JP3799363B2

JP3799363B2 - 空気入りタイヤの製造方法及びそれに使用されるタイヤ成形ドラム装置

Info

Publication number: JP3799363B2
Application number: JP2005511839A
Authority: JP
Inventors: 大輔金成
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2003-07-16
Filing date: 2004-07-15
Publication date: 2006-07-19
Anticipated expiration: 2024-07-15
Also published as: EP1645404A1; CN1822947B; EP1645404A4; CN1822947A; JPWO2005007392A1; US7704343B2; US20070095458A1; EP1645404B1; WO2005007392A1

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気入りタイヤの製造方法及びそれに使用されるタイヤ成形ドラム装置に関し、さらに詳しくは、グリーンタイヤ成形時の熱可塑性エラストマーからなるインナーライナー層の剥離を抑制し、かつインナーライナー層のハンドリング性を改善するようにした空気入りタイヤの製造方法及びそれに使用されるタイヤ成形ドラム装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、空気入りタイヤは、空洞部内に充填した空気の透過を防止するため、ブチルゴムなどのゴムからなるインナーライナー層をタイヤ内側に備えている。近年、タイヤを軽量化するため、インナーライナー層にゴムに代えて熱可塑性エラストマーを用いることが提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。熱可塑性エラストマーからなるインナーライナー層は、ゴムのものより薄いフィルム状にすることができるので、タイヤの軽量化に寄与する。
【０００３】
上記熱可塑性エラストマーからなるフィルム状のインナーライナー層は、その外周側に配置されるカーカス層などのタイヤ構成部材との接着性を確保するため、外周面に接着剤を塗布するようにしている。そのため、グリーンタイヤ成形時に、接着剤を塗布したインナーライナー層をタイヤ成形ドラムに取り付ける際に、インナーライナー層の外周面の部分同士が互いにくっつくなど、ハンドリングに難があるという問題があった。そこで、ハンドリングをし易くするために、接着剤の粘着性を下げると、グリーンタイヤ成形後にインナーライナー層が剥離するという問題が生じる。
【特許文献１】
日本国特開平１０−２５３７５号公報
【特許文献２】
日本国特開平１１−１９９７１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、グリーンタイヤ成形時の熱可塑性エラストマーからなるインナーライナー層の剥離を抑制し、かつインナーライナー層のハンドリング性を改善することが可能な空気入りタイヤの製造方法及びそれに使用されるタイヤ成形ドラム装置を提供することにある。
【発明を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成する本発明の空気入りタイヤの製造方法は、熱可塑性エラストマーからなるインナーライナー層を有する空気入りタイヤを製造する方法であって、タイヤ成形ドラムの表面を予め加熱する工程と、加熱したタイヤ成形ドラムの表面に接着剤を外周面に塗布した筒状のインナーライナー層を配置する工程と、該インナーライナー層の外周側に未加硫のタイヤ構成部材を配置してグリーンタイヤを成形する工程と、グリーンタイヤを加硫する工程とからなることを特徴とする。
【０００６】
本発明のタイヤ成形ドラム装置は、拡縮可能なタイヤ成形ドラムを備えたタイヤ成形ドラム装置において、タイヤ成形ドラムの表面を加熱可能な加熱手段を有し、該加熱手段がタイヤ成形ドラムの表面に赤外線を照射する複数の光源を備えた赤外線照射装置からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
上述した本発明によれば、タイヤ成形ドラムの表面を予め加熱するようにしたので、インナーライナー層の外周面に塗布する接着剤に、室温時には凝集力が高くて粘着性が低く、加熱時に高い粘着性を有するものを使用することが可能になる。
【０００８】
そのため、インナーライナー層をタイヤ成形ドラムに取り付ける時にインナーライナー層の接着剤を塗布した外周面の部分同士がくっついても容易に剥がすことができるので、ハンドリングが容易となる。また、接着剤を高い粘着状態にいてインナーライナー層をタイヤ構成部材と貼り合わせることができる一方、加熱された接着剤がグリーンタイヤの成形中に自然に冷却されて再び凝集力が高くなるので、成形されたグリーンタイヤにおいて、インナーライナー層がタイヤ構成部材から剥離するのを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。各図において共通する構成要素には同一の符合を付し、重複する説明を省略する。
【００１０】
図１は、本発明の空気入りタイヤの製造方法により製造された空気入りタイヤの一例を示し、１は空気入りタイヤ、２はトレッド部、３はサイドウォール部、４はビード部である。
【００１１】
タイヤ内部には左右のビード部４間に延在する、ゴム層内にタイヤ径方向に延在する補強コードをタイヤ周方向に所定の間隔で配置したカーカス層５が設けられている。トレッド部１のカーカス層５の外周側には、ゴム層内にタイヤ周方向に傾斜して延在する補強コードをタイヤ周方向に所定の間隔で配置した複数のベルト層６が配置されている。ベルト層６の外周側にはトレッドゴム層７が配設されている。
【００１２】
左右のビード部２にはビードコア８がそれぞれ埋設され、カーカス層５の両端部５ａがビードコア８の周りにタイヤ内側から外側に折り返されている。カーカス層５の内側には、熱可塑性エラストマーからなるフィルム状のインナーライナー層９が設けられている。サイドウォール部２のカーカス層５の外側にはサイドゴム層１０が配設されている。１１はビードコア８の外周側に配置されたビードフィラーである。
【００１３】
図２，３に、本発明の空気入りタイヤの製造方法に使用されるタイヤ成形ドラム装置の参考例を示し、２０はタイヤ成形ドラム装置である。
【００１４】
このタイヤ成形ドラム装置２０は、支持部２１と、支持部２１に支持された、水平方向に延在する回転軸２２と、この回転軸２２に取り付けられたタイヤ成形ドラム２３を備えている。回転軸２２には支持部２１内に設置した駆動手段（不図示）が連結されている。支持部２１に回転軸２２を介して回転可能に支持されたタイヤ成形ドラム２３は、駆動手段の作動により、回転するようになっている。
【００１５】
タイヤ成形ドラム２３は、図３に示すように、金属製の複数のドラムセグメント２３Ｘから円筒状に形成されている。ドラムセグメント２３Ｘが二点鎖線で略して示す従来公知の拡縮機構２４を介して回転軸２２にドラム径方向に拡縮可能に取り付けられている。
【００１６】
タイヤ成形ドラム２３の内側には、タイヤ成形ドラム２３の表面（外周面）２３ａを加熱可能な加熱手段２５が設けられている。加熱手段２５は、複数のリング状の電気ヒータ２６から構成されている。複数の電気ヒータ２６は、ドラム幅方向に所定の間隔で配置されると共に、回転軸２２に突設した支持部材２７により支持されており、回転軸２２と共に回転可能になっている。
【００１７】
回転軸２２の内部２２ａは中空状に形成され、その中空の内部２２ａに電気ヒータ２６に接続される２本の配線２８が配置されている。図示せぬが、１つのドラムセグメント２３Ｘに熱電対などからなる温度センサが取り付けられ、この温度センサで検出した温度に基づいて電気ヒータ２６に流す電流の強度が調整され、それにより加熱されるタイヤ成形ドラム２３の表面２３ａの温度を調整できるようにしている。
【００１８】
図４は、本発明の空気入りタイヤの製造方法に使用されるタイヤ成形ドラム装置の他の参考例を示す。この例では、加熱手段２５の電気ヒータ２６を上述したリング状に代えて、棒状にしたものである。ドラム幅方向に延びる棒状の電気ヒータ２６がドラム周方向に所定の間隔で配置されている。
【００１９】
図５は、本発明の空気入りタイヤの製造方法に使用されるタイヤ成形ドラム装置の実施形態を示す。この実施形態では、上述した加熱手段２５を、タイヤ成形ドラム２３の表面２３ａに赤外線を照射する複数の赤外線ランプなどの光源２９を備えた赤外線照射装置３０から構成したものである。
【００２０】
一対の円弧状支持部材３１に光源２９が所定の間隔を隔てて取り付けられている。一対の円弧状支持部材３１は、図に示す表面２３ａに近づいた照射位置と、表面２３ａが離間した待機位置との間を移動できるようにしている。各光源２９は電源（不図示）に電気的に接続され、照射位置で光源２９をオンにして、タイヤ成形ドラム２３の表面２３ａに赤外線を照射し、表面２３ａを加熱できるようにしている。
【００２１】
このように加熱手段２５に赤外線照射装置３０を使用する場合、赤外線によりタイヤ成形ドラム２３の表面２３ａを効率良く加熱するため、タイヤ成形ドラム２３の表面２３ａを黒色にすることが好ましい。表面２３ａ全体を黒色にしてもよく、またインナーライナー層９を取り付ける領域のみ黒色にしてもよい。タイヤ成形ドラム２３の表面２３ａを黒色にするには、例えば、黒色の塗料を表面２３ａに塗装することにより行う。
【００２２】
図６は、本発明の空気入りタイヤの製造方法に使用されるタイヤ成形ドラム装置の更に他の参考例を示す。この例では、加熱手段２５を、タイヤ成形ドラム２３の表面２３ａを加熱する加熱媒体を循環させる循環路３２をタイヤ成形ドラム２３の内側に設けた媒体加熱装置３３から構成したものである。
【００２３】
タイヤ成形ドラム２３の内側に、ドラム幅方向に延在する複数の第１パイプ３４がドラム周方向に所定の間隔で配置されている。また、回転軸２２の中空の内部２２ａには、加熱媒体供給源（不図示）から第１パイプ３４に加熱媒体を供給する第２パイプ３５と、第１パイプ３４から加熱媒体を加熱媒体供給源に戻す第３パイプ３６が配設されている。第２パイプ３５には複数の分岐パイプ部３７を有する接続パイプ３８が接続され、各分岐パイプ部３７が第１パイプ３４の一端に接続されている。
【００２４】
第３パイプ３６にも複数の分岐パイプ部３９を有する接続パイプ４０が接続され、各分岐パイプ部３９が第１パイプ３４の他端に接続されている。加熱媒体供給源から供給された加熱媒体は、第２パイプ３５、接続パイプ３８、第１パイプ３４、接続パイプ４０、第３パイプ３６を経て加熱媒体供給源に戻るようになっている。第２パイプ３５、接続パイプ３８、第１パイプ３４、接続パイプ４０、第３パイプ３６の内側に、タイヤ成形ドラム２３の表面２３ａを加熱する加熱媒体を循環させる循環路３２が形成されている。
【００２５】
循環路３２は、上記のようにタイヤ成形ドラム２３の表面２３ａの近くを循環するように構成するのが、表面２３ａを迅速に加熱する上で好ましいが、回転軸２２の中空の内部２２ａにのみ、循環路３２を形成するようにしてもよい。
【００２６】
加熱媒体としは、タイヤ成形ドラム２３の表面２３ａを加熱可能であれば、いずれの加熱媒体を用いてもよく、例えば、温水や加熱した油などを好ましく挙げることができる。
【００２７】
以下、図７ａ〜７ｄを参照しながら、本発明の空気入りタイヤの製造方法を説明する。
【００２８】
先ず、加熱手段２５をオンにし、タイヤ成形ドラム２３の表面２３ａを予め加熱する。表面２３ａの加熱温度としては、後述する室温時に粘着性の低い接着剤を使用する場合、４０〜６０℃の範囲にする。加熱手段２５による加熱は、後述する未加硫のカーカス層５’を巻き付けるまで、少なくとも行われる。
【００２９】
次いで、図７ａに示すように、接着剤を外周面９ａに塗布した、熱可塑性エラストマーからなる筒状フィルム状のインナーライナー層９をタイヤ成形ドラム２３の外周側に挿入する。ここで使用される接着剤は、ガラス転移点が−２０〜３０℃の範囲のものである。ガラス転移点がこの範囲にある接着剤は、室温では凝集力が高くて粘着性が低いため、接着剤を塗布したインナーライナー層９のハンドリングが容易となる。また、４０〜６０℃の範囲に加熱することより十分な粘着性を接着剤が示すため、未加硫のカーカス層５’が貼り付き易くなる。
【００３０】
ガラス転移点が−２０℃より低いと、室温での接着剤の粘着性が強くなり過ぎてハンドリング性が悪くなる。逆にガラス転移点が３０℃より高いと、十分な粘着性を得るためには、６０℃を超える温度まで加熱する必要があり、加熱時間が増加して、生産性上好ましくない。
【００３１】
インナーライナー層９の挿入後、タイヤ成形ドラム２３を拡径して、図７ｂに示すように、タイヤ成形ドラム２３の表面２３ａに筒状のインナーライナー層９を取り付ける。なお、図７ｂにおいて、３０はインナーライナー層９の外周面９ａに塗布した接着剤の層を示す。
【００３２】
インナーライナー層９の取り付けにより、接着剤層３０が加熱され、十分な粘着性を示す。この状態で、従来と同様にして、各未加硫のタイヤ構成部材を取り付けてグリーンタイヤを成形する。即ち、接着剤層３０を有するインナーライナー層９の外周側に未加硫のシート状のカーカス層５’を貼り付け、その周方向両端部を重ね合わせ接合する。次いで、未加硫のビードフィラー１１’を予め取り付けたビードコア８を未加硫のカーカス層５’の外周側に配置する。未加硫のカーカス層５’の両端部５’ａを未加硫のビードフィラー１１’とビードコア８を包み込むようにして折り返し、次いでその外周側に未加硫のサイドゴム層１０’を配置して、カーカス組立体４０を成形する（図７ｃ参照）。
【００３３】
タイヤ成形ドラム２３を縮径させて、円筒状のカーカス組立体４０をタイヤ成形ドラム２３から取り外す。タイヤ成形ドラム２３からカーカス組立体４０を外すと、加熱された接着剤層３０の温度が低下して自然に冷却されるが、その冷却により接着剤層３０の凝集力が再び高くなるため、インナーライナー層９が未加硫のカーカス層５’から容易に剥離することがない。加熱された接着剤層３０は、グリーンタイヤの成形工程において、室温まで自然に冷却されるので、特に冷却する工程を設ける必要はないが、成形時間を短縮するために、強制的に冷却する工程を設けるようにしてもよい。
【００３４】
次いで、タイヤ成形ドラム２３から外したカーカス組立体４０を、図７ｄに示すようにトロイダル状にインフレートし、予め成形した未加硫のベルト層６’と未加硫のトレッドゴム層７’からなる円筒状のベルト・トレッド組立体５０の内周側に圧着する。次いで、圧着ローラ（不図示）によりベルト・トレッド組立体５０を押圧してカーカス組立体４０に圧着してグリーンタイヤを成形する。このグリーンタイヤを加熱して加硫することにより、図１に示す空気入りタイヤ１が得られる。
【００３５】
上述した本発明によれば、タイヤ成形ドラム２３の表面２３ａを予め加熱するようにしたので、インナーライナー層９の外周面９ａに塗布する接着剤に、室温時に凝集力が高くて粘着性が低く、加熱時に高い粘着性を有するものが使用可能になる。
【００３６】
そのため、熱可塑性エラストマーからなるフィルム状のインナーライナー層９をタイヤ成形ドラム２３に取り付ける時に、インナーライナー層９の接着剤を塗布した外周面９ａの部分同士がくっついても容易に剥がすことができるので、インナーライナー層９のハンドリングを容易にすることができる。また、接着剤層３０を高い粘着状態にしてインナーライナー層９と未加硫のカーカス層５’とを貼り合わせることができる一方、加熱された接着剤層３０がグリーンタイヤの成形中に自然に冷却されて再び凝集力が高くなるので、成形したグリーンタイヤにおいて、インナーライナー層９が未加硫のカーカス層５’から剥離するのを抑制することができる。
【００３７】
本発明において、インナーライナー層９の厚さとしては、８０μm 〜３００μm の範囲にするのがよい。厚さが８０μm より薄いと、空気透過防止層としての機能が不十分となる。逆に厚さが３００μm より厚いと、接着剤を加熱するのに時間がかかり、生産性が低下する。
【００３８】
インナーライナー層９を構成する熱可塑性エラストマーとしては、従来インナーライナー層９に使用される公知のものが使用でき、好ましくは、熱可塑性樹脂成分にゴム成分を分散させた熱可塑性エラストマー、例えば、日本国特開平１１−１９９７１３号公報に開示される熱可塑性エラストマー組成物などを挙げることができる。
【００３９】
インナーライナー層９の外周面に塗布する接着剤としても、従来公知のものが使用でき、例えば、スチレン系熱可塑性エラストマー系接着剤などを好ましく挙げることができる。
【００４０】
本発明の空気入りタイヤの製造方法は、上述したようにタイヤ成形ドラム２３の表面２３ａを予め加熱した後、接着剤を外周面に塗布した筒状のインナーライナー層９を配置するのが、生産性の点から好ましいが、接着剤を外周面に塗布したインナーライナー層９をタイヤ成形ドラム２３に取り付けた後、加熱手段２５によりタイヤ成形ドラム２３の表面２３ａを加熱することにより、接着剤を加熱するようにしてもよい。
【実施例】
【００４１】
熱可塑性エラストマーからなるインナーライナー層のフィルムの外面に、表１に示す配合割合とガラス転移点を有する接着剤Ａ〜Ｅをそれぞれ塗布した試験フィルム１〜５を作製し、各試験フィルムのハンドリング性を◎、○、△、×の４段階で評価した。
【００４２】
◎は試験フィルムの接着剤を塗布した外面の部分同士を押し付けても殆ど着かないことを意味する。○は試験フィルムの接着剤を塗布した外面の部分同士を押し付けるとくっつくが、容易に剥がれることを意味する。△は試験フィルムの接着剤を塗布した外面の部分同士を押し付けるとくっつくが、素早く剥がすと剥がれることを意味する。×は試験フィルムの接着剤を塗布した外面の部分同士を押し付けるとくっつき、剥がそうとすると、剥がれずに試験フィルムが伸びたこと意味する。◎、○、△が許容範囲である。その結果を表２に示した。
【００４３】
また、接着剤Ａ〜Ｅを使用して、上述した本発明の方法により図１に示す構成を有する試験グリーンタイヤ１〜５をそれぞれ成形した。タイヤ成形ドラムの表面の温度は約５０℃である。各試験グリーンタイヤを以下に示す方法により、インナーライナー層の耐剥離性を調べたところ、表３に示す結果を得た。
【００４４】
耐剥離性
各試験グリーンタイヤを切断し、インナーライナー層と未加硫のカーカス層との剥離状態を目視により観察し、その結果を◎、○、△、×の４段階で評価した。
【００４５】
◎は剥離なし、○は問題にならない程度の僅かな剥離が未加硫のカーカス層の接合部にあり、△は剥離が未加硫のカーカス層の接合部以外の領域にもあるが圧着作業により修復が可能、×は全周に渡って剥離が発生し、修復が不可能であることを意味する。◎、○が許容範囲である。
【００４６】
【表１】

【表２】

【表３】

表１より、接着剤のガラス転移点を−２０〜３０℃にするのがよいことがわかる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
上述した優れた効果を有する本発明は、車両に装着する空気入りタイヤを製造するのに極めて有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の空気入りタイヤの製造方法により成形された空気入りタイヤの一例を示す部分断面図である。
【図２】本発明の空気入りタイヤの製造方法に使用されるタイヤ成形ドラム装置の参考例を示す正面図である。
【図３】図２のIII-III 矢視拡大断面図である。
【図４】本発明の空気入りタイヤの製造方法に使用されるタイヤ成形ドラム装置の他の参考例を示す拡大断面図である。
【図５】本発明の空気入りタイヤの製造方法に使用されるタイヤ成形ドラム装置の実施形態を示す拡大断面図である。
【図６】本発明の空気入りタイヤの製造方法に使用されるタイヤ成形ドラム装置の更に他の参考例を示す拡大断面図である。
【図７ａ】加熱したタイヤ成形ドラムに接着剤を外周面に塗布したインナーライナー層を取り付ける工程を説明する正面図である。
【図７ｂ】拡径したタイヤ成形ドラムの外周面にインナーライナー層が取り付けられた状態を示す半断面図である。
【図７ｃ】カーカス組立体を成形する工程を説明する概略図である。
【図７ｄ】カーカス組立体をインフレートしてベルト・トレッド組立体に圧着する工程を説明する概略図である。

Claims

熱可塑性エラストマーからなるインナーライナー層を有する空気入りタイヤを製造する方法であって、
タイヤ成形ドラムの表面を予め加熱する工程と、加熱したタイヤ成形ドラムの表面に接着剤を外周面に塗布した筒状のインナーライナー層を配置する工程と、該インナーライナー層の外周側に未加硫のタイヤ構成部材を配置してグリーンタイヤを成形する工程と、グリーンタイヤを加硫する工程とからなる空気入りタイヤの製造方法。
未加硫のタイヤ構成部材を配置する工程が、前記タイヤ成形ドラム上で接着剤を外周面に塗布したインナーライナー層の外周側に、未加硫のカーカス層とビードコアと未加硫のサイドゴム層を配置してカーカス組立体を成形する工程と、前記カーカス組立体をトロイダル状にインフレートして、未加硫のベルト層と未加硫のトレッドゴム層を有する円筒状のベルト・トレッド組立体の内周側に圧着する工程を含む請求項１に記載の空気入りタイヤの製造方法。
接着剤のガラス転移点が−２０℃〜３０℃の範囲である請求項１または２に記載の空気入りタイヤの製造方法。
タイヤ成形ドラムの加熱工程において、タイヤ成形ドラムの表面を４０℃〜６０℃の温度に加熱する請求項３に記載の空気入りタイヤの製造方法。
インナーライナー層の厚さが８０μm 〜３００μm である請求項１乃至４のいずれか１項に記載の空気入りタイヤの製造方法。
拡縮可能なタイヤ成形ドラムを備えたタイヤ成形ドラム装置において、タイヤ成形ドラムの表面を加熱可能な加熱手段を有し、該加熱手段がタイヤ成形ドラムの表面に赤外線を照射する複数の光源を備えた赤外線照射装置からなるタイヤ成形ドラム装置。
タイヤ成形ドラムの表面が黒色である請求項６に記載のタイヤ成形ドラム装置。
タイヤ成形ドラムが金属製の複数のドラムセグメントからなる請求項６または７に記載のタイヤ成形ドラム装置。