(57)【要約】【課題】安定したシェーピングを可能にするとともに、加硫時間の短縮を実現して生産性の向上を図ることのできるタイヤ加硫方法およびタイヤ加硫機を提供する。【解決手段】内側に環状空間を形成する型と環状空間内に張設されたブラダー３とを備える加硫機を用いて、生タイヤ内に装着されたブラダー３内にシェーピング用不活性ガスを圧入してブラダー３を生タイヤ内部に密着させ、生タイヤを型内形状に近づけるシェーピング工程と、釜閉後、ブラダー３内に高圧スチームおよび高圧不活性ガスを圧入して生タイヤを加硫成形する工程と、を有するタイヤの加硫方法である。シェーピング用不活性ガスとしてヒーター６で予熱した不活性ガスを用いる。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側に環状空間を形成する型と該環状空間内に張設されたブラダーとを備える加硫機を用いて、生タイヤ内に装着された前記ブラダー内にシェーピング用不活性ガスを圧入して該ブラダーを生タイヤ内部に密着させ、該生タイヤを型内形状に近づけるシェーピング工程と、釜閉後、前記ブラダー内に高圧スチームおよび高圧不活性ガスを圧入して生タイヤを加硫成形する工程と、を有するタイヤの加硫方法において、
前記シェーピング用不活性ガスとして予熱した不活性ガスを用いることを特徴とするタイヤ加硫方法。
【請求項２】
前記予熱した不活性ガスが８０〜１２０℃の温度を有する窒素ガスである請求項１記載のタイヤ加硫方法。
【請求項３】
前記予熱した不活性ガスの予熱を、前記ブラダー内にシェーピング用不活性ガスを導入する配管をヒーターで加熱することにより行う請求項１または２記載のタイヤ加硫方法。
【請求項４】
前記予熱した不活性ガスの予熱を、前記ブラダー内にシェーピング用不活性ガスを導入する配管の途中に該ブラダー内容積に相当する予備タンクを設置し、その中の不活性ガスの圧力を最大で０．３Ｍｐａに保持した状態で該不活性ガスをヒーターで１００〜１５０℃に加熱することにより行う請求項１または２記載のタイヤ加硫方法。
【請求項５】
前記ブラダー内にシェーピング用不活性ガスを圧入する圧力を０．０５〜０．１５Ｍｐａの設定圧力とする請求項１〜４のうちいずれか一項記載のタイヤ加硫方法。
【請求項６】
内側に環状空間を形成する型と該環状空間内に張設されたブラダーとを備え、前記型と前記ブラダーとにより生タイヤを挟み加熱して加硫する加硫機において、
前記ブラダー内にシェーピング用不活性ガスを導入する配管と、前記シェーピング用不活性ガスを加熱する加熱手段と、加硫用スチームを導入する配管と、を有することを特徴とするタイヤ加硫機。
【請求項７】
前記加熱手段が、前記シェーピング用不活性ガスを導入する配管を加熱するヒーターである請求項６記載のタイヤ加硫機。
【請求項８】
前記シェーピング用不活性ガスを導入する配管の途中に前記ブラダー内容積に相当する予備タンクが設置され、前記加熱手段が該予備タンクを加熱するヒーターである請求項６記載のタイヤ加硫機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤ加硫方法およびタイヤ加硫機に関し、詳しくは、安定したシェーピングを行うことができるとともに、加硫時間の短縮により生産性の向上を図ることのできるタイヤ加硫方法およびタイヤ加硫機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
タイヤ加硫方法として従来より知られているスチーム・ガス加硫方式は、内側に環状空間を形成する型と該環状空間内に張設されたブラダーとに生タイヤを挟んで加硫するにあたり、ブラダーの内部空間にヒータを設けずに、別の場所に設けられたボイラーから高熱高圧のスチームをブラダー内に供給する仕組みとなっている。この場合、スチームの熱伝達率は非常に高いことから、ブラダーに熱を伝え易く、効率良く加硫を行うことができる。
【０００３】
この従来のスチーム・ガス加硫方式においては、生タイヤ内に装着されたブラダー内にシェーピング用不活性ガスを圧入して該ブラダーを生タイヤ内部に密着させ、該生タイヤを型内形状に近づけるシェーピング工程を設ける必要がある。この工程におけるシェーピング用不活性ガスとしては、低圧のスチームまたは常温の窒素ガスを使用することがタイヤ産業では一般的である。
【０００４】
シェーピング用不活性ガスとして低圧のスチームを使用する場合、通常、０．０８〜０．２０Ｍｐａの圧力でブラダー内へスチームを圧入する。このとき、ブラダー温度が低いとスチームはブラダーの内面に熱を奪われてドレン化して、ブラダー内の圧力がばらつき、生タイヤの外径がコントロールできないという問題や、生タイヤ内面とブラダーとの接触にばらつきが発生するなどの問題が生じ、結果として製造不良の原因となっていた。
【０００５】
反面、スチームを使用するシェーピングは、ブラダー内へのスチーム圧入時の温度が８０〜１２０℃の状態であることから、次の加硫工程で高圧スチームおよび高圧窒素ガスを圧入するときのブラダー内の温度を高い状態に維持しておくことができ、この結果、加硫工程における生タイヤの温度上昇も速くなり、加硫時間の短縮を図ることができるという利点がある。
【０００６】
これに対し、窒素ガスを使用するシェーピングは、ブラダー内でのドレイン化はなく、シェーピング圧力が安定して生タイヤの膨張状態が均一となり、タイヤ製造品質上は非常によい手法であることが知られている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、窒素ガスを使用するシェーピングは、ブラダー内に導入する窒素ガスが常温（２０〜３０℃）であるため、ブラダー内の温度が低くなり、引き続いて行われるタイヤ加硫時の温度上昇が遅く、スチーム使用のシェーピングに比較して加硫時間が長くなるという欠点あった。
【０００８】
そこで本発明の目的は、安定したシェーピングを可能にするとともに、加硫時間の短縮を実現して生産性の向上を図ることのできるタイヤ加硫方法およびタイヤ加硫機を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明のタイヤ加硫方法は、内側に環状空間を形成する型と該環状空間内に張設されたブラダーとを備える加硫機を用いて、生タイヤ内に装着された前記ブラダー内にシェーピング用不活性ガスを圧入して該ブラダーを生タイヤ内部に密着させ、該生タイヤを型内形状に近づけるシェーピング工程と、釜閉後、前記ブラダー内に高圧スチームおよび高圧不活性ガスを圧入して生タイヤを加硫成形する工程と、を有するタイヤの加硫方法において、
前記シェーピング用不活性ガスとして予熱した不活性ガスを用いることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の加硫方法は、予熱した不活性ガスをブラダーに圧入することでブラダー内の温度が上昇し、タイヤ加硫時に温度上昇が促進され、加硫時間を短縮することができる。また、シェーピング用不活性ガスとしてスチームを使用していないことから、ブラダー内でドレン化することもなく、安定したシェーピングを行うことができる。
【００１１】
本発明の加硫方法においては、タイヤ加硫時に温度上昇の促進を実現する上で、前記予熱した不活性ガスが従来のシェーピング用スチーム温度に近い８０〜１２０℃の温度を有することが好ましく、また不活性ガスとしては従来より使用されている窒素ガスが好ましい。また、前記予熱した不活性ガスの予熱を、前記ブラダー内にシェーピング用不活性ガスを導入する配管をヒーターで加熱することにより行うか、あるいは前記ブラダー内にシェーピング用不活性ガスを導入する配管の途中に該ブラダー内容積に相当する予備タンクを設置し、その中の不活性ガスの圧力を最大で０．３Ｍｐａに保持した状態で該不活性ガスをヒーターで１００〜１５０℃に加熱することにより行うことが、加熱効率および設備的に好ましい。さらに、前記ブラダー内にシェーピング用不活性ガスを圧入する圧力を０．０５〜０．１５Ｍｐａの設定圧力とすることが好ましい。
【００１２】
また、本発明の加硫機は、内側に環状空間を形成する型と該環状空間内に張設されたブラダーとを備え、前記型と前記ブラダーとにより生タイヤを挟み加熱して加硫する加硫機において、
前記ブラダー内にシェーピング用不活性ガスを導入する配管と、前記シェーピング用不活性ガスを加熱する加熱手段と、加硫用スチームを導入する配管と、を有することを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の加硫機により、本発明の加硫方法を良好かつ確実に実行することができる。特に、前記加熱手段を、前記シェーピング用不活性ガスを導入する配管を加熱するヒーターとするか、あるいは前記シェーピング用不活性ガスを導入する配管の途中に前記ブラダー内容積に相当する予備タンクを設置し、前記加熱手段を該予備タンクを加熱するヒーターとすることにより、不活性ガスの予熱を効率よく迅速に行うことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について具体的に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る加硫機の概略説明図である。図示する本発明の好適加硫機では、上型１と下型２が合わされて内部に環状空間Ｓが形成されており、その内周面に沿って生タイヤＴが嵌められ、生タイヤＴのさらに内周面にブラダー３が張設されている。この加硫機には、ブラダー３内にシェーピング用窒素ガスを導入する配管４と、加硫用スチームを導入する配管５とが接続されている。不活性ガスとして窒素ガスは代表的であり、従来よりシェーピング用として用いられており、本発明においてもこれを好適に用いることができる。
【００１５】
以上の加硫機の基本構造は、バコ・マテックマシン　アンド　オートフォームバルカニゼーション（ＢＯＭ　＆　ＡＦＶ）加硫機として既知である。本発明においては、ブラダー３内にシェーピング用窒素ガスを導入する配管４に、この配管４を加熱するためのヒーター６が設置されている点に特徴がある。ヒーター６の設置は図示する例に限定されず、シェーピング用不活性ガスを導入する配管の途中にブラダー内容積に相当する予備タンク（図示せず）を設置し、この予備タンクをヒーター６にて加熱してもよい。
【００１６】
本発明の一実施の形態に係る加硫方法は、上述の加硫機を用いて以下のようにして実施することができる。
まず、シェーピング工程においては、配管４をヒーター６で加熱してこの配管４を流れる窒素ガスが所望温度まで加熱されるようにする。次いで、ヒーター６により予熱された窒素ガスを配管４からブラダー３内に圧入してブラダー３を生タイヤＴの内部に密着させ、生タイヤＴを型内形状に近づける。
【００１７】
ここで、予熱した窒素ガスの温度は、ブラダー３内で８０〜１２０℃の範囲内であることが好ましい。８０℃未満であるとタイヤ加硫時における温度上昇の促進作用が十分とはいえず、また、１２０℃を超えて加熱しても、それ以上の効果は得られず、エネルギー消費的に好ましくない。また、ブラダー３内に窒素ガスを圧入するときの圧力は、０．０５〜０．１５Ｍｐａとすることが好ましい。この圧力が０．０５Ｍｐａであるとシェーピングが十分に行われず、また０．１５Ｍｐａを超えても、それ以上のシェーピング効果が得られず、エネルギー消費的に好ましくない。さらに、シェーピング時間は、本発明においては特に制限されるべきものではなく、従来の常温窒素ガスやスチームの使用時に採用されていたシェーピング時間とすればよい。
【００１８】
なお、窒素ガスの予熱は、図示はしないが、ブラダー３内に窒素ガスを導入する配管４の途中にブラダー３内の容積（例えば３０リットル）に相当する予備タンクを設置して、その予備タンクをヒーターで加熱するようにしてもよい。この場合、予備タンク内の圧力を最大で０．３Ｍｐａに保持した状態でその中の窒素ガスをヒーターで１００〜１５０℃に加熱する。予備タンク内の圧力が０．３Ｍｐａを超えると、この予備タンク内の窒素ガスをブラダー３内に圧入したとき、シェーピング時のブラダー３内の圧力が高くなり過ぎ、好ましくない。また、予備タンク内の窒素ガスの温度を１００〜１５０℃とすることにより、ブラダー３内で８０〜１２０℃の範囲内の温度を良好に維持することができる。
【００１９】
上述のシェーピング工程が終了したら釜閉後、高圧スチームおよび高圧窒素ガスをブラダー３内に圧入して生タイヤＴの加硫成形を行う。本発明においては、この加硫成形工程は特に制限されるべきものではなく、既知の加硫成形条件を採用することができる。
【００２０】
例えば、圧力１．０〜１．７Ｍｐａおよび温度８０〜１２０℃の高圧高温スチームをブラダー３内に圧入し、次いで同圧力範囲内の窒素ガスを圧入する。先のシェーピング工程において、ブラダー３内の温度がスチームシェーピングの温度（８０〜１２０℃）近くまで予熱されていることから、常温の窒素ガスを用いてシェーピングしたときに比べ、タイヤ加硫時の温度上昇が速くなり、加硫時間の短縮となり、生産性を向上させることができる。
【００２１】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づき具体的に説明する。
実施例１、従来例１、従来例２
図１に示す加硫機を用いて、タイヤサイズ１８５／７０Ｒ１３のタイヤを加硫成形するにあたり、シェーピング工程におけるシェーピング用ガスとして下記の表１に示すものを夫々用いた。また、これらシェーピング用ガスのシェーピング工程圧入時の温度、シェーピング終了時の温度（ブラダー取替時のブラダー内温度）、および引き続いていずれも同じ加硫条件で行った加硫成形工程における加硫終了時のタイヤ温度を夫々下記の表１に併記する。
【００２２】
【表１】
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【００２３】
表１に示す結果より、予熱した窒素ガスを用いた場合（実施例１）には、常温の窒素ガスを用いた場合（従来例２）に比べ、加熱終了時の温度がスチームを使用した場合（従来例１）ほどではないにしろ、大幅に上昇していることが分かる。
【００２４】
実施例２、従来例３、従来例４
図１に示す加硫機を用いて、タイヤサイズ１８５／７０Ｒ１３のタイヤを加硫成形するにあたり、シェーピング工程におけるシェーピング用ガスとして下記の表２に示すものを夫々用いた。また、これらシェーピング用ガスのシェーピング工程圧入時の温度、シェーピング終了時の温度（連続加硫時のブラダー内温度）、および引き続いていずれも同じ加硫条件で行った加硫成形工程における加硫終了時の温度を夫々下記の表２に併記する。
【００２５】
【表２】
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【００２６】
また、このときの加硫時におけるタイヤの温度上昇曲線を図２および図３に夫々示す。図２では常温の窒素ガス（従来例４）とスチーム（従来例３）との比較を示すものであり、図３では常温の窒素ガス（従来例４）と１１２℃に予熱した窒素ガス（実施例２）との比較を示すものである。
【００２７】
さらに、このときの加硫時における加硫度曲線を夫々図４および図５に示す。図４では常温の窒素ガス（従来例４）とスチーム（従来例３）との比較を示すものであり、図５では常温の窒素ガス（従来例４）と１１２℃に予熱した窒素ガス（実施例２）との比較を示すものである。
【００２８】
表２に示す結果および図２〜５より、予熱した窒素ガスを用いた場合（実施例２）には、常温の窒素ガスを用いた場合（従来例４）に比べ、加熱終了時の温度がスチームを使用した場合（従来例３）に匹敵するほど大幅に上昇していることが分かる。また、加硫時の温度上昇曲線および加硫度曲線からも、予熱した窒素ガスを用いた場合（実施例２）には、常温の窒素ガスを用いた場合（従来例４）に比べ、加熱時間を十分に短縮することができることが分かる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば、シェーピング工程において常温の不活性ガスを用いたときと同様の安定したシェーピングを行うことができるとともに、同工程においてスチームを用いたときと同様の加硫時間を実現することができ、生産性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る加硫機の概略説明図である。
【図２】シェーピング工程においてスチーム（従来例３）と常温の窒素ガス（従来例４）とを使用したときの比較を示す、加硫工程における時間と温度との関係を示すグラフである。
【図３】シェーピング工程において予熱した窒素ガス（実施例２）と常温の窒素ガス（従来例４）とを使用したときの比較を示す、加硫工程における時間と温度との関係を示すグラフである。
【図４】シェーピング工程においてスチーム（従来例３）と常温の窒素ガス（従来例４）とを使用したときの比較を示す、加硫工程における時間と加硫度との関係を示すグラフである。
【図５】シェーピング工程において予熱した窒素ガス（実施例２）と常温の窒素ガス（従来例４）とを使用したときの比較を示す、加硫工程における時間と加硫度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１　上型
２　下型
３　ブラダー
４，５　配管
６　ヒーター
Ｓ　環状空間
Ｔ　生タイヤ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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