背景技术：在汽车轮胎制造工艺过程中，外胎的硫化成型基本上是借助于
胶囊-一种可通过内充高压蒸汽膨胀而对外胎硫化起内压定型作用的工具。在
轮胎硫化成型过程中，胶囊要经受了反反复复的充气膨胀与排气收缩、拉伸与
曲挠变形，还要经受急剧的升温与冷却等变化，因此，要求胶囊应具备气密性、
耐热性、耐老化性、耐屈挠性以及耐热撕裂性等性能，同时由于胶囊在轮胎硫
化过程中要充气胀大，在轮胎成型后要排气收缩，前后变形差异很大，因此还
要求具备较低的永久变形性。所以对胶囊除了其胶料配方要适当及结构设计要
科学合理以外，还在其生产工艺方法上也都提出了严格的要求。目前，国内各
轮胎生产厂家所采用的硫化胶囊绝大多数是通过平板式硫化机来硫化成型的。
采用此工艺方法来生产胶囊制品其基本步骤一般是先制成半成品(其中A型胶
囊采用扁平圆柱体或卷筒形半成品，B型胶囊采用矩形带状作为半成品)，然后
再将半成品置入事先装在平板式硫化机上并已预热的平板式胶囊模具中进行
硫化成型。所生产的胶囊制品通常有下面的缺陷：
1、汽泡。其形成的原因是在生产半成品过程中胶条叠层贴合空间有残余
空气未排出；半成品在放置及搬运过程中受污染；半成品重量及形状不符合
要求；胶料中的易挥发成份受热挥发等等。
2、局部海绵。其产生的原因是半成品重量及形状不符合要求；半成品受
污染等。
3、表面缺胶。其原因是半成品受污染；半成品胶量不足；排气孔堵塞等
等。
4、分型面开裂。其原因是胶料混炼不均匀；胶料受污染等等。
5、胶囊夹缘撕裂。其原因是胶料受到污染；胶囊脱模方式不当：由于平
板式硫化胶囊脱模时是半自动脱模，即先由机械自动脱开上芯模后用手工强
制脱出下芯模，这种方法往往容易将胶囊制品撕裂，工人劳动强度也大，而
且也容易因手工脱模而弄伤模具表面。
基于以上种种不足的原因，采用平板式硫化机硫化成型的胶囊在发展迅
猛的轮胎行业中将越来越不适应市场发展的要求。
发明内容：本发明的目的在于克服现有平板式硫化机硫化成型的胶囊因工
艺落后造成胶囊制品产品缺陷，提供一种能保证胶囊制品质量的注射式胶囊模
具以及由其生产胶囊的方法。
本发明所述的注射式胶囊模具，包括上模、下模和芯模，上模通过导销
与下模配合相连，芯模位于上模和下模的模腔中，其特征为：在上模上，设
置注射浇咀；在上模和下模上，分别设置加热装置，加热装置由设置于模体
上的热油循环流道、进油口和出油口构成；在芯模的上下方，分别设置上顶
盖和下顶盖，上顶盖和下顶盖分别固定连接于芯模上，下顶盖下端延伸至下
模体的滑道中。
本发明所述的注射式胶囊模具，还可设置抽真空装置，抽真空装置包括
抽真空口、排气槽和密封装置，抽真空口设置于下模体上，且与滑道贯通，
排气槽为连接滑道与模腔的通道，密封装置包括置于滑道与芯模下顶盖之间
的密封圈。所述密封装置还可包括设置于上模体和下模体之间即合模面上的
密封圈。
本发明所述的注射式胶囊模具，还可设置高压空气脱模装置，高压空气
脱模装置包括设置于上顶盖上的气顶、位于芯模下顶盖上的高压吹气口和贯
通于气顶和高压吹气口之间的通气道。
本发明所述的注射式胶囊模具，可在所述芯模上设置加热装置，加热装
置包括设置于芯模内部的蒸气加热室、连通加热室的蒸气导入管和蒸气排出
管。
本发明所述的注射式胶囊模具，所述芯模的下顶盖末端设置定位块，定
位块与滑道相配合；所述密封圈设置于滑道与定位块之间；所述高压吹气口
设置于定位块上。
本发明所述的注射式胶囊模具，与传统的平板式结构模具比较，其积极
效果为：
①采用热油加热，一是为避免蒸汽中氧成分对模具造成锈蚀；二是因为
传统的蒸汽加热是一次性的，且蒸汽温度的恒定性不易控制，而热油加热是
不断循环的，而且油温较为稳定，因此保证了模具的恒温状态。
②平板式硫化胶囊模具的排气方式是利用各配合间隙及开排气孔来排气
的，往往存在排气孔易堵塞的现象，而且排气不及时，从而造成缺胶，出现
废品。本发明采用抽真空的排气方法，既缩短了排气时间，又能保证排气效
果，从而提高胶囊制品的质量。
③平板式硫化胶囊模采用手工送料(半成品)，本发明则采用注射硫化机
自动送料，减轻操作者的劳动强度。
④平板式硫化胶囊模采用手工脱模，本发明则采用高压空气脱模，既减
轻操作者的劳动强度，又可避免因手工强制脱模时损伤模具表面。
本发明采用注射式胶囊模具生产胶囊的方法，其步骤包括：
(a)模具安装：将模具安装于注射成型机上；将进油口和出油口连接于
热油循环系统；抽真空口与真空装置相连接；高压吹气口与高压空气发生器
相连；芯模设有蒸气加热装置的，其蒸气导入管与蒸气输送管道相连；
(b)合模注射：开启热油循环系统，加热模体；芯模设有蒸气加热装置
的，输送蒸气加热芯模；抽真空排气；胶料经注射机螺杆塑化后从浇咀注入；
(c)保压保温硫化：热油继续循环；芯模设有蒸气加热装置的，继续输
送蒸气；停止抽真空排气；维持时间3～5分钟；
(d)脱模：停止热油循环；芯模设有蒸气加热装置的，停止蒸气输送；
打开上模；打开下模；充高压空气；胶囊制品自动弹出。
本发明采用注射式胶囊模具生产胶囊的方法，具有以下的优点：
①注射成型时由于注射机螺杆的不断旋转，使胶料在机筒里得到塑化，
并把胶料中夹带的残余空气排出，同时由于胶料在机筒与螺杆间受到剪切与
搅拌，逐渐形成连续均匀的粘流体，最终挤出来的胶料不存在夹带空气及混
炼不均匀等缺陷，保证了制品的质量；
②由于胶料是直接注射进模具型腔的，因此避免了半成品在存放与搬运
过程中被污染的可能性，而且当胶料注射充满模腔后注射机具有保压的功能，
保证了胶量的充足，从而保证制品的内在质量。
③胶料在制成成品前一般要通过二次以上的热炼，注射成型过程相当于
一个胶料连续热炼的过程，因此可以减少因热炼而造成胶料受污染的可能性。
④采用注射成型方法，提高了生产能力，这是因为注射式硫化机的注射
速度快，而且采用自动送料，硫化出来的制品无需修边和剪须，整个胶囊生
产周期大大缩短，生产场地也缩小了。
⑤采用注射成型方法，降低了胶囊生产成本。除上述缩短生产周期、提
高设备使用率、降能减耗、提高场地利用率而使胶囊生产成本降低外，还可
节约胶料。平板式硫化胶囊的分型面胶边可达到1mm～3mm之多，需修边并打
磨后才能使用，而通过注射成型的胶囊其分型胶边只有0.1mm，甚至更薄，只
用手工撕下就可以了。
⑥采用注射成型方法所生产的胶囊制品由于在硫化机螺杆挤出机构的充
分混和及高压注射、保压等作用下，其内部质地均匀密实，分子网状交联比
平板式硫化要充分，因此胶囊的永久变形小，老化慢，使用寿命相对长，其
使用寿命比平板式硫化胶囊的寿命要延长40％左右。
⑦随着汽车速度要求的提高，对轮胎的平衡性能要求也越来越高。在轮
胎制造过程中，除成型工序对轮胎的平衡性有重大影响外，硫化工序同样有
不可低估的作用，胶囊在轮胎半成品内部膨胀的均匀性直接影响到胎坯在硫
化初期的胶料流向、材质均匀分布性等等，因此壁厚及质地的均匀性是胶囊
成型过程中的一个关键要求。注射法成型的胶囊由于有高压注射、高压保压
等为保障，恰恰可消除胶囊制品壁厚及质地的不均匀性。
具体实施方式：
实施例1、较大型注射式胶囊模具。
参照附图1，本注射式胶囊模具，由模体结构、热油加热装置、蒸气加热
装置、抽真空装置和高压空气脱模装置构成。模体结构包括上模2、下模3
和芯模4，上模通过导销5与下模配合相连，在上模上设置注射浇咀1；在芯
模的上下方，分别设置上顶盖13和下顶盖12，上顶盖和下顶盖分别固定连接
于芯模上，下顶盖下端延伸至下模体的滑道19中；热油加热装置分别设置于
上模和下模上，加热装置由设置于模体上的热油循环流道6、进油口10和出
油口9构成；蒸气加热装置设置于芯模上，包括芯模内部的蒸气加热室22、
连通加热室的蒸气导入管23和蒸气排出管24；抽真空装置包括抽真空口8、
排气槽17和密封装置，抽真空口设置于下模体上，且与滑道贯通，排气槽为
连接滑道与模腔18的通道，密封装置包括置于滑道与芯模下顶盖之间的密封
圈16以及设置于上模和下模之间即合模面上的密封圈21；高压空气脱模装置
包括设置于上顶盖13上的气顶15、位于芯模下顶盖12上的高压吹气口7和
贯通于气顶和高压吹气口之间的通气道20。
实施例2、小型注射式胶囊模具。
参照图2，本注射式胶囊模具，由于芯模较小，不必设置蒸气加热装置，
与实施例1比较，其区别在于芯模结构：芯模为整体结构，其下顶盖12下端
连接定位块11，定位块位于下模体的滑道19中，且可在其中上下滑动；密封
圈16设置于滑道与定位块之间；高压吹气口7设置于定位块11上。其余与
实施例1对应相同或相似。
实施例3、采用实施例1注射式胶囊模具生产胶囊的方法。
其步骤包括：
(a)模具安装：参照图1，将模具安装于注射成型机上，将下模3安装在
底座25上；将进油口10和出油口9连接于热油循环系统；抽真空口8与真
空装置相连接；高压吹气口7与高压空气发生装置相连；蒸气导入管23与蒸
气输送管道相连；
(b)合模注射：参照图3，开启热油循环系统，加热模体；输送蒸气加热
芯模；抽真空排气；胶料经注射机螺杆塑化后从浇咀1注入；
(c)保压保温硫化：热油继续循环；继续输送蒸气；停止抽真空排气；
维持时间3～5分钟；
(d)脱模：停止热油循环；停止蒸气输送；打开上模2(如图4所示)；
打开下模3(如图5所示)；充高压空气，胶囊制品26自动弹出(如图6所示)。