TWM601695U

TWM601695U - 節能輪胎

Info

Publication number: TWM601695U
Application number: TW109208598U
Authority: TW
Inventors: 陳泰宏; 林文祥; 林元褎
Original assignee: 固滿德工業股份有限公司
Priority date: 2020-07-06
Filing date: 2020-07-06
Publication date: 2020-09-21

Abstract

本創作提供一種節能輪胎，其包含一胎體，其具有一胎面部，胎面部設有兩胎面端以及複數胎紋，兩胎面端分別設於胎面部之周緣兩側，胎紋設於兩胎面端間，且胎體具有橡膠以及一補強劑，補強劑包括氧化石墨烯以及碳黑，氧化石墨烯之氧含量為1至10%，且氧化石墨烯的含量為5重量份以下，提供降低輪胎滾動阻力之效能，達到節能省油的效果。

Description

節能輪胎

本創作係關於一種輪胎技術領域，尤指一種節能輪胎。

近年全球環保意識抬頭，許多國家漸漸重視傳統燃油機車排放廢氣的問題，而隨著電動機車的發展，國內積極推廣電動機車希望能減少交通運輸對石油的依賴，以達成改善廢氣汙染之目的。

對於輪胎相關業者來說，電動機車的整體重量大於傳統燃油機車，因此對於電動機車的專用輪胎在規格及性能更為要求，必須考量電動機車的驅動強度、耐磨性以及滾動阻力，以提高電動機車的續航力。

簡單來說，一般輪胎原料的開發通常係在天然橡膠或苯乙烯丁二烯橡膠等橡膠成分摻合碳黑以作為提升機械強度的效用，但是，傳統機車輪胎的性能無法承受電動機車的瞬間強大扭力，造成傳統機車輪胎容易產生磨耗而損壞，藉以降低電動機車行駛的安全性以及續航力。

本案之主要目的，在於解決習知輪胎性能無法承受電動機車的瞬間動力，進而產生降低電動機車續航力的問題，據以本創作提供一種節能輪胎，其藉由摻合特定含量的氧化石墨烯，能適當地提高抓地性能，並能同時降低滾動阻力以及提升電動機車行駛的續航力的效能。

為達到上述目的，本創作提供一種節能輪胎，其包含一胎體，其具有一胎面部，胎面部設有兩胎面端以及複數胎紋，兩胎面端分別設於胎面部之周緣兩側，胎紋設於兩胎面端間，且胎體具有橡膠以及一補強劑，補強劑包括氧化石墨烯以及碳黑，氧化石墨烯之氧含量為1至10%，且氧化石墨烯的含量為5重量份以下。

藉此，本創作胎體藉由氧化石墨烯的調配以減少碳黑的使用，並證實氧化石墨烯以及碳黑的含氧官能基團與橡膠的末端官能基進行偶聯，進而適當地提高抓地性能，並能同時降低滾動阻力以及提升電動機車行駛的續航力的效能。

而且，本創作胎體之胎面部能提供適合的接觸面積及排水性能，以達到安全行駛的功效。

請參閱圖1及圖2所示，本創作提供一種節能輪胎100，其包含：

一胎體10，胎體10具有一胎面部11，胎面部11設有兩胎面端111以及複數胎紋112，兩胎面端111分別設於胎面部11之周緣兩側，胎紋112設於兩胎面端111間，在一較佳實施例中，胎面部11設有一輪廓中心線113，輪廓中心線113位於兩胎面端111間並圍繞胎體10之軸心，且輪廓中心線113處不具有胎紋112，藉以提供適合的接觸面積及排水性能。

此外，胎體10具有橡膠以及一補強劑，補強劑包括氧化石墨烯以及碳黑，氧化石墨烯之氧含量為1至10%，且氧化石墨烯的含量為5重量份以下；在一較佳實施例中，氧化石墨烯之氧含量為3至5%，氧化石墨烯的含量範圍為1至3重量份，碳黑的含量範圍為30至50重量份，橡膠的含量為100重量份。

值得說明，石墨烯的氧化能提高比表面積，以達到最大暴露模式，本創作氧化石墨烯的表面仍能保有至少3%氧含量，增加氧化石墨烯之官能基與橡膠偶聯的效果，本創作氧化石墨烯依據氮氣吸附法(BET)測得比表面積相較於碳黑具有高補強性能，進而提升硫化後橡膠的拉力強度及拉伸模量，而且，氧化石墨烯能減少碳黑的使用量，提升輪胎耐磨性、抓地力，進而增進輪胎的安全性及使用壽命，並能同時降低輪胎的滾動阻力以節省電動機車能源消耗，達到節能減碳的目的。

但若氧化石墨烯的表面氧含量大於10%時，氧化石墨烯無法提供橡膠的補強效果；若氧化石墨烯的表面氧含量小於1%時，會影響氧化石墨烯與橡膠的結合效率。

碳黑的用量變化主要是調節硬度及胎面擠出加工性，若碳黑使用過量時，則降低胎面擠出尺寸變化，使得輪胎容易發熱而降低輪胎的安全性，其中，本創作橡膠組合物係用於調配成電動機車輪胎之配方，藉以碳黑係為N330碳黑，但不限於此，在一些實施例中，橡膠組合物亦能調配成汽車輪胎；此外，在一較佳實施例中，補強劑更包括無機物，無機物的含量範圍為0至20重量份。

橡膠的用量變化主要係調節胎面的抓地力以及發熱性，其中，橡膠可為天然橡膠(NR)、聚丁二烯橡膠(BR)、溶聚丁苯橡膠(S-SBR)及三元乙丙橡膠(EPDM)所組成之群組。

在一較佳實施例中，橡膠組合物更包含有機金屬觸媒、防老劑、表面改質劑以及軟化油。

有機金屬觸媒係為釹(neodymium)觸媒，釹(neodymium)觸媒能提高橡膠中溶聚丁苯橡膠(S-SBR)的線性度以及順式含量，使橡膠具有半補強性能，進而增進輪胎胎面的耐磨性。

防老劑可為酮-胺類、對苯二胺類、取代酚及微晶蠟所組成之群組，且防老劑的含量範圍為2至20重量份，其中，防老劑能避免輪胎的胎面產生裂痕，提高輪胎的安全性。

表面改質劑可為四氯化矽及四氯化錫，表面改質劑的含量範圍為10至50重量份，其中，表面改質劑能對橡膠中溶聚丁苯橡膠(S-SBR)的末端官能基進行改質，增加橡膠對氧化石墨烯的親和性，以使橡膠與氧化石墨烯能均質的混合，進而增進氧化石墨烯對橡膠的補強性及分散性，提供增加摩擦係數以達到具有優良耐磨性及抓地力的效用，並能同時降低滾動阻力以達成節省電動機車能源消耗的功效。

軟化油為芳香烴油，軟化油的含量範圍為5至20重量份，其中，軟化油主要功能是調節橡膠組合物的硬度，且改變軟化油的配方與比例可使得混煉過程隨著溫度上升而有更好的揉捻效果；進一步說明，本創作軟化油具分子內聚力、抗老化及熱安定性，流動性佳，室溫低於攝氏20度，不需加熱、保溫，便能提供良好的流動作業性，而且，烷化反應完全不含多環芳香烴(Polycyclic aromatic hydrocarbons)成分，符合國際PAHs環保規範。

藉此，本創作具有下列功效：

1.本創作胎體10藉由氧化石墨烯的調配以減少碳黑的使用，並證實氧化石墨烯以及碳黑的含氧官能基團與橡膠的末端官能基進行偶聯，進而適當地提高抓地性能，並能同時降低滾動阻力以及提升電動機車行駛的續航力的效能。

2.本創作胎體10之胎面部11能提供適合的接觸面積及排水性能，以達到安全行駛的功效。

本創作已以數個實施例揭露如上，然其並非用以限定本創作，在本創作所屬技術領域中任何具有通常知識者，在不脫離本創作之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾，因此本創作之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

100:節能輪胎 10:胎體 11:胎面部 111:胎面端 112:胎紋 113:輪廓中心線

圖1係為本創作實施例節能輪胎之立體示意圖。圖2係為本創作實施例節能輪胎之正面示意圖。

100:節能輪胎

10:胎體

11:胎面部

111:胎面端

112:胎紋

Claims

一種節能輪胎，其包含：一胎體，其具有一胎面部，該胎面部設有兩胎面端以及複數胎紋，該兩胎面端分別設於該胎面部之周緣兩側，所述胎紋設於該兩胎面端間，且該胎體具有橡膠以及一補強劑，該補強劑包括氧化石墨烯以及碳黑，氧化石墨烯之氧含量為1至10%，且氧化石墨烯的含量為5重量份以下。
如請求項1所述之節能輪胎，其中，該胎面部設有一輪廓中心線，該輪廓中心線位於該兩胎面端間並圍繞該胎體之軸心，且該輪廓中心線處不具有所述胎紋。
如請求項1所述之節能輪胎，其中，氧化石墨烯之氧含量為3至5%，氧化石墨烯的含量範圍為1至3重量份，碳黑的含量範圍為30至50重量份，橡膠的含量為100重量份。
如請求項3所述之節能輪胎，其中，該胎體更具有防老劑、有機金屬觸媒、表面改質劑以及軟化油，其中，防老劑的含量範圍為2至10重量份，表面改質劑的含量範圍為10至50重量份，軟化油的含量範圍為5至20重量份。
如請求項4所述之節能輪胎，其中，有機金屬觸媒為釹觸媒，防老劑選自於由酮-胺類、對苯二胺類、取代酚及微晶蠟所組成之群組，表面改質劑為四氯化矽及四氯化錫，軟化油為芳香烴油。