專(zhuān)利名稱(chēng)：橡膠制品的硫化時(shí)間調(diào)節(jié)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及橡膠硫化，特別涉及橡膠制品(rubber articles)的硫化。
背景技術(shù)：
當(dāng)輪胎被磨損時(shí)，可以用新的胎面(thread)修復(fù)輪胎。例如大卡車(chē)輪胎以及公共汽車(chē)輪胎通常把胎面翻新作用常規(guī)的輪胎管理程序的一部分。這些類(lèi)型的輪胎的胎體 (carcass)預(yù)計(jì)能夠持續(xù)幾十萬(wàn)公里，并且能夠承受幾次裝載新胎面。這樣的輪胎很貴，因 此期望其高昂的初始成本能夠被胎體的較長(zhǎng)服務(wù)壽命和相對(duì)較低的胎面翻新成本抵消。實(shí) 際上，這種輪胎的選擇和購(gòu)買(mǎi)中所包含的經(jīng)濟(jì)狀況通常決定了初始輪胎能夠被胎面翻新三 次或四次。在對(duì)充氣輪胎進(jìn)行胎面翻新時(shí)，可以使用多種過(guò)程和不同類(lèi)型的設(shè)備。對(duì)磨損輪 胎進(jìn)行胎面翻新的第一步驟之一是從輪胎胎體上拆除剩余的胎面材料，例如通過(guò)已知的拋 光過(guò)程。然后，將一層被稱(chēng)為“墊膠”的生膠(未硫化)應(yīng)用到胎體上。這層擠壓的未硫 化橡膠可以縫合或者粘結(jié)到胎體上。然后，在墊膠層上應(yīng)用胎面帶。在冷胎面翻新過(guò)程 中，胎面是硫化橡膠，并且在其外表面上具有已經(jīng)壓印好的胎面花紋。然后輪胎被放置在 壓熱鍋中，在壓力下加熱適當(dāng)?shù)臅r(shí)間，以便引起膠層的硫化，并使膠層結(jié)合到胎面和胎體 上。在熱胎面翻新過(guò)程中，胎面是未硫化橡膠，且不具有胎面花紋。然后輪胎被放置在輪胎 模具中，在壓力下加熱適當(dāng)?shù)臅r(shí)間，以便硫化膠層和胎面，并使膠層結(jié)合到胎面和胎體上。 術(shù)語(yǔ)“硫化(cure)”是指在橡膠化合物中的彈性體分子之間形成交聯(lián)，其也被稱(chēng)為“硫化 (vulcanization) ”。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的特別實(shí)施例包括用于硫化橡膠制品的方法、計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品和系統(tǒng)。根 據(jù)本發(fā)明的特別實(shí)施例的方法包括以下步驟將測(cè)量硫化溫度(TM)保持在高溫極限(TH) 與低溫極限(TL)之間，其中TH從高溫硫化曲線(xiàn)導(dǎo)出，TL從低溫硫化曲線(xiàn)導(dǎo)出。其他步驟可 包括獲得硫化目標(biāo)Al或A2，其中Al是高溫硫化曲線(xiàn)與基礎(chǔ)溫度(TB)之間的面積，A2是 低溫硫化曲線(xiàn)與基礎(chǔ)溫度(TB)之間的面積，其中選擇TB以使Al和A2在彼此的至少10% 之內(nèi)；以及確定測(cè)量硫化曲線(xiàn)下方的面積，測(cè)量硫化曲線(xiàn)下方的面積在測(cè)量硫化曲線(xiàn)與TB 之間，其中測(cè)量硫化曲線(xiàn)被定義為測(cè)量硫化溫度隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)。該方法的特別實(shí)施例可以包括以下步驟當(dāng)測(cè)量硫化曲線(xiàn)下方的面積達(dá)到硫化目 標(biāo)時(shí)指示完成硫化，以及獲得基礎(chǔ)溫度。該方法的特別實(shí)施例可以包括以下步驟當(dāng)測(cè)量硫化曲線(xiàn)下方的面積達(dá)到硫化目 標(biāo)時(shí)指示完成硫化。本發(fā)明的特別實(shí)施例還包括計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括包含在計(jì)算 機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上的指令，該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品用來(lái)硫化橡膠制品。本發(fā)明的特別實(shí)施例是， 包含在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上的用于硫化橡膠制品的指令包括用于執(zhí)行上述方法的指令。
本發(fā)明的特別實(shí)施例還包括用于硫化橡膠制品的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括壓熱鍋，包括 用于硫化橡膠制品的可控加熱的腔；溫度傳感器，用于以壓熱鍋的腔內(nèi)的硫化溫度為函數(shù) 來(lái)產(chǎn)生信號(hào)。該系統(tǒng)還包括控制器，用于控制壓熱鍋內(nèi)的硫化溫度，該控制器包括處理器和 存儲(chǔ)由處理器執(zhí)行的可執(zhí)行指令的存儲(chǔ)器存儲(chǔ)設(shè)備。所述可執(zhí)行指令包括執(zhí)行上述方法的 指令。根據(jù)如附圖所示的本發(fā)明的特別實(shí)施例的以下詳細(xì)描述，本發(fā)明的前述以及其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將顯現(xiàn)，其中相同的附圖標(biāo)記表示本發(fā)明的類(lèi)似部件。


圖1是適于硫化胎面翻新輪胎的壓熱鍋的示意圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明的特別實(shí)施例的適于控制壓熱鍋中的溫度的控制器的示意圖。圖3是顯示了對(duì)于給定的橡膠制品，在不同溫度下的順應(yīng)硫化曲線(xiàn)的圖。圖4是顯示了對(duì)于給定的橡膠制品，在不同溫度下的順應(yīng)硫化曲線(xiàn)的圖。圖5是顯示了橡膠制品的典型硫化循環(huán)的圖。圖6是顯示了高溫硫化曲線(xiàn)與基礎(chǔ)溫度之間的面積的圖。圖7是顯示了低溫硫化曲線(xiàn)與基礎(chǔ)溫度之間的面積的圖。圖8是顯示了根據(jù)本發(fā)明的特別實(shí)施例的測(cè)量硫化曲線(xiàn)與基礎(chǔ)溫度之間的面積 的圖。圖9是在根據(jù)本發(fā)明的圖1的系統(tǒng)上執(zhí)行的用于硫化橡膠制品的示例性方法的流 程圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供用于調(diào)節(jié)橡膠制品的硫化時(shí)間的方法、計(jì)算機(jī)程序和系統(tǒng)。本發(fā)明的 特別實(shí)施例包括作為制品的胎面翻新輪胎。未硫化的橡膠在高溫時(shí)容易變形，在低溫時(shí)非常脆。橡膠制品的硫化在橡膠的聚 合物鏈之間提供了交聯(lián)，并賦予橡膠制品彈性，該彈性是由硫化橡膠制成的制品的典型特 性?？梢酝ㄟ^(guò)在壓熱鍋內(nèi)將橡膠制品以設(shè)定溫度、設(shè)定壓力保持設(shè)定的時(shí)間周期來(lái)硫化橡 膠制品。如果硫化循環(huán)過(guò)程中的溫度波動(dòng)超過(guò)可接受的公差一定程度，則認(rèn)為硫化是非順 應(yīng)硫化(noncompliant cure)，不當(dāng)硫化的制品必須被廢棄。本發(fā)明的特別實(shí)施例提供一種 自動(dòng)調(diào)節(jié)硫化時(shí)間的方法，以便考慮更大的溫度波動(dòng)并提供順應(yīng)硫化(compliant cure) 0
在業(yè)內(nèi)通常使用壓熱鍋來(lái)硫化橡膠制品。壓熱鍋包括在硫化過(guò)程中容納橡膠制品 的腔和控制壓熱鍋內(nèi)的溫度和壓力的機(jī)構(gòu)。圖1是適于硫化胎面翻新輪胎的壓熱鍋10的示意圖。壓熱鍋10包括在硫化過(guò)程 中容納輪胎12的延長(zhǎng)腔11。諸如熱電偶的溫度指示器19發(fā)送信號(hào)至控制器20?？刂破?20通過(guò)發(fā)送信號(hào)至控制設(shè)備來(lái)控制壓熱鍋內(nèi)的溫度，所述控制設(shè)備例如是閥17，其控制輸 入壓熱鍋中的熱量。例如可以利用電阻線(xiàn)圈通過(guò)加熱諸如蒸汽的介質(zhì)或者通過(guò)循環(huán)諸如熱 水、熱油等介質(zhì)來(lái)提供熱量輸入。在所示實(shí)施例中，加熱介質(zhì)是例如熱水的循環(huán)加熱介質(zhì)， 其包括通入和離開(kāi)熱交換器13的熱水入口 16和熱水出口 18。通過(guò)流經(jīng)熱交換器13，空氣在壓熱鍋10中循環(huán)，其中空氣在熱交換器13被循環(huán)加熱介質(zhì)加熱?？諝庠诳諝馊肟?14進(jìn)入熱交換器，并在空氣出口 15離開(kāi)熱交換器13，在空氣 出口 15，空氣流入供氣管27。供氣管27導(dǎo)入腔11的遠(yuǎn)端中，并流回到熱交換器13的空氣 入口 14。在硫化過(guò)程中，循環(huán)空氣在輪胎12上流過(guò)并對(duì)其進(jìn)行加熱。 圖2是根據(jù)本發(fā)明的特別實(shí)施例的適于控制圖1的壓熱鍋中的溫度的控制器的示 意圖。控制器20可以是如圖2所示的可編程邏輯控制器或者具有可以執(zhí)行可編程指令的 處理器的其他設(shè)備，例如個(gè)人計(jì)算機(jī)、大型計(jì)算機(jī)或其他控制系統(tǒng)?？刂破?0翻譯從溫度指示器19接收的信號(hào)。非限制性的，來(lái)自溫度指示器19的 信號(hào)可以通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信發(fā)送到控制器20，例如通過(guò)紅外信號(hào)或者通過(guò)射頻、通過(guò)包括光纖 的一條或多條電纜、或者通過(guò)其他任何本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方法或設(shè)備?？删幊踢壿嬁刂破?0通常從溫度指示器19接收信號(hào)以便監(jiān)測(cè)和控制壓熱鍋10 內(nèi)的溫度?？刂破?0提供信號(hào)26至閥17，以便操縱閥17從而控制腔11中的溫度。控制器20包括可以是微處理器的處理器21?？刂破?0還包括存儲(chǔ)器存儲(chǔ)設(shè)備 22，例如RAM(隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)、R0M(只讀存儲(chǔ)器)、PR0M(可編程只讀存儲(chǔ)器)，和至少一 個(gè)與溫度指示器19和閥17進(jìn)行通信的輸入/輸出(I/O)電纜26。此外，控制器20可以 包括用于容納具有I/O電纜連接器29的I/O卡的I/O槽23。操作者可以利用用戶(hù)接口 28 來(lái)監(jiān)測(cè)溫度測(cè)量值、編程或者控制或指示控制器20以及壓熱鍋10的操作，這包括執(zhí)行根據(jù) 本發(fā)明的特別實(shí)施例的與硫化橡膠制品相關(guān)的每個(gè)步驟和方法。通常，可以通過(guò)已知的圖形或文本語(yǔ)言來(lái)對(duì)控制器20編程。編程指令、數(shù)據(jù)、輸入 和輸出可以存儲(chǔ)在處理器21可以訪(fǎng)問(wèn)的存儲(chǔ)器存儲(chǔ)設(shè)備22中。特別地，與在此公開(kāi)的方 法相關(guān)的編程指令可以存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器存儲(chǔ)設(shè)備22中并由處理器21執(zhí)行。存儲(chǔ)器存儲(chǔ)設(shè)備 22可以包括任何已知的商業(yè)儲(chǔ)存設(shè)備，例如硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、光學(xué)存儲(chǔ)設(shè)備、閃存等。處理器21 執(zhí)行與在此公開(kāi)的方法相關(guān)的編程指令以及在此討論的其他操作。存儲(chǔ)器存儲(chǔ)設(shè)備22還 存儲(chǔ)輸入、輸出和其他信息，例如在硫化時(shí)間周期內(nèi)測(cè)量的壓熱鍋10中的溫度，操作者輸 入的基礎(chǔ)溫度和/或如下所述的硫化目標(biāo)。橡膠制品可以包括，例如軟管、帶、振動(dòng)底座、緩沖器、輪胎和包括墊膠的輪胎部 件、以及利用在此公開(kāi)的方法和系統(tǒng)的修理件。在橡膠制品的硫化過(guò)程中，向橡膠制品提供足量的熱能以便完成橡膠制品的硫 化。在業(yè)內(nèi)這種方法是公知的，且可根據(jù)被硫化的制品來(lái)設(shè)計(jì)硫化過(guò)程。如上所述，硫化過(guò) 程包括設(shè)定待硫化的制品在設(shè)定溫度和設(shè)定壓力下被保持的時(shí)間周期?？梢酝ㄟ^(guò)繪制硫化 溫度隨時(shí)間變化的硫化曲線(xiàn)來(lái)描述為獲得順應(yīng)硫化而該制品必須被保持所需的時(shí)間周期 和溫度。 通常硫化曲線(xiàn)來(lái)自于試驗(yàn)或者有限的分析方法。ASTM D2084和ISO 3417描述了 如何利用擺動(dòng)流變儀(oscillating rheometer)來(lái)測(cè)量橡膠化合物所需的硫化時(shí)間。確定 硫化過(guò)程和硫化曲線(xiàn)的因素包括例如橡膠制品的橡膠組合物和厚度。如本領(lǐng)域技術(shù)人員 所知，橡膠制品必須被硫化足夠的時(shí)間以使橡膠制品的溫度升高到完成順應(yīng)硫化所需的溫度。例如，特定的橡膠制品可以在高溫下硫化較短的時(shí)間周期或者在低溫下硫化較長(zhǎng) 的時(shí)間周期，以便獲得制品的順應(yīng)硫化。類(lèi)似地，在硫化時(shí)間內(nèi)被保持并且由硫化曲線(xiàn)顯示 的溫度曲線(xiàn)不必是常數(shù)。這些概念顯示在圖3和4中。
圖3為顯示了對(duì)于給定的橡膠制品，在不同溫度下的順應(yīng)硫化曲線(xiàn)的圖。如圖所 示，可以沿著硫化曲線(xiàn)51在最高溫度下保持最短的時(shí)間周期以獲得橡膠制品的順應(yīng)硫化。 可選地，可以沿著中間溫度硫化曲線(xiàn)52在較長(zhǎng)的時(shí)間周期內(nèi)硫化制品以獲得順應(yīng)硫化。此 夕卜，另外可選地，可以沿著最低溫度硫化曲線(xiàn)53在更長(zhǎng)的時(shí)間周期內(nèi)硫化制品以獲得順應(yīng) 硫化。每條硫化曲線(xiàn)51、52、53都是通過(guò)本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的方法獲得的。 圖4是顯示了對(duì)于給定的橡膠制品，在不同溫度下的順應(yīng)硫化曲線(xiàn)的圖。圖4所 示的圖顯示，為獲得順應(yīng)硫化，溫度不一定如圖3所示遵循線(xiàn)性關(guān)系。如圖4所示，高溫硫 化曲線(xiàn)61比低溫硫化曲線(xiàn)62在更短的時(shí)間周期內(nèi)提供順應(yīng)硫化。圖5是顯示了橡膠制品的典型硫化循環(huán)的圖。該圖顯示了制品被硫化的時(shí)間周期 內(nèi)在壓熱鍋內(nèi)的測(cè)量溫度。如圖所示，測(cè)量溫度從環(huán)境溫度升高到狹窄硫化溫度范圍Tc。 對(duì)于順應(yīng)曲線(xiàn)，溫度將被保持在溫度范圍TC內(nèi)。狹窄硫化溫度范圍TC被確定為硫化曲線(xiàn) 附近的可接受公差，如圖3和4所示。該公差通常不超過(guò)大約正負(fù)5°C。測(cè)量溫度達(dá)到硫化溫度范圍TC之后，硫化時(shí)間在“ts”處開(kāi)始，并持續(xù)了 “tf ”處 結(jié)束的指定時(shí)間周期。只要在從“ts”到“tf”的指定時(shí)間周期內(nèi)壓熱鍋內(nèi)的溫度保持在狹 窄硫化溫度范圍TC的可接受公差內(nèi)，則認(rèn)為硫化是順應(yīng)的。如上所述，業(yè)內(nèi)存在的問(wèn)題是如果壓熱鍋內(nèi)的溫度不是沿著例如圖5中的TC的 指定的硫化曲線(xiàn)被保持，溫度降到指定的硫化溫度范圍以下，則橡膠制品的硫化是非順應(yīng) 的且制品必須被廢棄或修復(fù)，這增加了處理過(guò)程的時(shí)間和成本。本發(fā)明的特別實(shí)施例還包 括調(diào)節(jié)橡膠制品的硫化時(shí)間的方法，以便防止或最小化這種非順應(yīng)硫化以及相關(guān)成本的出 現(xiàn)。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中，硫化橡膠制品的方法包括以下步驟保持測(cè)量硫化溫 度(TM)在高溫極限(TH)與低溫極限(TL)之間。高溫極限和低溫極限分別由高溫硫化曲 線(xiàn)和低溫硫化曲線(xiàn)導(dǎo)出。這些不同的硫化曲線(xiàn)都為橡膠制品提供了順應(yīng)硫化，一個(gè)在較高 溫度下、時(shí)間周期較短，另一個(gè)在較低的溫度下、時(shí)間周期較長(zhǎng)。例如，如圖3所示，最高溫度處顯示的硫化曲線(xiàn)51可以被看作高溫硫化曲線(xiàn)，最低 溫度處顯示的硫化曲線(xiàn)53可以被看作低溫硫化曲線(xiàn)。所示的第三條曲線(xiàn)52在與低溫硫化 曲線(xiàn)53對(duì)比時(shí)可以被看作高溫硫化曲線(xiàn)，或者在與高溫硫化曲線(xiàn)51對(duì)比時(shí)可以被看作低 溫硫化曲線(xiàn)。在本發(fā)明的特別實(shí)施例中，高溫極限(TH)從高溫硫化曲線(xiàn)導(dǎo)出，低溫極限(TL)從 低溫硫化曲線(xiàn)導(dǎo)出。例如TH可以是高溫硫化曲線(xiàn)上的最高溫度，TL可以是低溫硫化曲線(xiàn) 上的最低溫度。圖3顯示了該極限的例子。可選地，在其他實(shí)施例中，TH(類(lèi)似地TL)例如可以被選擇為高(低)溫硫化曲線(xiàn) 上的三個(gè)最高(最低)溫度的平均值、高(低)溫硫化曲線(xiàn)上的所有溫度的平均值、高(低) 溫硫化曲線(xiàn)上的第三高(低)溫度或者適于給定應(yīng)用的任何其他選擇。應(yīng)指出，由于每條硫化曲線(xiàn)均具有硫化可能出現(xiàn)的公差，(圖5中的TC)，該可接受 的公差也適用于從高溫硫化曲線(xiàn)和低溫硫化曲線(xiàn)導(dǎo)出的TH和TL。例如，如果從高溫硫化曲 線(xiàn)導(dǎo)出的高溫極限是130°C，且可接受的公差是5°C，則從高溫硫化曲線(xiàn)導(dǎo)出的高溫極限可 能高達(dá)135°C。類(lèi)似地，如果低溫硫化曲線(xiàn)導(dǎo)出的低溫極限是75°C，且可接受的公差是5°C， 則從低溫硫化曲線(xiàn)導(dǎo)出的低溫極限可能低至70°C。
有利地，如果TH和TL充分分離，硫化過(guò)程中制品可以在很寬的溫度范圍內(nèi)獲得順 應(yīng)硫化，從而減小導(dǎo)致非順應(yīng)硫化的機(jī)會(huì)，例如測(cè)量硫化溫度降到可接受的測(cè)量硫化溫度 以下。不用于限制本發(fā)明，本發(fā)明的特別實(shí)施例包括高溫極限與低溫極限之差在10°c到 50 °C之間，15 0C到70 0C之間，20 °C到35 °C之間，或者5 °C到70 °C之間。其他實(shí)施例包括溫差 至少為5°C，至少為10°C，或者至少為35°C。根據(jù)本發(fā)明的特別實(shí)施例的硫化橡膠制品的方法還可以包括以下步驟獲得硫化目標(biāo)Al或A2，其中Al是高溫硫化曲線(xiàn)與基礎(chǔ)溫度(TB)之間的面積，A2是低溫硫化曲線(xiàn)與 基礎(chǔ)溫度(TB)之間的面積，其中選擇TB以使Al和A2在彼此的至少10%之內(nèi)。根據(jù)本發(fā) 明的特別實(shí)施例的硫化橡膠制品的方法還可以包括獲得基礎(chǔ)溫度的步驟。在特別實(shí)施例中，例如可以通過(guò)控制器20從數(shù)據(jù)庫(kù)或者通過(guò)手工操作者輸入來(lái) 獲得硫化目標(biāo)和基礎(chǔ)溫度。操作者可以在用戶(hù)接口 28輸入硫化目標(biāo)和基礎(chǔ)溫度。數(shù)據(jù)可 以以值的形式存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器設(shè)備22中，由控制器20獲得。通常，基礎(chǔ)溫度(TB)小于低溫極限(TL)。不用于限制本發(fā)明，本發(fā)明的特別實(shí)施 例包括TB與TL之差可以低至51或者151，也可以高達(dá)70°C。由于壓熱鍋內(nèi)的測(cè)量溫度可以在TH與TL之間的任何位置變化，必須設(shè)定硫化目 標(biāo)以確定何時(shí)獲得順應(yīng)硫化。硫化目標(biāo)可以被設(shè)定為等于高溫硫化曲線(xiàn)與基礎(chǔ)溫度之間的 面積，或者低溫硫化曲線(xiàn)與基礎(chǔ)溫度之間的面積。在本發(fā)明的特別實(shí)施例中，基礎(chǔ)溫度被設(shè) 定為使這兩個(gè)目標(biāo)面積在彼此的至少10%之內(nèi)。在可選實(shí)施例中，基礎(chǔ)溫度被設(shè)定為使這 些目標(biāo)面積例如在彼此的至少5%之內(nèi)，或者彼此相等。圖6和7為顯示了高溫硫化曲線(xiàn)與基礎(chǔ)溫度之間的目標(biāo)面積以及低溫硫化曲線(xiàn)與 基礎(chǔ)溫度之間的目標(biāo)面積的圖。如圖6和7所示，和預(yù)計(jì)的一樣，與根據(jù)圖7的低溫硫化曲 線(xiàn)75來(lái)硫化制品所需的時(shí)間周期(80分鐘)相比，所示例子中的高溫硫化曲線(xiàn)71在較短 的時(shí)間周期內(nèi)(50分鐘)硫化制品。在所提供的例子中，基礎(chǔ)溫度TB被選擇為使高溫硫化曲線(xiàn)71與TB之間的目標(biāo)面 積72等于低溫硫化曲線(xiàn)75與TB之間的目標(biāo)面積76。可以通過(guò)許多方法來(lái)確定或計(jì)算使得目標(biāo)面積72和76相等的TB。如圖6和7的 例子中所示，如果目標(biāo)面積72和76基本是矩形，則可以這樣計(jì)算目標(biāo)面積Al = (CH-TB) (CTH) (1)A2 = (CL-TB) (CTL) (2)其中Al是高溫硫化曲線(xiàn)下的目標(biāo)面積，A2是低溫硫化曲線(xiàn)下的目標(biāo)面積，CH和 CL分別是高硫化溫度和低硫化溫度，CTH和CTL分別是高溫硫化時(shí)間和低溫硫化時(shí)間。由 于TB被選擇為使得Al =A2，因此公式(1)和(2)被設(shè)定為彼此相等以求解TB，從而生成 以下公式(3)TB = ((CL) (CTL) - (CH) (CTH)) / (CTL-CTH) (3)以圖6和圖7中的例子中提供的數(shù)字來(lái)求解公式(3)，可得TB為33. 3°C。將該數(shù) 字代入公式(1)或(2)中，可得對(duì)于圖中所示的例子，硫化目標(biāo)為3336度·分鐘。根據(jù)本發(fā)明的特別實(shí)施例的硫化橡膠制品的方法還可以包括以下步驟確定測(cè)量 硫化曲線(xiàn)下方的面積，測(cè)量硫化曲線(xiàn)下方的面積位于測(cè)量硫化曲線(xiàn)與TB之間，其中測(cè)量硫 化曲線(xiàn)被定義為測(cè)量硫化溫度隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)。該實(shí)施例可以包括額外的步驟當(dāng)測(cè)量硫化曲線(xiàn)下方的面積達(dá)到硫化目標(biāo)時(shí)，指示完成硫化。設(shè)定硫化目標(biāo)的步驟如上所述。例 如，可以通過(guò)發(fā)送消息到操作者接口 28或控制器20，或者通過(guò)簡(jiǎn)單地開(kāi)始冷卻壓熱鍋來(lái)提 供該指示。例如，圖8為顯示了根據(jù)本發(fā)明的特別實(shí)施例的測(cè)量硫化曲線(xiàn)與基礎(chǔ)溫度之間的 面積的圖。測(cè)量硫化曲線(xiàn)81是壓熱鍋內(nèi)的測(cè)量溫度隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)，其中依照?qǐng)D6和7 中顯示的硫化曲線(xiàn)來(lái)控制壓熱鍋。如圖8的例子所示，壓熱鍋內(nèi)的溫度快速升高到低溫極 限TL和高溫極限TH之間的溫度。當(dāng)在時(shí)間“ts”溫度達(dá)到TB時(shí)，硫化時(shí)間開(kāi)始，并持續(xù)到 時(shí)間“tx”。在時(shí)間“tx”，測(cè)量硫化曲線(xiàn)81下方所示的面積82不等于目標(biāo)面積。因此硫化 繼續(xù)到“tf”，在時(shí)間“tf”，測(cè)量硫化曲線(xiàn)81下方的額外面積83使測(cè)量硫化曲線(xiàn)81下方的 總面積82和83等于目標(biāo)面積。在此點(diǎn)，獲得順應(yīng)硫化。本領(lǐng)域技術(shù)人員已知多種用于確定測(cè)量硫化曲線(xiàn)與基礎(chǔ)溫度之間的面積的方法， 可以使用的一個(gè)公式是以下公式(4) <formula>formula see original document page 9</formula>其中TM是測(cè)量硫化溫度，TB是基礎(chǔ)溫度，Δ t是計(jì)算了第η次差的時(shí)間增量，η是 硫化開(kāi)始和硫化完成時(shí)間tf之間的范圍上所取的時(shí)間增量數(shù)。圖9是在根據(jù)本發(fā)明的圖1的系統(tǒng)上執(zhí)行的用于硫化橡膠制品的示例性方法的流 程圖。在狀態(tài)101，包含待硫化的橡膠制品的壓熱鍋被加熱到至少低溫極限。在狀態(tài)103， 壓熱鍋內(nèi)的溫度被保持在高溫極限與低溫極限之間。在狀態(tài)105，為硫化設(shè)定硫化目標(biāo)，在本實(shí)施例中，硫化目標(biāo)的單位是度 分鐘。在 狀態(tài)107，定義基礎(chǔ)溫度。在狀態(tài)109，以一分鐘的間隔測(cè)量壓熱鍋內(nèi)的溫度，并從每個(gè)測(cè)量溫度中減去基礎(chǔ) 溫度。在狀態(tài)111，將這些差的每一個(gè)相加，以獲得差的滾動(dòng)和(running sum)。在狀態(tài)113， 將該滾動(dòng)和與硫化目標(biāo)比較，如果滾動(dòng)和小于硫化目標(biāo)，則方法返回狀態(tài)109。如果滾動(dòng)和 至少等于或大于硫化目標(biāo)，則方法繼續(xù)到狀態(tài)115，硫化完成。權(quán)利要求以及本說(shuō)明書(shū)中使用的術(shù)語(yǔ)“包含”、“包括”以及“具有”應(yīng)當(dāng)被理解為 表示可以包括未提及的其他元件的開(kāi)集。權(quán)利要求以及本說(shuō)明書(shū)中使用的術(shù)語(yǔ)“基本上 由……構(gòu)成”應(yīng)當(dāng)被理解為表示可以包括未提及的其他元件的部分開(kāi)集，只要其他元件不 在實(shí)質(zhì)上改變要求保護(hù)的本發(fā)明的基本的和新穎的特征。術(shù)語(yǔ)“一種”和詞語(yǔ)的單數(shù)形式應(yīng) 當(dāng)被認(rèn)為包括相同詞語(yǔ)的復(fù)數(shù)形式，從而該術(shù)語(yǔ)表示一個(gè)或多個(gè)所設(shè)置的某物。術(shù)語(yǔ)“至少 一個(gè)”和“一個(gè)或多個(gè)”可互換使用。術(shù)語(yǔ)“一個(gè)”或“單個(gè)”用于表示某物有且只有一個(gè)。 類(lèi)似地，其他具體的整數(shù)值，例如“二”用于表示某物的具體數(shù)量。術(shù)語(yǔ)“優(yōu)選地”、“優(yōu)選”、 “可選地”、“可以”是類(lèi)似的術(shù)語(yǔ)，用于表示所提到的物品、條件或步驟是本發(fā)明的可選(非 必須)特征。用“a與b之間”來(lái)描述的范圍包括值“a”和“b”。通過(guò)前述說(shuō)明書(shū)應(yīng)理解，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例的各種修改和改變都不背離本發(fā)明的 實(shí)際精神。前述說(shuō)明書(shū)僅以說(shuō)明的目的給出，不應(yīng)被理解為限制本發(fā)明。只有權(quán)利要求會(huì) 限制本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
一種硫化橡膠制品的方法，該方法包括將測(cè)量硫化溫度(TM)保持在高溫極限(TH)與低溫極限(TL)之間，其中TH從高溫硫化曲線(xiàn)導(dǎo)出，TL從低溫硫化曲線(xiàn)導(dǎo)出；獲得硫化目標(biāo)A1或A2，其中A1是高溫硫化曲線(xiàn)與基礎(chǔ)溫度(TB)之間的面積，A2是低溫硫化曲線(xiàn)與TB之間的面積，其中選擇TB以使A1和A2在彼此的至少10％之內(nèi)；確定測(cè)量硫化曲線(xiàn)下方的面積，測(cè)量硫化曲線(xiàn)下方的面積在測(cè)量硫化曲線(xiàn)與TB之間，其中測(cè)量硫化曲線(xiàn)被定義為測(cè)量硫化溫度隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)；以及當(dāng)測(cè)量硫化曲線(xiàn)下方的面積達(dá)到硫化目標(biāo)時(shí)，指示完成硫化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中TB被選擇為使Al和A2在彼此的至少5%之內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中TB被選擇為使Al和A2相等。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中確定測(cè)量硫化曲線(xiàn)下方的面積的步驟包括利用 以下公式計(jì)算測(cè)量硫化曲線(xiàn)下方的面積<formula>formula see original document page 2</formula>其中TM是測(cè)量硫化溫度，TB是基礎(chǔ)溫度，Δ t是計(jì)算了第η次差的時(shí)間增量，η是硫化 開(kāi)始和硫化完成時(shí)間tf之間的范圍上所取的時(shí)間增量數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中TH和TL之差在10°C到50°C之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中TH和TL之差在15°C到70°C之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述制品是輪胎的至少一部分。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述制品是輪胎胎面與輪胎胎體之間的墊膠。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中TH是高溫硫化曲線(xiàn)上的最高溫度。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中TL是低溫硫化曲線(xiàn)上的最低溫度。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述方法還包括獲得基礎(chǔ)溫度。
12.—種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括包含在計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上的指令，該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn) 品用于硫化橡膠制品，該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括保持指令，用于將測(cè)量硫化溫度(TM)保持在高溫極限(TH)與低溫極限(TL)之間，其 中TH從高溫硫化曲線(xiàn)導(dǎo)出，TL從低溫硫化曲線(xiàn)導(dǎo)出；獲得指令，用于獲得硫化目標(biāo)Al或A2，其中Al是高溫硫化曲線(xiàn)與基礎(chǔ)溫度(TB)之間 的面積，A2是低溫硫化曲線(xiàn)與TB之間的面積，其中選擇TB以使Al和A2在彼此的至少10% 之內(nèi)；確定指令，用于確定測(cè)量硫化曲線(xiàn)下方的面積，測(cè)量硫化曲線(xiàn)下方的面積在測(cè)量硫化 曲線(xiàn)與TB之間，其中測(cè)量硫化曲線(xiàn)被定義為測(cè)量硫化溫度隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)；以及指示指令，用于當(dāng)測(cè)量硫化曲線(xiàn)下方的面積達(dá)到硫化目標(biāo)時(shí)，指示完成硫化。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中TB被選擇為使Al和A2在彼此的至 少5%之內(nèi)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中TB被選擇為使Al和A2相等。
15.根據(jù)權(quán)利要求12所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中用于確定測(cè)量硫化曲線(xiàn)下方的面積 的指令包括計(jì)算指令，用于根據(jù)以下公式計(jì)算測(cè)量硫化曲線(xiàn)下方的面積 <formula>formula see original document page 3</formula> 其中TM是測(cè)量硫化溫度，TB是基礎(chǔ)溫度，Δ t是計(jì)算了第η次差的時(shí)間增量，η是硫化 開(kāi)始和硫化完成時(shí)間tf之間的范圍上所取的時(shí)間增量數(shù)。
16.根據(jù)權(quán)利要求12所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中TH和TL之差在10°C到50°C之間。
17.根據(jù)權(quán)利要求12所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中TH和TL之差在15°C到70°C之間。
18.根據(jù)權(quán)利要求12所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中所述制品是輪胎的至少一部分。
19.根據(jù)權(quán)利要求12所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中所述制品是輪胎胎面與輪胎胎體之 間的墊膠。
20.根據(jù)權(quán)利要求12所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中TH是高溫硫化曲線(xiàn)上的最高溫度。
21.根據(jù)權(quán)利要求12所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其中TL是低溫硫化曲線(xiàn)上的最低溫度。
22.根據(jù)權(quán)利要求12所述的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，還包括 獲得指令，用于獲得基礎(chǔ)溫度。
23.一種用于硫化橡膠制品的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括 壓熱鍋，包括被可控加熱以硫化橡膠制品的腔；溫度傳感器，用于以壓熱鍋的腔內(nèi)的硫化溫度為函數(shù)來(lái)產(chǎn)生信號(hào)； 控制器，用于控制壓熱鍋內(nèi)的硫化溫度，該控制器包括處理器和存儲(chǔ)由處理器執(zhí)行的 可執(zhí)行指令的存儲(chǔ)器存儲(chǔ)設(shè)備，所述可執(zhí)行指令包括根據(jù)權(quán)利要求12所述的指令。
全文摘要
一種硫化橡膠制品的方法，該方法包括將測(cè)量硫化溫度保持在高溫極限(TH)與低溫極限(TL)之間。其中TH和TL分別從高溫硫化曲線(xiàn)和低溫硫化曲線(xiàn)導(dǎo)出。其他步驟可包括獲得硫化目標(biāo)A1或A2，其中A1和A2分別是高溫硫化曲線(xiàn)與基礎(chǔ)溫度(TB)之間的面積以及低溫硫化曲線(xiàn)與基礎(chǔ)溫度(TB)之間的面積，其中選擇TB以使A1和A2在彼此的至少10％之內(nèi)；確定測(cè)量硫化曲線(xiàn)下方的面積，測(cè)量硫化曲線(xiàn)下方的面積在測(cè)量硫化曲線(xiàn)與TB之間，其中測(cè)量硫化曲線(xiàn)被定義為測(cè)量硫化溫度隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)。
文檔編號(hào)B29C39/00GK101808790SQ200780100800
公開(kāi)日2010年8月18日 申請(qǐng)日期2007年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月27日
發(fā)明者C·諾曼, R·楊, S·曼努埃爾 申請(qǐng)人:米其林技術(shù)公司;米其林研究和技術(shù)股份有限公司