本發(fā)明涉及具有通過作為水蒸氣的加熱介質(zhì)使氣囊膨脹而從內(nèi)側(cè)對未硫化輪胎進行加熱的加熱階段的輪胎制造方法。

背景技術(shù)：

一般在充氣輪胎的制造方法中，如例如圖6示意性地示出那樣，進行使用硫化裝置對未硫化輪胎a進行硫化成型的硫化工序。圖中的標號a是安裝未硫化輪胎a的硫化模具，標號b是氣囊，標號c是保持所述氣囊b的中心機構(gòu)。

而且，在硫化工序中，在硫化模具a內(nèi)安裝了未硫化輪胎a之后，依次進行如下階段：

加熱階段，向氣囊b內(nèi)供給高溫高壓的加熱介質(zhì)，從內(nèi)側(cè)對未硫化輪胎a進行加熱；

加壓階段，然后，持續(xù)供給由例如氮氣等的惰性氣體或者惰性氣體與水蒸氣的混合氣體組成的高壓的加壓介質(zhì)，并向硫化模具內(nèi)表面強力按壓加熱狀態(tài)的未硫化輪胎a。

但是，在相變化時的潛熱釋放較大的水蒸氣用于加熱介質(zhì)的情況下，進行了熱量交換的水蒸氣在硫化工序中液化，成為冷凝水d而積存于輪胎下方側(cè)的胎側(cè)as的位置。因此，該位置與其它位置的溫差變大，有導致輪胎部位間的硫化偏差、低溫部位的硫化不足或者硫化時間的延長等問題。

此外在下述的專利文獻1中提出了指定用于向氣囊內(nèi)供給高溫高壓介質(zhì)(水蒸氣)的供給口的朝向，在從供給口噴出的高溫高壓介質(zhì)(水蒸氣)的動力下將冷凝水引導到排出口并排出的方案。另外，在專利文獻2中也提出了在固定氣囊的下開口緣的下部夾緊部設(shè)置傾斜部或排水槽而將冷凝水引導到排出口的方案。

但是，不管在哪種方案中，都是利用下次的硫化工序開始時的高溫高壓介質(zhì)(水蒸氣)的噴出力排出在上次的硫化工序中產(chǎn)生的冷凝水，而不是將在硫化工序中產(chǎn)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溫差的產(chǎn)生、以及與該溫差相伴的輪胎部位間的硫化偏差、低溫部位的硫化不足或者硫化時間的延長等。

專利文獻1：日本特開2014-210351號公報

專利文獻2：日本特開2005-262767號公報

技術(shù)實現(xiàn)要素：

因此發(fā)明的目的在于提供一種輪胎制造方法，該方法以在硫化工序中使收納于氣囊內(nèi)的吸水性的海綿體吸收加熱介質(zhì)液狀化而生成的冷凝水的至少一部分為基本，能夠減少冷凝水造成的溫差的產(chǎn)生，并能夠充分地抑制輪胎部位間的硫化偏差、低溫部位的硫化不足或者硫化時間的延長等。

本發(fā)明為一種輪胎制造方法，該方法具有硫化工序，該硫化工序使用硫化裝置對未硫化輪胎進行硫化成型，該硫化裝置具有：配置于所述未硫化輪胎的內(nèi)側(cè)的氣囊，該未硫化輪胎安裝于硫化模具內(nèi)；和中心機構(gòu)，其具有向所述氣囊內(nèi)供給作為水蒸氣的加熱介質(zhì)的供給口和排出所述加熱介質(zhì)的排氣口，其特征在于，所述硫化工序包括：加熱階段，向所述氣囊內(nèi)供給所述加熱介質(zhì)而使該氣囊膨脹，從內(nèi)側(cè)對未硫化輪胎進行加熱；以及真空階段，在硫化成型后，通過真空從所述氣囊排出加熱介質(zhì)而使該氣囊萎縮，從硫化后的輪胎中取出氣囊，并且，在所述氣囊的內(nèi)部收納有具有連續(xù)氣泡的吸水性的海綿體，在所述硫化工序中，所述海綿體吸收所述加熱介質(zhì)隨著潛熱釋放而液化并積存于氣囊內(nèi)的下部的冷凝水的至少一部分，在所述真空階段，通過所述真空將所述海綿體所吸收的冷凝水從海綿體擠出，且與加熱介質(zhì)一起從所述排氣口排出。

在本發(fā)明的輪胎制造方法中，優(yōu)選所述海綿體含有纖維素作為固形成分，且海綿體的比重是0.10g/cc以下。

在本發(fā)明的輪胎制造方法中，優(yōu)選所述海綿體能夠吸收并保持該海綿體的質(zhì)量的10倍以上的重量的水。

在本發(fā)明的輪胎制造方法中，優(yōu)選所述海綿體的總體積是加熱階段中的氣囊的內(nèi)部容積的1～60％。

在本發(fā)明的輪胎制造方法中，優(yōu)選所述加熱階段的工序時間是整個硫化工序的工序時間的3％以上。

在本申請中“真空”是指減壓到比大氣壓低的壓力。

本發(fā)明如所說明的那樣，在氣囊的內(nèi)部預先收納有吸水性的海綿體。因此，在硫化工序時，使所述海綿體吸收加熱介質(zhì)液化而產(chǎn)生的冷凝水的至少一部分，能夠降低其水位。由此，能夠減少冷凝水引起的輪胎的溫差的產(chǎn)生，能夠充分地抑制輪胎部位間的硫化偏差、低溫部位的硫化不足或者硫化時間的延長等。

附圖說明

圖1是示出用于本發(fā)明的輪胎制造方法的硫化裝置的一例的剖視圖。

圖2是示出硫化工序中的加熱階段和加壓階段的剖視圖。

圖3是示出真空階段的剖視圖。

圖4是說明硫化裝置的動作的剖視圖。

圖5是說明硫化裝置中的加熱介質(zhì)、加壓介質(zhì)的配管路的示意圖。

圖6是說明以往的硫化工序中的問題點的示意圖。

標號說明

1：硫化裝置；2：硫化模具；3：氣囊；4：中心機構(gòu)；15a：供給口；15b：排氣口；20：海綿體；a：未硫化輪胎；d：冷凝水；s1：加熱階段；s3：真空階段；s：硫化工序。

具體實施方式

以下對本發(fā)明的實施方式進行詳細地說明。

如圖1所示，本實施方式的輪胎制造方法具有使用硫化裝置1對未硫化輪胎a進行硫化成型的硫化工序s。

所述硫化裝置1具有：硫化模具2，其安裝未硫化輪胎a；氣囊3，其配置于所述未硫化輪胎a的內(nèi)側(cè)；以及中心機構(gòu)4，其保持該氣囊3。

作為硫化模具2，能夠適當采用以往的各種結(jié)構(gòu)。本例的硫化模具2具有輪胎胎面成型用的胎面模具5和胎側(cè)成型用的上下側(cè)模6u、6l。下側(cè)模6l固定于例如包含壓板7l的下部板8上。另外，上側(cè)模6u支承于例如包含壓板7u的升降自如的上部板9上。而且，通過所述上部板9的上升而成為開模狀態(tài)，向硫化模具2內(nèi)放入未硫化輪胎a以及取出已完成硫化的輪胎。

所述胎面模具5由在周向上分割成的多個胎面段5a構(gòu)成，各胎面段5a能夠更換地安裝于扇形座10上。

另外在所述上部板9上安裝有懸掛支承各扇形座10的大致圓筒狀的致動器11。該致動器11在其內(nèi)周面上具有朝向下方擴徑的錐狀的引導表面11s，各扇形座10借助適當?shù)囊龑?gòu)件(未圖示)保持成能夠沿引導表面11s滑動。

因而，放入未硫化輪胎a后，如圖4所示，扇形座10在懸掛于致動器11的狀態(tài)下與上部板9一體地下降。而且，扇形座10的下表面與下部板8的上表面抵接后，扇形座10在下部板8上向半徑方向內(nèi)側(cè)滑動移動，在周向上相鄰的胎面段5a之間相互接合，從而成為合模狀態(tài)y(如圖1所示)。

所述中心機構(gòu)4在本例中具有與輪胎軸心同心地立起的支承筒12和能夠上下移動地內(nèi)插于該中心孔的中心軸13。

在所述支承筒12的上端部固定有夾持氣囊3的下開口緣部3a的圓盤狀的下夾緊板14l。另外，在中心軸13的上端部固定有夾持氣囊3的上開口緣部3b的圓盤狀的上夾緊板14u。氣囊3呈上下開口的圓筒狀，該上開口緣部3b和下開口緣部3a分別被所述上夾緊板14u和下夾緊板14l各自的外周部分保持。

另外，在所述下夾緊板14l的上表面形成有向所述氣囊3內(nèi)供給作為水蒸氣的加熱介質(zhì)的供給口15a和排出加熱介質(zhì)的排氣口15b。此外穿過所述支承筒12內(nèi)的供給流路16a和排氣流路16b與所述供給口15a和排氣口15b導通。在本例的情況下，在下夾緊板14l的上表面形成有兼用作加熱介質(zhì)的供給和排氣的公共的供排口15，公共的供排流路16與該供排口15導通。但是，也能夠分別形成供給口15a和排氣口15b以及供給流路16a和排氣流路16b。

在本例中，如圖5所示意性地示出那樣，在供排流路16上經(jīng)由第1切換閥v1連接有供給加熱介質(zhì)的例如鍋爐等加熱介質(zhì)供給源qa和利用真空對加熱介質(zhì)進行排氣的例如真空泵等真空裝置p。另外，在本例中，在所述供排流路16中，加壓介質(zhì)供給源qb經(jīng)由第2切換閥v2連接于第1切換閥v1與加熱介質(zhì)供給源qa之間，該加壓介質(zhì)供給源qb在加熱介質(zhì)之后向氣囊3內(nèi)供給由氮氣等惰性氣體構(gòu)成的高壓的加壓介質(zhì)。

接著，所述硫化工序s包含借助加熱介質(zhì)進行的加熱階段s1和借助真空排出加熱介質(zhì)的真空階段s3。在本例中，在加熱階段s1與真空階段s3之間具有借助加壓介質(zhì)進行的加壓階段s2。

如圖2所示，在所述加熱階段s1，在合模狀態(tài)y下，從供給口15a(在本例中是供排口15)向氣囊3內(nèi)供給高溫的加熱介質(zhì)而使該氣囊3膨脹，由此從內(nèi)側(cè)對未硫化輪胎a進行加熱。

作為加熱介質(zhì)使用旨在釋放液化時的潛熱的熱容較大的高溫氣體即飽和蒸汽狀的水蒸氣。作為加熱介質(zhì)的溫度(供給時的溫度)不特別限制，能夠優(yōu)選使用在輪胎硫化中通常使用的190℃～210℃的范圍，尤其是200℃。此外，當超過210℃時，因為需要使壓力提高到超過20.02個氣壓(2028kpa)，因此導致配管設(shè)備等耐久性或維護成本的上升。另外，當?shù)陀?80℃時，輪胎的升溫速度變慢而導致硫化時間延長。此外，在加熱階段s1，為了使加熱介質(zhì)在氣囊內(nèi)擴散而實現(xiàn)均勻化，為了促進橡膠流動，以及為了改善凸出物的切除等，能夠在途中變更加熱介質(zhì)的壓力，在這種情況下，加熱介質(zhì)的溫度也隨著壓力而變化。

另外，加熱階段s1的工序時間t1優(yōu)選是整個硫化工序s的工序時間t0的3％以上。當工序時間t1低于工序時間t0的3％時，輪胎內(nèi)腔面?zhèn)鹊膬?nèi)襯層橡膠的硫化不充分而難以保持預定的粘彈性和空氣保持性。另外，在胎側(cè)橡膠等的硫化量較少的半生狀態(tài)下轉(zhuǎn)移到加壓階段s2，因此凸出物異常變長，凸出物在中途被切除的話，導致產(chǎn)生由被切下來的橡膠堵塞凸出物孔等故障的傾向。此外，整個所述硫化工序s的工序時間t0是從合模到開模為止的時間，在硫化最慢的部位(通常情況下是位于下側(cè)的帶束端部分)設(shè)定為不產(chǎn)生未硫化多孔的時間+富裕率(10％～18％)。

在所述加壓階段s2中，緊接著加熱階段s1，從供給口15a(在本例中是供排口15)向氣囊3內(nèi)供給高溫高壓的加壓介質(zhì)。由此，將加熱狀態(tài)的未硫化輪胎a強力按壓到硫化模具2的內(nèi)表面而進行加熱加壓。

加壓介質(zhì)由氮氣等惰性氣體或者惰性氣體與水蒸氣的混合氣體構(gòu)成，在比所述高溫介質(zhì)高壓例如24個氣壓下使用。此外加壓介質(zhì)穿過所述供排流路16，被加熱到例如150℃左右而進行供給。此外，在加壓階段s2，加壓介質(zhì)在氣囊3內(nèi)成為與加熱介質(zhì)的混合氣體而對未硫化輪胎a進行加熱加壓。加壓階段s2的工序時間t2實質(zhì)上是從工序時間t0中減去工序時間t1的值。

此外，不進行基于加壓介質(zhì)的加壓階段s2也能夠僅利用基于加熱介質(zhì)的加熱階段s1進行硫化成型。在這種情況下，如前所述，優(yōu)選在中途通過多階段變更加熱介質(zhì)的壓力。此時，加熱階段s1的工序時間t1為所述工序時間t0的100％。

而且，在本發(fā)明中，在所述氣囊3的內(nèi)部，預先收納有具有連續(xù)氣泡的吸水性的海綿體20。該海綿體20在硫化工序s中吸收加熱介質(zhì)液化而積存于氣囊3內(nèi)的下部的冷凝水d的至少一部分。由此，能夠降低冷凝水d的水位，能夠減小輪胎的產(chǎn)生冷凝水d的部位即下方側(cè)的胎側(cè)的溫度與其它部位的溫度之差。

如圖3所示，在所述真空階段s3，當硫化成型后借助真空從所述氣囊3排出加熱介質(zhì)而使該氣囊3萎縮，并從硫化后的輪胎a0中取出氣囊3。此時，在真空階段s3，海綿體20吸收了的冷凝水d由于所述真空而從海綿體20中被擠出，并與加熱介質(zhì)一起從所述排氣口15b(在本例中是供排口15)排出。

在此，對于所述海綿體20，優(yōu)選具有含有較多與水的親和性較高的羥基的化學組成。另外，也優(yōu)選比重較小、水的保持性較高、在200℃附近的耐濕熱性、耐藥性、難溶性以及擠壓彎曲方面的耐久性優(yōu)良。從這樣的觀點出發(fā)，作為海綿體20能夠優(yōu)選采用作為固形成分含有纖維素的連續(xù)氣泡的泡沫海綿(所謂的纖維素海綿)。此外，還能夠含有例如棉等植物纖維作為增強纖維。

在所述纖維素海綿中，因為具有較多羥基，因此容易與水融合，且利用基于微小氣泡的毛細管現(xiàn)象發(fā)揮自己吸水性。因此，不進行強制而能夠快速吸水。另外，因為是連續(xù)氣泡，因此基本上能夠向所有的氣泡中引入水分，而能夠提高吸水量。此外，在海綿體20中，優(yōu)選比重是0.10g/cc以下，若超過該比重則空隙率過小，導致吸水速度和吸水量的大幅度降低。

另外，對于海綿體20，也需要所吸收的水的保持性優(yōu)良。因此在本例中使用能夠吸收并保持海綿體20的質(zhì)量的10倍以上的重量的水的海綿。為了獲得這樣的保持性，在所述纖維素海綿中，適當?shù)夭捎脷馀莸钠骄讖皆?.7mm～2.2mm(微?！辛?的范圍的海綿。這樣，通過親和性和平均孔徑的最佳化能夠提高水的保持性。

使海綿體20吸水后靜置10分鐘，測定除去了漏液部分的重量g1，并根據(jù)與吸水前的海綿體20的重量g2之差，如下述公式(1)那樣示出所述水的保持性。

(g1-g2)/g2——(1)

如果是聚氨酯海綿等，即使在采用了上述的平均孔徑的情況下，通過靜置而使所吸收的水因自重流出，也不能獲得上述的水的保持性。

另外，為了減小冷凝水d的水位，海綿體20的總體積va優(yōu)選是加熱階段s1的氣囊3的內(nèi)部容積vb的1％～60％。所述總體積va是在大氣中放置的自然狀態(tài)下的總體積。在總體積va不足1％的情況下，難以充分減小冷凝水d的水位。相反若超過60％，則妨礙未硫化輪胎a的放入作業(yè)。從這樣的觀點出發(fā)，還優(yōu)選所述總體積va的下限是2％以上，上限是40％以下。此外，在乘用車用輪胎的情況下，例如相對于34.5升的氣囊內(nèi)部容積vb產(chǎn)生約2.0升的冷凝水。

以上，對本發(fā)明的特別優(yōu)選的實施方式進行了詳細說明，但本發(fā)明不限于圖示的實施方式，能夠變形成各種方式進行實施。

實施例

為了確認本發(fā)明的效果，使用具有收納了吸水性的海綿體的氣囊的硫化裝置1(圖1所示)，根據(jù)表1的規(guī)格使壓板溫度、加熱階段的工序時間、是否有海綿體以及海綿體的總體積va變化來對充氣輪胎(195/65r15)進行硫化成型。而且測定硫化工序中的輪胎上方側(cè)的帶束端位置上的最高溫度tu、輪胎下方側(cè)的帶束端位置上的最高溫度tl以及其溫差δt并相互進行比較。另外測定硫化后的各輪胎的滾動阻力并相互進行比較。此外整個硫化工序s的工序時間t0被調(diào)整成硫化最慢的輪胎下方側(cè)的帶束端位置上的最高溫度tl進入170℃～180℃的范圍。

作為海綿體使用了東部精密化學(東レファインケミカル)(株)制的sf107-1。比重是0.04g/cc、水的保持性是海綿體的質(zhì)量的20倍～30倍。作為海綿體，在實施例1、2、3、4、6中分別使用直徑6cm×高度3cm的圓柱體，在實施例5中，使用了縱向10cm×橫向10cm×高度10cm的立方體。另外，加熱階段s1中的氣囊的內(nèi)部容積vb是34.5升。

使用滾動阻力試驗機在內(nèi)壓為200kpa、縱向載荷為4.5kn、速度為80km/h的條件下測定行駛時的滾動阻力，并用以比較例1為100的指數(shù)評價滾動阻力。數(shù)值越大，滾動阻力性能越優(yōu)良。

(表1)

在如表所述的實施例中，能夠確認，能夠?qū)夭瞀膖抑制在2.0℃以下，由此能夠抑制硫化偏差、硫化不足以及過硫化。另外，溫度均勻化，因此能夠縮短硫化時間，能夠確保作為胎面耐久性的制約的最高溫度180°以下并兼顧滾動阻力性與生產(chǎn)性。