JP6465734B2 - Pneumatic tire manufacturing method and pneumatic tire - Google Patents
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Description
本発明は、一対のビード部と、ビード部の各々からタイヤ径方向外側に延びるサイドウォール部と、サイドウォール部の各々のタイヤ径方向外側端に連なって踏面を構成するトレッド部とを備えた未加硫の生タイヤを、金型内で加熱加硫する加硫工程を含む空気入りタイヤの製造方法、および該製造方法により製造された空気入りタイヤに関する。 The present invention includes a pair of bead portions, sidewall portions extending outward in the tire radial direction from each of the bead portions, and a tread portion that constitutes a tread surface that is connected to the respective tire radial direction outer ends of the sidewall portions. The present invention relates to a method for manufacturing a pneumatic tire including a vulcanization process in which an unvulcanized green tire is heated and vulcanized in a mold, and a pneumatic tire manufactured by the manufacturing method.
ゴム製品である空気入りタイヤを製造する場合、その加硫工程はもっとも時間を要する工程となるため、加硫工程の時間短縮の努力が現在でも行われている。その一方で、加硫工程においてゴム部の加硫が不十分であると、ゴムの加硫反応により発生したエアが加硫ゴム内に残存し、かかる残存エアは製品段階でのタイヤ故障の原因となる場合がある。したがって、通常のタイヤ生産の現場では、季節要因などにより、例えば原料である未加硫の生タイヤの温度、金型内温度、雰囲気温度などがばらつく点を考慮し、加硫工程での全ばらつきを加味した安全時間(余裕時間)を加算して加硫工程に要する時間を設定している。 When manufacturing pneumatic tires, which are rubber products, the vulcanization process is the most time-consuming process, so efforts are being made to shorten the time of the vulcanization process. On the other hand, if the rubber part is not sufficiently vulcanized in the vulcanization process, the air generated by the rubber vulcanization reaction remains in the vulcanized rubber, and this residual air causes tire failure at the product stage. It may become. Therefore, in normal tire production sites, due to seasonal factors, etc., taking into account the variation in raw unvulcanized raw tire temperature, mold temperature, atmosphere temperature, etc., for example, all variations in the vulcanization process The time required for the vulcanization process is set by adding the safety time (allowance time) in consideration of
しかしながら、安全時間の設定はタイヤの生産性向上の観点からは好ましくなく、タイヤ毎に加硫終了時を決定し、効率良く加硫工程を実行することが望まれていた。 However, the setting of the safety time is not preferable from the viewpoint of improving the productivity of the tire, and it has been desired to determine the end time of vulcanization for each tire and efficiently execute the vulcanization process.
下記特許文献1には、加硫工程が進行している間に加硫試料のインピーダンスを測定し、加硫試料の高分子抵抗値Rpの増加速度が急激に緩慢になる時点を最適の加硫停止時間とする、加硫試料の実時間加硫調節方法が記載されている。しかしながら、この方法では、加硫試料に対するインピーダンス測定を、2個の電極の間に加硫試料を挟んで測定する必要があり、しかもタイヤは通常、複合材料の積層体であるため、この方法をタイヤ加硫時のタイヤに応用することは困難である。
In
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、タイヤ毎に加硫工程の終了時点を確実に決定することにより、加硫時間を短縮し、生産性を著しく向上した空気入りタイヤの製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to reliably determine the end point of the vulcanization process for each tire, thereby reducing the vulcanization time and significantly improving the productivity. It is providing the manufacturing method of a tire.
上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。即ち本発明は、一対のビード部と、前記ビード部の各々からタイヤ径方向外側に延びるサイドウォール部と、前記サイドウォール部の各々のタイヤ径方向外側端に連なって踏面を構成するトレッド部とを備えた未加硫の生タイヤを、金型内で加熱加硫する加硫工程を含む空気入りタイヤの製造方法であって、前記加硫工程が、前記生タイヤの加硫最遅部に温度測定プローブを埋設する第1段階と、加硫中の前記生タイヤの加硫温度を前記温度測定プローブにより測定する第2段階と、得られた測定値に基づき、前記生タイヤの加硫温度と加硫時間との関係を示す加硫温度曲線を求めることにより、昇温速度(加硫温度曲線の勾配(dT/dt))を算出する第3段階とを少なくとも有し、前記加硫工程開始0.5分後以降に前記昇温速度が2回目のピークを示した時点で前記加硫工程を終了することを特徴とする空気入りタイヤの製造方法、に関する。 The above object can be achieved by the present invention as described below. That is, the present invention includes a pair of bead portions, a sidewall portion extending outward in the tire radial direction from each of the bead portions, and a tread portion that constitutes a tread surface that is connected to an outer end in the tire radial direction of each of the sidewall portions. A pneumatic tire manufacturing method including a vulcanization step of heating and vulcanizing an unvulcanized raw tire provided in a mold, wherein the vulcanization step is performed at the latest vulcanization portion of the raw tire. A first stage in which a temperature measurement probe is embedded, a second stage in which the vulcanization temperature of the raw tire during vulcanization is measured by the temperature measurement probe, and a vulcanization temperature of the raw tire based on the obtained measurement value And at least a third stage for calculating a rate of temperature rise (gradient (dT / dt) of the vulcanization temperature curve) by obtaining a vulcanization temperature curve showing the relationship between the vulcanization time and the vulcanization time, After 0.5 minutes from the start, the heating rate is 2 Process for producing a pneumatic tire characterized by terminating the vulcanization step at the indicated time points the eyes of the peak relates.
本発明は、空気入りタイヤの加硫工程に特徴があり、第1〜第3段階を少なくとも有する。まず、一対のビード部と、ビード部の各々からタイヤ径方向外側に延びるサイドウォール部と、サイドウォール部の各々のタイヤ径方向外側端に連なって踏面を構成するトレッド部とを備えた未加硫の生タイヤの加硫最遅部に、温度測定プローブを埋設し(第1段階)、タイヤ加硫中、加硫最遅部における加硫温度を温度測定プローブにより測定する(第2段階)。次いで、得られた測定値に基づき、生タイヤの加硫温度と加硫時間との関係を示す加硫温度曲線を求めることにより、昇温速度(加硫温度曲線の勾配(dT/dt))を算出する(第3段階)。そして、加硫工程開始0.5分後以降に前記昇温速度が2回目のピークを示した時点で加硫工程を終了する。これにより、空気入りタイヤの加硫工程において、容易に加硫終点を見極めることができる。その結果、余分な安全時間の設定が不要となり、空気入りタイヤの生産性を高めることができる。 The present invention is characterized by a vulcanization process of a pneumatic tire and has at least first to third stages. First, a non-addition comprising a pair of bead portions, a sidewall portion extending outwardly in the tire radial direction from each of the bead portions, and a tread portion constituting a tread surface connected to the respective tire radial direction outer ends of the sidewall portions. A temperature measurement probe is embedded in the latest vulcanization part of the raw vulcanized tire (first stage), and during the tire vulcanization, the vulcanization temperature at the latest vulcanization part is measured by the temperature measurement probe (second stage). . Next, based on the measured values obtained, a vulcanization temperature curve indicating the relationship between the vulcanization temperature and the vulcanization time of the green tire is obtained, thereby increasing the rate of temperature rise (gradient of the vulcanization temperature curve (dT / dt)). Is calculated (third stage). Then, after 0.5 minutes after the start of the vulcanization process, the vulcanization process is completed when the temperature rising rate shows the second peak. Thereby, the vulcanization end point can be easily determined in the vulcanization process of the pneumatic tire. As a result, it is not necessary to set an extra safety time, and the productivity of the pneumatic tire can be increased.
上記空気入りタイヤの製造方法において、前記加硫最遅部が、前記トレッド部のショルダー部であることが好ましい。これにより、空気入りタイヤの加硫終点をより確実に見極めることが可能となり、空気入りタイヤの生産性をさらに高めることができる。 In the manufacturing method of the pneumatic tire, it is preferable that the latest vulcanization portion is a shoulder portion of the tread portion. This makes it possible to more reliably determine the vulcanization end point of the pneumatic tire and further increase the productivity of the pneumatic tire.
上記空気入りタイヤの製造方法において、前記温度測定プローブが、白金測温抵抗体であることが好ましい。温度測定プローブの感度が悪い場合、昇温速度の1回目および2回目のピーク検出が困難になる場合がある。一方、白金測温抵抗体は温度変化に対する感度が非常に高いため、確実に1回目および2回目のピーク検出が可能となり、空気入りタイヤの加硫終点をさらに確実に見極めることが可能となるため、空気入りタイヤの生産性をさらに高めることができる。 In the method for manufacturing a pneumatic tire, the temperature measurement probe is preferably a platinum resistance thermometer. If the sensitivity of the temperature measurement probe is poor, it may be difficult to detect the first and second peak of the temperature rising rate. On the other hand, since the platinum resistance thermometer is extremely sensitive to temperature changes, it is possible to reliably detect the first and second peaks and to more reliably determine the vulcanization end point of the pneumatic tire. The productivity of pneumatic tires can be further increased.
また、本発明は、前記記載の製造方法により製造された空気入りタイヤに関する。 The present invention also relates to a pneumatic tire manufactured by the manufacturing method described above.
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図1に示した生タイヤ9は、一対のビード部1と、ビード部1の各々からタイヤ径方向外側に延びるサイドウォール部2と、サイドウォール部2の各々のタイヤ径方向外側端に連なって踏面を構成するトレッド部3とを備えた空気入りタイヤである。ビード部1には、環状のビードコア1aが配されている。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The raw tire 9 shown in FIG. 1 is connected to a pair of
カーカス層4は、トレッド部3からサイドウォール部2を経てビード部1に至り、その端部がビードコア1aを介して折り返されている。カーカス層4は、少なくとも一枚のカーカスプライによって構成される。カーカスプライは、タイヤ周方向に対して略90°の角度で延びるカーカスコードをトッピングゴムで被覆して形成されている。
The carcass layer 4 reaches the
ベルト層5は、トレッド部3でカーカス層4の外側に貼り合わされ、トレッドゴム6により外側から覆われている。ベルト層5は、複数枚(本実施形態では四枚)のベルトプライによって構成される。各ベルトプライは、タイヤ周方向に対して傾斜して延びるベルトコードをトッピングゴムで被覆して形成され、該ベルトコードがプライ間で互いに逆向きに交差するように積層されている。
The belt layer 5 is bonded to the outside of the carcass layer 4 at the
トレッドゴム6は、1層のみで構成しても良く、タイヤ径方向内側のベーストレッドと、その外周側に位置するキャップトレッドとを有する、所謂キャップベース構造で構成しても良い。
The
図1に示した生タイヤ9は、未加硫状態の生タイヤであり、後述する加硫工程において、製品タイヤの形状にシェーピングされる(図2参照)とともに、そのトレッド表面には種々のトレッドパターンが形成される。 The raw tire 9 shown in FIG. 1 is an unvulcanized raw tire, and is shaped into the shape of a product tire in a vulcanization process described later (see FIG. 2), and various treads are formed on the tread surface. A pattern is formed.
生タイヤ9の加硫成形では、図2に示すような金型10が用いられる。この金型10には、生タイヤ9が未加硫状態のままセットされ、その金型10内の生タイヤ9に加熱加圧を施すことで加硫工程が行われる。
In the vulcanization molding of the raw tire 9, a
金型10は、生タイヤ9の踏面に接するトレッド型部11と、下方を向いたタイヤ外面に接する下型部12と、上方を向いたタイヤ外面に接する上型部13とを備える。これらは、周囲に設置された開閉機構(不図示)によって、型締め状態と金型開放状態との間で変位自在に構成され、かかる開閉機構の構造は周知である。また、金型10には、電気ヒータや蒸気ジャケットなどの熱源を有するプラテン板(不図示)が設けられており、これによって各型部の加熱が行われる。
The
金型10の中心部には、タイヤと同軸状に中心機構14が設けられ、これの周囲にトレッド型部11、下型部12および上型部13が設置されている。中心機構14は、ゴム袋状のブラダー15と、タイヤ軸方向に延びるセンターポスト16とを有し、センターポスト16には、ブラダー15の端部を把持する上部クランプ17と下部クランプ18が設けられている。
A
中心機構14には、ブラダー15内への加熱媒体の供給を行うための媒体供給路21が上下に延設され、その媒体供給路21の上端に噴出し口22が形成されている。媒体供給路21には、加熱媒体供給源23から供給された加熱媒体や、加圧媒体供給源26から供給された加圧媒体が流れる供給配管24が接続されている。加熱媒体は、バルブ25の開閉操作に応じて供給され、加圧媒体は、バルブ28の開閉操作に応じて供給される。
In the
また、中心機構14には、ブラダー15内の加熱媒体と加圧媒体とが混合された高温高圧流体を排出するための媒体排出路31が上下に延設され、その媒体排出路31の上端に回収口32が形成されている。媒体排出路31には、高温高圧流体が流れる排出配管34が接続され、その開閉を操作するブローバルブ33を排出配管34に設けている。ポンプ35は、媒体排出路31を通る高温高圧流体が媒体供給路21を経由してブラダー15の内部に再供給されるように、高温高圧流体を強制循環させる手法を用いても構わない。
Further, the
以下、本発明の製造方法における加硫工程について具体的に説明する。 Hereinafter, the vulcanization step in the production method of the present invention will be specifically described.
まず、図2のように金型10内に生タイヤ9をセットし、膨張させたブラダー15によって生タイヤ9を金型10の内面形状近くまでシェーピングする。これにより、生タイヤ9は、ブラダー15によって保持され、トレッド型部11、下型部12および上型部13の各々に宛がわれる。この時点で、生タイヤ9の加硫最遅部に温度測定プローブを埋設する(第1段階)。加硫最遅部とは、タイヤの加硫が最も進行し難い部位を意味し、通常はトレッド部3のショルダー部を意味する。特にショルダー部の中でも、加硫後のトレッド部3の内表面の法線に沿って測定される、トレッド部3の厚みが最大になる位置を加硫最遅部とすることが好ましい。加硫最遅部は、ショルダー部以外に、例えばビード部1となるよう設計することも可能である。いずれにせよ、本発明においては、加硫最遅部における加硫温度を測定するため、温度測定プローブを生タイヤ9の加硫最遅部に埋設する。埋設方法としては、例えば温度測定プローブを金型10のショルダー部に対応する位置に配設し、金型10に生タイヤ9が宛がわれる際、温度測定プローブが生タイヤ9内に押し込まれつつ埋設されるように設計することが考えられる。このように生タイヤ9内に埋設された温度測定プローブにより、加硫工程時には加硫温度を測定し、加硫工程終了時には金型10からタイヤを脱型する際に加硫最遅部から温度測定プローブを同時に抜き取れば良い。
First, as shown in FIG. 2, the raw tire 9 is set in the
本発明において、加硫温度を測定する際に使用する温度測定プローブとして、金属の電気抵抗が温度変化に対して変化する性質を利用した測温抵抗体を使用することができる。かかる金属としては、白金、ニッケル、および銅などが例示可能であるが、本発明においては、温度変化に対する抵抗値変化(感度)が大きく、その結果、温度変化に対する感度が非常に高い白金測温抵抗体を特に好適に使用することができる。 In the present invention, as a temperature measurement probe used when measuring the vulcanization temperature, a resistance temperature detector utilizing the property that the electric resistance of a metal changes with respect to a temperature change can be used. Examples of such metals include platinum, nickel, and copper. In the present invention, the platinum temperature measurement has a large resistance value change (sensitivity) with respect to a temperature change, and as a result, the sensitivity to the temperature change is very high. Resistors can be used particularly preferably.
続いて、金型10を加熱してタイヤ9をタイヤ外面側から加熱する外側加熱と、金型10内のブラダー15に高温の加熱媒体を供給してタイヤ9をタイヤ内面側から加熱する内側加熱とからなる加熱を行い、生タイヤ9の加硫を実行する。金型10は、上記の蒸気ジャケットなどにより予め加熱されていて、これにより外側加熱が行われる。内側加熱は、タイヤ9のシェーピング後に、媒体供給路21を通じてブラダー15内に加熱媒体を供給することで行われる。加熱媒体を所定時間供給した後、引き続いてブラダー15内に加圧媒体を供給し、タイヤ9を高圧で加圧する。加熱媒体としては、例えばスチームや高温水が使用され、加圧媒体としては、例えば窒素ガスなどの不活性ガスやスチームが使用される。この加硫中の生タイヤ9の加硫温度を温度測定プローブにより測定する(第2段階)。後述のとおり、測定値は例えば横軸を加硫時間、縦軸を加硫温度としてプロットすることが可能で、タイヤ毎に容易に加硫状態を確認することができる。
Subsequently, outer heating in which the
得られた測定値に基づき、生タイヤ9の加硫温度と加硫時間との関係を示す加硫温度曲線を求めることにより、昇温速度を算出する(第3段階)。図3は横軸tを加硫時間(分)、縦軸Tを加硫温度(℃)としたときの加硫温度曲線A、および加硫温度曲線の勾配(dT/dt)である昇温速度を示す曲線Bを表す。金型10の型締め完了時点を加硫開始点としたとき、開始0.5分間は、温度測定プローブにより測定される加硫温度が不安定となるため、昇温速度曲線Bが示す初期ピークをノイズとして無視する。開始0.5分後以降に、昇温速度曲線Bは上に凸の1回目のピークα1を示した後、徐々に緩慢になるところ、急激に低下することにより、上に凸の2回目のピークα2を示す。昇温速度曲線Bが2回目のピークα2となった時点は、生タイヤ9のゴム部の加硫が確実に終了した状態を意味するため、この時点で加硫工程を終了することにより、容易に加硫終点を見極めることができる。その結果、余分な安全時間の設定が不要となり、空気入りタイヤの生産性を高めることができる。
Based on the obtained measurement value, a temperature increase rate is calculated by obtaining a vulcanization temperature curve indicating the relationship between the vulcanization temperature and the vulcanization time of the green tire 9 (third stage). FIG. 3 shows the vulcanization temperature curve A when the horizontal axis t is the vulcanization time (minutes) and the vertical axis T is the vulcanization temperature (° C.), and the temperature rise that is the gradient (dT / dt) of the vulcanization temperature curve. Curve B showing speed is represented. When the mold clamping completion time of the
加硫工程終了後は、金型10を解放状態としつつ、金型10内に配設した温度測定プローブを加硫済タイヤから抜き取る。その結果、タイヤ毎に加硫終点を見極め、加硫時間を短縮しつつ空気入りタイヤを製造することができる。
After completion of the vulcanization process, the temperature measurement probe disposed in the
本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。 The present invention is not limited to the embodiment described above, and various improvements and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
実施例1、比較例1〜2
本発明の構成と効果を具体的に示すため、図2に記載の加硫金型10を用いて、サンプルタイヤ(タイヤサイズ:275/70R22.5)の加硫を実施した。その際、温度スキャナ(FLUKE社製1586A Super−DAQ)に接続された白金測温抵抗体(林電工社製 シース測温抵抗体H−SR6−B350)を金型10内であって、空気入りタイヤのショルダー部に対応する位置に配設した。空気入りタイヤのショルダー部を含むトレッド部には、当業者に公知のゴム配合のものを使用した。比較例1では、従来の製造方法に従い、加硫工程での全ばらつきを加味した安全時間を10分間設定して空気入りタイヤを製造した。比較例2では、加硫工程において前記第1〜第3段階を実施しつつも、図3で示す昇温速度曲線Bが緩慢になった段階ではあるが、上に凸の2回目のピークα2の前の段階で加硫を終了した。一方、実施例1では、図3で示す昇温速度曲線Bが上に凸の2回目のピークα2を示した時点で加硫工程を終了した。
Example 1, Comparative Examples 1-2
In order to specifically show the configuration and effects of the present invention, a sample tire (tire size: 275 / 70R22.5) was vulcanized using the
比較例1の加硫時間を100としたときの加硫時間を表1に示す。指数が小さいほど、空気入りタイヤの生産性に優れることを意味する。また、比較例1〜2および実施例1で製造された空気入りタイヤの加硫最遅部を切断し、エアの有無を評価した。エアが残存する場合、加硫が不十分で製品不良に相当する。結果を表1に示す。 Table 1 shows the vulcanization time when the vulcanization time of Comparative Example 1 is 100. It means that it is excellent in the productivity of a pneumatic tire, so that an index | exponent is small. Moreover, the vulcanization slowest part of the pneumatic tire manufactured by Comparative Examples 1-2 and Example 1 was cut | disconnected, and the presence or absence of air was evaluated. If air remains, the vulcanization is insufficient and it corresponds to a product defect. The results are shown in Table 1.
表1の結果から、実施例1の空気入りタイヤは加硫時間が短縮されながらも、残存エアが無く、加硫が最適に行われていることが分かる。一方、比較例2の空気入りタイヤはタイヤ内にエアが残存するため、加硫が不十分であることが分かる。 From the results in Table 1, it can be seen that the pneumatic tire of Example 1 has no residual air while the vulcanization time is shortened and vulcanization is optimally performed. On the other hand, it can be seen that the pneumatic tire of Comparative Example 2 is insufficiently vulcanized because air remains in the tire.
Claims (3)
前記加硫工程が、前記生タイヤの加硫最遅部に温度測定プローブを埋設する第1段階と、加硫中の前記生タイヤの加硫温度を前記温度測定プローブにより測定する第2段階と、得られた測定値に基づき、前記生タイヤの加硫温度と加硫時間との関係を示す加硫温度曲線を求めることにより、昇温速度(加硫温度曲線の勾配(dT/dt))を算出する第3段階とを少なくとも有し、
前記加硫工程開始0.5分後以降に前記昇温速度が2回目のピークを示した時点で前記加硫工程を終了することを特徴とする空気入りタイヤの製造方法。 A non-addition comprising a pair of bead portions, a sidewall portion extending outward in the tire radial direction from each of the bead portions, and a tread portion constituting a tread surface connected to each of the sidewall radial outer ends of the sidewall portions. A method for producing a pneumatic tire including a vulcanization step of heat vulcanizing a raw vulcanized tire in a mold,
The vulcanization step includes a first stage in which a temperature measurement probe is embedded in the latest vulcanization portion of the raw tire, and a second stage in which the vulcanization temperature of the raw tire during vulcanization is measured by the temperature measurement probe. Then, based on the obtained measurement value, a vulcanization temperature curve indicating the relationship between the vulcanization temperature and the vulcanization time of the green tire is obtained, so that the rate of temperature rise (gradient (dT / dt) of the vulcanization temperature curve) And at least a third stage for calculating
A method for producing a pneumatic tire, comprising: ending the vulcanization step when the temperature increase rate reaches a second peak after 0.5 minutes after the start of the vulcanization step.
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