[发明专利]固化聚合物形式的方法和用于使用热膨胀固化聚合物材料的固化装置

说明书

相关申请的交叉引用

本申请主张2015年5月29日向美国专利局提交的第PCT/US2015/033256号国际专利申请和2015年5月1日向美国专利局提交的第62/155,938号美国临时专利申请的优先权和权益，所述两申请中的每一个特此以引用的方式并入。

技术领域

本发明大体上涉及用于固化聚合物形式的固化装置，更具体地说，用于固化环形聚合物形式的固化装置。

背景技术

用于固化未固化聚合物形式的常规方法包含机械固化机(mechanical curing press)。根据这些常规方法，未固化聚合物形式放置在机械固化机内，其中固化机借助于一个或多个按压组件的位置移动(即，平移)将压力施加到未固化聚合物材料。在使用聚合物材料与剪切层(也称为剪切带)组合以形成轮胎胎面供用于制造非充气轮胎(例如第US 2004/0159385号美国专利申请公开案和第US 2007/0267116号美国专利申请公开案中所描述的那些)时，固化机包含复杂模制组件用于形成各种花纹沟特征从而沿着胎面的地面接合外侧形成胎面图案，这为工艺添加了复杂度和成本。为通过减少固化聚合物产品所需的时间而增大生产率，时间的递增式降低需要显著增大的热。为实现这些显著增大，引发大量成本。此种成本不仅包含财务成本，而且包含固化聚合物材料的性质下降，最终牺牲产品性能。举例来说，关于如上文所论述的与剪切带耦合的轮胎胎面产品，例如，施加高温可能会增大滚动阻力、降低轮胎耐久性和/或诱发较高磨损率。因此，机械固化机阻碍了实现生产率的增大/生产时间的减少。因此，需要提供用于以较低财务成本固化聚合物材料且使用的固化参数(温度)不会降低产品性能或性质的方法和设备。

发明内容

本发明的特定实施例包含固化聚合物形式的方法。所述用于固化聚合物形式的方法包含沿着底座部件布置未固化聚合物形式的步骤，所述底座部件至少在处于固化配置时为至少半刚性的。与所述未固化聚合物形式接近地且在所述未固化聚合物形式的与所述底座部件相对的一侧上或在所述未固化聚合物形式与所述底座部件之间布置热膨胀部件。与所述底座部件相对地布置约束部件，其中所述热膨胀部件和所述聚合物形式两者皆定位于所述约束部件与所述底座部件之间。所述约束部件相对于所述底座部件维持恒定位置。

所述用于固化聚合物形式的方法进一步包含加热所述热膨胀部件以使所述热膨胀部件在大小上膨胀且进入膨胀状态的步骤。在所述膨胀状态中，所述热膨胀部件在所述底座部件处于至少半刚性固化配置的情况下将压力施加到所述未固化聚合物形式。在正固化所述未固化聚合物形式以形成固化聚合物形式的同时，在所述膨胀状态中维持所述热膨胀部件的膨胀以维持压力到所述未固化聚合物形式的施加。执行固化所述未固化聚合物形式的步骤以固化所述聚合物形式。

所述用于固化聚合物形式的方法额外包含使所述固化聚合物形式与所述热膨胀部件分离。此步骤可以进一步包含使所述热膨胀部件或所述固化聚合物形式从所述膨胀状态冷却以减小所述热膨胀部件和/或所述固化聚合物形式的大小。

从如附图中所图示的本发明的特定实施例的以下更详细描述中将显而易见本发明的上述以及其它目标、特征和优点，在附图中，相同的参考标号表示本发明的相同零件。

附图说明

图1为包含根据本发明的实施例的用于固化环形未固化聚合物形式的固化装置的分段部分的前透视图。

图2为以开放、加载配置示出的图1中的固化装置的分段部分的前截面图。

图3为根据本发明的实施例的以加载配置示出的图2的固化装置的前截面图，示出布置在固化装置的固化腔室内的环形未固化聚合物形式，其中热膨胀环处于非膨胀或收缩状态。

图4为根据本发明的实施例以固化配置示出的图3的固化装置的截面图，其中热膨胀环被加热到膨胀状态，由此热膨胀环正将压力施加到布置在固化腔室内的未固化聚合物形式。

图5为根据本发明的实施例的以固化后配置示出的图4的固化装置的截面图，其中在已固化聚合物形式之后，热膨胀环处于非膨胀或收缩状态以促进固化聚合物形式从固化装置的分离和移除。

具体实施方式