用于安裝于輪胎中的電子組件的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種用于安裝于輪胎中的電子組件。所述組件包括電子器件(12)，所述電子器件(12)設(shè)置有電子構(gòu)件(16)和附接至所述電子構(gòu)件(16)的基板(18)的至少一個(gè)天線(14)。所述天線(14)包括相對(duì)于所述基板(18)自由的部分(26)，所述部分(26)鄰近用于將所述天線(14)附接至所述基板(20)的部分(24)。所述組件包括過(guò)渡層，所述過(guò)渡層包括組合物，并至少在所述自由部分(26)與用于附接所述天線(14)的部分(24)之間的接合部(28)涂布，所述組合物包含每100重量份彈性體9至13份的硫。
【專(zhuān)利說(shuō)明】用于安裝于輪胎中的電子組件
[0001]本發(fā)明涉及輪胎領(lǐng)域，更特別地涉及用于安裝于輪胎中的電子器件的領(lǐng)域。本發(fā)明可應(yīng)用于任何類(lèi)型的輪胎。
[0002]包括電子器件的輪胎在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的。電子器件包括電子構(gòu)件和天線，所述電子構(gòu)件包括固定于支撐件上的電子芯片，所述天線包括置于所述電子構(gòu)件的每一側(cè)上，并焊接至所述支撐件的兩個(gè)分支，以在每個(gè)分支與支撐件之間提供機(jī)械和電氣連接。每個(gè)分支包括相對(duì)于支撐件自由的部件，所述部件連接至用于將分支固定至支撐件的部件。電子器件與輪胎形成一體，并在此情況中嵌入橡膠中。
[0003]所述天線具有螺旋形狀，其硬度使得其隨使用中的輪胎橡膠的變形(即在滾動(dòng)時(shí))而變形。在另一方面，所述電子構(gòu)件具有總體平行六面體形狀和比與所述電子器件相鄰的橡膠的硬度大很多的硬度，使得其不隨相鄰橡膠的變形而變形。
[0004]由于天線與電子構(gòu)件之間的變形差異，因此自由部件和固定部件之間的接合部在由使用中的輪胎的變形所導(dǎo)致的應(yīng)力的作用下會(huì)顯示出增加的斷裂風(fēng)險(xiǎn)。
[0005]第一種解決方法是在接合部與相鄰橡膠之間產(chǎn)生彈性模量梯度，以降低變形之間的差異并消除接合部斷裂的風(fēng)險(xiǎn)。因此電子器件會(huì)涂布多個(gè)層，每一層具有不同的彈性模量。然而，該解決方法導(dǎo)致相對(duì)較高的成本、不同層彼此粘附的問(wèn)題，以及不同層的材料的相容性問(wèn)題。
[0006]第二種解決方法是消除每個(gè)分支與支撐件的焊接固定，并用電容型固定(即在天線與支撐件之間無(wú)電流接觸的固定)代替所述焊接固定。然而，如果器件為RFID(“射頻識(shí)別器件”的英文縮寫(xiě))型，則該解決方法引起器件的射頻操作劣化、控制支撐件與每個(gè)分支之間距離的困難，以及由于橡膠的磁性隨時(shí)間的變化而導(dǎo)致的射頻性能隨時(shí)間的變化。
[0007]本發(fā)明的意圖是消除或至少降低天線的自由部件與固定部件之間的接合部斷裂的風(fēng)險(xiǎn)。
[0008]為此意圖，本發(fā)明的目的涉及一種用于安裝于輪胎中的電子組件，其包括:
[0009]-電子器件，所述電子器件具有電子構(gòu)件和固定至所述電子構(gòu)件的支撐件的至少一個(gè)天線，所述天線包括相對(duì)于所述支撐件自由的部件，所述部件接合至用于將所述天線固定至所述支撐件的部件，以及
[0010]-稱為過(guò)渡層的層，所述層包括組合物，并至少在所述天線的自由部件與固定部件之間的接合部進(jìn)行涂布，所述組合物包含彈性體和每100重量份彈性體9至13份的硫。
[0011]所述組合物提供了在具有高彈性模量的區(qū)域(在此情況中為所述天線的自由部件與固定部件之間的接合部)與具有低彈性模量的區(qū)域(在此情況中為涂布所述過(guò)渡層的相鄰橡膠)之間的連續(xù)過(guò)渡。這是因?yàn)樵谳喬ヌヅ鞯牧蚧^(guò)程中，硫遷移至通常具有比過(guò)渡層的橡膠更低的硫含量的相鄰橡膠中。因此在剛性區(qū)域與柔性區(qū)域之間產(chǎn)生彈性模量的梯度。涂布所述過(guò)渡層的相鄰橡膠可為輪胎胎圈的橡膠中的任意者，如胎圈填料、內(nèi)部增強(qiáng)劑或胎體簾布層，或多種這些橡膠。
[0012]硫使得橡膠能夠在硫化過(guò)程中從其塑性態(tài)轉(zhuǎn)至其彈性態(tài)。當(dāng)硫含量升高時(shí)，所得到的經(jīng)硫化橡膠的硬度增加。由于組合物相對(duì)于相鄰橡膠的硫含量具有相對(duì)更高的硫含量，因此硫在硫化過(guò)程中通過(guò)擴(kuò)散遷移而產(chǎn)生所需的彈性模量的梯度。
[0013]舉例而言，與所述剛性區(qū)域接觸設(shè)置的經(jīng)硫化的橡膠的MAlO模量在35MPa至70MPa范圍內(nèi)，且距離所述剛性區(qū)域0.5mm至Imm之間設(shè)置的經(jīng)硫化的橡膠的MAlO模量在2至5MPa范圍內(nèi)。對(duì)于給定橡膠，MAlO模量為該橡膠的10%相對(duì)伸長(zhǎng)所需的拉伸應(yīng)力值。
[0014]相比于第一現(xiàn)有技術(shù)解決方法，根據(jù)本發(fā)明的組合物有可能避免源于多個(gè)層的使用而產(chǎn)生的缺點(diǎn)。相比于第二現(xiàn)有技術(shù)解決方法，根據(jù)本發(fā)明的組合物有可能保持支撐件與每個(gè)分支之間的電流接觸，并因此保持器件的良好射頻性能。
[0015]所述組合物有利地包含彈性體，優(yōu)選二烯彈性體。所述彈性體為飽和類(lèi)型或不飽和類(lèi)型。術(shù)語(yǔ)“不飽和二烯彈性體”表示至少部分由共軛二烯單體制得的二烯彈性體，并且該二烯彈性體具有大于30% (摩爾％)，優(yōu)選大于50%的由共軛二烯產(chǎn)生的單元的含量。所述二烯彈性體優(yōu)選選自聚丁二烯(BR)、天然橡膠(NR)、合成聚異戊二烯(IR)、丁二烯共聚物、異戊二烯共聚物和這些彈性體的混合物。不飽和二烯彈性體更有利地為異戊二烯彈性體，優(yōu)選選自天然橡膠、合成聚異戊二烯和這些彈性體的混合物。
[0016]所述組合物優(yōu)選包含樹(shù)脂。
[0017]所述樹(shù)脂為烴類(lèi)類(lèi)型，并選自環(huán)戊二烯(CPD)或雙環(huán)戊二烯(DCPD)均聚物或共聚物樹(shù)脂，萜烯均聚物或共聚物樹(shù)脂，C5餾分均聚物或共聚物樹(shù)脂，以及這些樹(shù)脂的混合物。在如上共聚物樹(shù)脂中，烴類(lèi)樹(shù)脂有利地選自CPD/乙烯基芳族共聚物樹(shù)脂、DCPD/乙烯基芳族共聚物樹(shù)脂、CPD/萜烯共聚物樹(shù)脂、DCPD/萜烯共聚物樹(shù)脂、CPD/C5餾分共聚物樹(shù)月旨、DCPD/C5餾分共聚物樹(shù)脂、萜烯/乙烯基芳族共聚物樹(shù)脂、C5餾分/乙烯基芳族共聚物樹(shù)脂，以及這些樹(shù)脂的混合物。
[0018]有利地，所述組合物包含每100重量份彈性體3至14份的油。
[0019]所述油為用于將塑性賦予未處理橡膠的添加劑，由此促進(jìn)組合物的制備，特別是混合。所述油也將彈性賦予經(jīng)硫化的橡膠，從而使得經(jīng)硫化的組合物能夠在由使用中的輪胎的變形而引起的應(yīng)力的作用下變形。
[0020]所述油選自聚烯烴油、環(huán)烷油、石蠟油、DAE (蒸餾芳族提取物)油、MES (中等提取的提取物)油、TDAE (經(jīng)處理的蒸餾芳族提取物)油、礦物油和植物油。
[0021]可使用油和樹(shù)脂來(lái)調(diào)節(jié)過(guò)渡層的性質(zhì)，如在硫化之后的彈性模量的最大值，或在硫化之后組合物與相鄰輪胎混合物之間的彈性模量的梯度的范圍。
[0022]所述組合物也可包含增強(qiáng)填料。優(yōu)選使用炭黑。然而，炭黑明顯不能在其他增強(qiáng)填料，特別是無(wú)機(jī)填料(例如二氧化硅)的共混物中使用。
[0023]更特別地，合適的炭黑包括任意炭黑，特別是常用于輪胎，特別是輪胎胎面中的HAF, ISAF和SAF類(lèi)型的炭黑。可提及的這些炭黑的非限制性的例子為N115、N134、N234、N330、N339、N347 和 N375 炭黑。
[0024]如果使用二氧化硅，則優(yōu)選使用高分散性沉淀二氧化硅，特別是當(dāng)本發(fā)明用于制備具有低滾動(dòng)阻力的輪胎時(shí)?？商峒暗倪@些優(yōu)選的高分散性二氧化硅的非限制性的例子包括由 Degussa 制造的 Ultrasil7000 和 Ultrasil7005> 由 Rhodia 制造的 Zeosilll65MP、1135MP 和 II15MP 二氧化硅、由 PPG 制造的 H1-Sil EZ150G、由 Huber 制造的 Zeopol8715、8745和8755 二氧化硅，以及經(jīng)處理的沉淀二氧化硅(如描述于申請(qǐng)EP-A-0735088中的鋁摻雜的二氧化硅)。[0025]所述組合物也可包含交聯(lián)劑。在此應(yīng)注意，術(shù)語(yǔ)“交聯(lián)劑”以已知的方式表示能夠在增強(qiáng)填料與彈性體之間建立足夠的化學(xué)和/或物理結(jié)合的試劑。交聯(lián)劑，特別是二氧化硅/彈性體試劑，已在大量文獻(xiàn)中描述，這些試劑最著名的是具有烷氧基官能的雙官能有機(jī)娃燒。
[0026]根據(jù)預(yù)期應(yīng)用，增強(qiáng)填料也可由例如可用于有色輪胎的側(cè)壁或胎面中的惰性(非增強(qiáng))填料(如粘土、膨潤(rùn)土、滑石、白堊和高嶺土的顆粒)補(bǔ)充。
[0027]所述組合物可包含常用于輪胎制造的組合物中的常見(jiàn)添加劑中的一些或全部，例如增塑劑(其可為芳族的或非芳族的)、顏料、保護(hù)劑(如抗臭氧蠟、化學(xué)抗臭氧物質(zhì)、抗氧化劑(如N-(1，3-二甲基丁基)-N’ -苯基-對(duì)苯二胺(6-PH))、抗老化劑)、例如專(zhuān)利申請(qǐng)W002/10269(或US2003-0212185)中描述的充當(dāng)硬化劑的亞甲基受體或給體(例如HMT或H3M)，和助粘劑(例如鈷鹽)。
[0028]所述組合物也可包含硫化促進(jìn)劑，特別是次磺酰胺型促進(jìn)劑，例如選自如下的次磺酰胺型促進(jìn)劑:2_巰基苯并噻唑二硫化物(MBTS)、N-環(huán)己基-2-苯并噻唑次磺酰胺(CBS)、N, N- 二環(huán)己基-2-苯并噻唑次磺酰胺(DCBS)、N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺(TBBS)、N-叔丁基-2-苯并噻唑磺酰亞胺(TBSI)，以及這些化合物的混合物。
[0029]優(yōu)選地，所述過(guò)渡層由所述組合物制得。
[0030]有利地，所述過(guò)渡層為電絕緣的。這確保器件的良好射頻操作。
[0031 ] 任選地，所述過(guò)渡層覆蓋整個(gè)天線。
[0032]由于射頻性質(zhì)與相鄰橡膠的介電性質(zhì)相關(guān)，因此優(yōu)選的是完全覆蓋天線的每個(gè)分支。
[0033]有利地，所述組件包括介于所述電子器件與所述過(guò)渡層之間的粘附層。
[0034]所述粘附層可用于改進(jìn)所述過(guò)渡層對(duì)所述電子器件的附接。實(shí)際上，所述過(guò)渡層不易于附接至非均質(zhì)材料，如電子器件的環(huán)氧樹(shù)脂、焊接接頭的錫、線路的銅或一些元件的塑料。
[0035]優(yōu)選地,所述過(guò)渡層的平均厚度在Imm至1.5mm的范圍內(nèi)，優(yōu)選在Imm至1.2mm的
范圍內(nèi)。
[0036]該厚度范圍防止與輪胎的相鄰導(dǎo)電橡膠的任何短路，確保器件的良好射頻操作，并最終改進(jìn)硬度的過(guò)渡。
[0037]在一個(gè)實(shí)施方案中，組件與輪胎胎坯或與輪胎分離。
[0038]本發(fā)明也提出了一種包括如上限定的組件的輪胎胎坯。
[0039]本發(fā)明還提出了一種輪胎，其包括:
[0040]-電子器件，所述電子器件具有電子構(gòu)件和固定至所述電子構(gòu)件的支撐件的至少一個(gè)天線，所述天線包括相對(duì)于所述支撐件自由的部件，所述部件接合至用于將所述天線固定至所述支撐件的部件，以及
[0041]-稱為過(guò)渡層的層，所述層至少在所述天線的自由部件與固定部件之間的接合部進(jìn)行涂布，并具有硫含量的梯度。
[0042]因此，在經(jīng)硫化的輪胎中，過(guò)渡層通過(guò)其厚度具有彈性模量的梯度。所述層的硫含量對(duì)應(yīng)于所述層的每100重量份彈性體的硫的份數(shù)(Phr)。
[0043]根據(jù)如下描述將會(huì)更清楚地理解本發(fā)明，如下描述僅以舉例的方式提供并參照附圖，在附圖中:
[0044]-圖1為根據(jù)本發(fā)明的組件的立體圖；
[0045]-圖2為圖1的組件的A-A截面上的剖視圖；
[0046]-圖3為圖1的組件的電子構(gòu)件和天線的立體圖；
[0047]-圖4為圖1的組件的電子器件的立體狀態(tài)的細(xì)節(jié)視圖；
[0048]-圖5顯示了在包圍圖4的電子器件的不同層分開(kāi)且同時(shí)固化的情況中，包圍所述器件的橡膠本體的彈性模量的變化曲線。
[0049]圖1至4顯示了根據(jù)本發(fā)明的組件，其由總的附圖標(biāo)記10表示，并旨在例如通過(guò)嵌入輪胎的橡膠本體中而結(jié)合進(jìn)輪胎中。組件10與輪胎分離，并具有沿著軸線X總體細(xì)長(zhǎng)的形狀。在所示實(shí)施例中，組件10包括RFID( “射頻識(shí)別器件”的英文縮寫(xiě))型的電子器件12。
[0050]器件12包括兩個(gè)天線分支14和電子構(gòu)件16。電子器件12還包括承載電子構(gòu)件16的芯片20的支撐件18。支撐件18形成印刷電路板，芯片20 (在此情況中為無(wú)源射頻識(shí)別應(yīng)答器)安裝于所述印刷電路板上。
[0051]支撐件18包括在每個(gè)分支14與支撐件18之間的機(jī)械固定和電連接的裝置21。裝置21包括用于固定每個(gè)分支14的兩個(gè)溝槽22。每個(gè)分支14包括焊接至溝槽22中的用于固定至支撐件18的部件24。每個(gè)分支14還包括部件26，所述部件26相對(duì)于支撐件18是自由的，并在28處結(jié)合至固定部件24。每個(gè)分支14具有圍繞軸線X的基本上螺旋形狀，并具有根據(jù)使用電子器件的條件而限定的長(zhǎng)度、外徑和螺旋節(jié)距。兩個(gè)分支14形成偶極天線。
[0052]參照?qǐng)D2，每個(gè)分支14包括鋼芯30，所述鋼芯30具有203微米加減5微米的外徑。芯30可涂布有一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)電層和/或化學(xué)絕緣層和/或粘附層。在所述實(shí)施例中，每個(gè)分支14涂布有粘附層32，所述粘附層32直接涂布芯30。該層32包括非金屬粘合劑(在此情況中為由Lord Corporation以商標(biāo)名“Chemlok”銷(xiāo)售或由Henkel Company以商標(biāo)名“Chemosil”銷(xiāo)售的粘合劑)。
[0053]組件10還包括器件12與相鄰橡膠之間的過(guò)渡層34。過(guò)渡層34直接涂布粘附層
32。因此，粘附層32介于電子器件12與過(guò)渡層34之間。在一個(gè)變體中，過(guò)渡層34直接涂布芯30。包圍電子構(gòu)件16和支撐件18的過(guò)渡層34的部件具有總體卵形或杏仁狀形狀。
[0054]層34為電絕緣的，并包括包含至少一種彈性體的組合物。關(guān)于更特別地涉及本發(fā)明的方面，層34的組合物包含每100重量份彈性體9至13份的硫。所述組合物也包含每100重量份彈性體3至14份的油。在此情況中，層34由形成未處理橡膠的組合物構(gòu)成。表I顯示了層34的組成的一個(gè)例子。
[0055]表1:層34的組成
[0056]
【權(quán)利要求】
1.用于安裝于輪胎中的電子組件(10)，其特征在于，其包括: -電子器件(12)，所述電子器件(12)具有電子構(gòu)件(16)和固定至所述電子構(gòu)件(16)的支撐件(18)的至少一個(gè)天線(14)，所述天線(14)包括相對(duì)于所述支撐件(18)自由的部件(26)，所述部件(26)接合至用于將所述天線(14)固定至所述支撐件(18)的部件(24)，以及 -稱為過(guò)渡層的層(34)，所述層(34)包括組合物，并至少在所述天線(14)的自由部件(26)與固定部件(24)之間的接合部(28)進(jìn)行涂布，所述組合物包含彈性體和每100重量份彈性體9至13份的硫。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件(10)，其中所述組合物包含樹(shù)脂。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的組件(10)，其中所述組合物包含每100重量份彈性體3至14份的油。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的組件(10)，其中所述過(guò)渡層(34)由所述組合物制得。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的組件(10)，其中所述過(guò)渡層(34)覆蓋整個(gè)天線(14)。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的組件(10)，其包括介于所述電子器件(12)與所述過(guò)渡層(34)之間的粘附層(32)。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的組件(10)，其中所述過(guò)渡層(34)的平均厚度在Imm至1.5mm的范圍內(nèi)，優(yōu)選在Imm至1.2mm的范圍內(nèi)。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的組件(10)，其與輪胎胎坯分離或與輪胎分離。
9.輪胎胎坯，其特征在于，其包括根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的組件(10)。
10.輪胎，其特征在于，其包括: -電子器件(12)，所述電子器件(12)具有電子構(gòu)件(16)和固定至所述電子構(gòu)件(16)的支撐件(18)的至少一個(gè)天線(14)，所述天線(14)包括相對(duì)于所述支撐件(18)自由的部件(26)，所述部件(26)接合至用于將所述天線(14)固定至所述支撐件(18)的部件(24)，以及 -稱為過(guò)渡層的層(34)，所述層(34)至少在所述天線(14)的自由部件(26)與固定部件(24)之間的接合部(28)進(jìn)行涂布，并具有硫含量的梯度。
【文檔編號(hào)】B29D30/00GK103958168SQ201280059280
【公開(kāi)日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2012年11月22日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月2日
【發(fā)明者】C·巴托基奧 申請(qǐng)人:米其林集團(tuán)總公司, 米其林研究和技術(shù)股份有限公司