DE19526695C2 - Plattenförmige Vulkanette aus einer Kautschukmischung, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung - Google Patents
Plattenförmige Vulkanette aus einer Kautschukmischung, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre VerwendungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine plattenförmige Vulkanette aus
einer Kautschukmischung, auf deren Oberseite Schriftzeichen
vorhanden sind.
Zur Identifikation von Gummiartikeln (Reifen, Luftfedern,
Antriebsriemen u. s. w.) werden Angaben der Dimension oder
dergleichen mittels Schriftzeichen (Buchstaben, Bar-Cods,
Zahlen, Bilder, Zeichen) an die betreffenden Gegenstände
angebracht. Dies geschieht in der Regel in der
Vulkanisiereinrichtung, wobei die Schriftzeichen entweder
unmittelbar von den metallischen Wänden der
Vulkanisiereinrichtung in den Gummiartikel eingeprägt werden
oder - insbesondere im Falle farbiger Schriftzeichen - durch
Einlegen sogenannter Vulkanetten in die Vulkanisiereinrichtung
erzeugt werden. Die Schriftzeichen sind dann nach der
Vulkanisation am fertigen Gummiartikel sichtbar.
Es besteht jedoch auch das Bedürfnis, Schriftzeichen,
insbesondere Bar-Cods als Identifikationsmittel, vor der
Vulkanisation lesen zu können, um z. B. einen Reifenrohling
einer bestimmten Dimension der für ihn bestimmten
Vulkanisierform zuführen zu können.
Es ist bereits bekannt, Schriftzeichen auf die Oberfläche
einer Vulkanette (Kautschukplatte) aufzubringen und letztere
innerhalb oder außerhalb der Vulkanisiereinrichtung mit dem
unvulkanisierten Gummiartikel zu verbinden. Während der
Vulkanisation wird die Vulkanette mit dem Gegenstand chemisch
verbunden. Durch die bei der Vulkanisation herrschenden
Bedingungen (Temperatur < 150°C, Druck) unterliegt die
Oberfläche mit den Schriftzeichen der Vulkanette aber
Fließbewegungen, die ein Verschwimmen oder sogar eine
Unkenntlichmachung der Schriftzeichen zur Folge hat.
Es wurden deshalb Versuche unternommen, diese Fließbewegungen
während der Vulkanisation zu unterbinden, indem unter der
Oberfläche der Vulkanette eine Gewebeschicht angeordnet wurde.
Diese Variante hatte aber den Nachteil, daß keine ausreichende
Haftung zwischen Gummiartikel und Vulkanette erreicht wurde,
da das Gewebe an den Seitenkanten der Vulkanette einer festen
und dauerhaften Verbindung zwischen Gegenstand und Vulkanette
entgegenstand.
Es wurde auch bereits vorgeschlagen, Vulkanetten vorab in
einer Hilfsvulkanisierform vorzuvulkanisieren (DE 30 46 664
A1). Diese brachte jedoch insbesondere bei Reifen, wo sich die
Vulkanetten an der hochbeanspruchten Seitenwand befinden, den
Nachteil, daß sich an den Rändern der Vulkanetten bei der
Vulkanisation des Reifens keine hinreichende chemische Bindung
ergab, was beim Betrieb des Reifens zu vorzeitiger Rißbildung
an diesen Stellen führte.
So offenbaren die DE 30 46 664 A1, GB 20 06 693 und die
43 30 700 A Vulkanetten, die vollständig vorvulkanisiert sind
bzw. vorvulkanisierte Schichten enthalten.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, Vulkanetten für
die Kennzeichnung von Artikeln aus Gummi (Reifen, Luftfedern,
Antriebsriemen usw.) bereitzustellen, die vor und nach der
Vulkanisation deutlich lesbar und festhaftend sind.
Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß die
Vulkanette zumindest im Bereich der Schriftzeichen unmittelbar
unter der Oberfläche mittels elektromagnetischer- oder
Elektronenstrahlung, die auf die Oberseite der Vulkanette
einwirkt, vorvernetzt ist, so daß die Oberflächen der Ober-
und Unterseite der Vulkanette nicht vorvernetzt sind.
Durch die Strahlenvernetzung ist aufgrund der
Strahleneindringtiefe die Möglichkeit gegeben, dünne
Schichtdicken zu vernetzen und gleichzeitig kann der
Vernetzungsgrad des Polymers beeinflußt werden, da er über
eine definierte Zugabe von Energie auf die zu vernetzende
Vulkanette (Kautschukplatte) variiert werden kann. Mögliche
Strahlungsarten sind zum Beispiel Gammastrahlung, UV-Strahlung
oder energiereiche Elektronenstrahlung. Prinzipiell sind
solche Strahlen für die Vorvernetzung der erfindungsgemäßen
Vulkanette geeignet, die so wenig wie möglich eine
unkontrollierte Erwärmung der Vulkanette mit sich bringt, da
ansonsten eine Ausvulkanisation der gesamten Vulkanette
befürchtet werden muß.
Durch das Einwirken von Strahlungsenergie kann über
Kohlenstoff-Kohlenstoffbrücken eine Vernetzung erfolgen. Da
eine Strahlenvernetzung durch Spaltung von Kohlenstoff-
Kohlenstoff-Einfachbindungen eingeleitet werden kann und
außerdem nur in dünner Schichtdicke erfolgt, ist das
Kautschukmaterial in der Lage, z. B. durch vorherige Zugabe
eines Vulkanisationssystems und unter Einwirkung von Wärme
auszuvulkanisieren. Das bringt für die erfindungsgemäßen
Vulkanetten den Vorteil, daß einerseits durch die
Vorvernetzung Fließbewegungen (aufgrund "festerer" Unterlage)
der Vulkanettenoberfläche während der Vulkanisation mit dem
Gummiartikel eingeschränkt bzw. vermieden wird und
andererseits ist durch die Vorvernetzung trotzdem noch eine
weitere Vulkanisation z. B. durch Schwefel möglich. Diese
wirkt sich insbesondere an den Stellen der Vulkanetten aus, an
denen sich die Vulkanette mit dem Gummiartikel durch
Vulkanisation chemisch verbindet (Seitenkanten, Unterseite der
Vulkanette) und damit dauerhaft an dem Gummiartikel haftet.
Außerdem wird durch die erfindungsgemäße Strahlenvorvernetzung
der Vulkanette erreicht, daß die Schriftzeichen sowohl vor als
auch nach der Vulkanisation lesbar sind, was eine nochmalige
Markierung des Gummiartikels - damit verbundener
Arbeitsaufwand und ein eventueller Datenverlust - überflüssig
macht.
Bei der Vorvernetzung ist es ausreichend, wenn diese nur in
dem Bereich der Vulkanetten erfolgt, in dem sich die
Schriftzeichen befinden. Die Schriftzeichen werden auf die
Oberseite der Vulkanette aufgetragen, z. B. mittels Farbe oder
Laser.
Es ist aber von besonderem Vorteil, wenn die Vorvernetzung
über die gesamte Fläche der Vulkanette bis zu den Rändern
reicht, was beim Vorvernetzungsprozeß verfahrenstechnisch am
einfachsten zu realisieren ist.
Je nach Bedarf kann die Schichtdicke der Vorvernetzung der
Vulkanette variieren. Vorteilhaft ist, wenn bis zu 80% der
Gesamtvulkanettenschichtdicke vorvernetzt ist. Dabei soll die
Gesamtschichtdicke der Vulkanette wie bei herkömmlichen
Vulkanetten sein.
Erfolgt die Vorvernetzung mittels Elektronenstrahlung, so ist
es günstig, wenn die Elektronenstrahlvernetzung zwischen 200
und 500 keV erfolgt.
Prinzipiell ist es möglich, die Schriftzeichen vor oder nach
der Vorvernetzung auf die Vulkanetten aufzubringen. Als
produktionstechnisch günstig hat sich der Auftrag der
Schriftzeichen nach dem Vorvernetzen erwiesen.
Die erfindungsgemäßen Vulkanetten zeichnen sich gegenüber
denen des Standes der Technik besonders dahingehend aus, daß
sie aus einer einzigen Kautschukmischung bestehen können.
Damit entfallen arbeitstechnische aufwendige Mischungs- und
Dubliervorgänge. Prinzipiell ist es aber möglich, daß die
Vulkanette aus verschiedenen Kautschukmischungen aufgebaut
ist. Denkbar wäre z. B., daß die Schicht, die vorvernetzt
werden soll, aus einer anderen Kautschukmischung besteht, als
die restliche Vulkanette.
Als Kautschuke für die erfindungsgemäßen Vulkanetten eignen
sich alle Natur- und/oder Synthesekautschuktypen (z. B. SBR,
BR, IR u. s. w.) und/oder Verschnitte daraus, die
strahlenvernetzbar sind.
Durch den Einsatz der Methode der Strahlenvernetzung wird es
möglich, daß die unmittelbare Oberfläche der Vulkanette von
der Vorvernetzung ausgeschlossen wird. Im folgenden Diagramm
wird dieses Phänomen prinzipiell deutlich:
Die Vernetzungsdichte beschreibt in Abhängigkeit der Dicke der
Vulkanette annähernd eine Gauß-Funktion. Damit kann davon
ausgegangen werden, daß in unmittelbarer Nähe der Oberseite
und in der Nähe der Unterseite keine Vorvernetzung
stattfindet. Durch Variation der Energie, die für die
Erzeugung von energiereichen Elektronenstrahlen benötigt wird,
ist es aber möglich, den Kurvenverlauf (Vernetzungsdichte =
f(Vulkanettendicke)) zu beeinflussen. Wenn die unmittelbare
Nähe der Oberseite nicht vorvernetzt ist, ist es besonders
vorteilhaft, da sie dann noch eine gewisse
Konfektionsklebrigkeit besitzt und diese Eigenschaft ein
Aufbringen einer Schutzfolie z. B. aus Kunststoff,
insbesondere farblosen Kunststoff, zuläßt. Diese Schutzfolie
kann auf der Vulkanette vor der Vulkanisation mit dem
Gummiartikel haftend befestigt werden, damit die
Schriftzeichen während der Vulkanisation, bei der die
vorvernetzte Vulkanette mit dem unvulkanisierten Gummiartikel
verbunden wird und beides gemeinsam ausvulkanisiert wird,
nicht beschmutzt oder beschädigt wird. Nach der Vulkanisation
kann die Schutzfolie dann leicht wieder von den Schriftzeichen
entfernt werden.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen plattenförmigen
Vulkanetten erfolgt dadurch, daß auf eine unvulkanisierte
Kautschukplatte Schriftzeichen in an sich bekannter Weise
aufgebracht werden, daß die Vulkanetten zumindest im Bereich
der Schriftzeichen auf der Oberseite mittels
elektromagnetischer- oder Elektronenstrahlung solcher
Intensität bestrahlt wird, daß zumindest der Bereich
unmittelbar unterhalb der Oberfläche der Oberseite vorvernetzt
wird, wobei eine Wärmeentwicklung in diesem Bereich nahezu
vermieden wird.
Da eine Wärmeentwicklung eine Schwefelvulkanisation
begünstigt, sollte diese, wie bereits erwähnt, bei der
Strahlenvernetzung vermieden werden. Ansonsten würde die
Vulkanette schon bei der Strahlenvernetzung bis zu den Rändern
sofort ausvulkanisiert werden, was zu den beim Stand der
Technik hinreichend bekannten Nachteilen führen würde.
Bei der Herstellung eines Gummiartikels (Reifen, Luftfedern,
Antriebsriemen) ist es möglich, die erfindungsgemäße
Vulkanette vor oder nach dem Einbringen in die
Vulkanisiereinrichtung (Vulkanisierform) aufzubringen.
Besonders vorteilhaft ist, wenn der Artikelrohling, z. B. ein
Reifenrohling bereits unmittelbar nach der Konfektionierung
mit der erfindungsgemäßen Vulkanette, die Informationen über
z. B. die Dimension des Reifenrohlings in ihren Schriftzeichen
aufweist, versehen wird. Damit ist es nämlich möglich, den
Reifenrohling durch automatische Fabriksteuerung z. B. an die
für ihn bestimmte Vulkanisierform zu transportieren. Nach der
Vulkanisation ermöglichen dieselben erfindungsgemäßen
Vulkanetten, die auch zur Identifikation des fertigen Reifens
dienen, z. B. den automatischen Transport des fertigen Reifens
zum Lager bzw. geben Informationen über die
Reifenlagersituation.
Mit der erfindungsgemäßen Vulkanette werden somit Zeit,
Material und Personalkosten eingespart.
In der folgenden Tabelle ist eine Kautschukmischung angegeben,
die für die erfindungsgemäßen Vulkanetten vorteilhafterweise
verwendet werden kann:
| Bestandteil | |
| Massenteile | |
| Naturkautschuk (NR) | 20 |
| Styren-Butadien-Kautschuk (SBR) | 80 |
| Ruß | 45 |
| Aktivatoren (Zinkoxid, Stearinsäure) | 6 |
| Öle, Harze | 3 |
| Alterungsschutzmittel | 3 |
| Vulkanisationschemikalien (Schwefel, Beschleuniger, Verzögerer) | 3 |
Des weiteren soll anhand der Figur die erfindungsgemäße
Vulkanette näher erläutert werden.
Die Figur stellt einen Reifenausschnitt mit einer
Reifenseitenwand 1 und den darauf befindlichen
erfindungsgemäßen Vulkanetten 2 und 3 dar.
Auf der Oberseite der Vulkanette 2 sind vor der
Elektronenstrahlenvorvernetzung als Schriftzeichen ein Bar-Cod
mittels Laser, und auf der der Vulkanette 3 Buchstaben mittels
Farbauftrag auf die Seitenwand, die im farblichen Kontrast zu
den Schriftzeichen steht, des Rohlings aufgebracht worden. Die
Elektronenstrahlenvorvernetzung beginnt unmittelbar unterhalb
der Oberfläche der Oberseite der Vulkanette und erstreckt sich
bis zur Hälfte der Gesamtdicke der Vulkanette. Gesamtdicke der
aufgebrachten Vulkanette kann zwischen 0,04 und 3 mm betragen.
Durch Vulkanisation in der Vulkanisierform wird die
vorvernetzte Vulkanette mit der Seitenwand des Reifenrohlings
chemisch verbunden. Der fertige Reifen weist an seiner
Seitenwand 1 zwei Vulkanetten 2 und 3 auf, die Informationen
über den unvulkanisierten und über den vulkanisierten Reifen
enthalten, die hervorragend identifizierbar sind und am Reifen
fest haftend befestigt sind.
Claims (10)
1. Plattenförmige Vulkanette aus einer Kautschukmischung, auf
deren Oberseite Schriftzeichen vorhanden sind, dadurch
gekennzeichnet, daß sie zumindest im Bereich der
Schriftzeichen unmittelbar unter der Oberfläche mittels
elektromagnetischer- oder Elektronenstrahlung, die auf die
Oberseite der Vulkanette einwirkt, vorvernetzt ist, so daß
die Oberflächen der Ober- und Unterseite der Vulkanette
nicht vorvernetzt sind.
2. Plattenförmige Vulkanette nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Vorvernetzung über die gesamte
Fläche der Vulkanette bis zu den Rändern reicht.
3. Plattenförmige Vulkanette nach Anspruch 1 und/oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß sie bis 80% ihrer Schichtdicke
vorvernetzt ist.
4. Plattenförmige Vulkanette nach zumindest einem der
vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Elektronenstrahlvernetzung bei Energien von 200 bis 500
Kiloelektronenvolt stattfindet.
5. Plattenförmige Vulkanette nach zumindest einem der
vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus
einer einzigen Kautschukmischung besteht.
6. Plattenförmige Vulkanette nach zumindest einem der
vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Vorvernetzung nach dem Aufbringen der Schriftzeichen
erfolgt.
7. Plattenförmige Vulkanette nach zumindest einem der
vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie an
der Oberseite eine Schutzfolie aufweist.
8. Verfahren zur Herstellung einer plattenförmigen
Vulkanette, wobei auf eine unvulkanisierte Kautschukplatte
in an sich bekannter Weise Schriftzeichen aufgebracht
werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Vulkanette
zumindest im Bereich der Schriftzeichen auf der Oberseite
mittels elektromagnetischer- oder Elektronenstrahlung
solcher Intensität bestrahlt wird, daß zumindest der
Bereich unmittelbar unterhalb der Oberfläche der Oberseite
vorvernetzt wird, wobei eine Wärmeentwicklung in diesem
Bereich nahezu vermieden wird und daß die Oberflächen der
Ober- und Unterseite nicht vorvernetzt werden.
9. Verfahren zur Herstellung eines Gummiartikels,
insbesondere eines Fahrzeugreifens, mit einer
plattenförmigen Vulkanette nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die vorvernetzte Vulkanette vor oder
nach dem Einbringen des Artikelrohlings in die
Vulkanisiereinrichtung mit diesem in Verbindung gebracht
wird und daß anschließend die Fertigvulkanisation des
Gummiartikels mit der Vulkanette erfolgt.
10. Verwendung einer plattenförmigen Vulkanette für
Gummiartikel, insbesondere Fahrzeugreifen, der durch
Vulkanisieren eines Gummiartikelrohlings mit einer
aufgebrachten, plattenförmigen Vulkanette aus
Kautschukmischung, auf deren Oberseite Schriftzeichen
vorhanden sind, hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die plattenförmige Vulkanette vor der Vulkanisation
mit dem Gummiartikelrohling zumindest im Bereich der
Schriftzeichen unmittelbar unter der Oberfläche mittels
elektromagnetischer- oder Elektronenstrahlung, die auf die
Oberseite der Vulkanette einwirkt, vorvernetzt ist, so daß
die Oberflächen der Ober- und Unterseite der Vulkanette
nicht vorvernetzt sind.
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