(57)【要約】【課題】空気入りタイヤのように内圧を付与しながら加硫成形するゴム製品の実サンプルにより近い物性を有する試験サンプルを作製することが可能なゴムサンプル作製方法及び装置を提供する。【解決手段】耐圧容器１内に、未加硫ゴムサンプルＳをセットする金型部２と、金型部２にセットされた未加硫ゴムサンプルＳを加圧加熱時に金型部２に押圧する伸縮可能なシート壁３を設ける一方、耐圧容器１に熱を付与する加熱手段４と耐圧容器１内に圧力媒体を供給する加圧手段５を設置する。耐圧容器１内の金型部２にセットした未加硫ゴムサンプルＳをシート壁３により一方から金型部２に押圧しながら加圧加熱して加硫成形し、ゴムサンプルを得る。【選択図】図１
2004090312.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐圧容器内の金型部にセットした未加硫ゴムサンプルを、伸縮可能なシート壁により一方から前記金型部に押圧しながら加圧加熱して加硫成形するゴムサンプルの作製方法。
【請求項２】
耐圧容器内に、未加硫ゴムサンプルをセットする金型部と、該金型部にセットされた前記未加硫ゴムサンプルを加圧加熱時に前記金型部に押圧する伸縮可能なシート壁を設ける一方、前記耐圧容器に熱を付与する加熱手段と該耐圧容器内に圧力媒体を供給する加圧手段を設置したゴムサンプル作製装置。
【請求項３】
前記加熱手段が、前記耐圧容器に接触配置した熱盤を有する請求項２に記載のゴムサンプル作製装置。
【請求項４】
前記加圧手段が、窒素ガスを供給するガス供給手段と、高圧スチームを供給する第１スチーム供給手段と、低圧スチームを供給する第２スチーム供給手段とを備える請求項２または３に記載のゴムサンプル作製装置。
【請求項５】
前記金型部は前記未加硫ゴムサンプルをセットする収容空間を有し、該収容空間の前記未加硫ゴムサンプルの厚さ方向の距離を変更可能にした請求項２，３または４に記載のゴムサンプル作製装置。
【請求項６】
前記シート壁がゴムシートからなる請求項２乃至５のいずれかに記載のゴムサンプル作製装置。
【請求項７】
前記金型部のサンプル当接面に、前記未加硫ゴムサンプルに溝を成形する突起部を設けた請求項２乃至６のいずれかに記載のゴムサンプル作製装置。
【請求項８】
前記ゴムサンプルが空気入りタイヤ用のゴムサンプルである請求項２乃至７のいずれかに記載のゴムサンプル作製装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気入りタイヤなどに使用されるゴムのサンプルを作製する方法と装置に関し、更に詳しくは、実サンプルにより近い物性を有する試験サンプルを作製できるようにしたゴムサンプル作製方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、空気入りタイヤにおいて、新たなゴム材料を使用した際の最適な加硫条件を見つけるため、試験室でそのゴム材料を様々な加硫条件で加硫したゴムサンプルを作製し、得られたそれらゴムサンプルの物性から、タイヤの最適な加硫条件を判断するようにしている。このようなゴムサンプルは、通常、金型にセットした未加硫ゴムサンプルを加硫プレスにより加熱成形して作製される。
【０００３】
しかし、実際に製造するタイヤは、ブラダーによりタイヤ内側から内圧を付与しながら加熱成形されるため、上記のように作製した試験サンプルと、実際に製造したタイヤから採取した実サンプルとの物性値を比較すると、異なることがよくある。そのため、信頼度が低く、その改善が強く求められていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、空気入りタイヤのように内圧を付与しながら加硫成形するゴム製品の実サンプルにより近い物性を有する試験サンプルを作製することが可能なゴムサンプル作製方法及び装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明のゴムサンプル作製方法は、耐圧容器内の金型部にセットした未加硫ゴムサンプルを、伸縮可能なシート壁により一方から前記金型部に押圧しながら加圧加熱して加硫成形することを特徴とする。
【０００６】
本発明のゴムサンプル作製装置は、耐圧容器内に、未加硫ゴムサンプルをセットする金型部と、該金型部にセットされた前記未加硫ゴムサンプルを加圧加熱時に前記金型部に押圧する伸縮可能なシート壁を設ける一方、前記耐圧容器に熱を付与する加熱手段と該耐圧容器内に圧力媒体を供給する加圧手段を設置したことを特徴とする。
【０００７】
上記構成によれば、内圧を付与しながら加硫成形するゴム製品の加硫状態に近い状態でゴムサンプルを作製することができるので、実サンプルにより近い物性を有する試験サンプルの作製が可能になる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
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。
【０００９】
図１は、本発明のゴムサンプル作製装置の一例を示し、１は耐圧容器、２は金型部、３はシート壁、４は加熱手段、５は加圧手段、Ｓは未加硫ゴムサンプルである。
【００１０】
耐圧容器１は、ベースＢに立設された支持体６上に設置され、支持体６に固定された底壁部１Ａと、その周縁部に立設された側壁部１Ｂ、及び側壁部１Ｂの上端間に横設された上壁部１Ｃから構成されている。これら壁部１Ａ，１Ｂ，１Ｃは、プレート状に形成され、囲まれた空間１Ｘが圧力空間になっている。側壁部１Ｂは、上部側壁部１Ｂ１と下部側壁部１Ｂ２とから構成されている。
【００１１】
上壁部１Ｃと上部側壁部１Ｂ１が、未加硫ゴムサンプルＳをセットする金型部２になっている。上壁部１Ｃが不図示の昇降手段により上下に昇降し、金型部２内にゴムサンプルを出し入れできるようになっている。
【００１２】
金型部２に隣接する側壁部１Ｂには、金型部２にセットされた未加硫ゴムサンプルＳを加圧加熱時に金型部２に押圧する伸縮可能なゴムシートからなるシート壁３が、空間１Ｘを上側の金型部２のゴムサンプルの収容空間２Ｍと下側の圧力空間１Ｘ’とに密閉的に区分するようにして設けられている。シート壁３の端部が上部側壁部１Ｂ１と下部側壁部１Ｂ２との間に把持されるようにして側壁部１Ｂに取り付けられている。
【００１３】
耐圧容器１の底壁部１Ａの下面と上壁部１Ｃの上面には、加熱手段４を構成する熱盤４Ａが接触配置してある。内部を通過する高温の蒸気により加熱された熱盤４Ａが、耐圧容器１に熱を付与することにより未加硫ゴムサンプルＳを加熱するようになっている。熱盤４Ａは、蒸気に代えて、電熱加熱により加熱する構成にしてもよい。
【００１４】
耐圧容器１の側壁部１Ｂ下部（下部側壁部１Ｂ２）には、耐圧容器１のシート壁３より下側の圧力空間１Ｘ’に圧力媒体を供給する加圧手段５が接続されている。加圧手段５は、窒素ガス（例えば、０．１〜２．５ＭＰａの窒素ガス）を供給するガス供給手段５Ａと、高圧スチーム（例えば、１．０〜２．０ＭＰａのスチーム）を供給する第１スチーム供給手段５Ｂ、及び低圧スチーム（例えば、０．１〜１．０ＭＰａのスチーム）を供給する第２スチーム供給手段５Ｃを備えている。
【００１５】
ガス供給手段５Ａは、窒素ガスを供給するガス供給源５Ａ１と、供給するガス量を調整する調整バルブ５Ａ２とを有している。第１スチーム供給手段５Ｂは、高圧スチームを供給する第１スチーム供給源５Ｂ１と供給するガス量を調整する調整バルブ５Ｂ２を、第２スチーム供給手段５Ｃは、低圧スチームを供給する第２スチーム供給源５Ｃ１と供給するガス量を調整する調整バルブ５Ｃ２を有しており、各手段５Ａ，５Ｂ，５Ｃは配管５Ｘを介して側壁部１Ｂの供給口１ｍに接続されている。
【００１６】
供給口１ｍに対面する側の側壁部１Ｂの下部には、耐圧容器１内の圧力媒体を排気するための排気口１ｎが設けられ、開閉バルブ７を介して圧力媒体を外部に排出できるようになっている。
【００１７】
以下、上述した本発明の装置によるゴムサンプルの作製方法を説明する。先ず、上壁部１Ｃを上昇させて、耐圧容器１内の金型部２の収容空間２Ｍに未加硫ゴムサンプルＳをセットする。セット後、上壁部１Ｃを降下させて、耐圧容器１の上側を閉止する（図１の状態）。
【００１８】
次いで、加熱手段４により加熱する一方、加圧手段５から窒素ガスと高圧スチームあるいは低圧スチームを耐圧容器１内の圧力空間１Ｘ’に供給する。これにより、未加硫ゴムサンプルＳは、シート壁３により下方から金型部２のサンプル当接面２Ａに押圧されながら、加圧加熱される。
【００１９】
所定時間加硫した後、上壁部１Ｃを再び上昇させ、金型部２から加硫成形したゴムサンプルを取り出してゴムサンプルの作製が終了する。
【００２０】
上記本発明によれば、耐圧容器１内の金型部２にセットした未加硫ゴムサンプルＳをシート壁３により一方から金型部２に押圧しながら加圧加熱するので、内圧を付与しながら加硫成形するゴム製品の加硫状態に近い状態でゴムサンプルを作製することができる。従って、実サンプルにより近い物性を有する試験サンプルを作製することができる。そのため、試験サンプルの作製段階において、より信頼性のある評価を下すことができる。
【００２１】
図２は、本発明のゴムサンプル作製装置の他の例を示す。この実施形態では、上述した装置において、シート壁３の外周縁部が肉厚部３Ａに形成され、この肉厚部３Ａが上部側壁部１Ｂ１と下部側壁部１Ｂ２との間で把持されている。上部側壁部１Ｂ１と上壁部１Ｃとの間に厚さ調整用のスペーサ１Ｂ３が配置されている。上部側壁部１Ｂ１とスペーサ１Ｂ３は交換可能になっており、様々な厚さを有する未加硫ゴムサンプルＳに対応できるにようにしてある。
【００２２】
即ち、上部側壁部１Ｂ１を厚さを変えた未加硫ゴムサンプルＳに対応した高さを有する上部側壁部と交換し、それにより未加硫ゴムサンプルＳをセットする収容空間２Ｍの高さ（未加硫ゴムサンプルＳの厚さ方向の距離）を未加硫ゴムサンプルＳに合わせて変更できるようにしている。具備する上部側壁部１Ｂ１の高さを越える厚い未加硫ゴムサンプルＳを作製する場合には、上部側壁部１Ｂ１上に上記スペーサ１Ｂ３を配置することにより、収容空間２Ｍの高さを未加硫ゴムサンプルＳに合わせて更に高くできるようにしてある。
【００２３】
上述した図２の構成の装置では、１台の装置で様々な厚さを有する未加硫ゴムサンプルＳに対応した様々なゴムサンプルを容易に作製することができる。
【００２４】
本発明において、上述した未加硫ゴムサンプルＳがセットされる金型部２の収容空間２Ｍの上から見た形状は、円形、四角形など、いずれの形状であってもよい。
【００２５】
本発明におけるゴムサンプルは、図１，２に示すゴムのみからなるサンプルの他に、補強コードを埋設したゴムサンプルであってもよく、ゴムを主体とするサンプルであればよい。
【００２６】
本発明は、特に空気入りタイヤ用のゴムサンプルを作製するのに好適に用いることができる。特に氷上性能を重視した発泡ゴムを使用するタイヤトレッドゴム開発においては、発泡と加硫条件の調整が重要であるが、上記のように実サンプルに近い物性を有する試験サンプルの作製が可能になることで、加硫条件を試験室でシミュレートすることで効率よくタイヤの適正加硫条件を見つけることができる。
【００２７】
空気入りタイヤ用のトレッド部におけるゴムサンプルを作製する場合には、金型部２のサンプル当接面２Ａに、２点鎖線で示すように、トレッド面に形成する溝と同様の溝を成形する突起部２Ｘを設けるようにしてもよい。
【００２８】
本発明は、空気入りタイヤ用のゴムサンプル作製に好ましく用いることができるが、内圧を付与しながら加硫成形するゴム製品に対するゴムサンプルであれば、いずれにも好適に使用することができる。
【００２９】
【実施例】
表１に示す市販品を用いた配合成分を有するゴム材料を使用し、上述した本発明の装置（図１）及び従来の加硫プレスにより、ゴムサンプル（本発明サンプルと従来サンプル）をそれぞれ作製した。また、表１と同じ配合材料をトレッドゴムに使用した空気入りタイヤを作製し、トレッド部からゴムサンプル（実サンプル）を採取した。
【００３０】
本発明サンプルと空気入りタイヤを作製した時の加硫時間と付与した圧力は、図３に示す通りである。従来サンプルは、加硫プレスにより１０ＭＰａの圧力を付与し、１０分間加硫した。加硫温度は、いずれも１７５℃である。
【００３１】
これら各サンプルのＪＩＳ硬度と比重を測定したところ、表２に示す結果を得た。
【００３２】
【表１】
2004090312.tif 000003
【００３３】
【表２】
2004090312.tif 000004
【００３４】
【発明の効果】
上述のように本発明は、耐圧容器内の金型部にセットした未加硫ゴムサンプルを、伸縮可能なシート壁により一方から金型部に押圧しながら加圧加熱するので、空気入りタイヤのように内圧を付与しながら加硫成形するゴム製品の実サンプルにより近い物性を有する試験サンプルを作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のゴムサンプル作製装置の一例を示す断面図である。
【図２】本発明のゴムサンプル作製装置の他の例を示す断面図である。
【図３】本発明サンプルと空気入りタイヤを作製した時の加硫時間と圧力の関係を示すグラフ図である。
【符号の説明】
１　耐圧容器　　　　　　　　　　　２　金型部
２Ａ　サンプル当接面　　　　　　　２Ｍ　収容空間
２Ｘ　突起部　　　　　　　　　　　３　シート壁
４　加熱手段　　　　　　　　　　　４Ａ　熱盤
５　加圧手段　　　　　　　　　　　５Ａ　ガス供給手段
５Ｂ　第１スチーム供給手段　　　　５Ｃ　第２スチーム供給手段
Ｓ　未加硫ゴムサンプル
【図１】
2004090312.tif 000005
【図２】
2004090312.tif 000006
【図３】
2004090312.tif 000007