面とゴム成形体の表面との間に存在するエアを加硫用モールドの外側に排出するには有効であるが、ゴム成形体の内部に残留しているエアを排出させるには十分に機能しない。

タイヤを製造する際の加硫故障を防止するために、未加硫のゴム成形体であるグリーンタイヤの内部に糸を埋設する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この方法によれば、グリーンタイヤの内部に残留するエアを、グリーンタイヤの加硫中に糸を通じて広く分散させることができるので、加硫故障の発生を抑制することができる。

しかしながら、エアをグリーンタイヤの内部で分散させても残留量が多い場合は、加硫して製造されたタイヤには、グリーンタイヤに残留するエアに起因した膨れなどの加硫故障が発生する。そのため、このような加硫故障の発生を抑制するには改善の余地がある。

特開２０１６−１８２７７０号公報

本発明の目的は、加硫用モールドを用いて未加硫のゴム成形体を加硫する際に、ゴム成形体の内部に残留するエアに起因する加硫故障の発生をより効果的に抑制することができるゴム製品の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本発明のゴム製品の製造方法は、成形面にベントホールを有する加硫用モールドの内側に配置した未加硫のゴム成形体を加硫するゴム製品の製造方法において、前記ゴム成形体の表面から所定深さの表面近傍に糸を埋設しておき、前記ゴム成形体の加硫中に、前記ゴム成形体の内部に残留しているエアを前記糸に沿って前記糸の近傍に位置する前記ベントホールに誘導することを特徴とする。

本発明によれば、未加硫のゴム成形体の表面から所定深さの表面近傍に糸を埋設しておくことで、ゴム成形体の加硫中に、ゴム成形体の内部に残留しているエアを糸に沿って移動させることができる。そして、糸に沿って移動させたエアを、糸の近傍に位置するベントホールに誘導することで、このエアをゴム成形体を加硫して製造されるゴム製品から排除することができる。したがって、ゴム成形体の内部に残留するエアに起因する加硫故障の発生をより効果的に抑制することが可能になる。

グリーンタイヤのタイヤ幅方向右側を横断面視で模式的に例示する説明図である。 図１のグリーンタイヤを内側に配置した加硫用モールドを型閉めした状態を横断面視で例示する説明図である。 図２のグリーンタイヤのサイド部周辺を一部拡大して例示する説明図である。 図３のＡ矢視でサイド部を一部切り欠いて例示する説明図である。 加硫中の図３のサイド部の状態を例示する説明図である。 さらに加硫工程が進行した時の図５のサイド部の状態を例示する説明図である。 加硫工程が完了した時の図６のサイド部の状態を例示する説明図である。 図７のスピューを除去した状態を例示する説明図である。 製造されたタイヤのタイヤ幅方向右側を横断面視で模式的に例示する説明図である。

以下、本発明のゴム製品の製造方法を、タイヤを製造する場合を例にして図に示した実施形態に基づいて説明する。

本発明によれば、図１に例示するグリーンタイヤ９を加硫することで、図９に例示する空気入りタイヤＴが製造される。図１のグリーンタイヤ９は未加硫のゴム成形体であり、図９のタイヤＴは加硫された状態であるが、互いの対応する部材には同じ符号を付している。

図１のグリーンタイヤ９は、最内周のインナーライナ１２の外周側にカーカス１３が積層されている。カーカス１３は左右一対のビード部１４の間に架装されている。カーカス１３の左右両端部はそれぞれのビード部１４のビードコア１４ａの周りでタイヤ内側から外側に折り返されている。カーカス１３は、タイヤ半径方向に延在する多数の補強線材を有している。カーカス１３のタイヤ幅方向中央部の外周側には２層のベルト層１５が埋設されていて、その外周側にはトレッド部１８が積層されている。ベルト層１５の層数は適宜設定される。カーカス１３のタイヤ幅方向両側の外側にはタイヤサイド部１６が積層されている。トレッド部１８とそれぞれのタイヤサイド部１６の間のカーカス１３の外側にはショルダ部１７が積層されている。

グリーンタイヤ９は、上述した部材の他に、ベルト層１５の外周側に積層されてベルト層１５の両端部を覆うベルトカバー層など、必要な部材が適宜使用される。グリーンタイヤ９を構成する部材は主に未加硫ゴムおよび補強材である。本発明では、グリーンタイヤ９の表面から所定深さｄの表面近傍に糸１１が埋設されている。この所定深さｄは例えば２ｍｍ〜５ｍｍである。糸１１の全長の少なくとも一部がこの所定深さｄの範囲に埋設される。例えば、糸１１の全長の３０％以上または５０％以上或いは１００％がこの範囲に埋設された構成にすることもできる。

この実施形態では、糸１１がサイド部１６に埋設されているが、ショルダ部１７やトレッド部１８に埋設されることもある。多数の糸１１がサイド部１６に散在していて、それぞれの糸１１は、タイヤ表面に沿う方向（周方向や半径方向）に延在している。尚、糸１１の延在方向は特に限定されず、周方向、半径方向、幅方向やこれらの方向に対して傾斜した方向でもよい。

糸１１は、補強材として機能するものではないので非常に高い柔軟性を有している。糸１１の破断強度は例えば１００Ｎ以下、外径は例えば０．５ｍｍ以下、長さは例えば１０ｍｍ以上である。糸１１の長さの上限は特に限定されず、グリーンタイヤ９の所望範囲に問題なく埋設できればよい。糸１１の外径は後述するベントホール８の内径よりも小さい方が好ましい。糸１１の材質は合成繊維や綿などの天然繊維である。糸１１には例えば、１本または複数本のフィラメントが撚られて形成された撚り糸が使用される。

グリーンタイヤ９は図２に例示する加硫装置１を用いて加硫される。加硫装置１は、上部プレート２ａ、下部プレート２ｂ、複数のセグメント２ｃ、円環状のコンテナリング３、中心機構４を備えている。加硫装置１には、タイヤ加硫用モールド６（以下、モールド６という）が取り付けられている。モールド６の内側表面がグリーンタイヤ９を型付けする成形面７になる。成形面７には多数のベントホール８が形成されている。ベントホール８はモールド６の内側（成形面７）から外側に連通している。ベントホール８の内径は例えば０．５ｍｍ〜２．０ｍｍである。

この実施形態ではモールド６は、円環状の上側サイドモールド６ａと円環状の下側サイドモールド６ｂと複数のセクタモールド６ｃとで構成されている。上部プレート２ａの下面に上側サイドモールド６ａの上面が対向して取り付けられ、下部プレート２ｂの上面に上側サイドモールド６ｂの下面が対向して取り付けられている。下部プレート２ｂは不動状態で地盤ベースに固定されている。

中心機構４を構成する中心ポスト４ａは、上側サイドモールド６ａおよび下側サイドモールド６ｂの円環状の中心ＣＬに配置されている。中心ポスト４ａには上下に間隔をあけて円盤状のクランプ部５ａが取り付けられている。それぞれのクランプ部５ａには、円筒状の加硫用ブラダ５（以下、ブラダ５という）の上端部、下端部が把持されている。

それぞれのセグメント２ｃは中心機構４（中心ＣＬ）を中心にして環状に配置されている。それぞれのセグメント２ｃの内周側にセクタモールド６ｃの外周面が対向して取り付けられている。それぞれのセグメント２ｃの外周面は、外周側から内周側に向かって上方に傾斜する傾斜を有している。

次に、この加硫装置１を用いて、グリーンタイヤ９を加硫して空気入りタイヤＴを製造する方法の一例を説明する。

グリーンタイヤ９を加硫する際には、モールド６を開型した状態で、横倒し状態のグリーンタイヤ９を中心機構４に挿通させる。そして、シェーピング圧力で膨張させたブラダ８によって内側からグリーンタイヤ９を保持する。このグリーンタイヤ９を横倒し状態で下側サイドモールド６ｂに載置する。

次いで、コンテナリング３、上部プレート２ａ、上側サイドモールド６ａを下方移動させて、下部プレート２ｂに載置された状態のそれぞれのセグメント２ｃの外周傾斜面をコンテナリング３の内周傾斜面によって押圧する。これにより、それぞれのセグメント２ｃとともにそれぞれのセクタモールド６ｃを環状の中心ＣＬに向かって移動させて、それぞれのセクタモールド６ｃを環状に組み付ける。また、環状に組み付けられたそれぞれのセクタモールド６ｃが上側サイドモールド６ａと下側サイドモールド６ｂとにより上下に挟まれて、モールド６はグリーンタイヤ９を内部に閉じ込めて型閉めされた状態になる。

図２に例示するようにモールド６が型閉めされた状態で、ブラダ８の内部に例えばスチーム等の加熱媒体Ｓと窒素ガス等の加圧媒体Ｎを順次注入してブラダ８を加熱するとともにさらに膨張させる。これにより、グリーンタイヤ９の内側は主にブラダ８によって押圧されつつ加熱され、グリーンタイヤ９の外側は主にモールド６によって押圧されつつ加熱されてグリーンタイヤ９は加硫される。横倒し状態のグリーンタイヤ９の上側のサイド部１６は上側サイドモールド６ａによって加硫成形され、下側のサイド部１６は下側サイドモールド６ｂによって加硫成形される。ショルダ部１７およびトレッド部１８はそれぞれのセクタモールド６ｃによって加硫成形される。

グリーンタイヤ９の加硫工程では、グリーンタイヤ９の表面とモールド６の成形面７との間に存在していたエアａは、ベントホール８を通じてモールド６の外側に排出される。また、グリーンタイヤ９を構成する未加硫ゴムが流動して、その一部がベントホール８に流入する。ベントホール８の開口部近傍の未加硫ゴムの内部に残留していたエアａも未加硫ゴムとともにベントホール８に流入してモールド６の外側に排出される。

加硫工程を詳述すると、この実施形態ではサイド部１６の表面近傍に糸１１が埋設されているので、モールド６が型閉めされると図３に例示するように成形面７の近傍に糸１１が配置された状態になる。成形面７と糸１１とは所定深さｄの間隔を有している。この実施形態では、図４に例示するように、ベントホール８の成形面７での開口縁によって区画される開口部に対する法線方向の視野（図３のＡ矢視）で、糸１１が開口部を横断する配置になっている。

その後、膨張する加硫用ブラダ５によってグリーンタイヤ９をモールド６（成形面７）に押付ける押圧力が作用する。この押圧力よって、図５に例示するように、ベントホール８の近傍の未加硫ゴムはベントホール８に流入するので、その流入する未加硫ゴムの挙動によって、糸１１は近傍に配置されているベントホール８の開口部に向かうように移動する。また、サイド部１６の未加硫ゴムの内部で糸１１の近傍に残留していたエアａは糸１１に沿って移動する。その結果、糸１１に沿って移動したエアａは、流動する未加硫ゴムとともに、糸１１の近傍に位置するベントホール８に誘導される。

即ち、未加硫ゴムに埋設されている糸１１が、糸１１の近傍で未加硫ゴムに残留しているエアａをベントホール８に向かって移動させるガイドとして機能する。それ故、糸１１が埋設されていない場合に比して、より広範囲の未加硫ゴムの内部に残留しているエアａをベントホール８に誘導することができる。

ただし、成形面７から遠く離れた位置にある未加硫ゴムは、ベントホール８に向かって流動することがないので、糸１１は成形面７のある程度近くに配置する必要がある。一方で、糸１１が成形面７に近すぎる位置に配置されていると、製造されたタイヤＴの表面に糸１１が露出する可能性がある。そのため、糸１１はグリーンタイヤ９の表面近傍の所定深さｄに配置する必要がある。また、糸１１に沿って移動させたエアａをベントホール８に誘導し易くするには、図４に例示するように、糸１１がベントホール８の開口部を横断する配置にするとよい。したがって、少なくとも糸１１がベントホール８の開口部を横断する位置では、グリーンタイヤ９の表面から所定深さｄの表面近傍に埋設されているとよい。

さらに加硫工程が進行すると、図６に例示するようにベントホール８に流入した未加硫ゴムからエアａが排出される。一部のエアａはベントホール８に流入した未加硫ゴムの内部に残留することもある。

グリーンタイヤ９の加硫工程が完了すると、図７に例示するように、未加硫ゴムは流動性がなくなって硬化した状態になりタイヤＴが製造される。製造されたタイヤＴはモールド６から取り出される。加硫工程でベントホール８に流入した未加硫ゴムは、いわゆるスピュー１０となって、製造されたタイヤＴの表面から突出する。この実施形態では、スピュー１０にエアａが残存している。

モールド６から取り出されたタイヤＴは、仕上げ工程において、図８に例示するようにタイヤ表面からスピュー１０が切除される。したがって、スピュー１０に残存していたエアａはタイヤＴから除去される。このようにして図９に例示するタイヤＴが完成する。

上述のとおり、グリーンタイヤ９の表面近傍に埋設した糸１１を利用することで、より広範囲の未加硫ゴムの内部に残留しているエアａをベントホール８に誘導できる。これに伴い、グリーンタイヤ９の内部に残留するエアａに起因する加硫故障の発生をより効果的に抑制することが可能になる。製造されたタイヤＴでは、グリーンタイヤ９の内部に残留していたエアａが排除されているのでタイヤ品質の向上にも寄与する。

糸１１の適切な仕様やグリーンタイヤ９における適切な埋設位置（深さや配置）は、グリータイヤ９の仕様や加硫条件によって変化する。そのため、事前にテスト加硫やシミュレーションを行って、タイヤの仕様や加硫条件毎に、糸１１の適切な仕様やグリーンタイヤ９での糸１１の適切な埋設位置を把握して許容範囲を設定するとよい。そして、糸１１の仕様やグリーンタイヤ９での糸１１の埋設位置を、設定した許容範囲にした状態のグリーンタイヤ９を加硫するとよい。

糸１１として１本または複数本のフィラメントが撚られて形成された撚糸を使用すると、撚られていない糸に比して、グリーンタイヤ９の内部に残留するエアａが糸１１に沿って移動し易くなる。これに伴い、このエアａに起因する加硫故障の発生を抑制するには一段と有利になる。

本発明を適用することができるゴム成形体はグリーンタイヤ９に限定されず、タイヤ以外のゴム製品（例えばタイヤ加硫用ブラダなど）を製造するための未加硫のゴム成形体でもよい。即ち、本発明は成形面７にベントホール８を有するモールド６を用いて未加硫のゴム成形体９を加硫する際に用いることができる。

糸１１をグリーンタイヤ９のサイド部１６に埋設すると、製造されたタイヤＴのサイド部１６に糸１１が残存した状態になる。サイド部１６はタイヤＴが使用されても実質的に摩耗することはないので、残存した糸１１がタイヤＴから露出することはない。それ故、タイヤＴの経時使用によって糸１１が露出して外観品質を損なうという不具合が生じることを回避できる。

この実施形態では、いわゆるセクショナルタイプのモールド６を使用してグリーンタイヤ9を加硫しているが、モールド６はいわゆる２つ割りタイプでもよい。

１ 加硫装置
２ａ 上部プレート
２ｂ 下部プレート
２ｃ セグメント
３ コンテナリング
４ 中心機構
４ａ 中心ポスト
５ 加硫用ブラダ
６ モールド
６ａ 上側サイドモールド
６ｂ 下側サイドモールド
６ｃ セクタモールド
７ 成形面
８ ベントホール
９ グリーンタイヤ（未加硫のゴム成形体）
１０ スピュー
１１ 糸
１２ インナーライナ
１３ カーカス
１４ ビード部
１４ａ ビードコア
１５ ベルト層
１６ サイド部
１７ ショルダ部
１８ トレッド部
Ｔ タイヤ（製造されたタイヤ）

Claims (5)

1. 成形面にベントホールを有する加硫用モールドの内側に配置した未加硫のゴム成形体を加硫するゴム製品の製造方法において、
   前記ゴム成形体の表面から所定深さの表面近傍に糸を埋設しておき、前記ゴム成形体の加硫中に、前記ゴム成形体の内部に残留しているエアを前記糸に沿って前記糸の近傍に位置する前記ベントホールに誘導することを特徴とするゴム製品の製造方法。
2. 前記糸として、１本または複数本のフィラメントが撚られて形成された撚糸を使用する請求項１に記載のゴム製品の製造方法。
3. 前記ゴム成形体を内側に配置した前記モールドを型閉めした時に、前記ベントホールの前記成形面での開口縁によって区画される開口部に対する法線方向の視野で、前記糸が前記開口部を横断する配置にする請求項１または２に記載のゴム製品の製造方法。
4. 前記ゴム成形体がグリーンタイヤであり、前記ゴム製品としてタイヤを製造する請求項１〜３のいずれかに記載のゴム製品の製造方法。
5. 前記糸を前記グリーンタイヤのサイド部に埋設する請求項４に記載のゴム製品の製造方法。

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