制造輪胎胎面的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種制造輪胎胎面的方法，該胎面包括多個隆起元件(20)，每個隆起元件包括預定用于當輪胎行駛時接觸地面的接觸面和連接至該接觸面的側(cè)面。所述制造方法包括以下步驟：制備生胎坯料(11)；將覆蓋層(9)放置于所述生胎坯料的所有或部分外表面上；將所述生胎坯料(11)定位于模具中，所述模具包括葉片(5)；該葉片模制隆起元件(20)的側(cè)面；以及硫化所述生胎坯料以獲得所述輪胎。該制造方法還包括以下步驟：使用屬于所述模具的切割構件切割所述覆蓋層(9)；在通過所述葉片模制所述隆起元件的側(cè)面期間，該葉片將所述覆蓋層的切下部分驅(qū)入到所述生胎坯料中，以使得所述隆起元件的側(cè)面被該切下部分局部或完全覆蓋。
【專利說明】制造輪胎胎面的方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及輪胎制造領域。更具體地說，本發(fā)明涉及其胎面包括多個隆起元件的輪胎的制造，所述隆起元件在至少一個側(cè)面上包括覆蓋層。
【背景技術】
[0002]已知的作法是設計其胎面包括各種橡膠混合物的輪胎。文件W003089257公開了這種胎面。更具體地說，文件W003089257公開一種包括隆起元件的胎面。每個隆起元件包括預定用于當輪胎行駛時接觸地面的接觸面和連接至接觸面的側(cè)面。所述隆起元件的所有或部分側(cè)面被覆蓋層包覆。該覆蓋層由與制造胎面的橡膠混合物不同的材料制成。特別是，該材料具有遠優(yōu)于橡膠混合物的濕路面抓地力的濕路面抓地力。這在潮濕表面上轉(zhuǎn)彎中提供了非常明顯的改善。
[0003]特別是，在文件W02006069912中公開了一種制造該胎面的方法。根據(jù)該制造方法，在第一步驟中，利用注射噴嘴將預定用于構造覆蓋層的材料以一個或多個嵌入件的形式注入到生胎(胎坯)中。然后，在第二步驟中，通過硫化模具的肋條成形所述插入件或多個插入件，以使其覆蓋由肋條模制的側(cè)面。
[0004]該制造方法確實具有其局限性。具體地說，在其成形期間，嵌入件經(jīng)受來自肋條的顯著剪切力，以使該嵌入件轉(zhuǎn)變?yōu)楦『穸鹊膶?。該剪切力可能在嵌入件?nèi)部產(chǎn)生裂紋，使得更難以控制制造該嵌入件的材料的運動。因此，如此形成的覆蓋層的形狀和厚度有些隨意。于是減少了由附加層賦予輪胎性能的優(yōu)點。
[0005]另外，在該制造方法中，必須對準插入件與肋條。這于是使得胎面的制造更復雜。
[0006]因此，需要改進覆蓋層在屬于輪胎胎面的隆起元件的側(cè)面的施設(放置)。
[0007]定義
[0008]“輪胎”是指所有種類的彈性胎面，不論其是否承受內(nèi)部壓力。
[0009]輪胎的“生胎”或“胎坯”是指多個可能被增強或可能未被增強的條帶或片材形式的半成品橡膠產(chǎn)品的疊置。生胎預定用于在模具中被硫化，以便獲得輪胎。
[0010]輪胎的“胎面”是指由側(cè)表面和兩個主表面限定(限界)的一定量的橡膠材料，所述主表面中的一個預定用于當輪胎行駛時接觸路面。
[0011]“胎面表面”是指由當輪胎行駛時輪胎胎面上接觸路面的那些點所形成的表面。
[0012]“隆起元件”是指胎面中由花紋溝和/或刀槽花紋限定的元件。在“隆起元件”的類別中，在構成整圈輪胎的輪胎肋條與不構成整圈輪胎的區(qū)塊之間具有區(qū)別。
[0013]“模具”是指一組分離的模制元件，其在被相對地靠攏到一起時限定出環(huán)形模制空腔。
[0014]模具的“模制表面”是指模具中預定用于模制輪胎胎面的表面的表面。
[0015]模具的“葉片(翼片)”是指從模制表面伸出的突起。在葉片的類別中，在小于2mm寬的刀槽花紋葉片與具有2mm或更大寬度的肋條之間具有區(qū)別。刀槽花紋葉片預定用于在輪胎的胎面中模制刀槽花紋，所述刀槽花紋是指在輪胎接觸地面的接觸塊中至少部分地閉合的切口。肋條預定用于在胎面中模制花紋溝，所述花紋溝是指在輪胎接觸地面的接觸塊中不會閉合的切口。
[0016]模制元件的側(cè)面的“模制步驟”或“模制的步驟”是指從模具的葉片接觸覆蓋生胎的外表面的覆蓋層的時刻開始的操作。在該模制步驟期間，葉片形成切口，該切口于是限定模制元件的側(cè)面。模制步驟在葉片離開剛剛模制完成的切口的時刻結(jié)束。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017]本發(fā)明涉及一種制造輪胎胎面的方法，該胎面包括多個以給定橡膠材料形成的隆起元件。每個隆起元件包括預定用于當輪胎行駛時接觸地面的接觸面和連接至該接觸面的側(cè)面。該制造方法包括制備輪胎的生胎的步驟、將覆蓋層施設(放置)于生胎的所有或部分外表面上的步驟、利用包括葉片的該模具將生胎施設于模具中的步驟、使用該葉片模制隆起元件的側(cè)面的步驟和硫化生胎以便獲得輪胎的步驟。所述制造方法還包括利用屬于模具的切割構件切割覆蓋層的步驟，以及在通過葉片模制隆起元件的側(cè)面期間該葉片將覆蓋層的切下部分驅(qū)入到生胎中以使得隆起元件的側(cè)面被該切下部分局部或完全覆蓋的步驟。
[0018]利用本發(fā)明的制造方法，以簡單且實用的方式將覆蓋層定位在隆起元件的側(cè)面上。
[0019]在葉片為具有2mm或更大寬度的肋條的特定情況中，在肋條與覆蓋層接觸的時刻該肋條與覆蓋層接觸的表面積足夠大，以允許該覆蓋層被驅(qū)入到生胎深處而同時限制變形，特別是其厚度內(nèi)的變形。結(jié)果，隨著花紋溝被逐漸模制，覆蓋層被大體上均勻地抵靠由肋條形成的花紋溝定位。
[0020]還注意到，此處，覆蓋層被模具的元件切割，所述元件從而直接將該切口裁切成期望的胎面花紋的特征。包括在其全部或部分側(cè)壁上具有覆蓋層的隆起元件的胎面的制造從而變得更容易。
[0021]作為替換，在模制側(cè)面之前執(zhí)行通過屬于模具的切割構件對覆蓋層的切割。
[0022]因而，確保在模具的葉片接觸覆蓋層以將其驅(qū)入到生胎中的時刻該層已經(jīng)被完全切割。從而避免了覆蓋層由于葉片所施加的壓力的結(jié)果而撕裂的任何風險。
[0023]在另一備選形式中，在側(cè)面的模制過程期間執(zhí)行通過屬于模具的切割構件對覆蓋層的切割。
[0024]在另一備選形式中，在切割覆蓋層的步驟之前調(diào)整切割構件相對于葉片的位置。
[0025]因此，可以容易地調(diào)整存在于由葉片模制的切口中的覆蓋層的材料量。通過適當?shù)卣{(diào)整切割構件的位置，還可以限制過量的覆蓋層材料不引人注意地出現(xiàn)在切口外。
[0026]作為替換，切割構件是可移除的，與覆蓋層特性適應的切割構件被裝配到模具中。
[0027]因此，模具適于是適應該層的特性。
[0028]作為替換，在該生胎的寬度上將覆蓋層纏繞在生胎的外表面上。
[0029]這于是使得該覆蓋層更易于被應用至生胎。
[0030]作為替換，覆蓋層包括彈性體材料和紡織纖維或無紡纖維的集合，所述纖維由該彈性體材料浸潰。
[0031]通過在覆蓋層中使用纖維，增強了該層的機械完整性，使得更容易切割。此外，覆蓋層中存在纖維集合使得可以由于所述纖維的固有剛性而當覆蓋層被切割時限制其伸長率，從而使得更易于應用至生胎。最后，利用彈性體材料浸潰纖維為整體提供了良好的粘合性。因此，當覆蓋層被切割并被應用于生胎時其作為整體(實體)工作?？梢酝ㄟ^熱軋光、在壓機中模制或壓力下的注射模制來浸潰纖維。
[0032]作為替換，在浸潰纖維的步驟期間預先硫化彈性體材料。
[0033]通過該預先硫化步驟，提高了覆蓋層在生胎的表面上的滑動能力。
[0034]本發(fā)明的另一主題是一種根據(jù)上文所述的制造方法制造的胎面。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0035]本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將從以下通過參照附圖以非限制性實例的方式給出的說明中變得顯而易見，其中:
[0036]-圖1示意性地描繪了用于實施根據(jù)本發(fā)明的制造方法的模制元件；
[0037]-圖2a圖解了根據(jù)本發(fā)明的制造方法切割特定材料層的步驟；
[0038]-圖2b圖解了模制元件的葉片將覆蓋層的一部分驅(qū)入到生胎中的步驟；
[0039]-圖2c圖解了將切割構件和葉片完全定位到生胎中的中間模制步驟；
[0040]-圖2d示意性地描繪了緊隨圖2a_2c的模制步驟的輪胎的部分胎面；
[0041]-圖3描繪了利用根據(jù)本發(fā)明的制造方法獲得的胎面的試樣的俯視圖；
[0042]-圖4描繪了圖3的試樣的側(cè)視圖。
【具體實施方式】
[0043]在隨后的說明中，將通過相同的附圖標記標示基本上相同或類似的元件。
[0044]圖1示意性地描繪了用于實施根據(jù)本發(fā)明的制造方法的模制元件I。
[0045]更具體地說，模制元件I包括預定用于模制輪胎的部分胎面表面的模制表面3。模制元件I還包括多個葉片5，這里僅描繪出其中的一個葉片，以使得本發(fā)明更容易理解。該情況中的葉片是預定用于在輪胎胎面中模制花紋溝的肋條5。胎面中的“花紋溝”是指該胎面中寬度(即，將該花紋溝的兩個側(cè)壁分開的距離)大于2mm的切口。肋條5沿高度方向延伸并且從該模制表面3伸出。肋條5還在延展方向X上縱向延伸。在模具中，該方向可為沿著模具周邊的周向方向。作為替換，延展方向為垂直于模具的周向方向的橫向方向。在另一備選形式中，該延展方向為與模具的周向方向和橫向方向形成非零角度的傾斜方向。
[0046]圖1描繪了在垂直于延展方向X的剖面中觀察到的模制元件I。在該剖面中，肋條5具有關于對稱軸S呈現(xiàn)出對稱性的橫截面。在該情況中，對稱軸S穿過肋條5的高度He延伸并且將該肋條5分成兩個具有寬度W/2的半肋條。
[0047]此處，肋條的橫截面具有矩形形狀?！熬匦涡螤睢笔侵咐邨l的頂面垂直于該肋條的側(cè)面，即，肋條的側(cè)面與該肋條的頂面形成在85°和95°之間的角度。
[0048]本發(fā)明還涵蓋其中肋條的側(cè)面與該肋條的頂面之間的連接區(qū)域被倒圓的情況和其中肋條的側(cè)面與基部之間的連接區(qū)域同樣被倒圓的情況。
[0049]在另外的備選形式的實施例中，肋條的橫截面可采用不同于矩形的形狀，例如正方形形狀、三角形形狀等。
[0050]還注意到，肋條5的橫截面在肋條5與模制表面3的兩個交點A、B之間具有在圖1中以粗線表示的輪廓。該輪廓具有輪廓長度Lp,以使得Lp = 2X (Hc+ff/2),即，使得輪廓長度Lp對應于肋條5的高度He的兩倍加上該肋條的寬度W。
[0051]在圖1的實例中，可容易地確定交點A和B，肋條5的側(cè)壁垂直于模制表面3。作為替換，在其中肋條的側(cè)壁通過形成兩段圓弧的兩個倒圓的連接區(qū)域連接至模制表面3的情況下，交點A和B分別對應于所述圓弧與穿過圓弧的中心并將所述圓弧分成兩個相同的1/2圓弧的直線的交點。
[0052]圖1的模制元件I還具有兩個設置在肋條5的每一側(cè)的切割構件7。所述切割構件在平行于肋條5的延展方向X的方向上縱向延伸?！捌叫蟹较颉笔侵盖懈顦嫾难由旆较蚺c肋條的延展方向X構成在-5°和+5°之間的角度。切割構件的高度Hlc至少等于肋條的高度He。
[0053]每個切割構件包括能夠切割覆蓋輪胎的生胎11的覆蓋層9的端部8。更具體地說，每個切割構件在其端部處包括切削刃或切割邊緣(圖1中以點的形式描繪)。在圖1的平面中，切削刃具有小于或等于60°的角度α (參見與圖1有關的放大詳圖，其是兩個切割構件7中的一個的端部的放大圖)。在一優(yōu)選實施例中，角度α小于或等于35°。
[0054]注意到，該切削刃可被預先硬化，以便改善其長期的機械完整性。例如，切削刃可在特定的熱處理中被硬化。作為替換，可以設計為使得制造切削刃的材料比模制元件的其余部分更堅固。
[0055]還注意到，切割構件7設置在模制元件I中，以使得切割構件的每個端部與肋條5的橫截面的對稱軸S之間的距離D小于或等于橫截面的輪廓的長度Lp的一半，以致D =Hc+ff/20換句話說，對稱軸S在C點處與肋條5的輪廓相交，以限定出兩個子輪廓。第一子輪廓對應于A-C區(qū)段，并且第二子輪廓對應于B-C區(qū)段。對于每個切割構件，該切割構件的切削刃與對稱軸S之間的距離小于或等于靠近該切割構件的子輪廓(即，屬于最靠近切割構件的半個肋條的子輪廓)的長度。在圖1的實例中，最靠近切割構件7的子輪廓是對應于B-C區(qū)段的子輪廓。
[0056]還可調(diào)整切割構件相對于葉片的距離D。這樣，賦予切下部分的一定的長度，以適于確保覆蓋層中被切割并被推入到胎面中的部分例如與該胎面的表面齊平?？梢酝ㄟ^反復試驗來調(diào)整該距離D。這樣，例如可以按照期望將所述切割構件附著到模具中和從模具分離。
[0057]此外，在一備選形式的實施例中，可以可移除地將切割構件裝配到模具中，因此可以使用與將被切割的覆蓋層的特性相適應的切割構件。
[0058]圖2a至2c更詳細地圖解了用于實施所述制造方法的各個步驟。
[0059]圖2a公開了切割覆蓋層的步驟。在該步驟中，模制元件I和生胎9相互靠近地移動。該運動例如源自于模具中的膜片(未描繪)。在一定量的加壓蒸汽的作用下，該膜片鼓脹并朝向模制元件I推動生胎。更具體地說，圖2a顯示了切割構件7開始將覆蓋層9切切割為在該情況中均厚度相同的多個部分的時刻。該切割步驟在切割構件的切削刃的作用下變得更容易。
[0060]圖2b圖解了葉片將覆蓋層的一部分驅(qū)入到生胎中的步驟。在該步驟中，肋條5推入生胎11中。更具體地說，在該步驟中，肋條5接觸覆蓋層中的切下部分13。因此，肋條5將該部分13驅(qū)入到生胎9的深處。
[0061]此處注意到，切割構件7的高度Hlc大于肋條5的高度He。因此，圖2a的切割步驟在肋條5推入生胎11中之前發(fā)生。作為替換，可以設計為使得切割構件7的高度Hlc與肋條5的高度He相同。在該情況中，圖2a的步驟和圖2b的步驟同時發(fā)生。
[0062]圖2c圖解了其中在其整個高度He上將肋條5推入生胎中的中間模制步驟。因此，覆蓋層的整個部分13位于生胎內(nèi)。一旦已經(jīng)執(zhí)行該步驟，則可以硫化生胎，即，使制造生胎的橡膠材料從塑性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閺椥誀顟B(tài)。該硫化步驟還可以改善覆蓋層的內(nèi)部結(jié)構。
[0063]圖2d描繪了如圖2a至圖2c中所示的模制和硫化生胎的各個步驟的結(jié)果。如此獲得的胎面部分15包括在肋條5周圍模制橡膠獲得的花紋溝17和在兩個切割構件7周圍模制橡膠獲得的兩個刀槽花紋19。此處注意到，花紋溝的所有壁、即側(cè)壁和其側(cè)面被側(cè)壁包圍的底壁被覆蓋層的切下部分13覆蓋。
[0064]依據(jù)制造覆蓋層的材料的種類，部分地由花紋溝17限定的區(qū)塊20可被賦予特定的性能。因此，在期望提高胎面在雪地上的抓地力的情況下，可以使用這樣的覆蓋材料，所述材料當在-10°C的溫度下經(jīng)受IOHz頻率的0.7MPa最大交變應力時具有高于60MPa并且優(yōu)選高于200MPa的動態(tài)剪切模量G*。
[0065]在該文件中，術語“彈性模量G' ”和“粘性模量G"”表示本領域技術人員公知的動態(tài)性能。所述性能在Metravib VA4000粘度分析儀上針對由未硫化成分模制的試樣測得。在圖X2.1 (回轉(zhuǎn)過程)中使用了如標準ASTM D5992-96(最初在1996年批準、2006年9月公布的版本)中所描述的試樣。試樣的直徑為10mm(并且因此其具有78.5mm2的圓形橫截面)，橡膠混合物的各部分的厚度為2mm，賦予5的“直徑/厚度”比(與ASTM標準的條款X2.4中所提到的標準IS02856相反，并且其推薦的值為2)。記錄硫化橡膠成分的試樣經(jīng)受IOHz頻率的簡單正弦交變切應力的響應。利用關于其平衡位置對稱地施加的應力(0.7MPa)以IOHz的正弦應力施加頻率對試樣加載。從低于材料的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度(Tg)的溫度Tmin直到可能與材料的橡膠平穩(wěn)態(tài)對應的溫度Tmax，在每分鐘1.5°C的溫升梯度期間進行測量。在開始掃描期間，在溫度Tmin下使試樣穩(wěn)定20分鐘，以便使整個試樣獲得均勻溫度。所得到的結(jié)果是所選溫度(在該情況中為0°、5°和20°C )下的動態(tài)切變彈性模量(Gi )和粘性切變模量(G")。“復合模量”G*被限定為彈性模量G'和粘性模量G"值的復
合總和的絕對值:G* = y/(G'2 - G )。
[0066]在一備選形式的實施例中，覆蓋層的彈性體材料包括基于至少一種具有非常高的含硫量的二烯彈性體、例如硬質(zhì)橡膠的混合物(化合物)。
[0067]在另一備選形式的實施例中，覆蓋層包括纖維的集合，例如，形成氈的纖維的三維集合。該氈中的纖維可選自于由織物纖維、礦物纖維及其混合物組成的組。還注意到，該氈中的纖維可選自例如來自于蠶絲(絲綢)、棉花、竹子、纖維素、羊毛纖維及其混合物的天然來源的織物纖維的組。
[0068]在另一備選形式的實施例中，覆蓋層的彈性體材料包括基于至少一種熱塑性聚合物、例如聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)的混合物。所述聚合物可具有高于IGPa的楊氏模量。
[0069]注意到，覆蓋層可以為單層。作為備選，覆蓋層可包括若干個不同混合物的層。例如，可以選擇構成覆蓋層中與生胎接觸的下部的材料，以使得當肋條將該覆蓋層驅(qū)入到生胎深處時提高覆蓋層在生胎上滑動的能力。制造下層的材料可以例如為棉花或預先硫化過的橡膠。類似地，為了將賦予胎面的性能、例如在雪地上的更佳抓地力來選擇制造覆蓋層的上部的材料。
[0070]在模制步驟之前，所述制造方法包括制備輪胎的生胎的步驟、將覆蓋層施加至生胎的全部或部分外表面上的步驟和將由此覆蓋的生胎施設于包括模制元件I的模具中的步驟。
[0071]制備生胎的步驟涉及將其中嵌入有增強線的橡膠條帶施設于基本上旋轉(zhuǎn)的支座上。通常，增強線大體上平行于生胎支座的旋轉(zhuǎn)軸。
[0072]—旦已經(jīng)制備好生胎，可以利用覆蓋層覆蓋該生胎的外表面。該覆蓋層可覆蓋該外表面的全部或者一部分。注意到，覆蓋層由在該生胎的寬度上纏繞在生胎的外表面上的一個或多個條帶形成。作為替換，該層由纏繞在生胎周邊上的一個或多個條帶形成。
[0073]然后，將由覆蓋層覆蓋的生胎放入到模具中。
[0074]已經(jīng)使用在切口中包含覆蓋層的胎面進行了大量的輪胎生產(chǎn)試驗。
[0075]表1描述了所進行的各種試驗。
[0076]表2給出了所使用的彈性體材料的成分，并且表3列出了所進行的摩擦試驗的結(jié)果.
[0077]
【權利要求】
1.制造輪胎胎面的方法，該胎面包括多個隆起元件(20)，每個隆起元件包括預定用于當所述輪胎行駛時接觸地面的接觸面和連接至該接觸面的側(cè)面，所述制造方法包括以下步驟: -制備所述輪胎的生胎(11)的步驟； -將覆蓋層(9)施設于所述生胎的所有或部分外表面上的步驟； -將所述生胎(11)施設于模具中的步驟； -借助于包括葉片(5)的所述模具，使用該葉片模制隆起元件(20)的側(cè)面的步驟； -硫化所述生胎以獲得所述輪胎的步驟； 其特征在于，該制造方法還包括以下步驟: -使用屬于所述模具的切割構件切割所述覆蓋層(9)的步驟； -在通過所述葉片模制所述隆起元件的側(cè)面期間該葉片將所述覆蓋層的切下部分(13)驅(qū)入到所述生胎中以使得所述隆起元件的側(cè)面被切下部分局部或完全覆蓋的步驟。
2.根據(jù)權利要求1所述的制造方法，其特征在于，在模制所述側(cè)面之前執(zhí)行通過屬于所述模具的切割構件對所述覆蓋層的切割。
3.根據(jù)權利要求1所述的制造方法，其特征在于，在模制所述側(cè)面的過程期間執(zhí)行通過屬于所述模具的切割構件對所述覆蓋層的切割。
4.根據(jù)權利要求1至3中任一項所述的制造方法，其特征在于，在切割所述覆蓋層的步驟之前調(diào)整所述切割構件相對于所述葉片的位置。
5.根據(jù)權利要求1至4中任一項所述的制造方法，其特征在于，所述切割構件是可移除的，并且適應所述覆蓋層的特性的切割構件被裝配到所述模具中。
6.根據(jù)權利要求1至5中任一項所述的制造方法，其特征在于，所述覆蓋層由在該生胎的寬度上纏繞在所述生胎的外表面上的一個或多個條帶形成。
7.根據(jù)權利要求1至6中任一項所述的制造方法，其特征在于，所述覆蓋層包括彈性體材料和紡織纖維或無紡纖維的集合，所述纖維被該彈性體材料浸潰。
8.根據(jù)權利要求7所述的制造方法，其特征在于，在利用所述彈性體浸潰所述纖維的步驟期間預先硫化所述彈性體材料。
【文檔編號】B29D30/06GK103998216SQ201280062131
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2012年12月14日 優(yōu)先權日:2011年12月16日
【發(fā)明者】M·迪韋尼耶, V·阿巴德, F·佩蘭, E·庫斯托代羅 申請人:米其林企業(yè)總公司, 米其林研究和技術股份公司