專利名稱：采用預硫化環形胎面翻新輪胎的方法
技術領域：
本發明提供一種新型輪胎翻新的方法，具體地是在常溫加壓條件下將預硫化環形胎面通過特殊硫化劑粘貼于胎體外周，屬于橡膠機械與翻新加工領域。
背景技術：
由于汽車、飛機等運載器的普及使用，每年都會造成大量的報廢輪胎需要處理。為節約較為有限的天然橡膠資源和降低對環境造成的污染等問題，目前針對胎面花紋被磨損的舊輪胎一般采取翻新處理的方法以再次投入循環使用。現有的輪胎翻新技術，主要是采用打磨機械將舊輪胎的胎面進行打磨處理，然后將中墊膠涂附于胎體表面，再將新的胎面首尾接頭而套裝在胎體上，經過壓合、貼附形成復合件，最后送入硫化裝置中進行硫化定型。由于胎面部件在送入硫化裝置中進行硫化處理之前是生膠，因而在硫化過程中需要施加較高的溫度和壓力，例如采用冷翻工藝的硫化溫度為120 士 5°C、采用熱翻工藝的硫化溫度為155士5°C，壓力為4Mpa。這對屬于熟膠的胎體來說就會造成較大的損害，較易導致胎體老化，從而影響到翻新輪胎的正常使用，縮短使用壽命。采用冷翻或熱翻硫化工藝，需要配備成套的硫化罐等設備。而且，硫化加工過程也需耗費較多的能源(電、煤、油等熱源)。這些都是目前輪胎翻新技術難以普及和推廣的技術原因。如公開下述方案的在先申請，申請號為ZL200480(^6479，名稱為用于硫化輪胎組件的自動壓力和溫度控制裝置和方法，其主要方案是通過使用水作為加熱介質，在穩態條件期間控制工藝變量，使得熱量均勻傳送而改善不期望的蒸汽形成。在硫化裝置的腔室中設置有熱交換器，采用泵實現在加熱裝置與熱交換器之間的循環水流，通過膨脹箱與加熱裝置、泵之間的流體連通使得水可在閉合通路內循環流動。如上述在先申請專利，雖然可以通過與閥相連通的壓力傳感器來設定加熱所需水的壓力值，從而達到部分消除蒸汽、改善硫化所需溫度控制的目的。但是該專利申請仍未能解決因相同硫化溫度對胎體構成的損害，準確地控溫技術是無法彌補胎面與胎體之間的溫差的，因此上述專利申請仍屬于現有技術的范疇。又如公開下述方案的在先申請，申請號為ZL200510137661，名稱為用于車輛輪胎硫化或翻新的機器，其主要方案是包括下模板、上模板和可以徑向移動的多個活絡芯模，上模板可以升起，并且兩個模板可以與活絡芯模周向咬合。通過連接曲柄，活絡芯模可以鉸接在一個鎖緊環上，鎖緊環繞著這幾個活絡芯模并可以定向旋轉。通過控制鎖緊環的旋轉方向可以使得活絡芯模彼此分散或合攏以提供一種硫化模具，改善胎面與胎體硫化成形過程中的應力傳遞特性。從說明書和附圖中可以看出，上述在先申請專利仍是基于打磨后胎體與胎面部件一起硫化的生產方法，以上現有技術存在的缺陷和問題沒有真正地被解決。基于上述在先申請專利的分析描述，本領域普通技術人員可以理解問題的所在和主要技術難點。通常采取的改進措施有，實現翻新硫化的多溫區分層控制，以期通過分別控制胎面、胎體的硫化溫度來達到控制分層硫化質量的效果。但是總得來說，多溫控硫化技術會導致控制系統和方法過于復雜、設備投資較大，硫化時間長而導致生產效率偏低。
發明內容
本發明所述采用預硫化環形胎面翻新輪胎的方法，在于解決上述現有技術中存在的問題而應用預先硫化的環形胎面，將同為熟膠物性的環形胎面與胎體在常溫(遠低于 120士5°C )、加壓條件下直接進行粘貼、硫化處置，無需進行高溫硫化工藝、無需配置硫化罐等成套設備。本發明的目的在于，采取常溫硫化工藝，在保證輪胎翻新質量的前提下有效地保護胎體不受高溫損害。另一發明目的是，無需配置成套硫化設備，通過簡化硫化工藝和縮短工藝時間以提高整體生產效率。發明目的還在于，節約大量的能源、降低輪胎翻新的成本和保護環境。為實現上述發明目的，所述采用預硫化環形胎面翻新輪胎的方法，首先是通過預硫化工藝制成具有連續環狀的、無接頭的環形胎面。環形胎面的硫化工藝與設備可采用現有技術實現。本發明與現有技術的區別之處在于，包括以下實現步驟對于需翻新的輪胎，將其胎體的胎冠部位進行打磨；環形胎面的背面打磨成與胎體胎冠相同的粗糙度RMA ；將常溫硫化劑均勻地涂附在胎體胎冠表面；使用徑向擴張裝置將環形胎面同軸地套裝于胎體外周；在40 士 5°C的環境溫度下，在環形胎面與胎體相互之間施加8-1 lkg/cm2的壓力，經歷45-75分鐘，環形胎面與胎體硫化形成為一體式結構。如上述基本方案，本發明提出的輪胎翻新方法是基于預先硫化加工環形胎面，環形胎面經過預先硫化而具備熟膠的物性，將環形胎面套裝、粘貼于胎體外周之后無需再進行高溫硫化工藝，從而保護胎體、縮短翻新工藝時間和節約能源。根據本發明的設計構思而實施輪胎翻新，在此稱之為常溫硫化工藝。常溫硫化工藝的關鍵是，在環形胎面與胎體之間起到粘貼和硫化連接作用的硫化齊U。為實現在常溫條件下達到較短的硫化速度、進一步地提高粘著力效果，優選的改進方案是，所述的常溫硫化劑，其組份配方按質量配比比例來劃分天然橡膠，100份；補強劑，碳黑N375，8-15份；軟化劑，松焦油，15-25份；促進劑，氧化鋅，8-12份；高超促進劑，TTPX，30-50份；粘合劑，葵酸鈷，0.5-2份；硫化劑，硫磺粉，15-30份；防老劑，6PPD，1-2.5 份；
添加劑，松香，8-15份；上述配方組份在常溫條件下混合均勻而制成液體膠漿備用。按照目前國內和行業技術標準要求，翻新輪胎的胎面與胎體之間的粘著強度應當達到8. 5N/mm2。使用按上述配方組份制成的硫化劑，翻新后的輪胎粘著強度可達到12N/ mm2 ο為保證常溫硫化工藝的加工質量，針對環形胎面與胎體相互之間加壓維持的方案改進是，在胎體外周套裝環形胎面后，采用卡盤從兩側鎖緊并封閉胎體的子口部；在環形胎面外周套裝有箍環，以通過供氣管路向胎體內部導入壓縮空氣的過程中實施徑向鎖緊。輪胎高速運轉時與地面接觸摩擦，要求胎面必須具備較高的耐磨損、耐撕裂性能， 即通常在胎面膠配方中添加大量的高耐磨組份。由于胎側、接近輪輞的部分并不與地面發生接觸，如添加高耐磨組份就會相應地增加胎面的整體制造成本。為在保證翻新后輪胎的冠部膠層具備一定耐磨損性的前提下，有效地降低環形胎面的制造成本，可采取以下雙復合膠層的改進方案所述的環形胎面包括有，通過預硫化工藝在表面形成凸起花紋的冠部胎面膠層、 以及基部膠層；按組份配方的質量配比比例來劃分，冠部胎面膠層具有，橡膠100份，高耐磨炭黑60份，白炭黑10份，活性劑6份，防老劑4份，芳烴油20份，硫黃1. 5份，促進劑1. 5份；基部膠層具有，橡膠100份，炭黑30份，白炭黑10份，活性劑5份，防老劑3份，硫黃1.5份，促進劑1.5份。針對套裝環形胎面的優選與細化操作方法是，采用膨脹環的數個支撐桿，將環形胎面沿徑向向外側均勻地膨脹至大于胎體外徑的狀態；沿胎體的軸向中心線，將環形胎面輸送至并套接于胎體外周；采用壓輥對套裝后的環形胎面進行表面滾壓。綜上所述，本發明用于生產預硫化環形胎面的方法及其硫化裝置具有以下優點1、在常溫加壓條件下實現環形胎面與胎體的硫化翻新，在符合翻新質量的前提下有效地保護胎體不受高溫損害，輪胎翻新后的使用壽命與新胎相差無幾，極大地節約天然橡膠的資源和保護環境。2、不再需要配置成套的輪胎硫化設備，硫化工藝較為簡化、工藝時間縮短、整體生
產效率較高。3、采用常溫硫化工藝，能夠極大地節約能源、降低翻新輪胎的生產成本。
現結合附圖對本發明做進一步的說明；圖1是用于生產預硫化環形胎面的硫化裝置示意圖；圖2是套裝環形胎面的成型機的結構示意圖；圖3是套裝環形胎面的膨脹環的結構示意圖；圖4是常溫硫化工藝采用的加壓設備示意圖；如圖1所示，油缸10，活塞11，缸體12，中心塊墊板13，錐形塊20，導向軸21，活絡芯模塊30，活絡芯模耐磨板33，支撐板40，側耐磨板42，上、下耐磨板43，上半模51，下半模 52，環形凸臺53，底座60，環形溝槽70。如圖2至圖3所示，主機100，滑座200，夾持環300，膨脹環400，組合壓輥500，操作箱支架600 ；膨脹環體410，直線導軌411，滑塊412，絲母座413，支撐桿420，滑塊421，連桿擺臂430，中心軸440 ；如圖4所示，環形胎面80，胎體81，進氣管嘴82，硫化架83，硫化卡圈84，卡盤85。
具體實施例方式實施例1，所述采用預硫化環形胎面翻新輪胎的方法，包括有以下實現步驟采取預先硫化工藝制成連續環狀的環形胎面；對于需翻新的輪胎，將其胎體的胎冠部位進行打磨；環形胎面的背面打磨成與胎體胎冠相同的粗糙度RMA，RMA在3 4之間；將常溫硫化劑均勻地涂附在胎體胎冠表面；使用徑向擴張裝置將環形胎面同軸地套裝于胎體外周；在40 士 5°C的環境溫度下，在環形胎面與胎體相互之間施加8-1 lkg/cm2的壓力，經歷45-75分鐘，環形胎面與胎體硫化形成為一體式結構。如圖1所示，預硫化加工環形胎面的方法步驟如下，膠料混煉工序，將構成橡膠輪胎的原料進行混煉以形成混煉膠；擠出工序，混煉膠通過冷喂料螺桿擠出裝置，擠出符合指定輪胎規格的膠片；壓延工序，膠片經輥筒壓延裝置進行壓延以形成胎面半成品；裁切工序，根據指定輪胎尺寸的膠片進行定長裁斷；硫化工序，將裁斷后的膠片首尾進行接頭并壓合，再裝入硫化裝置中進行硫化；經硫化工藝制成一個無接頭的、連續的、呈圓環狀的環形胎面。所述的環形胎面包括有，通過預硫化工藝在表面形成凸起花紋的冠部胎面膠層、 以及基部膠層。按組份配方的質量配比比例來劃分，冠部胎面膠層具有，橡膠100份，高耐磨炭黑60份，白炭黑10份，活性劑6份，防老劑4份，芳烴油20份，硫黃1. 5份，促進劑1. 5份；基部膠層具有，橡膠100份，炭黑30份，白炭黑10份，活性劑5份，防老劑3份，硫黃1.5份，促進劑1.5份。實施預硫化環形胎面的硫化裝置主要包括有，油缸10，錐形塊20，活絡芯模塊30， 支撐板40，花紋模(圖中未示出)和底座60。其中，油缸10用于提供驅動力、以實現硫化工序中作用于雙復合環形胎面表面壓力。由油缸10驅動實現垂向運動的錐形塊20，錐形塊20沿水平徑向帶動整體活絡芯模向內回縮或向外擴張。在錐形塊20的外表面，對稱地設置有與活絡芯模塊30相同數量的滑槽。支撐板40端部的T型耐磨板嵌套在滑槽中。在錐形塊20和導向軸21外部設置一用于密封連接的缸體12。錐形塊20呈小端向上、大端向下的垂向設置，錐形塊20的大端通過中心塊墊板13緊固安裝于活塞11。構成活絡芯模的數個活絡芯模塊30，其外表面是具有相同弧度的圓弧面，在完全擴張狀態下數個活絡芯模塊30的外表面構成一個環形。在活絡芯模塊30與底座60之間設置一活絡芯模耐磨板33，活絡芯模塊30的底部滑動連接于芯模耐磨板33。數個連接錐形塊20與活絡芯模塊30之間的支撐板40，可沿徑向帶動活絡芯模塊 30移動。在支撐板40貫穿缸體12的部位分別設置有上、下耐磨板43，在支撐板40與錐形塊20之間設置有側耐磨板42。花紋模的表面設置有用于硫化冠部胎面膠層的花紋溝槽。花紋模50包括有環形的、相互之間對接安裝的上半模51和下半模52，上半模51與下半模52在合模后形成一個連續的、完整的環形。下半模52緊固安裝在底座60上，下半模52的頂部設置有沿圓周分布的一環形凸臺53，上半模51通過環形凸臺53卡扣定位于下半模52的上方。底座60用于承載連接活絡芯模塊30和花紋模50，數個活絡芯模塊30在完全擴張狀態下，與花紋模50之間形成硫化雙復合胎面的環形溝槽70。另外，油缸10安裝在底座60下方，油缸10的活塞11分別連接錐形塊20和穿套在錐形塊20中心的導向軸21。在硫化工序中，油缸10的活塞11沿垂向向上推動，通過活塞11驅動錐形塊20沿導向軸21向上移動。由于錐形塊20的小端向上，在錐形塊20向上移動的同時，錐形塊20 沿徑向向外推動支撐板40。通過油缸10提供的驅動力，經由支撐板40和活絡芯模塊30的傳遞，可以達到花紋模作用于環形胎面冠部胎面膠層表面硫化工藝所需的壓力值，從而實現預硫化工藝標準的密度、彈性和耐磨性能。應用上述硫化裝置的結構改進，在硫化工序中，控制硫化裝置中的芯模溫度為 152士2°C，活絡模溫度為152士2°C，硫化時間在25分鐘。當數個活絡芯模塊30完全地回縮到位后，環形胎面脫離芯模，此時先行拆卸上半模51，即可將形胎面脫模并取出。如圖2和圖3所示，用于套裝環形胎面的成型機主要包括有，主機100，底部滑座 200，夾持環體300，膨脹環400，組合壓輥500和操作箱支架600。其中，在主機100上安裝定位胎體、套裝環形胎面、以及滾壓貼合環形胎面和胎體。底部滑座200的作用是分別帶動夾持環體300和膨脹環400往復滑動。夾持環300的作用是配合膨脹環400，以將環形胎面套于并定位在胎體外周。組合壓輥500的作用是，對套裝后的環形胎面進行滾壓，以將環形胎面和胎體良好地貼合、避免出現間隙和氣泡的存在。膨脹環400的作用主要是，沿圓周方向擴充和膨脹定位環形胎面，以實施后續的套裝工藝步驟。胎面膨脹環400，具有一沿底部滑座200往復滑行的膨脹環體410，在膨脹環體410 底部設置有嚙合于滑座200的直線導軌的滑塊412，以及緊固連接滑座200的滾珠絲母的絲母座413。
在膨脹環體410的垂直部一側，設置有8個沿其圓周分布并軸向連接的支撐桿 420。在支撐桿420連接于膨脹環體410的連接端，設置有滑動地套接在直線導軌411上的滑塊421。每一支撐桿420鉸接一個沿膨脹環體410垂直部徑向分布的連桿擺臂430，數個連桿擺臂430的下端均鉸接在同一盤形中心軸440上，中心軸440貫穿地連接在膨脹環體 410垂直部的中心。在套裝環形胎面的過程中，采用膨脹環400的數個支撐桿420，將環形胎面沿徑向向外側均勻地膨脹至大于胎體外徑的狀態；沿胎體的軸向中心線，將環形胎面輸送至并套接于胎體外周；采用壓輥對套裝后的環形胎面進行表面滾壓。在本實施例中，所使用的常溫硫化劑，其組份配方按質量配比比例來劃分含有，天然橡膠，100份；補強劑，碳黑N375，10份；軟化劑，松焦油，20份；促進劑，氧化鋅，10份；高超促進劑，TTPX，40份；粘合劑，葵酸鈷，1份；硫化劑，硫磺粉，20份；防老劑，6PPD，1.5 份；添加劑，松香，10份；上述配方組份在常溫條件下混合均勻而制成液體膠漿備用。如圖4所示的是常溫硫化工藝采用的加壓設備，在密閉空間中設置有硫化架83， 該密閉環境的溫度在40 士 5 °C范圍內。在胎體81外周套裝環形胎面80后，將胎體安裝于卡盤85。卡盤85從兩側分別鎖緊并封閉胎體81的子口部。在環形胎面80外周套裝有硫化卡圈84，以持續地施加徑向鎖緊。通過供氣管路末端的進氣管嘴82，向胎體81內部導入壓縮空氣并保持9kg/cm2的壓力。經歷60分鐘，環形胎面與胎體硫化形成為一體式結構。
權利要求
1.一種采用預硫化環形胎面翻新輪胎的方法，采取預先硫化工藝制成連續環狀的環形胎面，其特征在于包括有以下步驟，對于需翻新的輪胎，將其胎體的胎冠部位進行打磨； 環形胎面的背面打磨成與胎體胎冠相同的粗糙度(RMA)； 將常溫硫化劑均勻地涂附在胎體胎冠表面； 使用徑向擴張裝置將環形胎面同軸地套裝于胎體外周；在40 士 5°C的環境溫度下，在環形胎面與胎體相互之間施加8-llkg/cm2的壓力，經歷 45-75分鐘，環形胎面與胎體硫化形成為一體式結構。
2.根據權利要求1所述的采用預硫化環形胎面翻新輪胎的方法，其特征在于所述的常溫硫化劑，其組份配方按質量配比比例來劃分，天然橡膠，100份； 補強劑，碳黑N375，8-15份； 軟化劑，松焦油，15-25份； 促進劑，氧化鋅，8-12份； 高超促進劑，TTPX，30-50份； 粘合劑，葵酸鈷，0. 5-2份； 硫化劑，硫磺粉，15-30份； 防老劑，6PPD，l-2. 5份； 添加劑，松香，8-15份；上述配方組份在常溫條件下混合均勻而制成液體膠漿備用。
3.根據權利要求1所述的采用預硫化環形胎面翻新輪胎的方法，其特征在于在胎體外周套裝環形胎面后，采用卡盤從兩側鎖緊并封閉胎體的子口部；在環形胎面外周套裝有箍環，以通過供氣管路向胎體內部導入壓縮空氣的過程中實施徑向鎖緊。
4.根據權利要求2或3所述的采用預硫化環形胎面翻新輪胎的方法，其特征在于所述的環形胎面包括有，通過預硫化工藝在表面形成凸起花紋的冠部胎面膠層、以及基部膠層；按組份配方的質量配比比例來劃分，冠部胎面膠層具有，橡膠100份，高耐磨炭黑60份，白炭黑10份，活性劑6份，防老劑 4份，芳烴油20份，硫黃1. 5份，促進劑1. 5份；基部膠層具有，橡膠100份，炭黑30份，白炭黑10份，活性劑5份，防老劑3份，硫黃 1.5份，促進劑1.5份。
5.根據權利要求4所述的采用預硫化環形胎面翻新輪胎的方法，其特征在于在套裝環形胎面的過程中，采用膨脹環的數個支撐桿，將環形胎面沿徑向向外側均勻地膨脹至大于胎體外徑的狀態；沿胎體的軸向中心線，將環形胎面輸送至并套接于胎體外周； 采用壓輥對套裝后的環形胎面進行表面滾壓。
全文摘要
本發明所述采用預硫化環形胎面翻新輪胎的方法，應用預先硫化的環形胎面，將同為熟膠物性的環形胎面與胎體在常溫(遠低于120±5℃)、加壓條件下直接進行粘貼、硫化處置。采取常溫硫化工藝，在保證輪胎翻新質量的前提下有效地保護胎體不受高溫損害。首先是通過預硫化工藝制成環形胎面；將胎體的胎冠部位進行打磨；環形胎面的背面打磨成與胎體胎冠相同的粗糙度RMA；將常溫硫化劑均勻地涂附在胎體胎冠表面；使用徑向擴張裝置將環形胎面同軸地套裝于胎體外周；在40±5℃的環境溫度下，在環形胎面與胎體相互之間施加8-11kg/cm2的壓力，經歷45-75分鐘，環形胎面與胎體硫化形成為一體式結構。
文檔編號B29D30/56GK102476464SQ201010573048
公開日2012年5月30日 申請日期2010年11月24日 優先權日2010年11月24日
發明者王金健, 袁仲雪, 高彥臣 申請人:軟控股份有限公司