CN111479712B - Rfid轮胎标签的固化后读取范围增强 - Google Patents

Rfid轮胎标签的固化后读取范围增强 Download PDF

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Abstract

本发明提供了用于增加轮胎内的电子通信模块的读取范围的方法以及用于改善该轮胎内的该电子通信模块的该读取范围的方法。如本文进一步所讨论的，可通过向该轮胎施加应变而不磨损其胎面来增加该读取范围，从而使得该读取范围增加20％或更多。类似地，可通过向该轮胎施加应变而不与其胎面的外表面周向接触来改善该读取范围，从而使得等距离信号强度增加5％或更多。还提供了根据本发明所公开的方法制造的轮胎。

Description

RFID轮胎标签的固化后读取范围增强
技术领域
本申请涉及用于增加或改善RFID轮胎标签的读取范围的方法以及由前述方法制成的轮胎。
背景技术
集成在轮胎中的电子通信模块(在一些情况下为RFID轮胎标签)可提供各种功能，诸如在轮胎的制造、分销和使用期间进行识别和跟踪。此类设备还(或另选地)可在轮胎的使用过程中用于监测物理参数诸如压力和温度。根据设计和所需功能，该设备可为无源或有源的。
一种类型的已知电子通信模块存储唯一的识别号，该识别号可被从轮胎识别设备获取信息的远程设备读取。轮胎制造商可能希望将此类设备结合到所制造的每个轮胎中，使得可以在制造过程中和后续在车辆上的使用中跟踪轮胎。电子通信模块还可被配置成读取轮胎的操作条件，并将信息从轮胎传输到外部读取器。此类设备可用于在满足某些操作条件(例如，轮胎压力过低)时触发警报。这些监测设备还可被配置成储存信息以备后续检索。
可将电子通信模块结合到轮胎的各种基于橡胶的部件中(例如，侧壁、胎面、含尼龙的隔离胶帘片和胎圈填料)。每个此类部件将具有介电常数，该介电常数影响可检测或“读取”电子通信模块的无线电设备的最大读取范围或距离。
发明内容
本文公开了用于增加或改善轮胎内电子通信模块的读取范围的方法。还公开了由此类方法得到的轮胎。
在第一实施方案中，公开了一种用于增加轮胎内电子通信模块的读取范围的方法。该方法包括：提供轮胎，该轮胎包括胎面、一个或多个带束、具有一个或多个主体帘片的胎体、两个胎圈和电子通信模块，该电子通信模块包括无线电设备；以及向轮胎施加应变而不磨损胎面，其中施加应变导致读取范围增加至少20％。
在第二实施方案中，公开了一种用于改善轮胎内电子通信模块的读取范围的方法。该方法包括：提供轮胎，该轮胎包括具有外表面的胎面、一个或多个带束、具有一个或多个主体帘片的胎体、两个胎圈和电子通信模块，该电子通信模块包括无线电设备；以及向轮胎施加应变而不与胎面的外表面周向接触，其中施加应变导致电子通信模块的等距离信号强度增加至少5％。
在第三实施方案中，公开了一种由第一实施方案的方法得到的轮胎。本文中对第一实施方案的方法的讨论(例如，所得轮胎的特性、位于轮胎中的电子通信模块的特性等)应理解为尽可能充分地应用于第三实施方案的轮胎。
在第三实施方案中，公开了由第二实施方案的方法得到的轮胎。本文中对第二实施方案的方法的讨论(例如，所得轮胎的特性、位于轮胎中的电子通信模块的特性等)应被理解为尽可能充分地应用于第四实施方案的轮胎。
具体实施方式
本文公开了用于增加或改善轮胎内电子通信模块的读取范围的方法。还公开了由此类方法得到的轮胎。
在第一实施方案中，公开了一种用于增加轮胎内电子通信模块的读取范围的方法。该方法包括：提供轮胎，该轮胎包括胎面、一个或多个带束、具有一个或多个主体帘片的胎体、两个胎圈和电子通信模块，该电子通信模块包括无线电设备；以及向轮胎施加应变而不磨损胎面，其中施加应变导致读取范围增加至少20％。
在第二实施方案中，公开了一种用于改善轮胎内电子通信模块的读取范围的方法。该方法包括：提供轮胎，该轮胎包括具有外表面的胎面、一个或多个带束、具有一个或多个主体帘片的胎体、两个胎圈和电子通信模块，该电子通信模块包括无线电设备；以及向轮胎施加应变而不与胎面的外表面周向接触，其中施加应变导致电子通信模块的等距离信号强度增加至少5％。
在第三实施方案中，公开了一种由第一实施方案的方法得到的轮胎。本文中对第一实施方案的方法的讨论(例如，所得轮胎的特性、位于轮胎中的电子通信模块的特性等)应理解为尽可能充分地应用于第三实施方案的轮胎。
在第三实施方案中，公开了由第二实施方案的方法得到的轮胎。本文中对第二实施方案的方法的讨论(例如，所得轮胎的特性、位于轮胎中的电子通信模块的特性等)应被理解为尽可能充分地应用于第四实施方案的轮胎。
定义
本文所述的术语仅用于描述实施方案，并且不应被解释成作为整体限制本发明。
如本文所用，术语“轴向”和“轴向地”是指平行于轮胎的旋转轴线的方向。
如本文所用，“一个或多个主体帘片”是指包含在轮胎的胎体中的一层或多层覆盖橡胶的帘线。
如本文所用，术语“周向”和“周向地”是指沿着环形胎面的表面的周边延伸并垂直于轴向方向的方向。
如本文所用，短语“介电常数”涵盖实分量和虚分量两者。实分量或电容率(permittivity)是材料中存储了多少来自外部场的能量的度量，并且可从材料的介电电容率与真空的电容率的比率计算得出。虚分量或损耗因子是材料如何耗散或损耗到外部电场的量度。
如本文所用，术语“径向”和“径向地”是指垂直于轮胎的旋转轴线的方向。
如本文所用，短语“读取范围”是指可诸如通过读取器来检测或“读取”电子通信模块的无线电设备的最大距离(以米为单位)。
用于增加读取范围的方法
如上所讨论的，本文公开的第一实施方案是一种用于增加轮胎内的电子通信模块的读取范围的方法。该方法包括：提供轮胎，该轮胎包括胎面、一个或多个带束、具有一个或多个主体帘片的胎体、两个胎圈和电子通信模块，该电子通信模块包括无线电设备；以及向轮胎施加应变而不磨损胎面，其中施加应变导致读取范围增加至少20％。同样如上所讨论的，本文公开的第三实施方案是通过根据第一实施方案的方法制造的轮胎。本文中对第一实施方案的方法的任何讨论(例如，所得轮胎的特性、位于轮胎中的电子通信模块的特性等)应被理解为尽可能充分地应用于第三实施方案的轮胎。
如上所讨论的，根据本文公开的第一实施方案，该方法使得读取范围增加至少20％(例如，20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、100％或更多)。换句话说，根据第一实施方案的方法，读取范围距离增加至少20％。在第一实施方案的某些实施方案中，读取范围的增加可多达150％(例如，150％、140％、130％、120％、110％、100％、90％、80％等)或多达200％(例如200％、190％、180％、170％、160％、150％、140％、130％、120％、110％、100％、90％、80％等)，因此可在20％至150％、20％至200％、30％至150％、30％至200％等范围内描述增加。读取范围的增加是与轮胎内的电子通信模块的读取范围相比的，该轮胎具有相同的部件并且已经根据相同的制造方法(即，对照轮胎)制备，但是尚未经受在不磨损胎面的情况下向轮胎施加应变的步骤。作为非限制性示例，如果对照轮胎的读取范围为1米，并且(通过向每个测试轮胎施加应变而不磨损胎面来)生产测试轮胎(具有相同的部件并且根据相同的制造方法制备)，该测试轮胎的读取范围为1.2米，则测试轮胎的读取范围将增加20％。读取范围的对比测量应在相同的温度(例如约70华氏度)和湿度下进行。通过声明对照轮胎和测试轮胎具有相同的部件，不仅意味着在每个轮胎中存在相同类型的部件(例如，胎面、带束等)，而且还意味着它们相应的成分(构造材料)是相同的，并且它们是根据相同的制造方法制造的。然而，应理解，在第一实施方案的某些实施方案中，当在施加应变之前和施加应变之后在轮胎之间进行比较时，对于同一轮胎，也将满足根据第一实施方案的工艺制造的轮胎的读取范围的增加。在第一实施方案的某些实施方案中，该方法使得读取范围增加至少50％(例如，50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、100％或更多)。在第一实施方案的某些实施方案中，该方法使得读取范围增加高达约100％或更多。施加到轮胎的应变量可能影响读取范围的增加百分比。类似地，不同构造的轮胎和根据不同制造方法制备的轮胎在施加相同量的应变时它们读取范围可能经历不同的增加百分比。通常，可通过以下步骤确定读取范围：使用读取器在相对短或近距离处读取电子通信模块，然后以设定的增量(例如，每次1英寸，每次3厘米等)将读取器移开，直到达到读取器无法读取电子通信模块的距离为止。刚好在读取器无法读取电子通信模块的距离之前的距离可被认为是读取范围。
施加应变
如上所讨论的，第一实施方案和第二实施方案的方法包括向轮胎施加应变。通常，应变可理解为由外力引起的变形。用于向轮胎施加应变而不磨损轮胎胎面的一种或多种特定方法可变化。而且，如下面更详细地讨论的，轮胎的被施加应变的一个或多个特定位置可变化。
在第一实施方案和第二实施方案中的某些实施方案中，施加应变包括安装和拆卸轮胎。安装轮胎之后是拆卸轮胎，或者换句话说，轮胎被安装，然后被拆卸，而在安装和拆卸之间施加应变。在第一实施方案和第二实施方案中的某些实施方案中，施加应变包括安装和拆卸轮胎(即，应变不通过任何其他方法施加)。在第一实施方案和第二实施方案中的其他实施方案中，如下所讨论的，通过安装和拆卸轮胎来施加应变可与施加应变的其他方法组合。当通过安装和拆卸轮胎施加应变时，应理解的是，在拆卸轮胎之前，轮胎的胎面没有磨损。因此，第一实施方案和第二实施方案的方法的实施方案(其中向轮胎施加应变而不磨损轮胎包括安装和拆卸轮胎)不包括：将轮胎安装在车辆上，随后在拆卸轮胎之前车辆进行操作(其中轮胎胎面接触道路表面)。类似地，第一实施方案和第二实施方案的方法的实施方案(其中向轮胎施加应变而不磨损轮胎包括安装和拆卸轮胎)并不旨在包括：将轮胎安装在测试鼓上，其中轮胎在拆卸之前经受径向外胎面表面的旋转和接触(因为此类过程将导致胎面的至少一些磨损)。
在第一实施方案和第二实施方案中的某些实施方案中，施加应变包括在电子通信模块周围的位置处向轮胎施加外力，从而导致变形。在某些此类实施方案中，第一实施方案和/或第二实施方案的方法包括(进一步包括)在施加应变之前安装轮胎，然后拆卸应变轮胎。如本文中进一步讨论的，根据第一实施方案和第二实施方案，电子通信模块在轮胎内的位置可变化。因此，电子通信模块周围的特定位置将基于电子通信模块的位置而变化。在第一实施方案和第二实施方案中的某些实施方案中，其中施加应变包括在电子通信模块周围的位置处向轮胎施加外力，“...周围的位置”可被认为是构成距电子通信模块的无线电设备的中心约15cm以内的位置。在第一实施方案和第二实施方案中的某些实施方案中，其中施加应变包括在电子通信模块周围的位置处向轮胎施加外力，“...周围的位置”可被认为是构成在电子通信模块的无线电设备的中心周围绘制的圆内的任何处的一个或多个位置，该圆的半径为约5cm到约15cm。在某些此类实施方案中，圆的半径为5cm至15cm(例如5、6、7、8、9、10、11、12、13、14或15cm)、约7至约12cm、7至12cm(例如7、8、9、10、11或12cm)、7至约10cm、7至10cm(例如7、8、9或10cm)、约5至约10cm或5至10cm(例如5、6、7、8、9或10cm)。在第一实施方案和第二实施方案中的某些实施方案中，其中施加应变包括在电子通信模块周围的位置处向轮胎施加外力，可能需要避免直接向电子通信模块的无线电设备部分施加力。在第一实施方案和第二实施方案中的某些实施方案中，其中施加应变包括在电子通信模块周围的位置(例如，构成以上讨论的位置之一的“...周围的位置”)处向轮胎施加外力，在施加应变之前，固定轮胎的至少一个胎圈(即一个胎圈或两个(二个)胎圈)。在此类方法中，可利用固定轮胎的至少一个胎圈的各种方法，包括但不限于，夹紧至少一个胎圈和/或将至少一个胎圈放置为抵靠固定的刚性表面(诸如，轮辋)。
根据第一实施方案和第二实施方案中的那些实施方案，其中施加应变包括在电子通信模块周围的位置处向轮胎施加外力，所施加的力的量可变化。在第一实施方案和第二实施方案中的某些实施方案中，通过向轮胎施加外力来施加应变包括在电子通信模块周围的位置处施加拉动和/或推动轮胎的力。在第一实施方案和第二实施方案中的某些实施方案中，通过向轮胎施加外部压力来施加应变包括在电子通信模块周围的位置处施加使轮胎挠曲的力。在第一实施方案和第二实施方案中的某些实施方案中，通过向轮胎施加外力来施加应变包括在电子通信模块周围的位置处施加拉伸轮胎的力。在第一实施方案和第二实施方案中的某些实施方案中，在感兴趣区域(例如，电子通信模块周围的位置)，所施加的力的量足以引起至少10％的应变(例如，10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％、22％、24％、26％、28％、30％或更多)，并且在其他实施方案中，所施加的力的量足以引起至少20％应变(例如，20％、21％、22％、23％、24％、25％、26％、27％、28％、29％、30％、32％、34％、36％、38％、40％或更多)。作为非限制性示例，在长度为10cm的线中引起1cm变形的力可理解为产生10％的应变。根据第一实施方案和第二实施方案，在电子通信周围的位置处向轮胎施加力的特定方法可变化。在第一实施方案和第二实施方案中的某些实施方案中，通过使电子通信模块周围的区域与附接到机器的板接触来施加力，该机器能够通过使板与轮胎接触而在轮胎上施加力。在某些此类实施方案中，板可伸缩地附接到能够施加力的机器。根据第一实施方案和第二实施方案，接触电子通信模块周围的区域以施加力的板的表面积可变化。例如，表面积可为约5cm2至约60cm2或5至6cm2(例如5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55或60cm2)。在第一实施方案和第二实施方案中的某些实施方案中，板是平坦的，具有平滑表面。在第一实施方案和第二实施方案中的其他实施方案中，板包括与轮胎接触的凸起边缘，从而允许在电子通信模块周围施加压力/力，同时避免轮胎直接在电子通信模块外部的区域以避免对其造成损坏。
在第一实施方案和第二实施方案中的某些实施方案中，施加应变包括使轮胎侧向偏转。在此类实施方案中，轮胎的被侧向偏转的部件可变化。在某些此类实施方案中，侧向偏转包括在电子通信模块的位置处或在电子通信模块周围的位置处向轮胎侧壁施加推力和/或拉力。在其他此类实施方案中，侧向偏转包括向轮胎的至少一个胎圈施加推力和/或拉力。在第一实施方案和第二实施方案中的某些实施方案中，其中施加应变包括使轮胎侧向偏转，该方法包括(进一步包括)在侧向偏转之前固定轮胎的两个胎圈并且将胎面夹紧在其外侧。更具体地，两个胎圈可被固定并且轮胎胎面抵靠表面而被加载，随后胎圈被侧向偏转。在第一实施方案和第二实施方案中的某些实施方案中，其中施加应变包括使轮胎侧向偏转，第一实施方案和/或第二实施方案的方法包括(进一步包括)在施加应变之前安装轮胎，然后拆卸应变轮胎。
如上所述，在第一实施方案和第二实施方案中的某些实施方案中，在施加应变之前安装轮胎，然后拆卸应变轮胎。在第一实施方案和第二实施方案中的某些实施方案中，其中施加应变包括安装和拆卸轮胎(例如，如前文所述)，在施加应变之前将轮胎安装在可膨胀轮辋上。换句话说，在此类实施方案中，将轮胎安装在可膨胀轮辋上，在安装轮胎的同时施加应变，从而产生应变轮胎，并且拆卸应变轮胎。在此类实施方案中，如上所讨论的，施加应变的位置可变化。在施加应变之前使用可膨胀轮辋来安装轮胎允许作为整个制造过程的一部分并且通常在轮胎从其制造位置装运之前施加应变。可获得各种类型的可膨胀轮辋，包括但不限于在国际申请公开号WO2016/137771A1中公开的那些可膨胀轮辋，该申请的公开内容通过引用并入本文。
不磨损
如上所讨论的，第一实施方案的方法包括向轮胎施加应变而不磨损胎面。胎面的磨损可理解为胎面的磨耗。通常，由于胎面的径向面向外(或与道路接触)的表面与另一表面的接触而发生轮胎胎面的磨损。在轮胎的使用期间，轮胎胎面通过与道路表面的接触而被磨损(即，当轮胎安装在车辆上并且车辆在道路表面上行驶时)。类似地，轮胎胎面可通过安装在测试鼓上而经受磨损，其中轮胎在拆卸之前经受径向外胎面表面的旋转和接触(因为此类过程将导致胎面的至少一些磨损)。因此，向轮胎施加应变而不磨损胎面应理解为排除通过将轮胎安装在车辆上并且车辆在道路表面上行驶而发生的任何应变的施加，并且还排除通过将轮胎安装在测试鼓上而发生的任何应变的施加，其中轮胎在拆卸之前经受径向外胎面表面的旋转并与另一表面接触，因为这些方法中的任一个会引起胎面的至少一些磨损。
如本文所用，短语“不磨损胎面或无胎面磨损”意味着指可通过视觉检查、通过测量轮胎胎面的厚度和/或通过测量整体轮胎的重量来检测的磨损量。可通过视觉检查检测的磨损是指可由人眼观察而无需使用放大的磨损。可通过测量胎面的厚度(或另选地，胎面中凹槽的深度)检测的磨损是指可诸如通过轮胎深度规测量的磨损，并且包括胎面的厚度减小(或胎面中凹槽的深度减小)至少0.05mm(例如，0.05mm、0.06mm、0.07mm、0.08mm、0.09mm、0.1mm、0.11mm、0.12mm、0.13mm、0.14mm、0.15mm、0.16mm、0.1/mm、0.18mm、0.19mm、0.2mm、0.22mm、0.24mm、0.26mm、0.28mm、0.3mm、0.35mm、0.4mm、0.45mm、0.5mm或更多)。可通过测量整体轮胎的重量检测的磨损是指轮胎胎面的磨损，该磨损可通过整体轮胎的重量减小来测量并且包括整体轮胎的重量减小至少1％(例如，1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、12％、14％、15％、16％、8％、20％或更多)。最优选地，通过在使轮胎经受给定工艺条件之前视觉检查或测量轮胎，然后在给定工艺之后视觉检查或测量同一轮胎，来确定给定工艺是否导致胎面磨损的确定。
改善读取范围
如上所讨论的，本文所公开的第二实施方案的方法涉及改善轮胎内电子通信模块的读取范围。另选地，第二实施方案的方法可被描述为用于增加轮胎内电子通信模块的等距离信号强度的方法。
根据第二实施方案，向轮胎施加应变而不周向接触胎面的外表面导致等距离信号强度增加至少5％(例如，5％、6％、7％、8％、9％、10％、12％、14％、16％、18％、20％、22％、24％、26％、28％、30％或更多)。在第二实施方案的某些实施方案中，等距离信号强度的增加可高达100％(例如，100％、95％、90％、85％、80％、75％、70％、65％、60％、55％、50％、45％、40％、35％、30％等)，因此，可在诸如5％至100％、5％至90％、7％至100％、7％至90％、10％至100％、10％至90％、10％至80％等范围内描述该增加。等距离信号强度的增加是指在施加应变后并在给定距离下进行测量并与施加应变之前在相同距离处测量的信号强度比较时，从电子通信发射(例如，对无源设备应答或对有源设备发送)的信号强度的增加，可通过将应变轮胎内的电子通信模块的等距离信号强度与具有相同部件并根据相同制造方法(即对照轮胎)制备但没有经受向轮胎施加应变而不磨损胎面的步骤的对照轮胎进行比较来确定。通过声明对照轮胎和测试轮胎具有相同的部件，不仅意味着在每个轮胎中存在相同类型的部件(例如，胎面、带束等)，而且还意味着它们相应的成分(构造材料)是相同的，并且它们是根据相同的制造方法制造的。然而，应当理解，在第二实施方案的某些实施方案中，当在施加应变之前和施加应变之后在轮胎之间进行比较时，对于同一轮胎，也将满足根据第二实施方案的工艺制造的轮胎中的等距离信号强度的增加。等距离信号强度的对比测量应在相同的温度(例如，约70华氏度)和湿度下进行。优选地，在距电子通信模块0.5米的距离处测量等距离信号强度的增加，其中每次测量使用相同的读取器进行。当然，应理解，与根据第二实施方案相比，也可在距电子通信模块的其他距离处经历等距离信号强度的类似增加。在第二实施方案的某些实施方案中，等距离信号强度的增加还使得读取范围增加至少10％或甚至至少20％(如下文进一步讨论的)。还如上所讨论的，本文所公开的第四实施方案是通过根据第二实施方案的方法制造的轮胎。本文对第二实施方案的方法(例如，所得轮胎的特性、位于轮胎中的电子通信模块的特性等)的任何讨论应被理解为尽可能充分地应用于第四实施方案的轮胎。
通过声明向轮胎施加应变而不周向接触胎面的外表面，这意味着在施加应变期间，不接触轮胎的外胎面表面的整个圆周的任何部分。通过避免与轮胎的胎面的外表面周向接触，避免了胎面的磨损。因此，第二实施方案的方法的实施方案(其中向轮胎施加应变而不周向接触胎面的外表面包括安装和拆卸轮胎)不包括：将轮胎安装在车辆上，随后在拆卸轮胎之前车辆进行操作(其中轮胎胎面接触道路表面，导致磨损)。类似地，第二实施方案的方法的实施方案(其中向轮胎施加应变而不周向接触胎面的外表面包括安装和拆卸轮胎)并不旨在包括将轮胎安装在测试鼓上，其中轮胎在被拆卸之前经受旋转和接触径向外胎面表面(由于此类过程将涉及周向接触轮胎胎面的外表面，从而导致磨损)。当然，短语“不周向接触胎面的外表面”并不意味着指的是接触胎面的整个圆周的一部分(或全部)的人工或人为方法，诸如仅在试图避免实施第二实施方案的方法时可以遵循的方法。
电子通信模块
如上所讨论的，第一实施方案和第二实施方案的方法整体涉及具有电子通信模块的轮胎。通常，电子通信模块将包括(包含)无线电设备。在第一实施方案和第二实施方案中的某些实施方案中，电子通信模块的外表面的至少一部分被橡胶组合物包围。
根据第一实施方案和第二实施方案，电子通信模块可位于轮胎的变化区域中。在第一实施方案和第二实施方案中的某些实施方案中，电子通信模块位于轮胎的侧壁中。通常，轮胎的侧壁可理解为具有内侧壁和外侧壁。在某些此类实施方案中，电子通信模块在侧壁的外侧壁上或在胎圈填料和侧壁之间与轮胎的胎圈填料部件接触。在第一实施方案和第二实施方案中的某些实施方案中，电子通信模块位于轮胎的侧壁中并与轮胎的胎圈填料部件接触。在第一实施方案和第二实施方案中的某些实施方案中中，电子通信模块位于轮胎的侧壁中，并且更具体地，位于侧壁的外侧壁上。在第一实施方案和第二实施方案中的某些实施方案中中，电子通信模块位于胎圈填料和侧壁之间的轮胎的侧壁中。在第一实施方案和第二实施方案中的某些实施方案中(其中电子通信模块位于轮胎的侧壁中)，橡胶补片用于将模块附接到侧壁。在第一实施方案和第二实施方案中的某些实施方案中中，电子通信模块位于轮胎的胎体中。通常，轮胎的胎体可理解为包括一个或多个主体帘片，每个主体帘片构成覆盖橡胶的帘线，并且橡胶覆盖物也称为主体隔离胶。因此，主体帘片包括帘线，并且橡胶的主体隔离胶覆盖帘线。在第一实施方案和第二实施方案中的某些实施方案中，电子通信模块位于轮胎的主体隔离胶中。在第一实施方案和第二实施方案中的某些实施方案中，满足以下中的至少一项：(a)电子通信模块位于轮胎的侧壁中；(b)电子通信模块位于轮胎的胎体中；或者(c)电子通信模块位于轮胎的主体隔离胶中；在某些此类实施方案中，满足(a)至(c)中的每一项。
在其中电子通信模块其外表面的至少一部分被橡胶组合物(“周围橡胶组合物”)包围的本文所公开的第一实施方案和第二实施方案中的那些实施方案中，橡胶组合物的介电常数可变化。在某些此类实施方案中，周围橡胶组合物在915MHz下的电容率小于7(例如，在915MHz下为7、6.5、6、5.5、5、4.5、4、3.5、3或2.5)，包括在915MHz下为2.5至7和2.5至5，并且在915MHz下损耗因子为0.005至0.5(例如在915MHz下为0.005、0.01、0.05、0.1、0.2、0.3、0.4或0.5)。除非相反说明，否则本文所述的周围橡胶组合物的电容率和损耗因子在固化或硫化后在组合物上测量。优选地，在使用橡胶组合物包围无线电设备的外表面的至少一部分之前，对橡胶组合物的样品进行周围橡胶组合物的电容率或损耗因子的测量。但是，如果要对其无线电设备外表面的至少一部分被已经橡胶组合物包围的电子通信设备进行测量，则可对未与无线电设备一起使用的相同橡胶组合物的样品进行测量，或对从无线电设备的外表面移除后的橡胶组合物样品进行测量。根据本文公开的第一实施方案和第二实施方案中的某些实施方案，周围橡胶组合物(当固化时)在915MHz下具有小于7的电容率，包括2.5至7、优选地为2.5至5。
根据本文公开的第一实施方案和第二实施方案，用于包围电子通信模块的外表面或电子通信模块的天线的外表面的任何橡胶组合物(“周围橡胶组合物”)的组分(成分)可变化。在第一实施方案和第二实施方案中的某些实施方案中，周围胶组合物包含100phr的至少一种二烯基弹性体和至少约35phr的炭黑(例如35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95或100phr)，其中炭黑的氮表面积不超过30m2/g，并且DBP吸收不超过60cm3/100g，并且橡胶组合物(固化时)在915MHz的介电常数小于7；关于此类橡胶组合物的更多细节可在美国专利申请序列号15/538,876中找到，该美国专利申请的全部公开内容通过引用并入本文。在第一实施方案和第二实施方案中的某些实施方案中，周围橡胶组合物包括100phr的至少一种二烯基弹性体，总共至少约25phr(例如25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95或100phr)的非补强填料，不超过约5phr(例如5、4、3、2、1或0phr)的炭黑和量为0至约70phr(例如0、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65或70phr)的二氧化硅填料，并且橡胶组合物(固化后)在915MHz下的介电常数小于7；关于此类橡胶组合物的更多细节可在美国专利申请序列号15/538,833中找到，其中将至少一种非增强填料讨论为包括石墨、粘土、二氧化钛、二氧化镁、氧化铝、淀粉、滑石、碳酸铝(Al2(CO3)2)、碳酸钙(CaCO3)、镁碳酸盐(MgCO3)、氧化钙、云母、氧化钙、氮化硼、氮化硅、氮化铝、硅酸钙(或碳化硅(Ca2SiO4等))或结晶铝硅酸盐，该申请的全部公开内容通过引用并入本文。在第一实施方案和第二实施方案中的某些实施方案中，橡胶组合物包含100phr的至少一种二烯基弹性体和约20phr至约130phr(例如20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、105、110、115、120、125或130phr)的研磨硫化橡胶；关于此类橡胶组合物的更多细节可在美国专利申请序列号15/538,787中找到，该美国专利申请的全部公开内容通过引用并入本文。
如上所讨论的，在第一实施方案和第二实施方案中的某些实施方案中，电子通信模块的外表面的至少一部分被橡胶组合物包围。在本文所公开的第一实施方案和第二实施方案中的某些实施方案中，电子通信模块的无线电设备具有天线，并且该天线的大部分外表面被橡胶组合物包围；在本文所公开的第一实施方案、第二实施方案和第三实施方案中的又一些其他实施方案中，电子通信设备的天线的外表面完全被橡胶组合物包围。在本文所公开的第一实施方案和第二实施方案中的某些实施方案中，电子通信模块的无线电设备的被橡胶组合物包围的外表面部分占至少10％、至少20％、至少30％、至少40％、至少50％、至少60％、至少70％、至少80％、至少90％、至少95％和100％；在此类实施方案中，前述可包括范围：10％至50％、10％至60％、10％至70％、10％至80％、10％至90％、10％至95％、10％至100％、20％至50％、20％至60％、20％至70％、20％至80％、20％至90％、20％至95％、20％至100％、30％至50％、30％至60％、30％至70％、30％至80％、30％至90％、30％至95％、30％至100％、40％至50％、40％至60％、40％至70％、40％至80％、40％至90％、40％至95％、40％至100％、50％至60％、50％至70％、50％至80％、50％至90％、50％至95％、50％至100％、60％至70％、60％至80％、60％至90％、60％至95％、60％至100％、70％至80％、70％至90％、70％至95％、70％至100％、80％至90％、80％至95％、80％至100％、90％至95％、90％至100％、以及95％至100％。在本文所公开的第一实施方案、第二实施方案和第三实施方案中的某些实施方案中，电子通信模块的无线电设备的大部分外表面被橡胶组合物包围。如本文所用，短语“大部分”是指大于50％，并且应被理解为涵盖至多100％。因此，根据第一实施方案和第二实施方案中的某些实施方案，无线电设备的外表面的51％至100％、51％至99％、51％至95％、51％至90％、51％至80％、51％至70％、51％至60％、60％至100％、60％至99％、60％至90％、60％至80％、60％至70％、70％至100％、70％至99％、70％至95％、70％至90％、70％至80％、80％至100％、80％至99％、80％至95％、80％至90％、90％至100％、90％至99％、或90％至95％被电子通信模块的橡胶组合物包围。在第一实施方案和第二实施方案中的某些实施方案中，电子通信模块的周围橡胶组合物与无线电设备的外表面直接接触。在第一实施方案和第二实施方案中的其他实施方案中，一种或多种涂层、膜或其他材料可形成设置在无线电设备的外表面与周围橡胶组合物之间的中间层。此类中间层可例如用作上浆和底漆来改善无线电设备的外表面与橡胶组合物之间的粘合性。
根据第一实施方案和第二实施方案，包围无线电设备的外表面的至少一部分的橡胶组合物的厚度可变化。在本文所公开的第一实施方案和第二实施方案中的某些实施方案中，橡胶组合物的厚度在无线电设备的外表面周围相对均匀。在本文所公开的第一实施方案和第二实施方案的其他实施方案中，橡胶组合物的厚度在无线电设备的外表面周围变化。在本文公开的第一实施方案和第二实施方案中的某些实施方案中，包围无线电设备的外表面的至少一部分的橡胶组合物的厚度为约0.5mm至约3mm(包括0.5mm至3mm)，包括约1mm至约3mm(包括1mm至3mm)。
无线电设备
根据本文所公开的第一实施方案和第二实施方案，电子通信模块包括无线电设备。该无线电设备包括本领域已知的能够存储信息(即数据)、传送信息，或既能储存信息又能与另一设备传送信息的任何适合的无线电设备。在第一实施方案和第二实施方案中的某些实施方案中，本文公开的无线电设备能够传输信息。无线电设备的信息传输可包括接收无线信号，以及利用通过改变无线电设备的天线的阻抗调制的信号将接收到的无线信号的一部分转发(通过反射)回到到读取器。一般来讲，此类无线电设备通过响应于被外部远程应答器(例如询问机式或读取机式应答器)发送的能量(例如电磁波)激活而进行转发，由此传输信息，因此被认为是无源设备。在第一实施方案和第二实施方案中的某些实施方案中，本文公开的无线电设备能够主动发送信息。此类无线电设备是有源设备，因为它可以主动发送信息。某些此类有源设备进行发送而不需要外部远程应答器对其进行任何激活(例如以周期性间隔)，并且其它此类有源设备响应于从外部远程应答器接收到的合适的激活来主动发送信息。在本文公开的第一实施方案和第二实施方案中的某些实施方案中，无线电设备通过根据当地法规允许的频率范围内的电磁无线电波来传输或发送信息。例如，在美国，该频率范围通常为约900MHz至约930MHz(包括900MHz至930MHz)(当前批准的频率范围为902MHz至928MHz，功率电平不超过36dbm)，在欧洲和亚洲的部分地区，该频率可稍微偏低，为约860MHz(包括860Mz)(欧洲的部分地区当前批准的频率范围为865.6至867.6MHz，功率电平不超过33dBm)。通常来讲，本文所讨论的无线电设备将被设计为在约860MHz至约960MHz(包括860MHz至960MHz)的频率范围内传输或发送信息。然而，在某些实施方案中，本文所讨论的无线电设备可被设计为在另一频率范围内传输或发送信息。与本文所公开的第一实施方案和第二实施方案的电子通信模块一起使用的合适的无线电设备的示例包括应答器(例如，接收信息并转发至少一部分已接收信息的设备)、发射器、接收器和反射器。一般来讲，该无线电设备被配置为将信息传输或发送到外部远程通信设备或从外部远程通信设备传输或接收信息，该外部远程通信设备本身可以是应答器、发射器、接收器或反射器，具体取决于与之通信的第一实施方案和第二实施方案的电子通信模块的无线电设备的功能(例如，如果远程通信设备是发射器，则电子通信模块的无线电设备是能够与从该发射器发射的电磁波相互作用的应答器、接收器或反射器)。如本文所用，术语“无线电设备”包括作为应答器、发射器、接收器或反射器操作所必需的任何和所有部件，例如，电路板、存储器、天线等。
可用于本文所公开的第一实施方案和第二实施方案中的某些实施方案的无线电设备的类型包括无线识别或跟踪设备，这些设备可包含与轮胎相关联的唯一标识信息，使得可用于与轮胎相关联的制造、配送、销售和使用活动中的一项或多项。使用活动的具体示例包括在轮胎使用过程中添加信息，诸如可在翻新期间添加信息。此类识别或跟踪设备的具体示例是无线射频识别设备，其更常见地被称为“RFID”设备。根据第一实施方案和第二实施方案中的某些实施方案，无线电设备是RFID设备。无线电设备的其它示例包括能够测量和/或存储与操作中的轮胎相关联的温度、压力或其它物理参数的无线监测设备。合适的无线电设备的其它示例包括具有识别和监测功能两者的无线电设备。
在第一实施方案和第二实施方案中的某些实施方案中：满足以下中的至少一项：(a)电子通信模块位于轮胎的侧壁中；(b)电子通信模块位于轮胎的胎体中；(c)电子通信模块位于轮胎的主体隔离胶中；(d)电子通信模块还包括具有10mm至150mm长度的天线；或者(e)电子通信模块其外表面的至少一部分被含橡胶的涂层包围。在某些此类实施方案中，满足(a)至(c)中的至少一个并且满足(d)和(d)两者。
天线
一般来讲，根据本文所公开的第一实施方案和第二实施方案，电子通信模块还包括(包含)天线。该天线的长度可变化。在第一实施方案和第二实施方案中的某些实施方案中，电子通信模块包括长度为10mm至150mm的天线(例如10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140或150mm)。在第一实施方案和第二实施方案中的某些实施方案中，天线的长度为25mm至100mm(例如，25、35、45、55、65、75、85、95或100mm)或长度为25至75mm(例如25、35、45、55、65或75mm)。
轮胎
如上所讨论的，本文所公开的第一实施方案和第二实施方案的方法涉及增加和/或改善轮胎内电子通信模块的读取范围。轮胎包括(包含)胎面、一个或多个带束、具有一个或多个主体帘片的胎体、两个胎圈和电子通信模块。在第一实施方案和第二实施方案中的某些实施方案中，轮胎可包括(包含)附加部件。
根据第一实施方案和第二实施方案，方法所涉及的轮胎的类型不受特别限制。在第一实施方案和第二实施方案中的某些实施方案中，轮胎为乘客或轻型卡车轮胎。在第一实施方案和第二实施方案中的某些实施方案中，轮胎为商业轮胎(例如，商业卡车或公共汽车)。在第一实施方案和第二实施方案中的某些实施方案中，轮胎是重载轮胎(例如，旨在用于矿山或建筑工地)。在第二实施方案和第三实施方案的某些实施方案中，轮胎是充气轮胎。在第一实施方案和第二实施方案中的某些实施方案中，固化轮胎是充气轮胎。根据第一实施方案和第二实施方案，轮胎的尺寸可变化，并且在某些实施方案中，可满足以下参数中的一个或多个：(a)轮胎的胎面宽度(从侧壁到侧壁)为185mm至1800mm(例如，185、195、205、215、225、235、245、255、265、275、285、295、305、315、325、335、345、355、365、375、385、395、405、415、425、435、445、455、500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300、1400、1500、1600、1700或1800mm)；(b)长宽比(基于侧壁高度)为35至100％(例如35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90.95或100％)；或(c)直径(与设计用于轮胎的车轮直径有关)为15至70英寸(例如15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69或70英寸)、15至30英寸、15至25英寸或15至63英寸或相应的mm，诸如约380至1800mm(例如，380、400、500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300、1400、1500、1600、1700或1800mm)、约380至800mm、约380至635mm或约380至1600mm。
实施例
以下实施例示出了本公开的实施方案中的具体和示例性的实施方案和/或特征。这些实施例仅为了说明的目的而提供，并且不应被解释为对本公开的限制。在不脱离本文所公开的实施方案的实质和范围的情况下，对这些具体实施例的多种变型是可能的。更具体地，可使用与以上具体实施方式中的公开内容一致的不同方法将应变施加至轮胎以增加读取范围和/或增加等距离信号强度。
制造了测量值为295/75R22.5的轮胎。轮胎是子午线轮胎，其宽度(从侧壁到侧壁测量)为295mm，长宽比(与侧壁高度相关)为75％，并设计用于直径为22.5英寸的车轮。轮胎包含嵌入侧壁和胎圈填料之间的电子通信模块。通过安装和拆卸轮胎将应变施加到轮胎。轮胎内电子通信模块的读取范围已被测量两次：首先在重型卡车轮胎拆装器上安装轮胎之前，然后在重型卡车轮胎拆装器上安装和拆卸轮胎之后。为了测量读取范围，使用ImpinjSpeedway Revolution品牌读取器(由华盛顿州西雅图的Impinj公司(Impinj，Inc.ofSeattle，Washington)制造)(测量在室内约70华氏度的室温下进行)，并且电子通信模块包括线性天线，具有27dBm的输出功率并且以905MHz至928MHz的频率操作。在安装轮胎之前，电子通信模块的读取范围被测量为1.3米，在安装和拆卸之后被测量为1.9米。因此，通过安装和拆卸轮胎施加应变使得读取范围增加了45％。
就在说明书或权利要求书中使用术语“包括”或“具有”而言，其旨在以类似于术语“包含”在权利要求书中用作过渡词时所理解的方式来具有包容性。此外，就采用术语“或”(例如，A或B)而言，其旨在表示“A或B或两者”。当申请人旨在指示“仅A或B但不是两者”时，则将采用术语“仅A或B但不是两者”。因此，本文中术语“或”的使用具有包容性，不具有排他性用途。参见Bryan A.Garner，A Dictionary of Modern Legal Usage 624(2d.Ed.1995)。此外，就在说明书和权利要求书中使用术语“在...中”或“到...中”而言，该术语旨在另外表示“在...上”或“到...上”。此外，就在说明书或权利要求书中使用术语“连接”而言，该术语旨在不仅表示“直接连接到”，而且也表示“间接连接到”，诸如通过另外的一个或多个部件进行连接。
虽然本申请已通过其实施方案的描述进行了说明，并且尽管已相当详细地对所述实施方案进行了描述，但申请人并非意图将所附权利要求书的范围约束为这样的细节或以任何方式限制为这样的细节。附加的优点和修改对于本领域的技术人员而言将是显而易见的。因此，在更广泛的方面，本申请并不限于所描述的具体细节和实施方案。因此，可以在不脱离申请人的总体发明构思的实质或范围的情况下偏离此类细节。
本申请公开了若干数值的范围限制，其支持所公开的数值范围内的任何范围，即使在说明书中没有逐字地陈述精确的范围限制，这是因为可以贯穿所公开的数值范围来实施所述实施方案。对于本文中基本上任何复数和/或单数术语的使用，本领域技术人员可以从复数形式转换为单数形式和/或从单数形式转换为复数形式，只要根据上下文和/或应用为合适的。为了清楚起见，可以在此明确阐述各种单数/复数排列。

Claims (13)

1.一种用于增加轮胎内的电子通信模块的读取范围的方法，所述方法包括：
提供轮胎，所述轮胎包括胎面、一个或多个带束、具有一个或多个主体帘片的胎体、两个胎圈和电子通信模块，所述电子通信模块包括无线电设备，以及
向所述轮胎施加应变而不磨损所述胎面，
其中施加应变导致所述读取范围距离增加至少20％，
其中向所述轮胎施加应变选自以下方式中的至少一个：
安装和拆卸所述轮胎，
在所述电子通信模块周围的位置处向所述轮胎施加外力，或者
侧向偏转所述轮胎。
2.一种用于改善轮胎内的电子通信模块的读取范围的方法，所述方法包括：
提供轮胎，所述轮胎包括具有外表面的胎面、一个或多个带束、具有一个或多个主体帘片的胎体、两个胎圈和电子通信模块，所述电子通信模块包括无线电设备，以及
向所述轮胎施加应变而不与所述胎面的所述外表面周向接触，
其中施加应变导致所述电子通信模块的等距离信号强度增加至少5％，
其中向所述轮胎施加应变选自以下方式中的至少一个：
安装和拆卸所述轮胎，
在所述电子通信模块周围的位置处向所述轮胎施加外力，或者
侧向偏转所述轮胎。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中施加应变包括安装和拆卸所述轮胎。
4.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中施加应变包括在所述电子通信模块周围的位置处向所述轮胎施加外力并且所述施加外力包括推动、拉动和/或使挠曲。
5.根据权利要求4所述的方法，所述方法还包括在施加外力之前固定至少一个胎圈。
6.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中施加应变包括侧向偏转所述轮胎并且所述侧向偏转包括向轮胎侧壁或胎圈施加推力和/或拉力。
7.根据权利要求4所述的方法，所述方法还包括在施加应变之前安装所述轮胎，然后拆卸应变轮胎。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述轮胎在施加应变之前被安装在可膨胀轮辋上。
9.根据权利要求6所述的方法，所述方法还包括在侧向偏转之前固定所述两个胎圈并在所述胎面的外部夹紧所述胎面。
10.根据权利要求1或权利要求2所述的方法，其中满足下列中的至少一项：
(a)所述电子通信模块位于所述轮胎的侧壁中；
(b)所述电子通信模块位于所述轮胎的所述胎体中；
(c)所述电子通信模块位于所述轮胎的所述主体隔离胶中；
(d)所述电子通信模块还包括长度为10mm至150mm的天线；或者
(e)所述电子通信模块的外表面的至少一部分被含橡胶的涂层包围。
11.根据权利要求10所述的方法，其中满足下列中的至少一项：
(a)所述电子通信模块位于所述轮胎的侧壁中；
(b)所述电子通信模块位于所述轮胎的所述胎体中；
(c)所述电子通信模块位于所述轮胎的所述主体隔离胶中，
并且还满足：
(d)所述电子通信模块还包括长度为10mm至150mm的天线；和
(e)所述电子通信模块的外表面的至少一部分被含橡胶的涂层包围。
12.根据权利要求5、7至9中任一项所述的方法，其中满足下列中的至少一项：
(a)所述电子通信模块位于所述轮胎的侧壁中；
(b)所述电子通信模块位于所述轮胎的所述胎体中；
(c)所述电子通信模块位于所述轮胎的所述主体隔离胶中；
(d)所述电子通信模块还包括长度为10mm至150mm的天线；或者
(e)所述电子通信模块的外表面的至少一部分被含橡胶的涂层包围。
13.根据权利要求12所述的方法，其中满足下列中的至少一个：
(a)所述电子通信模块位于所述轮胎的侧壁中；
(b)所述电子通信模块位于所述轮胎的所述胎体中；
(c)所述电子通信模块位于所述轮胎的所述主体隔离胶中，
并且还满足：
(d)所述电子通信模块还包括长度为10mm至150mm的天线；和
(e)所述电子通信模块的外表面的至少一部分被含橡胶的涂层包围。
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