喷涂形成不可渗透屏障层

申请号 CN201580068862.0 申请日 2015-11-23 公开(公告)号 CN107206409B 公开(公告)日 2019-08-13
申请人 米其林集团总公司; 米其林研究和技术股份有限公司; 德克萨斯A&M大学体系; 发明人 C·文; P·温斯顿; J·麦克休; J·C·格伦兰;
摘要 本 发明 提供一种用于在轮胎的内胎表面上形成不可渗透屏障层的方法。还提供一种总成连同用于相应地在轮胎的内胎表面上形成不可渗透屏障层的成套工具。
权利要求

1.一种用于在轮胎的内胎表面上形成不可渗透屏障层的方法,其包括:
(A1)提供至少一个喷涂柱,其具有以下各者:
旋转平台,其用于旋转一个或多个轮胎;
贮存器站,在其处提供一个或多个贮存器,其中每个贮存器容纳经选择以供应用于所述内胎表面的逐层(LbL)组合件的配方的一种成分,且所述成分包含一种或多种溶液;以及冲洗剂递送系统,其用于将一种或多种冲洗剂递送到所述内胎表面;
(A2)将溶液层喷涂到所述内胎表面上;
(A3)用至少一种冲洗剂喷涂所述内胎表面;
(B)在喷涂每个溶液层和每种冲洗剂期间,绕轮胎轴线旋转所述轮胎;以及(C)在喷涂所述配方的最终层后形成LbL组合件。
2.根据权利要求1所述的方法,其进一步包括在喷涂所述冲洗剂之后且在喷涂后续溶液层之前烘干所述内胎表面的至少一部分。
3.根据权利要求1所述的方法,其中所述一种或多种溶液选自多种阳离子溶液和多种阴离子溶液中的至少一者。
4.根据权利要求3所述的方法,其中所述阳离子溶液中的至少一者包括选自由以下各者组成的群组的阳离子材料:聚化乙烯、聚环氧丙醇、聚氧化丙烯、聚(乙烯基甲醚)、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯啶、聚烯丙胺、支链聚乙烯亚胺、直链聚乙烯亚胺、聚(丙烯酸)、聚(甲基丙烯酸)、其共聚物,及其组合。
5.根据权利要求3所述的方法,其中所述阴离子溶液中的至少一者包括选自由以下各者组成的群组的阴离子材料:聚苯乙烯磺酸盐、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酸、聚(丙烯酸,钠盐)、聚茴香脑磺酸钠盐、聚(乙烯基磺酸,钠盐),及其组合。
6.根据权利要求1所述的方法,其中所述溶液层包括在0.5纳米到100纳米的范围内的厚度。
7.根据权利要求1所述的方法,其中总计四个或少于四个溶液层喷涂到所述内胎表面上。
8.根据权利要求1所述的方法,其中相比于无所述屏障层的相同轮胎的相同部分,所述屏障层减少了空气、氧气、臭氧和/或蒸气跨越包括所述屏障层的所述轮胎的所述部分的扩散。
9.根据权利要求1所述的方法,其中所述旋转平台包含用于将所述溶液层递送到所述内胎表面的喷雾递送系统。
10.根据权利要求9所述的方法,其中所述喷雾递送系统包含一个或多个喷头,其中每个喷头与贮存器流体连通,且每个喷头具有沿共同轴线布置成大体上线性关系的一个或多个喷嘴
11.根据权利要求10所述的方法,其进一步包括将所选溶液递送到至少一个对应所选喷嘴。
12.根据权利要求9所述的方法,其中所述喷雾递送系统可相对于所述内胎表面定位,以便在所述内胎表面上应用胎圈间喷涂覆盖
13.根据权利要求2所述的方法,其中烘干包含将抽吸应用于所述内胎表面的至少一部分。
14.根据权利要求1所述的方法,其中依序喷涂一个或多个溶液层和一种或多种冲洗剂。
15.根据权利要求1所述的方法,其中LbL组合件的所述配方选自多个LbL组合件配方,且任何所选LbL组合件配方可与至少一个未被选择的LbL组合件配方互换。
16.一种包括轮胎的总成,其中,所述轮胎包括内胎表面和根据权利要求1所述的方法沿所述内胎表面形成的不可渗透屏障层。
17.根据权利要求16所述的总成,其中所述不可渗透屏障层进一步通过在喷涂所述冲洗剂之后且在喷涂后续溶液层之前烘干所述内胎表面的至少一部分来形成。
18.根据权利要求16所述的总成,其中所述轮胎相对于在所述旋转平台处提供的喷雾递送系统定位以用于将所述溶液层递送到所述内胎表面;且其中所述喷雾递送系统包含一个或多个喷头,其中每个喷头与至少一个贮存器流体连通;且其中每个喷头具有沿共同轴线布置成大体上线性关系的一个或多个喷嘴。
19.根据权利要求17所述的总成,其中烘干包含将抽吸应用于所述内胎表面的至少一部分。
20.一种用于根据权利要求1所述的方法在轮胎的内胎表面上形成不可渗透屏障层的设备,所述设备包括;
所选旋转平台,其可与另一未被选择的旋转平台互换;以及
所选贮存器站,其可与另一未被选择的贮存器站互换;
其中所述轮胎可相对于在每个旋转平台处提供的喷雾递送系统定位以用于将至少一个溶液层递送到所述内胎表面;其中每个喷雾递送系统包含一个或多个喷头,其中每个喷头与至少一个贮存器流体连通;且其中每个喷头具有沿共同轴线布置成大体上线性关系的一个或多个喷嘴。

说明书全文

喷涂形成不可渗透屏障层

[0001] 相关申请案的交叉参考
[0002] 本申请案为2014年12月19日申请的题为“在轮胎上喷涂形成不可渗透屏障层”的美国临时专利申请案序列第62/094,714号的非临时申请案,所述申请案的内容以全文引用的方式并入本文中。

背景技术

[0003] 本发明大体上涉及轮胎的制造。更确切地说,本发明涉及使用喷涂技术来在轮胎制造期间实现逐层(LbL)组合件。
[0004] 在逐层(LbL)组合件(也称为“逐层工艺”或“工艺”和“逐层技术”或“技术”)期间,带相反电荷的材料的交替层的沉积通常用插入的洗涤步骤来执行。具有关于体积和顺序的精确度的每一层的涂覆以及在涂覆每种溶液之后的充分冲洗实现了制造稳固的LbL组合件。此类技术可准许集成用于多层形成的简单且廉价的工艺,且允许多种材料并入膜结构内。
[0005] LbL组合件可任选地与一个或多个其它制造技术组合以实现制备由各种材料组成的LbL膜。所得结构可用于制造具有受控架构和组合物的多层薄膜。在制造轮胎时使用的高度不透气屏障(例如,作为充气轮胎的厚丁基内衬的替代)在适合于LbL组合件的物理应用当中。虽然常规LbL组合件可易于在基本上平坦的衬底上实现,但需要准许将LbL组合件应用于具有复杂曲率(例如,由轮胎展现的曲率)的表面的可靠且具成本效益的LbL技术。

发明内容

[0006] 实施例包含一种或多种用于在轮胎的内胎表面上形成不可渗透屏障层的方法。在实施例中,提供至少一个喷涂柱,其包含以下各者中的至少一者:至少一个旋转平台,其用于旋转一个或多个轮胎;至少一个贮存器站,其具有一个或多个贮存器;以及至少一个冲洗剂递送系统,其用于将一种或多种冲洗剂递送到轮胎内表面。每个贮存器可容纳经选择以供应用于内胎表面的逐层(LbL)组合件的配方的一种成分。所述成分包含一种或多种溶液。在构建不包含屏障层的轮胎之后,将溶液层喷涂到内胎表面上,在这之后涂覆冲洗剂,随后将另一溶液层喷涂于内胎表面上。在喷涂每个溶液层和每种冲洗剂期间,轮胎绕轮胎轴线旋转。在喷涂配方的最终层后形成LbL组合件。
[0007] 在一些实施例中,本发明所公开的一种或多种方法还可包含在喷涂冲洗剂之后且在喷涂后续溶液层之前烘干内胎表面的至少一部分。烘干可包含将抽吸应用于内胎表面的至少一部分。
[0008] 在一些实施例中,一种或多种溶液选自多种阳离子溶液和多种阴离子溶液中的至少一者。在一些实施例中,每个旋转平台可包含将至少一个溶液层和至少一种冲洗剂递送到内胎表面的至少一个喷雾递送系统。可依序喷涂溶液层和冲洗剂中的一者或多者。
[0009] 每个喷雾递送系统可包含一个或多个喷头,其中每个喷头与至少一个贮存器流体连通,且每个喷头具有任选地沿共同轴线布置成大体上线性关系的一个或多个喷嘴。所选溶液可任选地递送到至少一个对应所选喷嘴。
[0010] 还提供一种总成,其包含具有内胎表面和根据本发明所公开的方法沿所述内胎表面形成的不可渗透屏障层的轮胎。
[0011] 此外,提供成套工具以用于根据本发明所公开的方法在轮胎的内胎表面上形成不可渗透屏障层。在一些实施例中,成套工具可包含可与至少一个其它未被选择的旋转平台互换的至少一个所选旋转平台。成套工具还包含可与至少一个其它未被选择的贮存器站互换的至少一个所选贮存器站。轮胎可相对于在每个旋转平台处提供的至少一个喷雾递送系统定位以用于将至少一个溶液层递送到内胎表面。每个喷雾递送系统可包含一个或多个喷头,其中每个喷头与至少一个贮存器流体连通。每个喷头可包含任选地沿共同轴线布置成大体上线性关系的一个或多个喷嘴。
[0012] 本发明的其它方面将从以下详细描述为而变得易于显而易见。附图说明
[0013] 在结合附图考虑以下详细描述之后,本发明的性质和各种优点将变得更加显而易见,在附图中相同参考标号始终指相同部分,且在附图中:
[0014] 图1展示具有适合于根据本发明制造的不可渗透内屏障的轮胎的实施例。
[0015] 图2展示根据本发明的用于涂覆不可渗透屏障总成的喷涂柱的实施例的顶部透视图。
[0016] 图3展示由图2的喷涂柱使用的喷涂嘴系统的实施例的局部透视图。
[0017] 图4展示LbL组合件工艺的实施例的示意图。
[0018] 图5展示在将LbL组合件喷雾涂覆于内胎表面期间图3的喷涂嘴系统的实施例的示意图。

具体实施方式

[0019] 现在将具体参考本发明的实施例,所述实施例中的一个或多个实例在附图中图示。每个实例是借助于解释而提供,且不受本发明限制。所属领域的技术人员将显而易见,在不脱离本发明的范围或精神的情况下可在本发明中进行各种修改及变化。举例来说,说明或描述为一个实施例的部分的特征可与一个或多个其它实施例一起使用以产生至少另一个实施例。因此,希望本发明涵盖此类修改和变化,所述修改和变化处于所附权利要求书和其等效物的范围内。
[0020] 参考图式,其中相同数字表示相同元件,图1展示可制造有适合于通过本发明制造的大体上不透气屏障的轮胎10的实施例。轮胎10可包含外胎12,外胎12具有侧向延伸胎面14、胎肩16和侧壁18。内层20提供于内胎表面(未图示)上,所述内层20为由例如丁基橡胶等橡胶组成的不透气层。侧向延伸胎面14对于新制造的轮胎可为原始的,或可在翻新工艺期间应用于外胎12(例如,经由一个或多个接合层)。一个或多个胎面元件可以任何适合配置与侧向延伸胎面14成一体式。应理解,侧向延伸胎面14的配置不限于本文中所展示的配置,且多种胎面配置适于与所选胎体一起使用。
[0021] 现在参考图2,展示实施例喷涂柱100,其可根据所选LbL配方依序涂覆多种不同溶液。喷涂柱100适合于经由LbL工艺将不可渗透屏障层产生到内胎表面,所述LbL工艺可包括依序沉积一种或多种物种,包含(但不限于)聚合物纳米粒子、脂质、蛋白质和染料分子。材料性质(例如,大小、组合物、厚度、渗透率、功能)的控制不仅受经选择以用于LbL组合件的物种的类型影响,而且还受沉积的次序影响。因此应理解,不存在对可由喷涂柱100涂覆的LbL配方的限制,且由此用于制造不可渗透屏障层的任何所选配方被预期用于涂覆。
[0022] 喷涂柱100包含可并有一个或多个驱动辊104的至少一个旋转平台102。至少一个驱动辊104为电机驱动的,以由此实现轮胎500的可预测且可控制旋转,而另一驱动辊104a可充当托辊。轮胎500具有类似于图1中所展示的轮胎10的构造的一般构造,其中轮胎500至少部分地被硫化,且具有内胎表面502以用于将不可渗透屏障层递送到内胎表面502。应理解,轮胎500可选自要求不可渗透屏障衬垫的任何充气轮胎配置,且不限于任何特定轮胎配置。
[0023] 进一步参考图2且另外参考图3,在旋转平台102处提供至少一个支撑部件105,其中每个支撑部件105由此支撑喷雾递送系统110。每个喷涂柱100包含可调整臂112,可调整臂112具有由对置延伸件112a、112b划定的预定长度。喷雾递送系统110可操作地安置在紧固到支撑部件105的延伸件112a与为自由延伸件的对置延伸件112b中间。可调整臂112可沿其长度的至少一部分相对于支撑部件105往复。喷雾递送系统110可沿可调整臂112的长度的至少一部分在支撑部件105与自由延伸件112b中间往复,以确保相对于内胎表面502恰当放置喷雾递送系统。
[0024] 在实施例中,喷雾递送系统110包含一个或多个喷头116,所述喷头116具有大体上沿其以阵列分布的多个喷涂嘴118。尽管附图中展示两个喷头116,但应理解,在不偏离本发明的范围的情况下,本发明涵盖更多或更少喷头116的使用。举例来说,每个喷头116可并有一个或多个喷涂嘴118(或一种或多种类型的喷涂嘴118)以适应具有多个性能特性但全部共享不透气屏障的共同特性的多种轮胎500类型。在使用两个或多于两个喷涂嘴118的示范性实施例中,此类喷涂嘴118中的一者或多者可同时和/或依序致动以取决于组合件配方而实现所选LbL组合件。
[0025] 在实施例中,喷头116和喷涂嘴118经布置以确保沿内胎表面502的完全胎圈间(bead-to-bead)喷涂覆盖。如图2和图3中所展示,多个喷涂嘴118可沿共同轴线布置成大体上线性关系,但应理解,可存在相对于完美线性关系的对准上的变化。在实施例中,可使用根据所选LbL组合件配方(例如,由一个或多个控制器)选择性地致动的可定制喷嘴阵列。此类示范性阵列可沿内胎表面502粘附到经编程喷涂路径119,且因此遵循其复杂曲率。预期可同时任选地使用一个或多个传感器和传感器类型(未图示),包含(但不限于)环境传感器(例如,用以在引发经编程喷涂路径119之前感测大气条件,例如温度、压和/或湿度)和距离传感器(例如,用以感测与经编程喷涂路径119的偏离)。以此方式,可鉴于所选轮胎制造而应用数目和种类增加的LbL组合件配方,同时确保喷涂路径的完整性。
[0026] 根据一些实施例,LbL组合件可应用于内胎表面502(例如,充气轮胎,例如轮胎500)以对其产生不可渗透扩散屏障(如本文中所使用,“扩散屏障”、“屏障”、“屏障层”和“内衬”可互换使用以指代通常与充气轮胎的内表面集成的充气轮胎的不透气层)。LbL组合件可根据选自适合于产生的多个LbL组合件配方的预定配方制造为充气轮胎的不可渗透扩散屏障。2013年12月30日申请的针对薄膜扩散屏障的共同拥有且同在申请中的PCT公开案第WO2014/106214号公开此类扩散屏障的示范性实施例,且更确切地说用作轮胎的气体屏障的材料的薄膜屏障的示范性实施例,所述公开案的全部公开内容以引用的方式并入本文中。应理解,LBL组合件不限于与任何特定扩散屏障(或其任何相称配方)一起使用,且因此适合于LbL组合件而无论所选组合物。
[0027] 继续参考图2和图3,与旋转平台102组合,喷涂柱100包含贮存器站120,其中在贮存器站120处提供一个或多个贮存器122。每个贮存器122容纳经选择以供应用于内胎表面的LbL组合件配方的一种成分。成分可为根据所选LbL组合件配方制备以供喷雾涂覆于内胎表面502的阴离子溶液或阳离子溶液。至少一个贮存器122可与在贮存器站120处、邻近于贮存器站120或与贮存器站120连通地提供的冲洗剂递送系统(未图示)流体连通。每个此类冲洗剂递送系统可实现不间断且可预测地获取在配方产生期间使用的大量冲洗或其它冲洗溶液(统称为“冲洗剂”),如本文进一步描述。在替代实施例中,可与贮存器站(例如,如使得可用于多个旋转平台和/或其它生产功能的固定流体导管或固定冲洗剂贮存器)隔开地提供冲洗剂递送系统。
[0028] 选择配方以实现LbL组合件工艺的准确性能,LbL组合件工艺的实例展示于图4中。如所描绘,在此类工艺期间,用在每种溶液的涂覆之间涂覆的冲洗剂来涂覆阳离子和阴离子溶液的交替层。所选阳离子溶液和阴离子溶液中的每一者可为所选材料,包含(但不限于)聚合物、胶态粒子、纳米粒子、盐类和其任何组合和等效物。每种此类溶液可为水溶液。
应理解,如本文中当前公开的LbL组合件工艺可反复地获取,如所选LbL配方所禁止。应进一步理解,所选LbL组合件工艺中之一个或多个步骤可在确定时间且在确定持续时间内执行,所述步骤可依序或不依序执行。所述工艺不限于如所描绘的特定阴离子和阳离子层,且可包含每种溶液或如由所选LbL组合件配方指定的任何其它适合溶液的更多或更少层。
[0029] 阳离子溶液包括阳离子材料。在一些实施例中,一个或多个阳离子层可为中性的。在不限制的情况下,阳离子材料可包括聚合物、胶态粒子、纳米粒子,或其任何组合。聚合物可包含阳离子聚合物、具有氢键的聚合物或其组合。在不限制的情况下,适合的阳离子聚合物的实例包含支链聚乙烯亚胺、直链聚乙烯亚胺、阳离子聚丙烯酰胺、阳离子聚氯化二烯丙基二甲基铵、聚(烯丙胺)、聚(烯丙胺)盐酸盐、聚(乙烯胺)、聚(丙烯酰胺-共-氯化二烯丙基二甲基铵),或其组合。在不限制的情况下,适合的具有氢键的聚合物的实例包含聚化乙烯、聚环氧丙醇、聚氧化丙烯、聚(乙烯基甲醚)、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯啶、聚烯丙胺、支链聚乙烯亚胺、直链聚乙烯亚胺、聚(丙烯酸)、聚(甲基丙烯酸)、鞣酸、其共聚物,或其任何组合。在不限制的情况下,胶态粒子包含有机和/或无机材料,胶态粒子的特定实例包含粘土、双层氢氧化物、无机氢氧化物、基聚合物、寡聚倍半硅氧烷、纳米管石墨烯,或其组合。
在不限制的情况下,适合的双层氢氧化物的实例包含水滑石、镁LDH、LDH,或其组合。
[0030] 阴离子溶液包括阴离子材料。在一些实施例中,一个或多个阴离子层可为中性的。阴离子材料可包括阴离子聚合物、胶态粒子,或其任何组合。在不限制的情况下,适合的阴离子聚合物的实例包含聚苯乙烯磺酸盐、聚甲基丙烯酸、聚丙烯酸、聚(丙烯酸,钠盐)、聚茴香脑磺酸钠盐、聚(乙烯基磺酸,钠盐),或其任何组合。胶态粒子可包含有机和/或无机材料,胶态粒子的特定实例可包含粘土、胶态二氧化硅、无机氢氧化物、硅基聚合物、寡聚倍半硅氧烷、碳纳米管石墨烯,或其任何组合。可使用适合在阴离子溶液中使用的任何类型的粘土。在不限制的情况下,适合的粘土的实例包含钠蒙脱石、锂皂石、皂石、怀俄明膨润土、蛭石、多水高岭石,或其任何组合。在实施例中,粘土为钠蒙脱石。可使用可对气体或蒸气传输提供阻燃性的任何无机氢氧化物。在实施例中,无机氢氧化物包含氢氧化铝、氢氧化镁,或其任何组合。
[0031] 在图3的一些实施例中,每个贮存器122与至少一个喷头116流体连通以用于根据指定工艺将指定溶液或冲洗剂递送到内胎表面502。流体连通可由所属领域中已知的一个或多个导管125(如图3所展示)来实现(例如,一个导管可对应地专用于将特定溶液或冲洗剂输送到一个或多个指定喷头116以及甚至一个或多个指定喷涂嘴118)。一个或多个喷涂嘴118可专用于涂覆所选溶液。举例来说,一个喷涂嘴118可仅仅用于涂覆阴离子溶液,而另一喷涂嘴118可仅仅用于涂覆阳离子溶液。同样,一个或多个喷涂嘴118可专用于涂覆冲洗剂,所述冲洗剂可依序或同时被引导通过此类喷涂嘴118。由专用喷涂嘴118递送特定溶液确保了层之间的所要静电相互作用,同时避免了溶液和冲洗剂的聚结和污染。
[0032] 如图2和图3中所展示,贮存器站120可为便携式站,例如,具有使得贮存器站120能够与一个或多个其它类似贮存器站120互换的轮127。此类其它贮存器站120可具有类似贮存器122,所述贮存器122中具有不同溶液以供指定LbL组合件配方的预备涂覆。以此方式,喷涂柱100并有与待制造的多种轮胎(例如,轮胎500)一致的LbL组合件的模性。应理解,便携性不限于带轮结构,且可通过如所属领域的一般技术人员所已知的等效构件(例如,传送机、轨道、滑轮、链条等)来实现。
[0033] 在使用如图2和图3中所展示的喷涂柱100来制造扩散屏障的方法的一或多个实施例中,喷涂柱100实现了在涂覆每种溶液之后依序涂覆冲洗水。参考图2和图3且还参考图5,轮胎500定位在旋转平台102处。可任选地使用坡道129以便将轮胎500定位在旋转平台102上(但应理解,轮胎500可通过任何适合构件定位在旋转平台102处)。致动驱动辊104以在箭头A(见图5)的方向上将对应旋转赋予轮胎500。当将每个溶液层和每种冲洗剂涂覆于内胎表面502时,施加到轮胎500的转速可不受限制,只要喷涂嘴118开口形状和喷涂压力足以均匀地扩散和分散每一层以覆盖内胎表面502的胎圈间距离即可。取决于所选LbL组合件配方,轮胎500的转速可经调整以确保形成均匀屏障层。选择溶液,使得实现所涂覆溶液之间的稳定界面。还可由此调整屏障层的厚度从而以可预测且可重复方式实现任何商业上可接受的厚度。
[0034] 阳离子和阴离子溶液层可具有任何所要厚度。在实施例中,每一层的厚度在约0.5纳米与约100纳米之间,替代地在约1纳米与约100纳米之间,且替代地在约0.5纳米与约10纳米之间。
[0035] 因为轮胎500的旋转是在旋转平台102上实现的,所以喷头116相对于内胎表面502定位,以便将经喷涂层涂覆于内胎表面502上。在将轮胎500引入旋转平台102上之前,可相对于旋转平台102预定位喷头116。替代地,轮胎500可定位在旋转平台102上,且可随后调整喷头116以便经定位以供均匀喷雾涂覆。经编程喷涂路径119(其实例展示于图3和图5中)可在引发从喷涂嘴118的流体递送后执行。一个或多个喷涂防护件(未图示)可并入旋转平台102处以保护周围环境免受非故意飞溅。
[0036] 如图4中所展示,LbL组合件工艺的一个或多个实施例可包含在喷涂冲洗剂层之后且在喷涂后续溶液层之前烘干内胎表面的至少一部分。烘干可包含在每次涂覆溶液层和冲洗剂之后将抽吸应用于内胎表面的至少一部分以建构均匀且大体上无缺陷的内部屏障层。例如在每次涂覆冲洗剂之后且在每次后续溶液涂覆之前,抽吸可通过一个或多个专用喷涂嘴118来应用(应理解,共同喷涂嘴118可能不递送抽吸和喷涂两者)。在替代实施例中,一个或多个分开的抽吸喷嘴或类似装置(未图示)可专用于应用抽吸,以便避免沿内胎表面502的任何部分的流体累积。
[0037] 应理解,LbL组合件不限于将轮胎500暴露于阳离子溶液后接阴离子溶液。LbL组合件方法包含将轮胎500暴露于阳离子溶液后接阴离子溶液,或替代地,将轮胎500暴露于阴离子溶液接着暴露于阳离子溶液。另外,可涂覆多于一个阳离子和/或阴离子溶液层。举例来说,LbL组合件方法可包含涂覆多个阳离子溶液层和多个阴离子溶液层。多个阳离子溶液层或阴离子溶液层可分别包括多于一种类型的阳离子或阴离子材料。替代地,多个阳离子溶液层或阴离子溶液层可分别包括相同类型的阳离子或阴离子材料。举例来说,LbL组合件方法可包括涂覆包括第一阳离子材料的第一阳离子溶液层,涂覆包括第一阴离子材料的第一阴离子溶液层,涂覆包括不同于第一阳离子材料的第二阳离子材料的第二阳离子溶液层,涂覆包括第一阴离子材料的第二阴离子溶液层,等等。可继续增加溶液层,直到获得所要性质为止。因此,应理解,屏障层不限于一个阳离子和/或阴离子溶液层以及一种阳离子和/或阴离子材料。
[0038] 在定位喷头116时,在喷涂嘴118与贮存器122中的一者或多者之间建立流体连通。溶液或冲洗剂沿经编程喷涂路径119从冲洗剂递送系统递送到轮胎内表面502。经编程喷涂路径119对于所有溶液和冲洗剂可大体上相同以确保足够的重叠,但预期可考虑待喷涂的溶液或冲洗剂的材料性质而使用经编程喷涂路径119。举例来说,对于一些配方,从一个或多个喷涂嘴118喷涂溶液可产生通过一次或多次后续冲洗应用来避免的重叠。每种溶液和冲洗剂的粘度可不受限制,只要所得LbL组合件表明适合于与薄膜不可渗透屏障层集成的轮胎500的薄膜不可渗透屏障层的性能特性即可。虽然在停止轮胎500旋转后每个溶液层可能经受重力流,但穿插冲洗剂喷涂(和层涂覆之间的抽吸的应用)的一致溶液喷涂确保了均匀膜厚度。
[0039] 在实施例中,屏障层可用于防止气体和流体迁移到轮胎500中。可阻止扩散到轮胎500中的气体的实例包含空气、氧气、臭氧、水蒸气等等。可阻止扩散到轮胎500中的流体的实例包含水等等。在不受理论限制的情况下,屏障层可形成气体和流体的屏障,使得大部分(若非全部)气体或流体不能够扩散到涂布有一个或多个屏障层的轮胎500中。在一些实施例中,具有所涂覆屏障层的轮胎500可具有在约0.03cc/(m2×天×atm)与约100cc/(m2×天×atm)之间,替代地在约0.3cc/(m2×天×atm)与约100cc/(m2×天×atm)之间,且替代地在约3cc/(m2×天×atm)与约100cc/(m2×天×atm)之间的气体传输速率。
[0040] 在一些实施例中,可将保护性抗降解剂涂覆于轮胎500。可通过屏障层保护抗降解剂(例如,各种蜡)或抗氧化剂(例如,N-(1,3-二甲基丁基)-N'-苯基-p-苯二胺(“6PPD”);2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉(“TMQ”);N-异丙基-N'-苯基-p-苯二胺(“IPPD”);或6-乙氧基-
2,2,4-三甲基-1,2-二氢喹啉(“ETMQ”))免受氧化剂、臭氧剂等等的消耗。这些抗降解剂可随后在受屏障层保护时自身拥有更长保存期限。在轮胎已出售后,屏障层可随时间且随着使用受摩擦或洗涤,从而允许抗降解剂迁移到轮胎的表面以引发其正常功能性。
[0041] 实例
[0042] 后硫化充气轮胎500定位在旋转平台102上以便绕轮胎轴线旋转。喷头116相对于内胎表面502定位,以便实现扩散层的胎圈间喷雾涂覆。根据所选LbL组合件配方,溶液层从其中容纳有阳离子溶液的贮存器122递送到一个或多个喷涂嘴118。沿内胎表面502喷涂阳离子溶液,直到在内胎表面502上实现胎圈间覆盖为止。在一次轮胎旋转之后实现此类均匀涂覆。在涂覆此溶液层之后,冲洗剂递送系统直接地将水冲洗剂递送到内胎表面502,以便实现内胎表面502的胎圈间涂覆。水冲洗剂将大体上类似的喷涂路径假定为阳离子溶液所采用的喷涂路径。在一次轮胎旋转之后应用冲洗。此后应用抽吸,直到从内胎表面502消除残余流体为止。
[0043] 另一溶液层随后从容纳阴离子溶液的贮存器122递送到一个或多个喷涂嘴118。沿内胎表面502喷涂阴离子溶液,直到在内胎表面502上实现胎圈间覆盖为止。在一次轮胎旋转之后实现此类均匀涂覆。在涂覆此第二溶液层之后,另一水冲洗剂直接地被递送到内胎表面502,以便实现内胎表面502的胎圈间涂覆。水冲洗剂将大体上类似的喷涂路径假定为阴离子溶液所采用的喷涂路径。在一次轮胎旋转之后应用冲洗。此后应用抽吸,直到从内胎表面502消除残余流体为止。
[0044] 阳离子溶液和阴离子溶液中的每一者随后以相称方式依序涂覆于内胎表面502,其中插入有溶液层之间的冲洗应用和抽吸应用。在应用最终冲洗且去除残余流体之后,实现所得均匀LbL组合件。
[0045] 因此,涂覆具有与常规丁基内衬的特性相称的空气保持特性的大体上不可渗透屏障层。如通过喷涂柱100涂覆的LbL组合件避免了透气性,且由此抑制了带的氧化。此类特性与随时间减少气压的损耗且由此保持轮胎的有益滚动阻力的高效空气保持一致地导出。可使得所导出内衬的透气性相比于其中所得内衬重量减小的常规丁基衬垫的透气性极小。
喷涂柱100确保展现此类特性的薄膜屏障的一致且可预测生产,同时减轻丁基衬垫集成中固有的时间和财务成本。
[0046] 应理解,本发明涵盖用于制造多个轮胎的多个轮胎屏障的一个或多个系统。每个此类系统可包含一系列喷涂柱,所述喷涂柱中的一者或多者选自如本文中所公开的多个喷涂柱。每个此类系统可根据选自如本文中所公开的多个LbL组合件配方的LbL组合件配方适应不可渗透屏障总成的涂覆。可提供限定喷涂顺序的一系列喷涂站,其中每个喷涂站适应其处的至少一个LbL组合件的涂覆。两个或多于两个喷涂站可根据当前生产要求执行相同喷涂步骤以支持生产能力的模块性。每个此类喷涂柱可根据选自多个LbL组合件配方的LbL组合件配方适应不可渗透屏障总成的涂覆。
[0047] 在制造一个或多个轮胎的一个或多个相关联方法中,在轮胎制造期间可使用所选LbL组合件的至少一个配方。在此类方法中,任何所选LbL组合件配方可与至少一个未被选择的双LbL组合件配方互换,这是因为贮存器可随着配方成分变化而变化。本发明涵盖在成套工具中对一个或多个贮存器分组,所述成套工具可任选地包含可与至少一个其它未被选择的旋转平台互换的至少一个所选旋转平台。成套工具还可包含可与至少一个其它未被选择的贮存器站互换的至少一个所选贮存器站。由于整个配置可具有短的货期且材料可易于通过各种商业渠道获得,因此可按需要少量或大量预制造本发明所公开的贮存器。以此方式,可由此使得对适合于标准且可定制轮胎制造的LbL组合件配方的广泛选择可用。
[0048] 这种类型的系统可包含多个预组装的喷涂柱,其中每个喷涂柱经预调节以相对于一个或多个所选轮胎促进恰当配方涂覆。一个或多个联网装置可实施例如在集群或其它分布式计算系统中。网络可以是LAN、WAN、SAN、无线网络、蜂窝网络、无线电链路、光学链路和/或因特网,但网络不限于这些网络选择。随附交互式软件应用程序可在台式机上下载或从远程站点上载到移动装置上。还可包含软件应用程序的使用说明书连同用于接入任何远程平台的资源,所述远程平台向一个或多个用户提供接口以供与他人合作。预期可使用具有经预加载以供备用的软件应用程序的移动装置。服务器可进一步经配置以促进如本发明所公开的至少一个喷涂柱与联网装置中的一者或多者之间的通信。可构建且接入包含所存储数据(例如,轮胎类型和大小、LbL组合件配方和其间的对应性等)和可针对预期轮胎完整性而产生的所计算数据预报的数据库
[0049] 所公开技术的方面的所选组合对应于多个不同实施例。应注意,本文中所呈现和论述的实施例中的每一者不应暗示对本发明主题的限制。说明或描述为一个实施例的部分的特征或步骤可与另一实施例的方面组合使用以产生其它实施例。此外,某些特征可与执行相同或类似功能的等效特征(未明确提及)互换。
[0050] 本文中所公开的尺寸和值不应理解为严格地限制于所叙述的确切数值。实际上,除非另外指定,否则每一此类尺寸既定意味着所叙述值和围绕所述值的功能上等效的范围两者。举例来说,公开为“40mm”的尺寸既定意味着“约40mm”。并且,本文中所公开的尺寸和值不限于所指定测量单位。举例来说,以英制单位表达的尺寸应理解为包含度量和其它单位的等效尺寸(例如,公开为“1英寸”的尺寸既定意味着“2.5cm”的等效尺寸)。
[0051] 如本文中所使用,术语“方法”或“过程”指可在不脱离本发明的范围的情况下以与所展示的排序不同的排序执行的一个或多个步骤。如本文中所使用,术语“方法”或“过程”可包含至少由一个电子设备或基于计算机的设备至少部分地执行的一个或多个步骤。步骤的任何顺序都是示范性的,且不意图将本文中所描述的方法限制于任何特定顺序,也不意图排除添加步骤、省略步骤、重复步骤或同时执行步骤。如本文中所使用,术语“方法”或“过程”可包含至少由一个电子设备或基于计算机的设备执行的一个或多个步骤,所述一个电子设备或基于计算机的设备具有用于执行进行所述步骤的指令的处理器。
[0052] 如本文中的权利要求书和说明书中所使用,术语“包括”、“包含”和“具有”及其等效术语将被视为指示可包含其它未指定元件的开放群体。术语“一”和词的单数形式将理解为包含相同词的复数形式,以使得所述术语意味着提供一个或多个某物。术语“至少一个”和“一个或多个”可互换地使用。术语“单个”应用于表示预期一个并且仅一个某物。类似地,其它具体整数值(如“两个”)在预期具体数目的事物时使用。描述为“在a与b之间”的范围包含“a”和“b”的值。
[0053] 除非明确排除或以其它方式限制,否则本文中所引用的每个文件(包含任何交叉参考或相关专利或申请案)均特此以全文引用的方式并入本文中。任何文件的引用均不承认其为相对于本文中所公开或所主张的任何发明的现有技术,或其单独或与任何其它参考组合地教示、表明或公开任何此类发明。此外,在此文件中的术语的任何意义或定义与以引用方式并入的文件中的相同术语的任何意义或定义冲突的情况下,应以在此文件中赋予所述术语的意义或定义为准。
[0054] 虽然已经说明和描述了所公开的设备的具体实施例,但是将理解在不脱离本发明的精神和范围的前提下可以作出多种改变、添加和修改。因此,除了在所附权利要求书中所阐述的内容之外,不应对本发明的范围强加限制。
QQ群二维码
意见反馈