DE60002674T2 - Markierungsverfahren und laserbeschriftbarer artikel - Google Patents

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    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
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    • B29D30/72Side-walls
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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Markierung der Oberfläche eines Gegenstands aus schwarz oder dunkel eingefärbtem Kautschuk, insbesondere eines Luftreifens, mit einem kontrastierenden Muster, das aus mindestens zwei Farben gebildet ist, wobei in dem Verfahren ein gepulster Laser eingesetzt wird. Die Erfindung betrifft außerdem die Gegenstände auf Kautschukbasis, die eine farbige Markierung aufweisen, die unter Anwendung einer Markierungsverfahrens erzeugt worden ist, bei dem ein gepulster Laser eingesetzt wird.
  • Für die Markierung der Oberfläche eines Luftreifens mit einem vorgegebenen Muster, dessen Farbe verschieden von der ursprünglichen Farbe der schwarzen Oberfläche des Luftreifens ist und mit dieser kontrastiert, ist bekannt, beispielsweise aus US 5,478,426 , während der Herstellung des schwarzen Luftreifens eine Kautschukschicht mit einer von schwarz verschiedenen Farbe in der Nähe der Oberfläche des Luftreifens vorzusehen, die dann mit einer schwarzen Kautschukschicht überzogen wird, wonach die Formgebung und die Vulkanisation des Luftreifens in einer Form durchgeführt werden. Zur Sichtbarmachung eines Musters, das die Farbe der darunter liegenden Kautschukschicht hat, wird die darüber liegende abdeckende Schicht über ihre gesamte Dicke und mustergemäß entfernt. Die äußere Schicht wird dabei mit Hilfe eines Laserstrahls entfernt.
  • Das Verfahren zur Erzeugung eines farbigen Musters auf der Oberfläche dieses Luftreifens mit Hilfe eines Lasers wird so gesteuert, daß eine definierte und vorab festgelegte Schichtdicke des als Abdeckung verwendeten Kautschuks entfernt wird. So wird beispielsweise in dem Patent US 5,478,426 vorgeschlagen, für den als Abdeckung verwendeten Kautschuk eine Formulierung eines Kautschukgemischs zu verwenden, die eine größere Empfindlichkeit gegenüber der Laserstrahlung hat als das darunter liegende Kautschukgemisch.
  • Die Formung des Luftreifens wird jedoch von verschiedenen Bewegungen der Kautschukgemische unter der Einwirkung der Kräfte, die bei der Formgebung auftreten, und einer Zunahme der Temperatur der Gemische, die ihre Erweichung hervorruft, begleitet; außerdem werden diese Bewegungen noch durch die Formung von Mustern verstärkt, die in Form von Reliefs auf der äußeren Oberfläche des Luftreifens gebildet werden. Diese Bewegungen, die durch die formgebende Bearbeitung verursacht werden, führen dazu, daß die Position der gemeinsamen Grenzfläche zwischen den unterschiedlich gefärbten Gemischen, die bezogen auf die äußere Oberfläche des Luftreifens gemessen wird, mehr oder weniger stark verschoben sein kann. Hieraus folgt, daß es, um ein zufriedenstellendes farbiges Muster zu erhalten, häufig erforderlich ist, den Laserstrahl mehrfach über das Muster zu bewegen: wenn farbige Bereich nach dem ersten Arbeitsgang nicht sichtbar sind, ist ein zweiter oder sogar ein dritter Arbeitsgang unverzichtbar.
  • Zum anderen verändert das Verfahren die Oberfläche des Luftreifens, weil ein Teil der Materialstärke des Oberflächengemischs in einer mehr oder weniger großen Tiefe entfernt wird, was mit der Zeit Ausgangspunkt für eine größere lokale Ermüdung des Kautschukgemischs sein kann.
  • Es muß außerdem bedacht werden, daß dieses Verfahren kostspielig ist, weil es die Anordnung mehrerer unterschiedlich gefärbter Gummigemische erfordert und weil es außerdem sehr viel Energie verbraucht, weil eine mehr oder weniger große Schichtdicke des Kautschukgemischs entfernt werden muß. Es ist außerdem offensichtlich, daß es mit diesem Verfahren praktisch unmöglich ist, Muster herzustellen, die aus minde stens zwei verschieden gefärbten Teilen bestehen, wenn die farbigen Gemische nicht sehr genau zueinander angeordnet werden.
  • In der Patentanmeldung EP-A-0 327 508 wird ein Verfahren zur Laserbeschriftung organischer Materialien beschrieben, das darin besteht, in die Formulierung dieser Materialien mindestens einen für die Strahlung eines Lasers lichtempfindlichen, ausbleichenden Zusatzstoff und eine nicht ausbleichende und weniger lichtempfindliche Verbindung einzubringen, die als Pigment dient und deren Farbe einem gewünschten Muster entsprechend nach der Laserbelichtung sichtbar wird. Die Einwirkung des Lasers auf den lichtempfindlichen ausbleichenden Zusatzstoff führt zu seiner Ausbleichung, was dazu führt, daß die Farbe der gegenüber dem Laserlicht unempfindlichen Verbindung sichtbar wird.
  • Dieses Verfahren erfordert jedoch, auch wenn es die Oberfläche des zu markierenden Gegenstands nicht ähnlich stark wie das weiter oben beschriebene Verfahren stört, das Vorhandensein von mindestens zwei lichtempfindlichen ausbleichenden Zusatzstoffen, wie eines Azopigments oder eines Indanthenpigments, um ein Muster zu erzeugen, das aus mindestens zwei verschiedenen Farben gebildet ist. Es ist bekannt, daß diese Zusatzstoffe sehr teuer sind: um eine Größenordnung anzugeben wird darauf hingewiesen, daß diese Verbindungen am Anmeldetag dieser Anmeldung ungefähr hundertmal teurer waren als die im allgemeinen in der Reifenindustrie eingesetzten Füllstoffe, wie z. B. Ruß.
  • Aufgabe der Erfindung ist ein Verfahren zur Lasermarkierung der Oberfläche eines Kautschukgegenstands mit einem aus mindestens zwei verschiedenen Farben gebildeten Muster, das nicht die Nachteile aufweist, die mit den weiter oben dargestellten Verfahren verbunden sind, und das außerdem keine sichibare Beschädigung des Zustands der Oberfläche des markierten Gegenstands hervorruft.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, insbesondere auf einer Oberfläche eines Luftreifens oder jedes Gegenstands, der an der Oberfläche mindestens eine Kautschukzusammensetzung aufweist, eine Markierung vorzunehmen, die aus einem Muster besteht, das aus mindestens zwei verschiedenen Farben gebildet ist, wobei diese Farben mit der dunklen oder schwarzen Farbe der ursprünglichen Oberfläche des Luftreifens oder Gegenstands kontrastieren, und dies ohne daß es zu einer mit dem bloßen Auge sichtbaren Entfernung von Material und damit zu einer Verschlechterung des Oberflächenzustands kommt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es nicht erforderlich, lichtempfindliche ausbleichende Pigmente einzusetzen.
  • In Anbetracht dieses Ziels umfaßt das Verfahren zur Markierung eines Gegenstands aus Kautschuk, der eine dunkel gefärbte oder schwarze, zu markierende Oberfläche aufweist, mit einem Muster, das aus mindestens zwei verschieden gefärbten Teilen besteht, die folgenden Schritte:
    • – Herstellen einer hell gefärbten Kautschukzusammensetzung, die für die Erzeugung des Gegenstands verwendbar ist, aus der mindestens ein Teil der Oberfläche gebildet wird, die dafür vorgesehen ist, markiert zu werden, wobei die Zusammensetzung mindestens ein Elastomer und mindestens zwei verschiedene helle Farbmittel enthält, die der Zusammensetzung nach dem Vermischen ihre anfängliche Farbe geben;
    • – Einarbeiten eines Maskierungsmittels in einem Mengenanteil von weniger als 15 pce (d. h.: 15 Gewichtsteile pro 100 Gewichtsteile des oder der Elastomere) in die oben erhaltene Zusammensetzung, um die anfängliche Farbe der Kautschukzusammensetzung zu verdunkeln oder zu maskieren;
    • – Konfektionieren, Formen des Gegenstands, der an der Oberfläche mindestens die dunkel gefärbte oder schwarze Kautschukzusammensetzung enthält;
    • – Erzeugen des ersten Teils des Musters auf der Oberfläche des Gegenstands mit Hilfe eines Lasers, der einen gepulsten Laserstrahl mit solchen Eigenschaften aussendet, daß er für eine Wechselwirkung mit dem Maskierungsmittel geeignet ist, wobei das erhaltene Muster eine helle und mit der dunklen oder schwarzen Farbe der benachbarten Oberfläche des Gegenstands kontrastierende Farbe aufweist (diese Farbe entspricht im wesentlichen der Farbe, die beim Vermischen der Farbmittel entsteht),
    • – Erzeugen des zweiten Teils des Musters in einer Farbe, die von der Farbe des im vorherigen Verfahrensschritt erhaltenen ersten Teils des Musters verschieden ist, auf dem ersten Teil des Musters mit Hilfe eines Lasers, der einen gepulsten Laserstrahl mit solchen Eigenschaften aussendet, daß er für eine Wechselwirkung mit einem der Farbmittel, die nach denn ersten Verfahrensschritt in dem Material vorhanden sind, geeignet ist.
  • Dieser letzte Verfahrensschritt kann selbstverständlich mehrfach durchgeführt werden, um anderen Teile des Musters sichtbar werden zu lassen, die Farben aufweisen, die verschieden von den beiden zunächst erhaltenen Farben sind; hierfür genügt es, eine geeignete Zahl verschiedenfarbiger Farbmittel in die Ausgangszusammensetzung einzubringen.
  • Unter gepulstem Laserstrahl, der solche Eigenschaften aufweist, daß er für eine Wechselwirkung mit dem Maskierungsmittel oder mit einem Farbmittel geeignet ist, wird hier ein Laserstrahl verstanden, der beispielsweise mit Hilfe eines Lasers vom YAG-Typ mit Frequenzvervielfachung erzeugt wird und der eine Pulsfolge mit einer Pulsdauer auszusenden vermag, die für eine Wechselwirkung mit dem Maskierungsmittel oder Farbmittel geeignet ist, so daß dieses selektiv entfernt wird; diese Pulsdauer wird vorzugsweise im Bereich von 300 Nanosekunden (ns) bis einigen 10 ns ausgewählt.
  • Unter einem hellen Farbmittel wird hier ein Farbmittel verstanden, das eine von schwarz im wesentlichen verschiedene Farbe aufweist und das mit einem gepulsten Laserstrahl in Wechselwirkung treten kann, der hinsichtlich Frequenz % Pulsdauer/Wellenlänge solche speziellen Eigenschaften aufweist, daß das Mittel entfernt werden kann.
  • Unter hell gefärbter Kautschukzusammensetzung wird in der vorliegenden Beschreibung eine weiße oder mit mindestens zwei hellen Farbmitteln gefärbte Zusammensetzung, d. h. eine im wesentlichen nicht schwarze Zusammensetzung, verstanden. Diese Zusammensetzung kann mit mindestens einem Füllstoff, der selbst weiß oder farbig ist, insbesondere Kieselsäure, verstärkt sein, wobei eine derartige Zusammensetzung für die Herstellung von Luftreifen verwendet werden kann.
  • Für die Herstellung der Luftreifen wird vorzugsweise ein "Dien"-Elastomer oder "Dien"-Kautschuk verwendet, d. h. auf bekannte Weise ein Elastomer, das mindesters teilweise (d. h. Homopolymer oder Copolymer) aus Dien-Monomeren (Monomere, die zwei Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen enthalten, die konjugiert oder nicht konjugiert sind) hervorgegangen ist.
  • Unter Maskierungsmittel wird ein dunkelfarbiges oder schwarzes Mittel verstanden, das beispielsweise unter den folgenden Füllstoffen ausgewählt wird: Ruß, dunkelfarbigen oder schwarzen anorganischen Pigmenten; dieses Maskierungsmittel dient dazu, die anfängliche Farbe der Zusammensetzung zu verändern, indem es die Zusammensetzung je nach der eingesetzten prozentualen Menge des Maskierungsmittel mehr oder weniger dunkel oder sogar schwarz einfärbt.
  • Es wurde die übenaschende und unerwartete Feststellung gemacht, daß es möglich ist, durch Einbringen eines schwarzen oder dunkel gefärbten Maskierungsmittels in einer geringen und kontrollierten Menge in eine Zusammensetzung, die mindestens zwei verschiedene Farbmittel enthält, obwohl die anfängliche Farbe der Zusammensetzung unter Verdunklung oder sogar vollständiger Maskierung verändert wird, eine Kautschukzusammensetzung erhalten werden kann, die für die Herstellung von Kautschukgegenständen, wie Luftreifen, verwendbar ist, wobei diese Zusammensetzung den Vorteil aufweist, daß sie mit einer Laserstrahlungsquelle, die im Pulsbetrieb verwendet wird, unter Erhalt mindestens eines Musters, das aus mehreren verschiedenen und von der dunklen oder schwarzen Farbe der Zusammensetzung verschiedenen Farben gebildet ist, markiert werden kann.
  • Unter der Einwirkung einer ersten Laserstrahlung wird der Anteil des schwarzen oder dunkel gefärbten Maskierungsmittels in der Kautschukzusammensetzung lokal verringert, was zur Folge hat, daß die Farbe der Kautschukzusammenetzung aufgehellt wird und eine Farbe erhalten wird, die der anfänglichen Farbe der Kautschukzusammensetzung, die dieses Maskierungsmitael nicht enthält, mehr oder weniger ähnelt.
  • Unter Farbe, die der urspräünglichen Farbe der Kautschukzusammensetzung mehr oder weniger ähnelt, wird verstanden, daß die Farbe des erhaltenen Musters eine Nuance der anfänglichen Farbe ist, die sich beim Vermischen der verschiedenen Farbmittel ergibt, d. h. eine Nuance, die mehr oder weniger hell oder dunkel ist, auf jeden Fall aber ausreichend mit der dunklen Farbe des Kautschukgemischs kontrastiert (Ergebnis der Mischung der Fachen der hellen Farbmittel und des schwarzen oder dunkel gefärbten Maskierungsmittels), so daß sie mit dem bloßen Auge sichtbar ist.
  • Oberhalb eines Mengenanteils von 15 pce (d. h. 15 Gewichtsteile Maskierungsmittel pro 100 Teile Elastomer) wurde häufig festgestellt, daß es unmöglich war, die anfängliche Farbe der Kautschukzusammensetzung in zufriedenstellender Weise und mit einem ausreichenden Kontrast wieder mit Hilfe eines gepulsten Laserstrahls sichtbar werden zu lassen.
  • Unterhalb eines Mengenanteils von 0,2 pce Maskierungsmittel ist es im allgemeinen unmöglich, die anfängliche Farbe der Kautschukzusammensetzung so gut zu maskieren, daß mit Hilfe eines gepulsten Lasers ein Muster erhalten werden kann, das einen so großen Kontrast aufweist, daß es sichtbar wird.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren weist den Vorteil auf, daß es in jedem Verfahrensschritt die Erzeugung von Mustern ermöglicht, die für jede sichtbar gemachte Farbe Farbabstufungen dieser Farbe zeigen, insbesondere indem die Energie des ausgesendeten Laserstrahls, die Pulsfrequenz und die Scan-Geschwindigkeit des Laserstrahls über die Oberfläche des Gegenstands eingestellt werden, wobei es selbstverständlich möglich ist, diese verschiedenen Parameter auf geeignete Weise miteinander zu kombinieren.
  • Das Verhältnis des Gewichts aller nicht schwarzen Farbmittel zum Gewicht des schwarzen oder dunkel gefärbten Farbmittels wird in Abhängigkeit von den Farbtönen, der Intensität und der Reinheit dieser Farbmittel gewählt.
  • Unter Laser, der einen gepulsten Laserstrahl aussendet, wird beispielsweise ein Laser verstanden, der im Pulsbetrieb oder Q-Switch-Betrieb verwendet wird. Zur Erinnerung entsteht ein Laserstrahl in einem festen oder gasförmigen Resonator, der einer intensiven elektrischen Anregung oder Anregung durch Licht ausgesetzt ist. Die von der Laserquelle abgegebene Leistung hängt neben anderen Parametern von seiner Betriebsweise ab. Man unterschieidet:
    • – den kontinuierlichen. Betrieb: Die Anregungsleistung variiert nicht, der Laserstrahl wird nicht unterbrochen, keine zeitabhängige Änderung der erhaltenen Leistung;
    • – den Q-Switch-Modus: die Anregungsleistung bleibt konstant, der Laserstrahl wird im Resonator unterbrochen, und die Laserenergie wird im aktiven Medium gespeichert und dann schlagartig freigegeben, wa zur Ausbildung einenr Welle mit hoher, plötzlich freigesetzter Leistung führt;
    • – den Pulsbetrieb: die Anregungsleistung ist nicht kontinuierlich, sondern wird in Form von Pulsen zugeführt; dem Resonator werden hoh Energiepeaks zugeführt, die es ermöglichen, hohe Spitzenleistungen des Lasers zu erhalten.
  • Eigesetzer Lasertyp: YAG mit Frequenzvervielfachung.
    Figure 00090001
  • Pulsdauer:
    Figure 00090002
  • Die kombinierte Wirkung eines im Pulsbetrieb oder im Q-Switch-Betrieb ausgesendeten Laserstrahls und eine geeignete Wellenlänge und Pulsdauer bei gleichzeitig begrenztem Mengenanteil eines Maskierungsmittels und/oder eines Farbmittels ermöglichen die Markierung eines anfänglich schwarzen oder dunkel gefärbten Kautschukgegenstands in mindestens zwei Farben.
  • Die Erfindung betrifft außerdem die Gegenstände aus Kautschuk, die auf ihrer Oberflächen eine farbige Markierung aufweisen, die mit einem Laser erzeugt wird und die; nach einem Verfahren erhalten werden kann, das die folgenden Schritte umfaßt:
    • – Herstellen einer hellen Kautschukzusammensetzung, die so für die Erzeugung des Gegenstands verwendbar ist, daß aus ihr mindestens ein Teil der Oberfläche gebildet wird, die dafür vorgesehen ist, markiert zu werden, wobei die Zusammensetzung mindestens ein Elastomer und mindestens zwei verschiedene helle Farbmittel enthält, die der Zusammensetzung nach dem Vermischen ihre anfängliche Farbe geben;
    • – Einarbeiten eines dunkel gefärbten oder schwarzen Maskierungsmittels in einem Mengenanteil von weniger als 15 pce (Gewichtsteile pro 100 Teile des Elastomers oder der Elastomere) in die oben erhaltene Zusammensetzung, um die anfängliche Farbe der Kautschukzusammensetzung zu verdunkeln oder zu maskieren;
    • – Konfektionieren, Formen des Gegenstands, der mindestens die Kautschukzusammensetzung enthält;
    • – Erzeugen des ersten. Teils des Musters auf der zu markierenden Oberfläche des Gegenstands mit Hilfe eines Lasers, der einen gepulsten Laserstrahl mit einer solchen Wellenlänge und einer solchen Pulsdauer aussendet, daß er für eine Wechselwirkung mit dem Maskierungsmittel geeignet ist, wobei das erhaltene Muster im wesentlichen die Farbe aufweist, die durch Vermischen der Farbmittel erhal ten wird, wobei diese Farbe mit der dunklen oder schwarzen Farbe der benachbarten Oberfläche des Gegenstands kontrastiert,
    • – Erzeugen des zweiten Teils des Musters in einer Farbe, die von der Farbe des im vorherigen Verfahrensschritt erhaltenen ersten Teils des Musters verschieden ist, auf dem ersten Teil des Musters mit Hilfe eines Lasers, der einen gepulsten Laserstrahl mit einer solchen Wellenlänge und einer solchen Pulsdauer aussendet, daß er für eine Wechselwirkung mit einem der Farbmittel, die nach dem ersten Verfahrensschritt in denn Material vorhanden sind, geeignet ist.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kann für die Markierung eines nicht vulkanisierten Gegenstands, der an seiner Oberfläche eine Zusammensetzung aus Rohkautschuk aufweist, und ebenso eines vulkanisierten Gegenstands, der an seiner Oberfläche eine vernetzte Kautschukzusammensetzung aufweist, eingesetzt werden.
  • Um eine Kautschukzusammensetzung zu erhalten, die zufriedenstellende mechanische Eigenschaften aufweist (wie z. B. hinsichtlich des Dehnmoduls), ist bekannt, mindestens einen verstärkenden Füllstoff in die Zusammensetzung einzuarbeiten. Diese verstärkende Wirkung kann mit mindestens einem der eingesetzten Farbmittel erzielt werden, soweit dieses Farbmittel über diese Eigenschaft oder Wirkung verfügt, andernfalls kann ein ergänzender verstärkender Füllstoff zugegeben werden.
  • Beim erfindungsgemäßen Markierungsverfahren ermöglicht die Erhöhung der Pulsfrequenz des Lasers eine deutliche Senkung der Zeit, die für die Erzeugung eines farbigen Musters erforderlich ist.
  • Als helle Farbmittel eigenen sich insbesondere alle weißen Füllstoffe, wie z. B. Kieselsäure, Tonerde bzw. Aluminiumoxid, Tone, Hydrate oder Oxide von Aluminium und/oder Magnesium, Bentonit, Talk, Kreide, Kaolin, Titandioxid. Es ist bemerkenswert, daß bis zu 100 pce Titandioxid ohne Inkompatibilität mit denn erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden können.
  • Als helle Farbmittel sind außerdem die farbigen Füllstoffe geeignet, die von Natur aus farbige Füllstoffe oder auch Füllstoffe sein können, die durch eine Färbung erhalten werden, wie z. B. eine Kieselsäure oder ein Aluminiumoxid.
  • Für die Ausführung der Erfindung kann als helles Farbmittel jeder dem Fachmann bekannte Typ von Farbmitteln verwendet werden, wobei dieses Farbmittel organisch oder anorganisch sein kann. Als Beispiel können anorganische Pigmente, wie z. B. Metallpulver, insbesondere aus Kupfer oder Aluminium, oder verschiedene Metalloxide, Silicate, Aluminate, Titanate, Eisenoxide oder Eisenhydroxide, Mischoxide anderer metallischer Elemente, wie Co, Ni, Al, Zn, organische Pigmente, wie z. B. polycyclische Pigmente, wie die Diarylide Xylidide, Komplexe, wie die Kupferphthalocyanine, angegeben werden.
  • Die Erfindung sowie ihre Vorteile können mit Hilfe der Beschreibung, die die im folgenden aufgeführten Ausführungsbeispiele begleitet, leicht verstanden werden.
  • In allen aufgeführten Beispielen geht man von ein und derselben Kautschukzusammensetzung (Grundmatrix) aus, die bei der Herstellung eines Luftreifens verwendet werden kann und die enthält:
    • – 100 Teile Elastomere ein Verschnitt aus Naturkautschuk, Polybutadien und EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Terpolymer);
    • – 40 pce Kieselsäure als verstärkenden Füllstoff (d. h. 40 Teile Kieselsäure pro 100 Teile Elastomere);
    • – 15 pce Weichmacher;
    • – 1 pce Stearinsäure;
    • – 3 pce Zinkoxid;
    • – 3 pce Schwefel.
  • Unter N pce werden N Gewichtsteile pro 100 Teile des Gemischs von Elastomeren verstanden.
  • In einem ersten Beispiel. wurden zunächst zu der Grundmatrix gegeben:
    • – 100 pce Titandioxid, und
    • – 20 pce Rotpigment Ciba DPP DP, das die Matrix rosa färbt.
  • Anschließend wurden zugegeben:
    • – 5 pce Ruß N772, der als Mittel zur Maskierung der rosa Farbe dient und die Zusammensetzung altrosa färbt.
  • Aus dieser Zusammensetzung wurde eine 15 cm × 15 cm große Kautschukplatte mit einer Dicke von 2,5 mm geformt, die dann vulkanisiert wurde (Vulkanisationsbedingungen: 150°C, Druck über 10 bar, Dauer: 25 min).
  • Mit einem YAG-Laser (diodengepumpt), der im Q-Switch-Betrieb bei einer Wellenlänge von 1064 nm und einer Frequenz von 500 Hz verwendet wird, mit einer Lampenintensität von 12 A und einer Abtast- bzw. Scangeschwindigkeit von 100 mm/s erhält man in einem ersten Schritt ein rosa gefärbtes Muster, das gegenüber der altrosa gefärbten Platte einen sichtbaren Kontrast bildet.
  • In einem zweiten Schritt wird die Erzeugung des Musters durch Ausbildung eines zweiten, weiß gefärbten Teils (sehr schwach rosa gefärbtes weiß) auf dem ersten, rosa gefärbten Teil abgeschlossen. Hierfür wird ein frequenzverdoppelter YAG-Laser (d. h. mit einer Wellenlänge von 532 nm) (diodengepumpt) im Q-Switch-Betrieb bei einer Frequenz von 500 bis 1800 Hz mit einer Intensität im Bereich von ,19 bis 22 A und einer Scangeschwindigkeit von 100 mm/s verwendet.
  • Die Einstellung des Frequenzwerts ermöglicht es, nach Belieben verschiedene rosa-weiße Nuancen zu erzeugen.
  • Andere Ausführungsbeispiele wurden unter Verwendung der gleichen Grundmatrix durchgeführt, dabei wurden vergleichbare Ergebnisse erzielt, wobei das Rotpigment durch das Grünpigment SARMAGUM 60 D oder das Blaupigment Ciba Microlein BCS oder das Gelbpigment SARMAGUM 60 A oder auch das Aluminiumpulver Sylber Line ersetzt wurde.
  • Im folgenden sind die mit der gleichen Zusammensetzung und verschiedenen Paaren färbender Pigmente erzielten verschiedenen Ergebnisse zusammengefaßt:
  • Figure 00140001
  • Die Farbe jeder Markierung (erstes und zweites Muster), die mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens erhalten wird, kann über einen sehr breiten Bereich variieren: z. B. kann es sich um verschiedene Rot-, Oran ge-, Grün-, Gelb-, Blaunuancen, die gegebenenfalls metallisiert sind, handeln.
  • Die Kautschukzusammensetzung, die für eine Markierung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren geeignet ist, kann für die Herstellung einer, Platte oder einer dünnen Folie aus Kautschuk eingesetzt werden, die dafür vorgesehen ist, permanent oder nicht permanent aufgebracht zu werden, beispielsweise auf die äußere Oberfläche eines Gegenstands, insbesondere einen Luftreifen, für das Abbild eines Abziehbildes.
  • Der Einsatz eines gepulsten Laserstrahls ermöglicht es, auf dieser Platte oder dieser Folie jedes gewünschte Muster zu erzeugen, das mindestens zwei Farben aufweist, die mit der ursprünglichen dunklen oder schwarzen Farbe dieser Platte oder dieser Folie kontrastieren.
  • Der Einsatz dieser Zusammensetzung in flüssiger Form wird ebenfalls für die Beschichtung einer Oberfläche eines Gegenstands, insbesondere eines Luftreifens, in Betracht gezogen, der mit einem Muster aus mindestens zwei Farben, die mit der dunklen oder schwarzen Farbe der Zusammensetzung kontrastieren, markiert werden soll.
  • Die dunkel oder schwarz gefärbte Kautschukzusammensetzung, die dafür vorgesehen ist, durch das erfindungsgemäße Verfahren markiert zu werden, wird vorzugsweise durch das Einarbeiten eines die Photooxidation verhindernden Mittels, das photostabil ist und in dieser Zusammensetzung keine Flecken erzeugt, vor der photooxidativen Alterung geschützt, beispielsweise durch ein Mittel, das wie in der internationalen Patentanmeldung PCT/EP 98/04150 definiert ist.
  • Das Verfahren, das zuvor zur Anwendung bei Kautschukzusammensetzungen für Luftreifen bechrieben wurde, kann leicht an Kunststoffmate rialien im allgemeinen für die Erzeugung farbiger Muster, die mindestens zwei Farben aufweisen, die von der anfänglichen Farbe des Materials verschieden sind, angepaßt werden.
  • Zum Schutz der Markierung ist es außerdem möglich, die Kautschukzusammensetzung, die dafür vorgesehen ist, markiert zu werden, vorab mit einer Schicht aus einem. durchsichtigen Gemisch zu beschichten, wobei dieses durchsichtige Gemisch so ausgewählt wird, daß es die vom Laser ausgesendeten gepulsten Strahlen passieren läßt, damit die Markierung der darunter liegenden Zusammensetzung durchgeführt werden kann.

Claims (8)

  1. Verfahren zur Markierung eines Gegenstands aus Kautschuk, der mit mindestens einer dunkel oder schwarz gefärbten Oberfläche versehen ist, zur Erzegung eines Musters, das aus mindestens zwei verschiedenen und kontrastierenden Farben gebildet ist, auf diesem Gegenstand, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt: – Herstellen einer hell gefärbten Kautschukzusammensetzung, die für die Erzeugung des Gegenstands verwendbar ist, aus der mindestens ein Teil der Oberfläche gebildet ist, die dafür vorgesehen ist, markiert zu werden, wobei die Zusammensetzung mindestens ein Elastomer und mindestens zwei verschiedene helle Farbmittel enthält, die der Zusammensetzung nach dem Vermischen ihre anfängliche Farbe geben; – Einarbeiten eines dunkel gefärbten oder schwarzen Maskierungsmittels in einem. Anteil von weniger als 15 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile des oder der Elastomere in die oben erhaltene Zusammensetzung, um die anfängliche Farbe der Kautschükzusammensetzung zu verdunkeln oder zu maskieren; – Konfektionieren, Formen des Gegenstands, der mindestens die dunkel oder schwarz gefärbte Kautschukzusammensetzung enthält; – Erzeugen des ersten Teils des Musters auf der zu markierenden Oberfläche des Gegenstands mit Hilfe eines Lasers, der einen gepulsten Laserstrahl mit einer solchen Wellenlänge aussendet, daß er für eine Wechselwirkung mit dem Maskierungsmittel geeignet ist, wobei das erhaltene Muster eine helle und mit der dunklen oder schwarzen Farbe der benachbarten Oberfläche des Gegenstands kontrastierende Farbe aufweist, wobei die Farbe im wesentlichen mit der Farbe übereinstimmt, die durch das Vermischen der Farbmittel erhalten wird, – Erzeugen des zweiten Teils des Musters in einer Farbe, die von der Farbe des im vorherigen Verfahrensschritt erhaltenen ersten Teils des Musters verschieden ist, auf dem ersten Teil des Musters mit Hilfe eines Lasers, der einen gepulsten Laserstrahl mit einer solchen Wellenlänge aussendet, daß er für eine Wechselwirkung mit einem der Farbmittel, die nach dem ersten Verfahrensschritt in dem Material vorhanden sind, geeignet ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eines der hellen Farbmittel unter den folgenden Füllstoffen ausgewählt wird: Kieselsäure, Aluminiumoxid bzw. Tonerde, Tonen, Hydraten oder Oxiden von Aluminium und/oder Magnesium, Bentonit, Talk, Kreide, Kaolin, Titandioxid.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Farbmittel nicht-schwarze Pigmente sind, die bei verschiedenen Wellenlängen lichtempfindlich sind.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß das dunkel gefärbte oder schwarze Maskierungsmittel unter den folgenden Füllstoffen ausgewählt wird: Ruß, dunkel gefärbten oder schwarzen anorganischen Pigmenten.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kautschukzusammensetzung, die dafür vorgesehen ist, markiert zu werden, außerdem mindestens ein die Photooxidation verhinderndes Mittel enthält, das die Stabilität der Farbe des auf der Oberfläche des Luftreifens erzeugten Musters schützt und gewährleistet.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenlänge des Laserstrahls im Bereich von 200 bis 1064 nm ausgewählt wird.
  7. Markierungsverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dauer der Laserpulse im Bereich von 300 ns (Nanosekunden) bis einigen 10 ns gewählt wird.
  8. Gegenstand aus Kautschuk, insbesondere Luftreifen, der auf einer seiner Oberflächen mindestens eine farbige Markierung aufweist, die mit der dunklen oder schwarzen Farbe des Gegenstands nach der Vulkanisation einem Kontrast bildet, wobei die farbige Markierung nach einem Verfahren erzeugt werden kann, das die folgenden Schritte umfaßt: – Herstellen einer hell gefärbten Kautschukzusammensetzung, die für die Erzeugung des Gegenstands verwendbar ist, aus der mindestens ein Teil. der Oberfläche gebildet ist, die dafür vorgesehen ist, markiert zu werden, wobei die Zusammensetzung mindestens ein Elastomer und mindestens zwei verschiedene helle Farbmittel enthält, die der Zusammensetzung ihre anfängliche Farbe geben; – Einarbeiten eines dunkel gefärbten oder schwarzen Maskierungsmittels in einem Anteil von weniger als 15 pce in die oben erhaltene Zusammensetzung, um die anfängliche Farbe der Kautschukzusammensetzung zu verdunkeln oder zu maskieren; – Konfektionieren, Formen des Gegenstands, der mindestens die Kautschukzusammensetzung enthält; – Erzeugen des ersten Teils des Musters auf der zu markierenden Oberfläche des Gegenstands mit Hilfe eines Lasers, der einen gepulsten Laserstrahl mit einer solchen Wellenlänge und Pulsdauer aussendet, daß er für eine Wechselwirkung mit dem Maskierungsmittel geeignet ist, wobei das erhaltene Muster im wesentli chen die Farbe aufweist, die durch Vermischen der Farbmittel erhalten wird, wobei diese Farbe mit der dunklen oder schwarzen Farbe der benachbarten Oberfläche des Gegenstands kontrastiert, – Erzeugen des zweiten Teils des Musters in einer Farbe, die von der Farbe des im vorherigen Verfahrensschritt erhaltenen ersten Teils des Musters verschieden ist, auf dem ersten Teil des Musters mit Hilfe eines Lasers, der einen gepulsten Laserstrahl mit einer solchen Wellenlänge und Pulsdauer aussendet, daß er für eine Wechselwirkung mit einem der Farbmittel, die nach dem ersten Verfahrensschritt in dem Material vorhanden sind, geeignet ist.
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