(57)【要約】【課題】  加硫室内のスチームが凝縮して生成されるドレンに起因する上下方向の温度差を小さくすると共に、安定した品質のタイヤを生産することを可能にしたタイヤ加硫方法及びタイヤ加硫装置を提供する。【解決手段】  金型１０内に未加硫の空気入りタイヤＴを投入し、タイヤ内部の加硫室Ｖ内にスチームＳを充填して空気入りタイヤＴを加硫する方法において、スチームＳの充填前又は充填中に加硫室Ｖ内に発熱剤２を投与し、該発熱剤２の存在下で加硫を行う。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金型内に未加硫の空気入りタイヤを投入し、タイヤ内部の加硫室内にスチームを充填して前記空気入りタイヤを加硫する方法において、前記スチームの充填前又は充填中に前記加硫室内に発熱剤を投与し、該発熱剤の存在下で加硫を行うことを特徴とするタイヤ加硫方法。
【請求項２】
前記発熱剤が酸化カルシウム粉末とアルミニウム粉末を含むことを特徴とする請求項１に記載のタイヤ加硫方法。
【請求項３】
前記発熱剤が金属、塩、活性炭の粉末を含むことを特徴とする請求項１に記載のタイヤ加硫方法。
【請求項４】
空気入りタイヤの外表面を成形する金型と、タイヤ内部の加硫室内に加熱加圧媒体としてスチームを供給する加熱加圧媒体供給手段とを備えたタイヤ加硫装置において、前記加硫室内に発熱剤を投与する発熱剤投与手段を備えることを特徴とするタイヤ加硫装置。
【請求項５】
前記発熱剤が酸化カルシウム粉末とアルミニウム粉末を含むことを特徴とする請求項４に記載のタイヤ加硫装置。
【請求項６】
前記発熱剤が金属、塩、活性炭の粉末を含むことを特徴とする請求項４に記載のタイヤ加硫装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気入りタイヤを加硫する方法及び装置に関し、更に詳しくは、加硫室内のスチームが凝縮して生成されるドレンに起因する上下方向の温度差を小さくすると共に、安定した品質のタイヤを生産することを可能にしたタイヤ加硫方法及びタイヤ加硫装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気入りタイヤを加硫する場合、金型内に回転軸が鉛直方向となるようにセットされたグリーンタイヤの内側にブラダーを挿入し、タイヤ内部の加硫室内に加熱加圧媒体としてスチームを充填すると共に金型を外部から加熱することで加硫を行うことが一般的である。このような加硫方法において、加硫室内に充填されたスチームが熱を奪われると、スチームの一部が凝縮してドレンが生成される。ドレンはスチームよりも冷め易いため、下側のタイヤサイドウォール部に相当する部位に溜まることにより、下側のタイヤサイドウォール部の温度上昇を阻害する。その結果、上側のタイヤサイドウォール部が高温となる一方で下側のタイヤサイドウォール部が低温となり、上下方向に温度差が発生する。そして、加硫工程における上下方向の温度差はタイヤ性能に悪影響を及ぼすのである。
【０００３】
このような問題を解決するために、加硫工程において加硫室内に滞留するドレンをタイヤ加硫装置の外部に排出することが提案されている。より具体的には、タイヤ加硫装置の中心機構にドレンを排出するための新たな排出機構を配設し、この排出機構を加硫時に駆動することにより、加硫室内のドレンをタイヤ加硫装置の外部に排出することが提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００４】
しかしながら、上述のような排出機構を設置した場合であっても、加硫工程においてドレンを完全に排出することは困難であり、残留したドレンの影響により上下方向の温度差を十分に解消することができないのが現状である。また、加硫工程を繰り返し行う中でドレンの残留量にバラツキが生じ易いため、安定した品質のタイヤを生産することも困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特公昭６１−２２６１０号公報
【特許文献２】特公平６−４５１４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、加硫室内のスチームが凝縮して生成されるドレンに起因する上下方向の温度差を小さくすると共に、安定した品質のタイヤを生産することを可能にしたタイヤ加硫方法及びタイヤ加硫装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明のタイヤ加硫方法は、金型内に未加硫の空気入りタイヤを投入し、タイヤ内部の加硫室内にスチームを充填して前記空気入りタイヤを加硫する方法において、前記スチームの充填前又は充填中に前記加硫室内に発熱剤を投与し、該発熱剤の存在下で加硫を行うことを特徴とするものである。
【０００８】
また、上記目的を達成するための本発明のタイヤ加硫装置は、空気入りタイヤの外表面を成形する金型と、タイヤ内部の加硫室内に加熱加圧媒体としてスチームを供給する加熱加圧媒体供給手段とを備えたタイヤ加硫装置において、前記加硫室内に発熱剤を投与する発熱剤投与手段を備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明では、加硫室内にスチームを充填して空気入りタイヤを加硫するにあたって、スチームの充填前又は充填中に加硫室内に発熱剤を投与し、該発熱剤の存在下で加硫を行うことにより、加硫室内でスチームの凝縮により生成されたドレンと発熱剤との反応熱によりドレンが加熱されるので、ドレンの温度低下を抑制し、ドレンに起因する上下方向の温度差を小さくすることができる。また、ドレンの温度は発熱剤の種類と投与量に基づいて調整可能であるので、安定した品質を有するタイヤを生産することができる。
【００１０】
本発明において、発熱剤は酸化カルシウム粉末とアルミニウム粉末を含むことが好ましい。他の形態として、発熱剤は金属、塩、活性炭の粉末を含むことが好ましい。このような発熱剤は水分と反応して発熱し、加硫室内に滞留するドレンに対して十分な熱量を与えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態からなるタイヤ加硫装置を示す子午線半断面図である。
【図２】従来のタイヤ加硫方法（ドレン排出機構なし）における上側及び下側でのブラダー内面温度の変化を示すグラフである。
【図３】従来のタイヤ加硫方法（ドレン排出機構あり）における上側及び下側でのブラダー内面温度の変化を示すグラフである。
【図４】本発明のタイヤ加硫方法における上側及び下側でのブラダー内面温度の変化を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の実施形態からなるタイヤ加硫装置を示すものである。
【００１３】
図１に示すように、このタイヤ加硫装置は、空気入りタイヤＴの外表面を成形する金型１０と、空気入りタイヤＴの内側に挿入される筒状のブラダー２０と、該ブラダー２０の内側に形成される加硫室Ｖの中にスチーム等の加熱加圧媒体を供給する加熱加圧媒体供給手段３０と、金型１０を加熱する加熱手段４０とを備えている。
【００１４】
金型１０は、空気入りタイヤＴのサイドウォール部を成形するための下側サイドプレート１１及び上側サイドプレート１２と、空気入りタイヤＴのビード部を成形するための下側ビードリング１３及び上側ビードリング１４と、空気入りタイヤＴのトレッド部を成形するための複数のセクター１５とから構成され、その金型１０の内側で空気入りタイヤＴを加硫成形するようになっている。なお、金型１０の構造は特に限定されるものではなく、図示のようなセクショナルタイプのモールドのほか、二つ割りタイプのモールドを使用することも可能である。
【００１５】
ブラダー２０は、その下端部が下側ビードリング１３と下側クランプリング２１との間に把持され、その上端部が上側クランプリング２２と補助リング２３との間に把持されている。図１に示すような加硫状態において、ブラダー２０は空気入りタイヤＴの径方向外側に向かって拡張した状態にあるが、加硫後に空気入りタイヤＴを金型１０内から取り出す際には上側クランプリング２２が上方に移動し、それに伴ってブラダー２０が空気入りタイヤＴの内側から抜き取られるようになっている。
【００１６】
加熱加圧媒体供給手段３０は、所定の温度及び圧力に調整されたスチームと、所定の圧力に調整された窒素ガスとを加熱加圧媒体として適時供給するようになっている。このような加熱加圧媒体が加硫室Ｖ内に導入されると、その圧力に基づいて空気入りタイヤＴが内側から金型１０の内面に向かって押圧される。なお、加熱加圧媒体としてスチームのみを用いることも可能である。
【００１７】
加熱手段４０は、金型１０を構成する下側サイドプレート１１、上側サイドプレート１２及びセクター１５に付設されていて、加熱手段４０により金型１０を加熱することにより、空気入りタイヤＴの加硫が行われるようになっている。加熱手段４０の配置及び構造は特に限定されるものではない。
【００１８】
このように構成されるタイヤ加硫装置において、図１に示すように、加硫室Ｖ内には発熱剤２を投与するための発熱剤投与手段１が配設されている。本実施形態において、発熱剤投与手段１はタイヤ径方向内側から外側に向かって延長する管体から構成されている。発熱剤投与手段１は、その先端部の位置がタイヤ径方向に変位自在となるように伸縮又は揺動するように構成されている。そのため、加硫室Ｖ内に発熱剤２を投与する際には図示のように発熱剤投与手段１をタイヤ径方向外側に向かって拡張させた状態とする一方で、加硫後にブラダー２０を収縮させる際には発熱剤投与手段１をタイヤ径方向内側の位置に退避させることができる。発熱剤投与手段１は、加硫室Ｖ内で鉛直方向に最も低くなる位置、即ち、下型のタイヤサイドウォール部に相当する部位に、その先端部を配置した状態で、スチームＳの凝縮により生成されたドレンＤの中に発熱剤２を投与する。
【００１９】
なお、発熱剤投与手段１の構造としては、上述した構造に限定されるものではなく、種々の形態を採用することができる。例えば、加熱加圧媒体を加硫室Ｖ内に放出する際に、発熱剤２を加熱加圧媒体と共にタイヤ径方向外側に向かって放出するようにしたり、或いは、下側クランプリング２１及び上側クランプリング２２よりもタイヤ径方向内側の位置に配置された投与口からブラダー２０に向かって発熱剤２を投与するようにしたりしても良い。発熱剤２がドレンＤの液溜まりに落とし込まれない場合であっても、ドレンＤは加硫室Ｖの内表面で生成されるので、発熱剤２がドレンＤと接触することで必要な発熱反応を生じさせることができる。
【００２０】
上述したタイヤ加硫装置を用いて空気入りタイヤＴを加硫する場合、金型１０内に未加硫の空気入りタイヤＴを投入し、その空気入りタイヤＴの内側にブラダー２０を挿入し、加熱加圧媒体供給手段３０により加硫室Ｖ内にスチームＳを含む加熱加圧媒体を導入すると共に加熱手段４０により金型１０を外側から加熱することで空気入りタイヤＴを加硫する。
【００２１】
加硫工程において、加硫室Ｖ内に充填されたスチームＳが熱を奪われると、スチームＳの一部が凝縮してドレンＤが生成され、そのドレンＤが下側のタイヤサイドウォール部に相当する部位に滞留することになる。そこで、スチームＳの充填前又は充填中に加硫室Ｖ内に発熱剤２を投与し、その発熱剤２の存在下で加硫を行うことにより、ドレンＤと発熱剤２との反応熱によりドレンＤが加熱される。その結果、ドレンＤの温度低下を抑制し、ドレンＤに起因する上下方向の温度差を小さくすることができる。
【００２２】
つまり、従来は、ドレンＤをタイヤ加硫装置の外部に排出することでドレンＤに起因して生じる温度差を解消することが行われているが、本発明では、ドレンＤをそのまま加硫室Ｖ内に残留させる一方で、そのドレンＤを発熱剤２の反応熱により積極的に加熱することでドレンＤに起因して生じる上下方向の温度差を解消するのである。しかも、ドレンＤの温度は発熱剤２の種類と投与量に基づいて調整可能であり、加硫毎に上下方向の温度差が変動することはないので、空気入りタイヤＴの品質を安定化することできる。
【００２３】
発熱剤２としては、酸化カルシウム粉末とアルミニウム粉末を含む混合粉末を使用することができる。このような混合粉末が水分と接触することにより、第一段階として水酸化カルシウムと反応熱が発生し、第二段階として水酸化カルシウムとアルミニウムとが反応して更に反応熱を発生する。その際の熱化学方程式は以下の通りである。
ＣａＯ＋Ｈ2Ｏ→Ｃａ（ＯＨ）2＋１５．２Ｋｃａｌ・・・（１）
２Ａｌ＋３Ｃａ（ＯＨ）2→３ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3＋３Ｈ2＋４７Ｋｃａｌ・・・（２）
【００２４】
発熱剤２として、金属、塩、活性炭を含む粉末を使用することも可能である。この場合、金属の酸化反応により反応熱が発生する。
【００２５】
加硫室Ｖ内に滞留するドレンＤを加熱するにあたって、発熱剤２の投与量は適宜選択することができる。タイヤサイズにもよるが、例えば２３５／４０Ｒ１８相当のタイヤを加硫する場合には、発熱量が５０ｋＪ〜４００ｋＪとなるように発熱剤の投与量を調整することが好ましい。このような投与量を選択することにより、加硫工程におけるドレンＤの温度低下を効果的に抑制し、ドレンＤに起因する上下方向の温度差を小さくすることができる。
【００２６】
発熱剤２としては、上述のような粉末をそのまま投与することが可能であるが、例えば、固形成分を透過せずに水分だけを透過可能な袋や容器に詰めた状態で投与することも可能である。このような袋や容器は例えば不織布から構成することができる。この場合、加硫終了時に発熱剤２の反応生成物を内包した袋や容器を容易に回収することができる。
【実施例】
【００２７】
従来例１：
加硫室内にスチームを充填した状態で空気入りタイヤを加硫するにあたって、加硫室内でスチームの凝縮により生成されたドレンをそのままにして加硫を行った。その際、上側及び下側のタイヤサイドウォール部の位置でのブラダー内面温度と加硫時間との関係は図２の通りであった。
【００２８】
従来例２：
加硫室内にドレン用の排出機構を備えたタイヤ加硫装置を使用し、加硫室内にスチームを充填した状態で空気入りタイヤを加硫するにあたって、加硫室内でスチームの凝縮により生成されたドレンを排出機構により排出しながら加硫を行った。その際、上側及び下側のタイヤサイドウォール部の位置でのブラダー内面温度と加硫時間との関係は図３の通りであった。
【００２９】
実施例１：
加硫室内に発熱剤を投与する発熱剤投与手段を備えたタイヤ加硫装置を使用し、加硫室内にスチームを充填した状態で空気入りタイヤを加硫するにあたって、スチームの充填中に加硫室内に発熱剤を投与し、加硫室内でスチームの凝縮により生成されたドレンと発熱剤との発熱反応を生じさせながら加硫を行った。発熱剤としては、酸化カルシウム粉末とアルミニウム粉末を含む混合粉末を使用した。その際、上側及び下側のタイヤサイドウォール部の位置でのブラダー内面温度と加硫時間との関係は図４の通りであった。
【００３０】
図２に示すように、従来例１のタイヤ加硫方法では、加硫工程の中盤から下側のブラダー内面温度が徐々に低下していた。また、図３に示すように、従来例２のタイヤ加硫方法では、加硫時に排出機構を用いてドレンを排出しているため、下側のブラダー内面温度の低下が従来例１に比べて少なくなっていた。これに対して、図４に示すように、実施例１のタイヤ加硫方法では、スチームの充填中に加硫室内に発熱剤を投与し、該発熱剤の存在下で加硫を行っているため、下側のブラダー内面温度の低下が従来例２に比べて更に少なくなっていた。
【符号の説明】
【００３１】
１  発熱剤投与手段
２  発熱剤
１０  金型
１１  下側サイドプレート
１２  上側サイドプレート
１３  下側ビードリング
１４  上側ビードリング
１５  セクター
２０  ブラダー
３０  加熱加圧媒体供給手段
４０  加熱手段
Ｄ  ドレン
Ｓ  スチーム
Ｖ  加硫室
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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