包含压电复合材料的轮胎制造技术

本发明专利技术涉及用于车辆的轮胎(1)，所述轮胎(1)包括两个胎侧(3)和连接至两个胎侧(3)的胎冠(2)。轮胎(1)包括至少一个嵌件(11、12)，所述嵌件(11、12)包括力检测装置并且沿一个胎侧(3)或胎冠(2)以受限的方式延伸。(3)或胎冠(2)以受限的方式延伸。(3)或胎冠(2)以受限的方式延伸。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包含压电复合材料的轮胎


[0001]本专利技术涉及车辆轮胎。

技术介绍

[0002]已知轮胎是车辆的磨损元件。这是因为，轮胎进行与道路的摩擦运动，使得磨损轮胎。此外，轮胎可能会受到由于道路的缺陷引起的多种冲击或路面冲击。实际上，虽然磨损引起的磨耗是可以预见的并在整个轮胎上呈整体均匀性，但是冲击可以在减少的区域中沿深度损坏轮胎。冲击引起的损坏可能会在车辆移动时产生穿刺，这可能会对车辆使用者造成危险。
[0003]为了确定并监测轮胎寿命期间的轮胎磨损和各种冲击，将压电材料引入到轮胎中会是有利的。
[0004]压电会在例如晶体、某些半结晶聚合物和压电陶瓷的材料中产生。该物理现象对应于由外部机械形变引起的电极化的出现。所述压电为机电耦合，其中极化与施加至一定水平的机械应力成比例。于是该压电效应被认为是正压电效应。该现象是可逆的：当材料经受外电场时，其会发生形变。此为逆压电效应。
[0005]当对样品施加应力时，宏观极化的变化表征了压电效应。在正交轴体系中，极化和应力通过被称为压电张量dij的二阶张量在矩阵符号中相关联，其中i＝1、2、3且j＝1、2、3、4、5、6，它们分别对应于图3所示的极化轴线和应力的施加轴线。
[0006]压电活性复合材料或压电复合材料包括至少一种赋予复合材料压电活性的压电材料、和一种或多种非压电相。与单独的每一种相相比，这种结合使材料具有增强的性能质量。非压电相通常为有机聚合物基质。
[0007]有利的是，能够将压电装置引入轮胎中以监测该轮胎的磨损状态、检测并定位轮胎所经受的冲击(例如，路面对胎侧的冲击或坑洼对胎冠的冲击)。
[0008]从文献US2004/0242745已知将压电无机填料引入胎面中。然而，仅探讨了抓地力性能质量。
[0009]在这种情况下，需要提供一种轮胎，其使得能够检测轮胎的一般磨损和可能造成损坏的冲击的位置。

技术实现思路

[0010]定义
[0011]在本说明书中，由表述“a至b”表示的任何数值区间表示从a延伸直至b的数值范围(即包含端值a和b)。任何区间“在a和b之间”表示从大于a延伸至小于b的数值范围(即不包含端值a和b)。
[0012]术语“未结合至二烯弹性体的颗粒”理解为意指在压电无机填料和二烯弹性体之间没有共价键的颗粒。
[0013]术语“phr”理解为意指“每一百重量份弹性体的重量份”；弹性体包含二烯弹性体
和任何其它可能的弹性体(包含热塑性弹性体)。
[0014]表述“组合物基于”应理解为意指组合物包含所使用的各种基本组分的混合物和/或原位反应产物，这些组分中的一些能够(和/或旨在)在组合物的各个制造阶段的过程中或者在随后固化、改性最初制备的组合物的过程中至少部分地与彼此反应。因此，本专利技术所使用的组合物在未交联状态和交联状态下可以不同。
[0015]说明书中提到的化合物以及参与制备橡胶组合物或聚合物的化合物可以为化石来源或生物来源的化合物。在生物来源的情况下，其可以部分地或完全地由生物质产生或通过得自生物质的可再生起始材料获得。特别涉及聚合物、增塑剂、填料等。
[0016]根据第一方面，本专利技术涉及一种用于车辆的轮胎，所述轮胎包括两个胎侧和连接至两个胎侧的胎冠。轮胎包括至少一个嵌件，所述嵌件包含橡胶组合物，所述橡胶组合物基于：
[0017]-大于50重量份/一百重量份弹性体(phr)的二烯弹性体，
[0018]-交联体系，
[0019]-以橡胶组合物的总体积计，至少5体积％的压电无机填料。
[0020]因此，这种橡胶组合物为压电复合材料。所述嵌件沿一个胎侧或胎冠以受限的方式延伸。要指明的是“以受限的方式”理解为意指每个嵌件在胎冠或胎侧的一部分延伸，所述胎冠或胎侧的一部分小于胎冠和/或胎侧的总表面积。换言之，嵌件未在胎冠和/或胎侧的整体上延伸，因此其构成局部嵌件。
[0021]因此，本专利技术提供了一种轮胎，其使得能够通过测定施加至所有嵌件的平均作用力来检测轮胎的磨损，并且能够检测施加至轮胎的局部作用力，这使得在过大冲击之后能够预计轮胎的更换或修理。
[0022]轮胎可以包括沿胎冠延伸的至少一个第一嵌件。
[0023]轮胎可以包括单个第一嵌件。
[0024]轮胎可以包括沿胎侧中的一个延伸的至少一个第二嵌件。
[0025]轮胎可以包括多个第二嵌件，每个第二嵌件设置在胎侧的不同角扇区中。
[0026]第二嵌件可以沿所述胎侧均匀地分布。
[0027]根据特定设置，胎冠和胎侧限定腔体；所述至少一个嵌件可以粘结在腔体中。
[0028]根据特定设置，所述至少一个嵌件可以嵌入到形成胎冠和/或胎侧的材料体中。
[0029]轮胎具有旋转轴线，并可以沿垂直于旋转轴线的径向方向依次包括内层和外层。外层可以在胎冠处具有旨在与道路接触的胎面，内层设置在外层的下侧。所述至少一个嵌件可以设置在内层和/或内层与外层的界面区域中。
[0030]所述至少一个嵌件可以粘结至设置在内层和外层之间的界面处的增强帘布层。
[0031]在橡胶组合物中，以弹性体基质的总体积计，压电无机填料的含量有利地为5体积％至80体积％，更有利地为5％至60％，还更有利地为5％至50％。
[0032]压电无机填料有利地为压电陶瓷，更有利地为铁电氧化物，有利地具有钙钛矿结构。
[0033]橡胶组合物有利地包含75phr至100phr，更有利地90phr至100phr的二烯弹性体。
[0034]橡胶组合物的交联体系有利地选自过氧化物及其混合物，特别是有机过氧化物。
[0035]有利地，所述嵌件(11、12)包含如上所述的橡胶组合物，所述橡胶组合物形成插入
在两个导电复合材料层E之间的至少一个层P，每个层E形成电极，每个层E为基于如下的橡胶组合物：
[0036]-至少50phr的二烯弹性体，
[0037]-交联体系，
[0038]-导电填料，所述导电填料有利地为石墨化的炭黑或部分石墨化的炭黑。
附图说明
[0039]通过以下仅用于说明的非限制性描述，本专利技术的其它特征和优点将变得更加明显，所述描述应参考附图来阅读，其中：
[0040]-图1示出根据本专利技术的轮胎的径向截面图；
[0041]-图2示出根据本专利技术的轮胎的侧视图；
[0042]-图3示出极化(P)和应力的正交轴线的体系。
具体实施方式
[0043]I-轮胎的一般结构
[0044]参考图1和图2，本专利技术涉及轮胎1。
[0045]轮胎1包括胎冠2、两个胎侧3和两个胎圈4，所述胎冠2由胎冠增强件或带束层6增强，这些胎圈4中的每一个用胎圈线5增强。胎冠2被胎面(在该示意图中未示出)覆盖。胎体增强件7在每个胎圈4中围绕两个胎圈线5缠绕，该增强件7的卷边8例如朝向轮胎1的外侧设置，所述轮胎1在此处表示为装配在其轮辋9上。胎体增强件7以本身已知的方式由至本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于车辆的轮胎(1)，所述轮胎(1)包括两个胎侧(3)和连接至两个胎侧(3)的胎冠(2)，所述轮胎(1)的特征在于，所述轮胎(1)包括沿一个胎侧(3)或胎冠(2)以受限的方式延伸的至少一个嵌件(11、12)，所述嵌件(11、12)包含橡胶组合物，所述橡胶组合物基于：-大于50重量份/一百重量份弹性体，亦即大于50phr的二烯弹性体，-交联体系，-以橡胶组合物的总体积计，至少5体积％的压电无机填料。2.根据权利要求1所述的轮胎(1)，其中，所述嵌件(1)沿一个胎侧(3)或胎冠(2)位于预定位置。3.根据权利要求2所述的轮胎(1)，所述轮胎(1)包括沿胎冠(2)延伸的至少一个第一嵌件(11)。4.根据权利要求3所述的轮胎(1)，所述轮胎(1)包括单个第一嵌件(11)。5.根据权利要求1至4中任一项所述的轮胎(1)，所述轮胎(1)包括沿一个胎侧(3)延伸的至少一个第二嵌件(11)。6.根据权利要求5所述的轮胎(1)，所述轮胎(1)包括多个第二嵌件(12)，每个第二嵌件(12)设置在胎侧(3)的不同角扇区中。7.根据权利要求6所述的轮胎(1)，其中，所述第二嵌件(12)沿所述胎侧(3)均匀分布。8.根据权利要求1至7中任一项所述的轮胎(1)，其中，胎冠(2)和胎侧(3)限定腔体(10)，所述至少一个嵌件(11、12)粘结在腔体(10)中。9.根据权利要求1至8中任一项所述的轮胎(1)，其中，所述至少一个嵌件(11、12)嵌入在形成胎冠(2)和/或胎侧(3)的材料体中。10.根据权利要求1至9中任一项所述的轮胎(1)，所述轮胎(1)具有旋转轴线，并沿垂直...

【专利技术属性】
技术研发人员：F，
申请(专利权)人：米其林集团总公司，
类型：发明
国别省市：