JP5366638B2

JP5366638B2 - 空気入りタイヤの製造方法

Info

Publication number: JP5366638B2
Application number: JP2009107873A
Authority: JP
Inventors: 勝鈴木
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2009-04-27
Filing date: 2009-04-27
Publication date: 2013-12-11
Anticipated expiration: 2029-04-27
Also published as: JP2010253835A

Description

本発明は、加硫済みまたは未加硫のタイヤ本体部分の内周面に、熱可塑性樹脂製のインナーライナー素材を貼り付ける、空気入りタイヤの製造方法に関するものである。

空気入りタイヤは、充填された空気の漏れを防ぐために、ガスバリア性の高い材料を用いたインナーライナーを内周面に有する。このインナーライナーの材料として、従来より、空気非透過性に優れたブチル系ゴムが一般に使用されている。
しかし、近年のタイヤの軽量化の要請の下で、ブチル系ゴムより軽量な、例えば、ポリビニル系樹脂のような、ガスバリア性に優れる熱可塑性樹脂の薄肉フイルムでインナーライナーを構成して、タイヤの軽量化を図ることが行われつつある。

この場合、熱可塑性樹脂フイルムは、インフレート法またはＴダイ押出し法等により、シート状の所定の寸度に形成されたものを、生タイヤの成型に当たってタイヤ成型ドラム上に巻き付けて、円周上の少なくとも一個所で繋ぎ合わせた円筒状態で、インナーライナー素材とされる。

しかるに、熱可塑性樹脂フイルムをタイヤ成型ドラム上で円筒状に繋ぎ合わせる方法は、少なくとも、周上の一個所に、フイルムの重ね合わせ接合部が発生することになるため、製品タイヤにおいて、その接合部が剥がれた時は、タイヤからのエアー漏れが生じることになり、またタイヤ内表面に成形のシェーピング時に皺などが発生して外観不良等を発生するおそれがあった。

そこで、例えば、特許文献１には、回転軸が互いに平行に配置された少なくとも三本の圧着ロールに円筒形状を有する、熱可塑性フイルム材料からなるインナーライナー層を掛け回し、このインナーライナー層の外周側にビードコアを配置し、前記圧着ロールの相互間隔を拡張することで前記インナーライナー層を前記ビードコアに押し当て、その状態で、前記インナーライナー層及び前記ビードコアをそれぞれの回転運動に伴って一体的に回動させることにより、これらインナーライナー層及びビードコアを相互に圧着し、その後、インナーライナー層を円筒状のドラム上に配置して、未加硫タイヤを成型する方法が開示されている。

特開２００７−３２０１２８号公報

しかるに、特許文献１に記載の製造方法で製造された円筒状のインナーライナー層は、薄肉であることに加えて、帯電する場合が多いため、タイヤ本体部分の内面に適用するに当たって、多くの作業工数等が必要になるという問題があった。

また、この従来技術では、タイヤのサイズに応じた、各種寸法の円筒状のインナーライナー素材を、予め製造して保管、管理等することが必要になるため、在庫管理等が大きな負担になるという問題もあり、さらには円筒状のインナーライナー層をドラム上に配置する場合、薄肉の、その樹脂フイルムに皺等が発生し易く、その皺等の発生を原因として、インナーライナー素材と他のタイヤ構成材料との間にエアーの封じ込め等の品質不良が発生し易く、一旦エアーの封じ込めが生じるとインナーライナー層がガスバリア性の高い材料からなるが故に、逆にエアーを抜くのが困難であるとの他の問題もあった。

そこで、本発明は、ガスバリア性に優れる熱可塑性樹脂を、インナーライナー素材として用いる場合であって、インナーライナーの繋ぎ目からのエアー漏れ、外観不良等を生じるおそれがなく、また、インナーライナー素材等の取り扱い上の煩わしさなしにタイヤの製造効率および品質を大きく向上させた空気入りタイヤの製造方法を提供することにある。

この発明にかかる空気入りタイヤの製造方法は、熱可塑性樹脂製のインナーライナーを有する空気入りタイヤを製造するに当たり、タイヤ本体部分の中心軸線を上下方向に向けた姿勢でタイヤ本体部分を固定することと、固定した前記タイヤ本体部分の下側部分に、シート状の熱可塑性樹脂よりなるインナーライナー素材を配設し、前記インナーライナー素材を、加熱軟化させた状態で、前記インナーライナー素材の下面側から上方側に向かって加圧下で膨満させ、加硫済みのタイヤ本体部分の内周面または、未加硫のタイヤ本体部分の内周面に、タイヤ本体部分の下側から上方側に向けて圧着させることと、を含む。

ここで、「加熱軟化させた状態」とは、樹脂が既に加熱されて軟化されている場合、および、加熱と加圧とを同時に進行させて、インナーライナー素材を軟化させる場合のいずれをも含むものとする。
「加硫済みのタイヤ本体部分」とは、カーカスプライ、ベルトおよびゴムが貼り付けられて加硫された状態をいい、特にはインナーライナー素材を圧着させることで製品タイヤが得られるタイヤの半製品状態をいうものとする。
「未加硫のタイヤ本体部分」とは、カーカスプライ素材、ベルト素材およびトレッドゴム素材等の未加硫ゴムが貼り付けられた状態をいい、特にはインナーライナー素材を圧着させて、グリーンタイヤとし、このグリーンタイヤを加硫成型することで製品タイヤが得られるタイヤの半製品状態をいうものとする。

このような製造方法においてより好ましくは、未加硫のタイヤ本体部分の加硫に先立って、熱可塑性樹脂製のインナーライナー素材を貼着する。

また好ましくは、熱可塑性樹脂製のインナーライナー素材を、延伸ブローによって、加硫済みのタイヤ本体部分または未加硫のタイヤ本体部分の内周面に圧着する。
ここで、「ブロー成形」とはインフレートダイから押出し素材を膨満させることはもちろんのこと、インフレートダイから噴出した素材を膨満させることを含むものとする。
更に、該製造方法においてより好ましくは、膨満させたインナーライナー素材の上面を規定する上面規定装置を使用し、インナーライナー素材の膨らむ形状を制御しつつ、インナーライナー素材を加硫済みのタイヤ本体部分の内周面または、未加硫のタイヤ本体部分の内周面に圧着させる。

本発明の空気入りタイヤの製造方法では、インナーライナー素材を加熱軟化させた状態で、加圧下で変形させて、加硫済みのタイヤ本体部分の内周面または、未加硫のタイヤ本体部分の内周面に、圧着させることにより、インナーライナー素材をタイヤ本体部分の内周面に直接的に貼着させることができるので、インナーライナー素材を円筒状に形成するための重ね合わせ接合が不要になるので、その接合部からの不測のエアー漏れ等を確実にして十分に防ぐことができる。その結果、皺等の外観不良を発生することなく、タイヤの生産効率を向上させることができる。

また、インナーライナー素材に対する加熱・加圧をもって、様々なサイズまたは形状のタイヤに対応することができるため、従来技術のような、タイヤサイズに応じた、予めの成形品としてのインナーライナー素材、管理等を不要にすることができる。

本発明の方法の実施に用いる製造装置の一例を示す作動工程図である。本発明の方法の実施に用いる製造装置の他の例を示す作動工程図である。本発明の実施に用いる他の製造装置による熱可塑性樹脂の膨満状態を示す図である。本発明の実施に用いる他の製造装置による熱可塑性樹脂の膨満状態を示す図である。

以下に、図面を参照しながら空気入りタイヤの製造方法を詳細に説明する。
図１は、本発明の方法の実施に用いる製造装置の一例を示す作動工程図である。

図示のインナーライナー素材圧着装置１は、未加硫タイヤ本体部分２の本体部分の中心軸線を上下方向に向けた姿勢で、その未加硫タイヤ本体部分２を位置決め固定する未加硫タイヤ固定装置３と、固定姿勢での未加硫タイヤ本体部分２の下側部分に配設されて、所定の寸法に裁断されたシート状の熱可塑性樹脂４を全周にわたって気密に挟持固定するシート挟持固定装置５と、このシート挟持固定装置５の中央付近に配設されて、シート状の熱可塑性樹脂４の下方に開口する噴出口６を有し、水蒸気をも含む加熱加圧気体を噴射する膨出装置７とを具えてなる。

このようなインナーライナー素材圧着装置１の使用に当たっては、はじめに、膨出装置７の噴出口６の直上位置に張り渡した、シート状の熱可塑性樹脂４を、シート挟持固定装置５によって全周にわたって緊密に挟持する。次いで図１（ａ）に示すように、シート状の熱可塑性樹脂４の周りに、未加硫タイヤ本体部分２を配置するとともに、この未加硫タイヤ本体部分２を、タイヤ固定装置３によって位置決め固定する。その後、膨出装置７から、この熱可塑性樹脂４の下面側に、例えば圧縮空気などとすることができる加熱加圧気体を噴射して、シート状の熱可塑性樹脂４を、図１（ｂ）に示すように風船状に膨満させる。

そして、熱可塑性樹脂４の、このような膨満を継続することで、そのシート状熱可塑性樹脂４を、未加硫タイヤ本体部分２の下部のビードトー位置付近位置から、未加硫タイヤ本体部分２の内表面に沿って、それの上方側に向けて、図１（ｃ）に示すように、徐々に内表面に貼り付かせながら最終的には未加硫タイヤ本体部分２の内表面の全てにインナーライナー素材としての熱可塑性樹脂４で均一に覆う。この場合、例えばタイヤ内表面にゴム部材の端部等の段差があっても、加熱された熱可塑性樹脂４は流動性を有し、その段差を十分に埋め込むことができるため、熱可塑性樹脂４、ひいてはインナーライナー素材をタイヤ内表面に均等に接着させて、それらの間への空気に封じ込めのおそれを有効に防止することができる。

ところで、フイルム状の熱可塑性樹脂４を上述したように膨満させる場合には、その熱可塑性樹脂４は膨満時の自重によって、偏平膨満状態となり、熱可塑性樹脂４が未加硫タイヤ本体部分２の内表面に十分に緊密に押圧されることになるので、熱可塑性樹脂４を、タイヤ内表面との間に空気を残存させることなく圧着することができる。
なおここで、膨出装置７から噴出される気体量と圧力を調整することで、熱可塑性樹脂４の膨満形態を制御することができる。

このような製造方法でより好ましくは、インナーライナー素材としての熱可塑性樹脂４の、タイヤ内表面への圧着を、加硫前の未加硫タイヤ本体部分２の内表面に対して行うことで、熱可塑性樹脂４と、タイヤ本体部部内表面との粘着力に基づいてそれらの両者を十分に密着させることができるので、タイヤ内表面に接着剤の塗布や粘着テープの貼付を行うことなく、熱可塑性樹脂４を確実に貼着させることができる。

ここで、フイルム状の熱可塑性樹脂４は、熱可塑性樹脂組成物を一般的なＴダイ押出成形、インフレーション成形等によって、単層または複層のシート状に製造することができる。

また、図１に示すところにおいて、熱可塑性樹脂４を、ブロー成形に広く一般に用いられるパリソンに置換することもでき、この場合は、未加硫タイヤ本体部分２をブロー成形型として機能させることで、上述したと同様に、インナーライナー素材としての膨満されたそのパリソンを未加硫タイヤ本体部分２の内表面に空気の封じ込め等なしに、十分均等に密着させることができる。

図２は、本発明の方法の実施に用いる製造装置の他の例を示す作動工程図である。
このインナーライナー素材圧着装置１１は、図１に示す装置に加えて、膨満される熱可塑性樹脂１４の上面を規定する、上下方向に変位可能な、ピストン状の上面規定装置１８を設けたものである。

このようなインナーライナー素材圧着装置１１の使用に当たっては、図２（ａ）に示すように、膨出装置１７に緊密に挟持した、シート状の熱可塑性樹脂１４を、膨出装置１７から、例えば圧縮空気の加熱加圧気体を噴射して、シート状の熱可塑性樹脂１４を、風船状に膨満させる。

そして、熱可塑性樹脂１４の、このような膨満を継続することで、そのシート状の熱可塑性樹脂１４を、未加硫タイヤ本体部分１２の下部のビードトー位置付近位置から、未加硫タイヤ本体部分１２の内表面に沿って、それの上方側に向けて、図２（ｂ）に示すように、徐々に内表面に貼り付かせながら最終的には未加硫タイヤ本体部分１２の内表面の全てにインナーライナー素材としての熱可塑性樹脂１４で均一に覆うことができる。

この場合、上面規定装置１８は、気体を噴射されたシート状の熱可塑性樹脂１４の形状に合わせて、内圧をコントロールしつつ、熱可塑性樹脂１４の貼着領域を広げることで、自由な膨満を抑制して内圧を高めることにより、熱可塑性樹脂１４の膨らむ形状をピストン状の上面規定装置１８によって調整する他に、上面規定装置１８で制御することができる。その結果、膨出する熱可塑性樹脂１４の上面が平らな状態で膨出して、熱可塑性樹脂１４がタイヤ内表面の下側からより確実に順次圧着されることになり、熱可塑性樹脂１４とタイヤ内表面に空気が残存することを防止することができる。
ここで、上面規定装置１８は、未加硫タイヤ本体部分１２のビード部内径とほぼ同径の形状が好ましい。

図３は、本発明の実施に用いる他の製造装置による熱可塑性樹脂の膨満状態を示す図である。
このインナーライナー素材圧着装置２１では、図２の装置に加えて、上面規定手段２８の下面に熱可塑性樹脂２４に刺さり込む先細り突起２９を設ける。

シート状の熱可塑性樹脂２４が膨出した際に、熱可塑性樹脂２４の一部が先細り突起により破断され、熱可塑性樹脂２４が円筒状になり、次いで図では先細り突起２９のテーパー部に沿って拡径しながら加熱気体で上昇して、熱可塑性樹脂２４をタイヤ内表面に圧着させることができるため、上部で熱可塑性樹脂２４を切断する必要がなく、余剰部分を削減させることができる。
この際、熱可塑性樹脂２４は粘性化し弾性率が著しく低く表面張力も小さいため、先細り突起２９で熱可塑性樹脂２４が破裂することはなく、形状を保ったまま穴の大きさを拡径して上昇することができる。

図４は、本発明の実施に用いる他の製造装置による熱可塑性樹脂の膨満状態を示す図である。
この装置３１では、図２の装置に加えて、二つの押出し機４０から異なる熱可塑性樹脂３４を直接膨出する膨出装置３７を設ける。

この装置３１では、複数、図では二つの押出し機４０から異なる熱可塑性樹脂３４を膨出装置３７で薄く押出し、複層の熱可塑性樹脂３４を直接未加硫タイヤ本体部分内表面に、インナーライナー素材として圧着させることができる。

このようなインナーライナー素材圧着装置３１では、熱可塑性樹脂３４を挟持固定することなく、未加硫タイヤ本体部分３２の内表面に直接熱可塑性樹脂３４を、未加硫タイヤ本体部分３２と一体化させることができる。

ところで、熱可塑性樹脂としては空気非透過性のもので特に限定されないが、例えば、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリニトリル系樹脂、ポリメタクリレート系樹脂、ポリビニル系樹脂などのような熱可塑性樹脂又はこれらを主成分とする共重合体や、これら樹脂成分を主成分として含む樹脂組成物からなることができる。

ところで、上述の未加硫タイヤ本体部分にインナーライナー素材を圧着させるものの他に、本発明では加硫済みのタイヤ本体部分に熱可塑性樹脂をインナーライナー素材として圧着させることができる。
好ましくは、加硫済みタイヤ内表面または熱可塑性樹脂に接着剤やプライマー処理を施すことで、両者の接着性を高めることができる。

１，１１，２１，３１インナーライナー素材圧着装置
２，１２，３２未加硫タイヤ本体部分
３未加硫タイヤ固定装置
４，１４，２４，３４熱可塑性樹脂
５シート挟持固定装置
６噴出口
７，１７，３７膨出装置
１８，２８上面規定装置
４０押出し機

Claims

熱可塑性樹脂製のインナーライナーを有する空気入りタイヤの製造方法であって、
タイヤ本体部分の中心軸線を上下方向に向けた姿勢でタイヤ本体部分を固定することと、
固定した前記タイヤ本体部分の下側部分に、シート状の熱可塑性樹脂よりなるインナーライナー素材を配設し、前記インナーライナー素材を、加熱軟化させた状態で、前記インナーライナー素材の下面側から上方側に向かって加圧下で膨満させ、加硫済みのタイヤ本体部分の内周面または、未加硫のタイヤ本体部分の内周面に、タイヤ本体部分の下側から上方側に向けて圧着させることと、
を含む空気入りタイヤの製造方法。
未加硫タイヤの加硫に先立って、熱可塑性樹脂製のインナーライナー素材を貼着する請求項１に記載の空気入りタイヤの製造方法。
熱可塑性樹脂製のインナーライナー素材を、延伸ブローによって、加硫済みタイヤ本体部分または未加硫タイヤ本体部分の内周面に圧着する請求項１または２に記載の空気入りタイヤの製造方法。
膨満させたインナーライナー素材の上面を規定する上面規定装置を使用し、インナーライナー素材の膨らむ形状を制御しつつ、インナーライナー素材を加硫済みのタイヤ本体部分の内周面または、未加硫のタイヤ本体部分の内周面に圧着させる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤの製造方法。