轮胎冷翻新方法与流程

1.本发明涉及轮胎冷翻新方法。


背景技术：

2.本发明在“卡车”轮胎翻新(retreading)领域中发现了有利的应用，在以下说明中将明确参考“卡车”轮胎翻新但不会因此失去一般性。
3.在第一次使用结束时，“卡车”轮胎通常会进行翻新，这意味着它们配备新的胎面以取代之前去除的旧的磨损胎面。“卡车”轮胎的翻新涉及从用过的轮胎中机械地去除旧的磨损胎面，以揭开“外胎(casing)”并随后将新的胎面施加于外胎。将新胎面施加于外胎涉及围绕外胎包裹“胎面带”；随后，外胎经过固化过程，以确定胎面带与外胎的理想粘接。
4.在热翻新过程中，在固化过程中制造的胎面带是生料(raw)且没有花纹，固化过程是在设置有具有期望花纹的模具的固化机中进行的。在热翻新过程中，在高温(150℃至160℃)和压力(从大约14bar至大约16bar)下进行固化，这是使橡胶流体足以在模具中流动以及在固化过程中形成胎面的花纹所需的；然而，由于这些高温和压力，外胎承受的热应力和机械应力导致对外胎的额外应力。
5.在冷翻新过程中，胎面带(也称为“pct
–
预固化胎面
–
带”)被预固化并已设置有花纹以及在外胎和预固化的胎面带之间插入的中间带(以下简称“缓冲垫”)，中间带由生橡胶制成并且具有粘合功能。在冷翻新过程中，固化的唯一目的是固化缓冲垫，以通过缓冲垫的粘合作用确定胎面与外胎的理想粘接。该固化步骤并不意味着创建胎面花纹(胎面已经固化)，并且需要100℃至125℃数量级的温度和4bar至6bar数量级的压力。
6.如果与热翻新过程相比，冷翻新过程的固化步骤显然需要显著较低的温度和压力，因此，外胎承受了较小的热应力和机械应力。
7.冷翻新过程尽管具有防止外胎经受可能有害的条件的优点，但生产率低。
8.此外，在冷翻新过程中，为了确保胎面带与外胎的适当粘接(插入有缓冲垫的情况下)，在固化期间中需要施加径向压力，以便使胎面带适当地压靠外胎。在已知的翻新工厂中，在固化期间施加的这种径向压力是通过将轮胎插入产生了过压(大约6bar)的高压釜中而获得的。将轮胎预先插入到两个柔性“包络”(内部和外部)之间，其中，首先形成真空，然后吹入空气直到达到大约4.5bar的压力；在高压釜中，包络(通常称为“dpc”)的内部(4.5bar)和外部(6bar)之间的压力差在整个固化周期内保持不变，并形成了使胎面压靠外胎所需的气压。
9.使用高压釜以及使用形成了“dpc”压力差的包络允许制造商在整个胎面中获得均匀的压力。事实上，气压的均匀性(这永远不可能以机械方式实现，因为花纹的凹部由于其尺寸、形状和数量而无法被访问)确保了胎面与外胎的理想粘接。
10.然而，高压釜和包络的使用受到了不同缺点的影响：首先，在使用中，高压釜具有显著大于大气压的内压，因此要求设备的特定安全设计以及工厂的操作员遵守严格的操作程序。此外，将包络施加在轮胎上是相当长且复杂的。事实上，在固化过程中可能会破坏包
络(经常发生)迫使操作员从头开始重启翻新过程，或者在某些情况下，甚至报废正在翻新的轮胎。


技术实现要素：

11.因此，需要找到一种如下的解决方案：允许制造商进行轮胎冷翻新处理，而不必因此而需要面临上述现有技术在生产率和安全性方面的典型缺陷。
12.本发明的发明人发现了一种能够通过使用导电粘接剂配混料来满足所述需求的解决方案。
13.本发明的主题是轮胎的冷翻新方法，其包括以下步骤：
14.‑
去除步骤，在所述去除步骤期间，从所述轮胎去除旧的磨损胎面以露出所述轮胎的外胎的赤道面；
15.‑
沉积步骤，在所述沉积步骤期间，在所述外胎的赤道面周围沉积缓冲垫和设置有胎面花纹的预固化胎面带；和
16.‑
固化步骤，在所述固化步骤期间，配置于所述外胎和所述预固化胎面带之间的所述缓冲垫被固化；
17.所述翻新方法的特征在于，其包括导电插入步骤，在所述导电插入步骤期间，将导电粘接剂配混料沉积在所述缓冲垫和所述预固化胎面带之间和/或沉积在所述缓冲垫和所述外胎之间；所述导电粘接剂配混料包括至少一种导电材料，所述至少一种导电材料的量的范围在5重量％至20重量％内并且所述至少一种导电材料选自表面积大于或等于300m2/gr的石墨烯、石墨和炭黑；并且所述固化步骤包括连接操作，在所述连接操作期间，所述导电粘接剂配混料连接到热源或电源以将热传递至所述缓冲垫。
18.所述导电粘接剂配混料优选以有机溶剂为基础；更优选地，所述有机溶剂是正庚烷。
19.在下文中，粘接剂配混料是指可用于制造轮胎以帮助增加轮胎的两个橡胶部之间的粘接的配混料类型(通常称为“水泥”)。粘接剂配混料通常以有机溶剂为基础，因此表现出高粘接效率和极大的易用性，这主要是由于橡胶在有机溶剂中具有溶解性并因此能够相互溶解，在有机溶剂挥发后几乎形成一个单件。
20.所述方法优选包括以下进一步的步骤：
21.‑
涂覆步骤，在所述涂覆步骤期间，在所述固化步骤之前将流体状态的填料沉积在所述预固化胎面带上，从而形成覆盖所述预固化胎面带并实现压力可以容易地施加的平坦且均匀的表面的涂层；
22.‑
压缩步骤，在所述压缩步骤期间，在所述固化步骤期间，通过从外侧压靠涂覆所述胎面带的填料而使所述轮胎承受施加于所述预固化胎面带上的径向压力；
23.‑
去除步骤，在所述去除步骤期间，在所述固化步骤之后，从所述预固化胎面带去除所述填料。
24.优选地，所述填料包含在干燥时收缩的材料；更优选地，所述收缩的材料为粘土。
25.本发明的另一主题是一种轮胎，其通过根据本发明的冷翻新方法翻新。
附图说明
26.以下参照附图仅通过说明性和非限制性示例的方式对本发明的实施方式进行说明，其中：
27.‑
图1是轮胎的示意图，其中机械地去除了旧的磨损胎面，从而露出了相应外胎的赤道面；
28.‑
图2是在待翻新的轮胎的外胎周围包裹缓冲垫的示意图；
29.‑
图3是导电粘接剂配混料在缓冲垫上的沉积的示意图；
30.‑
图4是在导电粘接剂配混料插入的情况下将预固化胎面带包裹在缓冲垫周围的示意图；
31.‑
图5是在预先包裹的预固化胎面带上涂布填料的示意图；
32.‑
图6是在翻新轮胎的固化期间压缩的示意图；
33.‑
图7是在固化之后从预固化胎面带去除填料的示意图。
具体实施方式
34.在图1中，附图标记1整体表示轮胎，其中旧的磨损胎面被机械地去除，从而露出了相应外胎3的赤道面2。
35.去除旧的用过的胎面的程序是已知的，并且由于其与本发明无关，因此将不再进一步讨论。
36.图2示出了沉积步骤，在该步骤中，在外胎3的赤道面2上包裹了缓冲垫4。如本领域技术人员所知的，缓冲垫是生橡胶的中间带，其实现了与用过的轮胎的外胎和新的先前被固化的胎面带之间的粘合功能。
37.图3示出了导电插入步骤，在此期间，导电粘接剂配混料5沉积在缓冲垫4的露出表面上。根据图3，导电粘接剂配混料没有沉积在缓冲垫4的整个露出表面上，而是其沿着虚线以带的形式沉积，尽可能地在缓冲垫4的露出表面上延伸。特别地，在该具体示例中，导电粘接剂配混料以正庚烷为基础，其中石墨溶解占量达到15重量％。
38.举例来说，表i示出了导电粘接剂配混料的phr成分，指示了仅与溶剂和导电材料相关的重量百分比。
39.表i
40.正庚烷的重量％30天然橡胶100树脂：丁基苯酚
‑
丙酮20炭黑10氧化锌1硫磺1tbbs1导电配混料的重量％*15
41.*导电材料选自表面积大于或等于300m2/gr的石墨、石墨烯和炭黑。
42.实验表明，为了有效实现本发明的目的，在导电粘接剂配混料中必须包含的导电材料的量(选自表面积大于或等于300m2/gr的石墨、石墨烯和炭黑)在5重量％至20重量％
的范围内。
43.导电粘接剂配混料5的带具有两个自由端5a，其可用于产生电接触或热接触，如下文更详细地说明的。
44.与上述实施方式中说明的相反，导电粘接剂配混料5能够配置在缓冲垫4与外胎3的赤道面2之间；或者，其既能够设置在缓冲垫4和外胎3的赤道面2之间，也能够配置在缓冲垫4和新的预固化胎面带之间。
45.与上述实施方式中说明的相反，能够根据不同的构型来沉积导电粘接剂配混料，只要其在缓冲垫的表面上连续地延伸并且一部分配置成连接到电源或热源即可。
46.图4示出了沉积步骤的另一个操作，在此期间，预固化胎面带6被包裹在缓冲垫4上，在该缓冲垫4上预先沉积有导电粘接剂配混料5。应指出的是，由于预固化胎面带6已经在适当的模具中固化，所以具有限定的胎面花纹。
47.图5示出了涂覆步骤，在该步骤期间，在预固化胎面带6的包裹之后以及使轮胎1经受固化步骤之前，在预固化胎面带6上沉积流体状态的填料7。填料7完全填充胎面的花纹(即，其渗入了胎面花纹的槽)并形成了覆盖预固化胎面带6的涂层。换言之，填料7形成了预固化胎面带6的“负件”。
48.特别地，填料7被涂布于预固化胎面带6上以将其完全覆盖，因此在外侧具有平坦的赤道面(也就是平坦的表面，即没有凹部和槽)。换言之，填料11用于形成使预固化胎面带6“平整”的涂层，从而朝向外侧提供平坦的赤道面(也就是，没有凹部和槽的平滑表面)。
49.在图5所示的实施方式中，在预固化胎面带6已经被包裹在外胎3周围之后(即，当预固化胎面带6具有环形形状时)，通过涂布装置8将填料7涂布于预固化胎面带6。
50.根据优选的实施方式，填料7能够由粘土制成，其优点是容易找到、不是很昂贵并且可回收用于进一步翻新操作或可被一般地回收。此外，粘土干燥时的自然收缩也允许填料7被容易地从胎面花纹去除。
51.图6示出了固化和压缩步骤，在此期间，轮胎1被收容在固化模具9内，该固化模具由多个压制体10构成，每个压制体10的形状都像扇形一样，并且一起形成设计成在内部包含轮胎1的环。
52.如图所示，导电粘接剂配混料5的两端5a连接到示意性地示出并用s表示的热源或电源。在s为电源的情况下，由于焦耳效应，导电粘接剂配混料5升温并且热被传递到缓冲垫4，导致其固化。
53.以这种方式，热能够仅传递到轮胎1的固化过程中涉及的部分(缓冲垫)。这种可能性提供了不必使整个轮胎经受加热处理的巨大优势，结果是轮胎的已经固化的部分不会有劣化的风险并且固化步骤更快。
54.由于导电粘接剂配混料5还具有导热性能，因此上述内容的替代方案在于将导电粘接剂配混料5连接到热源。在这种情况下，s表示热源而不是电源。
55.每个压制体10均由致动器11(例如气动缸或液压缸)径向移动(因此，被径向推靠轮胎1)。根据优选的实施方式，致动器11被设计成以调节的力向压制体10施加朝向中心的径向压力(即，压缩轮胎1的径向压力)，该力以使得在固化过程中轮胎1(即作为轮胎1的一部分的预固化胎面带6)以所需压力被径向压缩的方式确定；例如，致动器11可以使用具有调节的压力的气动或液压系统，以便径向地推压制体10，或者它们可以使用设置有调节好
的弹簧的完全机械系统。
56.在固化过程中，轮胎1被保持在环境压力下，并且借助于固化模具9的压制体10并在填料7插入的情况下将径向压力机械地施加于预固化胎面带6。换言之，固化模具14的压制体10压靠外侧具有平滑表面的填料7(因此，由压制体10施加的压力以均匀的方式分布在整个填料7上)；由于填料7均匀地分布在整个预固化胎面带6上(即，甚至在胎面花纹的全部槽中)，填料7将压制体10施加的压力以均匀的方式传递到整个预固化胎面带6。因此，填料7的作用类似于由压制体10施加于整个预固化胎面带6上的压力的“分配器”，因为它是以预固化胎面带6的相反形状复制的涂层。
57.图7示出了去除步骤，在此期间，在固化步骤之后，通过示意性地示出并用12表示的适当的装置将填料7从预固化胎面带6去除，并且轮胎1的翻新过程通过该操作结束。
58.总而言之，根据本发明的冷翻新方法确保了在不使用高压釜并且通过对唯一的缓冲垫进行加热的情况下进行固化步骤。这导致了更快速并且更安全的固化(避免由使用高压釜引起的安全问题)的重要优势，并在很大程度上防止轮胎的已经固化的部分不得不经历可能会危及它们的加热过程。由于存在配置在缓冲垫和预固化胎面带之间和/或在缓冲垫和外胎之间的导电粘接剂配混料而获得了这些结果。
59.此外，预固化胎面带被填料覆盖的事实防止了制造商不得不使用真空包络，从而避免了复杂的轮胎修整/脱胎操作和包络破裂的风险。