(57)【要約】【課題】ブラダを構成するゴムの物性を低下させることなく、グリーンタイヤの内面との潤滑性および加硫したタイヤの内面からの剥離性を向上させることができるタイヤ加硫用ブラダおよびその製造方法を提供する。【解決手段】タイヤ加硫用ブラダ２を構成するゴム組成物１００重量部に対して、フルオロアルキル基を含有したフッ素系ポリマーを０．１重量部以上１５重量部以下配合して混合し、筒状本体部３の外表面側にフルオロアルキル基を配向させて筒状本体部３の外表面全体を改質させて潤滑性および剥離性を向上させる。【選択図】  図２
2015217576.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状本体部の筒軸方向両端の周縁に、相対的に肉厚のクランプ部を備えたタイヤ加硫用ブラダにおいて、ブラダを構成するゴム組成物１００重量部に対して、フルオロアルキル基を含有したフッ素系ポリマーが０．１重量部以上１５重量部以下配合されて混合され、前記筒状本体部の外表面側に前記フルオロアルキル基が配向されることにより、前記筒状本体部の外表面全体が、前記ゴム組成物に対して改質されていること特徴とするタイヤ加硫用ブラダ。
【請求項２】
前記筒状本体部の厚さが２０ｍｍ以下である請求項１に記載のタイヤ加硫用ブラダ。
【請求項３】
前記ゴム組成物がブチルゴムである請求項１または２に記載のタイヤ加硫用ブラダ。
【請求項４】
ブラダ用モールドの内部に形成された筒状のキャビティに未加硫ゴムを注入して充填させ、この充填させた未加硫ゴムを加硫することにより、筒状本体部の筒軸方向両端の周縁に相対的に肉厚のクランプ部を備えたタイヤ加硫用ブラダを製造するタイヤ加硫用ブラダの製造方法において、
前記未加硫ゴムのゴム組成物１００重量部に対してフルオロアルキル基を含有したフッ素系ポリマーを０．１重量部以上１５重量部以下配合して混合し、この未加硫ゴムを前記筒状のキャビティ内で加硫することにより、前記筒状本体部の外表面側に前記フルオロアルキル基を配向させて、前記筒状本体部の外表面全体を、加硫された前記ゴム組成物に対して改質した状態にすることを特徴とするタイヤ加硫用ブラダの製造方法。
【請求項５】
前記キャビティの空洞厚さが２０ｍｍ以下である請求項４に記載のタイヤ加硫用ブラダの製造方法。
【請求項６】
前記ゴム組成物としてブチルゴムを使用する請求項５または６に記載のタイヤ加硫用ブラダの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤ加硫用ブラダおよびその製造方法に関し、さらに詳しくは、ブラダを構成するゴムの物性を低下させることなく、グリーンタイヤの内面との潤滑性および加硫したタイヤの内面からの剥離性を向上させることができるタイヤ加硫用ブラダおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
タイヤの加硫工程では、モールドの中に配置されたグリーンタイヤの内側に収縮状態のタイヤ加硫用ブラダを挿入した後、モールドを閉型した状態でブラダの内部に熱媒体、加圧媒体を注入して膨張させてグリーンタイヤを加硫する。所定時間加硫した後は、モールドを開型し、ブラダを収縮させてタイヤ内面から剥離させ、加硫したタイヤをブラダから抜き出す。ブラダを膨張させる際には、グリーンタイヤの内面に対して膨張させているブラダの外表面を滑らせつつ膨張させる必要があるので潤滑性が求められる。また、ブラダを収縮させる際には、加硫したタイヤの内面からブラダの外表面を円滑に剥離させる必要があるので剥離性が求められる。
【０００３】
上記の潤滑性および剥離性を確保するため、従来、ブラダの外表面やグリーンタイヤの内面にタルクやマイカ等の離型剤（潤滑剤）を塗布していた。そのため、離型剤を塗布する工程が必要になる。また、離型剤が周辺に飛び散ると作業環境が悪化する。また、離型剤がグリーンタイヤの必要範囲以外に付着すると、タイヤ品質にも悪影響が生じる。そのため、使用する離型剤の量を低減することが望まれている。
【０００４】
例えば、ブラダを製造する際に、未加硫のゴム材料にポリテトラフルオロエチレンを全体的に分散させて加硫する方法が提案されている（特許文献１参照）。この提案によれば、ブラダの全体に分散させたポリテトラフルオロエチレンが潤滑性および剥離性を発揮する。しかしながら、粉末をゴム材料の中に分散させているだけなので、ポリテトラフルオロエチレンの粉末をブラダの外表面全体を被覆するように存在させることは不可能である。それ故、ブラダ外表面の潤滑性および剥離性を改善させる余地がある。また、ポリテトラフルオロエチレンの粉末の配合量が多くなると、ブラダを構成するゴム組成物のゴム物性（引張強力および伸び、ムーニー粘度やスコーチタイム等）に悪影響が生じるという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−２３４７４４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、ブラダを構成するゴムの物性を低下させることなく、グリーンタイヤの内面との潤滑性および加硫したタイヤの内面からの剥離性を向上させることができるタイヤ加硫用ブラダおよびその製造方法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本発明のタイヤ加硫用ブラダは、筒状本体部の筒軸方向両端の周縁に、相対的に肉厚のクランプ部を備えたタイヤ加硫用ブラダにおいて、ブラダを構成するゴム組成物１００重量部に対して、フルオロアルキル基を含有したフッ素系ポリマーが０．１重量部以上１５重量部以下配合されて混合され、前記筒状本体部の外表面側に前記フルオロアルキル基が配向されることにより、前記筒状本体部の外表面全体が、前記ゴム組成物に対して改質されていること特徴とする。
【０００８】
本発明のタイヤ加硫用ブラダの製造方法は、ブラダ用モールドの内部に形成された筒状のキャビティに未加硫ゴムを注入して充填させ、この充填させた未加硫ゴムを加硫することにより、筒状本体部の筒軸方向両端の周縁に相対的に肉厚のクランプ部を備えたタイヤ加硫用ブラダを製造するタイヤ加硫用ブラダの製造方法において、前記未加硫ゴムのゴム組成物１００重量部に対してフルオロアルキル基を含有したフッ素系ポリマーを０．１重量部以上１５重量部以下配合して混合し、この未加硫ゴムを前記筒状のキャビティ内で加硫することにより、前記筒状本体部の外表面側に前記フルオロアルキル基を配向させて、前記筒状本体部の外表面全体を、加硫された前記ゴム組成物に対して改質した状態にすることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ブラダを構成するゴム組成物１００重量部に対してフルオロアルキル基を含有したフッ素系ポリマーが０．１重量部以上１５重量部以下配合され混合されるので、ブラダを構成するゴム組成物のゴム物性に悪影響を生じさせることがない。また、筒状本体部の外表面側にフルオロアルキル基を配向させて、筒状本体部の外表面全体を改質した状態にする。即ち、筒状本体部の外表面全体は、フルオロアルキル基の存在によって、このフッ素系ポリマーを配合しない場合に対して改質されて、優れた潤滑性および剥離性を発揮する。それ故、ブラダ外表面とグリーンタイヤの内面との潤滑性および加硫したタイヤの内面からの剥離性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明のタイヤ加硫用ブラダを用いてグリーンタイヤを加硫している状態を縦断面視で例示する説明図である。
【図２】本発明のタイヤ加硫用ブラダを例示する斜視図である。
【図３】タイヤ加硫後にブラダを収縮させている状態を断面視で例示する説明図である。
【図４】タイヤ加硫用ブラダを製造する状態を半断面で例示する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明のタイヤ加硫用ブラダおよびタイヤ加硫用ブラダの製造方法を図に示した実施形態に基づいて説明する。
【００１２】
図１に例示するように、本発明のタイヤ加硫用ブラダ２（以下、ブラダ２という）は、空気入りタイヤの加硫装置１に組み込まれる。この加硫装置１には、ブラダ２と、ブラダ２を保持する円盤状の上側クランプ保持部６ａおよび下側クランプ保持部６ｂを有する中心機構５と、ブラダ２の内部の真空引きする真空ポンプ９とが設けられている。
【００１３】
中心機構５のセンターポストには、ブラダ２の内部に加熱媒体Ｈ（スチーム等）を注入する注入口７と、ブラダ２の内部の加熱媒体Ｈをブラダ２の外部に排出する排出口８とが設けられている。注入口７に加熱媒体Ｈを供給する注入ライン７ａおよび排出口８から加熱媒体Ｈを排出する排出ライン８ａにはそれぞれ制御弁が設置されている。真空ポンプ９は排出ライン８ａに接続されている。図１では、内部に加熱媒体Ｈが注入されて膨張しているブラダ２が、グリーンタイヤＧの内面を押圧してグリーンタイヤＧを加硫している。
【００１４】
図２に例示するように、ブラダ２は筒状本体部３の両端の周縁にそれぞれ上側クランプ部４ａ、下側クランプ部４ｂを有している。筒状本体部３は略一定の厚さであり、上側クランプ部４ａおよび下側クランプ部４ｂは、筒状本体部３よりも相対的に肉厚な部分になっている。上側クランプ部４ａ、下側クランプ部４ｂはそれぞれ、上側クランプ保持部６ａ、下側クランプ保持部６ｂにより保持される。尚、図２は、ブラダ２が筒軸方向にも半径方向にも周方向にも強制的に伸縮されていない中立状態を示している。
【００１５】
筒状本体部３の外表面には例えば、多数本のエア抜き溝が形成される。エア抜溝は、例えば、筒軸方向に対して同じ角度で傾斜した同じ仕様であり、多数本が上側クランプ部４ａ近傍から下側クランプ部４ｂ近傍まで連続して延設される。それぞれのエア抜き溝は周方向に等間隔で配置される。
【００１６】
ブラダ２には、ブラダ２を構成するゴム組成物１００重量部に対して、フルオロアルキル基を含有したフッ素系ポリマーが０．１重量部以上１５重量部以下配合して混合されている。即ち、このフッ素系ポリマーとゴム組成物とが渾然一体となって混ざり合っている。ゴム組成物としては例えばブチルゴムが用いられる。その他のゴム組成物として例えば少量のクロロプレンゴムが含有される。
【００１７】
その他、従来のブラダと同様に、カーボンブラック、オイル、老化防止剤、加工助剤、軟化剤、可塑剤、加硫剤、加硫促進剤、加硫遅延剤等の各種配合材料が適宜配合される。
【００１８】
このフルオロアルキル基を含有したフッ素系ポリマーは極性があり、主鎖がポリアクリレートで側鎖の部分がフッ素化している（フルオロアルキル基が存在している）。主鎖の部分は側鎖の部分に比してゴムと結び付き易い。それ故、側鎖の部分はゴムに拘束されない筒状本体部３の表面に偏析、配向すると考えられる。したがって、フルオロアルキル基は筒状本体部３の外表面だけでなく内表面にも配向される。このフッ素系ポリマーの性状は、比重が１．１７（２５℃時）、フッ素含有量が約２４重量％、融点が約３８℃である。
【００１９】
筒状本体部３の外表面側にフルオロアルキル基が配向することにより、筒状本体部３の外表面全体が改質されることになる。ここで、改質されているとは、筒状本体部３の外表面全体が、フルオロアルキル基の存在によって、このフッ素系ポリマーを配合しない場合に比して、潤滑性および剥離性が向上していることを意味する。
【００２０】
筒状本体部３の厚さは例えば３ｍｍ〜２０ｍｍ、好ましくは、３ｍｍ〜１０ｍｍ、さらに好ましくは６ｍｍ以下である。筒状本体部３の厚さが薄いほど、筒状本体部３の表面（外表面および内表面）にフルオロアルキル基が配向され易くなる。ブラダ２の筒軸方向長さは、例えば２００ｍｍ〜２０００ｍｍである。
【００２１】
このブラダ２を用いてグリーンタイヤＧを加硫するには、まず、図１に例示するようにモールド１０ａ、１０ｂ、１０ｃを閉型した状態でブラダ２内部に注入口７から加熱媒体Ｈを注入して膨張させる。次いで、例えば、窒素ガス等の加圧媒体を注入口７から注入する。この実施形態では、周方向に複数に分割された環状のセクタ１０ａと、上側に配置される環状のサイドプレート１０ｂと、下側に配置される環状のサイドプレート１０ｃとでモールドが構成されている。
【００２２】
膨張したブラダ２はグリーンタイヤＧの内面を押圧し、モールド１０ａ、１０ｂ、１０ｃにグリーンタイヤＧの外面を押圧しつつ加熱する。この際に、膨張したブラダ２の外表面とグリーンタイヤＧの内面とは密着するようになる。ここで、本発明では、従来の潤滑剤を塗布しなくても、筒状本体部３の外表面の潤滑性が向上しているので、グリーンタイヤＧの内面に対して膨張させているブラダ２の外表面を滑らせつつ膨張させることができる。これにより、筒状本体部３の外表面とグリーンタイヤＧの内面との間にエア残りが生じ難くなる。
【００２３】
次いで、グリーンタイヤＧを所定圧力および所定温度で所定時間、加硫した後は、上側のサイドプレート１０ｂを上方移動させてモールド１０ａ、１０ｂ、１０ｃを開型する。次いで、真空ポンプ９を稼働させて排出ライン８ａを通じて、ブラダ２の内部を真空引きして図３に例示するようにブラダ２を収縮させる。ここで、筒状本体部３の外表面の剥離性が向上しているので、加硫したタイヤＴの内面から収縮する筒状本体部２ａの外表面を円滑に剥離させることができる。次いで、加硫したタイヤＴを加硫装置１から取り出す。
【００２４】
本発明のブラダ２は、筒状本体部３の外表面全体が上述したように優れた潤滑性および剥離性を有している。しかも、ブラダ２を構成するゴムの物性を実質的に低下させることがない。そのため、ブラダ２の耐用期間が短くなる、ブラダ２を製造する際の加硫時間が長くなる、等の問題を回避できる。
【００２５】
また、従来使用していた剥離剤の使用量をゼロ、或いは、低減させることができる。それ故、離型剤を塗布する工程が不要になり、離型剤の飛散による作業環境の悪化も防止できる。また、離型剤がグリーンタイヤＧの必要範囲以外に付着してタイヤ品質に悪影響が生じることも回避できる。
【００２６】
本発明のブラダ２の製造方法する手順に一例は以下とおりである。
【００２７】
ブラダ２を製造するには、図４に例示するブラダ加硫装置１１を用いる。このブラダ加硫装置１１は、内部に筒状のキャビティ１４が形成されるブラダ用モールド１２と、このブラダ用モールド１２を加熱する加熱手段１８と、キャビティ１４に未加硫ゴムＲを注入して充填させる注入手段１７とを備えている。図４では、ブラダ用モールド１２を半断面（右半分）で示している。
【００２８】
ブラダ用モールド１２は内型１２ａと外型１２ｂで構成されていて、内型１２ａと外型１２ｂとのすき間の空洞がキャビティ１４となる。キャビティ１４の空洞厚さ（即ち、筒状本体部３の厚さ）は例えば、３ｍｍ〜２０ｍｍ、好ましくは、３ｍｍ〜１０ｍｍ、さらに好ましくは６ｍｍ以下である。注入手段１７はインジェクション装置であり、加熱手段１８は、例えば、スチームを供給、循環させる装置である。また、パーソナルコンピュータ等の制御装置１５と、加硫温度調整機構１６とを有している。
【００２９】
まず、注入手段１７から供給された未加硫ゴムＲを、ブラダ用モールド１２のゲート１３からキャビティ１４に注入する。制御装置１５は、加硫温度調整機構１６を制御して加硫温度（ブラダ用モールド１２の温度）を上昇させる。即ち、相対的に低温の充填前加硫温度Ｔ１から、相対的に高温の充填後加硫温度Ｔ２に上昇させる。具体的には、加硫温度調整機構１６によって、加熱手段１８に対してより高温のスチーム等をブラダ用モールド１２の流路１９に流すなどの制御を行なう。充填前加硫温度Ｔ１は例えば１００℃〜１８０℃に設定し、充填後加硫温度Ｔ２は１５０℃〜２２０℃に設定する。
【００３０】
その後、キャビティ１４に充填させた未加硫ゴムＲを所定時間、充填後加硫温度Ｔ２で加硫する。これにより、筒状本体部３の外表面側にフルオロアルキル基が配向し、その外表面全体が改質された潤滑性および剥離性が向上したブラダ２が製造される。
【実施例】
【００３１】
加硫ブラダを構成するゴム組成物（ブチルゴム）に配合する離型剤の有無および種類、配合量を異ならせた７種類のブラダのサンプル（実施例１〜４、従来例、比較例１、２）を製造した。ブラダの筒状本体部の厚さは５ｍｍ〜６ｍｍであった。そして、それぞれのサンプルの剥離性、潤滑性、ゴム物性（レオメータによる加硫性、硬度、引張り強力、破断伸び）およびブラダ寿命を測定した。その測定結果を表１に示す。表１中に記載されている配合する離型剤Ａ１はフルオロアルキル基を含有したフッ素系ポリマー（ダイキン工業株式会社製：商品名ダイフリーＦＢ−９６２）であり、離型剤Ａ２はフッ素系樹脂の粉末である。また、表１中に記載されている離型剤の配合量は、ゴム組成物１００重量部に対する配合割合である。
【００３２】
【表１】
2015217576.tif 000003
【００３３】
[剥離性]
動摩擦係数を測定し、従来例を基準の１００として指数評価した。数値が大きい程、剥離性が優れていることを示す。
【００３４】
[潤滑性]
加硫したタイヤの内面のエア残り跡の数をカウントし、従来例を基準の１００として指
数評価した。数値が大きい程、潤滑性が優れていることを示す。
【００３５】
[ゴム物性]
上記した項目を測定し、従来例を基準の１００として指数評価した。それぞれの項目の指数の平均値を算出してそれを表１に記載した。数値が小さい程、ゴム物性が悪化していることを示す。
【００３６】
[ブラダ寿命]
ブラダが損傷するまで問題なく加硫できたタイヤ本数をカウントし、従来例を基準の１００として指数評価した。数値が大きい程、ブラダ寿命が長いことを示している。
【００３７】
表１の結果から、実施例１〜４は、従来例に対して剥離性および潤滑性が同等以上の性能であることが分かる。また、実施例１〜４は、従来例とゴム物性が同等であり、ブラダ寿命は大幅に長くなることが分かる。尚、ブラダの筒状本体部の厚さが１０ｍｍ〜２０ｍｍの場合も、離型剤Ａ１の配合量を０．１重量部〜１５重量部することにより、剥離性および潤滑性が向上しながらもゴム物性に悪影響がなく、ブラダ寿命が延びることが確認できた。
【符号の説明】
【００３８】
１  加硫装置
２  タイヤ加硫用ブラダ
３  筒状本体部
４ａ  上側クランプ部
４ｂ  下側クランプ部
５  中心機構
６ａ  上側クランプ保持部
６ｂ  下側クランプ保持部
７  注入口
７ａ  注入ライン
８  排出口
８ａ  排出ライン
９  真空ポンプ
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ  モールド
１１  ブラダ加硫装置
１２  ブラダ用モールド
１２ａ  内型
１２ｂ  外型
１３  ゲート
１４  キャビティ
１５  制御装置
１６  加硫温度調整機構
１７  注入手段
１８  加熱手段
１９  流路
２０  タイヤ加硫用ブラダ
Ｒ  未加硫ゴム
Ｇ  グリーンタイヤ
Ｔ  加硫したタイヤ
【図１】
2015217576.tif 000004
【図２】
2015217576.tif 000005
【図３】
2015217576.tif 000006
【図４】
2015217576.tif 000007