[发明专利]硬化厚的、不均匀的橡胶物品的改进的方法

说明书

技术领域

本发明涉及硬化厚的、不均匀的橡胶物品的领域，更具体地说，涉及硬化诸如卡车轮胎一类的轮胎的领域。

背景技术

多年来，橡胶物品-例如气压轮胎在压力机进行硫化或硬化，其中热量是通过轮胎模型从外部、及通过硬化囊状物从内部施加一定的时间，进行轮胎的硫化。技术上众所周知的这些压力机一般使用可分开的带有成形和硬化机构的半个模型或零件(包括分割的模型零件)，并利用其内装有用于成形、加热和冷却流体或介质的囊状物进行物品的硬化。一般上述的硬化压力机由机械的定时器或可编程的逻辑控制器(PLC)控制，PLC使压力机通过各个步骤循环，在些步骤过程中，在从压力机卸下物品前，使物品成形，加热和在一些过程中冷却。在硬化过程中，物品在预先设定的一段时间内受高压和高温作用，这段时间的设定成使物品的最厚部分能充分的硬化。该硬化过程通常在压力机外继续以至完成。

橡胶化学家面临预测橡胶物品的每一部分被满意地硬化的时间段，并且一旦确定这种时间段，则物品在该时间段内被加热。对于较薄，几何形状均匀和成分相同的橡胶物品，这是较直接的分析。当不是这种情况，例如诸如轮胎，特别是大的轮胎，例如卡车轮胎，不在公路上行驶的轮胎，农场、飞机和大型挖土机轮胎一类的复杂物品时，分析要困难得多。这些形式轮胎的硬化程度不但受轮胎各部分的几何形状变化的影响，而且受成分改变和层叠体结构的影响。虽然已利用时间控制方法硬化数百万个轮胎，但因为轮胎成分和几何形状的变化，轮胎的一些部分比其他部分硬化得多。通过设定硬化最难硬化部分的时间段，但仍产生一些部分的过度硬化，这样硫化机上的生产时间浪费，生产效率也降低。

已经提出了硬化压力机的各种设计和各种硬化方法，以更均匀地硬化厚的橡胶物品。一些方法使用模型结构的不同材料、绝缘材料、轮胎各部的不同成分、多个硬化区域，或使用这样的方法，使热量可以较长的时间施加或采用，可将更多的热引导至橡胶物品的最厚或最复杂的部分。说明各种硬化方法和装置的专利如下：美国专利3,718,721、3,819,915、4,371,483、4,044,600、4,861,253、5,055,245、5,481,319、6,413,068和6,478,991号；EPO专利申请0485127A1、0578105A2和1172198A2；和日本专利JP62037107、JP07195370、JP2002172622A。然而，上述方法和装置没有一个证明是完全令人满意的，时间控制仍然是硬化不均匀、厚的橡胶物品的典型方法。这样，轮胎工业面临用更快的时间生产均匀硬化的轮胎的问题。

本发明涉及硬化不均匀、厚的橡胶物品-例如卡车轮胎或轮胎的外胎面的改进的方法。该方法使用传热元件，该元件是经特别选择的和被特别放置在模型中，以便在物品的硬化限制部分上将热量传递给该物品。这在物品上产生使传热元件突出至该物品中的小孔。由于这些孔很小，它们不改变物品的相对作用和性能。该孔基本上可看作为针孔或微小的刀槽花纹(sipe)。

为了具有诸如牵引，排水等功能的优点，作刀槽花纹(siping)在轮胎技术中是众所周知的。美国专利6,196,298、4,298,046、5,289,862和5,896,905号说明了在轮胎作刀槽花纹的各种作用。在先前技术中使用刀槽花纹和本发明的使用微小刀槽花纹之间的区别为，在先前技术中，刀槽花纹用于引起或产生轮胎的功能改变，而选择本发明的微小刀槽花纹是不改变轮胎或被硬化的外胎面的相对功能性能，而改善硬化。

如对针孔一样，在先前技术和本发明之间有同样的区别。在轮胎的先前技术中已知，外胎面中的针孔在磨损，牵引，排水等性能方面产生功能性改变(参见美国专利2,504,090、3,409,064、3,637,001、3,645,313、3,749,145、3,998,256、4,266,592、4,305,445、4,723,584、5,027,876和6,374,886号；美国专利公开号2003/0089439和2002/0100527号；英国专利546,975号)。另一些专利说明在轮胎的外胎面的侧面上引入侧面针孔可使轮胎性能发生功能性改变(参见美国专利1,408,100、1,509,259、1,733,064、1,778,071、1,877,988、3,848,651和4,979,549号，日本专利公报P2002-307442A号和日本申请3-355071号)。

发明内容