專利名稱：具有彩色圖案的輪胎及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造裝飾圖案的方法，該圖案具有比黑色更明顯的顏色，使其與基本是黑色的橡膠材料形成對(duì)照。
背景技術(shù)：
許多制造業(yè)中制造的產(chǎn)品或制品需要具有銘牌、標(biāo)識(shí)和多種圖案，其作用是用在例如在展示中的展品中，以引起潛在使用者或購(gòu)買者的注意。
對(duì)于例如顏色是黑色的輪胎或牽引履帶的橡膠制品，這個(gè)要求尤其難以滿足。
解決這個(gè)問(wèn)題的一種方法是在這種產(chǎn)品的表面上放置一個(gè)與黑色形成對(duì)比的顏色的薄膜，專利US5904794給出了這樣的建議，具有彩色圖案的轉(zhuǎn)印物制備在輪胎模制和硫化前放在該輪胎坯件處的外表面上。盡管這個(gè)方法能夠在黑色表面獲得形成對(duì)照樣色的圖案，不論觀看輪胎的位置或光照的方向如何變化，該圖案總是相同的顏色。具有這樣的轉(zhuǎn)印物的黑色橡膠制造的輪胎具有的吸引力不夠充分。
在這種輪胎中，該彩色薄膜直接地或通過(guò)中間粘貼層與該輪胎連接，保證該薄膜粘在該輪胎上。除了將該技術(shù)付諸實(shí)踐有許多困難，在該轉(zhuǎn)印物和輪胎之間的不當(dāng)粘貼會(huì)帶來(lái)許多問(wèn)題，并且會(huì)損失該轉(zhuǎn)印物。
在另一個(gè)專利EP1152904中，一個(gè)有多種顏色的圖案用激光制作在該橡膠產(chǎn)品上，該激光作用于該黑色硫化橡膠混合物，該混合物中包含至少一種與黑色形成對(duì)照的顏色的填料。
像上述方法那樣，不管沿著該橡膠產(chǎn)品的那個(gè)方向看，該后一個(gè)方法只允許該圖案的構(gòu)成具有相同的顏色；此外，該染色的填料必需結(jié)合到該材料中，一旦該輪胎完成模制和硫化，用激光使其顯露。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種黑色橡膠材料制造的輪胎，在該輪胎的外表面上具有至少一個(gè)圖案，這個(gè)材料是二烯人造橡膠或橡膠，即至少部分由二烯單體獲得的人造橡膠，該圖案可以被看到至少一種與該橡膠材料的黑色不同的顏色，該圖案(3、30)在其外表面具有至少一個(gè)衍射光柵，該光柵由多個(gè)以間隔為P、高度為H的凸棱或溝槽平行排列而構(gòu)成。
較好是該間隔P小于或等于1.5微米，該高度H最大等于1微米，因?yàn)槌^(guò)上述界限衍射效果會(huì)消失。更好是H在0.1和0.3微米之間，P在0.5和0.7微米之間，優(yōu)選地H在0.17和0.23微米之間，P等于0.6微米。這些參數(shù)可以根據(jù)構(gòu)成該圖案的材料的光學(xué)指數(shù)而改變。
優(yōu)選地，具有該圖案的該輪胎的部分不含蠟、防臭氧劑和抗氧化劑，該蠟和防臭氧劑會(huì)遷移并在該輪胎的外表面形成一個(gè)保護(hù)層，該保護(hù)層會(huì)降低衍射光柵產(chǎn)生的光學(xué)效果。
本發(fā)明的目的還在于提供一種方法，通過(guò)該方法，在黑色硫化橡膠制造的產(chǎn)品的表面(特別是，但不限于，輪胎、牽引履帶或胎冠)提供至少一個(gè)圖案，它可以看到是彩色的，它或多或少地是亮的，并根據(jù)觀看該圖案所選擇的位置或光源相對(duì)該產(chǎn)品表面的位置而改變，使得該圖案和該產(chǎn)品更醒目。
不改變構(gòu)成該輪胎的橡膠混合物的配方，很難解決上述問(wèn)題?？紤]到特定的成分，例如以炭黑或硅石形式的該混合物的加強(qiáng)填料，其平均尺寸為或大于10微米的量級(jí)。此外，常規(guī)的輪胎混合物只反射小量的入射光(小于10％)。
根據(jù)本發(fā)明，在黑色硫化橡膠制造的產(chǎn)品外表面獲得一個(gè)顏色可變的圖案的方法，例如隨所看產(chǎn)品的排列方向變化，該方法大致包括下述步驟-在一個(gè)支撐物上制備一個(gè)基本圖樣，該圖樣是復(fù)制到該橡膠產(chǎn)品外表面上的圖案的形狀，該基本圖樣的表面由至少一組間隔為P和高度為H的微觀結(jié)構(gòu)(微米條紋)構(gòu)成，該高度H小于1微米，該微觀結(jié)構(gòu)用以形成衍射光柵；-將提供有該基本圖樣的支撐物放置在將要被模制該橡膠產(chǎn)品的模具的表面；-用該未硫化和未模制的橡膠產(chǎn)品制造坯件；-通過(guò)該模具表面擠壓該橡膠材料模制該橡膠產(chǎn)品，并硫化。
鑒于上述該橡膠材料及其特殊的光學(xué)特性，該方法能夠令人驚異地在黑色橡膠產(chǎn)品的表面獲得圖案，該圖案能夠顯示至少一個(gè)不同于黑色的顏色，并具有所需圖案的輪廓，該圖案的表面由一組非常細(xì)的構(gòu)成衍射光柵的條紋構(gòu)成，它具有二維效果，甚至具有全息攝影方式的三維效果。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，提供有這樣一組微觀結(jié)構(gòu)的黑色橡膠混合物表面具有可以看到不同顏色的優(yōu)點(diǎn)，該顏色取決于所選擇的照明方向和觀看該圖案的角度，光源也可以改變?cè)擃伾?br> 實(shí)際上，當(dāng)觀看者相對(duì)該產(chǎn)品移動(dòng)時(shí)，由該產(chǎn)品特別是該組條紋反射并被眼睛攝取的光線的波長(zhǎng)隨之改變，由此可以不改變?cè)摬牧咸匦郧以摦a(chǎn)品表面不使用“外來(lái)”體(特別是金屬)，而制成與橡膠材料黑色呈鮮明對(duì)比的可變顏色的標(biāo)識(shí)。
橡膠或橡膠類型的材料可以理解為指的是“二烯”人造橡膠或橡膠，即至少部分(即均聚物或共聚物)由二烯單體(具有兩個(gè)炭-炭雙鍵的單體，共軛或非共軛)以已知方法獲得的人造橡膠。
根據(jù)所討論的橡膠材料，該組微觀結(jié)構(gòu)(即間隔P和高度H)的參數(shù)可以根據(jù)該材料的光學(xué)指數(shù)確定。
模制在該橡膠產(chǎn)品上的該衍射光柵的形狀可以從下列形狀中選擇方形、矩形、正弦曲線形或三角形。優(yōu)選該高度H最大等于1微米，間隔P最大等于1微米。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，該高度H在0.1和0.3微米之間，該衍射光柵的形狀是方形、矩形或正弦曲線形。方形或矩形通過(guò)微電子雕刻獲得，正弦曲線形通過(guò)全息雕刻獲得。由于后者的方法更常用和更便宜，優(yōu)先選擇正弦曲線形。


本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將通過(guò)下面結(jié)合

，一個(gè)在輪胎上的標(biāo)識(shí)作為一個(gè)非限定的實(shí)施例。在附圖中-圖1顯示了一個(gè)圖案模制于其上的輪胎側(cè)壁的表面，可以看到其顏色與該輪胎的黑色對(duì)比鮮明；-圖2顯示了圖1所示輪胎表面的截面視圖；-圖3和4以兩個(gè)不同的入射角顯示了具有多個(gè)部分的圖案的輪胎側(cè)壁，每個(gè)部分具有其自己的微觀結(jié)構(gòu)組。
具體實(shí)施例方式
圖1顯示了黑色輪胎側(cè)壁1的局部視圖，其表面2上具有一個(gè)在該輪胎模制時(shí)用本發(fā)明的方法形成的單獨(dú)一組微觀結(jié)構(gòu)的圖案3。
該圖案可以看到有與該表面2黑色鮮明對(duì)照的顏色，根據(jù)所選擇的排列方向，如果所接受的光線不被該微觀結(jié)構(gòu)反射，該圖案可以看起來(lái)是黑色的。
圖2顯示了經(jīng)過(guò)圖1中圖案3的線II-II的截面，可以看到多個(gè)的凸棱31被溝槽隔開，凸棱的截面為方形，高度為H，并以間隔P彼此平行地設(shè)置。在該凸棱31的橫向表面32和33上的入射光線能夠以適合的方式被衍射，即在一個(gè)給定的波長(zhǎng)上集中所有反射的能量，即使該基本為黑色的橡膠材料反射的能量較微弱。
關(guān)于該橡膠側(cè)壁材料的具體特性，構(gòu)成于該圖案表面的該組微觀結(jié)構(gòu)或衍射光柵具有多個(gè)凸棱，它們彼此基本平行，并具有大致等于0.2微米的高度H，設(shè)置間隔大致等于0.6微米。
一般橡膠的反射光線都很少，本發(fā)明所得到的結(jié)果很令人驚異，在一個(gè)很小的角度上能得到很強(qiáng)甚至是特別強(qiáng)的“閃爍”。
對(duì)于一種給定的橡膠材料，各顏色色調(diào)可以被預(yù)先確定。實(shí)際上，該深度參數(shù)H直接地影響看到的顏色，同時(shí)該微米條紋的間隔P和該光柵的形狀影響所看到的圖案的亮度。
具有可以看到的不同于黑色的顏色的圖案3的輪胎1的制造工藝如下-在感光樹脂上通過(guò)全息攝影曬制該圖案，獲得一組微觀結(jié)構(gòu)，得到一個(gè)“主要”圖樣；-通過(guò)在該主要圖樣電沉積鎳制造復(fù)制物，即基本復(fù)制物；-這個(gè)基本復(fù)制物放置在輪胎模具中的底座上；-將未模制和未硫化的輪胎放置到該模具中，模制和硫化該輪胎。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，其目的是有利于實(shí)施，在該第二步驟中得到的鎳復(fù)制物，在放置到模具中之前，被粘在一個(gè)金屬插件上，該插件優(yōu)選為不銹鋼的。粘貼使用硅樹脂粘合劑，在該鋼插件和復(fù)制物之間物理固定，這個(gè)類型的粘合劑比產(chǎn)生化學(xué)粘附的粘合劑強(qiáng)度高。然后將該鋼插件放置在該硫化模具中。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，通過(guò)對(duì)一種能夠承受輪胎的模制和硫化的壓力以及溫度條件的材料進(jìn)行模制，而從基本復(fù)制物制出圖樣復(fù)制物；該材料例如塑性或熱塑性材料，優(yōu)選使用熱塑塑料，它在高溫下具有良好的熱特性(例如多醚醚酮(PEEK))，其優(yōu)點(diǎn)是可以精確復(fù)制該衍射光柵。它由鎳復(fù)制物覆蓋表面的模具注塑制造。這個(gè)方法非常經(jīng)濟(jì)，由于使用單一的鎳圖樣可以進(jìn)行多次熱塑復(fù)制。
為了進(jìn)一步增強(qiáng)視覺(jué)效果，優(yōu)選地該圖案分解成多個(gè)部分，每一部分具有其衍射光柵，其特征在于至少兩個(gè)部分具有微米條紋，并且它們的定向不同。
例如，圖3和4顯示了沿著兩個(gè)不同的入射角看到的輪胎側(cè)壁的相同的部分20，該部分20在其表面上提供有一個(gè)圖案30，在所示情況中該圖案由四個(gè)部分310、311、312、313組成，它們結(jié)合在一起構(gòu)成該圖案，每一個(gè)部分具有其特別的光柵形狀、高度H和間隔P的不同衍射光柵。
在這個(gè)情況中，所有的部分310、311、312、313具有相同的微米條紋(相同的結(jié)構(gòu)、高度H和間隔P)，只是該微米條紋的定向不同。優(yōu)選地，角度差至少是10°。由此，所獲得的圖案30在沿著第一入射角看時(shí)(例如圖3)，在每一個(gè)部分310、311、312、313顯示的顏色不同。但當(dāng)沿著另一個(gè)入射角看相同的圖案30時(shí)(例如圖4)，每一個(gè)部分與沿著第一入射角看相同部分的顏色不同顏色。
可以注意到該圖案的顏色還隨該輪胎側(cè)壁的曲率改變(例如當(dāng)經(jīng)過(guò)地面接觸區(qū)域時(shí)，該側(cè)壁的曲率增加，外邊的觀看者所看到的圖案顏色是變化的)。
本發(fā)明不限于所述和所示的實(shí)施例，并且可以在其構(gòu)思內(nèi)以多種反方式變換，特別是當(dāng)該材料不是黑色，而是例如灰色時(shí)，盡管看見的色彩對(duì)比稍微小一些，但所獲得的彩色效果仍然存在。
權(quán)利要求
1.一種輪胎(1)，用黑色橡膠材料制造，在該輪胎的外表面上具有至少一個(gè)圖案(3)，該材料是二烯人造橡膠或橡膠，即至少部分由二烯單體獲得的人造橡膠，該圖案(3)可以被看到至少一種與該橡膠材料的黑色不同的顏色，該圖案(3)的外表面具有至少一個(gè)衍射光柵(31)，它由多個(gè)間隔為P、高度為H的平行排列的凸棱(33)或溝槽(32)構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的輪胎，其特征在于該凸棱(33)的高度H小于或等于1微米，其間隔P小于或等于1.5微米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的輪胎，其特征在于該高度H在0.17和0.23微米之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一的輪胎，其特征在于同一個(gè)圖案(30)由至少兩部分構(gòu)成，每一個(gè)該部分在其表面具有由多個(gè)條紋構(gòu)成的不同的光柵(310、311、312、313)，各光柵的條紋的定向彼此不同。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的輪胎，其特征在于該圖案的一個(gè)部分與相同圖案的另一部分的條紋的角度之間的差值至少是10°。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至4之一的輪胎，其特征在于一個(gè)圖案在其可見的表面具有至少一個(gè)衍射光柵，該衍射光柵的特性使得全息圖、即三維圖像能被看見。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6之一的輪胎，其特征在于該圖案設(shè)置于其上的該輪胎材料不含蠟、防臭氧劑和抗氧化劑。
8.一種在黑色硫化橡膠材料制造的產(chǎn)品外表面獲得可變顏色的圖案的方法，該材料為二烯人造橡膠或橡膠，即至少部分由二烯單體獲得的人造橡膠，該圖案可以看到至少一種與該橡膠材料基本顏色不同的顏色，該方法包括下述步驟-在一個(gè)支撐物上制備一個(gè)基本圖樣，該圖樣具有一個(gè)外表面，并且在該外表面上有至少一個(gè)微觀結(jié)構(gòu)，該微觀結(jié)構(gòu)適合構(gòu)成用于衍射該產(chǎn)品表面所接受的光線的光柵；-將提供有該基本圖樣的支撐物放置在模制該橡膠產(chǎn)品的模具上，該圖樣的外表面提供有一組微觀結(jié)構(gòu)，該外表面與將要被模制的產(chǎn)品接觸；-用該未硫化和未模制的橡膠產(chǎn)品制造坯件；-將該坯件送入該模具中，并硫化該橡膠材料。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其特征在于該基本圖樣被復(fù)制到鎳復(fù)制物上，且該復(fù)制物被粘接在金屬支撐物上。
10.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其特征在于該基本圖樣復(fù)制到一個(gè)支撐物上，該支撐物用能夠承受模制和硫化的壓力和溫度的熱塑塑料制成。
11.根據(jù)權(quán)利要求8至10之一的方法，其特征在于構(gòu)成該圖案至少一部分的該組微觀結(jié)構(gòu)包括多個(gè)高度為H、并以間隔P彼此平行地設(shè)置的凸棱(或溝槽)，該間隔P等于或小于1.5微米，該高度H等于或小于1微米。
全文摘要
一種輪胎(1)，用黑色橡膠材料制造，在該輪胎的外表面上具有至少一個(gè)圖案(3)，這個(gè)材料是二烯人造橡膠或橡膠，即至少部分由二烯單體獲得的人造橡膠，該圖案(3)可以看到至少一種與該橡膠材料的黑色不同的顏色，該圖案(3)在其外表面具有至少一個(gè)衍射光柵(31)，它由多個(gè)平行排列并循環(huán)間隔P的高度H的凸棱(33)或溝槽(32)構(gòu)成。一種方法，在黑色硫化橡膠制造的產(chǎn)品外表面獲得一個(gè)顏色可變的圖案，該圖案可以看到至少一種與該橡膠材料基本顏色不同的顏色。
文檔編號(hào)B60C13/00GK1533924SQ20041002970
公開日2004年10月6日 申請(qǐng)日期2004年3月22日 優(yōu)先權(quán)日2003年3月28日
發(fā)明者A·帕蒂勒, C·德爾貝, A 帕蒂勒 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