CN114555346A - 具有可移除插入件的轮胎固化模具及相关制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种固化轮胎的模具(20)，所述模具包括至少一个诸如壳体(21)或衬里的主体，和至少一个以可移除的方式安装在所述主体的外壳中的插入件(22)，所述主体的成型表面(23)具有第一纹理图案(24)，所述插入件的成型表面(25)具有标志图案(26)。根据本发明，所述插入件的成型表面还具有第二纹理图案(27)，所述第二纹理图案(27)被选择为使得：通过第二纹理图案成型的表面与通过标志图案(26)成型的表面形成反差，并且与通过第一纹理图案(24)成型的表面没有反差，或反差很小。

Description

具有可移除插入件的轮胎固化模具及相关制造方法
技术领域
本发明涉及轮胎制造领域，更具体地涉及一种具有可移除插入件的固化轮胎的模具，以及用于制造这种模具的方法。
背景技术
轮胎的制造包括固化步骤，在所述固化步骤期间胎坯被成型和硫化，以便赋予轮胎其特性和最终外观。轮胎在固化模具中固化。固化模具在模具的关闭位置具有特别是通过衬里形成的旨在使轮胎的胎面成型的成型表面，以及旨在使轮胎胎侧成型的两个壳体。
轮胎的表面包括大量的通常由突出成型元件形成的标志。这些标志一方面旨在提供有关轮胎品质的法律技术信息，另一方面旨在使消费者识别出产品的品牌和产地。这些突出成型元件使用凹陷成型元件来获得，所述凹陷成型元件一同形成位于模具的成型表面上的标志图案。
某些标志图案需要定期更换。为此，使用可移除地设置在由壳体的成型表面所形成的外壳中的插入件或板体。插入件的成型表面具有给定的标志图案。
插入件通常由铝板获得，在所述铝板上通过廓形加工工艺刻印出插入件和标志图案的轮廓。然后，通过压制工艺使插入件成型并从铝板中切出。这样的工艺具有简单和廉价的优点。
此外，目前轮胎的发展实施了用于提高标志可见性和改善轮胎外观的技术。例如，本申请人名下的申请WO2007/045425中描述了一种轮胎，其表面包括通过浮凸成型元件形成的纹理。纹理呈哑黑色并且在任何光线下都基本不会发生反射，与轮胎的光滑表面形成反差。由于与反射较多光线的表面形成反差，该纹理被称为“高反差”。
因此，与具有一种或多种所述纹理的变形体的表面相邻的光滑轮胎表面能够形成表示标志或装饰的高反差图案。例如，本申请人名下的申请WO2015/165862中描述了一种旨在安装在用于固化轮胎的模具中的插入件。插入件具有旨在使与轮胎的胎侧形成反差的编码矩阵符号成型的图案。所述图案具有旨在使编码矩阵符号的深色部分或浅色部分成型的多组浮凸元件。
然而，申请人在试图用高反差图案来包覆轮胎的胎侧时发现，除标志图案外，插入件的成型表面在轮胎的表面形成光滑表面，所述光滑表面会反射光线并且干扰其周围的高反差图案。因此，尽管高反差图案提高了由可移除插入件形成的标志的可见性，但所述光滑表面却会损害轮胎的外观，并且因此限制了高反差图案沿周向和径向延伸至整个胎侧的可能性。
从而，需要在轮胎的表面上形成广泛延伸的高反差图案，所述高反差图案的外观不会受到通过插入件成型的表面的损害。
发明内容
为此，本发明提供了一种用于固化轮胎的模具，所述模具包括至少一个诸如壳体或衬里的主体，和至少一个可移除地安装在所述主体的外壳中的插入件，所述主体和所述插入件一同形成用于使轮胎的一部分(诸如胎侧或胎面)成型的成型表面。所述主体的成型表面具有第一纹理图案，所述插入件的成型表面具有标志图案。
“图案”应理解为表示成型表面包括具有给定尺寸、形状和排列的一组浮凸元件。浮凸元件能够在轮胎的外表面上成型出诸如标志或装饰的表示对象。浮凸元件相对于光滑成型表面(或者换句话说，即没有图案的成型表面)为凹陷和/或突出的。光滑成型表面在轮胎的外表面上形成了几乎不吸收光并且看起来更明亮的光滑表面。
具有“纹理图案”的成型表面在轮胎的外表面上形成具有相较于光滑表面吸收更多光的浮凸元件的纹理，从而看起来更深更暗。换句话说，所述浮凸元件降低了轮胎外表面反射光的能力。根据纹理图案的浮凸元件的特性，纹理的光吸收性能有所不同，因此纹理看起来或多或少深一些。
具有“成型标志”的成型表面在轮胎的外表面上形成具有诸如字符或符号等浮凸元件的标志。标志图案由一个或多个纹理图案构成。
根据本发明，所述插入件的成型表面还具有第二纹理图案，所述第二纹理图案被选择为使得通过第二纹理图案成型的表面与通过标志图案成型的表面形成反差，并且大多数情况下，不会与通过第一纹理图案成型的表面形成反差。
插入件的纹理图案可以在轮胎的表面上成型出在任何光线下都基本不会发生反射的较暗纹理。因此，降低了通过插入件成型并且没有标志形成的轮胎表面的可见性，从而不会对轮胎的外观造成损害。
在本发明的一个实施方案中，通过第一纹理图案和第二纹理图案成型的表面之间在亮度方面的差异小于1.5，优选小于1，通过第二纹理图案和标志图案成型的表面之间在亮度方面的差异大于或等于1.5，优选大于或等于3。
“亮度”(明亮度或光亮度)应理解为表示表征表面在不同程度上反射光的能力的参数。通过给定纹理图案成型的表面定义了在整个所述区域上计算的平均亮度L*的区域。在所述区域上的亮度范围为小于1.5，优选为小于1。
根据CIE(International Commission on Illumination)于1976年建立的L*a*b颜色模型，使用从0到100的等级来表示亮度L*。数值100表示白色或全反射；数值0表示黑色或全吸收。在这个颜色模型中，a*和b*为色度坐标。颜色模型L*a*b表示颜色的方向：+a*朝向红色，-a*朝向绿色，+b*朝向黄色，以及-b*朝向蓝色。图像的中心为无色。饱和度随着a*和b*数值的增加而增加，因此随着与图像中心的距离的增加而增加。
光滑成型表面的亮度大于或等于18，通常大于或等于20。具有纹理图案的成型表面的亮度小于光滑成型表面的亮度。
具有给定平均亮度L*的纹理图案可以由相同或不同的浮凸元件构成。所述图案的浮凸元件可以随机或有条理的方式来布置。
优选地，第二纹理图案(甚至更优选的，第一纹理图案)包括具有缩短或加长样式的一体式的凹陷或突出的浮凸元件。因此，大量纹理图案的存在能够成型出具有不同外观的纹理。
“一体式”应理解为表示形成图案的浮凸元件是通过移除或添加材料制造的，从而形成带有图案的成型表面。
有利地，缩短样式的浮凸元件以至少等于每平方毫米5个元件的密度配置，并且平均截面外接在直径为0.02mm和1mm之间，优选为0.02mm和0.5mm之间的圆内，和/或加长样式的元件彼此之间以至多等于0.5mm的间隔配置，并且具有0.02mm和0.5mm之间的平均宽度。
因此，形成纹理图案的浮凸元件极大地增加了成型表面的表面积，从而增加了轮胎的外表面的表面积。因此，由此而成型的纹理吸收了更多的光。
此外，这样的纹理图案可以显着减少成型期间与空气排出相关的问题。因此，降低了对通风装置的需求。
例如，加长样式的元件呈现条纹或片状件的样式，并且具有金字塔形锯齿状的轮廓。优选地，加长样式的元件基本上彼此平行。平均宽度对应于在条纹的深度或片状件的高度中以规则间隔测量的平均宽度。每个片状件的高度或每个条纹的深度在0.05mm和0.5mm之间。加长样式的元件可以连续或不连续，并且彼此之间特别是沿其长度在截面、曲率或角度方面具有差异，并且具有可变长度。
例如，缩短样式的元件呈现股、圆锥或平行六面体的样式。每个股的平均截面对应于从股基部以规则间隔测量的截面的平均值。股具有锥形的整体形状，其截面随着这些股的高度而减小。圆锥在其顶部具有介于20°和120°之间的角度和圆形截面。平行六面体具有尺寸在0.05mm和0.5mm之间的边。每个缩短样式的元件的高度在0.05mm和0.5mm之间。
优选地，浮凸元件通过中间区域而分离。此外，浮凸元件在模具上规则地分布，以使图案的每个元件彼此之间的距离整体上相近。
可替换地，缩短样式元件的截面可以是圆形或多边形(例如，六边形)。方形或多边形的结构能够更容易地使缩短样式的元件相对于彼此组织排列，从而对中间区域的面积进行限制。这种样式可以增加图案的浮凸元件的密度。
优选地，形成纹理图案的浮凸元件布置在组件中，每个组件的元件基本上相同，并且被设计成成型出具有特定反差级别的纹理。
有利地，所述主体和插入件的成型表面根据特定模型制成，所述模型分为第一部分和第二部分，第一纹理图案对应于模型的第一部分，第二纹理图案对应于模型的第二部分。第二部分与第一部分的距离至多为0.5mm，优选为0.2mm，以获得所述部分之间极好的连续性。
此外，申请人在其研究过程中已经发现刻印在插入件上的图案和刻印在成型元件上的图案之间的距离不应超过0.5mm，以使至少1m以外的观察者不会检测到任何的偏移。因此，改善了对轮胎外观品质的认知。
优选地，第一纹理图案和第二纹理图案的浮凸元件之间的平均高度差或平均深度差小于0.2mm，优选为小于0.1mm。因此，第一纹理和第二纹理之间有限的平均高度差或平均深度差改善了轮胎的空气动力学性质。
有利地，所述主体为旨在使轮胎胎侧成型的壳体样式，第一纹理图案在所述壳体的成型表面上延伸，以在所述外壳的周围形成环形图案，第二纹理图案在插入件的剩余成型表面上延伸。
因此，通过插入件成型的表面不会对其周围的纹理造成干扰，并且改善了轮胎胎侧的外观。
优选地，第一纹理图案和第二纹理图案相同或等效。“相同”指形成图案的浮凸元件是一样的。“等效”指能够使纹理成型的图案具有相同的光吸收性能。
因此，至少1m以外的观察者不会检测到利用了可移除插入件来形成标志。此外，可以将高反差图案延伸至整个轮胎胎侧。
本发明还涉及一种用于固化轮胎的模具的制造方法，所述模具包括至少一个诸如壳体或衬里的主体，和至少一个插入件，所述主体和所述插入件一同形成用于使轮胎的一部分(诸如胎侧或胎面)成型的成型表面。
根据本发明的方法包括以下步骤：
-在所述主体的成型表面上形成第一纹理图案，
-在所述插入件的成型表面上形成标志图案，
-在所述插入件的成型表面上形成第二纹理图案，所述第二图案被选择为使得：通过第二纹理图案成型的表面与通过标志图案成型的表面形成反差，并且，与通过第一纹理图案成型的表面几乎没有反差。
-将插入件可移除地安装在所述主体的外壳中。
优选地，所述主体和插入件的成型表面根据特定模型制成，所述方法包括以下步骤：
-利用数字化设计方法，将所述模型分为第一部分和第二部分，第一纹理图案对应于模型的第一部分，第二纹理图案对应于模型的第二部分，
-利用数字化控制刻印方法，根据模型的第一部分将第一图案刻印在所述主体上，根据模型的第二部分将第二图案刻印在所述插入件上，
第二部分与第一部分的距离至多为0.5mm，优选为0.2mm。
为了执行刻印步骤而将与主体和插入件的成型表面相对应的模型进行数字化分割的步骤可以在插入件上形成与申请人的期望精确对应的纹理。因此，扩大了轮胎表面上显示标志或装饰的可能性。
最后，利用数字化方法可以提高成型元件的制造精确度，从而可以更容易地控制刻印在插入件上的图案与刻印在成型元件上的图案之间的距离。
优选地，借助于包括由诸如尼龙或弹性体材料等软材制成的冲击表面的冲击装置，将插入件安装在所述外壳中。因此，不会破坏纹理图案的浮凸元件。
本发明还涉及一种轮胎的制造方法，其中，胎坯在根据本发明的固化模具中固化，本发明还涉及一种旨在安装在车轮的轮辋上并且根据本发明的制造轮胎的方法所制造的轮胎。
附图说明
通过基于以下附图的说明书的剩余部分，将更好地理解本发明：
-图1为示出了现有技术中固化模具的某些部件的简化横截面图；
-图2为示出了图1中固化模具的某些部件的前视图；
-图3为示出了第一实施方案中本发明的固化模具的某些部件的前视图；
-图4为示出了第二实施方案中本发明的固化模具的某些部件的前视图；
-图5为示出了第三实施方案中本发明的固化模具的某些部件的前视图。
具体实施方式
在各个附图中，相同或相似的元件带有相同的附图标记。因此不对其进行系统性的重复描述。
图1示出了用于固化轮胎(未示出)的模具10的某些常规部件，所述模具包括至少一个诸如壳体11或衬里12的主体，和可移除地安装在所述主体的外壳14中的插入件13，所述主体和所述插入件一同形成用于使轮胎的一部分(诸如胎侧或胎面)成型的成型表面15。
图2更具体地示出了模具10的壳体11和插入件13的一部分。壳体的成型表面16具有纹理图案17。插入件的成型表面18具有标志图案19。插入件的没有标志图案的成型表面18具有光滑成型表面。因此，插入件在轮胎的表面成型出与壳体的纹理图案13形成反差的光滑表面。
图3示出了根据第一示例性实施方案的本发明的模具20的壳体21和插入件22。壳体21的成型表面23具有第一纹理图案24，插入件22的成型表面25具有标志图案26。
根据本发明，插入件的成型表面25还具有第二纹理图案27，所述第二纹理图案27被选择为使得通过第二纹理图案成型的表面与通过标志图案26成型的表面形成反差，并且，与通过第一纹理图案24成型的表面几乎没有反差。
图4示出了根据第二示例性实施方案的本发明的模具20的壳体21和插入件22。第一纹理图案24和第二纹理图案27在光线吸收性能方面相同或等效。
第二纹理图案(优选第一纹理图案)包括一体式元件(未示出)。浮凸元件为凹陷或突出的，并且具有缩短或加长的样式，缩短样式的元件以至少等于每平方毫米5个元件的密度配置，并且平均截面外接在直径为0.01mm和1mm之间，优选为0.02mm和0.5mm之间的圆内，加长样式的元件彼此之间以至多等于0.5mm的间隔配置，并且具有0.02mm和0.5mm之间的平均宽度。
图5示出了根据第三示例性实施方案的本发明的模具20的壳体21和插入件22。所述主体和插入件的成型表面根据特定模型30制成，所述模型分为第一部分31和第二部分32，第一纹理图案24对应于模型的第一部分，第二纹理图案27对应于模型的第二部分，第二部分与第一部分的距离E至多为0.5mm，优选为0.2mm。
为了确定通过不同纹理成型的表面之间在亮度方面的差异是否满足要求，使用恰当的测量器具来测得轮胎上每种纹理的平均亮度L*。
在一个非限制性的示例中，所述恰当的测量器具为Konica-Minolta CM 700D分光测色仪。该器具适用于测量：
-轮胎区域的亮度L*1、L*2；
-限定红色和绿色之间的第一色度的分量a*；
-限定黄色和蓝色之间的第二色度的分量b*。
所述器具设置于轮胎的待测量区域，并且所述器具获得相对于所述区域的三个参数L*、a*和b*的数值。使用SCI(包含镜面反射分量)模式进行这些测量，将角度设置为10°并使用D65型光设置(由国际照明委员会(International Commission on Illumination,CIE)定义的设置)。
根据本发明的固化模具20的制造包括以下步骤。
利用数字化设计方法，将模型30分为第一部分31和第二部分32，第一纹理图案对应于模型的第一部分，第二纹理图案对应于模型的第二部分。优选地，第二图案的轮廓对应于插入件22的轮廓。
接下来，从铝板开始，沿着轮廓切出插入件，然后利用廓形加工工艺刻印出标志图案。然后，插入件成型。可替换地，切割和刻印的步骤可以在成型步骤之后进行。标志图案的切割和刻印可以通过激光切割和刻印的方法来进行。
接下来，利用数字化控制刻印方法，根据模型的第一部分将第一纹理图案刻印在所述主体上，根据模型的第二部分将第二纹理图案刻印在所述插入件上。
最后，借助于包括由诸如尼龙或弹性体材料等软材制成的冲击表面的冲击装置，将插入件可移除地安装在壳体21的外壳24中。
在不偏离本发明权利要求书范围的情况下，可以设想本发明的其它变体和实施方案。
因此，插入件22以在外壳轮廓和插入件轮廓之间留有安装间隙的方式配置在外壳14中，并且安装间隙和制造插入件22和壳体21的材料被选择为当模具达到给定的温度时，安装间隙部分或完全地减小。
因此，因外壳轮廓和插入件轮廓之间的安装间隙所引发的橡胶飞边得以减少，并且在成型元件图案与插入件图案之间不会断开，从而改善了在轮胎上成型的高反差图案的连续性。

Claims (12)

1.一种用于固化轮胎的模具(20)，所述模具包括至少一个诸如壳体(21)或衬里的主体，和至少一个可移除地安装在所述主体的外壳中的插入件(22)，所述主体和所述插入件一同形成用于使轮胎的一部分诸如胎侧或胎面成型的成型表面，
所述主体的成型表面(23)具有第一纹理图案(24)，
所述插入件的成型表面(25)具有标志图案(26)，
其特征在于，所述插入件的成型表面还具有第二纹理图案(27)，所述第二纹理图案(27)被选择为使得：
-通过第二纹理图案(27)和标志图案(26)成型的表面之间在亮度(L*)方面的差异大于或等于1.5，优选大于或等于3，从而使得通过第二纹理图案成型的表面与通过标志图案(26)成型的表面形成反差，并且，
-通过第一纹理图案(24)和第二纹理图案(26)成型的表面之间在亮度(L*)方面的差异小于1.5，优选小于1，从而使得第二纹理图案与通过第一纹理图案(24)成型的表面几乎没有反差。
2.根据权利要求1所述的模具，其中，第二纹理图案(27)以及优选第一纹理图案(24)包括具有缩短或加长样式的一体式的凹陷元件或突出元件。
3.根据权利要求2所述的模具，其中，缩短样式的元件以至少等于每平方毫米5个元件的密度配置，并且平均截面外接在直径为0.01mm和1mm之间，优选为0.02mm和0.5mm之间的圆内，和/或
加长样式的元件彼此之间以至多等于0.5mm的间隔配置，并且具有0.02mm和0.5mm之间的平均宽度。
4.根据权利要求3所述的模具，其中，所述元件布置在组件中，每个组件的元件基本上相同，并且被设计成使具有特定反差级别的纹理成型。
5.根据前述权利要求任一项所述的模具，其中，所述主体和插入件的成型表面根据特定模型制成，所述模型分为第一部分和第二部分，第一纹理图案(24)对应于模型的第一部分，第二纹理图案(27)对应于模型的第二部分，第二部分与第一部分的距离至多为0.5mm，优选为0.2mm。
6.根据前述权利要求任一项所述的模具，其中，第一纹理图案(24)和第二纹理图案(27)之间平均高度差或平均深度差小于0.2mm，优选为小于0.1mm。
7.根据前述权利要求任一项所述的模具，其中，所述主体为旨在使轮胎胎侧成型的壳体(21)样式，
第一纹理图案(24)在所述壳体的成型表面上延伸，以在所述外壳的周围形成环形图案，
第二纹理图案(27)在插入件的剩余成型表面上延伸。
8.一种用于固化轮胎的模具的制造方法，所述模具包括至少一个诸如壳体(21)或衬里的主体，和至少一个插入件(22)，所述主体和所述插入件一同形成用于使轮胎的一部分诸如胎侧或胎面成型的成型表面，其特征在于：
-在所述主体的成型表面(23)上形成第一纹理图案(24)，
-在所述插入件的成型表面(25)上形成标志图案(26)，
-在所述插入件的成型表面(25)上形成第二纹理图案(24)，所述第二图案被选择为使得：
-通过第二纹理图案(27)和标志图案(26)成型的表面之间在亮度(L*)方面的差异大于或等于1.5，优选大于或等于3，从而使得通过第二纹理图案成型的表面与通过标志图案(26)成型的表面形成反差，并且，
-通过第一纹理图案(24)和第二纹理图案(27)成型的表面之间在亮度(L*)方面的差异小于1.5，优选小于1，从而使得第二纹理图案与通过第一纹理图案(24)成型的表面几乎没有反差，
-将插入件可移除地安装在所述主体的外壳中。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，所述主体和插入件的成型表面根据特定模型制成，包括以下步骤：
-利用数字化设计方法，将所述模型分为第一部分和第二部分，第一纹理图案(24)对应于模型的第一部分，第二纹理图案(27)对应于模型的第二部分，
-利用数字化控制刻印方法，根据模型的第一部分将第一图案刻印在所述主体上，根据模型的第二部分将第二图案刻印在所述插入件上，
第二部分与第一部分的距离至多为0.5mm，优选为0.2mm。
10.根据权利要求8和9中任一项所述的方法，其中，借助于包括由诸如尼龙或弹性体材料的软材制成的冲击表面的冲击装置，将所述插入件安装在所述外壳中。
11.一种轮胎的制造方法，其中，在如权利要求1至7中任一项所述的固化模具中固化胎坯。
12.一种旨在安装在车轮的轮辋上并且利用如权利要求11所述的轮胎的制造方法所制造的轮胎。
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