(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
処理対象のタイヤを洗浄する洗浄ステップと、
前記処理対象のタイヤのインナーライナーに、加熱された高分子有機材料を吹き付ける吹き付けステップと、
前記高分子有機材料が吹き付けられた前記処理対象のタイヤを、強制的に冷却する強制冷却ステップと、を含むＨＳＳＴタイヤの製造プロセスであって、
前記洗浄ステップは、
前記処理対象のタイヤを、アルコール溶液に浸漬する浸漬工程と、
前記処理対象のタイヤのインナーライナーを擦り洗いする擦り洗い工程と、
擦り洗い後の前記処理対象のタイヤに、アルコール溶液を散布して、前記処理対象のタイヤの内側と外側を洗浄する散布工程と、
前記散布工程で洗浄された前記処理対象のタイヤを直立状態にして、回転させる直立回転工程と、
直立状態にされた前記処理対象のタイヤの回転を維持しつつ、風乾ガスにより、前記処理対象のタイヤ上のアルコール溶液を蒸発させる風乾工程と、を有し、
前記吹き付けステップは、
前記処理対象のタイヤを直立状態で回転させた状態で、前記処理対象のタイヤのインナーライナーに、少なくとも１８０℃まで加熱された前記高分子有機材料を吹き付けて、自己治癒機能を有する高分子有機材料層を形成する吹き付け工程と、
前記処理対象のタイヤを直立状態で回転させた状態で、吹き付け終了後の前記処理対象のタイヤを、前記高分子有機材料層の温度が少なくとも１４０℃になるまで自然冷却して、前記高分子有機材料層の均一性と接着性を高める遠心回転保持工程と、を有し、
前記強制冷却ステップでは、前記処理対象のタイヤのインナーライナー上の前記高分子有機材料層の温度を、冷却ガスを用いて６０℃以下まで強制冷却することを特徴とするＨＳＳＴタイヤの製造プロセス。
【請求項２】
前記インナーライナーに対する前記高分子有機材料の吹き付けは、吹き付けられた前記高分子有機材料が、前記処理対象のタイヤのトレッド幅の範囲内に収まるように実施されることを特徴とする請求項１に記載のＨＳＳＴタイヤの製造プロセス。
【請求項３】
前記強制冷却ステップでは、前記処理対象のタイヤのインラーライナー上の前記高分子有機材料層の冷却速度に基づいて、前記冷却ガスの噴射速度を調節することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＨＳＳＴタイヤの製造プロセス。
【請求項４】
前記強制冷却ステップでは、前記高分子有機材料層の温度を、３分以内に前記６０℃まで冷却することを特徴とする請求項１から請求項３の何れか一項に記載のＨＳＳＴタイヤの製造プロセス。
【請求項５】
前記風乾ガスは、少なくとも一つの気体循環機構により、均一の対流を強制的に形成することを特徴とする請求項１から請求項４の何れか一項に記載のＨＳＳＴタイヤの製造プロセス。
【請求項６】
前記高分子有機材料を加熱する加熱ステップをさらに備え、
前記加熱ステップは、
加熱炉の容積の８０％に相当する量の前記高分子有機材料を、前記加熱炉に事前に供給し、供給された前記高分子有機材料を、前記加熱炉で２２０℃まで加熱する予熱工程と、
直方体形状のブロックの形態とされた前記高分子有機材料を、一定の速度で前記加熱炉内に投入する材料投入工程と、
前記材料投入工程と同時に実施されると共に、前記加熱炉内の温度を２２５℃〜２４０℃に保持する加熱工程と、を有することを特徴とする請求項１から請求項５の何れか一項に記載のＨＳＳＴタイヤの製造プロセス。
【請求項７】
前記高分子有機材料は、３０〜３２質量％の合成ゴムと、３０〜３２質量％の石油樹脂と、１５〜１８質量％のナフテン系オイルと、１８質量％の軟化剤と、２質量％の酸化防止剤と、を含んで構成されることを特徴とする請求項１から請求項６の何れか一項に記載のＨＳＳＴタイヤの製造プロセス。
【請求項８】
前記アルコール溶液は、イソプロパノール溶液であることを特徴とする請求項１から請求項７の何れか一項に記載のＨＳＳＴタイヤの製造プロセス。
【請求項９】
処理対象のタイヤを洗浄する洗浄ステーションと、
前記処理対象のタイヤのインナーライナーに、加熱された高分子有機材料を吹き付ける吹き付けステーションと、
前記高分子有機材料が吹き付けされた前記処理対象のタイヤを、強制的に冷却する強制冷却ステーションと、を備えるＨＳＳＴタイヤの製造システムであって、
前記洗浄ステーションは、
アルコール溶液を収容し、前記処理対象のタイヤを浸漬する浸漬タンクと、
前記処理対象のタイヤであって前記アルコール溶液に浸漬された後の前記処理対象のタイヤのインナーライナーの擦り洗いを実施する擦り洗い装置と、
前記処理対象のタイヤにアルコール溶液を散布して、前記処理対象のタイヤの内側と外側を洗浄する散布装置と、
２つの離間した回転可能なローラを備えると共に、前記処理対象のタイヤの表面と前記回転可能なローラとの間の摩擦によって前記処理対象のタイヤを回転させるように構成されたタイヤ直立回転装置と、
前記処理対象のタイヤ上のアルコール溶液を風乾ガスで蒸発させる風乾室と、を有し、
前記吹き付けステーションは、
前記処理対象のタイヤを所定の回転速度まで加速すると共に、前記処理対象のタイヤを前記所定の回転速度に維持するタイヤ加速維持装置と、
加熱された前記高分子有機材料を前記処理対象のタイヤのインナーライナーに吹き付けて、前記処理対象のタイヤのインナーライナーに自己治癒機能を有する高分子有機材料層を形成する吹き付け装置と、を有し、
強制冷却ステーションは、
前記高分子有機材料層が形成された前記処理対象のタイヤに、冷却ガスを噴射して前記高分子有機材料層の強制冷却を実施する空冷装置と、を有し、
前記擦り洗い装置は、擦り洗いプラットホーム上に設けられており、前記処理対象のタイヤを昇降させて、前記処理対象のタイヤを自動的に積み降ろすためのリフト装置が設けられていることを特徴とするＨＳＳＴタイヤの製造システム。
【請求項１０】
前記吹き付け装置は、少なくとも１８０℃まで加熱された前記高分子有機材料を、前記処理対象のタイヤのインナーライナーに吹き付けるものであり、
前記空冷装置は、前記処理対象のタイヤのインナーライナーに吹き付けられた前記高分子有機材料が、１４０℃に自然冷却されるまで待ったのち、
前記処理対象のタイヤのインナーライナー上の前記高分子有機材料層の温度を、冷却ガスを用いて６０℃以下まで強制冷却することを有することを特徴とする請求項９に記載のＨＳＳＴタイヤの製造システム。
【請求項１１】
前記リフト装置は、処理対象のタイヤを受け入れるための受入部と、受入部を駆動するための駆動部とを備えることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載のＨＳＳＴタイヤの製造システム。
【請求項１２】
前記受入部は、処理対象のタイヤを受け入れて保持するために、互いに一定程度折り畳むことができる複数のセクションを含むプレートとして構成されることを特徴とする請求項１１に記載のＨＳＳＴタイヤの製造システム。
【請求項１３】
前記駆動部は、伸長可能なシャフトを有する油圧シリンダまたは空気圧シリンダとして構成されることを特徴とする請求項１１に記載のＨＳＳＴタイヤの製造システム。
【請求項１４】
前記擦り洗いプラットホームは、処理対象のタイヤを、上側、下側、左側および右側の４つの位置で拘束する拘束機構を有するタイヤ保持装置を備えていることを特徴とする請求項９から請求項１３の何れか一項に記載のＨＳＳＴタイヤの製造システム。
【請求項１５】
前記拘束機構は、複数の伸長可能なポストを有していることを特徴とする請求項１４に記載のＨＳＳＴタイヤの製造システム。
【請求項１６】
前記風乾室内に前記風乾ガスの均一な対流を形成するために、前記風乾ガスの循環を促進するための少なくとも１つの気体循環機構が、前記風乾室内に配置されることを特徴とする請求項９から請求項１５の何れか一項に記載のＨＳＳＴタイヤの製造システム。
【請求項１７】
前記洗浄ステーションには、前記風乾ガスを加熱するためのヒータが設けられていることを特徴とする請求項９から請求項１６の何れか一項に記載のＨＳＳＴタイヤの製造システム。
【請求項１８】
前記吹き付け装置は、水平方向および垂直方向に移動可能なノズルを備えることを特徴とする請求項９から請求項１５の何れか一項に記載のＨＳＳＴタイヤの製造システム。
【請求項１９】
前記吹き付け装置の前記ノズルは、前記処理対象のタイヤのトレッド幅の範囲で、前記処理対象のタイヤのインナーライナーに前記高分子有機材料を噴霧するように構成されることを特徴とする請求項１８に記載のＨＳＳＴタイヤの製造システム。
【請求項２０】
前記空冷装置はロボットに固定され、当該ロボットと共に移動可能であることを特徴とする請求項９に記載のＨＳＳＴタイヤの製造システム。
【請求項２１】
前記空冷装置の本体は、前記冷却ガスを回転的に噴出できるように回転可能に構成されることを特徴とする請求項９から請求項２０の何れか一項に記載のＨＳＳＴタイヤの製造システム。
【請求項２２】
前記強制冷却ステーションは、前記処理対象のタイヤを、強制冷却を受けながら前記強制冷却ステーションの出口に向かって搬送する搬送装置を備えることを特徴とする請求項９から請求項２０の何れか一項に記載のＨＳＳＴタイヤの製造システム。
【請求項２３】
前記処理対象のタイヤのインナーライナーの実際の温度を検知するためのリアルタイム温度検知装置を備え、
前記強制冷却ステーションは、前記リアルタイム温度検知装置で検出されたリアルタイム温度に基づいて、前記搬送装置の搬送速度および／または前記空冷装置における前記冷却ガスの噴出を調整して、前記高分子有機材料が吹き付けられた前記処理対象のタイヤを一定速度で冷却する制御装置を備えることを特徴とする請求項２２に記載のＨＳＳＴタイヤの製造システム。
【請求項２４】
前記リアルタイム温度検知装置は、赤外線温度検出デバイスとして構成されることを特徴とする請求項２３に記載のＨＳＳＴタイヤの製造システム。
【請求項２５】
前記高分子有機材料を加熱するための加熱ステーションをさらに備えており、
前記加熱ステーションは、
加熱装置と攪拌装置とを有する加熱炉と、
溶融させた前記高分子有機材料を前記吹き付け装置に搬送する搬送配管と、を備え、
前記搬送配管の異なる箇所には、前記高分子有機材料の温度を保持するために、温度センサーとヒータが設置されることを特徴とする請求項請求項９から請求項２４の何れか一項に記載のＨＳＳＴタイヤの製造システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、タイヤ製造の分野に関わり、特に高性能自己治癒タイヤ（ＨＳＳＴタイヤ）の製造に用いられる製造プロセス、製造システム、及び製造プロセスで製造されたＨＳＳＴタイヤに関わる。
【背景技術】
【０００２】
タイヤは、各種車両の重要な部材である。使用時に、タイヤは、路面に直接接触し、車両走行時に生じた衝撃及び振動を受けて吸収するとともに、良好な乗り心地及び走行順調性を保証する。
しかし、タイヤが地面に直接接触するため、路面における尖ったもの（例えば、釘、硝子くずなど）により傷つけられると、空気漏れ、パンク等の状況が発生し、自動車の走行安全に大きく影響を与える。
【０００３】
上記状況を防止するために、例えば、耐パンクタイヤ、ホットメルト接着剤が吹き付けられた破損防止タイヤなどの各種のタイヤが開発されている。
ランフラットタイヤとして知られる耐パンクタイヤは、タイヤ内の空気が漏れたのち、車両が所定の距離を走行し続けることができるようにするために、タイヤの壁で車両を支えることができるタイヤである。
【０００４】
破損防止タイヤの壁は厚みが厚く、補強されているので、破損防止タイヤは僅かに堅くなっている。そのため、タイヤの衝撃、振動への吸収性が低下しており、車両の乗り心地が低下する。
【０００５】
ホットメルト接着剤が塗布された破損防止タイヤは、幅広い市場の見通しがあります。
この種のタイヤは、尖ったものにより傷つけられても、ホットメルト接着剤層が、タイヤに生じた孔を塞ぐことで、空気がタイヤから漏れないまたは漏れ難くなるので、事故の発生を避けることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、そのようなタイヤを製造するための現在のプロセス（たとえば、ホットメルト接着剤を吹き付けるプロセス）は比較的後れている。
一方で、現在の製造プロセスは、高度に自動化されておらず、特に、吹き付け作業における作業者の深い関与が必要である。そのため、作業者の経験に過度に依存するため、作業精度が不十分になり、散布品質の保証が困難になる。
【０００７】
他方、現在のプロセスは、吹き付け作業において長い冷却時間を必要とする。その結果、完成したタイヤを得るのに非常に長い時間がかかり、タイヤを大規模に製造することが困難になる。
【０００８】
そのため、既存のタイヤの製造プロセスや製造システムに対する改良が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本開示の第１の態様では、ＨＳＳＴタイヤを製造するプロセスが提供される。
前記製造プロセスは、
処理対象のタイヤのインナーライナー上の異物を除去するために、前記処理対象のタイヤを洗浄する洗浄ステップと、
前記処理対象のタイヤのインナーライナーに、加熱された高分子有機材料を吹き付ける吹き付けステップと、
前記高分子有機材料が吹き付けられた前記処理対象のタイヤを、強制的に冷却する強制冷却ステップと、を含むことができる。
【００１０】
前記洗浄ステップは、
前記処理対象のタイヤを、アルコール溶液またはグラファイト溶液に１０秒間浸漬する浸漬工程と、
前記処理対象のタイヤのインナーライナーを３０秒間継続して擦り洗いする擦り洗い工程と、
擦り洗い後の前記処理対象のタイヤに、アルコール溶液またはグラファイト溶液を散布して、前記タイヤの内側と外側を洗浄する散布工程と、
散布工程で洗浄された処理対象のタイヤを直立状態にして、３００ｒｐｍの速度で回転させる直立回転工程と、
直立状態にされた処理対象のタイヤの３００ｒｐｍの回転を維持しつつ、風乾ガスにより、処理対象のタイヤ上のアルコール溶液またはグラファイト溶液を蒸発させる処理を３分間継続する風乾工程と、を有する。
【００１１】
前記吹き付けステップは、
直立状態にされた処理対象のタイヤの回転速度を５００ｒｐｍまで加速するタイヤ加速工程と、
処理対象のタイヤのインナーライナーに、２２０℃〜２３０℃の加熱された高分子有機材料を２．５ｋｇ／ｍｉｎで吹き付けて、自己治癒機能を有する高分子有機材料層を形成する吹き付け工程と、
吹き付け終了後の処理対象のタイヤを、直立状態にして、高分子有機材料層の温度が自然に１４０℃に冷却されるまで、５００ｒｐｍの速度で回転させて、前記高分子有機材料層の均一性と接着性を高める遠心回転保持工程と、を有する。
【００１２】
強制冷却ステップでは、処理対象のタイヤのインナーライナー上の高分子有機材料層の温度を、冷却ガスを用いて３分以内に６０℃まで冷却して、ＨＳＳＴタイヤを形成する。
【００１３】
本開示の実施例では、前記強制冷却ステップにおいて、直立状態にした処理対象のタイヤの回転速度を、５００ｒｐｍに保持する。
本開示の実施例では、前記強制冷却ステップにおいて、前記冷却ガスを、処理対象のタイヤのインナーライナーに、３０００ｍ3／ｈの噴射速度で噴射する。
本開示の実施例では、前記強制冷却ステップにおいて、タイヤのインナーライナー上の高分子有機材料層の冷却速度に基づいて冷却ガスの噴射速度を調節する。
【００１４】
本開示の実施例では、前記洗浄ステップの風乾工程において、風乾ガスを、３０００ｍ3／ｈの供給速度で供給する。
本開示の実施例では、前記洗浄ステップの風乾工程において、前記風乾工程で生じた排気ガスは、３０００ｍ3／ｈの吸込み速度で吸込まれる。
本開示の実施例では、前記洗浄ステップの風乾工程において、前記風乾工程で生じた排気ガスを、排気基準を満たすように処理する。
【００１５】
本開示の実施例では、風乾ガスの温度が、略４０℃まで加熱される。
本開示の実施例では、風乾ガスは空気である。
本開示の実施例では、風乾ガスは、少なくとも一つの気体循環機構により、均一の対流を強制的に形成する。
本開示の実施例では、冷却ガスは、空気である。
【００１６】
本開示の実施例では、ＨＳＳＴタイヤを製造するプロセスは、吹き付けるために用意された高分子有機材料を、２２０℃〜２３０℃の使用温度まで加熱する加熱ステップをさらに備える。
【００１７】
本開示に関わる実施例において、前記加熱ステップは、
前記洗浄ステップ、前記吹き付けステップ及び前記強制冷却ステップと、並行して実施される。
本開示に関わる実施例において、前記加熱ステップは、
加熱炉の容積の８０％に相当する量の高分子有機材料を加熱炉に事前に供給し、供給された高分子有機材料を、加熱炉で２２０℃まで加熱する予熱工程と、
直方体形状のブロックの形態とされた高分子有機材料を、一定の速度で加熱炉内に投入する材料投入工程と、
材料投入工程と同時に実施されると共に、加熱炉内の温度を２２５℃〜２４０℃に保持する加熱工程と、を有する。
【００１８】
本開示に関わる実施例において、前記加熱ステップは、
溶融させた高分子有機材料を搬送する搬送工程をさらに有し、搬送工程において、溶融させた高分子有機材料が加熱されて使用温度に保持される。
【００１９】
本開示に関わる実施例において、前記搬送工程は、
前記材料投入工程、及び前記加熱工程と同期して実施される。
【００２０】
本開示に関わる実施例において、高分子有機材料は、３０〜３２質量％の合成ゴムと、３０〜３２質量％の石油樹脂と、１５〜１８質量％のナフテン系オイルと、１８質量％の軟化剤と、２質量％の酸化防止剤と、を含んで構成される。
【００２１】
本開示に関わる実施例において、アルコール溶液は、イソプロパノール溶液である。
本開示に関わる実施例において、高分子有機材料は、処理されるタイヤのトレッド幅の範囲で、処理されるタイヤのインナーライナーに吹き付けられる。
本開示に関わる実施例において、高分子有機材料の層の厚さは０．６ｃｍである。
【００２２】
本開示の他の態様は、ＨＳＳＴタイヤの製造システムを提供する。
ＨＳＳＴタイヤの製造システムは、
処理対象のタイヤのインナーライナー上の異物を除去するために、処理対象のタイヤを洗浄する洗浄ステーションと、
前記処理対象のタイヤのインナーライナーに、加熱された高分子有機材料を吹き付ける吹き付けステーションと、
前記高分子有機材料が吹き付けされた前記処理対象のタイヤを、強制的に冷却する強制冷却ステーションと、を備える。
【００２３】
前記洗浄ステーションは、
アルコール溶液またはグラファイト溶液を収容し、前記処理対象のタイヤを浸漬する浸漬タンクと、
前記処理対象のタイヤの擦り洗いの作業を実施するためのブラシを有すると共に、前記処理対象のタイヤのインナーライナーの擦り洗いを実施する擦り洗い装置と、
擦り洗いされた処理対象のタイヤにアルコール溶液またはグラファイト溶液を散布するスプリンクラーヘッドを有し、前記処理対象のタイヤの内側と外側を洗浄する散布装置と、
処理対象のタイヤの表面と回転可能なローラとの間の摩擦によって処理対象のタイヤを回転させるように構成された２つの離間した回転可能なローラを備えるタイヤ直立回転装置と、
処理対象のタイヤ上のアルコール溶液またはグラファイト溶液を風乾ガスで蒸発させる風乾室と、を有する。
風乾室の入口端には、風乾ガスを風乾室に供給するための空気入口が設けられている
風乾室の出口端には、排気ガスを風乾室から排出させるための空気出口が設けられている。
【００２４】
前記吹き付けステーションは、
処理対象のタイヤを所定の回転速度まで加速すると共に、処理対象のタイヤを所定の回転速度に維持するように構成されるタイヤ加速維持装置と、
ノズルと、ノズルに接続されて、加熱された高分子有機材料をノズルに供給する搬送配管とを有し、加熱された高分子有機材料を処理対象のタイヤのインナーライナーに吹き付けて、処理対象のタイヤのインナーライナーに自己治癒機能を有する高分子有機材料層を形成する吹き付け装置と、を有する。
【００２５】
強制冷却ステーションは、
複数の空気出口が設置された本体と、本体に接続された搬送配管とを有すると共に、冷却ガスを噴射して強制冷却を実施する空冷装置と、
処理対象のタイヤのインナーライナーの実際の温度を検知するためのリアルタイム温度検知装置と、を有する。
【００２６】
本開示の実施例では、擦り洗い装置は、擦り洗いプラットホーム上に設けられており、処理対象のタイヤを昇降させて、処理対象のタイヤを自動的に積み降ろすためのリフト装置が、擦り洗いプラットホームの側面に設けられている。
【００２７】
本開示の実施例では、リフト装置は、処理対象のタイヤを受け入れるための受入部と、受入部を駆動するための駆動部とを備える。
【００２８】
本開示の実施例では、受入部は、処理対象のタイヤを受け入れて保持するために、互いに一定程度折り畳むことができる複数のセクションを含むプレートとして構成される。
本開示の実施例では、駆動部は、伸長可能なシャフトを有する油圧シリンダまたは空気圧シリンダとして構成される。
【００２９】
本開示の実施例では、擦り洗いプラットホームは、処理対象のタイヤを、上側、下側、左側および右側の４つの位置で拘束する拘束機構を有するタイヤ保持装置を備えている。
本開示の実施例では、拘束機構は、複数の伸長可能なポストを有している。
【００３０】
本開示の実施例では、擦り洗い装置のブラシは、処理対象のタイヤの幅方向に移動可能に構成される。
【００３１】
本開示の実施例では、散布装置のスプリンクラーヘッドは、垂直方向および水平方向に移動可能に構成される。
本開示の実施例では、擦り洗い装置は、散布装置と一体的に構成される。
本開示の実施例では、擦り洗い装置のブラシおよび散布装置のスプリンクラーヘッドは、同じ可動支持体に取り付けられる。
【００３２】
本開示の実施例では、風乾室には、２つの離間した回転可能なローラと、回転可能なローラの下に配置されたストッパ機構とを含む直立回転維持機構がさらに設けられる。ストッパ機構は、本体と、本体に配置された拡張可能な柱を有する。
【００３３】
本開示の実施例では、洗浄ステーションには、風乾ガスを加熱するためのヒータが設けられている。
本開示の実施例では、ヒータは、温度制御ヒータである。
【００３４】
本開示の実施例では、吹き付け装置のノズルは、水平方向および垂直方向に移動可能に構成される。
本開示の実施例では、吹き付け装置のノズルは、処理対象のタイヤのトレッド幅の範囲で、処理対象のタイヤのインナーライナーに高分子有機材料を噴霧するように構成される。
【００３５】
本開示の実施例では、空冷装置はロボットに固定され、ロボットとともに移動可能である。
本開示の実施例では、空冷装置の本体は、冷却ガスを回転的に噴出できるように回転するように構成される。
【００３６】
本開示の実施例では、強制冷却ステーションは、処理対象のタイヤを、強制冷却を受けながら強制冷却ステーションの出口に向かって搬送する搬送装置を含む。
本開示の実施例では、強制冷却ステーションは、リアルタイムで検出されたリアルタイム温度に基づいて、搬送装置の搬送速度および／または空冷装置の空気出力を調整して、高分子有機材料が噴霧された処理対象のタイヤを一定速度で冷却する制御装置を含む。
本開示の実施例では、リアルタイム温度検出デバイスは、赤外線温度検出デバイスとして構成される。
【００３７】
本開示の実施例では、ＨＳＳＴを製造するためのシステムは、噴霧の準備ができた高分子有機材料を使用温度まで加熱するための加熱ステーションをさらに備える。
加熱ステーションは、加熱装置と攪拌装置とを有する加熱炉と、融熔した高分子有機材料を吹き付け装置に搬送する搬送配管とを備える。
搬送配管の異なる箇所には、高分子有機材料が使用温度に保持されるように、温度センサーとヒータが設置される。
【発明の効果】
【００３８】
本開示によれば、ＨＳＳＴタイヤが提供される。ＨＳＳＴは、本開示によるＨＳＳＴタイヤを製造するプロセスで製造される。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】実施例に関わるＨＳＳＴタイヤの製造プロセスの流れを概略的に示すものである。
【図２】実施例に関わる擦り洗いプラットホームとリフト装置の概略図である。
【図３】実施例に関わるタイヤ保持装置の概略図である。
【図４】実施例に関わる拘束機構の概略図である。
【図５】他の実施例に関わる拘束機構の概略図である。
【図６】実施例に関わる吹き付け装置の概略図である。
【図７】実施例に関わる吹き付け装置の概略図である。
【図８】回転するタイヤに吹き付けられた高分子有機材料に作用する圧力を概略的に示した図である。
【図９】回転するタイヤに吹き付けられた高分子有機材料に作用する圧力を概略的に示した図である。
【図１０】高分子有機材料の状態変化を概略的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下、本開示の実施例を、本開示のいくつかの実施例を示す図面を参照しながら説明する。
本件発明は、多くの異なる方法で実現可能であり、以下の実施例のみに限定されない。
実際、以下に説明する実施例は、本発明のより完全な開示を行い、本発明の保護範囲を当業者に適切に説明することを意図している。
また、本明細書に開示された実施例を様々な方法で組み合わせて、多くの追加の実施例を提供できる。
【００４１】
本明細書における文言は、特定の実施例を説明するためにのみ使用され、本件発明を限定するものではない。
本明細書に使用されるすべての用語（技術用語及び科学用語を含む）は、特に定義されていない限り、当業者によって通常理解される意味を持つものとする。
簡潔性および／または明瞭性のために、よく知られた機能または構成は詳細に説明されない場合がある。
また、明細書における「前記」や「該」が付された文言は、特別な説明がなければ、複数形を含むものとする。
明細書における「含み」、「包含」及び「含有」は、発明特定事項の存在を示すが、１つ以上の追加の発明特定事項の存在を除外するものではない。
【００４２】
本出願人は、インテリジェント複合材料を使用して、タイヤのトレッド部分にメモリ機能を備える自己治癒層（セルフシール層）を均一に形成した高性能自己治癒タイヤ（ＨＳＳＴタイヤ：ノーパンクタイヤ）を開発している。
この自己治癒層は、能動的（アクティブ）な自己治癒特性を有する。ＨＳＳＴタイヤが鋭利な物体によってパンクした場合、自己治癒層のパンクした位置にあるインテリジェント複合材料が、鋭利な物体が貫通した瞬間に迅速に再結合し、タイヤが自然治癒することで空気が漏れないようにする。
【００４３】
本願出願人が開発したＨＳＳＴタイヤのセルフシール層は、アクティブな空気圧保護システムを形成し、ＨＳＳＴタイヤを装備した車両の運転安全性を保証します。このＨＳＳＴタイヤは、二次修理を行うことなく、直径６ｍｍ以下の鋭利な物体の貫通に耐えることができ、自己治癒層を形成するインテリジェント複合材料は、−３５℃〜１２０℃の範囲で液化せず、流動することがないので、安定な性能を発揮する。
また、インテリジェント複合材料、およびインテリジェント複合材料により形成された自己治癒層は、地面からの音波を効果的に遮断し、騒音を低減し、ＨＳＳＴタイヤを装着した車両の走行をより快適にする。
【００４４】
本出願人は、ＨＳＳＴタイヤの大量生産を達成し、ＨＳＳＴタイヤの生産品質を確保するために、ＨＳＳＴタイヤの製造プロセス及びその製造プロセスを実施する製造システムを開発した。
プロセスとシステムは、作業者の深い介入なく、かつ作業者の経験に依存することなく、すべての手順の自動化を実質的に達成します。
【００４５】
プロセスの各ステップと手順を正確に設計および制御することにより、プロセスとシステムは、ＨＳＳＴタイヤの製造時間を大幅に短縮するだけでなく、製造されたＨＳＳＴタイヤの性能の安定性と一貫性を保証します。これにより、ＨＳＳＴタイヤの大量生産を達成できる。
【００４６】
図１を参照して、本開示におけるＨＳＳＴタイヤの製造プロセス、及び該製造プロセスを実施するために用いる製造システムを説明する。
本開示によるＨＳＳＴタイヤの製造プロセスは、主に、ＨＳＳＴタイヤを形成するために処理対象のタイヤのインナーライナー上にインテリジェント複合材料を噴霧し硬化させるステップに焦点を合わせている。
【００４７】
本開示の実施例では、インテリジェント複合材料は、高分子有機材料である。
なお、本開示のＨＳＳＴタイヤの製造プロセスは、主に、ＨＳＳＴタイヤを形成するにあたり、インテリジェント複合材料を、処理対象のタイヤのインナーライナーに吹き付けて、硬化させる製造過程に焦点が置かれる。
本開示の実施例では、インテリジェント複合材料は、高分子有機材料である。この高分子有機材料は、３０〜３２％の合成ゴムと、３０〜３２％の石油樹脂と、１５〜１８％のナフテン系オイルと、１８％の軟化剤と、２％の酸化防止剤と、を含むことができる。
【００４８】
高分子有機材料の成分は、流動性（粘度）と高分子有機材料の温度とが、次の関係となるように選択されます。
温度が８０℃未満では、高分子有機材料が非流動性である。温度が１２０℃〜１６０℃である場合には、高分子有機材料のエングラー粘度は１００〜１４０である。温度が１６０℃を超えると、高分子有機材料のエングラー粘度が約５０である。
【００４９】
図１に示すように、本開示のＨＳＳＴタイヤの製造プロセスは、洗浄ステップ１１０、吹き付けステップ１２０、及び強制冷却ステップ１３０を含んでいる。
始めに、洗浄ステップ１１０を説明する。
タイヤ１００のインナーライナーに残留する油性離型剤、接着剤、塵埃等の異物を除去するために、処理対象のタイヤ１００を洗浄する必要がある。
油性離型剤の主成分は有機シリコンである。有機シリコンがタイヤのインナーライナーから完全に除去されていないと、インナーライナー上に分離層が形成されて、高分子有機材料がインナーライナーの表面に接着され難くなる。
そのため、洗浄ステップ１１０は、高分子有機材料を、タイヤ１００のインナーライナーに均一、かつしっかりと固定できるかどうかを決定する。したがって、最終的なＨＳＳＴタイヤの性能安定性を決定する重要なステップの１つである。
【００５０】
本開示の実施例では、アルコール溶液またはグラファイト溶液を洗浄に使用することができる。アルコール溶液の一例として、イソプロパノール溶液を用いることができる。
アルコール溶液やグラファイト溶液は、油性剥離剤におけるケイ素-酸素結合（Si-O）を破壊し、油性剥離剤をフィルムの形でタイヤのインナーライナーから脱落させる。
これにより、タイヤのインナーライナーの表面のゴムポリマーが露出し、タイヤのインナーライナーのゴムポリマーの表面に対する本開示によるインテリジェント複合材料の接着が容易になる。
【００５１】
本開示の実施例では、洗浄ステップ１１０は、以下の手順を含むことができる。
浸漬工程１１１、擦り洗い工程１１２、散布工程１１３、直立回転工程１１４、および風乾工程１１５。
【００５２】
洗浄ステップ１１０のすべての手順は、本開示によるＨＳＳＴタイヤを製造するためのシステムの洗浄ステーションで実行することができ、これについては以下で詳細に説明する。
【００５３】
浸漬工程１１１では、タイヤ１００（処理対象のタイヤ）の内側および外側の両方をアルコール溶液またはグラファイト溶液に１０秒間浸漬して、タイヤ１００のインナーライナーに残っている油性剥離剤を除去する。
浸漬工程１１１は、洗浄ステーションに設けられた浸漬タンク内で実行される。タイヤ１００は、浸漬タンクの前に配置された自動搬送装置を使用して浸漬タンクに搬送される。自動搬送装置は、適宜選択可能である。
例えば、自動搬送装置は、無端コンベアベルトであってもよく、無端コンベアの後方部分を、浸漬タンクの上方に配置して、タイヤ１００は、コンベアベルト上に直接置かれた状態で搬送する構成とすることが好ましい。
【００５４】
自動搬送装置は、チェーンコンベヤであっても良い。このチェーンコンベヤは、当該チェーンコンベヤの左右に配置された無端チェーンと、無端チェーンの間に選択的に配置された可撓性支持面とを備える。
搬送時にタイヤ１００は、左右の無端チェーンに跨がって、または可撓性支持面（設けられている場合）に載置される。
自動搬送装置は、ステッピングモータなどの任意の適切なモータによって駆動されることが好ましい。
【００５５】
浸漬工程１１１の後に、擦り洗い工程１１２を実施する。
タイヤ１００を、浸漬タンク内に１０秒間浸漬した後に、ロボットアームでタイヤ１００を浸漬タンクから取り出したのち、タイヤ１００のインナーライナーに残留する油性離型剤、塵埃等の異物をさらに除去するために、取り出したタイヤを、自動搬送装置により、洗浄ステーションに設置された擦り洗い装置に搬送する。擦り洗い工程１１２は、３０秒ほど実施する。
【００５６】
図２に示すように、擦り洗い装置は、擦り洗いプラットホーム１５０上に、地面からの高さを持って設けられている。タイヤ１００を擦り洗いプラットホーム１５０のスクラブ装置に自動的に搬送するために、擦り洗いプラットホーム１５０の側面に、タイヤを昇降させるリフト装置１５１が設けられており、タイヤの積み降しが自動で行えるようになっている。
【００５７】
リフト装置１５１は、タイヤを受け入れるための受入部１５２と、受入部１５２を駆動するための駆動部１５３とを備えていてもよい。
受入部１５２の一端は、擦り洗いプラットホーム１５０のフレームにヒンジ止めされて、地面から所定高さの位置に配置されている。受入部１５２の他端は、地面に接地していると共に、タイヤの受入と受け渡しのために、駆動部１５３により、昇降するようになっている。本開示の実施例では、受入部５１２は、プレートとして構成されてもよい。
【００５８】
プレートは、処理対象のタイヤを受け入れて保持するために、互いに一定程度折り畳むことができる複数のセクションから構成されていても良い。
たとえば、タイヤを受け入れるときに、タイヤをプレートに簡単に移動できるようにするために、地面と接触するプレートの一部を地面に対して平行に載置する。そして、タイヤがプレートまで移動すると、地面と接触するプレートの部分が一定程度折り畳まれて、タイヤを受け入れて保持するための凹部が形成される（図２参照）。
【００５９】
本開示の実施例では、駆動部１５３は、油圧シリンダや空気圧シリンダのように、伸長可能なシャフトを有するように構成されていても良い。
駆動部１５３の一端は、地面に近い場所で擦り洗いプラットホーム１５０のフレームにヒンジを介して連結されている。駆動部１５３の他端は、駆動部１５３の両端から遠く離れた場所で受入部１５２にヒンジを介して連結されている。
【００６０】
したがって、駆動部１５３のシャフトが伸張されると、受入部１５２が持ち上げられて、タイヤを擦り洗いプラットホーム１５０に載せることができる。
そして、駆動部１５３が短縮されると、受入部１５２が下げられて、擦り洗いプラットホーム１５０からタイヤを降ろすことができる。駆動部１５３は、他の適切なものを用いて実現するようにしても良い。
【００６１】
タイヤ保持装置１５４は、擦り洗いプラットホーム１５０上に設けられてもよい。タイヤ保持装置１５４は、タイヤ１００の回転を維持しながらタイヤ１００がバウンドまたは落下するのを防ぐように構成される。
タイヤ保持装置１５４は、タイヤを回転させる駆動機構１５５と、タイヤの跳ね返りまたは転倒を防止する拘束機構１５６と、を備える。
【００６２】
図３に示すように、駆動機構１５５は、間隔をあけて配置された２つの回転ローラ１５７を備えてもよい。タイヤ１００は、回転ローラ１５７、１５７上に直立して配置され、回転ローラ１５７、１５７によって回転できる。
【００６３】
拘束機構１５６は、タイヤ１００のバウンドや転倒を防ぐために、タイヤ１００の両側に設けることができる。図３では、タイヤ１００の右側に位置する拘束機構１５６のみが示されている。
【００６４】
図４に示すように、拘束機構１５６は、本体１５８と、本体１５８に設けられた少なくとも１つの伸長可能なポスト１５９とを備えてもよい。
伸長可能なポスト１５９は、伸張位置と格納位置との間を変位可能に構成されていても良い。伸張位置では、伸長可能なポスト１５９は、タイヤ１００を停止させると共に、タイヤ１００が回転ローラ１５７の長さに沿った方向に跳ねたり、落下したりするのを防ぐことができる。
格納位置では、伸長可能なポスト１５９は、タイヤ１００を停止させずに、タイヤ１００を、回転ローラ１５７の長さに沿った方向に移動できるようにする。
【００６５】
拡張可能なポスト１５９は、油圧シリンダや空気圧シリンダ１６０により駆動できる（図２参照）。
伸長可能なポスト１５９におけるタイヤ１００と接触する領域は、伸長可能なポストの中心軸の周りに回転可能であり、タイヤが回転する間におけるタイヤと伸長可能なポスト１５９との間の摩擦力を低減できる。
【００６６】
拘束機構１５６は、回転ローラ１５７、１５７の下側に配置されていることが好ましい。この状態において拘束機構１５６は、回転ローラ１５７が通過可能な凹部１６１を備えていることが好ましい。
【００６７】
図５に示すように、本開示の実施例では、拘束機構１５６は、複数の伸長可能なポスト１５９を含むように構成される。
複数の伸長可能なポスト１５９は、タイヤ１００を上側、下側、左側および右側の４つの位置で拘束することができる。これにより、タイヤの左右方向と上下方向のバウンドを制限できる。
このことは、真円度の低いタイヤや、トレッドの摩耗により均質性（バランス）が悪いタイヤに対して、特に有効である。
【００６８】
このような構成の拘束機構１５６は、タイヤ自体の原因によって引き起こされる左右方向と上下方向のバウンドを防ぐことができるので、擦り洗い処理の一貫性と精度が確保できる。よって、その後実施される吹き付け処理における精度が保証される。
【００６９】
擦り洗い装置は、擦り洗いを実施するブラシを有していても良い。
ブラシは、タイヤ１００の内面面を全体に亘って擦り洗うことができるように、タイヤ１００が回転している状態で擦り洗いを実行する。
【００７０】
ブラシは、タイヤ１００のインナーライナーが、ブラシによりタイヤ１００の幅方向の全長に亘って擦り洗われるようにするために、タイヤの幅方向（すなわち、軸方向）に移動可能に構成されてもよい。
本開示の実施例において、ブラシは、例えば支持バーなどの移動可能な支持部材（可動サポート）に取り付けられてもよい。支持バーの動きは、制御装置によって制御されて、ブラシを移動させるようにしても良い。
また、ブラシを、当該ブラシの中心軸周りに回転するように構成して、擦り洗い作業を促進させるようにしても良い。ブラシの毛は、ナイロン製であっても良い。
【００７１】
擦り洗い工程１１２の後に、散布工程１１３を実施する。
散布工程１１３では、タイヤ１００の内側と外側をすすぎ洗いするために、擦り洗いされたタイヤ１００にアルコール溶液またはグラファイト溶液を散布する。
【００７２】
散布工程１１３は、スプリンクラーヘッドを用いて実施される。
スプリンクラーヘッドは、タイヤ１００の内側と外側の全体にイソプロパノール溶液が散布されるように、上下方向及び水平方向に移動可能に構成されてもよい。
スプリンクラーヘッドは、ブラシと同様に、例えば支持バーなどの移動可能な支持部材（可動支持体）に取り付けられてもよい。
支持バーの動きは、制御装置によって制御されて、スプリンクラーヘッドを垂直及び水平方向に移動させるようにしても良い。
【００７３】
スプリンクラーヘッドは、散布装置の各々に設けられていても良く、または前述の擦り洗い装置に設けられていても良い。
【００７４】
スプリンクラーヘッドが擦り洗い装置に設けられた実施例では、ブラシとスプリンクラーヘッドが同じ支持バーに取り付けられて、ブラシとスプリンクラーヘッドの動きが、同じ制御装置で制御されるようにしてもよい。
【００７５】
スプリンクラーヘッドが擦り洗い装置に設置される実施例において、ブラシとスプリンクラーヘッドとは、同一の支持部材に設置され、かつ同一の制御装置によってそれらの移動を制御してもよい。
また、ブラシとスプリンクラーヘッドを１つの部材に設けて、この１つの部材が、擦り洗いの機能と散布の機能の両方を備えるようにしても良い。
このように構成すると、本開示の製造システムを簡素化することできる。
もちろん、本開示はこれに限らず、ブラシとスプリンクラーヘッドを異なる支持部材に設置すると共に、異なる制御装置で個別に制御してもよい。このような構造によって、本開示の製造システムは、柔軟性を有するようになる。
【００７６】
散布工程１１３の後に、直立回転工程１１４が実施される。
直立回転工程１１４は、直立状態にしたタイヤ１００を３００ｒｐｍの速度で回転させる。
直立回転工程１１４は、タイヤ直立回転装置によって実施されるようにしても良い。ロボットアームでタイヤ１００を前の装置からタイヤ直立回転装置に移転してもよい。
【００７７】
タイヤ直立回転装置は、間隔をあけた２本の回転ローラを有するように構成されてもよい。タイヤ１００は、間隔をあけた２本の前記回転ローラの間で直立状態にされて、タイヤ表面と回転ローラとの間の摩擦によって、回転ローラにより回転させられる。
【００７８】
回転ローラの下方に、搬送ベルトを設置してもよい。
搬送ベルトは、回転ローラの長さ方向に沿って移動するように構成することができ、タイヤ１００は、回転を維持しながら、回転ローラの長さ方向に沿って移動し、後続の風乾工程１１５実施する風乾室に運ばれる。
具体的には、搬送ベルトをタイヤ１００の底部に接触させて摩擦力を発生させ、タイヤ１００を回転させながら回転ローラの長さ方向に沿って移動させることができる。
【００７９】
回転ローラの回転速度およびコンベヤーベルトの移動速度は、タイヤ１００が風乾室の入口に運ばれるときに約３００ｒｐｍの回転速度に達するように、制御装置によって調整されてもよい。これにより、プロセス全体の期間を節約して最適化できる。
【００８０】
タイヤ１００が風乾室に搬送された後に、風乾工程１１５が実施される。
風乾工程１１５は、タイヤ１００上のアルコール溶液またはグラファイト溶液を蒸発させるように構成されている。
【００８１】
風乾室の入口端には、風乾ガスを風乾室に供給するための空気入口が設けられ、風乾室の出口端には、風乾室から排気ガスを排出するための空気出口が設けられている。
本開示の実施例では、風乾ガスは、空気入口を介して３０００ｍ3／ｈの速度で風乾室に供給される。
【００８２】
これは、適切な加圧ガス源または適切なポンプ機構を利用して実施される。風乾ガスは、空気であってもよいし、他の適切なガスであってもよい。風乾ガスを加熱するヒータを設置してもよい。ヒータは、タイヤ１００の風乾を加速するために、風乾ガスを風乾室に供給する前にほぼ４０℃まで加熱するように構成される。ヒータは、温度制御ヒータであっても良い。
【００８３】
風乾室内に風乾ガスの均一な対流を形成するために、風乾ガスの循環を促進するための気体循環機構が、風乾室内に設けられていても良い。
気体循環機構は、適宜選択可能である。例えば、気体循環機構は、循環ファンに構成されてもよい。
本開示の実施例では、複数の気体循環機構を風乾室に配置することができる。
たとえば、１０メートルごとに１つの気体循環機構を設けても良い。
【００８４】
吸引機構を利用して、風乾室内の排気ガスを、排出口から３０００ｍ3／ｈの速度で排出させるようにしても良い。
浸漬工程１１１と散布工程１１３では、可燃性有機物であるイソプロパノール溶液が利用されるため、風乾室から排出させた排気ガスは、排出基準を満たすように、排気回収装置に供給して処理する必要がある。
【００８５】
本開示の好ましい実施例では、風乾室で風乾工程１１５を実施する際に、タイヤ１００は、依然として３００ｒｐｍの回転速度で直立回転状態に維持される。タイヤ１００を直立回転状態にする直立回転維持機構は、直立回転工程１１４で使用されるタイヤ保持装置１５４と同様のものであり、これは風乾室に設置してもよい。
【００８６】
本開示の実施例では、タイヤ１００の乾燥は、タイヤ１００を風乾室内に３分配置することで達成される。
これに対して従来の自然乾燥の場合、タイヤ１００の乾燥に大凡２０分かかる。
したがって、本開示による風乾工程１１５は、タイヤ１００を空気乾燥するのにかかる時間を実質的に短縮し、これにより生産効率が大幅に改善される。
【００８７】
風乾されたタイヤ１００は、加熱された高分子有機材料をタイヤ１００のインナーライナーに吹き付けるために、本開示の、ＨＳＳＴタイヤの製造システムにおける吹き付けステーションに搬送されて、吹き付けステップ１２０が実施される。
【００８８】
吹き付けステップ１２０は、タイヤ加速工程１２１、吹き付け工程１２２、遠心回転保持工程１２３を有してもよい。
【００８９】
タイヤ加速工程１２１では、タイヤ１００が、５００ｒｐｍまで加速された後、５００ｒｐｍの回転速度が維持される。
これは、タイヤ１００に十分な遠心力を作用させて、吹き付けられた高分子有機材料が、タイヤ１００のインナーライナー上に均等に広がるようにするためである。
タイヤ加速工程１２１の実施は、タイヤ加速維持装置により実施できる。
【００９０】
タイヤ加速維持装置は、回転ローラ１５７のような回転可能なローラにより構成される。
タイヤ加速維持装置での回転速度を調整するための制御装置を設けて、タイヤ１００を５００ｒｐｍまで加速したのち、速度を維持するようにする。
【００９１】
タイヤ１００の回転速度を、５００ｒｐｍにした後に、回転速度を維持した状態で、加熱された高分子有機材料をタイヤ１００のインナーライナーに吹き付ける吹き付け工程１２２を実施する。この吹き付け工程１２２は、吹き付け装置で実施される。
【００９２】
吹き付け工程１２２を実行する際に、高分子有機材料は１８０℃より高い温度、好ましくは２２０℃〜２３０℃に加熱されている。出願人は、実際には、高分子有機材料を１８０℃以上、好ましくは２２０℃〜２３０℃の温度に加熱することにより、高分子有機材料のエングラー粘度を約５０に維持できることを見いだした。
【００９３】
この状態において、タイヤ１００を迅速に回転させることにより、高分子有機材料を、タイヤのインナーライナーに均一に吹き付けることができる。これにより、高分子有機材料の均一で滑らかな層が形成される。
本開示の実施例では、高分子有機材料は、毎分２．５キログラムの量で吹き付けられる。
高分子有機材料の層の厚さは０．６センチメートルに制御されている。
【００９４】
吹き付け工程１２２は、吹き付け装置２００を用いて実施される。
吹き付け装置２００は、ノズル２０１と、ノズルに接続される搬送配管とを有するように構成されてもよい。
搬送配管は、加熱された高分子有機材料をノズルまで搬送するように構成されており、加熱された高分子有機材料は、ノズルから吹き付けられる。
【００９５】
搬送配管は、柔軟性を持つ搬送配管であることが好ましい。ノズルは、例えば、支持バーなどの可動支持部材に取り付けられて、水平方向と上下方向に移動可能とされていても良い。
【００９６】
本開示の一実施例では、図６および図７に示すように、ノズル２０１は、タイヤのインナーライナーの上方、例えば３ｃｍの高さから、吹き付け作業を実施する。
ここで、吹き付け作業中にノズル２０１を正確に位置決めするために、吹き付け装置２００の前端に赤外線距離計２０２を設けても良い。
さらに、吹き付け作業を実行しながら、ノズルをタイヤの幅方向（すなわち、軸方向）に沿って、例えば３ｃｍ／秒の速度で往復移動させることで、タイヤのインナーライナーに対する吹き付け操作が、タイヤのトレッド幅Ｌの全体に亘って実施される。
【００９７】
レーザーロケーター２０３を吹き付け装置の両側に設けて、タイヤの幅方向のノズルの移動距離を正確に決定し、高分子有機材料が、トレッド幅を超えた範囲に吹き付けられないようにすることが好ましい。
さらに、レーザーロケーター２０３は、吹き付けを開始する際に、タイヤの中心にノズル２０１を配置するために用いても良い。
【００９８】
タイヤのトレッド幅Ｌの範囲でのみ高分子有機材料をタイヤのインナーライナーに吹き付けることにより、次の利点が得られます。
図８に示すように、タイヤのトレッド表面が地面に対して直角になるので、車両の走行中、トレッド幅Ｌの範囲に吹き付けられた高分子有機材料も地面に対して垂直になる。これにより、タイヤの回転によって生成された遠心力Ｆが、高分子有機材料をその初期位置から引き離さないように作用するので、動的バランスが保持される。
【００９９】
高分子有機材料がタイヤのトレッド幅Ｌを超える範囲に噴霧されると、タイヤの回転によって生成される遠心力Ｆが、高分子有機材料をタイヤの幅方向に引き摺る成分Ｆ１を生じる。
その結果、高分子有機材料の層に変形が生じ、高分子有機材料のコーティングの均一性および動的バランスが損なわれる。
【０１００】
レーザーロケーター２０３の自動位置決め機能の助けを借りることで、吹き付け操作の精度が劇的に改善される。これにより、コーティング品質の一貫性と安定性が保証されます。
【０１０１】
吹き付け工程１２２の後に、遠心回転保持工程１２３が実施される。
遠心回転保持工程１２３は、前記したタイヤ加速維持装置において実施できる。
遠心回転保持工程１２３において、タイヤ１００のインナーライナーに吹き付けられた高分子有機材料が、遠心力によりタイヤ１００のインナーライナー上に均一に広がると共に、冷却される前にタイヤの底部に堆積しないように、タイヤ１００が５００ｒｐｍの回転速度で直立した回転状態で回転し続けている間に、ノズルがタイヤ１００から離れる方向に速やかに移動する。
これにより、タイヤ１００のインナーライナー上の高分子有機材料の均一な吹き付けが保証される。
【０１０２】
さらに、本開示による高分子有機材料の高温で破壊された炭素鎖は、低温で再結合されて、高分子有機材料の冷却過程でのタイヤの回転により発生する遠心力により、高分子有機材料の分子配列がより整然となる。
【０１０３】
タイヤ１００のインナーライナー上の高分子有機材料の温度が、遠心回転保持工程１２３で約１４０℃まで自然に冷却されると、高分子有機材料のタイヤのインナーライナーへの接着が自然と完了する。
この際に、タイヤは、直立回転状態を保ちつつ、本開示によるＨＳＳＴタイヤを製造するシステムの強制冷却ステーションに運搬されて、強制冷却ステップ１３０を実施する。
【０１０４】
タイヤ１００は、搬送ベルトによって強制冷却ステーションに搬送されてもよい。
搬送ベルトは、回転ローラの下方に配置されてもよい。搬送ベルトの移動速度は、タイヤ１００が、所定時間、例えば約２分の後に強制冷却ステーションに運ばれるように、制御装置によって調整されてもよい。
【０１０５】
強制冷却ステップ１３０は、空冷装置セットアップ工程１３１、強制冷却工程１３２、及び調整工程１３３を有してもよい。
空冷装置セットアップ工程１３１は、タイヤ１００に対する空冷装置の位置を設定する。
本開示の一実施例において、空冷装置は、複数の排出口を有する本体と、本体に接続される搬送配管と、を有するように構成されてもよい。
搬送配管は、冷却ガスを空気出口から排出できるようにするために、冷却ガスを本体に送出する。空冷装置は、ロボットに固定され、ロボットと共に移動してもよい。
【０１０６】
冷却ガスが回転式に噴出されるように、空冷装置の本体は回転するように構成されてもよく、これによりタイヤ１００の冷却を加速できる。
【０１０７】
空冷装置セットアップ工程１３１において、空冷装置は、タイヤ１００のインナーライナーよりも上方１５ｃｍの高さで、かつタイヤ１００の内側に位置するよう、ロボットアームによってタイヤ内部まで移動するようにしても良い。
また、空冷装置の排出口をタイヤ１００のインナーライナーに対向して配置する。
【０１０８】
空冷装置セットアップ工程１３１において、高分子有機材料が吹き付けられたタイヤ１００は、直立状態にされた状態、５００ｒｐｍの回転状態で保持される。
これは、直立回転維持機構と同じような直立回転維持手段で実現できるため、ここでは説明を省略する。
【０１０９】
空冷装置セットアップ工程１３１の後に、強制冷却工程１３２を実施する。
強制冷却工程１３２では、空冷装置は３０００ｍ3／ｈの速度で冷却ガスを噴射して、タイヤ１００のインナーライナー上の高分子有機材料の層を冷却する。
冷却の間、空冷装置とタイヤ１００は、空冷装置とタイヤ１００との相対位置が維持された状態で、強制冷却ステーションの出口に向かって同じ速度で移動する。
これは、搬送装置（例えば、搬送ベルト）によって行われる。
【０１１０】
強制冷却工程１３２の実施に並行して、調整工程１３３を実施してもよい。
調整工程１３３は、搬送装置の搬送速度や、空冷装置における冷却ガスの吐出量（空気の吐出量）などのパラメータを調整して、タイヤ１００が  約３分後に強制冷却ステーションの出口に運ばれ、その間にタイヤ１００のインナーライナー上の高分子有機材料の温度を６０°Ｃまで低下させる。
【０１１１】
パラメータの調整を実現するために、強制冷却ステーションの複数の異なる位置に複数のリアルタイム温度検知装置を設けて、タイヤ１００が、それぞれの位置に到達したときにタイヤのインナーライナー温度を検出するようにしても良い。
【０１１２】
各位置の基準温度を、あらかじめ設定しておくようにしても良い。
タイヤ１００が所定の位置に移動すると、所定の位置に配置されたリアルタイム温度検知装置がタイヤ１００のリアルタイム温度を検出し、検出したリアルタイム温度を、リアルタイム温度と基準温度とを比較する制御装置に送信する。
【０１１３】
所定の位置でのリアルタイム温度と基準温度の差がしきい値を超える場合、制御装置は、搬送装置の搬送速度および／または空冷装置の空気出力を調整し、タイヤ１００の冷却速度が所定の要件を満たすようにする。
【０１１４】
制御装置は、該当するアルゴリズムを使用して調整量を算出する。制御装置は、例えば、補間アルゴリズムを用いて調整量を算出し、算出した調整量に基づいて、搬送装置の搬送速度および／または空冷装置の空気出力を調整してもよい。
制御装置は、他のアルゴリズムで調整量を算出するようにしても良い。
【０１１５】
本開示の一実施例では、リアルタイム温度検知装置として、赤外線温度検出デバイスを採用しても良い。
【０１１６】
調整工程１３３は、一方で、高分子有機材料を噴霧されたタイヤ１００が安定した冷却速度を有することを保証することができ、それにより、製造されたＨＳＳＴタイヤの性能安定性と一貫性を保証する。一方、プロセスおよびシステムの各ステップが所定の時間内に完了し、システム全体の動作の制御性が保証される。
【０１１７】
加えて、強制冷却ステップ１３０により、タイヤを冷却するのにかかる時間も約２０〜４０分の従来の持続時間から３分に短縮され、これにより生産効率が大幅に改善される。
【０１１８】
高分子有機材料が吹き付けされたタイヤ１００を、強制冷却ステーションで６０℃以下に冷却したのち、搬送装置（搬送ベルト）から取り外したタイヤ１００を、２４時間、３５℃以下の環境で保持することで、高分子有機材料の特性を十分に安定化して、ＨＳＳＴタイヤ３００が最終的に作成される。
【０１１９】
本開示の一実施例では、強制冷却ステーションは、図２に示したようなリフト装置１５１を備え、コンベヤからタイヤ１００を降ろすようにしても良い。
本開示の他の実施例によれば、強制冷却ステーションに、伸縮可能なシャフトを有する空気圧シリンダや油圧シリンダを設けることができる。
これにより、油圧シリンダや空気圧シリンダの伸縮シャフトの助けを借りて、タイヤをコンベアから降ろすことができる。
【０１２０】
図１に戻って、本開示によるＨＳＳＴタイヤを製造するプロセスは、高分子有機材料を、２２０℃〜２３０℃の間の使用温度に加熱する加熱ステップ２１０をさらに含むことができる。
加熱ステップ２１０は、加熱ステーションで実施される。
加熱ステップ２１０は、前記したように、タイヤ１００の洗浄ステップ１１０、吹き付けステップ１２０、及び強制冷却ステップ１３０と並行して実施することができる。
【０１２１】
加熱ステップ２１０は、予熱工程２１１、材料投入工程２１２、加熱工程２１３を有してもよい。
予熱工程２１１は、加熱炉内に予め投入された高分子有機材料を予備加熱する。予め投入された高分子有機材料の量は、加熱炉の容積のほぼ８０％である。予熱工程２１１は、タイヤ１００の洗浄ステップ１１０より前に実施されてよい。
【０１２２】
予熱工程２１１では、加熱装置を起動して、加熱炉内の高分子有機材料を１５０℃まで加熱する。
そして、攪拌装置を起動して、高分子有機材料を撹拌し、高分子有機材料を均一に加熱する。加熱炉内の高分子有機材料が２２０℃まで加熱されると、予熱工程２１１を終了する。
【０１２３】
予熱工程２１１が終了した後に、材料投入工程２１２を実施する。
材料投入工程２１２では、高分子有機材料２００が、２７ｃｍ×２７ｃｍ×２７ｃｍの直方形状のブロックにカットされる。直方形状のブロックは、加熱炉内の高分子有機材料の温度が２２０℃になった状態において、６分ごとに１つのブロックが、加熱炉に投入される。
【０１２４】
加熱工程２１３は、材料投入工程２１２と並行して実施してもよい。
加熱工程２１３では、自動温度制御装置を使用して加熱炉内の温度を２２５℃〜２４０℃に維持し、加熱炉内の高分子有機材料が均一に攪拌されるように、１０ｒｐｍの速度で攪拌装置を回転させる。
本開示の一実施例では、加熱炉は約２００リットルの容量を有し、約６０ｋＷ／時の加熱電力を必要とする。
【０１２５】
搬送工程は、材料投入工程２１２及び加熱工程２１３と並行して実施しても良い。
搬送工程では、吹き付けステップ１２０を実施するために、融熔した高分子有機材料を吹き付け装置に搬送配管で搬送する。本開示の一実施例では、搬送配管の直径は２．５ｍｍに構成されてもよい。
【０１２６】
高分子有機材料が、吹き付け装置のノズルから吹き付けられるときに２２０℃〜２３０℃の温度範囲で維持されるようにするために、搬送配管の異なる箇所に温度センサーとヒータを設置して、高分子有機材料の温度が搬送中に降下しないようにしても良い。
【０１２７】
本開示の一実施例では、搬送配管の長手方向に沿って、１５ｃｍ毎に一つの温度センサーとヒータを設置してもよい。
本開示の一実施例において、温度センサーおよびヒータは、システムを簡素化するために、温度検知機能と加熱機能の両方を有する温度制御加熱器で置き換えられてもよい。
【０１２８】
本開示の実施例では、異なるステーション内の対応するデバイスの動作を制御するために、異なる制御装置が提供されてもよい。
しかしながら、本開示はこれに限定されず、本開示によるＨＳＳＴタイヤを製造するためのシステムには、すべてのステーションの各装置の動作を同時に制御および／または調整することができる中央制御が設けられてもよい。
【０１２９】
本開示のＨＳＳＴタイヤの製造プロセス及び製造システムは、次の効果を達成できる。
１）すべてのステップと工程は、正確に設計および制御されており、オペレーターの経験に依存しないため、ＨＳＳＴタイヤの性能の安定性と一貫性が保証される。
２）タイヤの運搬と移動は、対応する運搬装置または移動装置を制御装置で操作することにより自動的に実行され、プロセス全体の自動化が実現する。
３）風乾工程と強制冷却ステップによって、ＨＳＳＴタイヤの製造にかかわる時間が大幅に短縮され、ＨＳＳＴタイヤの量産が実現される。
【０１３０】
本開示の例示的な実施例を説明したが、本分野の技術者が、本開示の精神と範囲内に本開示の例示的な実施例を自由に変化、変更することができるため、どんな変化、変更でも本開示の請求項に限定された保護範囲内に含まれると理解される。
【符号の説明】
【０１３１】
１００  ：タイヤ
１１０  ：洗浄ステップ
１１１  ：浸漬工程
１１２  ：擦り洗い工程
１１３  ：散布工程
１１４  ：直立回転工程
１１５  ：風乾工程
１２０  ：吹き付けステップ
１２１  ：タイヤ加速工程
１２２  ：吹き付け工程
１２３  ：遠心回転保持工程
１３０  ：強制冷却ステップ
１３１  ：空冷装置セットアップ工程
１３２  ：強制冷却工程
１３３  ：調整工程
１５０  ：プラットホーム
１５１  ：リフト装置
１５２  ：受入部
１５３  ：駆動部
１５４  ：タイヤ保持装置
１５５  ：駆動機構
１５６  ：拘束機構
１５７  ：回転ローラ
１５８  ：本体
１５９  ：ポスト
１６０  ：空気圧シリンダ
１６１  ：凹部
２００  ：吹き付け装置
２０１  ：ノズル
２０２  ：赤外線距離計
２０３  ：レーザーロケーター
２１０  ：加熱ステップ
２１１  ：予熱工程
２１２  ：材料投入工程
２１３  ：加熱工程
３００  ：ＨＳＳＴタイヤ
５１２  ：受入部
Ｆ      ：遠心力
Ｆ１    ：成分
Ｌ      ：トレッド幅
【要約】
【課題】ＨＳＳＴタイヤの製造プロセスを提供する。
【解決手段】ＨＳＳＴタイヤの製造プロセスは、処理対象のタイヤを洗浄する洗浄ステップと、処理対象のタイヤのインナーライナーに、加熱された高分子有機材料を吹き付ける吹き付けステップと、高分子有機材料が吹き付けられた処理対象のタイヤを、強制的に冷却する強制冷却ステップと、を含む。洗浄ステップは、風乾ガスを用いて、処理対象のタイヤ上のイソプロピルアルコールを蒸発させる風乾工程を有する。強制冷却ステップは、高分子有機材料が吹き付けられた処理対象のタイヤを強制的に冷却する。各ステップと工程を精度よく設計、制御することで、作業者の経験への依存度から解放され、製造されたＨＳＳＴタイヤの性能安定性を保証することができる。また風乾工程と強制冷却ステップによって、ＨＳＳＴタイヤ製造にかかわる時間が大幅に短縮され、ＨＳＳＴタイヤの量産化が可能となる。
【選択図】図１【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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