專利名稱：具有外帶皮的輪胎的制作方法
技術領域：
本發明涉及輪胎增強領域，尤其是涉及一種輪胎，其具有嵌入至少一部分輪胎外圍表面中的外帶防護或外胎。
發明內容
在一實施例中，簡單來講，本發明包括一個制造外胎至少覆蓋輪胎外部外圍表面的一部分的輪胎的方法。該方法包括以下步驟提供一個部分硫化輪胎；提供一個部分硫化外胎；安裝該部分硫化輪胎和部分硫化外胎在輪胎模子上，使其外胎壓在并覆蓋于輪胎外表面的至少一部分上并使外胎面向該模子的內表面；向該輪胎施以熱和壓力，以將該外胎和該輪胎壓往模子的內表面；保持熱和壓力一預定時間以硫化和鍵合該輪胎和該外胎。
本發明進一步包括了一個輪胎組合。該輪胎組合包括一個由第一預定橡膠組分組成的部分硫化輪胎。一個部分硫化外胎由第二預定橡膠組分組成。第一個預定橡膠組分基本上和第二預定橡膠組分相同。部分硫化外胎至少比部分硫化輪胎稍大，并環繞及壓在部分硫化輪胎的外部外圍的至少一部分。部分硫化輪胎和部分硫化外胎一起硫化成一個單獨組件，以鍵合外胎到輪胎上以形成一個輪胎組合。
在結合附圖一起閱讀時，更容易理解以下對本發明的優選實施例的詳細說明。為了闡明本發明，在附圖中示出本發明的優選實施例。但可以理解，本發明不限于圖中所示的精確的安排和手段。
附圖中圖1是根據本發明的一個優選實施例的輪胎覆蓋或外胎的立體圖；圖2是示出圖1的自行車輪胎外胎的一部分的一個放大立體圖；圖3是根據本發明第一變化實施例的輪胎外胎的局部俯視圖；圖4是部分硫化的標準自行車輪胎的一部分的局部俯視圖；圖5是一個部分硫化的自行車輪胎的剖視圖，示出了圖3所示外胎的應用的初始階段；圖6是帶有安裝在其上的外胎的一個輪圈安裝自行車輪胎的剖視圖。
具體實施例方式
本發明涉及一種基胎或輪胎2，該輪胎有一個應用于其外表面的外帶皮或外胎1，詳述如下。在本實施例中，在圖2、4和5中示出一個標準的或專用的自行車輪胎2，用以示出本發明。但可以理解，外胎1仍可用于其他類型的輪胎，如果需要的話，包括其他類型的自行車胎、摩托車胎、汽車胎或其他圓周胎。外胎1的主要目的是增強輪胎2的視覺效果和提高耐磨性和性能，但是，在輪胎2上設有外胎1的其他優點將在下文中趨于明顯。
如圖5和圖6所詳細闡明，(部分硫化的)基胎或輪胎2(徑向剖視)設有一帶有外圓周表面6的圓周狀褶或基體4、一對位于基體6遠端的間隔的環形側邊8、一對在側邊8遠端上與環形輪緣9配合的輪邊，以及一個沿外周表面6延伸的胎面式樣。本實施例的胎面式樣包括多個間隔的輪胎面件10，每一輪胎面件由基體4的外圓周表面6徑向向外延伸。針對某一特定輪胎，胎面式樣根據輪胎的風格和類型而變化；有些輪胎可能根本不包括胎面式樣。而且，輪胎2的褶數在一些應用中可變化以包括多褶諸如3褶、4褶、5褶、6褶等等。圖5所示類型的自行車輪胎通常用含重量比大約75％的天然橡膠和重量比大約25％的合成橡膠的混合體組成。然而，天然橡膠和合成橡膠的混合體的百分比可針對應用而變化。而且，在某些自行車輪胎例中，可在橡膠混合體中加入增強纖維以提高性能。通常，當此增強纖維加入混合體時，混合體被稱為“3D混合物”。增強纖維可由任何合適的纖維組成，較佳的是單絲纖維，例如Kevlar，纖維可壓碎并混入橡膠混合體。通常，此3D混合物包括重量比大約3％的橡膠混合體。但是，3D混合物中的增強纖維百分比可針對特定應用小于或大于3％。
如圖1至3、5和6所示，本發明包括一個外胎1，其適于永久性安裝在或應用于基胎2外部外圍的至少一部分上。在本優選實施例中，詳見圖3，外胎1通常包括一個伸長的帶或條，其長度在本質上和基胎2外部圓周表面6的圓周尺寸相同。但是，外胎1可以有一個比基胎2外部圓周表面6的圓周尺寸大或小的長度。在希望通過使用外胎1以影響胎2時該長度由美觀和性能特性來決定。例如如圖3所示，本優選實施例的外胎1，其是一個帶或條，用于在輪胎2整個圓周增強輪胎2的美觀和視覺及性能特征。在另一變化實施例中，如圖1所示，外胎1是一個增強了整個輪胎2的美觀和性能特征的連續回路。也可以預見，外胎1可以僅覆蓋輪胎2一部分以達到輪胎2需要的性能。
優選實施例的外胎1最好有一個包圍胎面式樣的整個寬度和從一個輪緣延伸到另一輪緣的輪胎2的每一側邊8的寬度。換句話說，最好由外胎1覆蓋胎2的整個外部外圍表面。但可以理解，外胎1的寬度可以小于優選實施例的寬度。例如，外胎1可以設置為置于其上及覆蓋輪胎2的僅一個側邊8的至少一部分，或僅胎面件10和輪胎2的外周表面6(無側邊8)。同樣地，外胎1的寬度在希望影響輪胎2時根據視覺和性能特性決定。由于外胎1的一個功能是裝飾性，外胎1的寬度及其上使用外胎1的輪胎2的部分將根據所要產生的視覺效果確定。外胎1的裝飾性功能將在下文詳細討論。
在確定外胎1的長度和寬度時要考慮的額外因素是外胎1增加的重量和成本。由于旋轉重量，尤其在輪胎的外周，急劇增加了增加輪胎旋轉的速度所需的功，因此減少旋轉重量對胎的整體性能很重要。因此，外胎1必須小心制做以平衡所加重量、美觀和性能目的和所尋求的視覺效果。然而在本優選實施例中，外胎1用于增強輪胎2的整個外部外圍的美觀特性，可以期望視覺美觀特性更局部地限于表面6的外周和輪胎2的胎面件10。
如圖1和3所示，外胎1較佳地有延伸在外胎1至少某區域的視覺特性。更佳的是，視覺特性可以擴展到外胎1的整個表面。最好，外胎1從基體4延伸以包圍胎2的整個外部外圍，它包括外部圓周面6和每一胎面件10的整個表面。外胎1較佳地有延伸在胎面件10的整個長度，包括端部，以在外胎1已用于輪胎2時完全覆蓋每一胎面件10的整個外圍。
最好，在施于基胎2上之前處于未加工或部分硫化態的外胎1由復合橡膠混合物制成，最好是大約25％的合成橡膠，例如丁苯橡膠，和大約75％的天然橡膠。較佳的是，外胎1的組成和外胎1所施于的胎2的組成相同或類似。這樣，外胎1和基胎2之間的結合得到增強。而且，橡膠和高分子材料可以結合在一起使用。如果需要也可使用本領域普通技術人員公知的其他材料。在優選實施例中，增強纖維加入外胎1以增強性能。較佳的是，增強纖維是單絲纖維型，例如Kevlar；而且被壓碎并混入橡膠混合體。增強纖維可占橡膠混合體比重的1-12％，但較好的是占大約8％。所選材料必須向外胎1提供耐久力及較輕重量并在生產時使外胎1鍵合于胎上。較佳的是，外胎1的厚度限于足以允許向輪胎2外圍所需區域上有效轉移和保持所需式樣并提供所需的性能參數。但是，也可以理解，外胎1制為一堅實的厚度以防止輪胎2的磨損。
在一些應用中，至少外胎1的裸露外表面可涂以保護涂料(未示出)以保護外胎1不受生產后(例如運輸時等等)和使用時的磨損影響。較佳的是，保護涂層為聚氨酯，但可以理解保護涂層為在預期使用情況下可以有足夠鍵合特性以粘接外胎1的任何透明的或半透明的、耐用的、柔韌性的材料。較佳的是，所選涂層也可向外胎1提供對紫外光類的保護。
如圖1和2所示，較佳的是，外胎1包括了一個裝飾性式樣16，它可以是結合特定制造商、經銷商或類似的商品包裝的式樣(未示出)，或其他式樣諸如蛇皮式樣和/或其他天然的或非天然的式樣或類似物。裝飾性式樣16可包括任何式樣或僅僅一個或多個純色。為了增強輪胎2的安全和美觀特性，裝飾性式樣16可包括如圖2所示的磷光性材料17，它用于式樣例如條(如圖2所示)或純色(如圖1所示)。裝飾性式樣16也可包括反射性或反光性顆粒或珠，例如3M生產的Scotchlite，以增強胎2的視覺和安全性。也可以理解，裝飾性式樣16可以結合在外胎1上或其中、或保護性涂料中(未示出)、或兩者一起。反光材料可以加入外胎1的橡膠組分中，和/或施于用于構成外胎1的裝飾性式樣的油墨。裝飾性式樣16也可包括與輪胎2相關或不相關的特定廣告的自行車(未示出)或類似物。裝飾性式樣16可有多個如圖1和圖2所示的離散的裝飾性式樣16a、16b。裝飾性式樣16不必分布在整個外胎1上，但可以分布在外胎1的僅僅一部分上。例如，裝飾性式樣16的一部分可以位于外胎1覆蓋輪胎2的側邊8的那部分上。
裝飾性式樣16在外胎1的外圍表面的至少一部分，即它用在外胎1表面上可見。較佳的是，生產的外胎1帶有印于其上的預定的彩色式樣。或者，可以理解，裝飾性式樣可以嵌入外胎1的一部分內。
外胎1可由本領域普通技術人員所熟知的幾類方法中的任一方法制成。最佳的是，外胎1由產生部分硫化的橡膠復合物材料(未展示)薄片制成。較佳的是，外胎1的厚度在0.5到1毫米范圍內，更佳的是在0.5到0.75毫米范圍。較佳的是，一個薄膜(未展示)用于外胎1的一面以使外胎1更易操作。可以理解，使用薄膜去操作不是必要的。可用本領域普通技術人員所公知的方法中的任一方法將裝飾性式樣16印制在外胎1上，但較佳的是使用熟知的平版印刷或其他已知的印制技術印制。較佳的是，用于外胎1的油墨是涂上足夠橡膠液的或柔韌的以經受輪胎使用的嚴酷，包括充氣時的膨脹和使用時基于在正常使用時產生于胎上的交變張力/壓力周期的彎曲。
在一替換實施例中，至少一些三維胎面件10以在主題上或設計上對應兩維印于外胎1上的設計的式樣定位于外周邊面6上。在一個進一步替換實施例中，至少一些胎面件10成型以在主題上或設計上對應印于外胎1的設計。可以預見，胎面件10可以成型和定位以在主題上或設計上對應印于外胎1的設計。
較佳的是，在輪胎制造工藝中將外胎1用于基胎2。如上所述，在其制造時外胎1處于部分硫化的未加工狀態。較佳的是，在輪胎2也處于未加工或部分硫化的狀態時將外胎1用于輪胎2；這樣，輪胎2和外胎1完全硫化(交聯)在一起以形成一個裝配整體。用于硫化輪胎2和外胎1的模具器材是胎制造時的傳統器材并為本領域普通技術人員所熟知。其他器材和/或方法可用以鞏固外胎1到基胎2上。較佳的是，需要時使用BOM垂直式模子，也可使用其他模子諸如環形蛤殼式模子或類似物。較佳的是，部分硫化的外胎1和部分硫化的基胎2放在模子中，然后可膨脹的模內氣囊用蒸汽或其他壓力膨脹以引起外胎1和基胎2膨脹到模子而外胎1面向模子內表面。進一步膨脹模子氣囊使外胎1和基胎2與模子內表面一致，從而產生所需的胎型、紋理和式樣。氣囊用壓力保持在適當的位置一預定時間，其間通過蒸汽或其他方式傳入氣囊的熱和壓力使外胎1和基胎2完全硫化或交聯。較佳的是，也可以本領域普通技術人員已知的方式對模子的外表面加熱，以加強結合的外胎1和基胎2的硫化并防止胎2或外胎1的不完全硫化或過硫化。
較佳的是，外胎1初步定位于模子以使在模子氣囊膨脹時外胎1處于正確的配準，模子內表面將胎面式樣傳予外胎1和基胎2。本領域普通技術人員會承認，通過硫化過程，由于外胎1和基胎2及最后的硫化過程的組合外胎1變為熔融和鍵合到基胎2上。因此，當部分硫化的輪胎2和部分硫化的外胎1經受到剩余的硫化過程時，該過程通常為輪胎2所經受并為本領域普通技術人員所熟知，外胎1就變成輪胎2的一部分。基胎2和外胎1的鍵合由于外胎1的組分和基胎2的組分相同或相似而得以加強。同樣較佳的是，在輪胎2完全硫化前應用外胎1有助于避免昂貴的二次硫化過程并在外胎1和輪胎2之間產生永久性鍵合，因而輪胎的視覺特性與輪胎2在周向和軸向相一致或配準。但是應當可以理解，對某些應用，外胎1在輪胎2完全硫化后用粘合劑或其他直接或間接的鍵合劑或工藝應用于輪胎2。
如圖3所示，外胎1的外表面18可以包括一表面紋理20以提高外胎1和在輪胎2上時外胎1所面臨的路跡和/或路表面之間的附著。此表面紋理由模子在硫化過程中傳予，也可通過向外胎1的橡膠混合物加入有織紋的材料產生。表面紋理20的主要效能是，它最好覆蓋子胎面10的部分或全部并位于子胎面10和子胎面10邊之間的形成空隙的區域之內，是增強輪胎2的性能以抓握路徑和/或路面、擋泥和/或將水導開輪胎2。如圖3所示，表面紋理20可以包括多個不同紋理20a、20b；或者表面紋理20僅包含一個紋理(未展示)。表面紋理20也可由任何突起、鼓起、凹槽、背脊等組合構成，該組合提供外胎1的抓握、擋泥、或防水特性。熟悉背景技術的人可以認同，表面紋理20也可用以增強輪胎2的美觀特性。
再次，應當注意外胎1意在各式各樣地覆蓋子胎面10的全部，相反的是諸如美國專例5904794(本文全面引用)所公開的背景技術用以裝飾胎。其優點不僅在于通過允許外胎1覆蓋輪胎2的全部或實際上的可視表面以提高本發明的胎2相對背景技術的美感，也在于設計將子胎面10結合在諸如匹配裝飾性式樣16的式樣或將表面紋理20結合在針對圖像的胎面。而且，用外胎1覆蓋的子表面10可以使外胎1用作增強性外帶，如果增強纖維用于構成外胎1該外帶相對背景技術設計也提高了胎2的性能和耐磨性。
對于那些本領域普通技術人員，在不偏離本發廣泛的概念的前提下，可以對上述實施例的進行改變輪。可以理解，上述詳細描述針對了自行車輪胎2，而輪胎2僅作為本發明可應用的各種胎型的一個例子。可以清楚預見，本發明可應用于任一類型的胎，包括而不限于包括縫制胎、無內胎的和箝入式的胎所有自行車胎、以及摩托車胎、汽車胎、重型機械胎等等。因此可以理解，本發明不限于所公開的特定實施例，而意于包括所有在本發明范圍和精神內的修改。
權利要求
1.一種制造其外胎至少覆蓋其一部分外部外圍表面的輪胎的方法，包括以下步驟提供一個部分硫化的輪胎；提供一個部分硫化的外胎；在一個輪胎模子上安裝該部分硫化的輪胎和部分硫化的外胎，其中使外胎壓在并覆蓋于輪胎外表面的至少一部分上并使外胎面向該模子的內表面；向該輪胎施以熱和壓力，以將該外胎和該輪胎壓往模子的內表面；保持熱和壓力一預定時間以硫化和鍵合該輪胎和該外胎。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，進一步包括在所述預定時間內加熱模子外表面以促使胎和外胎的硫化及鍵合的步驟。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述部分硫化的外胎包括了一個預定式樣，并且當部分硫化的輪胎和部分硫化的外胎裝入模子時，外胎定位在使該式樣位于預定位置以在最后的輪胎/外胎組合中提供一個式樣特定的胎面式樣。
4.如權利要求3所述的方法，其特征在于，預定式樣至少一部分由反光材料構成。
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，模子是BOM垂直式壓模。
6.如權利要求5所述的方法，其特征在于，熱和壓力由靠在并壓向部分硫化的輪胎上的可膨脹的氣囊施加。
7.如權利要求1所述的方法，其特征在于，部分硫化的輪胎和部分硫化的外胎有基本上相同的基于橡膠的混合物。
8.如權利要求1所述的方法，其特征在于，部分硫化的胎和部分硫化的外胎含有預定重量比的增強纖維。
9.如權利要求8所述的方法，其特征在于，增強纖維包括壓碎的單絲纖維。
10.如權利要求9所述的方法，其特征在于，壓碎的單絲纖維包含Kevlar。
11.如權利要求10所述的方法，其特征在于，預定增強纖維的百分比小于12％。
12.一種輪胎組件，它包括一個由第一預定橡膠混合物組成的部分硫化的輪胎；和一個由第二預定橡膠混合物組成的部分硫化的外胎，第二個預定橡膠混合物和第一預定橡膠混合物基本相同，部分硫化的外胎至少比部分硫化的輪胎稍大并環繞及配合在部分硫化的輪胎的外部外圍的至少一部分，部分硫化的輪胎和部分硫化的外胎一起硫化成一個單獨組件以鍵合外胎到輪胎上以形成一個輪胎組件。
13.如權利要求12所述的輪胎組件，其特征在于，外胎包括一個預定式樣并位于相對于輪胎的一個位置以使該式樣位于預定位置以在輪胎組合中提供有針對性式樣的胎面式樣。
14.如權利要求13所述的輪胎組件，其特征在于，式樣包括一種反光材料。
15.如權利要求13所述的輪胎組件，其特征在于，式樣是印制上去的式樣。
16.如權利要求12所述的輪胎組件，其特征在于，外胎包括預定百分比的增強纖維。
17.如權利要求16所述的輪胎組件，其特征在于，增強纖維包含壓碎的單絲纖維。
18.如權利要求17所述的輪胎組件，其特征在于，單絲纖維包含Kevlar。
19.如權利要求12所述的輪胎組件，其特征在于，外胎的橡膠組分在其中包含一種反光材料。
20.如權利要求13所述的輪胎組件，其特征在于，所述式樣嵌入外胎內。
全文摘要
本發明在其一實施例中是一種是制造其外胎(1)至少覆蓋其外部外圍表面一部分的輪胎(2)的方法。在實施該方法時，提供了部分硫化的輪胎和部分硫化的外胎。該部分硫化的輪胎和部分硫化的外胎裝在輪胎模子上，該外胎(1)壓在并覆蓋于輪胎(2)外表面的至少一部分上，該外胎(1)面向該模子的內表面。向該輪胎(2)施以熱和壓力，以將該外胎(1)和該輪胎壓住模子的內表面。熱和壓力持續一預定時間以硫化和鍵合該輪胎(2)和該外胎(1)。
文檔編號B29D30/00GK1561285SQ02819181
公開日2005年1月5日 申請日期2002年9月25日 優先權日2001年9月28日
發明者揚·梅利特, 喬希·迪特茲 申請人:斯維茨肯茲有限公司