CN105829089A - 制备预硫化轮胎胎面底表面的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种制备预硫化轮胎胎面的方法，包括形成具有顶表面和底表面的生轮胎胎面条带。该方法还包括硫化生轮胎胎面条带，以形成具有顶表面和底表面的预硫化轮胎胎面。该方法还包括喷磨所述预硫化轮胎胎面的所述底表面，鼓风喷射所述预硫化轮胎胎面的所述底表面，并用液体洗涤所述预硫化轮胎胎面的所述底表面。

Description

制备预硫化轮胎胎面底表面的方法

技术领域

本公开涉及轮胎胎面翻新和预硫化轮胎胎面的领域。更具体地讲，本公开涉及轮胎胎面翻新、预硫化轮胎胎面的领域，以及用于制备所述预硫化轮胎胎面的方法，所述预硫化轮胎胎面具有用于在轮胎胎面翻新过程中接收胶水或粘合剂的经制备的底表面。

背景技术

轮胎胎面翻新可包括通过打磨工艺从胎体除去磨损胎面。将模制预硫化胎面切割成适当的长度，使其能够缠绕胎体，其中第一端邻接第二端。向胎体、预硫化胎面，或胎体和预硫化胎面两者施加粘合剂。此外，也可向胎体、预硫化胎面，或胎体和预硫化胎面两者施加胶水。在一个已知的实施例中，通过在轮胎胎面硫化模具中硫化生轮胎胎面条带来形成预硫化轮胎胎面。随后，使预硫化轮胎胎面冷却，并用钢丝刷使预硫化轮胎胎面的底表面粗糙化。

发明内容

在一个实施例中，制备预硫化轮胎胎面的方法包括形成生橡胶混合物，并将生橡胶混合物挤压为具有顶表面和底表面的生轮胎胎面条带。该方法还包括将生轮胎胎面条带置于轮胎胎面硫化模具中，并硫化生轮胎胎面，以形成具有顶表面和底表面的预硫化轮胎胎面。硫化包括施加至少150℃的热量。该方法还包括当预硫化轮胎胎面的温度为至少120℃时移除预硫化轮胎胎面。该方法还包括当预硫化轮胎胎面的温度为至少80℃时喷磨预硫化轮胎胎面的底表面。

在另一个实施例中，制备预硫化轮胎胎面的方法包括形成具有顶表面和底表面的生轮胎胎面条带。该方法还包括硫化生轮胎胎面条带，以形成具有顶表面和底表面的预硫化轮胎胎面。该方法还包括喷磨所述预硫化轮胎胎面的所述底表面，鼓风喷射所述预硫化轮胎胎面的所述底表面，并用液体洗涤所述预硫化轮胎胎面的所述底表面。

在又另一个实施例中，胎面翻新轮胎的方法包括提供胎体和提供具有底表面、第一端和第二端的生轮胎胎面条带。该方法还包括硫化生轮胎胎面条带，以形成具有顶表面和底表面的预硫化轮胎胎面。硫化包括施加至少150℃的热量。该方法还包括当预硫化轮胎胎面的温度为至少80℃时喷磨预硫化轮胎胎面的底表面。该方法还包括向胎体和预硫化轮胎胎面的底表面中的其中一者施加物质，并且使预硫化轮胎胎面缠绕胎体。

附图说明

在附图中示出了结构，所述结构与下文提供的具体实施方式一起描述了本要求保护的发明的示例性实施例。类似的元件用相同的附图标号标示。应当理解，被示出为单个部件的元件可以用多个部件替换，并且被示出为多个部件的元件可以用单个部件替换。附图未按比例绘制，并且出于说明性目的，可能放大了某些元件的比例。

图1为用于产生生橡胶混合物的示例性混合设备的示意图；

图2为用于挤出生轮胎胎面条带的示例性挤出设备的示意图；

图3为示例性轮胎胎面硫化模具的示意图；

图4为预硫化轮胎胎面和喷磨设备的喷嘴的一个实施例的示意图；

图5为卷曲的预硫化轮胎胎面的一个实施例的透视图；以及

图6为施加到胎体的预硫化轮胎胎面侧视图的示意图。

具体实施方式

下文包括本文所采用的所选术语的定义。这些定义包括落入术语范围内且可用于实施的部件的各种实例和/或形式。所述实例并非旨在进行限制。术语的单数和复数形式均可在所述定义之内。

“轴向”和“轴向地”是指平行于轮胎旋转轴线的方向。

“周向”和“周向地”是指沿胎面表面的圆周延伸且与轴向垂直的方向。

如本文所用的“胎面”是指在正常充气和负载情况下与道路或地面接触的轮胎部分。

虽然用于以下说明的类似术语描述常用轮胎部件，但应当理解，由于这些术语带有略微不同的含义，本领域的普通技术人员不会认为下列术语中的任何一者可与用于描述常用轮胎部件的另一个术语完全地互换。

图1至图4为用于制备预硫化轮胎胎面的系统中不同工位的示意说明。图1为用于接收一种或多种化合物110的示例性混合设备100的示意图。混合设备100混合一种或多种化合物110，以产生生橡胶混合物120。混合设备的详情是本领域已知的，此处不再赘述。

将生橡胶混合物120送入挤出设备，例如图2中示意性示出的示例性挤出设备200。挤出设备200将生橡胶混合物120挤压为连续生条带210，将该连续生条带切割为所需尺寸。生轮胎胎面条带具有顶表面和底表面。挤出设备的详情是本领域已知的，此处不再赘述。

在图示实施例中，混合设备100和挤出设备200被示为独立的机器。在可供选择的实施例(未示出)中，一台机器可同时用作混合设备和挤出设备。

在可供选择的实施例中，可通过3D打印或增材制造工艺形成生轮胎胎面条带。在此类实施例中，混合设备和挤出设备可被省去。

生轮胎胎面条带被置于胎面硫化模具中，例如图3所示的示例性轮胎胎面硫化模具300。轮胎胎面硫化模具的详情是本领域已知的，此处不再赘述。

可根据胎面硫化模具300的尺寸，先将生轮胎胎面条带切割成适当的长度。在一个已知的实施例中，将生轮胎胎面条带切割成大约30英尺(9米)的长度。然而，应当理解，可将生轮胎胎面条带切割成任何所需的长度。轮胎胎面硫化模具300通过施加热量和压力使生轮胎胎面条带硫化，从而形成具有顶表面和底表面的预硫化轮胎胎面。在一个实施例中，轮胎胎面硫化模具300施加约350℉(180℃)的热量以及约350PSI(2400kPa)的压力。在可供选择的实施例中，轮胎胎面硫化模具300施加约300至400℉(150至200℃)的热量以及约200至850PSI(1370至5800kPa)的压力。

在一个实施例中，所施加的热量和压力使轮胎胎面的温度上升至400℉(200℃)。在可供选择的实施例中，所施加的热量和压力使轮胎胎面的温度上升至约250至400℉(120至200℃)。

可在预硫化轮胎胎面充分冷却之前，从轮胎胎面硫化模具300中将其移除。在一个实施例中，当从轮胎胎面硫化模具300中移除预硫化轮胎胎面时，其温度为400℉(200℃)。在可供选择的实施例中，当从轮胎胎面硫化模具300中移除预硫化轮胎胎面时，其温度为约250至400℉(120至200℃)。

或者，可通过3D打印或增材制造工艺形成预硫化轮胎胎面。在此类实施例中，虽然在轮胎胎面硫化模具中硫化生轮胎胎面条带这一步骤将被省去，但所获得的轮胎胎面仍可被称为“预硫化的”，因为其物理性质与在轮胎胎面硫化模具中硫化过的轮胎胎面的物理性质相似，或者因为完全硫化过程并不是必要的。

图4为预硫化轮胎胎面400的一个实施例的示意图。预硫化轮胎胎面400包括顶表面410，该顶表面上具有多个胎面元件420。在图示例子中，胎面元件是由多条沟槽隔开的多条横向花纹。在可供选择的实施例中，胎面元件可包括纵向花纹、条形花纹、块状花纹以及另外的沟槽、细缝和其他胎面元件。

预硫化轮胎胎面400还包括底表面430、前表面440和后表面450。虽然示例预硫化轮胎胎面400被示为具有大致矩形的横截面，但应当理解，该横截面可以是大致梯形的，或包括任何数量的笔直表面或弯曲表面。

要制备将附连到胎体的预硫化轮胎胎面400，可对一个或多个表面进行打磨或粗糙化，以除去不粘表面的物质。在图示实施例中，通过将打磨材料流强制推进至预硫化轮胎胎面400的底表面430，用喷磨喷嘴460进行喷磨。

无需等待预硫化轮胎胎面400充分冷却，就可对预硫化轮胎胎面400的底表面430进行喷磨。通过省去冷却步骤或减少预硫化轮胎胎面冷却的时间，可提高预硫化轮胎胎面生产中的产量。在一个已知的实施例中，当预硫化轮胎胎面400的温度为至少170℉(80℃)时，对该预硫化轮胎胎面的底表面430进行喷磨。在另一个已知的实施例中，当预硫化轮胎胎面400的温度为至少210℉(100℃)时，对该预硫化轮胎胎面的底表面430进行喷磨。在又另一个已知的实施例中，当预硫化轮胎胎面400的温度为至少250℉(120℃)时，对该预硫化轮胎胎面的底表面430进行喷磨。在其他实施例中，当对底表面430进行喷磨时，预硫化轮胎胎面400的温度可高达400℉(200℃)。然而，应当理解，可在预硫化轮胎胎面400为环境温度时进行喷磨。

在一个实施例中，仅用固化气体(例如，二氧化碳)来完成喷磨步骤。在另一个实施例中，通过在预硫化轮胎胎面400的底表面430处推进微粒流来进行喷磨。用于喷磨的微粒的实例包括但不限于沙土、硅砂、石榴石、粉碎的坚果壳、果核、玉米、玉米淀粉、小麦淀粉、碳酸氢钠、干冰、聚合物微粒、聚合物化合物、钢丸、钢砂、不锈钢丸、切丝、铜丸、铝丸和锌丸。然而，应当理解，可采用任何类型的微粒。

在一个实施例中，预硫化轮胎胎面400的底表面430还可用压缩气体进行鼓风喷射。可采用鼓风喷射步骤来从预硫化轮胎胎面400的底表面430除去微粒。也可采用鼓风喷射步骤来冷却预硫化轮胎胎面400。在一个实施例中，利用与进行喷磨相同的喷嘴460来进行鼓风喷射步骤。在可供选择的实施例(未示出)中，可采用不同的喷嘴。鼓风喷射步骤中气体可以小于喷磨步骤期间气体从喷嘴射出的压力而从喷嘴射出。在可供选择的实施例中，鼓风喷射步骤可被省去。

在一个实施例中，预硫化轮胎胎面400的底表面430还可用液体(例如，水)洗涤。可采用洗涤步骤来从预硫化轮胎胎面400的底表面430除去微粒。也可采用洗涤步骤来冷却预硫化轮胎胎面400。在一个实施例中，通过与进行喷磨相同的喷嘴460来进行洗涤步骤。在可供选择的实施例(未示出)中，可采用不同的喷嘴。洗涤后，可任选地对预硫化胎面400进行鼓风喷射，以除去多余液体。在可供选择的实施例中，洗涤步骤可被省去。

所得的预硫化轮胎胎面400具有基本上不含不粘表面剂的底表面。为此，胶水或粘合剂将对所制备的底表面更加有效。

预硫化轮胎胎面400可用于胎面翻新工艺。在一个实施例中，可在形成预硫化胎面的同一位置进行胎面翻新工艺。在可供选择的实施例中，可将预硫化胎面400运送到偏远位置，用于胎面翻新工艺。在一个实施例中，预硫化轮胎胎面400以图5所示的方式卷曲。如本领域的普通技术人员将理解那样，在一些情况下，运输卷状的预硫化轮胎胎面可能比运送平整的预硫化轮胎胎面更容易。在其他情况下，使预硫化轮胎胎面保持平整可能是优选的。

图6示出了接收一部分预硫化轮胎胎面400的胎体600的侧视图。在一个实施例中，胎体600具有部分磨损的现有胎面。在此类情况下，可将现有胎面打磨至所需高度。

在一个实施例中，胎面翻新工艺包括向胎体600、预硫化轮胎胎面400的底表面430，或向胎体600和预硫化轮胎胎面400的底表面430两者施加粘合剂。示例性粘合剂包括但不限于含基于弹性体的组合物的材料，例如天然橡胶或合成橡胶，或者此类聚合物的共混物。此外，粘合剂可基于例如聚氨酯橡胶、环氧树脂和丙烯酸酯的材料。另外，粘合剂可基于上述材料的硫化剂或活性剂。

在可供选择的实施例中，胎面翻新工艺包括向胎体600、预硫化轮胎胎面400的底表面430，或向胎体600和预硫化轮胎胎面400的底表面430两者施加胶水。胶水可与基于生橡胶的粘合剂结合使用，以使复合轮胎的部件在硫化之前保持接触。

胶水可使用溶剂或水作为胶水材料的分散相。基于溶剂的胶水由专门的橡胶化合物组成，该专门的橡胶化合物可溶解或悬浮在有机溶剂中。基于水的胶水可由乳化或悬浮的聚合物以及添加剂的悬浮液或乳液组成。

在向胎体600和预硫化轮胎胎面400的底表面430两者施加胶水或粘合剂的情况下，可向这两个表面施加相同的胶水或粘合剂。或者，可向每个表面施加不同的胶水或粘合剂。例如，可向胎体600施加第一胶水，可向预硫化轮胎胎面400施加第二胶水，其中这两种胶水均具有使其与未硫化的橡胶粘合剂保持接触的特性。轮胎复合物一旦(使用施加有胶水的部件)被组装，即可发生结合。此类结合可在接触时或在施加超过阈值量的温度或压力时迅速开始或发生。

在可供选择的实施例中，不向胎体600或预硫化轮胎胎面400的底表面430施加胶水或粘合剂。

在任何上述实施例中，所述过程还可包括向预硫化轮胎胎面400的前表面440、预硫化轮胎胎面400的后表面450，或预硫化轮胎胎面400的前表面440和后表面450两者施加胶水或粘合剂。

在向预硫化轮胎胎面400的前表面440和后表面450两者施加胶水或粘合剂的情况下，可向这两个表面施加相同的胶水或粘合剂。或者，可向每个表面施加不同的胶水或粘合剂。

胎面翻新工艺还包括使预硫化轮胎胎面400周向地缠绕胎体600，使得预硫化轮胎胎面400的前表面440邻接预硫化轮胎胎面400的后表面450。在某些情况下，预硫化轮胎胎面400的长度可大于胎体600的外周长。在此类情况下，可将预硫化轮胎胎面400切割成所需的长度。可用打磨刀来切割预硫化轮胎胎面400，使得新的后表面粗糙化。

在其他情况下，预硫化轮胎胎面400的长度可小于胎体600的外周长。在此类情况下，可插入第二预硫化轮胎胎面(未示出)，以填充预硫化轮胎胎面400的前表面440和后表面450之间的间隙。可能需要将第二预硫化轮胎胎面切割成适当的长度。可利用上述方式中的任一种施加胶水或粘合剂。

在将预硫化轮胎胎面400周向地缠绕胎体600之后，结合的胎体600和预硫化轮胎胎面400在加压室(未示出)中硫化。如本领域的普通技术人员将理解那样，与生轮胎的硫化相比，此硫化过程在相对较低的温度和压力下完成。在一个实施例中，结合的胎体600和预硫化轮胎胎面400在约200℉(100℃)的温度和约90PSI(600kPa)的压力下硫化。在其他实施例中，结合的胎体600和预硫化轮胎胎面400在200至300℉(100至150℃)之间的温度和70至120PSI(480至830kPA)之间的压力下硫化。

硫化过程之后，移除硫化轮胎，其可用于车辆上。

应当理解，可在不同位置进行上述过程的不同步骤。例如，可在第一位置形成预硫化轮胎胎面400，然后将其运送至远离第一位置的第二位置。可随后在第二位置将预硫化轮胎胎面400施加于胎体600。在上述实例中，可在第一位置进行打磨或粗糙化步骤。或者，可在第二位置对胎面端进行打磨或粗糙化。

就在说明书或权利要求书中使用术语“包括”或“具有”而言，其旨在以类似于术语“包含”在权利要求中用作过渡词时所理解的方式来具有包容性。此外，就采用术语“或”(例如，A或B)而言，其旨在表示“A或B或两者”。当申请人旨在指示“仅A或B但不是两者”时，则将采用术语“仅A或B但不是两者”。因此，本文中术语“或”的使用具有包容性，不具有排他性。参见BryanA.Garner,ADictionaryofModernLegalUsage624(2d.Ed.1995)(BryanA.Garner，牛津现代法律用语词典624(第二版，1995年))。此外，就在说明书或权利要求书中使用术语“在...中”或“到...中”而言，其旨在另外表示“在...上”或“到...上”。此外，就在说明书或权利要求书中使用术语“连接”而言，其旨在不仅表示“直接连接到”，而且也表示“间接连接到”，例如通过另外的一个部件或多个部件进行连接。

虽然本公开已通过其实施例的描述进行了说明，并且虽然已相当详细地对这些实施例进行了描述，但申请人并非意图将所附权利要求书的范围约束为这样的细节或以任何方式限制为这样的细节。其他优点和修改对于本领域的技术人员而言将是显而易见的。因此，在更广泛的方面，本发明并不限于所示和所述的特定细节、代表性装置和方法以及示例性实例。因此，可在不偏离申请人的总体发明构思的精神或范围的情况下偏离这样的细节。

Claims (20)

1.一种制备预硫化轮胎胎面的方法，所述方法包括：

形成生橡胶混合物；

将所述生橡胶混合物挤压为具有顶表面和底表面的生轮胎胎面条带；

将所述生轮胎胎面条带置于轮胎胎面硫化模具中；

硫化所述生轮胎胎面条带，以形成具有顶表面和底表面的预硫化轮胎胎面，其中所述硫化包括施加至少150℃的热量；

当所述预硫化轮胎胎面的温度为至少120℃时，移除所述预硫化轮胎胎面；以及

当所述预硫化轮胎胎面的温度为至少80℃时，喷磨所述预硫化轮胎胎面的所述底表面。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括将所述预硫化轮胎胎面卷成卷状。

3.根据权利要求1所述的方法，还包括将所述预硫化轮胎胎面运送至偏远位置。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述喷磨所述预硫化轮胎胎面的所述底表面包括将微粒强制推进至所述底表面，其中所述微粒选自沙土、硅砂、石榴石、粉碎的坚果壳、果核、玉米、玉米淀粉、小麦淀粉、碳酸氢钠、干冰、钢丸、钢砂、不锈钢丸、切丝、铜丸、铝丸和锌丸。

5.根据权利要求4所述的方法，还包括通过鼓风喷射所述底表面来从所述预硫化轮胎胎面的所述底表面除去微粒。

6.根据权利要求1所述的方法，还包括用液体洗涤所述预硫化轮胎胎面的所述底表面。

7.根据权利要求6所述的方法，还包括通过鼓风喷射所述底表面来从所述预硫化轮胎胎面的所述底表面除去多余液体。

8.根据权利要求1所述的方法，其中所述喷磨所述预硫化轮胎胎面的所述底表面包括用固化气体喷磨所述底表面。

9.根据权利要求1所述的方法，还包括向所述预硫化轮胎胎面的所述底表面施加胶水和粘合剂中的至少一者。

10.一种制备预硫化轮胎胎面的方法，所述方法包括：

形成具有顶表面和底表面的生轮胎胎面条带；

硫化所述生轮胎胎面条带，以形成具有顶表面和底表面的预硫化轮胎胎面；

喷磨所述预硫化轮胎胎面的所述底表面；

鼓风喷射所述预硫化轮胎胎面的所述底表面；以及

用液体洗涤所述预硫化轮胎胎面的所述底表面。

11.根据权利要求10所述的方法，其中当所述预硫化轮胎胎面的温度为至少80℃时，对所述预硫化轮胎胎面的所述底表面进行所述喷磨。

12.根据权利要求10所述的方法，其中当所述预硫化轮胎胎面的温度为至少120℃时，对所述预硫化轮胎胎面的所述底表面进行所述喷磨。

13.根据权利要求10所述的方法，还包括向所述预硫化轮胎胎面的所述底表面施加胶水和粘合剂中的至少一者。

14.一种胎面翻新轮胎的方法，所述方法包括：

提供胎体；

提供具有底表面、第一端和第二端的生轮胎胎面条带；

硫化所述生轮胎胎面条带，以形成具有顶表面和底表面的预硫化轮胎胎面，其中所述硫化包括施加至少150℃的热量；

当所述预硫化轮胎胎面的温度为至少80℃时，喷磨所述预硫化轮胎胎面的所述底表面；

向所述胎体和所述预硫化轮胎胎面的所述底表面中的至少一者施加物质；以及

使所述预硫化轮胎胎面缠绕所述胎体。

15.根据权利要求14所述的方法，其中所述物质为粘合剂。

16.根据权利要求14所述的方法，其中所述物质为胶水。

17.根据权利要求14所述的方法，还包括打磨所述胎体的现有胎面。

18.根据权利要求14所述的方法，其中当所述预硫化轮胎胎面的温度为至少120℃时，对所述预硫化轮胎胎面的所述底表面进行所述喷磨。

19.根据权利要求14所述的方法，还包括鼓风喷射所述预硫化轮胎胎面的所述底表面。

20.根据权利要求14所述的方法，还包括洗涤所述预硫化轮胎胎面的所述底表面。