本發(fā)明屬于一種汽車、自行車等安全用品應用領(lǐng)域。
技術(shù)背景
現(xiàn)有夜晚高速運動物體均是通過電力發(fā)光照明實現(xiàn)位置標記能被清晰觀察，如汽車、摩托車、電動車、自行車、輪滑等，它們均是通過電子發(fā)光裝置發(fā)射出明亮主動閃光、或被動反光實現(xiàn)位置提示，這些發(fā)光標志設(shè)置在測面、尾部、前部，它們通過使用LED彩色燈、光學反光等方式實現(xiàn)，其不足之處是必須有電光源輻射，即便是玩具車、輪滑、獨輪車、發(fā)光鞋等也需要壓力轉(zhuǎn)換電能的電子復雜裝置，它們不足之處是成本高、易于損壞，中國專利01229271.0、201310622682.5、201410276373.1等有所揭示。
本發(fā)明一種壓力發(fā)光輪胎，它包括壓力發(fā)光橡膠與輪胎，其特征在于：壓力發(fā)光橡膠是由壓力發(fā)光材料與透明彈性橡膠均勻混合制備成膠體或母粒，其通過涂覆、注塑、擠出中的一種形式，制備成具有彈性伸縮發(fā)光的壓力發(fā)光橡膠；壓力發(fā)光橡膠其通過粘貼、涂覆、鑲嵌、注壓中的任意一種方法制備在輪胎外表面?zhèn)让?，或車輪圈與輪胎連接外表面；當輪胎運動時，發(fā)光橡膠發(fā)射出高強度可見光閃光。
本發(fā)明實現(xiàn)了不需要電子發(fā)光器件、不需要輔助光源，由運動壓力產(chǎn)生的張力伸縮導致的持續(xù)閃爍發(fā)光。可以用于日常生活中汽車輪胎、摩托車、自行車、平衡車、滑板、運動輪滑等，通過彈性運動輪胎產(chǎn)生伸縮張力，由輪軸或車輪龍骨與輪胎之間動態(tài)伸縮壓力直接產(chǎn)生發(fā)光，提高夜晚安全警示。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
一種壓力發(fā)光輪胎，它包括壓力發(fā)光橡膠與輪胎，其特征在于：壓力發(fā)光橡膠是由壓力發(fā)光材料與透明彈性橡膠均勻混合后制備成膠體或母粒，其通過涂覆、注塑、擠出中的一種形式，制備成具有彈性伸縮發(fā)光的壓力發(fā)光橡膠,這種壓力發(fā)光橡膠可以是具有彈性的固體線、薄膜、注塑形體，也可以是單組分或雙組分膠狀物體，其通過加熱、放置硫化方式形成固態(tài)；壓力發(fā)光橡膠其通過粘貼、涂覆、鑲嵌、注壓中的任意一種方法制備在輪胎外表面?zhèn)让?，其隨著氣體橡膠輪胎的表面張力變化而變化；或與車輪圈與輪胎連接處的外表面連接；當輪胎運動時，發(fā)光橡膠發(fā)射出高強度可見光連續(xù)閃光。
本發(fā)明中的壓力發(fā)光材料基質(zhì)是硫化鋅，摻雜激活劑為錳、銅、銀、金中的至少一種金屬離子化合物，混合均勻，在含硫的保護氣氛下高溫燒結(jié)，燒結(jié)溫度1600度，燒結(jié)時間0.5-1小時，迅速冷卻后，表面包膜處理，用水清洗，烘干，制備成六角相微晶粉末壓力發(fā)光材料，這種方式制備的壓力發(fā)光材料不具備傳統(tǒng)硫化物材料的長余輝特性，它們呈現(xiàn)短余輝特性。壓力發(fā)光材料形成藍色、綠色、橙色短余輝壓力發(fā)光。硫化鋅摻雜銅、銀、金可以形成綠色、藍色及它們的過渡色發(fā)光，硫化鋅摻雜錳可以形成橙色發(fā)光。本發(fā)明的硫化鋅發(fā)光材料不同于光致長余輝發(fā)光、電致發(fā)光、陰極射線發(fā)光機理，顆粒度大有助于發(fā)光。
本發(fā)明中的透明彈性橡膠是硅橡膠、氟橡膠中的一種或它們的混合物，當然也可以是其它類橡膠，但在效果上硅橡膠、氟橡膠或硅氟橡膠更持久；它們與壓力發(fā)光材料充分混合制備成壓力發(fā)光橡膠，通過擠出、壓膜、抻拉、印刷、攤刮、涂敷方法制備成薄膜或條帶；透明彈性橡膠與壓力發(fā)光材料混合的重量比為1:0.2-2左右。
本發(fā)明中的壓力發(fā)光橡膠彩色發(fā)光是由壓力發(fā)光橡膠表面覆蓋彩色熒光染料或顏料實現(xiàn)。其中在藍色發(fā)光壓力發(fā)光橡膠表面加入帶有熒光的染料，其發(fā)光色度最好。當然彩色熒光染料或顏料也可以直接與壓力發(fā)光材料充分混合制備成彩色壓力發(fā)光橡膠。熒光染料或顏料使用透明度高的可以保持發(fā)光強度。
本發(fā)明中的車輪圈是金屬、塑料、橡膠中的一種，車輪圈骨架的材料、硬度不影響與壓力發(fā)光橡膠的結(jié)合，無伸縮的硬質(zhì)車輪圈骨架的材料可以使得張力對比更加明顯；輪胎是橡膠、塑料中的一種，它們不影響與壓力發(fā)光橡膠的結(jié)合，固定粘合可以使用專用的硅橡膠粘合劑，或者改性輪胎表面、硅橡膠表面，使得它們可以結(jié)合牢固；在車輪圈與輪胎連接處，其外部溝槽間嵌入壓力發(fā)光橡膠，車輛運動時車輪圈與輪胎之間的彈性壓縮張力，促使壓力發(fā)光橡膠發(fā)光。
本發(fā)明中的車輪圈與輪胎連接后，在車輪圈外部鑲嵌或懸掛壓力發(fā)光橡膠，這樣可以使得發(fā)光面積增加，視覺發(fā)光亮度效果更好。或者壓力發(fā)光橡膠連接在輪胎外表面，車輛運動時輪胎擠壓張力或空氣運動張力，使得壓力發(fā)光橡膠發(fā)光，在運動物體運動時空氣氣流產(chǎn)生規(guī)則運動，可以帶動發(fā)光橡膠的張力伸縮或摩擦，使得發(fā)光橡膠有規(guī)則的閃動發(fā)光。
本發(fā)明中的壓力發(fā)光橡膠制作成各類形狀，這些形狀在車輪連續(xù)運動中可以產(chǎn)生視覺上的連續(xù)性圖案。或壓力發(fā)光橡膠表面印刷形成圖案、文字，這些巧妙的視覺動態(tài)設(shè)計，使得當車輪快速運動時，壓力發(fā)光橡膠形成多種閃光圖形、文字、動態(tài)圖案，它們可以用于廣告、安全提示、裝飾等。
本發(fā)明中的壓力發(fā)光材料顆粒度是10-100微米，顆粒度大發(fā)光亮度高、使用壽命長，其合成時需要高溫與長時間燒結(jié)；表面包膜處理是通過化學或物理方法在壓力發(fā)光材料顆粒表面包覆氧化鋁、氧化硅、氧化鈦、氧化鋅材料，提高壓力發(fā)光材料使用壽命，及增強壓力發(fā)光材料壓力摩擦系數(shù)，提高發(fā)光強度。
具體實施方法
一種壓力發(fā)光輪胎，它包括壓力發(fā)光橡膠與輪胎，其特征在于：壓力發(fā)光橡膠是由壓力發(fā)光材料與透明彈性橡膠均勻混合制備成膠體或母粒，母粒注塑或擠出成各類形狀，其通過涂覆可以直接形成薄膜，厚度、圖案、位置可以自我調(diào)節(jié)控制，注塑、擠出需要事先計劃好位置，需要在溝槽、懸掛處牢固固定。這些方法制備成具有彈性伸縮發(fā)光的壓力發(fā)光橡膠,這種壓力發(fā)光橡膠可以是具有彈性的固體線、薄膜、注塑形體，它們厚度0.01毫米到10毫米具有良好的發(fā)光效果。也可以是單組分或雙組分膠狀物體，其通過加熱、放置、硫化方式形成固態(tài)，有利于涂覆使用；壓力發(fā)光橡膠其通過特殊粘合劑粘貼，或通過膠體涂覆硫化，或通過已有的形狀鑲嵌其中，或設(shè)計注壓形狀。其隨著氣體橡膠輪胎的表面張力變化而變化；或與車輪圈與輪胎連接處的外表面連接；當輪胎運動時，發(fā)光橡膠發(fā)射出高強度可見光持續(xù)發(fā)光。
本發(fā)明中的壓力發(fā)光材料基質(zhì)是硫化鋅，摻雜激活劑為錳、銅、銀、金中的至少一種金屬離子化合物，混合均勻，在含硫的保護氣氛下高溫燒結(jié)，燒結(jié)溫度1600度，燒結(jié)時間0.5-1小時，迅速冷卻后，表面包膜處理，用水清洗，烘干，制備成六角相微晶粉末壓力發(fā)光材料，這種方式制備的壓力發(fā)光材料不具備傳統(tǒng)硫化物材料的長余輝特性，它們呈現(xiàn)短余輝特性。壓力發(fā)光材料形成藍色、綠色、橙色短余輝壓力發(fā)光。硫化鋅摻雜銅、銀、金可以形成綠色、藍色及它們的過渡色發(fā)光，硫化鋅摻雜錳可以形成橙色發(fā)光。發(fā)明中的用于每克基質(zhì)的發(fā)光材料中摻雜激活劑的濃度為基質(zhì)材料重量的1×10-4-1×10-2，其中濃度為1×10-3發(fā)光強度較好。為了在短時間燒結(jié)中增加顆粒度可以在燒結(jié)前加入氯化鈉、氯化鉀等助溶劑每克基質(zhì)的3-6%，燒結(jié)后再用清水洗去殘留。六角相微晶粉末材料有助于大幅提升發(fā)光強度，通常亮度是立方相1倍以上，并且穩(wěn)定耐候好。
本發(fā)明中的透明彈性橡膠是硅橡膠、氟橡膠中的一種或它們的混合物，當然也可以是其它類橡膠，但在效果上硅橡膠、氟橡膠或硅氟橡膠更持久；發(fā)光強度與壓力、張力成正比關(guān)系。它們與壓力發(fā)光材料充分混合制備成壓力發(fā)光橡膠，通過擠出、壓膜、抻拉、印刷、攤刮、涂敷方法制備成薄膜或條帶；透明彈性橡膠與壓力發(fā)光材料混合的重量比為1:0.2-2左右。
本發(fā)明中的壓力發(fā)光橡膠彩色發(fā)光是由壓力發(fā)光橡膠表面覆蓋彩色熒光染料或顏料實現(xiàn)。加入0.01%-3%的有機熒光染料與顏料，他們在藍色發(fā)光下可以產(chǎn)生彩色熒光或白色發(fā)光。
其中在藍色發(fā)光壓力發(fā)光橡膠表面加入帶有熒光的染料，其發(fā)光色度最好。當然彩色熒光染料或顏料也可以直接與壓力發(fā)光材料充分混合制備成彩色壓力發(fā)光橡膠。熒光染料或顏料使用透明度高的可以保持發(fā)光強度。
本發(fā)明中的車輪圈是金屬、塑料、橡膠中的一種，車輪圈骨架的材料、硬度不影響與壓力發(fā)光橡膠的結(jié)合，無伸縮的硬質(zhì)車輪圈骨架的材料可以使得張力對比更加明顯；輪胎是橡膠、塑料中的一種，它們不影響與壓力發(fā)光橡膠的結(jié)合，固定粘合可以使用專用的硅橡膠粘合劑，或者改性輪胎表面、硅橡膠表面，使得它們可以結(jié)合牢固；在車輪圈與輪胎連接處，其外部溝槽間嵌入壓力發(fā)光橡膠，車輛運動時車輪圈與輪胎之間的彈性壓縮張力，促使壓力發(fā)光橡膠發(fā)光。
本發(fā)明中的車輪圈與輪胎連接后，在車輪圈外部鑲嵌或懸掛壓力發(fā)光橡膠，這樣可以使得發(fā)光面積增加，視覺發(fā)光亮度效果更好?；蛘邏毫Πl(fā)光橡膠連接在輪胎外表面，車輛運動時輪胎擠壓張力或空氣運動張力，使得壓力發(fā)光橡膠發(fā)光，在運動物體運動時空氣氣流產(chǎn)生規(guī)則運動，可以帶動發(fā)光橡膠的張力伸縮或摩擦，使得發(fā)光橡膠有規(guī)則的閃動發(fā)光。
本發(fā)明中的壓力發(fā)光橡膠制作成各類形狀，這些形狀在車輪連續(xù)運動中可以產(chǎn)生視覺上的連續(xù)性圖案。或壓力發(fā)光橡膠表面印刷形成圖案、文字，這些巧妙的視覺動態(tài)設(shè)計，使得當車輪快速運動時，壓力發(fā)光橡膠形成多種閃光圖形、文字、動態(tài)圖案，它們可以用于廣告、安全提示、裝飾等，這些設(shè)計可以用于花車、風車等處。
本發(fā)明中的壓力發(fā)光材料顆粒度是10-100微米，顆粒度大發(fā)光亮度高、使用壽命長，其合成時需要高溫與長時間燒結(jié)，通常顆粒50-100微米效果較好；表面包膜處理是通過化學S-G方法、或水熱法、或物理方法在壓力發(fā)光材料顆粒表面包覆氧化鋁、氧化硅、氧化鈦、氧化鋅材料，提高壓力發(fā)光材料使用壽命，及增強壓力發(fā)光材料壓力摩擦系數(shù)，提高發(fā)光強度。同時包膜也可以提高耐候性與使用壽命。
本發(fā)明優(yōu)點
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，不需要復雜的絕緣層、導電層、摩擦層等，也沒有長余輝的余輝干擾發(fā)光，不需要輔助光源。本發(fā)明通過壓力發(fā)光材料在硅橡膠中摻雜后，在微弱壓力下就可以產(chǎn)生反復持續(xù)發(fā)光，留下運動軌跡。
本發(fā)明可以用于壓力、張力、摩擦等發(fā)光傳感器中，在水流、風速、溫度、震動、物體負載重量等外部變化條件下可以發(fā)光，并對以發(fā)光形式標記出壓力、阻力的分布，除用于高速運動物理測量，還能夠用于日常生活中的電風扇，發(fā)光跳繩，傘具、救生或捆綁繩索，運動跑鞋，游泳衣帽、家具、窗簾、地毯墊、水管等用品；觸摸發(fā)光的電線電纜，按鍵發(fā)光電器開關(guān)；汽車裝飾與發(fā)光安全提示用品；緊急救援器材與危險標記提示；功能性發(fā)光的安全汽車用品、體育用品，如：汽車、飛機、船只、降落傘、自行車、滑板、電動獨輪車、輪滑等。也可利用空氣中氣流飄動，制作飄帶、旗幟產(chǎn)生發(fā)光，它們可以用于汽車輪胎表面、運動鞋，也可以獨立用于電扇、車貼發(fā)光標記、寫字板、發(fā)光皮筋套等。
在上面針對本發(fā)明較好的實施方式作了舉例說明后，對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說應明白的是，在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，對本發(fā)明所作的任何改變和改進都在本發(fā)明的范圍內(nèi)。