JP5490835B2 - タイヤ加硫方法 - Google Patents

Description

本発明は、加硫時間を長くすることなく、タイヤ内部にポロシティー（気泡）の発生を抑制することができるタイヤ加硫方法に関する。

一般に、タイヤの加硫は、加硫金型内に未加硫タイヤおよびブラダーを装着した後、タイヤ内にスチームなどの加熱・加圧媒体を供給して、加熱・加圧することにより行われる。そして、加硫完了後は、タイヤ内から加熱・加圧媒体が排出されて、タイヤ内の圧力を大気圧まで低下させた後に、加硫金型から製品タイヤが取り出される。

しかし、従来の加硫においては、排気工程で、タイヤ内の圧力を急激に、例えば、１０〜２０秒という短時間でタイヤ内の圧力を大気圧まで低下（減圧）させていたため、その際、加硫中のタイヤ内にポロシティーが発生しやすくなり、製品不良が発生する恐れがあった。また、急激な圧力変化がブラダーに大きな負荷を与えることとなるため、ブラダーライフを低下させる恐れがあった。

このポロシティーの発生を抑制するために、従来は、加熱・加圧時間を長くすることが行われていたが、その結果として、加硫時間が長くなり、加硫の生産能力が低下するという問題があった。

そこで、本出願人は、先に、加熱・加圧媒体を用いた加硫方法において、加熱・加圧時、タイヤ内の圧力を所定圧力にまで順次降下させ、所定圧力に達した際に加熱・加圧媒体を排出する加硫方法を提案した（特許文献１）。

特開平１１−７７７０４号公報

本発明は、上記に鑑み、加硫時間を長くすることなく、ポロシティーの発生を充分に抑制することができ、加硫の生産能力をより向上させることができるタイヤ加硫方法を提供することを課題とする。

請求項１に記載の発明は、
加硫金型内に装着されたタイヤ内に加熱・加圧媒体を供給して、前記タイヤの加硫を行うタイヤ加硫方法であって、
所定の加熱、加圧後、前記タイヤ内に供給された前記加熱・加圧媒体を排気する排気工程が、
０．０１２〜０．０４４ＭＰａ／秒の平均減圧速度で、タイヤ内の圧力が大気圧となるまで、５０〜１２０秒で排気を行い、
前記排気に伴う減圧状態を５〜１０段階に分け、
７０〜８０％の排気が行われた後の１段階あたりの減圧率を、前記７０〜８０％の排気までの１段階あたりの減圧率の１．５〜３．０倍とする
排気工程であることを特徴とするタイヤ加硫方法である。

本発明によれば、加硫時間を長くすることなく、ポロシティーの発生を充分に抑制することができ、加硫の生産能力を向上させることができるタイヤ加硫方法を提供することができる。

本発明の一実施の形態のタイヤの加硫方法における加硫時間と、タイヤ内の圧力との関係を示す図である。

以下、図面を参照しつつ本発明に係るタイヤの加硫方法の一実施の形態について説明する。

図１は、本実施の形態のタイヤの加硫方法における加硫時間と、タイヤ内の圧力との関係を示す図である。図１において、横軸は加硫時間、即ち、加硫を開始してからの経過時間（秒）を、縦軸は加硫機内に配置されたタイヤ内の圧力を示している。

本実施の形態のタイヤの加硫は、図１に示す圧力曲線１０に従って行われ、加熱・加圧媒体供給工程、加熱・加圧工程、排気工程の順に進行する。なお、これらの工程はそれぞれ、図１に示すＡ、Ｂ、Ｃに対応している。また、図１には、従来の加硫における圧力曲線２０を併せて示している。

具体的には、従来のタイヤの加硫と同様に、まず、加硫金型内に未加硫タイヤを装着し、その後、未加硫タイヤ内にブラダーを装着する。次に、加硫金型を閉じ、ブラダー内に、タイヤ内圧が所定の圧力となるまで、加熱・加圧媒体を供給する。これにより、ブラダーが膨張して、未加硫タイヤを金型内面に押し付ける（加熱・加圧媒体供給工程）。

次に、タイヤ内圧を所定の圧力に保ったまま、所定の時間、加熱、加圧を行う。これにより、未加硫タイヤの加硫が進行していく（加熱・加圧工程）。

次に、ブラダー内の加熱・加圧媒体を外部に排気して、タイヤ内圧を大気圧まで減圧した後、加硫されたタイヤを加硫金型より取り出す（排気工程）。

そして、本実施の形態においては、タイヤ内圧を大気圧まで減圧する排気を、従来のような１０〜２０秒という短時間ではなく、０．０１２〜０．０４４ＭＰａ／秒という緩い平均減圧速度で、５０〜１２０秒の時間をかけて行う。なお、ここで言う「平均減圧速度」とは、排気開始時におけるタイヤ内圧（減圧開始圧）から排気完了時のタイヤ内圧（減圧終了圧）までのタイヤ内圧の平均的な減圧速度を言う。

また、この排気は大気圧まで一度に減圧するのではなく、５〜１０段階の減圧状態に分けて、排気を行う。そして、さらに、各段階における減圧率を均等ではなく、７０〜８０％の排気が行われた後の１段階あたりの減圧率が、７０〜８０％の排気までの１段階あたりの減圧率の１．５〜３．０倍となるように設定する。なお、図１には、１０ａ〜１０ｊの１０段階で排気している様子が示されている。

このように、５０〜１２０秒の長い時間をかけて、さらに段階的に減圧して排気すると共に、そのときの減圧率を後半大きくすることにより、ポロシティーの発生を充分に抑制することができる。

即ち、タイヤのゴム中に含まれている微小空気は、加硫時、高温で加熱・加圧されているため、圧力が高く、また、タイヤのゴム自体も高温により柔らかいため、タイヤ内圧が大気圧まで戻ると、微小空気の圧力にゴムが負けて、微小空気がタイヤの表面でポロシティーになろうとする。このとき、この減圧を一気に行うと、ゴムの厚み方向で大きな圧力勾配が瞬間的に発生して、中側の気泡が表面側へ集まってしまう。

しかし、本実施の形態においては、上記したように、緩い減圧速度で、さらに、減圧率を調整しながら段階的に排気を行っているため、排気中に大きな圧力勾配が発生せず、ゴムの厚み方向で圧力が均一に保たれ、加硫中の状態が保たれて、ポロシティーの発生を充分に抑制することができる。

これに対して、従来は、図１に太破線で示す圧力曲線２０のように、加熱・加圧時間を延長して、オーバー気味に加硫を行って微小空気をゴム内に封じ込めた後、減圧を行っていた。その結果、１０〜２０秒という急激な排気を行うことによるポロシティーの発生が抑制できていたが、図１に示すように、加硫工程全体の時間（加硫時間）が長くなり、加硫の生産能力の低下を招いていた。

しかし、本実施の形態においては、加熱・加圧時間を延長することはせず、所定の加硫状態となった後は、早い段階で減圧を開始して緩やかに排気を行っているため、排気工程の時間は従来よりも長くなるものの、加硫工程全体の時間（加硫時間）は、図１に示すように、従来よりも短くすることができ、加硫の生産能力を向上させることができる。

さらに、本実施の形態においては、タイヤ内の急激な圧力変化が抑制されて、加硫用ブラダーへの負荷が少なくなるため、加硫用ブラダーの寿命を長くすることができる。

なお、本発明は、タイヤサイズ、加硫機の排気能力等が変わっても適用することが可能であり、上記の効果が同様に発揮される。

以下の実施例および比較例においては、タイヤサイズ１９５／６５Ｒ１５ ＤＳＸ−２のタイヤを作製し、評価を行った。

具体的には、上記サイズのタイヤに対応した加硫金型内に未加硫タイヤを装着し、その後、未加硫タイヤ内にブラダーを装着した。次に、加硫金型を閉じ、ブラダー内に、タイヤ内圧が２．２ＭＰａとなるまで、加熱・加圧媒体（窒素ガス）を供給した。次に、このタイヤ内圧を保ったまま、８．５分間加熱、加圧を行った。

次に、表１に示す排気工程に従ってブラダー内の加熱・加圧媒体を外部に排気して、タイヤ内圧を大気圧まで減圧した後、加硫されたタイヤを加硫金型から取り出すことにより、製品タイヤを作製した。なお、製品タイヤは、各例毎に４本作製した。

なお、比較例１、２においては、従来と同様に、加熱時間を１．０分間延長した。

作製された各タイヤについて、加硫時間、気泡発生頻度および加硫済みタイヤスクラップの発生状況を評価すると共に、ブラダーライフについて評価した。なお、各項目における評価は、従来例である比較例２（排気時間２０秒）における結果を１００とする指数で行った。結果を表１に示す。

表１より、排気時間が５０〜１２０秒間、平均減圧速度が０．０１２〜０．０４４ＭＰａ／秒で、５〜１０段階に分けて排気を行った場合（実施例１〜実施例６）、従来（比較例２）と比較して、最大６％の加硫時間の短縮、最大６％の気泡発生頻度の低下、最大４％の加硫済みタイヤスクラップの発生の低下が確認できた。また、ブラダーライフが最大９％伸びることが確認できた。

そして、このような効果は、段階的な排気において、７０〜８０％の排気が行われた後の１段階あたりの減圧率を、７０〜８０％の排気までの１段階あたりの減圧率の１．５〜３．０倍とすることにより得られることを、本発明者は確認している。

これに対して、排気時間が１０秒（比較例１）の場合には、加硫時間の短縮がみられず、生産能力の向上が望めないことが確認できた。また、６％もの気泡発生頻度の上昇、１６％もの加硫済みタイヤスクラップの発生の上昇がみられ、タイヤ品質が総じて悪化していることが確認できた。さらに、ブラダーライフも１４％低下することが確認できた。

そして、排気時間が３０秒（比較例３）、４０秒（比較例４）の場合には、加硫時間の短縮がみられず、生産能力の向上が望めないことが確認できた。また、気泡発生頻度、加硫済みタイヤスクラップの発生も充分に低下させることができず、タイヤの質的向上が望めないことが確認できた。さらに、ブラダーライフの伸びが充分ではないことも確認できた。

また、排気時間が１４０〜１８０秒（比較例５〜７）の場合には、ブラダーライフの伸びは認められるものの、加硫時間が比較例２の場合よりも長くなり、生産能力の向上が望めないことが確認できた。そして、気泡発生頻度、加硫済みタイヤスクラップの発生が実施例より劣り、従来と殆ど変わらないことも確認できた。なお、比較例５〜７の場合には、適用できるサイズが限られる。

以上、本発明を実施の形態に基づいて説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、上記の実施の形態に対して種々の変更を加えることができる。

１０ 圧力曲線
１０ａ〜１０ｊ 減圧の各段階
２０ 従来の加硫方法における圧力曲線
Ａ 加熱・加圧媒体の供給工程
Ｂ 加熱・加圧工程
Ｃ 排気工程

Claims (1)

1. 加硫金型内に装着されたタイヤ内に加熱・加圧媒体を供給して、前記タイヤの加硫を行うタイヤ加硫方法であって、
   所定の加熱、加圧後、前記タイヤ内に供給された前記加熱・加圧媒体を排気する排気工程が、
   ０．０１２〜０．０４４ＭＰａ／秒の平均減圧速度で、タイヤ内の圧力が大気圧となるまで、５０〜１２０秒で排気を行い、
   前記排気に伴う減圧状態を５〜１０段階に分け、
   ７０〜８０％の排気が行われた後の１段階あたりの減圧率を、前記７０〜８０％の排気までの１段階あたりの減圧率の１．５〜３．０倍とする
   排気工程であることを特徴とするタイヤ加硫方法。

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