CN112976957A - 根据外部环境变色的轮胎 - Google Patents

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Abstract

本发明作为一种包含可以根据温度和/或光线发生变色的混合颜料的轮胎，涉及一种在上述轮胎的胎面(Tread)部、胎侧(Sidewall)部以及轮辐(Spoke)部中的一个以上包括配备有上述混合颜料的变色部且上述混合颜料包含从由温度感应颜料、光线感应颜料以及蓄光颜料构成的组中选择的2种以上的轮胎。

Description

根据外部环境变色的轮胎
技术领域
本发明涉及一种根据外部环境变色的轮胎，尤其涉及一种通过在轮胎的胎面(Tread)部、胎侧(Sidewall)部以及轮辐(Spoke)部中的一个以上包括配备混合颜料的变色部而可以轻易地对轮胎进行管理的根据外部环境变色的轮胎。
背景技术
利用橡胶类原材料制成的轮胎可能会因为在与路面的反复摩擦的过程中产生的热量以及外部的光线等而导致损伤以及劣化。因为轮胎是容易吸收光线的颜色，因此具有对热量和紫外线更加脆弱的问题。
当劣化、损伤的轮胎在行驶过程中发生破损时会成为诱发安全事故的原因，而为了防止安全事故的发生，事先对轮胎的状态进行确认并及时对轮胎进行更换是非常重要的安全事故预防措施。
此外，在对正在使用的轮胎之外的其他轮胎进行管理时，如果在低温条件下进行管理则很容易在轮胎上形成裂纹，而在高温条件下进行管理时又很可能会造成轮胎的变色以及变形并导致轮胎寿命的缩短，因此必须在较佳的管理环境下对轮胎进行管理。
为了解决如上所述的问题，开发出了配备有根据轮胎表面温度变化的指示部的产品，但是可以通过对温度以及光线进行检测而实时地对轮胎的各种状态信息给出提示的技术发展却并不乐观。
因为一般的充气轮胎(Pneumatic tire)采用黑色的单一颜色，因此与适用轮胎的汽车等的主体相比很难塑造出美感，而且在满足轮胎橡胶的基本物性并维持轮胎性能的同时对轮胎做出改变颜色等变形并不简单。
此外，最近作为利用单一原材料的环保型轮胎，开发出了非充气轮胎(Non-pneumatic tire)。随着将充气轮胎中通过填充空气而承载荷重并吸收冲击的部分改成名为轮辐(Spoke)的结构性支撑体，可以使用橡胶之外的如聚氨酯等聚合物类的多种原材料，从而可以为轮胎赋予各种颜色。
而且，即使是在利用各种原材料制成的非充气轮胎中，也有可能因为外部的温度或光线发生变形或劣化，从而可能会在行驶过程中诱发严重的事故，因此需要研发出可以持续性地对非充气轮胎的状态进行确认的技术。
因此，随着逐渐多样化的使用者的需求以及为了将颜色所带来的多种视觉效果适用于轮胎，急需开发出一种可以实现不同颜色轮胎的技术。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可以通过从外部利用肉眼观察轮胎的颜色变化而对如温度以及光线等可能会诱发轮胎使用寿命的缩短或异常状态的外部环境变化进行认知，从而可以方便地对轮胎进行管理并提前预防因为轮胎的损伤或劣化而导致的安全事故的轮胎。
本发明的另一目的在于提供一种可以通过颜色辨识性轻易地了解轮胎的状态，从而使得消费者可以轻易地对轮胎进行管理并借此提升轮胎使用寿命的轮胎。
本发明的又一目的在于提供一种可以通过轮胎的颜色变化为消费者带来视觉享受的轮胎。
本发明作为一种包含可以根据温度和/或光线发生变色的混合颜料的轮胎，提供一种在上述轮胎的胎面(tread)部、胎侧(Sidewall)部以及轮辐(Spoke)部中的一个以上包括配备有上述混合颜料的变色部且上述混合颜料包含从由温度感应颜料、光线感应颜料以及蓄光颜料构成的组中选择的2种以上的轮胎。
在适用本发明的一实施例中，上述混合颜料包含从由温度感应颜料、光线感应颜料以及蓄光颜料构成的组中选择的第1颜料以及第2颜料，上述第1颜料以及上述第2颜料的变色颜色不同，以上述混合颜料的整体重量为基准，上述第1颜料的含量为25至75重量％，上述第2颜料的含量为25至75重量％。
在适用本发明的一实施例中，上述混合颜料包含从由温度感应颜料、紫外线感应颜料以及蓄光颜料构成的组中选择的第1颜料和第2颜料以及第3颜料，上述第1颜料至上述第3颜料的变色颜色不同，以上述混合颜料的整体重量为基准，上述第1颜料的含量为25至45重量％，上述第2颜料的含量为25至45重量％，上述第3颜料的含量为25至45重量％。
较佳地，第1颜料至第3颜料的含量为27至42重量％，且第1颜料至第3颜料的总和达到100重量％。
在适用本发明的一实施例中，上述变色部还包含轮胎用橡胶组合物，上述变色部可以包含于上述胎面部、上述胎侧部以及上述轮辐部中的一个以上的主体中的整体或一部分。
在上述适用本发明的一实施例中，上述混合颜料可以以上述变色部的整体重量为基准包含1.0至5.0重量％。
在适用本发明的一实施例中，上述变色部是在上述胎面部、上述胎侧部以及上述轮辐部中的任一个的表面形成，上述变色部是通过涂布包含上述混合颜料的油墨组合物的方式形成。
在适用本发明的一实施例中，上述变色部是在上述胎面部、上述胎侧部以及上述轮辐部中的一个以上的表面形成，上述变色部是通过粘贴从由包含上述混合颜料的贴纸、薄膜、片材以及胶带构成的组中选择的某一个的方式形成。
本发明可以通过从外部利用肉眼观察轮胎的颜色变化而对如温度以及光线等可能会诱发轮胎使用寿命的缩短或异常状态的外部环境变化进行认知，从而可以方便地对轮胎进行管理并提前预防因为轮胎的损伤或劣化而导致的安全事故。
此外，本发明可以通过根据外部环境变化的变色轻易地了解轮胎的状态，从而使得消费者可以轻易地对轮胎进行管理并借此提升轮胎使用寿命。
此外，本发明可以通过轮胎的颜色变化为消费者带来视觉享受。
附图说明
图1是对以利用温度感应颜料：紫外线感应颜料：蓄光颜料的混合比例为30∶35∶35(重量％)的混合颜料制作出的贴纸试片为对象执行的根据温度、紫外线、光线变化的试验结果进行图示的模式图。
图2是对适用本发明之一实施例的根据轮胎外部温度变化的颜色变化进行图示的模式图。
图3是对适用本发明之另一实施例的根据轮胎外部光线变化的颜色变化进行图示的模式图。
具体实施方式
接下来，为了便于具有本发明所属技术领域之一般知识的人员轻易地实施本发明，将对本发明的各构成进行更为详细的说明，但是下述内容只是一个示例，本发明的权利要求范围并不因此而受到限定。
适用本发明的根据外部环境变色的轮胎，包含根据温度和/或光线发生变色的混合颜料，在上述轮胎的胎面(Tread)部、胎侧(Sidewall)部以及轮辐(Spoke)部中的一个以上包括配备有上述混合颜料的变色部且上述混合颜料包含从由温度感应颜料、光线感应颜料以及蓄光颜料构成的组中选择的2种以上的轮胎。
本发明为了可以通过对影响轮胎的损伤以及劣化的重要因素即温度、光线进行检测并发生变色而实时地向使用者提供轮胎的状态信息，包含可以根据温度以及光线发生变色的混合颜料。
上述混合原料包含从由温度感应原料、光线感应原料以及蓄光原料构成的组中选择的2种以上，从而可以利用肉眼对外部环境的温度和/或光线变化进行认知。
具体来讲，上述温度感应颜料只要是可以根据温度变化发生变色就可以不受特殊限制地自由使用。更具体来讲，可以使用在因为暴露于特定温度下而发生变色之后不会再次发生变色即维持颜色的非可逆性(Irreversible)温度感应颜料，也可以使用在因为暴露于特定温度下而发生变色之后还可以根据温度变化再次发生变色的可逆性(Reversible)温度感应颜料。
较佳地，为了通过对低温以及高温的温度变化同时进行检测而在轮胎的使用过程以及轮胎的保管过程中提供轮胎的状态信息，可以使用可逆性温度感应颜料。
上述温度感应颜料分别在各个颜料的规定温度下发生变色，在本发明中，只要上述温度感应颜料的变色温度在-10至0℃的范围之内就可以不受特殊限制地自由使用。
在低温条件下轮胎很可能会发生裂纹，而在高温条件下可能会发生如轮胎变色、变形或轮胎爆裂等问题。根据需要，也可以使用对在不同的温度下发生变色的温度感应颜料进行混合的混合物。
当在高于或低于上述温度感应颜料的变色温度范围的温度下发生变色时，具有因为远高于或远低于轮胎开始发生损伤的温度范围而难以有效防止轮胎变性的问题，因此考虑到通过轮胎的变色提供轮胎状态信息的目的以及制造轮胎时的经济性，使用变色温度在上述范围内的温度感应颜料为宜。
较佳地，可以包含从由变色温度在-5至20℃的范围内的低温感应颜料、变色温度在20至30℃的范围内的常温感应颜料以及变色温度在30至50℃的范围内的高温感应颜料构成的组中选择的一种以上。
上述低温感应颜料的变色温度在-5至20℃的范围内，因此可以在轮胎的外部环境转换成低温时通过变色而检测出温度。上述常温感应颜料的变色温度当在20至30℃的范围内，可以在常温下维持变色的状态并在外部环境转换成低温或高温时通过转换成原来的颜色或转换成其他颜色而检测出温度。但是，在如上所述的情况下，使用可逆性温度感应颜料为宜。此外，上述高温感应颜料的变色温度在30至50℃的范围内，因此可以在外部环境转换成高温时通过变色而对其进行检测。
上述光线感应燃料是根据光线的强度或光线的波长发生变色的颜料，具体是指根据如紫外线、可见光线以及紫外线等光线发生变色的颜料，在本发明中，较佳地采用可以通过感应紫外线而发生变色的紫外线感应颜料为宜。
借此，可以轻易地利用肉眼对当太阳光线照射到地面时导致轮胎损伤的主要因素即紫外线进行检测，以便于对轮胎进行管理。
上述光线感应颜料与如上所述的温度感应颜料相同，可以使用可逆性以及非可逆性光线感应颜料，较佳地使用可逆性光线感应原料为宜。
上述蓄光(Luminescence)颜料是在黑暗环境下发光的颜料，是指通常被称之为夜光颜料的颜料。即，并不是对光线进行感应，而是在暴露于光线下时对能量进行吸收以及存储并在黑暗的环境下发光。本发明可以通过包含如上所述的蓄光颜料而利用肉眼对光线较弱或无光的环境进行认知。
本发明可以通过包含如上所述的混合颜料而利用肉眼对根据温度变化或光线变化的轮胎变色进行确认，从而实时地向使用者提供与轮胎的外部环境相关的信息，借此，可以提前认知到轮胎的损伤或功能的下降并对安全事故的发生进行预防。
此外，可以实时地利用肉眼对轮胎的外部环境信息进行认知，从而轻易地将轮胎保管在适当的温度以及光线环境下。
在适用本发明的一实施例中，上述混合颜料包含从由温度感应颜料、光线感应颜料以及蓄光颜料构成的组中选择的第1颜料以及第2颜料，以上述混合颜料的整体重量为基准，上述第1颜料以及上述第2颜料的含量分别为25至75重量％。
上述第1颜料以及第2颜料是指不同类型的颜料，通过包含互不相同的两种类型的颜料，可以根据轮胎的变色提供更加多样化的外部环境变化信息。尤其是，在如上所述的情况下，第1颜料与第2颜料发生变色之后的颜色互不相同为宜。这是为了防止变色之后的颜色所指示的信息发生混淆。
当所添加的含量少于上述含量时，会导致混合颜料的变色不充分的问题，而当所添加的含量超过上述含量时，会因为与显色能力相比的颜料添加量过多而导致轮胎的制造效率下降的问题。
本发明尤其是可以在利用根据不同的环境发生变色的第1颜料以及第2颜料构成一个变色部的同时确保发生变色时的优秀的显色能力，以便于使用者利用肉眼同时对不同因素的外部环境变化进行认知。
此外，在适用本发明的另一实施例中，上述混合颜料可以同时包含温度感应颜料、光线感应颜料以及蓄光颜料。互不相同的三种颜料可以被称之为第1颜料、第2颜料以及第3颜料，以上述混合颜料的整体重量为基准，上述第1颜料至第3颜料的含量分别为25至45％。
与混合颜料包含第1颜料以及第2颜料的情况相同，通过包含互不相同的三种颜料，可以根据轮胎的变色提供更加多样化的外部环境变化信息。如上所述，为了防止各个信息之间发生混淆，三种颜料发生变色之后的颜色互不相同为宜。
当所添加的含量少于上述含量时，会导致混合颜料的变色不充分的问题，而当所添加的含量超过上述含量时，会因为其他颜料的含量过少而导致其他颜料显色时的显色能力下降的问题。
如上所述，通过同时包含一定含量的温度感应颜料、光线感应颜料以及蓄光颜料，可以有效地利用肉眼对温度变化以及光线变化进行认知。
因为本发明的目的在于通过使得使用者可以实时地利用肉眼认知到轮胎的外部环境变化或轮胎的状态信息而便于对轮胎进行保管以及管理，因此为了便于使用者可以利用肉眼直接对变色进行确认，在轮胎的胎面(Tread)部、胎侧(Sidewall)部以及轮辐(Spoke)部中的一个以上包括配备有上述混合颜料的变色部。
上述变色部可以构成胎面部、胎侧部以及轮辐部中的一个以上的主体中的整体或一部分，可以在其表面形成。
上述胎面部作为与路面发生接触的部分，是利用较厚的橡胶层构成，而上述胎侧部则是轮胎的侧面部分，上述两个部分都是可以在轮胎的外部观察到的部分。上述轮辐部是在非充气轮胎中对在路面上发生的冲击进行吸收的部分。
适用本发明的上述变色部除了上述混合颜料之外还包含轮胎用橡胶组合物，在如上所述的情况下，上述变色部可以包含于胎面部、胎侧部以及轮辐部中的一个以上的主体中的整体或一部分。
当上述变色部还包含轮胎用橡胶组合物时，以上述变色部的整体重量为基准，上述混合颜料的含量为1.0至5.0重量％。
当所添加的含量少于上述含量时，会因为根据外部环境变化的变色部发生变色时的显色能力下降而导致无法正常显色的问题，而当所添加的含量超过上述含量时，会导致适用于胎面部或胎侧部中的包含上述混合颜料的橡胶组合物的物性变化(尤其是混合物的刚性下降)或在轮辐中使用的材料物性的下降，因此以上述含量添加可以确保呈现出所需要的性能。
此外，当在胎面部、胎侧部以及轮辐部中的一个以上的表面形成变色部时，可以通过将包含上述混合颜料的油墨组合物涂布到轮胎表面或粘贴包含混合颜料的贴纸、薄膜、片材以及胶带等的方式形成变色部。
当采用如上所述的利用油墨组合物的方法时，只要是可以对包含上述混合颜料的油墨组合物进行涂布的方式就可以不受限制地适用于任何物性的组合物，而且也可以使用各种涂布方法。
当采用如上所述的粘贴粘接性材料的方法时，可以在制造出包含上述混合颜料的贴纸、薄膜、片材以及胶带等之后将其粘贴到胎面部、胎侧部以及轮辐部中的一个以上。此时，可以采用直接使上述材料具有粘接性的方法，也可以采用在粘贴到轮胎之前涂布粘接剂并进行粘贴的方法等，即，可以不受限制地使用任何可以在表面粘贴变色部的方法。
如上所述，当变色部形成于胎面部、胎侧部以及轮辐部中的一个以上的表面时，为了辅助变色部的显色而可以使用显色辅助剂。显色辅助剂是由如氧化钛(TiO2)、氧化锌(ZnO)、碳酸钙(CaCO3)等白色颜料构成，可以通过涂布在变色部的下侧面而起到提升变色部的颜色辨识性的作用。
此外，适用本发明的轮胎可以同时适用于充气轮胎以及非充气轮胎，具体来讲，根据其用途可以是汽车用轮胎、赛车用轮胎、飞机轮胎、农用机械轮胎、越野(Off-the-road)轮胎、卡车轮胎或公共汽车轮胎等。此外，上述轮胎可以是子午线(Radial)轮胎或斜交(bias)轮胎。接下来，为了便于具有本发明所属技术领域之一般知识的人员轻易地实施本发明，将对本发明的实施例进行更为详细的说明，但是下述内容只是一个示例，本发明的权利要求范围并不因此而受到限定。
制造例
利用温度感应颜料(X1，Thermochromic Pigment，变色温度：10℃、40℃，变色颜色：蓝色(低温)、红色(高温))、紫外线感应颜料(X2，D-S Photochromic Pigment，变色颜色：黄色)以及蓄光颜料(X3，Luminescent Pigment，变色颜色：绿色)按照下述表1至表5制造出混合颜料，并利用所制造的颜料制造出贴纸。
试验例1：单一因子变色确认试验
将所制造出的贴纸粘贴到轮胎上，然后为不同的试片施加温度变化(常温→10℃→40℃)、紫外线照射(红外线照射→紫外线照射)以及光线变化(点灯之后熄灯)，并利用肉眼对其颜色变化进行观察，其结果如下述表1所示。
【表1】
Figure BDA0002807202000000131
(O：良好，Δ：较弱，X：无反应)
试验例2：复合因子变色确认试验
在与试验例1相同的条件下，为各个试片依次施加温度变化、紫外线照射、光变化中的两种以上，并利用肉眼对其颜色变化进行观察，其结果如下述表2至表5所示。
【表2】
Figure BDA0002807202000000141
(O：良好，Δ：较弱，X：无反应)
【表3】
Figure BDA0002807202000000142
Figure BDA0002807202000000151
(O：良好，Δ：较弱，X：无反应)
【表4】
Figure BDA0002807202000000152
(O：良好，Δ：较弱，X：无反应)
【表5】
Figure BDA0002807202000000153
Figure BDA0002807202000000161
(O：良好，Δ：较弱，X：无反应)
参阅上述表1，可以对各个变色因子的变色与否进行确认。将其作为各试验例2的对照组，对其颜色变化进行了确认。
参阅图2至表4，在对X1至X3中的两种进行混合的混合颜料中，当个别颜料的含量为30重量％以上时，即使是较弱的反应水准也可以对其变色进行确认。借此可以确认，在如本实施例的具有不同变色颜色的情况下，即使是只有轻微的变色也可以利用肉眼识别出诱发变色的银子。
参阅表5，当个别颜料的含量为30重量％以上时，对温度、紫外线以及光线都可以呈现出变色反应，因此使用者可以通过利用肉眼确认颜色变化而对更加多样化的外部环境信息进行认知。
接下来，将以附图为基础对适用本发明的轮胎进行更为详细的说明。但是，下述内容只是用于帮助理解本发明的一实施例，本发明的权利要求范围并不因此而受到限定。
图1是对以利用温度感应颜料：紫外线感应颜料：蓄光颜料的混合比例为30∶35∶35(重量％)的混合颜料制作出的贴纸试片为对象执行的根据温度、紫外线、光线变化的试验结果进行图示的模式图。
参阅图1，在涂布混合颜料的状态下，能够呈现出与涂布混合颜料的基材的下侧面相同的颜色，或者呈现出根据需要任意添加的颜料的颜色。
在图1中为了便于对变色进行确认，在白色基材的表面涂布颜料进行了试验。
在将周边温度(贴纸的温度)设定为10℃以下的低于常温(25℃)的较低温度时变色为蓝色，而在将周边温度(贴纸的温度)设定为40℃以上的较高温度时变色为红色。
图2是对适用本发明之一实施例的根据轮胎外部温度变化的颜色变化进行图示的模式图。
参阅图2，通过将在图1中进行的根据外部环境变化的变色效果直接适用于轮胎而对根据温度变化的变色与否进行了确认。
具体来讲，常温(25℃)下的轮胎与图1中确认的结果相同，可以维持所追加的颜料或基材颜色的显色状态。当外部的温度即轮胎的温度上升至50℃左右时，变色部的颜色将转换成黄色。
借此，可以通过轮胎的颜色变化直接对轮胎周边温度的变化进行识别。
图3是对适用本发明之另一实施例的根据轮胎外部光线(暗度)变化的颜色变化进行图示的模式图。
参阅图3，通过将在图1中进行的根据外部环境变化的变色效果直接适用于轮胎而对根据外部亮度变化的变色与否进行了确认。
具体来讲，在室内的明亮条件下，可以维持所追加的颜料或基材颜色的显色状态。当外部的环境转换成黑暗的条件时，变色部的颜色将转换成夜光草绿色。
借此，可以通过轮胎的颜色变化直接对轮胎周边光线的变化进行识别。
参阅图2以及图3，通过停车状态的轮胎以及在汽车行驶过程中高速旋转的轮胎上根据变色部的旋转形成的环形形态，可以对变色与否(温度变化)进行确认。
其中，如上所述的变色时的颜色会根据温度感应颜料、紫外线感应颜料以及光线感应颜料的类型而发生变化，因此在将适用于本发明的轮胎时，只要是可以根据外部变化发生变色，就可以不受限制地使用任意的变色颜色。

Claims (8)

1.一种轮胎，其特征在于：
作为包含根据温度和/或光线发生变色的混合颜料的轮胎，
在上述轮胎的胎面(Tread)部、胎侧(Sidewall)部以及轮辐(Spoke)部中的一个以上包括配备有上述混合颜料的变色部，
且上述混合颜料包含从由温度感应颜料、光线感应颜料以及蓄光颜料构成的组中选择的2种以上。
2.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于：
上述混合颜料包含从由温度感应颜料、光线感应颜料以及蓄光颜料构成的组中选择的第1颜料以及第2颜料，
上述第1颜料以及上述第2颜料的变色颜色不同，
以上述混合颜料的整体重量为基准，上述第1颜料的含量为25至75重量％，上述第2颜料的含量为25至75重量％。
3.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于：
上述混合颜料包含从由温度感应颜料、光线感应颜料以及蓄光颜料构成的组中选择的第1颜料和第2颜料以及第3颜料，
上述第1颜料、第2颜料和第3颜料的变色颜色不同，
以上述混合颜料的整体重量为基准，上述第1颜料的含量为25至45重量％，上述第2颜料的含量为25至45重量％，上述第3颜料的含量为25至45重量％。
4.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于：
上述变色部还包含轮胎用橡胶组合物，
上述变色部包含于上述胎面部、上述胎侧部以及上述轮辐部中的一个以上的主体中的整体或一部分。
5.根据权利要求4所述的轮胎，其特征在于：
上述混合颜料以上述变色部的整体重量为基准包含1.0至5.0重量％。
6.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于：
上述变色部是在上述胎面部、上述胎侧部以及上述轮辐部中的一个以上的表面形成，
上述变色部是通过涂布包含上述混合颜料的油墨组合物的方式形成。
7.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于：
上述变色部是在上述胎面部、上述胎侧部以及上述轮辐部中的一个以上的表面形成，
上述变色部是通过粘贴从由包含上述混合颜料的贴纸、薄膜、片材以及胶带构成的组中选择的某一个的方式形成。
8.根据权利要求1所述的轮胎，其特征在于：
上述轮胎是从由充气轮胎(Pneumatic tire)以及非充气轮胎(Non-pneumatic tire)构成的组中选择的任一个。
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