JP2005289334A - Tire provided with colored design and method for forming colored design - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、色が本質的に黒であるゴム材料に対して目立つように、黒以外の色に見える装飾デザインを得る方法に関する。また本発明は、黒とは異なる少なくとも1つの色に見えるデザインが一外面に設けられたタイヤに関する。 The present invention relates to a method for obtaining a decorative design that appears to be a color other than black so that it stands out against a rubber material that is essentially black in color. The present invention also relates to a tire provided on one outer surface with a design that looks at least one color different from black.
多くの工業界において、製品または物品に、銘刻、ロゴおよび種々のデザインを記すことが望まれており、その1つの機能は、例えば展示中に将来の使用者または購買者の注意を喚起することにある。
この問題は、例えばタイヤまたはキャタピラトラックのような黒色のゴム製品の場合に特に顕著である。
In many industries, it is desirable to mark inscriptions, logos and various designs on products or articles, one function of which is to alert future users or buyers during an exhibition, for example It is in.
This problem is particularly noticeable in the case of black rubber products such as tires or caterpillar tracks.
これを達成する1つの方法は、このような製品の表面上に、黒色に対して目立つ色のフィルムを貼着することである。この方法は特許文献1において提案されており、これによれば、タイヤの成形(モールディング)および加硫前のタイヤブランクの外面に貼着される前に、着色デザインを有する転写紙(transfer)が作られる。この方法は、黒色表面上に目立つ色のデザインが確実に得られる有効な方法であるが、このデザインは、タイヤを見る方向および照明の方向の如何にかかわらず常に同じ色を呈する。このような転写紙を有する黒色ゴム製品の注意喚起力は不充分である。
タイヤの場合には、カラーフィルムが、直接的にまたはフィルムをタイヤに確実に接着させる中間接着層を介してタイヤのゴムに接合される。この技術の実施の困難性とは別に、転写紙とタイヤとの接着が不充分なため、転写紙が剥れてしまうという問題もある。
One way to achieve this is to apply a film of a color that stands out against black on the surface of such products. This method is proposed in
In the case of a tire, the color film is bonded to the tire rubber either directly or through an intermediate adhesive layer that securely bonds the film to the tire. Apart from the difficulty of implementing this technique, there is also a problem that the transfer paper peels off due to insufficient adhesion between the transfer paper and the tire.
特許文献2では、黒に対して目立つ色をもつ少なくとも1つの充填剤が組込まれた黒色の加硫ゴム配合物上に作用するレーザにより、幾つかの色をもつデザインがゴム製品上に形成される。
前述の方法と同様に、後者の方法も、ゴム製品を見る方向の如何にかかわらず同じ色を呈するデザインを形成できるに過ぎない。また、この方法は、タイヤが成形されかつ加硫された後に、レーザにより露出される着色充填剤をタイヤ材料中に組込むことが不可欠である。
In U.S. Pat. No. 6,057,049, a design with several colors is formed on a rubber product by a laser acting on a black vulcanized rubber compound incorporating at least one filler with a noticeable color against black. The
Similar to the previous method, the latter method can only produce designs that exhibit the same color regardless of the direction of viewing the rubber product. This method also requires the incorporation of a colored filler that is exposed by the laser into the tire material after the tire is molded and vulcanized.
本発明の目的は、上述の従来技術の問題点を解決する、着色デザインを備えたタイヤおよび着色デザインの形成方法を提供することである。 An object of the present invention is to provide a tire having a colored design and a method for forming the colored design, which solve the above-mentioned problems of the prior art.
本発明の1つの対象は、外面に少なくとも1つのデザインが設けられた、黒色ゴムをベースとする材料で作られたタイヤにおいて、前記材料がジエンエラストマーまたはゴム、すなわち少なくとも一部がジエンモノマーから得られたエラストマーであり、前記デザインがゴム基礎材料の黒色とは異なる少なくとも1つの色に見え、前記デザイン(3、30)の外面には、互いに平行にかつ周期Tの間隔を隔てて配置された、高さHの複数の隆起部または溝で形成された少なくとも1つの光回折格子が設けられていることを特徴とするタイヤである。 One subject of the present invention is a tire made of a black rubber-based material with at least one design on the outer surface, said material being derived from a diene elastomer or rubber, i.e. at least partly from a diene monomer. The design looks like at least one color different from the black color of the rubber base material, and is arranged on the outer surface of the design (3, 30) parallel to each other and spaced by a period T The tire is provided with at least one light diffraction grating formed of a plurality of raised portions or grooves having a height H.
好ましくは、隆起部の周期Pは1.5ミクロン以下であり、隆起部の高さHは大きくても1ミクロンである。なぜならば、これらの限度を超えると回折効果が消失するからである。より好ましくは、高さHは0.1〜0.3ミクロン、周期Pは0.5〜0.7ミクロン、更に好ましくは、高さHは0.17〜0.23ミクロンの間、周期Pは0.6ミクロンである。これらのパラメータは、デザインが形成される材料の屈折率に関連して決定するのが有利である。
好ましくは、デザインを備えたタイヤの部分は、タイヤの外面内に入って外面上に保護層を形成するワックスおよびオゾン分解防止剤または酸化防止剤が存在しない材料で作られる。なぜならば、このような層が存在すると、回折格子により得られる光学的効果が低下されるからである。
Preferably, the period P of the raised portion is 1.5 microns or less, and the height H of the raised portion is at most 1 micron. This is because the diffraction effect disappears when these limits are exceeded. More preferably, the height H is 0.1 to 0.3 microns and the period P is 0.5 to 0.7 microns, and more preferably the height H is between 0.17 and 0.23 microns. Is 0.6 microns. These parameters are advantageously determined in relation to the refractive index of the material from which the design is formed.
Preferably, the portion of the tire with the design is made of a material that is within the outer surface of the tire and forms a protective layer on the outer surface and a material free of ozonolysis or antioxidants. This is because the presence of such a layer reduces the optical effect obtained by the diffraction grating.
本発明の他の対象は、暗色または黒色の加硫ゴムで作られた物品(より詳しくはタイヤ、キャタピラトラックまたはタイヤトレッド。但しこれらに限定されない)に少なくとも1つのデザイン、すなわち該デザインを見るべく選択された方向または物品の表面に対する光源の位置に基いて色およびその輝きが変化して、デザインおよび物品を一層目立つものとするデザインを設ける方法である。
タイヤを構成するゴム配合物の配合を変えることなく解決するには、この問題は、約0.1ミクロン以上の平均サイズをもつカーボンブラックまたはシリカの凝集体の形態をなすゴム配合物中に存在する補強フィラーのような或る重要な構成要素の存在を考慮すると特に困難である。また、通常のタイヤ配合物は非常に少量(10%以下)の入射光を反射するに過ぎないことも知られている。
Another object of the present invention is to view at least one design on an article made of dark or black vulcanized rubber (more specifically, but not limited to a tire, caterpillar track or tire tread), i.e. to see the design A method of providing a design that makes the design and the article more prominent by changing the color and its brightness based on the selected direction or the position of the light source relative to the surface of the article.
To solve without changing the compounding of the rubber compound that constitutes the tire, this problem exists in a rubber compound in the form of aggregates of carbon black or silica having an average size of about 0.1 microns or more. This is particularly difficult considering the presence of certain important components such as reinforcing fillers. It is also known that normal tire formulations only reflect very small amounts (10% or less) of incident light.
本発明によれば、黒色の加硫ゴムで作られる物品の外面上に、例えば物品を見る方向に関連して色が変化するデザインを形成する方法が提案され、この方法は本質的に下記の段階、すなわち、
支持体上に基礎デザインを用意する段階を有し、このデザインは、ゴム物品の外面上に複製することが望まれるデザインの形態をなしており、この基礎デザインの表面は、周期Pおよび深さHにより定められる少なくとも1組の微小構造(微小線条)により形成され、周期Pおよび深さHは回折格子を形成すべく1ミクロンより小さく、
基礎デザインが設けられた支持体を、ゴム物品を成形する金型の成形面上に配置する段階と、
未加硫かつ未成形のゴム物品のブランクを作る段階と、
金型の表面に対してゴム材料を押付けることにより金型内でゴム物品を成形しかつ加硫する段階とを更に有している。
In accordance with the present invention, a method is proposed for forming a design on the outer surface of an article made of black vulcanized rubber that changes color, for example with respect to the direction in which the article is viewed. Stages, i.e.
Providing a base design on a support, the design being in the form of a design that is desired to be replicated on the outer surface of a rubber article, the surface of the base design having a period P and a depth; Formed by at least one set of microstructures (fine filaments) defined by H, the period P and the depth H being smaller than 1 micron to form a diffraction grating,
Placing a support provided with a basic design on a molding surface of a mold for molding a rubber article;
Making a blank of unvulcanized and unmolded rubber article;
And further forming and vulcanizing the rubber article in the mold by pressing a rubber material against the surface of the mold.
この方法は、ゴム材料およびゴム材料の上記特殊な光学的特性を考慮すれば驚異的な態様で、黒色のゴム物品の表面上に、黒色とは異なる少なくとも1つの色に見えかつ所望のデザインの輪郭を有するデザインを設けることができ、該デザインの表面は、2次元効果またはホログラムの態様をなす3次元効果をも有する光回折格子を形成する1組の非常に細かい線条で形成される。
このような1組の微小構造が設けられたゴム配合物の全体として黒い表面は、選択される照射方向またはデザインを見る方向に基いて、異なる色に見える長所を有している。光源は、見える色を変えることもできる。
This method is surprising in view of the rubber material and the special optical properties of the rubber material, and appears on the surface of the black rubber article on at least one color different from black and of the desired design. A contoured design can be provided, and the surface of the design is formed by a set of very fine lines that form a light diffraction grating that also has a two-dimensional effect or a three-dimensional effect in the form of a hologram.
The overall black surface of such a rubber compound provided with a set of microstructures has the advantage of appearing in different colors based on the direction of illumination selected or the direction of viewing the design. The light source can also change the visible color.
実際に、物品を見る人が物品に対して移動すると、物品により反射される光、より詳しくは1組の線条により反射される光は、目に入る波長に変化を生じさせる。かくして、材料の性質を変えることなくかつ物品の表面に「異物」を付着することなく(より詳しくは金属化することにより)、色が変化できかつゴム材料の黒色に対して顕著に目立つマーキングを作ることができる。
ゴムおよびゴム様の材料とは、「ジエン」エラストマーまたはゴム、すなわち少なくとも一部が、ジエンモノマー(共役であるか否かを問わず、2炭素−炭素二重結合をもつモノマー)から既知の方法で得られるエラストマーを意味するものと理解されたい。
In fact, when a viewer of the article moves relative to the article, the light reflected by the article, and more particularly the light reflected by a set of filaments, causes a change in the wavelength that enters the eye. Thus, markings that can change color and are noticeably noticeable against the black color of the rubber material without changing the properties of the material and without attaching "foreign substances" to the surface of the article (more specifically by metallization). Can be made.
Rubbers and rubber-like materials are known methods from "diene" elastomers or rubbers, i.e. at least partly from diene monomers (monomers with or without conjugated, 2 carbon-carbon double bonds). Should be understood to mean the elastomer obtained.
1組の微小構造の形成パラメータ(すなわち周期Pおよび高さH)は、対象とするゴム材料に基いて、該材料の屈折率から確立するのが有利である。
ゴム物品上に成形された回折格子のプロファイルは、より詳しくは、次のような形状、すなわち正方形、長方形、正弦波状または三角形から選択できる。好ましくは、高さHは1ミクロン以下、周期も1ミクロン以下である。好ましい実施例では、高さHは0.1〜0.3ミクロン、および回折格子のプロファイルは正方形、長方形または正弦波状である。正方形または長方形のプロファイルはマイクロ電子形式の彫刻により得られ、正弦波状のプロファイルはホログラフィック形式の彫刻により得られる。後者の彫刻方法はより一般的かつ安価であり、正弦波状プロファイルは好みにより選択される。
The formation parameters of a set of microstructures (ie period P and height H) are advantageously established from the refractive index of the material, based on the rubber material of interest.
More specifically, the profile of the diffraction grating formed on the rubber article can be selected from the following shapes: square, rectangular, sinusoidal or triangular. Preferably, the height H is 1 micron or less and the period is 1 micron or less. In a preferred embodiment, the height H is 0.1 to 0.3 microns and the grating profile is square, rectangular or sinusoidal. Square or rectangular profiles are obtained by microelectronic engraving, and sinusoidal profiles are obtained by holographic engraving. The latter engraving method is more general and inexpensive and the sinusoidal profile is selected according to preference.
本発明の他の特徴および長所は、タイヤ上のマーキングの一実施例を非制限的な一例として示す添付図面を参照して以下に述ベる説明から明らかになるであろう。
図1は黒色のタイヤ側壁1の部分図であり、タイヤ側壁1の表面2には、タイヤが成形されるときに、単一組の微小構造からなるデザイン3が本発明の方法を用いて形成される。
このデザインは、表面2の黒色に対して顕著に目立つ色に見える。受けた光が一組の微小構造により回折されない場合には、選択される方向によってこのデザインが黒く見えることがある。
Other features and advantages of the present invention will become apparent from the following description with reference to the accompanying drawings, which illustrate one example of a marking on a tire as a non-limiting example.
FIG. 1 is a partial view of a
This design appears to be a noticeable color relative to the black color of the
図2は、図1のデザイン3のII−II線を通る断面図である。ここには、溝により分離された複数の隆起部31が示されている。断面が矩形であるこれらの隆起部は高さHを有しかつ周期Pで互いに平行に配置されている。この格子が設けられていることにより、隆起部31の側面32、33に入射する光が最適態様で回折される。すなわち、少なくとも1つの所与の波長で反射される全てのエネルギが集中され、これは、このエネルギが本質的に黒色のゴム基礎材料で弱く反射される場合でも生じる。
ゴム基礎の側壁材料の特定性質を考慮すると、デザインの表面を形成する数組の微小構造または回折格子は、互いに本質的に平行でかつ本質的に0.6ミクロンに等しい周期で配置された本質的に0.2ミクロンに等しい高さHを有する一連の隆起部からなる。
FIG. 2 is a cross-sectional view taken through line II-II of
Considering the specific nature of the rubber-based sidewall material, the sets of microstructures or diffraction gratings that form the surface of the design are essentially parallel to each other and arranged with a period essentially equal to 0.6 microns. Consisting of a series of ridges having a height H equal to 0.2 microns.
ゴムは極く僅かの光を反射するに過ぎないことを考慮すれば、このように得られる結果は特に驚異的であり、非常に強いまたは極めて強い「閃光」色が非常に小さい角度内に観察される。
所与のゴム材料について、観察される色陰(colour shade)を決定できる。実際に、深さパラメータHは感じる色に直接的な影響を与え、一方、微小線条の周期Pおよび各格子のプロファイル形状は、デザインに見られる強度に直接的な効果を与える。
Considering that rubber reflects very little light, the results obtained in this way are particularly stunning, and very strong or extremely strong “flash” colors are observed within a very small angle. Is done.
For a given rubber material, the observed color shade can be determined. In practice, the depth parameter H has a direct effect on the perceived color, while the microwire period P and the profile shape of each grating have a direct effect on the strength found in the design.
黒以外の色に見えるデザイン3をもつこのタイヤ1の製造方法は次の段階、すなわち、
デザインのホログラフィック露光により感光樹脂に「マスタ」パターンを作り、1組の微小構造を形成する段階と、
マスタパターン上でのニッケルのガルバニック成長により、ベーシックレプリカと呼ばれるレプリカを作る段階と、
このベーシックレプリカを、タイヤ金型に設けられたシート(seating)上に置く段階と、
前記金型内に未成形かつ未加硫タイヤを導入して、該タイヤを成形しかつ加硫する段階とを有する。
The manufacturing method of this
Creating a “master” pattern on the photosensitive resin by holographic exposure of the design to form a set of microstructures;
By making nickel galvanic growth on the master pattern, making a replica called basic replica,
Placing this basic replica on a seating provided in the tire mold;
Introducing an unmolded and unvulcanized tire into the mold, and molding and vulcanizing the tire.
実施を行なうことを目的とする好ましい実施例によれば、この方法の第二段階で得られるニッケルレプリカは、金型内に配置される前に、金属インサート(好ましくはステンレス鋼インサート)に接着される。この接着は、鋼インサートとレプリカとの物理的結合に好都合なシリコーン接着剤により行なわれ、この形式の接着剤は、化学的結合を形成する接着剤よりも強力である。次に、鋼インサートが加硫金型内に配置される。 According to a preferred embodiment intended to be carried out, the nickel replica obtained in the second stage of the method is bonded to a metal insert (preferably a stainless steel insert) before being placed in the mold. The This bonding is done with a silicone adhesive that favors the physical bond between the steel insert and the replica, and this type of adhesive is stronger than an adhesive that forms a chemical bond. The steel insert is then placed in the vulcanization mold.
他の好ましい実施例によれば、このデザインの少なくとも1つのレプリカは、タイヤの成形および加硫の圧力条件および温度条件と相容性のある材料(例えばプラスチックまたは熱可塑性プラスチック)内で成形することにより、ベーシックレプリカから作られる。好ましくは、高温でも非常に優れた熱的特性を有しかつ回折格子の微細度を正確に複製できる長所を有する熱可塑性プラスチック(例えば、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK))が使用される。これは、ニッケルレプリカにより覆われた面をもつ射出成形金型を用いて作られる。単一のニッケルパターンの使用により多数の熱可塑性プラスチックレプリカを製造できるので、この方法は非常に経済的である。
視認効果を更に高めるためには、デザインを幾つかの部分、すなわち各部分がそれ自体の回折格子を備えかつ少なくとも2つの部分の微小線条の平均方向が異なっていることに特徴を有する部分に分解するのが有利である。
According to another preferred embodiment, at least one replica of this design is molded in a material (eg plastic or thermoplastic) compatible with the pressure and temperature conditions of tire molding and vulcanization. Is made from a basic replica. Preferably, a thermoplastic (eg, polyetheretherketone (PEEK)) is used that has the advantage of having excellent thermal properties even at high temperatures and capable of accurately replicating the fineness of the diffraction grating. This is made using an injection mold having a surface covered by a nickel replica. This method is very economical because a large number of thermoplastic replicas can be produced by using a single nickel pattern.
In order to further enhance the visual effect, the design is divided into several parts, i.e. parts characterized by the fact that each part has its own diffraction grating and the mean direction of the microstripes of at least two parts is different. It is advantageous to decompose.
例えば、図3および図4は、タイヤ側壁の同じ部分20を2つの異なる入射角に沿う方向から見たところを示すものである。この部分20の表面にはデザイン30が設けられており、この場合には、デザイン30は4つの部分310、311、312、313から形成されている。これらの部分310、311、312、313は一体に組合されて前記デザインを形成しており、各部分は、格子プロファイル、高さHおよび周期Pにより特徴付けられたそれ自体の回折格子を有している。
For example, FIGS. 3 and 4 show the
この場合、全ての部分310、311、312、313は、一組の同じ微小線条(同じ形状、高さHおよび周期P)を有し、前記微小線条の平均方向は異なっている。好ましくは、角度差は少なくとも10°である。かくして、デザイン30が得られ、該デザイン30は、第一入射角(例えば、図3)に沿う方向から見たとき、このデザイン30を構成する各部分310、311、312、313に異なる色を呈する。しかしながら、同じデザイン30を他の入射角(例えば、図4)に沿う方向から見たとき、各部分は、第一入射角に沿う方向から見た同じ部分の色と比ベて異なる色を呈する。
In this case, all the
デザインの色は、タイヤの側壁により採用された曲率に関連しても変化することに留意されたい(例えば、路面との接触ゾーンを通るとき、側壁の曲率が増大して、外部からの観察者が見るデザインの色が変化する)。 Note that the color of the design also changes in relation to the curvature employed by the tire sidewall (for example, when passing through the contact zone with the road surface, the curvature of the sidewall increases and the observer from the outside The design color changes.
本発明は、上述しかつ図示した例に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の態様に変更できる。より詳しくは、材料が黒色でない場合、例えば灰色の場合には、当該色(灰色)に対して目立つ効果はかなり低下するが、得られる色効果は依然として存在する。 The present invention is not limited to the examples described and illustrated above, and can be modified in various ways without departing from the scope of the present invention. More particularly, if the material is not black, for example gray, the noticeable effect on that color (gray) is considerably reduced, but the resulting color effect still exists.
1 タイヤ側壁
3、30 デザイン
31 隆起部
310、311、312、313 デザインの一部
1
Claims (11)
支持体上に基礎デザインを用意する段階を有し、このデザインは、外面と、該外面の一部に、前記物品の表面で受けた光の回折格子を形成するのに適した少なくとも1組の微小構造とを備え、
基礎デザインをもつ支持体を、ゴム物品を成形する金型上に配置する段階を有し、前記少なくとも1組の微小構造が設けられたデザインの外面が、成形すべき物品と接触するように配置され、
ゴム物品の未加硫かつ未成形のブランクを作る段階と、
該ブランクを成形金型内に導入しかつゴム材料を加硫する段階とを更に有することを特徴とする方法。 A color change on an article made of a diene elastomer or rubber, ie a black rubber base material consisting at least in part of an elastomer derived from a diene monomer, which appears to be at least one color different from the uniform base color of the rubber material In a method of forming a design to
Providing a base design on a support, the design comprising at least one set suitable for forming an outer surface and a diffraction grating of light received on the surface of the article on a portion of the outer surface. With a microstructure,
Placing a support having a basic design on a mold for molding a rubber article, wherein the outer surface of the design provided with the at least one set of microstructures is placed in contact with the article to be molded; And
Making unvulcanized and unmolded blanks of rubber articles;
Introducing the blank into a mold and vulcanizing the rubber material.
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JP5036959B2 (en) | 2012-09-26 |
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