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Verfahren und Vorrichtung zum Anbringen von Kennzeichnungen auf Kautschukwaren
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum anbringen von Eennzeichnungen auf Kautschukwaren,
insbesondere auf Laufstreifen von Fahrzeugreifen, bei dem die jeweilige Kennzeichnung
zunächst in Form einer vulkanisierbaren Kautschuk enthaltenden Farbschicht spiegelbildlich
auf eine Trägerfolie aufgebracht, dann von der Trägerfolie auf den zu kennzeichnenden
und noch unvulkanisierten Gegenstand übertragen und schliesslich zusammen nit dem
Gegenstand vulkanisiert wird. Des weiteren ist die Erfindung auf eine Vorrichtung
zur Durchführung dieses Verfahrens sowie auf Ge?;enstände gerichtet, die nach diesem
Verfahren gekennzeichnet sind.
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Es ist bekannt, Waren aus Kautschuk mittels bekannter Druck-und Stempelverfahren
und unter Verwendung von vulkanisierbaret Kautschuk enthaltenden Farben zu kennzeichnen.
Nachteilig dabei ist, dass die Druckergebnisse meistens unscharf sind und
wenn
insbesondere dann, / während der Vulkanisation des jeweiligen Gegenstandes eine
Dehnung des bedruckten Bereichs auftritt, die Erkennbarkeit des Drucks und damit
die Kennzeichnungskraft des Aufdrucks verlorengeht.
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Es ist auch bereits bekannt, Kennzeichnungen auf Kautschukwaren nach
dem Absiehbildverfahren aufzubringen, wobei die jeweilige Kennzeichnung zunächst
in Form einer vulkanisierbaren Kautschuk enthaltenden Farbschicht spiegelbildlich
auf eine insbesondere aus Kunststoff bestehende Trägerfolie aufgebracht, dann von
der Trägerfolie auf den zu kennzeichnenden und noch unvulkanisierten Gegenstand
übertragen und anschliessend die Trägerfolie abgezogen wird, so dass ein Vulkanisieren
des Gegenstandes zusammen mit seiner Kennzeichnung möglich ist. Dieses Abziehbildverfahren
lässt sich verwenden, wenn die Kennzeichnung aus einer relativ dicken Farbschicht
besteht, die nach erfolgtem Übertragen der Kennzeichnung auf den zu kennzeichnenden
Gegenstand ein zumindest im wesentlichen beschädigungsfreies Abziehen der Trägerfolie
zulässt.
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Ist jedoch erforderlich, dass auf einen unvulkanisierten Gegenstand
aus Kautschuk eine besonders dünne Kennzeichnung aufgebracht wird, treten bei Verwendung
der bekannten Methoden erhebliche Schwierigkeiten auf, da das Ablösen der Trägerfolie
praktisch ste-ts mit einer Beschädigung der Kennzeichnung verbunden ist und damit
das bekannte Kennzeichnungsverfahren nicht verwendet werden kann.
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Insbesondere für Laufstreifen von Fahrzeugreifen sind jedoch Kennzeichnungen
erforderlich, die nur während der Handhabung und Lagerung der Rohlaufstreifen bzw.
während der Schaustellung der fertigen Reifen sichtbar sein sollen, jedoch nach
erfolgter Montage eines Reifens an einem Kraftfahrzeug möglichst schnell verschwinden
bzw. abgerieben werden sollen, da die Kennzeichnungen
sich auf
die Hafteigenschaften des Reifens während einer störend langen Zeit negativ auswirken
können.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs angeführten
Art derart zu verbessern, dass einerseits eine eindeutig erkennbare, und zwar insbesondere
auch auf einem zerklüfteten Reifenprofil nach erfolgter Vulkanisierung eindeutig
erkennbare Kennzeichnung erhalten und andererseits gleichzeitig derart dünne eine
/ Schicht der Kennzeichnungsfarbe gewährleistet werden kann, dass im Falle eines
Kraftfahrzeugreifens diese Kennzeichnung im Betrieb innehalb kürzester Frist durch
Abrieb beseitigbar ist.
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Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, dass die Trägerfolie
mit der die Kennzeichnung tragenden Seite gegen den wesentlich höhere Temperatur
aufweisenden Gegenstand gedrückt, anschliessend zumindest der von der Trägerfolie
bedeckte Bereich des Gegenstandes einer schockartigen Abkühlung unterworfen und
dann die Trägerfolie unter Trennung von der mit dem Gegenstand verbundenen Kennzeichnung
abgezogen wird.
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Durch das Aufbringen der sich auf Raumtemperatur befindenden und an
der Trägerfolie haft enden Farbschicht auf den wesentlich höhere Temperaturen aufweisenden
Gegenstand und das praktisch unmittelbar anschliessend erfolgellde schockartige
Abkühlen wird erreicht, dass die Haftverbindung zwischen Trägerfolie und 'Parbschicht
aufgesprengt wird, da an dieser Haftschicht die Temperaturdifferenz -voll wirksam
werden kann, während die Haftverbindung zwischen dem zu kennzeichnenden Gegenstand
und der Barbschicht während dieses relativ kurzen, schockartigen Abkühlens nicht
gelöst werden kann, da im Bereich dieser Haftschicht der Wärmespeichereffekt des
Gegenstandes wirksam ist und eine schnelle Abkühlung der Verbindung verhindert.
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Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal der Erfindung besteht darin, daß
die Kennzeichnung mittels Siebdruck auf die Trägerfolie aufgebracht und dabei die
Menge des vulkanisierbaren Kautschuk enthaltenden Farbstoffs in Abhängigkeit von
der gewünschten Kennzeichnungsst-ärke und der sich bei der späteren Vulkanisation
ergebenden Dehnung der Kennzeichnung gewählt wird.
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Die Verwendung des Siebdruckverfahrens zum Aufbringen des vulkanisierbaren
Kautschuk enthaltenden Farbstoffs ermöglicht es, die Plenge des Farbstoffs sehr
genau zu dimensionieren und gleichmäßige Farbschichtdicken zu gewährleisten, was
insbesondere dann von Bedeutung ist, wenn - wie im Falle von Kraftfahrzeugslaufstreifen
- die zunächst relativ ebene Oberfläche eines Rohlaufstreifens bei der Vulkanisation
aufgrund des jeweils verwendeten Profils stark zerklüftet wird. In diesem Falle
soll nämlich einerseits die al den positiven Profilteilen haftende Farbschicht optimal
dünn sein und andererseits ein Zerreiesen des arbfiWiiis während der Vulkanisation
vermieden werten. Nur wenn der Farbfilm im wesentlichen nicht zerrissen wird, ist
das endgültig erhaltene Schriftbild eindeutig lesbar.
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Daraus folgt, daß die Anforderungen hinsXltlich der Dimensionierung
der aufzubringenden Farbmenge relativ groß sind da nur in einem schmalen Mengenbereich
optimale Ergebnisse erzielt werden können.
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Vorzugsweise wird die Abkühlung in einem Wasserbad vorgenommen und
als Trägerfolie ein Material auf Zellulosebasis, insbesondere Cellophan, verwendet.
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Neben dem durch die sich ergebende Temperaturdifferenz bedingten Absprengeffekt
wird dabei noch von den sich zwischen der speziellen Trägerfolie und der Farbschicht
ergebenden Kapillaref.fekt Gebrauch gemacht, welcher wiederum durch das Quellverhalten
der bevorzugt die Trägerfolie bildenden Zellulosefolie begünstigt wird. Durch diese
beiden Effekte wird die Trennung zwischen Farbschicht und Trägerfolie wesentlich
beeinflußt und deren problemfreie Entfernung
erleichtert.
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Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens nach der
Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass zur Kennzeichnung von Laufstreifen für
Fahrzeugreifen eine bedruckte Trägerfolie in-Rollenform vorgesehen und von dieser
Rolle ein Streifen kontinuierlich abgezogen und auf den aus einem Extruder kommenden,
relativ hohe Temperatur aufweisenden Rohlaufstreifen geleitet und an diesen angedrückt
wird, und dass der Rohlaufstreifen mit der Trägerfolie unmittelbar anschliessend
durch ein Wasserbad geführt und daraufhin die Trägerfolie unter Zurücklassen der
am Rohlaufstreifen haftenden Kennzeichnung abgezogen wird.
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Durch diese Verfahrensmassnahmen wird der KennzeichnungsVorgang in
den üblichen Fertigungsvorgang eines Rohlaufstreifens integriert, und zwar ohne
jegliche Störung oder Verzögerung des Fertigungsvorgangs. Ausserdem wird dabei die
Wärmekapazität des unmittelbar aus dem Extruder kommenden Rohlaufstreifens zur Erzielung
einer einwandfreien Haftung zwischen Farbschicht und Rohlaufstreifen ausgenutzt
und von dem sowieso vorhandenen Kühlband für den Rohlaufstreifen Gebrauch gemacht,
um den Abschreck- bzw. Ablöseeffekt der Trägerfolie zu erreichen. Das Kühlbad hat
somit in diesem Falle eine Doppelfunktion als Roh-1 aufst rei fen-Kühlb ad und Träge
rfoli en-Ab sprengb ad.
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Vorzugsweise beträgt die Temperatur des Rohlaufstreifens während des
Aufbringens der Trägerfolie etwa 100 - 120° C. und die Temperatur des Wasserbades
etwa 20 - 35° C.
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Bevorzugt ist zum Andrücken der sich auf Raunemperatur befindenden
und an einer Rolle abziehbaren Trägerfolie an einen aus einer Rohlaufstreifen-Spritzanlage
kommenden Rohlaufstreifen eine weiche, vorzugsweise schaumgummibelegte Rolle vorgesehen,
während nach dem Wasserbad eine Aufwickelrolle für die abgezogene Folie angeordnet
ist.
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Aufgrund der erhöhten Temperatur des Rohlaufstreifens und seiner Klebrigkeit
ist zur Erzielung einer guten Verbindung zwischen der Kennzeichnung und dem Rohlaufstreifen
nur ein sehr geringer Druck erforderlich, so dass zum Andrücken eine schaumgummibelegte
Rolle verwendet werden kann, die sich gut an die Form des Rohlaufstreifens anpasst
und damit ein gleichmässiges Andrücken der Kennzeichnung an den Rohlaufstreifen
gewährleistet.
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Bevorzugt wird als Trägerfolie eine Folie von sehr geringer Stärke,
insbesondere im Bereich von 20 bis 40u verwendet, wobei es sich zweckmässigerweise
um eine Cellophanfolie handelt.
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Die geringe Folienstärke ist möglich, weil diese Folie praktisch ausschliesslich
Trägerfunktion besitzt und weder während der Übertragung der Kennzeichnung von der
Folie auf den Rohlaufstreifen noch, während des Abziehens besonders beansprucht
wird, da einerseits das Andrücken nur mit sehr geringen Kräften erfolgt und andererseits
auf grund des nnch der Erfindung erreic:tten Abspreng- bzw. Löseeffekts ein Abziehen
bzw. Aufwickeln der Folie mit sehr geringen Zugkräften möglich ist.
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Die Stärke des die Kennzeichnung bildenden Farbschichtfilms beträgt
im Falle der Kennzeichnung von Laufstreifen vorzugsweise etwa 15 - 30 µ. Diese äusserst
geringe Filmstärke erbringt überraschenderweise auch bei stark zerklüfteten Profilen
einwandfrei lesbare Schriftzüge, da die einzelnen Bestandteile des Schriftzuges,
d.h. der einzelnen Buchstaben praktisch stets aus einem zusammenhängenden, d.h.
unzerrissenen dünnen Film bestehen, der sich über Laufflächenbereiche, Stollen-und
Rillenseitenwände und über Profilgrundbereiche erstreckt.
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Aufgrund der geringen Filmstärke wird die sich auf der Aussenfläche
der Profilstollen bzw. Profilrippen befindliche Farbschicht im Betrieb bereits nach
äusserst kurzer Zeit abgerieben, so dass die Eigenschaften einer speziellen Laufflächenmischung,
die
sich stets von der lIischung für die Farbschicht unterscheiden wird, nicht in einer
störenden Weise ausgeschaltet werden können.
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Das erfindungsgemässe Verfahren zeichnet sich bei seiner Anwendung
auf die Kennzeichnung von Laufstreifen nicht nur durch seine Einfachheit sondern
auch durch seine Wirtschaftlichkeit aus, da es sich einrseits in den Fertigungsprozess
harmonisch einfügt und die Fertigungszeiten für die Rohlaufstreifen nicht verlängert
werden und ausserdem nur eine minimale Farbstoffmenge benötigt wird. Letzteres ist
im Hinblick auf die gassen Stückzahlen von wesentlicher Bedeutung.
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Die Erfindung wird im folgenden noch ergänzend anhand der Zeichnung
erläutert; in dieser zeigt: Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Rohlauf streifenteils
mit einer darauf angeordneten, eine Kennzeichnung abdeckenden Trägerfolie in Schnitt
ansicht, Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Teil eines eine Kennzeichnung tragenden
Rohlaufstreifens, und Fig. 5 eine Draufsicht auf einen Laufflächenbereich eines
Kraft fahrz eugreifens, der mit einer Kennzeichnung nach der Erfindung versehen
ist.
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Fig. 1 zeigt einen Rohlaufstreifen 1, der soeben eine Rohlaufstreifen-Spritsanlage
verlassen hat und auf dessen Oberfläche vorzugsweise mittels einer schaumgummibelegten
Rolle ein Trägerstreifen 3 mit der eine Ke-nnzeichnung 2 tragenden Seite angedrückt
bzw. angerollt worden ist.
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Der Rohlaufstreifen 1 befindet sich dabei auf einer Temperatur
von
etwa 100 - 120° C, während die Trägerfolie und die vorher auf sie mittels Siebdruck
aufgebrachte Kennzeichnung vor dem Kontakt mit dem Rohlaufstreifen im wesentlichen
Raumtemperatur aufweisen.
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Nach der Verbindung der Trägerfolie bzw. der Kennzeichnung mit dem
Rohlaufstreifen besteht das Problem darin, dei Trägerfolie 3 vom Rohlaufstreifen
1 und insbesondere von der Kennzeichnung 2 zu trennen, ohne dabei die Kennzeichnung
zu beschädigen. Dies ist vor allem deshalb problematisch, weil die Kennzeichnung
2 sehr geringe Stärke aufweist und diese dünne Farbschicht, deren Stärke im Bereich
von 15 - 30 µ liegt, beim Abziehen der Trägerfolie sehr leicht beschädigt werden
kann. Nun ist aber im Verlauf der Fertigung von Rohlaufstreifen ein problemloses
Ablösen dieser Trägerfolie unbedingte Voraussetzung, da der Produktionslauf nicht
gestört werden darf und besondere Sorgfalt unter den rauhen Fertigungsbedingungen
nicht erwartet werden kann.
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Die Ablösung der Trägerfolie 3 vom Rohlaufstreifen 1 und insbesondere
von der Kennzeichnung 2 wird nun dadurch erreicht, daß der in Fig. 1 gezeigte Verbund
einer kurzzeitigen schockartigen Abkühlung, insbesondere unter gleichzeitiger Beaufschlagung
mit t Feuchtigkeit unterworfen wird, wodurch vor allem die Verbindung zwischen der
Kennzeichnung 2 und der Folie 3 aufgesprengt und dann ein einfaches Ablösen der
Trägerfolie ohne jegliche Beschädigung der Farbstoffschicht möglich ist. Die zeitliche
Aufeinanderfolge der schockartigen Abkühlung und/oder der Befeuchtung der Folie
und des Abziehens der Trägerfolie wird vorzugsweise so gewählt, daß der Verbindungsbereich
zwischen Kennzeichnung 2 und Rohlaufstreifen 1 während des abziehens der Trägerfolie
3 im wesentlichen noch auf Rohlaufstreifentemperatur liegt und somit die Haftkräfte
zwischen Kennzeichnung und Rohlaufstreifen mehrfach größer sind als die noch vorhandenen
Resthaftkräfte zwischen Kennzeichnung 2 und Folie 3.
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Die scilockartige Abkühlung wird im Falle der Beschriftung von Rohlaufstreifen
bevorzugt in dem zur Kühlung des Rohlaustreifens auch in bereits bestehenden Anlagen
vorhandenen t,Jasserbad vorgenommen.
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Das Abziehen der Trägerfolie erfolgt zweckmässigerweise dann, wenn
der Rohlaufstreifen das Wasserbad verlässt, aber es kann in Abhängigkeit von den
jeweils gegebenen Bedingungen auch schon erfolgen, wenn der Rohlaufstreifen nocht
durch das Wasserbad läuft.
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Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf einen Teil eines Rohlaufstreifens,
der nach dem beschriebenen Verfahren mit einer Sennzeichnung in Schriftform versehen
ist. Es ist ersichtlich, dass die einzelnen Buchstaben, die zunächst spiegelbildlich
mittels Siebdruck auf den Träger aufgebracht worden sind, nach der Übertragung auf
den Rohlaufstreifen und nach Entfernung der Drägerfolie scharf umrissen und gegenseitig
exakt ausgerichtet sind.
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Ein derart gekennzeichneter Rohlaufstreifen ist somit eindeutig identifizierbar,
so dass bei geeigneter Wahl der Kennzeichnung der Verwendungszweck eines derartigen
Rohlaufstreifens schnell und einfach erkennbar ist. Demgemäss kann das Kennzeichnungsverfahren
nach der Erfindung auch dazu benutzt werden, auf Rohlaufstreifen für den Fertigungsprozess
wesentliche Kennzeichnungen anzubringen, wodurch die bisher üblichen Farbkennzeichnungen
vermieden und die Anforderungen an die in der Fertigung tätigen Personen verringert
werden können.
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Die eindeutige Kennzeichnung von Rohlaufstreifen ist auch für die
Runderneuerer wesentlich, da diese Kennzeichnung eindeutige Zuordnungen zu bestimmten
Laufflächenmischungen schaffen kann und Verwechslungen bei der Verwendung von Rohlaufstreifen
praktisch ausgeschlossen werden.
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Fig. 3 zeigt einen dem Rohlaufstreifenbereich nach Fig. 2 entsprechenden
Laufflächenbereich eines Fahrzeugreifens nach erfolgter Vull-sapisation. Dabei ist
ersichtlich, dass die zur Darstellun- eines be stimmten Duchstabens auf dem Rohlaufstreifen
vorhandene Farbschicht bei der Vulkanisation nicht zerrissen wird und sich nunmehr
iiber die eigentlichen Laufflachenbereiclle sowie über die Stollenseitenwände und
über Profilgrundbereiche erstreckt. Durch diese zusammenhängende Farbschicht ergibt
sich eine gute Detailerkennbarkeit und Lesbarkeit eines Schriftzugs, was für die
Produktbezeichnung von entscheidender Bedeutung ist.
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Ausserdem is-t von erheblicher Bedeutung, dass die sich auf dem Stollen
befindende Farbschicht einerseits zwar ausreichend Farbstoff enthält, um die Lesbarkeit
zu gewährleisten, andererseits aber eine derart geringe Starke aufweist, dass sie
nach der Montage eines Reifens und nach kurzzeitiger Bodenberührung Wichtig ist
dies des Profils praktisch abgerieben ist. / gerade im Hinblick darauf, z.B.
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dass für bestimmte Reifentypen, insbesondere / Winterreifen, besondere
Haftmischungen verwendet werden, die nach Inbetriebnahme des Reifens sofort wirksam
sein sollen und nicht durch auf der Lauffläche angebrachte Kennzeichnungen in ihrer
Funktion beeinträchtigt werden sollen. Eine derartige Beeinträchtigung ist beispielsweise
bei Verwendung von Farbkennzeichnungen in Form einer relativ dicken Gummischicht
gegeben und wäre auch vorhanden, wenn eine schriftbildliche Kennzeichnung eine relativ
starke Farbstoffschicht erfordern würde. Nachdem dies bei Verwendung des Verfahrens
nach der Erfindung nicht notwendig ist, steht ein optimales Kennzeichnungsverfahren
zur Verfügung, das ohne Beeinträchtigung der Hafteigenschaften einer Lauffläche
sowohl auf einem Rohlaufstreifen als auch auf einem aus geheizten Laufflächenbereich
eine einwandfreie Erkennbarkeit gewährleistet und überdies sowohl hinsichtlich der
Farbgebung der Kennzeichnung als auch der Grösse und Differenziertheit der Kennzeichnungen
keinerlei Einschränkungen unterliegt.
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- Patent ansprüche -