特許 6866797 タイヤ加硫方法及びタイヤ加硫装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6866797

(24)【登録日】2021年4月12日

(45)【発行日】2021年4月28日

(54)【発明の名称】タイヤ加硫方法及びタイヤ加硫装置

(51)【国際特許分類】

   B29C 33/04 20060101AFI20210419BHJP

   B29C 35/04 20060101ALI20210419BHJP

   B29L 30/00 20060101ALN20210419BHJP

【ＦＩ】

   B29C33/04

   B29C35/04

   B29L30:00

【請求項の数】4

【全頁数】7

(21)【出願番号】特願2017-148276(P2017-148276)

(22)【出願日】2017年7月31日

(65)【公開番号】特開2019-25803(P2019-25803A)

(43)【公開日】2019年2月21日

【審査請求日】2020年7月16日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006714

【氏名又は名称】横浜ゴム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001368

【氏名又は名称】清流国際特許業務法人

(74)【代理人】

【識別番号】100129252

【弁理士】

【氏名又は名称】昼間 孝良

(74)【代理人】

【識別番号】100155033

【弁理士】

【氏名又は名称】境澤 正夫

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 有二

【審査官】 正 知晃

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１０−２７４７４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１５−１２３７０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−０２４０４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１６−２１４７７８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２９Ｃ ３３／００−３３／７６

Ｂ２９Ｃ ３５／００−３５／１８

Ｂ２９Ｄ ３０／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

金型内に未加硫の空気入りタイヤを投入する一方で、タイヤ内部の加硫室に連通する空間で化学反応を起こし、該化学反応により生じる反応熱で加熱加圧媒体を生成し、該加熱加圧媒体を前記加硫室内に充填した状態で前記空気入りタイヤの加硫を行うことを特徴とするタイヤ加硫方法。

【請求項2】

酸化カルシウム粉末とアルミニウム粉末を含む発熱剤と水との化学反応により前記加熱加圧媒体を生成することを特徴とする請求項１に記載のタイヤ加硫方法。

【請求項3】

空気入りタイヤの外表面を成形する金型と、タイヤ内部の加硫室に連通する空間に収容された第１の物質と、該第１の物質と化学反応を起こして反応熱を生じさせる第２の物質と、該第２の物質を前記空間に供給することで前記第１の物質と前記第２の物質との化学反応により加熱加圧媒体を生成する媒体生成手段とを備えることを特徴とするタイヤ加硫装置。

【請求項4】

前記第１の物質が水であり、前記第２の物質が酸化カルシウム粉末とアルミニウム粉末を含む発熱剤であることを特徴とする請求項３に記載のタイヤ加硫装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、空気入りタイヤを加硫する方法及び装置に関し、更に詳しくは、ボイラー等の大型設備を設置することなくタイヤ加硫インターナル用の加熱加圧媒体を準備することができ、それによって、設備コストの低減、メンテナンスコストの低減、エネルギー損失の回避を可能にしたタイヤ加硫方法及びタイヤ加硫装置に関する。

【背景技術】

【0002】

空気入りタイヤを加硫する場合、金型内にセットされたグリーンタイヤの内側にブラダーを挿入し、タイヤ内部の加硫室内に加熱加圧媒体として飽和水蒸気（スチーム）や温水を充填すると共に金型を外部から加熱することで加硫を行うことが一般的である（例えば、特許文献１，２参照）。

【0003】

このような加硫方法においては、飽和水蒸気や温水を準備するためにボイラー等の大型設備を設置することが必要である。しかしながら、タイヤ加硫装置と共にボイラー等の大型設備を設置する場合、設備コストが増大するばかりでなく、メンテナンスコストも増大するという問題がある。

【0004】

また、ボイラーで作られた飽和蒸気や温水をタイヤ加硫装置まで搬送するには比較的長距離の配管を設置する必要があるが、このような搬送経路において飽和水蒸気や温水に温度低下が生じ、その温度低下によるエネルギー損失も無視できないレベルで存在する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００６−１５４８７号公報

【特許文献2】特開２０１２−２１８２９９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明の目的は、ボイラー等の大型設備を設置することなくタイヤ加硫インターナル用の加熱加圧媒体を準備することができ、それによって、設備コストの低減、メンテナンスコストの低減、エネルギー損失の回避を可能にしたタイヤ加硫方法及びタイヤ加硫装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記目的を達成するための本発明のタイヤ加硫方法は、金型内に未加硫の空気入りタイヤを投入する一方で、タイヤ内部の加硫室に連通する空間で化学反応を起こし、該化学反応により生じる反応熱で加熱加圧媒体を生成し、該加熱加圧媒体を前記加硫室内に充填した状態で前記空気入りタイヤの加硫を行うことを特徴とするものである。

【0008】

また、上記目的を達成するための本発明のタイヤ加硫装置は、空気入りタイヤの外表面を成形する金型と、タイヤ内部の加硫室に連通する空間に収容された第１の物質と、該第１の物質と化学反応を起こして反応熱を生じさせる第２の物質と、該第２の物質を前記空間に供給することで前記第１の物質と前記第２の物質との化学反応により加熱加圧媒体を生成する媒体生成手段とを備えることを特徴とするものである。

【発明の効果】

【0009】

本発明のタイヤ加硫方法では、金型内に未加硫の空気入りタイヤを投入する一方で、タイヤ内部の加硫室に連通する空間で化学反応を起こし、該化学反応により生じる反応熱で加熱加圧媒体を生成し、該加熱加圧媒体を加硫室内に充填した状態で空気入りタイヤの加硫を行うことにより、ボイラー等の大型設備を設置することなくタイヤ加硫インターナル用の加熱加圧媒体を準備することができる。そのため、ボイラー等の大型設備を必要とする従来技術に比べて、設備コストを低減すると共に、メンテナンスコストを低減することができる。また、加硫室に連通する空間はタイヤ加硫装置内又はその近傍に配設可能であるので、ボイラーからタイヤ加硫装置までの加熱加圧媒体の配管を不要とし、エネルギー損失を回避することができる。

【0010】

本発明のタイヤ加硫方法において、酸化カルシウム粉末とアルミニウム粉末を含む発熱剤と水との化学反応により加熱加圧媒体を生成することが好ましい。このような発熱剤は水分と反応して発熱し、タイヤ加硫に使用可能な加熱加圧媒体を生成する。この場合、生成される加熱加圧媒体は、高温高圧の温水又は水蒸気である。

【0011】

また、本発明のタイヤ加硫装置は、空気入りタイヤの外表面を成形する金型と、タイヤ内部の加硫室に連通する空間に収容された第１の物質と、該第１の物質と化学反応を起こして反応熱を生じさせる第２の物質と、該第２の物質を上記空間に供給することで第１の物質と第２の物質との化学反応により加熱加圧媒体を生成する媒体生成手段とを備えることにより、上述したタイヤ加硫方法を実施することができる。

【0012】

本発明のタイヤ加硫装置において、第１の物質は水であり、第２の物質は酸化カルシウム粉末とアルミニウム粉末を含む発熱剤であることが好ましい。この場合、加硫室に連通する空間に収容された水と、酸化カルシウム粉末とアルミニウム粉末を含む発熱剤との化学反応により、高温高圧の温水又は水蒸気からなる加熱加圧媒体を生成することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の実施形態からなるタイヤ加硫装置を示す子午線半断面図である。

【図2】本発明の他の実施形態からなるタイヤ加硫装置を示す子午線半断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の実施形態からなるタイヤ加硫装置を示すものである。

【0015】

図１に示すように、このタイヤ加硫装置は、空気入りタイヤＴの外表面を成形する金型１０と、空気入りタイヤＴの内側に挿入される筒状のブラダー２０と、該ブラダー２０を操作する中心機構３０と、該ブラダー２０の内側に形成される加硫室Ｖに供給される加熱加圧媒体を生成する媒体生成手段４０と、金型１０を加熱する加熱手段５０とを備えている。

【0016】

金型１０は、空気入りタイヤＴのサイドウォール部を成形するための下側サイドプレート１１及び上側サイドプレート１２と、空気入りタイヤＴのビード部を成形するための下側ビードリング１３及び上側ビードリング１４と、空気入りタイヤＴのトレッド部を成形するための複数のセクター１５とから構成され、その金型１０の内側で空気入りタイヤＴを加硫成形するようになっている。なお、金型１０の構造は特に限定されるものではなく、図示のようなセクショナルタイプのモールドのほか、二つ割りタイプのモールドを使用することも可能である。

【0017】

ブラダー２０は、その下端部が下側ビードリング１３と下側クランプリング２１との間に把持され、その上端部が上側クランプリング２２と補助リング２３との間に把持されている。中心機構３０は、空気入りタイヤＴの中心位置に配置されていて鉛直方向に昇降自在に構成されたセンターポスト３１を有しており、上側クランプリング２２がセンターポスト３１の上端部に固定されている。図１に示すような加硫状態において、ブラダー２０は空気入りタイヤＴの径方向外側に向かって拡張した状態にあるが、加硫後に空気入りタイヤＴを金型１０内から取り出す際には上側クランプリング２２が上方に移動し、それに伴ってブラダー２０が空気入りタイヤＴの内側から抜き取られるようになっている。

【0018】

媒体生成手段４０は、センターポスト３１と下側ビードリング１３との間に配設された環状の水槽４１と、該水槽４１に接続された給水管４２及び排水管４３と、該水槽４１に併設された発熱剤供給装置４４とから構成されている。水槽４１内に形成された空間Ｓは加硫室Ｖに対して連通している。給水管４２から供給される水は第１の物質４５として水槽４１内の空間Ｓに収容される。給水管４２から供給される水は常温の水であっても良いが、例えば、電気ヒーター等により予熱された温水であっても良い。一方、発熱剤供給装置４４は水槽４１内の空間Ｓに第２の物質４６として適量の発熱剤を供給するように構成されている。水を収容した空間Ｓに発熱剤が供給されると、水と発熱剤との化学反応により加熱加圧媒体が生成される。この場合、加熱加圧媒体として高温高圧の水蒸気（スチーム）が生成され、それが加硫室Ｖ内に充填される。

【0019】

加熱手段５０は、金型１０を構成する下側サイドプレート１１、上側サイドプレート１２及びセクター１５に付設されていて、加熱手段５０により金型１０を加熱することにより、空気入りタイヤＴの加硫が行われるようになっている。加熱手段５０の配置及び構造は特に限定されるものではない。

【0020】

上述したタイヤ加硫装置を用いて空気入りタイヤＴを加硫する場合、金型１０内に未加硫の空気入りタイヤＴを投入し、その空気入りタイヤＴの内側にブラダー２０を挿入し、タイヤ内部の加硫室Ｖに連通する空間Ｓで水と発熱剤との化学反応を起こし、その化学反応により生じる反応熱で加熱加圧媒体（水蒸気）を生成する。そして、生成された加熱加圧媒体を加硫室Ｖ内に充填すると共に、加熱手段５０により金型１０を外側から加熱することで空気入りタイヤＴを加硫する。

【0021】

上述したタイヤ加硫方法によれば、タイヤ内部の加硫室Ｖに連通する空間Ｓで化学反応を起こし、その化学反応により生じる反応熱で加熱加圧媒体を生成し、その加熱加圧媒体を加硫室Ｖ内に充填した状態で空気入りタイヤＴの加硫を行うので、ボイラー等の大型設備を設置することなくタイヤ加硫インターナル用の加熱加圧媒体を準備することができる。そのため、ボイラー等の大型設備を必要とする従来技術に比べて、設備コストを低減すると共に、メンテナンスコストを低減することができる。また、加硫室Ｖに連通する空間Ｓはタイヤ加硫装置内又はその近傍に配設可能であるので、ボイラーからタイヤ加硫装置までの加熱加圧媒体の配管を不要とし、エネルギー損失を回避することができる。

【0022】

図２は本発明の他の実施形態からなるタイヤ加硫装置を示すものである。図２において、図１と同一物には同一符号を付してその部分の詳細な説明は省略する。

【0023】

本実施形態においては、その装置構成は図１の実施形態と同じであるが、タイヤ内部の加硫室Ｖ及びそれに連通する空間Ｓに第１の物質４５として水が充填され、第２の物質４６として発熱剤が使用されている。この場合、水を収容した空間Ｓに発熱剤が供給されると、水と発熱剤との化学反応により高温高圧の温水が生成され、その温水がタイヤ加硫インターナル用の加熱加圧媒体として使用される。このように水蒸気のみならず温水を加熱加圧媒体として利用することも可能である。

【0024】

発熱剤としては、酸化カルシウム粉末とアルミニウム粉末を含む混合粉末を使用することができる。このような混合粉末が水分と接触することにより、第一段階として水酸化カルシウムと反応熱が発生し、第二段階として水酸化カルシウムとアルミニウムとが反応して更に反応熱を発生する。その際の熱化学方程式は以下の通りである。
ＣａＯ＋Ｈ₂Ｏ→Ｃａ（ＯＨ）₂＋１５．２ｋｃａｌ・・・（１）
２Ａｌ＋３Ｃａ（ＯＨ）₂→３ＣａＯ・Ａｌ₂Ｏ₃＋３Ｈ₂＋４７ｋｃａｌ・・・（２）

【0025】

空気入りタイヤＴを加硫するにあたって、発熱剤の投与量は上記熱化学方程式に基づいて適宜選択することができる。タイヤサイズにもよるが、例えば２３５／４０Ｒ１８相当のタイヤを加硫する場合には、発熱量が１２０ｋｃａｌ〜１０００ｋｃａｌ（０．５ＭＪ〜４．０ＭＪ）となるように発熱剤の投与量を調整することが好ましい。このような投与量を選択することにより、タイヤ加硫工程を実施することができる。

【0026】

また、水蒸気を加熱加圧媒体として用いる方法を想定したとき、例えば２５０ｃｃ〜１０００ｃｃの水に対して３０ｇ〜１２０ｇの酸化カルシウム粉末と３０ｇ〜１２０ｇのアルミニウム粉末を投与すれば良い。

【0027】

発熱剤としては、上述のような粉末をそのまま投与することが可能であるが、例えば、固形成分を透過せずに水分だけを透過可能な袋や容器に詰めた状態で投与することも可能である。このような袋や容器は例えば不織布から構成することができる。この場合、加硫終了時に発熱剤の反応生成物を内包した袋や容器を容易に回収することができる。

【0028】

上述した実施形態では、水と発熱剤との化学反応により生じる反応熱で加熱加圧媒体を生成する場合について説明したが、本発明はボイラーに依存せずにタイヤ内部の加硫室に連通する空間における化学反応を利用して加熱加圧媒体を生成するものであるので、その化学反応の種類は特に限定されるものではない。高温高圧の加熱加圧媒体を生成し得る化学反応であれば適宜利用することができる。

【0029】

また、上述した実施形態では、タイヤ内部の加硫室とそれに連通する空間が実質的に一体的な空間を形成する場合について説明したが、タイヤ内部の加硫室とそれに連通する空間は互いに分離されていて、両者が短い配管で連結された構造であっても良い。但し、エネルギー損失を回避するために、そのような配管は可及的に短くすることが望ましい。

【実施例】

【0030】

実施例１：
タイヤサイズ２３５／４０Ｒ１８の空気入りタイヤを製造するにあたって、金型内に未加硫の空気入りタイヤを投入する一方で、タイヤ内部の加硫室に連通する空間で水と発熱剤との化学反応を起こし、該化学反応により生じる反応熱で加熱加圧媒体を生成し、該加熱加圧媒体を加硫室内に充填した状態で空気入りタイヤの加硫を行った。発熱剤としては、酸化カルシウム粉末とアルミニウム粉末を含む発熱剤を使用した。より具体的には、加硫室に連通する空間内に収容された０．５リットルの水（初期温度６０℃）に対して６０ｇの酸化カルシウム粉末と６０ｇのアルミニウム粉末を含む発熱剤を投与することにより、温度２００℃、圧力１．５５ＭＰａの水蒸気を生成し、これを加熱加圧媒体として使用した。

【0031】

実施例２：
タイヤサイズ２３５／４０Ｒ１８の空気入りタイヤを製造するにあたって、金型内に未加硫の空気入りタイヤを投入する一方で、タイヤ内部の加硫室に連通する空間で水と発熱剤との化学反応を起こし、該化学反応により生じる反応熱で加熱加圧媒体を生成し、該加熱加圧媒体を加硫室内に充填した状態で空気入りタイヤの加硫を行った。発熱剤としては、酸化カルシウム粉末とアルミニウム粉末を含む発熱剤を使用した。より具体的には、加硫室及びそれに連通する空間内に収容された圧力１．６ＭＰａ、５０リットルの水（初期温度６０℃）に対して２．２ｋｇの酸化カルシウム粉末と２．２ｋｇのアルミニウム粉末を含む発熱剤を投与することにより、温度２００℃、圧力１．６ｋＰａの温水を生成し、これを加熱加圧媒体として使用した。

【0032】

上述した実施例１，２のタイヤ加硫方法によれば、タイヤ加硫装置にボイラー等の大型設備を設置することなくタイヤ加硫インターナル用の加熱加圧媒体を準備することが可能であり、しかも、実用上全く問題がない空気入りタイヤを得ることができた。

【符号の説明】

【0033】

１０ 金型
１１ 下側サイドプレート
１２ 上側サイドプレート
１３ 下側ビードリング
１４ 上側ビードリング
１５ セクター
２０ ブラダー
３０ 中心機構
４０ 媒体生成手段
４５ 第１の物質（水）
４５ 第２の物質（発熱剤）
５０ 加熱手段
Ｓ 空間
Ｖ 加硫室

【図1】

【図2】