轮胎制造方法与流程

本发明涉及具有通过作为水蒸气的加热介质使气囊膨胀而从内侧对未硫化轮胎进行加热的加热阶段的轮胎制造方法。

背景技术：

一般在充气轮胎的制造方法中，如例如图6示意性地示出那样，进行使用硫化装置对未硫化轮胎a进行硫化成型的硫化工序。图中的标号a是安装未硫化轮胎a的硫化模具，标号b是气囊，标号c是保持所述气囊b的中心机构。

而且，在硫化工序中，在硫化模具a内安装了未硫化轮胎a之后，依次进行如下阶段：

加热阶段，向气囊b内供给高温高压的加热介质，从内侧对未硫化轮胎a进行加热；

加压阶段，然后，持续供给由例如氮气等的惰性气体或者惰性气体与水蒸气的混合气体组成的高压的加压介质，并向硫化模具内表面强力按压加热状态的未硫化轮胎a。

但是，在相变化时的潜热释放较大的水蒸气用于加热介质的情况下，进行了热量交换的水蒸气在硫化工序中液化，成为冷凝水d而积存于轮胎下方侧的胎侧as的位置。因此，该位置与其它位置的温差变大，有导致轮胎部位间的硫化偏差、低温部位的硫化不足或者硫化时间的延长等问题。

此外在下述的专利文献1中提出了指定用于向气囊内供给高温高压介质(水蒸气)的供给口的朝向，在从供给口喷出的高温高压介质(水蒸气)的动力下将冷凝水引导到排出口并排出的方案。另外，在专利文献2中也提出了在固定气囊的下开口缘的下部夹紧部设置倾斜部或排水槽而将冷凝水引导到排出口的方案。

但是，不管在哪种方案中，都是利用下次的硫化工序开始时的高温高压介质(水蒸气)的喷出力排出在上次的硫化工序中产生的冷凝水，而不是将在硫化工序中产生的冷凝水在本硫化工序中排出。因此，不能充分地抑制冷凝水造成的温差的产生、以及与该温差相伴的轮胎部位间的硫化偏差、低温部位的硫化不足或者硫化时间的延长等。

专利文献1：日本特开2014-210351号公报

专利文献2：日本特开2005-262767号公报

技术实现要素：

因此发明的目的在于提供一种轮胎制造方法，该方法以在硫化工序中使收纳于气囊内的吸水性的海绵体吸收加热介质液状化而生成的冷凝水的至少一部分为基本，能够减少冷凝水造成的温差的产生，并能够充分地抑制轮胎部位间的硫化偏差、低温部位的硫化不足或者硫化时间的延长等。

本发明为一种轮胎制造方法，该方法具有硫化工序，该硫化工序使用硫化装置对未硫化轮胎进行硫化成型，该硫化装置具有：配置于所述未硫化轮胎的内侧的气囊，该未硫化轮胎安装于硫化模具内；和中心机构，其具有向所述气囊内供给作为水蒸气的加热介质的供给口和排出所述加热介质的排气口，其特征在于，所述硫化工序包括：加热阶段，向所述气囊内供给所述加热介质而使该气囊膨胀，从内侧对未硫化轮胎进行加热；以及真空阶段，在硫化成型后，通过真空从所述气囊排出加热介质而使该气囊萎缩，从硫化后的轮胎中取出气囊，并且，在所述气囊的内部收纳有具有连续气泡的吸水性的海绵体，在所述硫化工序中，所述海绵体吸收所述加热介质随着潜热释放而液化并积存于气囊内的下部的冷凝水的至少一部分，在所述真空阶段，通过所述真空将所述海绵体所吸收的冷凝水从海绵体挤出，且与加热介质一起从所述排气口排出。

在本发明的轮胎制造方法中，优选所述海绵体含有纤维素作为固形成分，且海绵体的比重是0.10g/cc以下。

在本发明的轮胎制造方法中，优选所述海绵体能够吸收并保持该海绵体的质量的10倍以上的重量的水。

在本发明的轮胎制造方法中，优选所述海绵体的总体积是加热阶段中的气囊的内部容积的1～60％。

在本发明的轮胎制造方法中，优选所述加热阶段的工序时间是整个硫化工序的工序时间的3％以上。

在本申请中“真空”是指减压到比大气压低的压力。

本发明如所说明的那样，在气囊的内部预先收纳有吸水性的海绵体。因此，在硫化工序时，使所述海绵体吸收加热介质液化而产生的冷凝水的至少一部分，能够降低其水位。由此，能够减少冷凝水引起的轮胎的温差的产生，能够充分地抑制轮胎部位间的硫化偏差、低温部位的硫化不足或者硫化时间的延长等。

附图说明

图1是示出用于本发明的轮胎制造方法的硫化装置的一例的剖视图。

图2是示出硫化工序中的加热阶段和加压阶段的剖视图。

图3是示出真空阶段的剖视图。

图4是说明硫化装置的动作的剖视图。

图5是说明硫化装置中的加热介质、加压介质的配管路的示意图。

图6是说明以往的硫化工序中的问题点的示意图。

标号说明

1：硫化装置；2：硫化模具；3：气囊；4：中心机构；15a：供给口；15b：排气口；20：海绵体；a：未硫化轮胎；d：冷凝水；s1：加热阶段；s3：真空阶段；s：硫化工序。

具体实施方式

以下对本发明的实施方式进行详细地说明。

如图1所示，本实施方式的轮胎制造方法具有使用硫化装置1对未硫化轮胎a进行硫化成型的硫化工序s。

所述硫化装置1具有：硫化模具2，其安装未硫化轮胎a；气囊3，其配置于所述未硫化轮胎a的内侧；以及中心机构4，其保持该气囊3。

作为硫化模具2，能够适当采用以往的各种结构。本例的硫化模具2具有轮胎胎面成型用的胎面模具5和胎侧成型用的上下侧模6u、6l。下侧模6l固定于例如包含压板7l的下部板8上。另外，上侧模6u支承于例如包含压板7u的升降自如的上部板9上。而且，通过所述上部板9的上升而成为开模状态，向硫化模具2内放入未硫化轮胎a以及取出已完成硫化的轮胎。

所述胎面模具5由在周向上分割成的多个胎面段5a构成，各胎面段5a能够更换地安装于扇形座10上。

另外在所述上部板9上安装有悬挂支承各扇形座10的大致圆筒状的致动器11。该致动器11在其内周面上具有朝向下方扩径的锥状的引导表面11s，各扇形座10借助适当的引导构件(未图示)保持成能够沿引导表面11s滑动。

因而，放入未硫化轮胎a后，如图4所示，扇形座10在悬挂于致动器11的状态下与上部板9一体地下降。而且，扇形座10的下表面与下部板8的上表面抵接后，扇形座10在下部板8上向半径方向内侧滑动移动，在周向上相邻的胎面段5a之间相互接合，从而成为合模状态y(如图1所示)。

所述中心机构4在本例中具有与轮胎轴心同心地立起的支承筒12和能够上下移动地内插于该中心孔的中心轴13。

在所述支承筒12的上端部固定有夹持气囊3的下开口缘部3a的圆盘状的下夹紧板14l。另外，在中心轴13的上端部固定有夹持气囊3的上开口缘部3b的圆盘状的上夹紧板14u。气囊3呈上下开口的圆筒状，该上开口缘部3b和下开口缘部3a分别被所述上夹紧板14u和下夹紧板14l各自的外周部分保持。

另外，在所述下夹紧板14l的上表面形成有向所述气囊3内供给作为水蒸气的加热介质的供给口15a和排出加热介质的排气口15b。此外穿过所述支承筒12内的供给流路16a和排气流路16b与所述供给口15a和排气口15b导通。在本例的情况下，在下夹紧板14l的上表面形成有兼用作加热介质的供给和排气的公共的供排口15，公共的供排流路16与该供排口15导通。但是，也能够分别形成供给口15a和排气口15b以及供给流路16a和排气流路16b。

在本例中，如图5所示意性地示出那样，在供排流路16上经由第1切换阀v1连接有供给加热介质的例如锅炉等加热介质供给源qa和利用真空对加热介质进行排气的例如真空泵等真空装置p。另外，在本例中，在所述供排流路16中，加压介质供给源qb经由第2切换阀v2连接于第1切换阀v1与加热介质供给源qa之间，该加压介质供给源qb在加热介质之后向气囊3内供给由氮气等惰性气体构成的高压的加压介质。

接着，所述硫化工序s包含借助加热介质进行的加热阶段s1和借助真空排出加热介质的真空阶段s3。在本例中，在加热阶段s1与真空阶段s3之间具有借助加压介质进行的加压阶段s2。

如图2所示，在所述加热阶段s1，在合模状态y下，从供给口15a(在本例中是供排口15)向气囊3内供给高温的加热介质而使该气囊3膨胀，由此从内侧对未硫化轮胎a进行加热。

作为加热介质使用旨在释放液化时的潜热的热容较大的高温气体即饱和蒸汽状的水蒸气。作为加热介质的温度(供给时的温度)不特别限制，能够优选使用在轮胎硫化中通常使用的190℃～210℃的范围，尤其是200℃。此外，当超过210℃时，因为需要使压力提高到超过20.02个气压(2028kpa)，因此导致配管设备等耐久性或维护成本的上升。另外，当低于180℃时，轮胎的升温速度变慢而导致硫化时间延长。此外，在加热阶段s1，为了使加热介质在气囊内扩散而实现均匀化，为了促进橡胶流动，以及为了改善凸出物的切除等，能够在途中变更加热介质的压力，在这种情况下，加热介质的温度也随着压力而变化。

另外，加热阶段s1的工序时间t1优选是整个硫化工序s的工序时间t0的3％以上。当工序时间t1低于工序时间t0的3％时，轮胎内腔面侧的内衬层橡胶的硫化不充分而难以保持预定的粘弹性和空气保持性。另外，在胎侧橡胶等的硫化量较少的半生状态下转移到加压阶段s2，因此凸出物异常变长，凸出物在中途被切除的话，导致产生由被切下来的橡胶堵塞凸出物孔等故障的倾向。此外，整个所述硫化工序s的工序时间t0是从合模到开模为止的时间，在硫化最慢的部位(通常情况下是位于下侧的带束端部分)设定为不产生未硫化多孔的时间+富裕率(10％～18％)。

在所述加压阶段s2中，紧接着加热阶段s1，从供给口15a(在本例中是供排口15)向气囊3内供给高温高压的加压介质。由此，将加热状态的未硫化轮胎a强力按压到硫化模具2的内表面而进行加热加压。

加压介质由氮气等惰性气体或者惰性气体与水蒸气的混合气体构成，在比所述高温介质高压例如24个气压下使用。此外加压介质穿过所述供排流路16，被加热到例如150℃左右而进行供给。此外，在加压阶段s2，加压介质在气囊3内成为与加热介质的混合气体而对未硫化轮胎a进行加热加压。加压阶段s2的工序时间t2实质上是从工序时间t0中减去工序时间t1的值。

此外，不进行基于加压介质的加压阶段s2也能够仅利用基于加热介质的加热阶段s1进行硫化成型。在这种情况下，如前所述，优选在中途通过多阶段变更加热介质的压力。此时，加热阶段s1的工序时间t1为所述工序时间t0的100％。

而且，在本发明中，在所述气囊3的内部，预先收纳有具有连续气泡的吸水性的海绵体20。该海绵体20在硫化工序s中吸收加热介质液化而积存于气囊3内的下部的冷凝水d的至少一部分。由此，能够降低冷凝水d的水位，能够减小轮胎的产生冷凝水d的部位即下方侧的胎侧的温度与其它部位的温度之差。

如图3所示，在所述真空阶段s3，当硫化成型后借助真空从所述气囊3排出加热介质而使该气囊3萎缩，并从硫化后的轮胎a0中取出气囊3。此时，在真空阶段s3，海绵体20吸收了的冷凝水d由于所述真空而从海绵体20中被挤出，并与加热介质一起从所述排气口15b(在本例中是供排口15)排出。

在此，对于所述海绵体20，优选具有含有较多与水的亲和性较高的羟基的化学组成。另外，也优选比重较小、水的保持性较高、在200℃附近的耐湿热性、耐药性、难溶性以及挤压弯曲方面的耐久性优良。从这样的观点出发，作为海绵体20能够优选采用作为固形成分含有纤维素的连续气泡的泡沫海绵(所谓的纤维素海绵)。此外，还能够含有例如棉等植物纤维作为增强纤维。

在所述纤维素海绵中，因为具有较多羟基，因此容易与水融合，且利用基于微小气泡的毛细管现象发挥自己吸水性。因此，不进行强制而能够快速吸水。另外，因为是连续气泡，因此基本上能够向所有的气泡中引入水分，而能够提高吸水量。此外，在海绵体20中，优选比重是0.10g/cc以下，若超过该比重则空隙率过小，导致吸水速度和吸水量的大幅度降低。

另外，对于海绵体20，也需要所吸收的水的保持性优良。因此在本例中使用能够吸收并保持海绵体20的质量的10倍以上的重量的水的海绵。为了获得这样的保持性，在所述纤维素海绵中，适当地采用气泡的平均孔径在0.7mm～2.2mm(微粒～中粒)的范围的海绵。这样，通过亲和性和平均孔径的最佳化能够提高水的保持性。

使海绵体20吸水后静置10分钟，测定除去了漏液部分的重量g1，并根据与吸水前的海绵体20的重量g2之差，如下述公式(1)那样示出所述水的保持性。

(g1-g2)/g2——(1)

如果是聚氨酯海绵等，即使在采用了上述的平均孔径的情况下，通过静置而使所吸收的水因自重流出，也不能获得上述的水的保持性。

另外，为了减小冷凝水d的水位，海绵体20的总体积va优选是加热阶段s1的气囊3的内部容积vb的1％～60％。所述总体积va是在大气中放置的自然状态下的总体积。在总体积va不足1％的情况下，难以充分减小冷凝水d的水位。相反若超过60％，则妨碍未硫化轮胎a的放入作业。从这样的观点出发，还优选所述总体积va的下限是2％以上，上限是40％以下。此外，在乘用车用轮胎的情况下，例如相对于34.5升的气囊内部容积vb产生约2.0升的冷凝水。

以上，对本发明的特别优选的实施方式进行了详细说明，但本发明不限于图示的实施方式，能够变形成各种方式进行实施。

实施例

为了确认本发明的效果，使用具有收纳了吸水性的海绵体的气囊的硫化装置1(图1所示)，根据表1的规格使压板温度、加热阶段的工序时间、是否有海绵体以及海绵体的总体积va变化来对充气轮胎(195/65r15)进行硫化成型。而且测定硫化工序中的轮胎上方侧的带束端位置上的最高温度tu、轮胎下方侧的带束端位置上的最高温度tl以及其温差δt并相互进行比较。另外测定硫化后的各轮胎的滚动阻力并相互进行比较。此外整个硫化工序s的工序时间t0被调整成硫化最慢的轮胎下方侧的带束端位置上的最高温度tl进入170℃～180℃的范围。

作为海绵体使用了东部精密化学(東レファインケミカル)(株)制的sf107-1。比重是0.04g/cc、水的保持性是海绵体的质量的20倍～30倍。作为海绵体，在实施例1、2、3、4、6中分别使用直径6cm×高度3cm的圆柱体，在实施例5中，使用了纵向10cm×横向10cm×高度10cm的立方体。另外，加热阶段s1中的气囊的内部容积vb是34.5升。

使用滚动阻力试验机在内压为200kpa、纵向载荷为4.5kn、速度为80km/h的条件下测定行驶时的滚动阻力，并用以比较例1为100的指数评价滚动阻力。数值越大，滚动阻力性能越优良。

(表1)

在如表所述的实施例中，能够确认，能够将温差δt抑制在2.0℃以下，由此能够抑制硫化偏差、硫化不足以及过硫化。另外，温度均匀化，因此能够缩短硫化时间，能够确保作为胎面耐久性的制约的最高温度180°以下并兼顾滚动阻力性与生产性。