JP3267818B2 - 未加硫タイヤの表面処理方法 - Google Patents

未加硫タイヤの表面処理方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】本発明は、ラジアルタイヤなどのゴム製品
の製造時、特に加硫後のゴムのはみ出し(バリ、フラッ
シュ、スピューなど)を抑止するため、また成型金型の
汚れを低減するための未加硫タイヤの表面処理方法に関
する。
【0002】
【従来の技術】タイヤの製造方法は、種々のゴム練り生
地を切断したり、重ね合わせたり、つなぎ合わせたりし
てタイヤ形状に生造りした加硫前の生造りタイヤ(生タ
イヤ)を加硫機に装着、内側をブラダーなどで膨らま
し、高内圧、高温下で一定時間処理する加硫をすること
からなる。この際、生タイヤとタイヤ金型間のエアを外
部に放出しないとタイヤ表面にベアが生じ不良品とな
り、特に近年増加した複雑な凹凸のある高性能用タイヤ
などでその発生が著しい。このため、通常次の方法によ
り前記エアの外部放出が一般的に行われている。 a.金型の外側に通じるベントホールを設ける。 b.セクショナル型割金型化もしくはスモールセグメン
ト化 しかしながら、a.は勿論のこと、b.においても金型
間に薄いゴムはみ出しが発生するため、これをトリミン
グする作業が行われている。特にフラッシュなどトリミ
ングしにくいはみ出しはより工数を必要とする作業とし
て問題となる。一方、通常の金型による加硫法では金型
が汚れやすく、そのクリーニングに多大の労力と費用が
かかることが問題となっている。
【0003】このゴムのはみ出しの抑止手段として、前
記セクショナル型割金型化もしくはトレッドパターン部
のスモールセグメント化が目的の一つとして提案されて
いるが、必ずしも完全なものではなく、微小なフラッシ
ュは更にトリミングしにくく、工数はかえって従来以上
に必要となる。また、このはみ出しの抑止手段として、
つぎのような流動しにくいゴム質化が考えられるがそれ
ぞれ問題がある。 a.カーボンブラックなどの充填量を増量することによ
り硬質化:混練作業上も困難を伴ない、タイヤの要求性
能から考えられる配合量などから考えて実用化は極めて
難しく実用性に乏しい。 b.加硫速度を速める方法:ゴムのはみ出しが加硫開始
時のゴムの流動であるところから、金型に接するゴム質
の加硫速度を速めるため、硫黄の量や加硫促進剤の種類
の選択と増量の手段が考えられるが、その効果が期待し
たほど得られないこと、混練中や押出しもしくは圧延中
にいわゆるヤケ現象が発生しやすくなることなどから実
用化が極めて難しい。 c.ゴム用硬化剤の利用:未加硫ゴムを硬くして型くず
れを防止するための配合としての硬化剤の利用が考えら
れるが、混練及び以後の加工工程中での硬化発生のた
め、またタイヤ性能の面より実用化は極めて困難であ
る。 d.架橋剤の表面塗布:加硫前に架橋剤を表面に塗布す
ることゴム表面を硬化できるが、工程がふえる上、材料
費がかかるなどの問題がある。 e.予備加硫手段としての電子照射線の利用:前記ベン
トスピューやフラッシュの発生を抑止する手段の一つと
して電子照射によるゴム分子間の炭素−炭素結合反応を
予備加硫手段の一つとして利用が例えば、特公昭56−
11605に提案されている。しかしながら、電子照射
線処理によりスピュー、フラッシュなどのゴムのはみ出
し抑制には非常に効果があるものの、装置が高価である
こと、X線を防ぐのが困難であるなどの安全性の問題に
加えて、電子照射線によるゴム性能の低下の不具合(特
に耐摩耗性が5〜10%低下)があり、実用化が可能で
あるが大きなスペースが必要である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、これ
らの従来技術の問題点に鑑み、ラジアルタイヤなどの加
硫の際、(a.セクショナル型割金型間、b.トレッド
部のスモールセグメンタル金型、c.マイクロベントホ
ールなど細径、)などで発生するゴムのはみ出し(フラ
ッシュおよびベントスピュー)を抑制し、さらに成型金
型の汚れを低減する方法を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者は上記の課題を
解決するため検討を重ねた結果、ゴム配合練り生地の押
出加工、生造り加工などの後の未加硫ゴム配合体の外表
面のみを加熱し架橋化する方法を見いだし本発明のゴム
の表面処理方法を完成するに至った。
【0006】 (1) 未加硫ゴム配合体からなる生地を生造りタイヤ
加工した未加硫タイヤをタイヤ金型内で加硫処理する前
に、遠赤外線又は赤外線を照射することにより前記未加
硫タイヤの1乃至1000μmの厚みのゴム外表面を架
橋化し、前記照射の際に前記遠赤外線又は赤外線に温度
500℃乃至6000℃の光源を使用すると共に、前記
ゴム外表面温度が250℃乃至350℃、及び照射時間
が20秒未満となるようにすることを特徴とする未加硫
タイヤの表面処理方法。 (2) 前記未加硫体タイヤの1乃至100μmの厚み
のゴム外表面を架橋化し、前記照射の際に前記ゴム外表
面温度が250℃乃至350℃、及び照射時間が3秒未
満となるようにすることを特徴とする請求項1記載の未
加硫タイヤの表面処理方法。
【0007】本発明の方法に係わる未加硫ゴム配合体と
は、各種混練り機を用いて所定の配合剤、充填剤を原料
ゴム中に均一に分散させる混練り作業後の練り生地を押
出加工、カレンダ加工、生造り加工などの加工を施した
後の加硫前のゴム配合体のことである。特に製品形状を
金型(モ−ルドという)に彫り込み、その中空部分(キ
ャビチィという)に前記未加硫ゴム配合体を入れて加硫
を行う金型成型加硫に用いる未加硫ゴム配合体が本発明
の方法の対象となる。たとえば、練り生地を押し出し加
工した生生地平板、具体的には加硫前のタイヤトレッド
材や、練り生地を切断したり重ね合わせたりあるいは各
種形状につなぎ合わせたりして、製品形状に近いものに
作り上げたいわゆる生造り加工品、具体例としてはラジ
アルタイヤ、バイヤスタイヤなどの加硫前のタイヤ類
(通常生タイヤという)、ゴムホース、防振ゴムなどの
加硫前のゴム製品部材である。
【0008】本発明の方法は、未加硫ゴム配合体の外表
面を加熱し外表面のみを架橋化する加硫をすることが特
徴である。その加熱方法としては、赤外線ヒーター、熱
ロールが示される。通常、ハロゲンランプなどのランプ
を用いたヒーター、セラミックヒーター、ニクロム線ヒ
ーターなどの赤外線又は遠赤外線を発生する熱源を未加
硫ゴム配合体の外表面までの距離0.1〜100cmに
セットして加熱する。通常、熱源温度(ハロゲンヒータ
ーの場合、色温度)を500〜6000℃とし、未加硫
ゴム配合体の外表面の温度が100〜600℃で照射時
間が0.05〜90秒で処理する。好ましくは表面温度
200〜400℃で照射時間が0.1〜10秒になるよ
うに熱源の焦点を調整する。表面温度が100℃未満で
照射時間が90秒では外表面のみの加硫ができない。6
00℃以上では照射時間を著しく短くする必要があり表
面温度のコントロールが困難となる。特にタイヤトレッ
ド生部材の場合、表面温度が250℃〜350℃で処理
時間3秒未満が望ましい、3秒以上の処理では発泡して
外観が悪くなることがある。本発明の方法における未加
硫ゴム配合体の外表面を架橋化する加硫は、上記の加熱
方法で外表面の厚み1.0mm以下のみを加硫すること
ができる。厚み1.0mmをこえる外表面の架橋化(加
硫)は著しい表面硬化のため加硫時に所要の形を得るこ
とが困難である。また、いわゆるベアーを生ずるおそれ
がある。
【0009】本発明の方法に係わる未加硫ゴム配合体の
ゴム配合組成は特に限定しない。所望のゴム製品の形
状、用途によって多種多様の組成となるが、合成ゴム、
天然ゴム、カーボンブラック、亜鉛華、ステアリン酸、
老化防止剤、加硫促進剤、硫黄、アロマオイル、スピン
ドルオイルなどの軟化剤などからなり、熱架橋が可能な
配合である。特にトレッドタイヤ配合の場合は、たとえ
ば、原料ゴムがSBR100重量部に対して、カーボン
ブラック85重量部、オイル20重量部、ZnOの3重
量部、硫黄1.5重量部、加硫促進剤の1.2重量部、
老化防止剤1.0重量部の割合の配合が示される。
【0010】
【作用】本発明の方法による外表面のみを表面処理した
(予備加硫した)未加硫ゴム配合体は、ゴム製品として
本加硫する際の加硫開始時に未加硫ゴム配合体内部のゴ
ムの流動よりも外表面の流動が抑制されるため加硫後の
フラッシャ、ベンスピューなどのゴムのはみ出しが著し
く抑制される。
【0011】
【実施例】以下、実施例にて本願発明を説明する。実施
例、比較例に用いたゴム練り生地の配合組成などは次の
とおりである。 タイヤトレッド用に配合したゴム練り生地: SBR 100重量部 カーボンブラック 85重量部 プロセスオイル 20重量部 亜鉛華 3重量部 硫黄 1.5重量部 加硫促進剤 1.2重量部 老化防止剤 1.0重量部 スラブシート:上記ゴム練り生地を厚さ2mmにシーテ
イングして、加硫条件165℃,20kgf/cm2
10minで加硫したスラブシートを作製した。破断強
度(Tb)と破断伸び(Eb)は、JIS3号のダンベ
ルで試験シートを打ち抜き、JISK6301の試験方
法により行った。
【0012】実施例1 タイヤトレッド用に配合したゴム練り生地を押出加工す
ることによって得られた未加硫の生トレッド材(幅30
0mm、厚み10mm)を表面温度が300℃になるよ
うにしてトレース速度30m/minで、熱源温度が約
3000℃のハロゲンヒーター(ヒーターゾーン:幅
0.2m,長さ1m)で照射して(照射時間2秒)表面
を加硫するゴム表面処理加工を行った(図1参照)。該
生トレッド材の表面層約100μmのみが加硫され内部
は未加硫の生トレッドのままであった。
【0013】実施例2 種々のゴム練り生地を切断したり、重ね合わせたり、つ
なぎ合わせたりしてタイヤ形状に生造りした加硫前の生
造りタイヤ(生タイヤ)を、回転しながらハロゲンヒー
ター(ハロゲンランプを6本使用、熱源温度3000
℃)で照射して表面温度が300℃、照射時間2.5秒
の条件で表面を加硫するゴム表面処理加工を行った(図
2参照)。この表面処理した生タイヤを従来の方法で加
硫(条件:165℃、10min)を行った。はみ出し
は表面処理しないものより著しく減少した。
【0014】実施例1に準拠して生トレッド材を製作
し、表面温度、照射時間、金型の穴の大きさが加硫時の
スピュー発生にどのように影響するかを調べた。その結
果を図3〜5に示す。 生トレッドの表面処理条件:実施例1に準拠して製作し
た生タイヤトレッドゴムを所定の表面処理温度(175
℃,200℃,300℃)、所定の照射時間(1〜4秒)
でハロゲンヒーターを照射し表面処理した生タイヤトレ
ッドゴムを得た。この表面処理生タイヤトレッドゴムを
所定の径(0.2,0.3,0.4mmψ)の穴をあけ
た金型を用いて、165℃、20Kgf/cm2,10
minの加硫を行った後、金型の穴に入り込んだゴム
(スピュー)の長さを測定した。なお、その長さが短い
ほど表面処理による架橋効果がよいことを示す。図3は
表面処理温度が175℃、図4は表面処理温度が200
℃,図5は表面処理温度が300℃の場合を示す。この
結果、表面処理温度が300℃で、照射時間が2秒が最
もよかった。ただし、300℃で3秒処理したものは表
面に少し気泡が発生して外観に問題があった。
【0015】実施例3 前述の所定の方法で作製した厚み2mmのスラブシート
をゴム表面までの距離4cmところからハロゲンヒータ
ー〔70ボルト(60Hz)〕で所定の照射時間(20
秒、40秒、60秒)照射して表面処理を施した。これ
を165℃、20Kgf/cm2,10minで加硫
後、所定の方法で破断強度(Tb)と破断伸び(Eb)
を測定した。その結果を図6に示す。
【0016】比較例1 実施例3と同様のスラブシートを電子照射線処理(加速
電圧200KV,電流10mA)で,所定の照射量(2
0〜400Mrad)の表面処理を行った。これを16
5℃、20Kgf/cm2,10minで加硫後、所定
の方法で破断強度(Tb)と破断伸び(Eb)を測定し
た。その結果を図7に示す。照射量増加にともなって、
著しい物性低下を示す。また、照射量40Mrad以上
ではゴム引っ張り時に細かい亀裂が生じた。
【0017】
【発明の効果】本発明の方法によりラジアルタイヤ、防
振ゴムなどのゴム製品の金型成形加硫時のバリ、フラッ
シュ、スピューなどのゴムのはみ出しが抑制され、さら
に金型の汚れが著しく軽減される。たとえば、空気入り
タイヤの場合、加硫後の製品タイヤのバリ除去などの仕
上げ作業や修正作業が軽減され外観、品質に優れた製品
タイヤが得られると共に、タイヤの生産性が向上する。
また、金型の洗浄作業も軽減される。また、従来知られ
ている電子照射線の処理方法に比べてゴム製品の破断強
度、破断伸びなどの低下が少ないこと、簡単に処理装置
が作製できてコンパクトのため既存の製造ラインへの取
り付けが容易で従来の電子照射線の処理方法のような高
価な装置が必要でないこと、X線防御などの装置が必要
がなく安全性が良いことなどの利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】押出加工された未加硫トレッドゴム材の表面処
理の模式図である。
【図2】生造りのゴムタイヤの表面処理の模式図であ
る。
【図3】ハロゲンヒーター照射時間とスピューの関係
〔表面処理温度(175℃)〕を示す図である。
【図4】ハロゲンヒーター照射時間とスピューの関係
〔表面処理温度(200℃)〕を示す図である。
【図5】ハロゲンヒーター照射時間とスピューの関係
〔表面処理温度(300℃)〕を示す図である。
【図6】ハロゲンヒーター照射時間とトレッドゴムの破
断強度、破断伸びとの関係を示す図である。
【図7】電子照射線の照射量とトレッドゴムの破断強
度、破断伸びとの関係を示す図である。
【符号の簡単な説明】
1、ハロゲンヒーター 2、押出加工機 3、生トレッド材 4、カレンダーロール 5、生タイヤ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI B29L 30:00 B29L 30:00 C08L 21:00 C08L 21:00 (72)発明者 松山 文博 埼玉県狭山市柏原3630−73 狭山ニュー タウン127−2 (56)参考文献 特開 昭61−241328(JP,A) 特開 昭59−19138(JP,A) 特開 昭57−77551(JP,A) 特開 平5−138661(JP,A) 特開 平4−78521(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08J 7/00 - 7/18 B29C 35/02 B29C 71/00 - 71/04

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 未加硫ゴム配合体からなる生地を生造り
    タイヤ加工した未加硫タイヤをタイヤ金型内で加硫処理
    する前に、遠赤外線又は赤外線を照射することにより前
    記未加硫タイヤの1乃至1000μmの厚みのゴム外表
    面を架橋化し、前記照射の際に前記遠赤外線又は赤外線
    に温度500℃乃至6000℃の光源を使用すると共
    に、前記ゴム外表面温度が250℃乃至350℃、及び
    照射時間が20秒未満となるようにすることを特徴とす
    る未加硫タイヤの表面処理方法。
  2. 【請求項2】 前記未加硫体タイヤの1乃至100μm
    の厚みのゴム外表面を架橋化し、前記照射の際に前記ゴ
    ム外表面温度が250℃乃至350℃、及び照射時間が
    3秒未満となるようにすることを特徴とする請求項1記
    載の未加硫タイヤの表面処理方法。
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