(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モールド内でゴム組成物が加圧及び加熱されることでゴムが架橋反応を起こし、成形体が得られる一次架橋工程と、
この成形体が過熱水蒸気の雰囲気に曝されることでゴムがさらに架橋反応を起こす二次架橋工程と
を含んでおり、
この過熱水蒸気の温度が、１３０℃以上２００℃以下であり、
この二次架橋工程における架橋時間が、１０分以上２０分以下である、タイヤ用ブラダーの製造方法。
【請求項２】
上記過熱水蒸気の温度が１７０℃以上２００℃以下である請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
上記二次架橋工程の後に、成形体の表面に離型層が形成される離型処理工程をさらに含む請求項１又は２に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、タイヤの加硫工程に用いられるブラダーの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気入りタイヤの加硫工程に、ブラダーが収容されたモールドが用いられている。加硫工程では、まず予備成形されたグリーンタイヤが、開かれたモールドに投入される。投入のとき、ブラダーは収縮している。投入により、ブラダーはグリーンタイヤの内側に位置する。ブラダーは、ガスの充填により膨張する。この膨張により、グリーンタイヤは変形する。この変形は、シェーピングと称されている。次に、モールドが締められ、ブラダーの内圧が高められる。グリーンタイヤは、モールドのキャビティ面とブラダーの外面とに挟まれて、加圧される。グリーンタイヤは、モールド及びブラダーからの熱伝導により、加熱される。加圧と加熱とにより、グリーンタイヤのゴム組成物が流動する。加熱によりゴムが架橋反応を起こし、タイヤが得られる。
【０００３】
ブラダーは、繰り返し使用される。ブラダーは、膨張及び収縮を繰り返す。ブラダーには、繰り返しの変形に適した材料からなる。具体的には、ブラダーは、ゴム組成物が架橋されることで得られる。ゴム組成物の好ましい基材ゴムは、ブチルゴムである。ゴム組成物には、軟化剤及び可塑剤のような油分が含まれている。
【０００４】
ブラダーの製作では、ゴム組成物は、モールド内で加熱される。ブラダーのためのモールドは、上型、下型及び中子からなる。このモールドの形状は、複雑である。このモールドでは、キャビティ面に温度分布が生じやすい。この温度分布に起因して、ブラダーの架橋密度に分布が生じる。ブラダーの厚みの不均一に起因しても、架橋密度に分布が生じる。架橋密度の分布は、ブラダーの耐久性を阻害する。
【０００５】
特開平６−１８２７７５号公報には、ブラダーの製造方法が開示されている。この製造方法では、ゴム組成物はまずモールドで加熱される。この加熱により、ゴムが架橋反応を起こす。ゴム組成物はさらに、オーブンで加熱される。オーブンでの加熱により、架橋反応が進行する。オーブンでの加熱により、架橋密度の分布が抑制される。オーブンでの加熱では、短時間で多量の熱がゴム組成物に伝導しうる。この製造方法では、ブラダーが短時間で得られる。
【０００６】
特開平８−１３２４４１号公報には、ブラダーの他の製造方法が開示されている。この製造方法でも、ゴム組成物はまずモールドで加熱される。加熱により、成形体が得られる。この成形体はさらに、オーブンで加熱される。成形体の表面には、離型層が形成される。この製造方法では、オーブンでの加熱により、成形体の表面の油分が蒸発する。従って、成形体と離型層との間に介在する油分が少ない。このブラダーでは、離型層が成形体に堅固に密着する。
【特許文献１】特開平６−１８２７７５号公報
【特許文献２】特開平８−１３２４４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前述の通り、オーブンでの加熱では、短時間で多量の熱がゴム組成物に伝導しうる。しかし、ブラダーの生産性のさらなる向上が望まれている。ブチルゴムが用いられたゴム組成物のスコーチタイムは、長い。このゴム組成物からなるブラダーにおいて、生産性の向上が特に望まれている。
【０００８】
オーブンでは、ゴム組成物が酸素に曝される。オーブンでの加熱により得られたブラダーの表面では、ゴムが劣化する。劣化は、ブラダーの強度を阻害する。
【０００９】
本発明の目的は、高品質なタイヤ用ブラダーの提供にある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係るタイヤ用ブラダーの製造方法は、
モールド内でゴム組成物が加圧及び加熱されることでゴムが架橋反応を起こし、成形体が得られる一次架橋工程
及び
この成形体が過熱水蒸気の雰囲気に曝されることでゴムがさらに架橋反応を起こす二次架橋工程
を含む。
【００１１】
好ましくは、過熱水蒸気の温度は、１３０℃以上２００℃以下である。過熱水蒸気の温度は、１７０℃以上２００℃以下がより好ましい。
【００１２】
好ましくは、この製法方法は、二次架橋工程の後に、成形体の表面に離型層が形成される離型処理工程をさらに含む。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る製造方法では、過熱水蒸気が用いられる。この過熱水蒸気は、熱伝導能力に優れる。この製法方法では、短時間でブラダーが製造されうる。この製法方法では、成形体が過熱水蒸気の雰囲気に曝されるので、酸素によるゴムの劣化が生じにくい。過熱水蒸気は、成形体の表面に付着した油分の除去にも寄与する。この製法方法により、品質に優れたブラダーが得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。
【００１５】
図１は、本発明の一実施形態に係る製造方法に用いられるモールド２が示された断面図である。図１には、モールド２と共に、ゴム組成物４が示されている。このモールド２は、上型６、下型８及び中子１０を備えている。上型６は、主部１２とジャケット１４とを備えている。主部１２とジャケット１４との間には、スペース１６が形成されている。下型８は、主部１８とジャケット２０とを備えている。主部１８とジャケット２０との間には、スペース２２が形成されている。中子１０は中空であり、スペース２４を備えている。図１では、上型６は下型８と合わされている。図１では、上型６、下型８及び中子１０に囲まれたキャビティ２６が形成されている。このキャビティ２６に、ゴム組成物４が充填されている。
【００１６】
図２は、この製造方法に用いられる二次架橋装置２８が示されたブロック図である。この装置２８は、水蒸気発生器３０、加熱器３２及びオーブン３４を備えている。加熱器３２は、水蒸気発生器３０と連結されている。オーブン３４は、加熱器３２と連結されている。
【００１７】
図３は、図２の装置２８のオーブン３４が示された断面図である。オーブン３４は主室３６、吸気口３８、排気口４０及びテーブル４２を備えている。テーブル４２には、後に詳説される成形体４４が載置されている。成形体４４は、主室３６に収容されている。
【００１８】
この製造方法では、まず基材ゴム、硫黄、カーボンブラック、軟化剤、可塑剤等が混練され、ゴム組成物４が得られる。このゴム組成物４は、所定形状に予備成形される。このゴム組成物４は、モールド２に投入される。モールド２が締められることで、ゴム組成物４は加圧される。主部１２、１８及び中子１０は、スペース１６、２２、２４に充填された熱媒体から熱を受け、昇温する。この昇温により、ゴム組成物４が加熱される。加圧及び加熱により、ゴム組成物４は流動する。加熱により、基材ゴムが架橋反応を起こす。この工程は、一次架橋工程と称される。架橋により、成形体４４が得られる。モールド２が開かれて、成形体４４が取り出される。一次架橋工程において、架橋温度は１６０℃以上２００℃以下が好ましく、架橋時間は１０分以上３０分以下が好ましい。
【００１９】
この成形体４４は、図３に示されるように、テーブル４２に載置される。一方、水蒸気発生器３０（図２参照）では、水が加熱されて水蒸気が発生する。この水蒸気は、図示されない経路を通じて加熱器３２へと導かれる。加熱器３２では、バーナー、電熱等の手段により、水蒸気がさらに加熱される。加熱後の水蒸気の温度は、飽和温度よりも高い。換言すれば、加熱器３２により、過熱水蒸気が得られる。
【００２０】
過熱水蒸気は、図示されない経路を通じてオーブン３４へと導かれる。過熱水蒸気は、吸気口３８を通じて主室３６に流入する。主室３６には、吸気口３８を通じて過熱水蒸気が供給され続ける。排気口４０では、過熱水蒸気が流出し続ける。主室３６の内部は、一定の温度下に制御される。成形体４４は、過熱水蒸気の雰囲気に曝される。
【００２１】
過熱水蒸気により、成形体４４は加熱される。この加熱により、ゴムの架橋反応が進行する。この工程は、二次架橋工程と称される。所定時間の加熱の後、過熱水蒸気の供給が停止され、オーブン３４から成形体４４が取り出される。取り出しは、主室３６が高温状態で行われてもよく、主室３６が降温した後に行われてもよい。
【００２２】
この成形体４４の表面に、離型層が形成される。この工程は、離型処理工程と称される。離型処理により、ブラダーが完成する。図４に、このブラダー４６が示されている。このブラダー４６は、本体４８と離型層５０とを備えている。典型的な離型処理は、離型剤の塗布及び焼成である。好ましい離型剤は、ケイ素樹脂又はフッ素樹脂を基材とする。離型層５０は、タイヤの加硫工程において、ブラダー４６のタイヤへの癒着を抑制する。ブラダー４６が、離型層５０を備えなくてもよい。
【００２３】
前述の通り、成形体４４は過熱水蒸気の雰囲気下で加熱される。加熱のとき、主室３６の酸素濃度は極めて小さい。この製造方法では、二次架橋工程において、酸素によるゴムの劣化が生じにくい。この製造方法により、耐久性に優れたブラダー４６が得られる。
【００２４】
二次架橋工程では、成形体４４の全体に、均等に熱が伝導する。この製造方法では、架橋密度の分布が抑制される。この製造方法により、耐久性に優れたブラダー４６が得られる。均等な熱伝導の観点から、テーブル４２が回転することが好ましい。
【００２５】
水蒸気による加熱では、対流伝熱の速度は極めて速い。水蒸気の対流伝熱の速度は、乾燥空気のそれに比べて１０倍以上である。水蒸気が用いられることにより、短時間で二次架橋工程が終了しうる。
【００２６】
成形体４４の表面に触れると、過熱水蒸気は凝縮する。このとき、成形体４４は熱を受け取る。この現象は、放射伝熱と称されている。放射伝熱及び対流伝熱により、極めて短時間で二次架橋工程が終了しうる。伝熱速度の観点から、過熱水蒸気の温度は１３０℃以上が好ましい。ゴムの劣化の防止の観点から、過熱水蒸気の温度は２００℃以下が好ましい。
【００２７】
成形体４４の表面には、軟化剤、可塑剤等の油分がブリードアウトして付着している。水は、蒸発のときに油分を抱え込む性質を有する。過熱水蒸気の雰囲気に曝されることにより、成形体４４の表面では、水蒸気の凝縮と蒸発とが繰り返される。蒸発により、成形体４４の表面から油分が除去される。このブラダー４６では、成形体４４と離型層５０との間に介在する油分が少ない。このブラダー４６では、離型層５０が成形体４４と堅固に密着している。この離型層５０の寿命は長い。
【００２８】
過熱水蒸気の温度は、１７０℃以上がより好ましい。過熱水蒸気の乾燥力乾燥逆転温度は、１７０℃である。１７０℃以上の過熱水蒸気は、乾燥空気よりも乾燥力に優れる。１７０℃以上の過熱水蒸気が用いられることにより、成形体４４の表面から油分が十分に除去されうる。
【００２９】
架橋反応が十分に進行するとの観点から、二次架橋工程における架橋時間は１０分以上が好ましく、１５分以上がより好ましい。ゴムの劣化の抑制の観点から、架橋時間は３０分以下が好ましく、２０分以下がより好ましい。
【実施例】
【００３０】
以下、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。
【００３１】
［実施例１］
ゴム組成物を図１に示されたモールドで加熱し、ゴムに一次架橋反応を起こさせて、成形体を得た。架橋温度は１７０℃であり、架橋時間は３０分であった。この成形体を、図３に示されたオーブンに投入した。主室に１７０℃の過熱水蒸気を流入させ、ゴムに二次架橋反応を起こさせた。架橋時間は、２０分間であった。この成形体の表面に離型層を形成し、実施例１のブラダーを得た。
【００３２】
［実施例２から３及び６］
過熱水蒸気の温度を下記の表１に示される通りとした他は実施例１と同様にして、実施例２から３及び６のブラダーを得た。
【００３３】
［実施例４］
一次架橋の時間を下記の表１に示される通りとした他は実施例１と同様にして、実施例４のブラダーを得た。
【００３４】
［実施例５］
二次架橋の時間を下記の表１に示される通りとした他は実施例１と同様にして、実施例５のブラダーを得た。
【００３５】
［比較例１］
二次架橋において乾燥空気を主室に流入させた他は実施例１と同様にして、比較例１のブラダーを得た。
【００３６】
［比較例２］
一次架橋の時間を４５分とし、二次架橋を行わなかった他は実施例１と同様にして、比較例２のブラダーを得た。
【００３７】
［耐久性の評価］
ブラダーをモールドに組み込み、タイヤの加硫工程で使用した。加硫工程において、ブラダーの膨張と収縮とが繰り返された。破損するまでの使用回数をカウントした結果が、比較例１が１００とされたときの指数として、下記の表１に示されている。
【００３８】
【表１】
0004819557.tif 000002
【００３９】
表１に示される通り、実施例のタイヤは耐久性に優れている。この評価結果から、本発明の優位性は明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明に係るブラダーは、種々のタイヤの製造に用いられうる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る製造方法に用いられるモールドが示された断面図である。
【図２】図２は、この製造方法に用いられる二次架橋装置が示されたブロック図である。
【図３】図３は、図２の装置のオーブンが示された断面図である。
【図４】図４は、この製造方法で得られたブラダーが示された断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
２・・・モールド
４・・・ゴム組成物
６・・・上型
８・・・下型
１０・・・中子
２８・・・二次架橋装置
３０・・・水蒸気発生器
３２・・・加熱器
３４・・・オーブン
３６・・・主室
３８・・・吸気口
４０・・・排気口
４２・・・テーブル
４４・・・成形体
４６・・・ブラダー
４８・・・本体
５０・・・離型層
【図１】
0004819557.tif 000003
【図２】
0004819557.tif 000004
【図３】
0004819557.tif 000005
【図４】
0004819557.tif 000006