硫化用胶囊、硫化装置和硫化方法与流程

本发明涉及将未硫化轮胎按压在硫化模具上进行硫化成型的硫化用胶囊、硫化装置和硫化方法。

背景技术

以往，已知有使用硫化用胶囊对未硫化轮胎进行硫化成型的硫化装置。在这种硫化装置中，例如向硫化用胶囊内供给加热流体，使该硫化用胶囊膨胀。

对于这样的加热流体，从成本和热传递性能的方面出发，例如使用蒸气。但是，存在下述问题，在隔着硫化用胶囊对未硫化轮胎施加热时，蒸气冷凝变成冷凝水(drain)而滞留在硫化用胶囊内的下方。

该冷凝水使未硫化轮胎的与硫化用胶囊中的冷凝水接触的部位的温度与其他部分的温度相比有所降低，因而可能由于硫化不均而使轮胎的物性和性能产生不均衡。另外，这样的温度降低使轮胎的硫化时间延长，因而也成为生产率劣化的主要原因。

例如，在下述专利文献1中提出了使蒸气扩散并依次供给到整个硫化用胶囊内的硫化装置。在专利文献1的轮胎硫化装置中，即使冷凝水滞留在硫化用胶囊内，通过依次供给的蒸气，也可使冷凝水的温度升高，缓和未硫化轮胎的温度差。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-110970号公报

技术实现要素：

发明所要解决的课题

但是，在专利文献1的轮胎硫化装置中，尽管使冷凝水的温度升高，但未硫化轮胎的与胶囊中的冷凝水接触的部位的温度与其他部分的温度相比仍然有所降低。因此，为了消除由于硫化不均而使轮胎的物性和性能产生的不均衡，希望对硫化用胶囊进行进一步的改善。

本发明是鉴于以上的现状而提出的，其主要目的在于提供硫化用胶囊、硫化装置和硫化方法，该硫化用胶囊基于在硫化用胶囊的下方部分形成薄壁部，而能够高效地提高冷凝水滞留部位的温度、抑制硫化不均。

用于解决课题的手段

本发明的硫化用胶囊通过在未硫化轮胎的内腔内膨胀而将该未硫化轮胎按压在位于其外侧的硫化模具上进行硫化成型，其特征在于，该硫化用胶囊具有与上述未硫化轮胎的内周面抵接的第1胶囊、以及配置在上述第1胶囊的内侧的第2胶囊，上述第2胶囊包含在上述第1胶囊内膨胀后位于上方的上方部分和位于下方的下方部分，上述下方部分的至少一部分由厚度小的薄壁部形成。

在本发明的硫化用胶囊中，上述上方部分优选具有大致一定的厚度，上述上方部分的厚度与上述薄壁部的厚度之差优选为1mm以上。

在本发明的硫化用胶囊中，上述薄壁部的厚度优选为1mm以上。

在本发明的硫化用胶囊中，上述第1胶囊优选具有大致一定的厚度。

在本发明的硫化用胶囊中，上述薄壁部的表面积优选为上述下方部分的表面积的20％～60％。

本发明优选涉及一种硫化装置，其包含上述的硫化用胶囊、上述硫化模具、以及向上述硫化用胶囊内供给加热流体的供给单元。

本发明涉及使用上述的硫化用胶囊对上述未硫化轮胎进行硫化的方法，优选该方法包括下述工序：在上述未硫化轮胎的内腔内使上述第1胶囊膨胀的第1膨胀工序、在上述第1膨胀工序后将上述硫化模具关闭的关闭工序、以及在上述关闭工序后使上述第2胶囊膨胀的第2膨胀工序。

在本发明的轮胎硫化方法中，优选上述第1膨胀工序包括向上述第1胶囊内供给第1流体的第1供给工序，上述第2膨胀工序包括排出上述第1胶囊内的上述第1流体的第1排出工序。

在本发明的轮胎硫化方法中，优选上述第2膨胀工序包括向上述第2胶囊内供给第2流体的第2供给工序、以及在上述第2供给工序后向上述第2胶囊内供给第3流体的第3供给工序。

在本发明的轮胎硫化方法中，优选在上述第2膨胀工序中使上述第2胶囊与上述第1胶囊的内周面抵接，将上述未硫化轮胎按压在上述硫化模具上。

发明效果

在本发明的硫化用胶囊中，具有与未硫化轮胎的内周面抵接的第1胶囊、以及配置在上述第1胶囊的内侧的第2胶囊。在这样的硫化用胶囊中，通过使第1胶囊膨胀，能够提高未硫化轮胎相对于硫化模具的定位精度，能够改善轮胎的均匀性。

在本发明的硫化用胶囊中，第2胶囊包含在第1胶囊内膨胀后位于上方的上方部分和位于下方的下方部分，上述下方部分的至少一部分由厚度小的薄壁部形成。这样的第2胶囊中，由于薄壁部的热传递性能优异，因而能够使与下方部分相接的未硫化轮胎的温度高效地升高。因此，即使在硫化用胶囊中冷凝水滞留在第2胶囊的下方部分，也能够抑制未硫化轮胎的硫化不均。

附图说明

图1是示出本发明的轮胎硫化装置的一个实施方式的截面图。

图2是示出本发明的轮胎硫化方法的一个实施方式的流程图。

图3是第1膨胀工序的流程图。

图4是示出第1膨胀工序的截面图。

图5是示出关闭工序的截面图。

图6是第2膨胀工序的流程图。

图7是示出第2膨胀工序的截面图。

具体实施方式

以下基于附图对本发明的一个实施方式进行说明。

图1是本实施方式的硫化装置1的截面图。如图1所示，本实施方式的硫化装置1包括：位于未硫化轮胎t的外侧的硫化模具2、将未硫化轮胎t按压在硫化模具2上来进行硫化成型的硫化用胶囊3、向硫化用胶囊3内供给加热流体g的供给单元4、以及排出硫化用胶囊3内的加热流体g的排出单元5。本实施方式的排出单元5设置在供给单元4内。

硫化模具2例如包含位于未硫化轮胎t上方的上模2a、位于下方的下模2b、以及位于外方的外模2c。硫化模具2能够在上模2a、下模2b和外模2c分开的打开状态(如图4所示)和图1所示的靠近的关闭状态下操作。在硫化模具2打开状态下搬入未硫化轮胎t，并且搬出硫化后的轮胎。另外，在硫化模具2关闭状态下使未硫化轮胎t进行硫化成型。

在使未硫化轮胎t硫化成型时，硫化用胶囊3在未硫化轮胎t的内腔内膨胀，从而将未硫化轮胎t按压在硫化模具2上。本实施方式的硫化用胶囊3具有与未硫化轮胎t的内周面抵接的第1胶囊6、以及配置在第1胶囊6的内侧的第2胶囊7。

第1胶囊6优选具有大致一定的厚度。此处，“大致一定的厚度”中容许制造误差等偏差，包含平均厚度的±5％的范围。这样的第1胶囊6在固定至硫化模具2时上下方向是对称的，因而能够提高硫化用胶囊3相对于未硫化轮胎t的定位精度和未硫化轮胎t相对于硫化模具2的定位精度。

第1胶囊6例如具有一侧的第1胎圈部6a和另一侧的第2胎圈部6b。在本实施方式中，第1胎圈部6a部被固定在上模2a侧，第2胎圈部6b被固定在下模2b侧。第1胶囊6优选利用加热流体g的第1流体g1进行膨胀。即，加热流体g的第1流体g1优选被供给到在第1胶囊6与第2胶囊7之间形成的空间p中。

本实施方式的第2胶囊7包含上方部分7a和下方部分7b，在被固定于硫化模具2中且在第1胶囊6内膨胀后，与轮胎赤道c相比，上方部分7a位于上方，下方部分7b位于下方。

上方部分7a优选具有大致一定的厚度t1。另一方面，下方部分7b的至少一部分优选由厚度小的薄壁部8形成。这样的薄壁部8容易将第2胶囊7内的加热流体g的热传递到外部，热传递性能优异。因此，第2胶囊7能够使与下方部分7b相接的未硫化轮胎t的温度高效地升高。

上方部分7a的厚度t1与薄壁部8的厚度t2之差优选为1mm以上。该差小于1mm时，上方部分7a与薄壁部8的热传递性能之差小，在未硫化轮胎t产生温度差，可能会发生未硫化轮胎t的硫化不均。

薄壁部8的厚度t2优选为1mm以上。薄壁部8的厚度t2小于1mm时，第2胶囊7的耐久性降低，第2胶囊7可能在早期发生破损。

薄壁部8的表面积优选为下方部分7b的表面积的20％～60％。薄壁部8的表面积小于下方部分7b的表面积的20％时，冷凝水d滞留的下方部分7b的温度不容易升高，可能会发生未硫化轮胎t的温度不均。薄壁部8的表面积大于下方部分7b的表面积的60％时，第2胶囊7的耐久性降低，第2胶囊7可能在早期发生破损。

本实施方式的第2胶囊7为一侧连续的袋状，并且具有另一侧的第3胎圈部7a。在本实施方式中，第3胎圈部7a固定于下模2b侧。如下文详述，第2胶囊7优选利用加热流体g的第2流体g2以及与第2流体g2不同的第3流体g3进行膨胀。即，本实施方式的加热流体g包含第1流体g1、第2流体g2和第3流体g3。

这样的硫化用胶囊3中，通过使第1胶囊6膨胀，能够提高未硫化轮胎t相对于硫化模具2的定位精度，能够改善轮胎的均匀性。另外，通过使第2胶囊7膨胀，能够隔着第1胶囊6将未硫化轮胎t按压在硫化模具2上，能够调整轮胎的形状。

本实施方式的供给单元4包含供给第1流体g1的第1供给单元4a、供给第2流体g2的第2供给单元4b、以及供给第3流体g3的第3供给单元4c。

第1供给单元4a优选包含用于供给第1流体g1的2个以上的第1供给口4a。第1供给口4a例如配置在第2胎圈部6b与第3胎圈部7a之间。另外，第1胶囊6内的第1流体g1优选从第1供给口4a排出。

此处，使第1胶囊6膨胀的第1流体g1例如为从气体供给源(省略图示)供给到第1供给单元4a的氮n。氮n优选在第1供给单元4a内利用加热器(省略图示)进行加热。这样的氮n可使第1胶囊6稳定地膨胀。

第2供给单元4b优选包含用于供给第2流体g2的2个以上的第2供给口4b。第2供给口4b例如配置在第3胎圈部7a的内侧。另外，第2胶囊7内的第2流体g2优选从第2供给口4b排出。

此处，使第2胶囊7膨胀的第2流体g2例如为从蒸气供给源(省略图示)供给到第2供给单元4b的蒸气s。这样的蒸气s的热传递性能优异，能够低成本地施加使第2胶囊7的温度升高所需要的热量。

另一方面，蒸气s通过将热量传递到第2胶囊7中而发生冷凝，可导致冷凝水d的滞留。在本实施方式的第2胶囊7中，即使在有冷凝水d滞留的情况下，由于冷凝水d的滞留部位由薄壁部8形成，因而也能够抑制与冷凝水d相伴的未硫化轮胎t的温度降低，能够使轮胎的物性和性能均匀。

第3供给单元4c优选包含用于供给第3流体g3的2个以上的第3供给口4c。第3供给口4c例如与第2供给口4b相邻地配置在第3胎圈部7a的内侧。另外，第2胶囊7内的第3流体g3优选从第3供给口4c排出。

此处，使第2胶囊7膨胀的第3流体g3例如为加热氮n或热水w。在本实施方式中，第3流体g3为从气体供给源(省略图示)供给的氮n。氮n例如在第3供给单元4c内利用加热器(省略图示)进行加热。

在第2胶囊7中，由于薄壁部8的热传递性能优异，因而能够使与下方部分7b相接的未硫化轮胎t的温度高效地升高。因此，在硫化用胶囊3中，即使在第2胶囊7的下方部分7b有冷凝水d滞留，也能够抑制未硫化轮胎t的硫化不均。

本实施方式的排出单元5包含设置于供给单元4内的排出阀(省略图示)。在排出单元5中，例如在基于供给单元4的加热流体g的供给停止后，打开排出阀，从而将硫化用胶囊3内的加热流体g排出。本实施方式的排出阀包含分别设置于第1供给单元4a、第2供给单元4b和第3供给单元4c的第1排出阀、第2排出阀和第3排出阀。

接着，参照图1对利用上述硫化装置1对未硫化轮胎t进行硫化成型的硫化方法进行说明。该硫化方法为用于使用硫化用胶囊3将未硫化轮胎t按压在硫化模具2上进行硫化的方法，所述硫化用胶囊3具有与未硫化轮胎t的内周面抵接的第1胶囊6、以及配置在第1胶囊6的内侧的第2胶囊7。

图2中示出了本实施方式的硫化方法的流程图。如图2所示，在本实施方式的硫化方法中，首先进行准备工序s1，将用于硫化成型的未硫化轮胎t配置在硫化模具2中。在准备工序s1中，在硫化模具2打开的状态下，将未硫化轮胎t搬入到下模2b上。需要说明的是，硫化模具2优选被加热到160℃～200℃的程度。

在本实施方式的硫化方法中，在准备工序s1之后进行第1膨胀工序s2，使第1胶囊6在未硫化轮胎t的内腔内膨胀。这样的第1膨胀工序s2能够提高未硫化轮胎t相对于硫化模具2的定位精度，能够改善轮胎的均匀性。

图3中示出了第1膨胀工序s2的流程图。如图3所示，本实施方式的第1膨胀工序s2包含向第1胶囊6内供给第1流体g1的第1供给工序s21。在第1供给工序s21中，例如使用加热氮n作为供给到第1胶囊6中的第1流体g1。第1供给工序s21优选供给第1流体g1以使第1胶囊6的内压达到30kpa～70kpa。

图4是示出第1膨胀工序s2的截面图。如图4所示，在本实施方式的第1膨胀工序s2中，在硫化模具2打开的状态下，使第1胶囊6膨胀。在第1膨胀工序s2中，由于使第1胶囊6以较小的内压膨胀，因而在硫化模具2成为关闭状态之前，能够精度良好地维持未硫化轮胎t相对于硫化模具2的位置。

如图2所示，在本实施方式的硫化方法中，在第1膨胀工序s2之后进行将硫化模具2关闭的关闭工序s3。利用这样的关闭工序s3能够使硫化模具2成为关闭状态，能够对未硫化轮胎t进行硫化成型。

图5是示出关闭工序s3的截面图。如图5所示，本实施方式的关闭工序s3中，移动硫化模具2，以使打开状态的硫化模具2的上模2a和外模2c与搬入有未硫化轮胎t的下模2b成为在上下方向上接近的状态。在此时的关闭工序s3中，可以移动上模2a和外模2c，也可以移动下模2b。另外，关闭工序s3中也可以移动上模2a和外模2c与下模2b这两者。

在关闭工序s3中，优选之后移动外模2c，以使外模2c与上模2a和下模2b成为在水平方向上接近的状态，从而成为图1所示的硫化模具2的关闭状态。

如图2所示，在本实施方式的硫化方法中，在关闭工序s3之后进行使第2胶囊7膨胀的第2膨胀工序s4。第2膨胀工序s4中，优选使第2胶囊7与第1胶囊6的内周面抵接，隔着第1胶囊6将未硫化轮胎t按压在硫化模具2上。这样的第2膨胀工序s4能够调整轮胎的形状。

图6中示出了第2膨胀工序s4的流程图。如图6所示，本实施方式的第2膨胀工序s4包含向第2胶囊7内供给第2流体g2的第2供给工序s41。在第2供给工序s41，例如使用蒸气s作为供给到第2胶囊7中的第2流体g2。第2供给工序s41优选供给第2流体g2以使第2胶囊7的内压达到1300kpa～1700kpa。

在这样的第2供给工序s41中，第2胶囊7能够隔着第1胶囊6将未硫化轮胎t按压在硫化模具2上，因而能够改善轮胎的均匀性。另外，第2供给工序s41中使用的蒸气s的热传递性能优异，能够低成本地施加使第2胶囊7的温度升高所需要的热量。

本实施方式的第2膨胀工序s4包含排出第1胶囊6内的第1流体g1的第1排出工序s42。第1排出工序s42优选与第2供给工序s41同时进行。例如通过停止第1供给工序s21、并将设置于第1供给单元4a内的第1排出阀(省略图示)打开来进行第1排出工序s42。这样的第1排出工序s42能够利用第2胶囊7的压力将第1胶囊6内的第1流体g1顺畅地排出。

本实施方式的第2膨胀工序s4包含向第2胶囊7内供给第3流体g3的第3供给工序s43。第3供给工序s43优选在第2供给工序s41和第1排出工序s42之后进行。在第3供给工序s43中，例如使用加热氮n作为供给到第2胶囊7中的第3流体g3。第3供给工序s43中优选供给优选第3流体g3以使第2胶囊7的内压达到1300kpa～1700kpa。

第3供给工序s43优选在利用第2供给工序s41将未硫化轮胎t硫化规定时间后停止第2供给工序s41来进行。第3供给工序s43可以在将第2胶囊7内的第2流体g2排出到外部之后进行，也可以一边将第2流体g2排出到外部一边进行第3供给工序s43。

图7是示出第2膨胀工序s4的截面图。如图7所示，在本实施方式的第2膨胀工序s4中，在硫化模具2关闭的状态下，使第2胶囊7膨胀。在第2膨胀工序s4中，第2胶囊7隔着第1胶囊6将未硫化轮胎t按压在硫化模具2上，因而能够调整轮胎的形状。

在第2膨胀工序s4中，隔着第1胶囊6和第2胶囊7由加热后的第2流体g2向未硫化轮胎t供给热。在第2膨胀工序s4中，由于第2胶囊7的冷凝水d滞留部分为热传递性能优异的薄壁部8，因而能够使轮胎的物性和性能均匀。

如图2所示，在本实施方式的硫化方法中，在第2膨胀工序s4之后进行排出硫化用胶囊3内的加热流体g的排出工序s5。通过将设置于供给单元4的全部排出阀打开来进行本实施方式的排出工序s5。排出工序s5也可以进一步利用公知的吸引单元将硫化用胶囊3内的加热流体g强制地排出。

在本实施方式的硫化方法中，在排出工序s5之后进行将硫化后的轮胎从硫化模具2中取出的取出工序s6。在取出工序s6中，使硫化模具2成为打开状态，搬出硫化后的轮胎。

以上详细说明了本发明特别优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，也可以变形为各种方式来实施。

例如，在上述的实施方式中，示例出了在第1胶囊6的内侧配置1个第2胶囊7的方式，但硫化用胶囊3也可以在第1胶囊6的内侧配置2个以上的第2胶囊7。这种情况下，2个以上的第2胶囊7可以为沿上下方向分开的方式，也可以为沿周向分开的方式。这种情况下，也优选第2胶囊7的冷凝水滞留部位包含薄壁部8。

实施例

利用使用了图1所示的硫化用胶囊的实施例1～3的轮胎硫化方法分别将100条尺寸为205/60r16的未硫化轮胎硫化成型，该硫化用胶囊由第1胶囊和具有薄壁部的第2胶囊构成。另外，利用使用了不具有第2胶囊的硫化用胶囊的比较例1～3以及使用了第2胶囊不具有薄壁部的硫化用胶囊的比较例4的轮胎硫化方法分别将100条相同尺寸的未硫化轮胎硫化成型。求出将这些未硫化轮胎硫化成型时的硫化时间、锥度和滚动阻力。

<硫化时间>

测定将各未硫化轮胎硫化成型时轮胎的温度变化。轮胎的温度在图1的轮胎的t1点处测定。由此时的温度变化计算出t1点的等价硫化量(ecu)，求出至ecu达到20为止的硫化时间。关于结果，求出各轮胎100条的平均值，以将比较例1设为100的指数来表示。数值越小，硫化时间越短，表示缩短时间的效果越好。

<锥度>

使用轮胎均匀性试验机，测定硫化成型后的各轮胎的侧向力变化(lfv)。侧向力变化与锥度的大小相当。关于结果，求出各轮胎100条的平均值，以将比较例1设为100的指数来表示。数值越小，锥度越小，表示直行稳定性能越好。

<滚动阻力>

使用滚动阻力试验机测定硫化成型后的各轮胎的滚动阻力。关于结果，求出各轮胎100条的平均值，以将比较例1设为100的指数来表示。数值越小，滚动阻力越小，表示低油耗性能越好。

将检测结果列于表1。

【表1】

*1实施例3中，在将100条轮胎硫化成型前内侧胶囊破损，需要更换。

由表1可以看出，与比较例1相比，确认到了实施例在维持同等的锥度和滚动阻力的同时缩短了硫化所需的时间。

符号说明

2硫化模具

3硫化用胶囊

6第1胶囊

7第2胶囊

7a上方部分

7b下方部分

8薄壁部

t未硫化轮胎