JP4804886B2 - タイヤ用ブラダー及びタイヤ製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、タイヤの加硫・成形工程に用いられるブラダーに関する。

空気入りタイヤの加硫・成形工程に、ブラダーが収容されたモールドが用いられている。加硫・成形工程では、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。次に、ガスの充填によりブラダーが膨張する。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る。次に、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、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。

ブラダーは、膨張及び収縮を繰り返すことに適した材料からかる。具体的には、ブラダーは、架橋ゴムからなる。ブラダーの硬度（ＪＩＳ−Ａ）は、ほぼ６５である。ブラダーは、概して軟質である。高品質なタイヤを得るためのブラダーが、特開平５−１３１４５４号公報及び特開２００５−４１１７０公報に開示されている。

グリーンタイヤは、複数種のゴムシートが円筒状に予備成形されることで得られる。ゴムシートとして、インナーライナープライ、カーカスプライ、ベルトプライ、トレッドシート等が用いられている。

予備成形工程において、インナーライナープライは、その両端がオーバーラップするように、予備成形機に巻き付けられる。グリーンタイヤのインナーライナープライでは、オーバーラップ部分の厚みは、他の部分の厚みの約２倍である。オーバーラップ部分と他の部分との間には、段差が生じる。このオーバーラップ部分は、加硫・成形工程において、ブラダーによって押しつぶされる。押しつぶしにより、均一な厚みのインナーライナープライが得られる。
特開平５−１３１４５４号公報 特開２００５−４１１７０公報

前述の通り、ブラダーは軟質なので、膨張のとき、インナーライナープライの段差に沿うことがある。ブラダーが段差に沿うと、オーバーラップ部分の十分な押しつぶしが達成されない。ブラダーが段差に沿うことにより、タイヤのインナーライナープライにおいて厚みの不均一が招来される。

カーカスプライ及びベルトプライも、グリーンタイヤの段階でオーバーラップ部分を備えている。このオーバーラップ部分の押しつぶしが不十分であると、タイヤにおいて厚みの不均一が招来される。

厚みが不均一なタイヤでは、厚肉部分が他の部分よりも突出することがある。この現象は、「バルジ」と称されている。厚みが不均一なタイヤに内圧が負荷されると、厚肉部分の膨張が抑制され、他の部分よりも凹むことがある。この現象は、「デント」と称されている。バルジ及びデントは、タイヤの外観を阻害する。

本発明の目的は、高品質なタイヤが得られるブラダーの提供にある。

本発明に係るタイヤ用ブラダーは、高硬度部を備える。この高硬度部の硬度は、７０以上８０以下である。

好ましくは、このブラダーは、高硬度部よりも硬度が低い低硬度部をさらに備える。この高硬度部は、タイヤ用プライのジョイント部に相当する位置に存在する。好ましくは、ジョイント部におけるプライのオーバーラップ幅に対する、このジョイント部に相当する位置に存在する高硬度部の幅の比率は、１００％以上３００％以下である。好ましくは、高硬度部の硬度と低硬度部の硬度との差は、５以上である。

本発明に係るタイヤ製造方法は、
（１）高硬度部を備えておりこの高硬度部の硬度が７０以上８０以下であるブラダーが収 容されたモールドに、グリーンタイヤが投入される工程、
（２）このブラダーが膨張する工程
及び
（３）このモールドのキャビティ面とブラダーとの間においてグリーンタイヤが加圧及び加熱され、グリーンタイヤのジョイント部が高硬度部によって押圧される工程
を含む。

本発明に係るブラダーでは、高硬度部がジョイント部を押しつぶす。このブラダーが用いられることにより、品質に優れたタイヤが得られる。

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。

図１は、本発明の一実施形態に係るブラダー２が示された断面図である。この図１には、軸を含む平面に沿った断面が示されている。このブラダー２は、ゴム組成物が架橋されることによって得られる。このブラダー２は、本体４と一対のクランプ６とを備えている。本体４は、筒状である。クランプ６は、リング状である。クランプ６は、本体４の上端及び下端に位置している。

図２は、図１のブラダー２の本体４が示された、軸に垂直な平面に沿った断面図である。この本体４は、高硬度部８と低硬度部１０とからなる。高硬度部８と低硬度部１０とは、周方向において隣接している。高硬度部８は、本体４の上端から下端にまで延在している。低硬度部１０も、本体４の上端から下端にまで延在している。この図２において両矢印Ｗ１で示されているのは、高硬度部８の幅である。図１から明らかなように、クランプ６は、低硬度部１０と同等の材料からなる。

このブラダー２は、モールドに収容されて用いられる。このブラダー２が用いられたタイヤ製造方法では、まず、モールドが開いておりブラダー２が収縮している状態で、予備成形によって得られたグリーンタイヤがモールドに投入される。次に、内部にガスが充填されることにより、ブラダー２が膨張する。ブラダー２の膨張に伴って、グリーンタイヤが変形する。次に、モールドが締められる。次に、ブラダー２の内圧が上昇する。グリーンタイヤはブラダー２によってモールドのキャビティ面に押しつけられ、加圧される。加圧と共に、グリーンタイヤは加熱される。加圧と加熱とにより、ゴム組成物がキャビティ面に沿って流動する。さらなる加熱によってゴムが架橋反応を起こし、タイヤが得られる。

図３は、図２のブラダー２の本体４がグリーンタイヤのインナーライナープライ１２と共に示された模式図である。この図３では、本体４とインナーライナープライ２との位置関係が、模式的に示されている。インナーライナープライ１２は、ジョイント部１４を備えている。ジョイント部１４では、インナーライナープライ１２の一端と他端とがオーバーラップしている。この図３においてＷ２で示されているのは、ジョイント部１４のオーバーラップ幅である。オーバーラップにより、インナーライナープライ１２に段差が生じている。

図３から明らかなように、高硬度部８はジョイント部１４に相当する位置に存在している。ブラダー２が膨張することにより、高硬度部８はジョイント部１４を押圧する。高硬度部８は段差に沿いにくいので、この高硬度部８によってジョイント部１４が十分に押しつぶされる。押しつぶしにより、ジョイント部１４の厚みが他の部分の厚みに近づく。このブラダー２により、均質性に優れたタイヤが得られる。

高硬度部８の硬度Ｈ１は、７０以上８０以下である。硬度Ｈ１が７０以上に設定されることにより、ジョイント部１４が十分に押しつぶされる。この観点から、硬度Ｈ１は７２以上がより好ましく、７４以上が特に好ましい。硬度Ｈ１が８０以下であるブラダー２は、耐久性に優れる。耐久性の観点から、硬度Ｈ１は７８以下がより好ましく、７６以下が特に好ましい。本発明において硬度は、タイプＡデュロメータにより、「ＪＩＳ Ｋ６２５３」の規定に準拠して測定される。

低硬度部１０の硬度Ｈ２は、６８以下である。この低硬度部１０は、ブラダー２の耐久性に寄与する。この観点から、硬度Ｈ２は６６以下がより好ましく、６５以下が特に好ましい。硬度Ｈ２は、６２以上が好ましい。

高硬度部８及び低硬度部１０の長所の両立の観点から、高硬度部８の硬度Ｈ１と低硬度部１０の硬度Ｈ２との差（Ｈ１−Ｈ２）は５以上が好ましく、７以上がより好ましい。差（Ｈ１−Ｈ２）は、１５以下が好ましい。

高硬度部８と低硬度部１０との硬度差は、
（１）低硬度部の基材ポリマーとは異なる基材ポリマーが高硬度部に用いられること
（２）高硬度部に多くの架橋剤（例えば硫黄）が配合されること
（３）高硬度部に多くの加硫促進剤が配合されること
（４）高硬度部に多くの補強剤（例えばカーボンブラック）が配合されること
等により達成されうる。

ジョイント部１４が十分に押しつぶされるとの観点から、オーバーラップ幅Ｗ２に対する高硬度部８の幅Ｗ１の比率は１００％以上が好ましく、１５０％以上がより好ましい。ブラダー２の耐久性の観点から、幅Ｗ２に対する幅Ｗ１の比率は３００％以下が好ましく、２５０％以下がより好ましい。

グリーンタイヤでは、カーカスプライのジョイント部において、一端が他端とオーバーラップしている。グリーンタイヤではまた、ベルトプライのジョイント部において、一端が他端とオーバーラップすることがある。これらのジョイント部に相当する位置に、高硬度部８が配置されてもよい。高硬度部８により、これらのジョイント部が十分に押しつぶされる。ジョイント部１４の押しつぶしにより、均質性に優れたタイヤが得られる。

グリーンタイヤでは、トレッドシートのジョイント部において、その一端が他端と突き合わされている。グリーンタイヤでは、サイドウォールシートのジョイント部においても、その一端が他端と突き合わされている。これらジョイト部に相当する位置に、高硬度部８が配置されてもよい。高硬度部８により、ジョント部が十分に加圧される。十分な加圧は、一端と他端との接合強度に寄与する。

図４は、本発明の他の実施形態に係るブラダー１６が示された、軸と垂直な平面に沿った断面図である。この図４には、ブラダー１６の本体１８が示されている。図示されていないが、このブラダー１６は、図１に示されたブラダー２と同様のクランプを備えている。

この本体１８は、３つの高硬度部２０と３つの低硬度部２２とを備えている。これら高硬度部２０と低硬度部２２とは、周方向において交互に配置されている。これら高硬度部２０は、等間隔に位置している。具体的には、高硬度部２０は、中心角で１２０°毎に配置されている。高硬度部２０は、本体１８の上端から下端にまで延在している。低硬度部２２も、本体１８の上端から下端にまで延在している。高硬度部２０の材質は、図１に示されたブラダー２の高硬度部８と同等である。低硬度部２２の材質は、図１に示されたブラダー２の低硬度部１０と同等である。

図５は、図４のブラダー１６の本体１８がグリーンタイヤ２４と共に示された模式図である。この図５では、本体１８、インナーライナープライ１２、カーカスプライ２６及びベルトプライ２８の位置関係が、模式的に示されている。インナーライナープライ１２は、ジョイント部１４を備えている。このジョイント部１４では、インナーライナープライ１２の一端と他端とがオーバーラップしている。オーバーラップにより、インナーライナープライ１２に段差が生じている。カーカスプライ２６は、ジョイント部３０を備えている。このジョイント部３０では、カーカスプライ２６の一端と他端とがオーバーラップしている。オーバーラップにより、カーカスプライ２６に段差が生じている。ベルトプライ２８は、ジョイント部３２を備えている。このジョイント部３２では、ベルトプライ２８の一端と他端とがオーバーラップしている。オーバーラップにより、ベルトプライ２８に段差が生じている。

図５から明らかなように、第一高硬度部２０ａは、インナーライナープライ１２のジョイント部１４に相当する位置に存在している。ブラダー１６が膨張することにより、第一高硬度部２０ａはインナーライナープライ１２のジョイント部１４を押圧する。第一高硬度部２０ａは段差に沿いにくいので、この第一高硬度部２０ａによってジョイント部１４が十分に押しつぶされる。第二高硬度部２０ｂは、カーカスプライ２６のジョイント部３０に相当する位置に存在している。ブラダー１６が膨張することにより、第二高硬度部２０ｂは、インナーライナープライ１２を介してカーカスプライ２６のジョイント部３０を押圧する。この第二高硬度部２０ｂによってジョイント部３０が十分に押しつぶされる。第三高硬度部２０ｃは、ベルトプライ２８のジョイント部３２に相当する位置に存在している。ブラダー１６が膨張することにより、第三高硬度部２０ｃは、インナーライナープライ１２及びカーカスプライ２６を介してベルトプライ２８のジョイント部３２を押圧する。この第三高硬度部２０ｃによってジョイント部が十分に押しつぶされる。このブラダー１６により、均質性に優れたタイヤが得られる。

このブラダー１６でも、ジョイント部１４、３０、３２のオーバーラップ幅に対する高硬度部２０の幅の比率は１００％以上が好ましく、１５０％以上がより好ましい。ジョイント部１４、３０、３２のオーバーラップ幅に対する高硬度部２０の幅の比率は３００％以下が好ましく、２５０％以下がより好ましい。

図６は、本発明のさらに他の実施形態に係るブラダー３４が示された、軸と垂直な平面に沿った断面図である。この図６には、ブラダー３４の本体３６が示されている。図示されていないが、このブラダーは、図１に示されたブラダー２と同様のクランプ６を備えている。この本体３６は、高硬度部３８のみからなる。高硬度部３８の材質は、図１に示されたブラダー２の高硬度部８と同等である。

このブラダー３４が膨張することにより、本体３６はジョイント部を押圧する。本体は高硬度部３８のみからなるので、ジョイント部は十分に押しつぶされる。このブラダー３４により、均質性に優れたタイヤが得られる。

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。

［実験１］
［実施例１］
ゴム組成物を架橋し、図６に示された形状のブラダーを製作した。このブラダーの本体は、高硬度部のみからなる。この高硬度部の硬度Ｈ１は、７５である。このブラダーを用いてグリーンタイヤを加圧及び加熱し、タイヤを得た。このグリーンタイヤは、インナーライナープライ、カーカスプライ及びベルトプライを備えている。これらプライは、オーバーラップ部分を備えている。このタイヤのサイズは、２０５／５５Ｒ１６である。

［実施例２から５及び比較例１から２］
高硬度部のゴム組成物を変更し、硬度Ｈ１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５及び比較例１から２のブラダーを得た。このブラダーを用いて、タイヤを得た。

［均質性の評価］
タイヤを、「１６×６．５ＪＪ」のリムに装着し、内圧が２００ｋＰａとなるようにタイヤに空気を充填した。このタイヤに４．３３ｋＮの荷重を負荷しつつ、ユニフォミティ測定装置を用いてＲＯＡ、Ｒ１Ｈ、ＲＲＯ及びＲＲＯ１Ｈを測定した。３０本のタイヤについて測定し、その平均値とσとを算出した。この結果が、下記の表１に示されている。

［外観の評価］
タイヤの外観を目視で観察し、バルジ及びデントの程度を格付けした。この結果が下記の表１に示されている。数値の大きいものほど、外観に優れている。

［耐久性の評価］
ブラダーをモールドに組み込み、膨張と収縮とを繰り返させた。破損するまでの膨張回数をカウントした。この結果が、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。

表１に示される通り、実施例のタイヤは均質性及び外観に優れている。この評価結果から、本発明の優位性は明らかである。

［実験２］
［実施例６］
ゴム組成物を架橋し、図２に示された形状のブラダーを製作した。このブラダーの本体は、高硬度部及び低硬度部からなる。高硬度部の硬度Ｈ１は７５であり、低硬度部の硬度Ｈ２は６８である。このブラダーを用いてグリーンタイヤを加圧及び加熱し、タイヤを得た。このグリーンタイヤは、インナーライナープライ、カーカスプライ及びベルトプライを備えている。これらプライは、オーバーラップ部分を備えている。グリーンタイヤの加圧及び加熱では、インナーライナープライのオーバーラップ部分に相当する位置に高硬度部が存在するように、ブラダーをモールドにセットした。インナーライナープライのオーバーラップ幅Ｗ２に対する高硬度部の幅Ｗ１の比率は、２５０％である。このタイヤのサイズは、２０５／５５Ｒ１６である。

［実施例７から８］
高硬度部のゴム組成物を変更し、硬度Ｈ１を下記の表２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７及び８のブラダーを得た。このブラダーを用いて、タイヤを得た。

［実施例９から１１］
高硬度部の幅Ｗ１を変更した他は実施例１と同様にして、実施例９から１１のブラダーを得た。このブラダーを用いて、タイヤを得た。

［実施例１２］
ゴム組成物を架橋し、図４に示された形状のブラダーを製作した。このブラダーの本体は、３つの高硬度部及び３つの低硬度部からなる。高硬度部の硬度Ｈ１は７５であり、低硬度部の硬度Ｈ２は６８である。このブラダーを用いてグリーンタイヤを加圧及び加熱し、タイヤを得た。このグリーンタイヤは、インナーライナープライ、カーカスプライ及びベルトプライを備えている。これらプライは、オーバーラップ部分を備えている。グリーンタイヤの加圧及び加熱では、各オーバーラップ部分に相当する位置に高硬度部が存在するように、ブラダーをモールドにセットした。各プライのオーバーラップ幅に対する高硬度部の幅の比率は、２５０％である。このタイヤのサイズは、２０５／５５Ｒ１６である。

［外観の評価］
タイヤの外観を目視で観察し、バルジ及びデントの程度を格付けした。この結果が下記の表２に示されている。数値の大きいものほど、外観に優れている。

表２に示される通り、実施例のタイヤは均質性及び外観に優れている。この評価結果から、本発明の優位性は明らかである。

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１は、本発明の一実施形態に係るブラダーが示された断面図である。 図２は、図１のブラダーの本体が示された、軸に垂直な平面に沿った断面図である。 図３は、図２のブラダーの本体がグリーンタイヤのインナーライナープライと共に示された模式図である。 図４は、本発明の他の実施形態に係るブラダーが示された、軸と垂直な平面に沿った断面図である。 図５は、図４のブラダーの本体がグリーンタイヤと共に示された模式図である。 図６は、本発明のさらに他の実施形態に係るブラダーが示された、軸と垂直な平面に沿った断面図である。

符号の説明

２、１６、３４・・・ブラダー
４・・・本体
６・・・クランプ
８、２０、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、３８・・・高硬度部
１０、２２・・・低硬度部
１２・・・インナーライナープライ
１４、３０、３２・・・ジョイント部
２４・・・グリーンタイヤ
２６・・・カーカスプライ
２８・・・ベルトプライ
３６・・・本体

Claims (3)

1. 高硬度部及びこの高硬度部よりも硬度が低い低硬度部を備えており、この高硬度部の硬度（ＪＩＳ−Ａ）が７０以上８０以下であり、
   この高硬度部が、タイヤ用プライのジョイント部に相当する位置に存在しており、
   この高硬度部の硬度と低硬度部の硬度との差が、５以上であるタイヤ用ブラダー。
2. 上記ジョイント部におけるプライのオーバーラップ幅に対する、このジョイント部に相当する位置に存在する高硬度部の幅の比率が１００％以上３００％以下である請求項１に記載のブラダー。
3. 高硬度部及びこの高硬度部よりも硬度が低い低硬度部を備えており、この高硬度部の硬度が７０以上８０以下であり、この高硬度部がタイヤ用プライのジョイント部に相当する位置に存在しており、この高硬度部の硬度と低硬度部の硬度との差が５以上であるブラダーが収容されたモールドに、グリーンタイヤが投入される工程、
   このブラダーが膨張する工程
   及び
   このモールドのキャビティ面とブラダーとの間においてグリーンタイヤが加圧及び加熱され、グリーンタイヤのジョイント部が高硬度部によって押圧される工程
   を含むタイヤ製造方法。

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