DE102013101429B4 - Process for modifying surfaces of unvulcanized elastomeric material - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Modifikation der Konfektionsklebrigkeit von Oberflächen aus unvulkanisiertem elastomerem Material mit folgenden Schritten,a) Anordnen des Objektes mit der zu modifizierenden Oberfläche in einer Haltevorrichtung,b) Anordnen einer Laser-Optik mit einer Haltevorrichtung in der Modifikationsvorrichtung, wobei der Laser-Strahl der Laser-Optik auf einen Teilbereich der zu modifizierenden Oberfläche des Objektes ausgerichtet wird,c) Aktivierung des Laser-Strahls, wobei der Laser-Strahl auf einen Teilbereich der zu modifizierenden Oberfläche auftrifft und der Teilbereich durch die lokale Energiebestrahlung lokal erwärmt wird, wobei durch die Erwärmung eine lokale Erhöhung oder Reduzierung der Konfektionsklebrigkeit der Oberfläche erfolgt,d) Behandlung der gesamten zu modifizierenden Oberfläche,e) Weiterverarbeitung des Objektes mit weiteren Schritten.Method for modifying the assembly tack of surfaces made of unvulcanized elastomeric material, comprising the following steps,a) placing the object with the surface to be modified in a holding device,b) placing a laser optic with a holding device in the modification device, the laser beam of the laser - optics are aligned to a portion of the surface of the object to be modified,c) activation of the laser beam, the laser beam impinging on a portion of the surface to be modified and the portion being locally heated by the local energy irradiation, with the heating there is a local increase or reduction in the tackiness of the surface,d) treatment of the entire surface to be modified,e) further processing of the object with further steps.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Modifikation der Konfektionsklebrigkeit von Oberflächen aus unvulkanisiertem elastomerem Material.The invention relates to a method for modifying the tackiness of surfaces made of unvulcanized elastomeric material.
Für die Herstellung von Gummiartikeln, die mehrere Bauteile aus elastomerem Material enthalten, wie z.B. Fahrzeugluftreifen oder Luftfedern, ist die Konfektionsklebrigkeit dieser einzelnen zu konfektionierenden Bauteile im unvulkanisierten Zustand von entscheidender Bedeutung. Eine zu niedrige Konfektionsklebrigkeit kann dazu führen, dass der konfektionierte Artikel noch vor der Vulkanisation auseinanderfällt. Eine zu hohe Konfektionsklebrigkeit kann den Produktionsprozess behindern, da aufgelegte Bauteile manchmal in ihrer Position nachjustiert werden müssen. Dazu muss das aufgelegte Bauteil wieder abgenommen werden. Dies ist bei zu hoher Klebrigkeit nicht möglich, ohne den Artikel zu zerstören.For the production of rubber articles that contain several components made of elastomeric material, such as vehicle tires or air springs, the tackiness of these individual components to be assembled in the unvulcanized state is of crucial importance. Too low a confection tack can lead to the confection article falling apart before vulcanization. Excessive tackiness can hinder the production process, since the position of the components sometimes has to be readjusted. To do this, the placed component must be removed again. If the stickiness is too high, this is not possible without destroying the article.
Die Konfektionsklebrigkeit von Objekten beinhaltend elastomeres Material kann von vielen Parametern abhängen. Besonders ungünstig auf die Konfektionsklebrigkeit wirken sich sogenannte ausblühende Substanzen aus. Sie bilden sehr dünne Schichten auf der Oberfläche des elastomeren Materials, die die Konfektionsklebrigkeit verringern oder verhindern. Ein Beispiel ist ausgeblühter Schwefel durch zu warme Kalandrierung oder zu warme Extrusion. Solche Objekte können oftmals nicht mehr benutzt werden und sind Ausschuss. Es besteht die Möglichkeit, die Schichten mit Lösungsmitteln, wie zum Beispiel Benzin, abzuwaschen. Dabei kann Lösungsmittel in das unvulkanisierte Objekt eindringen.The assembly tack of objects containing elastomeric material can depend on many parameters. So-called blooming substances have a particularly unfavorable effect on the tackiness of the ready-made fabric. They form very thin layers on the surface of the elastomeric material that reduce or eliminate assembly tack. An example is bloomed sulfur caused by calendering that is too hot or extrusion that is too hot. Such objects can often no longer be used and are scrap. It is possible to wash off the layers with solvents such as petrol. Solvent can penetrate into the unvulcanized object.
Die Konfektionsklebrigkeit kann auch über die Mischung des elastomeren Materials beeinflusst werden. Die Beimischung von Klebharzen erhöht beispielsweise die Klebrigkeit der Mischung, beeinflusst allerdings auch die Vulkanisationseigenschaften. Zudem kann eine zu hohe Oberflächenklebrigkeit der Mischung bei der Mischungsherstellung zu Problemen führen, da sie zu einem Anhaften der Mischung an Produktionsmaschinen führen kann.The assembly tack can also be influenced by the mixture of the elastomeric material. The addition of adhesive resins, for example, increases the stickiness of the mixture, but also influences the vulcanization properties. In addition, if the surface tack of the mixture is too high, it can cause problems during the production of the mixture, since it can lead to the mixture sticking to production machines.
Eine gezielte Beeinflussung der Konfektionsklebrigkeit von Oberflächen aus unvulkanisiertem elastomerem Material ist somit erstrebenswert. Bekannte Möglichkeiten hierzu weisen allerdings entsprechende Nachteile auf.A targeted influencing of the tackiness of surfaces made of unvulcanized elastomeric material is therefore desirable. However, known options for this have corresponding disadvantages.
Die
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren bereitzustellen, mit dem die Konfektionsklebrigkeit von Oberflächen aus unvulkanisiertem elastomerem Material modifiziert werden kann.The invention is based on the object of providing a method with which the tackiness of surfaces made of unvulcanized elastomeric material can be modified.
Gelöst wird die Aufgabe gemäß Anspruch 1 dadurch, dass ein Verfahren mit folgenden Schritten eingesetzt wird:
- a) Anordnen des Objektes mit der zu modifizierenden Oberfläche in einer Haltevorrichtung,
- b) Anordnen einer Laser-Optik mit einer Haltevorrichtung in der Modifikationsvorrichtung, wobei der Laser-Strahl der Laser-Optik auf einen Teilbereich der zu modifizierenden Oberfläche des Objektes ausgerichtet wird,
- c) Aktivierung des Laser-Strahls, wobei der Laser-Strahl auf einen Teilbereich der zu modifizierenden Oberfläche auftrifft und der Teilbereich durch die lokale Energiebestrahlung lokal erwärmt wird, wobei durch die Erwärmung eine lokale Erhöhung oder Reduzierung der Konfektionsklebrigkeit der Oberfläche erfolgt,
- d) Behandlung der gesamten zu modifizierenden Oberfläche,
- e) Weiterverarbeitung des Objektes mit weiteren Schritten.
- a) arranging the object with the surface to be modified in a holding device,
- b) arranging a laser optics with a holding device in the modification device, the laser beam of the laser optics being aligned with a partial area of the surface of the object to be modified,
- c) Activation of the laser beam, the laser beam impinging on a partial area of the surface to be modified and the partial area being heated locally by the local energy irradiation, the heating causing a local increase or reduction in the tackiness of the surface,
- d) treatment of the entire surface to be modified,
- e) Further processing of the object with further steps.
Ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass die Konfektionsklebrigkeit von Oberflächen aus unvulkanisiertem elastomerem Material berührungslos und auf einfache Weise sowie mit einer hohen Effektivität modifiziert bzw. behandelt werden kann. Die Erhöhung oder Reduzierung der Konfektionsklebrigkeit erfolgt hierbei über die lokale Erwärmung der Oberfläche durch die lokale Energiebestrahlung mittels Laser. Die Konfektionsklebrigkeit kann dabei gezielt auf einen gewünschten Wertebereich eingestellt werden.One advantage of the method according to the invention is that the tackiness of surfaces made of unvulcanized elastomeric material can be modified or treated in a contactless manner in a simple manner and with a high degree of effectiveness. The increase or reduction in the tackiness of the assembly takes place here via the local heating of the surface by the local energy irradiation by means of a laser. The tackiness can be specifically adjusted to a desired range of values.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass die Erhöhung oder Reduzierung der Konfektionsklebrigkeit am vorkonfektionierten Objekt erfolgt. Für eine Modifikation der Konfektionsklebrigkeit auf einen gewünschten Wertebereich muss also nicht die Klebrigkeit des gesamten elastomeren Materials an sich gemäß dieses Wertebereichs modifiziert werden. Gleichwohl kann sich eine Änderung der Mischung positiv auf das erfindungsgemäße Verfahren auswirken.A further advantage of the method according to the invention is that the increase or decrease in the ready-made tack takes place on the pre-made object. Thus, in order to modify the building tack to a desired range of values, the tack of the entire elastomeric material per se does not have to be modified according to this range of values. Nevertheless, a change in the mixture can have a positive effect on the method according to the invention.
Bauteile enthaltend Oberflächen aus unvulkanisiertem elastomerem Material können mittels des Verfahrens optimal und mit hoher Prozessgeschwindigkeit auf den weiteren Verarbeitungsprozess vorbereitet werden. Hierdurch wird Ausschuss vermieden, Produktionsprozesse werden verkürzt und / oder neue Produktionsverfahren ermöglicht.Components containing surfaces made of unvulcanized elastomeric material can be optimally prepared for further processing using the method and at high process speeds. This avoids waste, production processes are shortened and / or new production methods are made possible.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass vor Schritt b) die zu modifizierende Oberfläche eine äußere Schicht aufweist, welche die Konfektionsklebrigkeit verringert oder verhindert, und dass der Laser-Strahl bei Schritt c) zumindest teilweise in diese äußere Schicht eindringt und diese zumindest teilweise verdampft, wodurch die Konfektionsklebrigkeit wesentlich erhöht wird. Die äußere Schicht kann beispielsweise sogenannte ausgeblühte Substanzen enthalten, wie beispielsweise ausgeblühten Schwefel. Die Eindringtiefe des Laser-Strahls in die äußere Schicht wird durch die eingebrachte Energiedichte des Laser-Strahls und durch die Behandlungszeit definiert eingestellt. Vorteilhaft an einer berührungslosen Reinigung der elastomeren Oberfläche, d.h. einer zumindest teilweisen Entfernung einer äußeren Schicht, ist, dass die Konfektionsklebrigkeit ohne negative Auswirkungen auf das Vulkanisationsergebnis erhöht bzw. wiederhergestellt werden kann. Hierdurch kann der Ausschuss in der Produktion reduziert werden.In an advantageous development of the invention, it is provided that before step b) the surface to be modified has an outer layer which reduces or prevents the tackiness of the assembly, and that the laser beam in step c) at least partially penetrates this outer layer and this at least partially evaporated, which significantly increases confection stickiness. The outer layer may, for example, contain so-called bloomed substances, such as bloomed sulphur. The depth of penetration of the laser beam into the outer layer is set in a defined manner by the energy density of the laser beam introduced and by the treatment time. The advantage of non-contact cleaning of the elastomeric surface, ie at least partial removal of an outer layer, is that the tack can be increased or restored without negative effects on the vulcanization result. This can reduce rejects in production.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass bei Schritt c) durch den Laser-Strahl verdampftes Material abgesaugt wird. Hierdurch wird eine Anlagerung des verdampften Materials an der Oberfläche vermieden und das behandelte Material kann direkt weiterverarbeitet werden.In a further advantageous development of the invention, provision is made for material vaporized by the laser beam to be sucked off in step c). This avoids accumulation of the evaporated material on the surface and the treated material can be further processed directly.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, bei Schritt c) der Teilbereich durch die Energiebestrahlung auf eine Temperatur im Bereich von 250 °C bis 2000 °C, vorzugsweise im Bereich von 400 °C bis 1000 °C, vorzugsweise im Bereich von 500 °C bis 600 °C, erwärmt wird. Durch Erwärmung auf einen solchen Temperaturbereich können elastomere Oberflächen zumindest teilweise von einer äußeren Schicht gereinigt werden.In a further advantageous development of the invention, in step c) the sub-area is heated by the energy irradiation to a temperature in the range from 250° C. to 2000° C., preferably in the range from 400° C. to 1000° C., preferably in the range from 500 °C to 600 °C, is heated. By heating to such a temperature range, elastomeric surfaces can be at least partially cleaned of an outer layer.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Laser ein gepulster Faserlaser der Wellenlänge 1,06 µm, Pulsenergie 50 mJ und Leistung von 500 W ist. Ein solcher Laser kann optimale Ergebnisse, insbesondere Reinigungsergebnisse, erzielen.In a further advantageous development of the invention, it is provided that the laser is a pulsed fiber laser with a wavelength of 1.06 μm, pulse energy of 50 mJ and a power of 500 W. Such a laser can achieve optimal results, especially cleaning results.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das elastomere Material klebrigkeitsfördernde Substanzen enthält und dass bei Schritt c) der Teilbereich durch den Laser-Strahl lokal erwärmt wird, wobei zum Objektinneren ein Temperaturgradient entsteht, wobei klebrigkeitsfördernde Substanzen aus dem Objektinneren an die zu modifizierende Oberfläche diffundieren und wobei die klebrigkeitsfördernden Substanzen an der Oberfläche eine Schicht mit erhöhter Konfektionsklebrigkeit bilden. Die Konfektionsklebrigkeit der zu modifizierenden Oberfläche kann somit auf einen Wertebereich erhöht werden, ohne dass die Klebrigkeit der gesamten elastomeren Mischung oder die Konfektionsklebrigkeit der gesamten elastomeren Oberfläche auf diesen Wertebereich angehoben werden muss. Hierdurch kann die Menge an klebrigkeitsfördernden Substanzen eingespart werden. Das Verfahren eignet sich insbesondere zur Behandlung von mit unvulkanisiertem elastomerem Material beschichteten Geweben oder Reifenbauteilen aus unvulkanisiertem elastomerem Matieral wie beispielsweise extrudierten Profilen. Bei längerer Lagerung und/oder bei Lagerung unterhalb der Raumtemperatur von Objekten aus unvulkanisiertem elastomerem Material nimmt oftmals die Konkfetionsklebrigkeit dieser Objekte ab. Durch das beschriebene Verfahren kann die Konfektionsklebrigkeit wieder auf den gewünschten Wert angehoben werden.In a further advantageous development of the invention, it is provided that the elastomeric material contains substances that promote adhesion and that in step c) the partial area is heated locally by the laser beam, with a temperature gradient being created towards the interior of the object, with substances that promote adhesion being transferred from the interior of the object to the diffuse modifying surface and wherein the tackiness-promoting substances form a layer with increased tackiness on the surface. The tack of the surface to be modified can thus be increased to a range of values without having to increase the tack of the entire elastomeric mixture or the tack of the entire elastomeric surface to this range of values. As a result, the amount of stickiness-promoting substances can be saved. The method is particularly suitable for the treatment of fabrics coated with unvulcanized elastomeric material or tire components made of unvulcanized elastomeric material, such as extruded profiles. If objects made of unvulcanized elastomeric material are stored for a longer period of time and/or if they are stored below room temperature, the tackiness of these objects often decreases. The tackiness of the assembly can be increased again to the desired value by the method described.
Vorteilhaft ist hierbei, wenn bei Schritt c) die Erwärmung auf eine Temperatur im Bereich von 30 °C bis 95 °C, vorzugsweise im Bereich von 40 °C bis 70 °C, erfolgt. Durch Erwärmung auf einen solchen Temperaturbereich können optimale Ergebnisse erzielt werden.It is advantageous here if, in step c), the heating is carried out to a temperature in the range from 30.degree. C. to 95.degree. C., preferably in the range from 40.degree. C. to 70.degree. Optimal results can be achieved by heating to such a temperature range.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass bei Schritt c) der Teilbereich durch den Laser-Strahl lokal erwärmt wird, wobei eine Vernetzung zumindest eines Teils des elastomeren Materials des Teilbereiches erfolgt, wobei durch die Vorvernetzung die Konfektionsklebrigkeit reduziert wird. Die Konfektionsklebrigkeit der zu modifizierenden Oberfläche kann somit auf einen Wertebereich reduziert werden, ohne dass die Klebrigkeit der gesamten elastomeren Mischung oder die Konfektionsklebrigkeit der gesamten elastomeren Oberfläche auf diesen Wertebereich reduziert werden muss. Beispielsweise kann bei der Herstellung von Fahrzeugluftreifen eine Vorvernetzung der Laufstreifenoberfläche das Einpassen in die Vulkanisationsform erleichtern und die schadenfreien Ablösung des Laufstreifens aus der Vulkanisationsform gewährleisten.In a further advantageous development of the invention, it is provided that in step c) the partial area is heated locally by the laser beam, crosslinking of at least part of the elastomeric material of the partial area taking place, the pre-crosslinking reducing the tackiness of the assembly. The tack of the surface to be modified can thus be reduced to a range of values without the tack of the entire elastomeric mixture or the tack of the entire elastomeric surface having to be reduced to this range of values. For example, in the manufacture of pneumatic vehicle tires, pre-crosslinking of the tread surface can facilitate fitting into the vulcanization mold and ensure damage-free detachment of the tread from the vulcanization mold.
Vorteilhaft ist hierbei, wenn bei Schritt c) die Erwärmung auf eine Temperatur im Bereich von 140 °C bis 200 °C, vorzugsweise im Bereich von 160 °C bis 190 °C, erfolgt. Durch Erwärmung auf einen solchen Temperaturbereich können optimale Ergebnisse erzielt werden.It is advantageous here if, in step c), the heating takes place at a temperature in the range from 140° C. to 200° C., preferably in the range from 160° C. to 190° C. Optimal results can be achieved by heating to such a temperature range.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die zu modifizierende Oberfläche einen Teilbereich der gesamten unvulkanisierten elastomeren Oberfläche des Objektes bildet. Die Oberfläche aus unvulkanisiertem elastomerem Material kann auch nur einen Teilbereich der gesamten Oberfläche des Objektes bilden. Die zu modifizierende Oberfläche kann aus mehreren Teilbereichen bestehen, welche nicht miteinander zusammenhängen. Die Oberfläche aus unvulkanisiertem elastomerem Material kann mehrere zu modifizierende Oberflächen umfassen, deren Konfektionsklebrigkeit mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens auf einen jeweils individuellen Wert modifiziert werden können. Die Konfektionsklebrigkeit kann beispielsweise für eine zu modifizierende Oberfläche durch die Förderung der Diffusion von klebrigkeitsfördernden Substanzen erhöht werden, wohingegen für eine andere zu modifizierende Oberfläche desselben Objektes die Konfektionsklebrigkeit durch Vorvernetzung erniedrigt wird. Hierfür werden die Parameter des Lasers für jede der zu modifizierenden Oberflächen angepasst. Es können auch unterschiedliche Laser verwendet werden. Die mindestens zwei zu modifizierenden Oberflächen können, aber müssen nicht, miteinander zusammenhängen. Es kann auch ein quasi kontinuierlicher Verlauf des Wertes der Konfektionsklebrigkeit innerhalb eines Oberflächenbereiches erwirkt werden. Hierdurch ist eine sehr individuelle und lokal begrenzte Beeinflussung der Konfektionsklebrigkeit möglich.In a further advantageous development of the invention, it is provided that the surface to be modified forms a partial area of the entire unvulcanized elastomeric surface of the object. The surface of unvulcanized elastomeric material can also form only a portion of the entire surface of the object. The surface to be modified can consist of several Sub-areas exist which are not related to each other. The surface of unvulcanized elastomeric material can comprise a plurality of surfaces to be modified, the tackiness of which can be modified to an individual value in each case by means of the method according to the invention. The assembly tack can be increased, for example, for a surface to be modified by promoting the diffusion of tack-promoting substances, whereas for another surface to be modified of the same object the assembly tack is reduced by pre-crosslinking. To do this, the parameters of the laser are adjusted for each of the surfaces to be modified. Different lasers can also be used. The at least two surfaces to be modified may, but need not, be contiguous. A quasi-continuous progression of the value of the tackiness within a surface area can also be achieved. This enables a very individual and locally limited influence on the tackiness of the assembly.
In einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Laser-Strahl bei Schritt c) mittels einer Mechanik und / oder eines Spiegel- und / oder Linsensystems der Laser-Optik auf der zu modifizierenden Oberfläche eine linienförmige Projektion aufweist und / oder zeilenweise über die zu modifizierende Oberfläche geführt wird. Hierdurch lässt sich der zu modifizierende Oberflächenbereich effizient durch das Verfahren modifizieren und das Verfahren kann mit einer hohen Prozessgeschwindigkeit durchgeführt werden.In a further advantageous development of the invention, it is provided that the laser beam has a linear projection in step c) by means of a mechanism and/or a mirror and/or lens system of the laser optics on the surface to be modified and/or line by line the surface to be modified is guided. As a result, the surface area to be modified can be modified efficiently by the method and the method can be carried out at a high process speed.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Modifikation der Konfektionsklebrigkeit von Oberflächen aus unvulkanisiertem elastomerem Material ist dadurch gegeben, dass die Vorrichtung eine Haltevorrichtung für das Objekt aufweist, wobei die Vorrichtung einen Laser sowie in einer Haltevorrichtung eine Laser-Optik aufweist, wobei der Laser-Strahl der Laser-Optik auf einen Teilbereich der zu modifizierenden Oberfläche des Objektes ausrichtbar ist und wobei der aktivierte Laser-Strahl auf den Teilbereich auftrifft und diesen durch die lokale Energiebestrahlung lokal erwärmt, wobei durch die Erwärmung eine lokale Erhöhung oder Reduzierung der Konfektionsklebrigkeit der Oberfläche erfolgt, und wobei Objekt und Laser-Strahl so ausgerichtet und positioniert werden können, dass der Laser-Strahl auf jeden Teilbereich der zu modifizierenden Oberfläche auftreffen kann.A device for carrying out the method for modifying the tackiness of surfaces made of unvulcanized elastomeric material is given in that the device has a holding device for the object, the device having a laser and in a holding device a laser optics, the laser beam the laser optics can be aligned to a sub-area of the surface of the object to be modified and the activated laser beam impinges on the sub-area and heats it up locally by the local energy irradiation, with the heating causing a local increase or reduction in the ready-made stickiness of the surface, and wherein the object and the laser beam can be aligned and positioned such that the laser beam can impinge on any portion of the surface to be modified.
Vorteilhaft ist es, wenn die Wellenlänge des Laser-Strahls zwischen 0,1 µm und 3 µm, vorzugsweise ca. 1,06 µm, beträgt. Bei dieser Wellenlänge werden optimale Reinigungsergebnisse erzielt.It is advantageous if the wavelength of the laser beam is between 0.1 μm and 3 μm, preferably about 1.06 μm. Optimum cleaning results are achieved with this wavelength.
Vorteilhaft ist es, wenn die Haltevorrichtung für die Laser-Optik einen Roboterarm umfasst, der die Laser-Optik automatisch in eine beliebige Position ausrichtet. Mit dem Roboterarm lässt sich die Laser-Optik mit einer hohen Prozessgeschwindigkeit an der entsprechenden Stelle auf die zu modifizierenden Oberfläche ausrichten.It is advantageous if the holding device for the laser optics includes a robotic arm that automatically aligns the laser optics in any desired position. With the robot arm, the laser optics can be aligned at the appropriate point on the surface to be modified at a high process speed.
Vorteilhaft ist es weiter, wenn das Laser-Licht über einen oder eine Vielzahl von flexiblen Lichtleitern zur Laser-Optik geführt wird. Die Lichtleiter gewährleisten eine effektive und verlustarme Übertragung des Laser-Lichtes zur Laser-Optik.It is also advantageous if the laser light is guided to the laser optics via one or a large number of flexible light guides. The light guides ensure effective and low-loss transmission of the laser light to the laser optics.
Vorteilhaft ist es zudem, wenn das Objekt bei Schritt c) mittels der Haltevorrichtung positioniert werden kann. Hierdurch können beispielsweise unterschiedlich orientierte zu modifizierende Oberflächen nacheinander in den Laser-Strahl positioniert werden.It is also advantageous if the object can be positioned in step c) by means of the holding device. In this way, for example, differently oriented surfaces to be modified can be positioned one after the other in the laser beam.
Vorteilhaft ist es weiter, wenn das Objekt bei Schritt c) kontinuierlich bewegt wird, wohingegen die Haltevorrichtung für die Laser-Optik ihre Position beibehält. Hierdurch kann beispielsweise die Konfektionsklebrigkeit von kalandrierten Objekten direkt nach dem Kalander, insbesondere vor dem eventuellen Aufwickeln auf eine Wickelspule, modifiziert werden.It is also advantageous if the object is moved continuously in step c), whereas the holding device for the laser optics maintains its position. In this way, for example, the tackiness of calendered objects can be modified directly after the calender, in particular before any winding onto a winding spool.
Vorteilhaft ist weiter, wenn zumindest bei Schritt c) der Abstand zwischen der Laser-Optik und dem Teilbereich mit einem Abstandssensor überwacht wird, wodurch die Fokussierung des Laser-Strahles anpassbar ist. Auf diese Weise wird gewährleistet, dass immer eine optimale Energiedichte auf dem Teilbereich aufgebracht wird, was den Modifikationsprozess insgesamt verbessert.It is also advantageous if, at least in step c), the distance between the laser optics and the partial area is monitored with a distance sensor, as a result of which the focussing of the laser beam can be adjusted. This ensures that an optimal energy density is always applied to the partial area, which improves the modification process overall.
Anhand eines Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail using an exemplary embodiment.
Das Ausführungsbeispiel betrifft die Reinigung einer kalandrierten Festigkeitsträgerlage für ein elastomeres Produkt, wie beispielsweise eine Karkass-Festigkeitsträgerlage für Fahrzeugluftreifen. Die Festigkeitsträgerlage enthält in einer Lage angeordnete Festigkeitsträgerkorde, welche im Kalander mit elastomerem Material ummantelt werden. Durch zu warmes oder zu schnelles Kalandrieren weist die kalandrierte Festigkeitsträgerlage beim Verlassen des Kalanders eine äußere Schicht an ausgeblühtem Schwefel auf. Diese verringert die Konfektionsklebrigkeit der elastomeren Ummantelung erheblich. Die zu modifizierende Oberfläche ist somit die Ober- und Unterseite der Festigkeitsträgerlage.The exemplary embodiment relates to the cleaning of a calendered reinforcement layer for an elastomeric product, such as a carcass reinforcement layer for pneumatic vehicle tires. The reinforcement layer contains reinforcement cords arranged in one layer, which are coated with elastomeric material in the calender. As a result of calendering that is too warm or too fast, the calendered reinforcement layer has an outer layer of bloomed sulfur when it leaves the calender. This significantly reduces the tackiness of the elastomeric coating. The surface to be modified is therefore the top and bottom of the reinforcement layer.
Hinter dem Kalander befindet sich eine Wickelspule, auf die die kalandrierte Festigkeitsträgerlage aufgewickelt wird. Kalander und Wickelspule sowie übliche dazwischen angeordnete Haltevorrichtungen bilden die Haltevorrichtung des Objektes gemäß des erfindungsgemäßen Verfahrens. Zwischen Kalander und Wickelspule ist jeweils ober- und/oder unterhalb der Festigkeitsträgerschicht in einer Haltevorrichtung eine Laser-Optik angeordnet, deren jeweiliger Laser-Strahl ungefähr senkrecht von oben bzw. unten auf den kalandrierten Festigkeitsträger ausgerichtet ist. Der Laser-Strahl ist durch Spiegel und Linsen der Laser-Optik dergestalt aufgefächert, dass er auf der Festigkeitsträgerlage eine linienförmige Projektion etwa senkrecht zur Längserstreckung der Festigkeitsträgers aufweist. Das Laser-Licht wird über jeweils ein flexibles Glasfaserkabel vom Laser zur jeweiligen Laser-Optik geführt.Behind the calender there is a winding spool on which the calendered strength stretch gerlage is wound up. The calender and winding spool as well as the usual holding devices arranged between them form the holding device of the object according to the method according to the invention. A laser optic is arranged between the calender and the winding spool above and/or below the reinforcement layer in a holding device, the respective laser beam of which is aligned approximately perpendicularly from above or below onto the calendered reinforcement. The laser beam is fanned out by mirrors and lenses of the laser optics in such a way that it has a linear projection on the reinforcement layer approximately perpendicular to the longitudinal extent of the reinforcement. The laser light is guided from the laser to the respective laser optics via a flexible fiber optic cable.
Zur Reinigung der Oberfläche der Festigkeitsträgerlage wird der Laser aktiviert. Er trifft auf die Oberfläche der Festigkeitsträgerlage auf und dringt zumindest teilweise in die äußere Schicht ein. Diese wird durch die lokale Energiebestrahlung lokal erwärmt und verdampft zumindest teilweise. Durch die zumindest teilweise Reinigung von der die Konfektionsklebrigkeit behindernden Schicht wird die Konfektionsklebrigkeit erhöht bzw. weitgehend wiederhergestellt. Das durch den Laser-Strahl verdampfte Material wird mittels einer Saugvorrichtung abgesaugt. Die Festigkeitsträgerlage wird kontinuierlich vom Kalander zur Wickelspule transportiert und somit kontinuierlich zwischen den beiden Laser-Strahlen hindurchbewegt. Der Reinigungsvorgang erfolgt somit kontinuierlich und die gereinigte Festigkeitsträgerlage wird direkt auf die Wickelspule aufgewickelt.The laser is activated to clean the surface of the reinforcement layer. It hits the surface of the reinforcement layer and penetrates at least partially into the outer layer. This is locally heated by the local energy irradiation and at least partially evaporates. The at least partial cleaning of the layer impeding the tackiness increases or largely restores the tackiness. The material evaporated by the laser beam is sucked off using a suction device. The reinforcement layer is continuously transported from the calender to the winding bobbin and thus continuously moved between the two laser beams. The cleaning process is therefore continuous and the cleaned reinforcement layer is wound directly onto the winding spool.
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