JP6010494B2

JP6010494B2 - 加硫ブラダー用ゴムの耐久性評価装置およびそれを用いた耐久性評価方法

Info

Publication number: JP6010494B2
Application number: JP2013062685A
Authority: JP
Inventors: 貴一湊
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2013-03-25
Filing date: 2013-03-25
Publication date: 2016-10-19
Anticipated expiration: 2033-03-25
Also published as: JP2014184691A

Description

本発明は、加硫ブラダー用ゴムの耐久性評価装置およびそれを用いた耐久性評価方法（以下、それぞれ、単に「評価装置」および「評価方法」とも称する）に関し、詳しくは、加硫ブラダーの実際の使用による劣化特性と良好な相関を得ることができる加硫ブラダー用ゴムの耐久性評価装置およびそれを用いた耐久性評価方法に関する。

空気入りタイヤを製造するにあたっては、生タイヤを加硫機金型内にセットした後、生タイヤの内側に加硫ブラダーを配置し、この加硫ブラダー内に高温高圧の蒸気または温水を供給して加硫ブラダーを膨張させて、生タイヤを金型の内面に接触させて、タイヤの内周面と外周面とから加熱して加硫成型を行っている。

この加硫ブラダーはゴムからなるため、生タイヤの加硫中にパンクが発生することがある。この場合、加硫ブラダー内の高温高圧の蒸気や温水が漏れるため、不良タイヤが生じてしまう。そのため、従来から、加硫ブラダーの良否の判断装置や、パンクの検出装置について検討がなされている（例えば、特許文献１および２）。また、加硫ブラダーの耐久性の向上に関して、その材料であるゴム組成物についての検討も進められている。例えば、特許文献３には、加硫ブラダーの寿命の向上と金型の汚染を低減させることができるゴム組成物が提案されている。

特開昭５９−１２４８３７号公報特開２００１−１２９８３０号公報特開２００６−２３４４８１号公報

従来の加硫ブラダー用ゴムの評価試験は、ゴムの試験片を用いて、高温スチーム下にさらしたり、連続で一定の歪をかけたり、等の評価試験を単独で行い、個別に評価していた。しかしながら、このような試験法で試験片に加えられる負荷は、タイヤ加硫中に加硫ブラダーが実際に受ける負荷と異なっている。すなわち、加硫ブラダー用ゴムの試験片に高温下で歪をかける等しても、ゴム試験片が壁面へ圧着することが無いため、蒸気の導入におけるゴム試験片の圧縮および蒸気の排気時における試験片の圧縮緩和を再現できるものではない。

そのため、従来、行われてきた加硫ブラダー用ゴムの評価方法では、実際に加硫ブラダーを使用した場合と異なる破壊形態を示すことがあり、試験結果と実際の使用による劣化特性との間に良好な相関が得られなかった。したがって、加硫ブラダー用ゴムの正確な劣化特性を評価するには、実際のタイヤを用いて加硫ブラダーの評価試験行わなければならないが、タイヤで劣化試験を行うとコストと時間が非常に多くかかるという問題を有している。

そこで、本発明の目的は、加硫ブラダーの実際の使用による劣化特性と良好な相関を得ることができる加硫ブラダー用ゴムの耐久性評価装置およびそれを用いた耐久性評価方法を提供することにある。

本発明者は、上記課題を解消するために鋭意検討した結果、所定の構造を有する評価装置を用いることで、上記課題を解消することができることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の加硫ブラダー用ゴムの評価装置は、上面に開口部を有する筐体と、該筐体の上面を覆うドーム形状を有する治具とを備え、前記筐体の側面および／または底面に蒸気の導入口および排気口を有することを特徴とするものである。

本発明の加硫ブラダー用ゴムの耐久性評価装置においては、前記ドーム形状を有する治具に水蒸気センサーが備えられていることが好ましい。

また、本発明の加硫ブラダー用ゴムの耐久性評価方法は、上面に開口部を有する筐体と、該筐体の上面を覆うドーム形状を有する治具とを備え、前記筐体の側面および／または底面に蒸気の導入口および排気口を有する加硫ブラダー用ゴムの耐久性評価装置を用いた加硫ブラダー用ゴムの耐久性評価方法であって、
加硫ブラダー用ゴムの試験片を、前記開口部を覆うように配置して前記治具にて固定し、前記導入口から蒸気を導入して前記試験片を膨張させて、前記試験片を前記治具の内側に当接させ、しかる後、前記排気口から蒸気を排気して膨張した前記試験片を収縮させることにより、前記加硫ブラダー用ゴムの耐久性を評価することを特徴とするものである。

本発明の加硫ブラダー用ゴムの耐久性評価方法においては、前記ドーム形状を有する治具に水蒸気センサーを配置し、水蒸気の漏れにより前記試験片の破れを判断することにより前記加硫ブラダー用ゴムの耐久性を評価することが好ましい。また、本発明の評価方法においては、蒸気の導入と排気を複数回繰り返すことが好ましい。さらに、本発明の評価方法においては、前記試験片を前記筐体と前記ドーム形状を有する治具とで挟んで固定することが好ましい。さらにまた、本発明の評価方法においては、前記ドーム形状を有する治具の内側に、前記試験片と添加剤の組成が異なるゴムを配置して、前記試験片に対する前記添加剤の影響を評価することが好ましい。

本発明によれば、加硫ブラダーの実際の使用による劣化特性と良好な相関を得ることができる加硫ブラダー用ゴムの耐久性評価装置およびそれを用いた耐久性評価方法を提供することができる。

本発明の加硫ブラダー用ゴムの耐久性評価方法に好適に用いることができる本発明の加硫ブラダー用ゴムの耐久性評価装置の概略断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明の加硫ブラダー用ゴムの耐久性評価方法に好適に用いることができる本発明の加硫ブラダー用ゴムの耐久性評価装置の概略断面図である。本発明の加硫ブラダー用ゴムの耐久性評価装置１０は、上面１に開口部２を有する筐体３と、筐体３の上面を覆うドーム形状を有する治具４とを備え、筐体３の側面および／または底面に蒸気の導入口５および排気口６を有する。図示例においては、導入口５は筐体３の底面に、排気口６は筐体３の側面に配置されている。また、後述するが、ドーム形状を有する治具４には水蒸気センサー７が備えられている。なお、導入口５および排気口６には、それぞれ蒸気圧計１１、１２と圧力調整バルブ１３、１４が取り付けられており、これにより、筐体３中の蒸気圧を制御している。

本発明の加硫用ブラダー用ゴムの評価方法は、上記構成の評価装置１０を用いて行うものである。まず、耐久性の評価の対象となる加硫ブラダー用ゴムの試験片８を、筐体３の開口部２を覆うように配置し、この試験片８を、ドーム形状を有する治具４で固定する。その後、筐体３に設けられた導入口５から筐体３内に蒸気を導入する。筐体３に蒸気を導入することで、開口部２に配置した試験片８が膨張し、ドーム形状を有する治具４の内側に当接することになる。これにより、従来は個別に評価していた、加硫ブラダー用ゴムの蒸気に対する耐久性と、歪みに対する耐久性と、を同時に評価することができる。また、排気口６から蒸気を排気することにより試験片８が収縮し、ドーム形状を有する治具４の内側に押し付けられていた圧縮状態から解放される際におけるゴムの破壊も調査が可能である。したがって、本発明の評価装置１０を用いることによって、従来よりも加硫ブラダー用ゴムの耐久性を正確に評価することができる。

なお、本発明の評価装置においては、筐体３の上面１とドーム形状を有する治具４との固定方法については、特に制限はなく、既知の固定手段９で固定すればよい。例えば、固定手段９としては、図示するように、ボルトを好適に用いることができる。

また、本発明の評価装置１０においては、ドーム形状を有する治具４に蒸気センサー７が備えられていることが好ましい。ドーム形状を有する治具４に蒸気センサー７を設けることで、試験片８が破壊されて筐体３内の蒸気が漏れたことを直ちに確認することができる。したがって、ドーム形状を有する治具４に蒸気センサー７を配置することで、蒸気の導入と排気を複数回繰り返す耐久性の評価試験を行う場合、何回目の蒸気の導入、排気のサイクルで試験片８が劣化したかを調査することができるため、加硫ブラダー用ゴムの耐久性についてより正確な情報を得ることができる。

さらに、本発明の評価装置１０のドーム形状を有する治具４の内側に、試験片８と添加剤の組成が異なるゴムを配置してもよい。ドーム形状を有する治具４の内側に配置するゴムとして、加硫剤、加硫促進剤、プロセス油、老化防止剤、スコーチ防止剤、亜鉛華、ステアリン酸等の添加剤の組成が、試験片８と異なるゴムを配置することにより、各種添加剤による加硫ブラダー用ゴムの劣化の影響についても同時に評価することができる。

本発明の評価装置１０においては、筐体３に設けられた開口部２は、直径が１２０〜２００ｍｍ程度の略円形形状であることが好ましい。開口部２が上記範囲より小さい場合、加硫ブラダー用ゴムの耐久性について正確に評価することができなくなるおそれがある。一方、開口部２が上記範囲より大きくなると、評価装置１０が大掛かりなものになってしまい、好ましくない。また、開口部２の形状を矩形等の角を有する形状とすると、試験片８が角と接触して試験片８にキズがついてしまい、正確に加硫ブラダー用ゴムの耐久性について評価できなくなるおそれがあるからである。なお、本発明の評価装置１０に用いる試験片８のサイズとしては、筐体３に設けられた開口部２より大きければよく、例えば、５０ｍｍ×５０ｍｍ〜３００ｍｍ×３００ｍｍ程度、厚みを２〜１０ｍｍ程度とすることができるが、試験片８の形状としては円形が好適である。

また、ドーム形状を有する治具４のドーム形状の幅ｗは（図１参照）、筐体３の開口部２に合わせて設計すればよい。また、歪みの程度についても、実際にタイヤの加硫条件に合わせて設定すればよく、１０〜２００％程度に設定すればよい。ここで、ドーム形状を有する治具４の歪みとは、ドーム形状の最大幅をｗ、ドーム形状を有する治具４のドーム形状の高さをｈとしたとき、ｈ／ｗ×１００で表される（図１参照）。

本発明の評価装置１０を用いて、加硫ブラダー用ゴムの評価を行う場合は、実際のタイヤの加硫条件を想定した条件を設定すればよく、例えば、筐体３内の蒸気圧は０．５ＭＰａ〜２．０ＭＰａとすればよい。低温では、加硫反応が十分に進行しないためであり、また、過度な高温領域となると、試験片が分解してしまうためである。

本発明の評価装置は、上面１に開口部２を有する筐体３と、筐体３の上面を覆うドーム形状を有する治具４とを備え、筐体３の側面および／または底面に蒸気の導入口５および排気口６を有することのみが重要であり、それ以外の構成については特に制限はない。また、本発明の評価方法は、上面１に開口部２を有する筐体３と、筐体３の上面を覆うドーム形状を有する治具４とを備え、筐体３の側面および／または底面に蒸気の導入口５および排気口６を有する加硫ブラダー用ゴムの耐久性評価装置１０を用いたものであって、加硫ブラダー用ゴムの試験片８を、開口部２を覆うように配置して治具４にて固定し、導入口５から蒸気を導入して試験片８を膨張させて、試験片８を治具４の内側に当接させ、しかる後、排気口６から蒸気を排気して膨張した試験片８を収縮させることにより、加硫ブラダー用ゴムの耐久性を評価することのみが重要でありであり、これ以外に特に制限はない。

本発明の評価装置を用いた本発明の評価方法によれば、蒸気を評価装置に導入する際に試験片に破壊が生じるか否かだけでなく、蒸気を評価装置から排気する際にも試験片に破壊が生じるか否かを評価することができる。すなわち、タイヤ加硫環境に近い状況で加硫ブラダー用ゴムの耐久性の評価を行うことができる。また、本発明の評価装置および評価方法を用いれば、破壊形態が実際の使用時と同様になる劣化促進条件を探索することが可能となり、これにより実際の使用における劣化環境を推定することも可能となる。

１上面
２開口部
３筐体
４治具
５導入口
６排気口
７水蒸気センサー
８試験片
９固定部材
１０加硫ブラダー用ゴムの耐久性評価装置

Claims

上面に開口部を有する筐体と、該筐体の上面を覆うドーム形状を有する治具とを備え、前記筐体の側面および／または底面に蒸気の導入口および排気口を有することを特徴とする加硫ブラダー用ゴムの耐久性評価装置。
前記ドーム形状を有する治具に水蒸気センサーが備えられている請求項１記載の加硫ブラダー用ゴムの耐久性評価装置。
上面に開口部を有する筐体と、該筐体の上面を覆うドーム形状を有する治具とを備え、前記筐体の側面および／または底面に蒸気の導入口および排気口を有する加硫ブラダー用ゴムの耐久性評価装置を用いた加硫ブラダー用ゴムの耐久性評価方法であって、
加硫ブラダー用ゴムの試験片を、前記開口部を覆うように配置して前記治具にて固定し、前記導入口から蒸気を導入して前記試験片を膨張させて、前記試験片を前記治具の内側に当接させ、しかる後、前記排気口から蒸気を排気して膨張した前記試験片を収縮させることにより、前記加硫ブラダー用ゴムの耐久性を評価することを特徴とする加硫ブラダーゴムの耐久性評価方法。
前記ドーム形状を有する治具に水蒸気センサーを配置し、水蒸気の漏れにより前記試験片の破れを判断することにより前記加硫ブラダー用ゴムの耐久性を評価する請求項３記載の加硫ブラダー用ゴムの耐久性評価方法。
蒸気の導入と排気を複数回繰り返す請求項３または４記載の加硫ブラダー用ゴムの耐久性評価方法。
前記試験片を前記筐体と前記ドーム形状を有する治具とで挟んで固定する請求項３〜５のうちいずれか一項記載の加硫ブラダー用ゴムの耐久性評価方法。
前記ドーム形状を有する治具の内側に、前記試験片と添加剤の組成が異なるゴムを配置して、前記試験片に対する前記添加剤の影響を評価する請求項３〜６のうちいずれか一項記載の加硫ブラダー用ゴムの耐久性評価方法。