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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Diese Erfindung betrifft Kennzeichnungen tragende
Elastomerartikel und ein Verfahren zum Aufbringen von Kennzeichnungen
auf Elastomerartikel.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Hersteller von Elastomerartikeln,
wie beispielsweise Reifen, Riemen und Schläuchen, stehen vor einer Notwendigkeit,
zum Zweck der Identifikation, der Werbung und der Inventarkontrolle
Kennzeichnungen auf solche Artikel aufzubringen. Zum Beispiel ist
es bei der Herstellung von Kraftübertragungsriemen,
wie beispielsweise in Autos und anderen Geräten verwendeten Keilriemen
und Verbundriemen, verbreitet, daß ein Hersteller Etiketten aufbringt,
die einen Firmennamen, eine Handelsmarke, eine Modellnummer, ein
Herstellungsdatum und dergleichen anzeigen. Um nützlich zu sein, müssen die
Etiketten trotz der Härten
einer rauhen Umgebung, z.B. einem Automobil-Motorraum, intakt bleiben,
und die Kennzeichnungen sollten während der gesamten Nutzungsdauer
des Riemens sichtbar sein.
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Eine verbreitete Weise zum Etikettieren
von Elastomerartikeln ist bisher die Verwendung von Umdruckabziehmaterial.
Abziehmaterial aus einer Kunststoff-Folie oder Papier wird mit umdruckbaren Kennzeichnungen
bedruckt. Das bedruckte Abziehmaterial wird typischerweise dazu
verwendet, die Kennzeichnungen während
der Herstellung auf den Elastomerartikel aufzubringen, und wird
danach entfernt und verworfen. Zum Beispiel wird bei der Herstellung
von Keilriemen oder Verbundriemen das Abziehmaterial auf eine Formtrommel
aufgebracht, auf die nacheinander verschiedene härtbare Elastomerschichten und
Verstärkungsmaterialien
gewickelt werden. Über
dem gewickelten Artikel wird ein Mantel angeordnet, und der Artikel
wird vulkanisiert. Während
des Vulkanisierens werden die Kennzeichnungen von der Innenfläche des
Abziehmaterials auf eine angrenzende Elastomerschicht umgedruckt. Nachdem
das Vulkanisierverfahren abgeschlossen ist, wird das Abziehmaterial
vom vulkanisierten Riemen abgeschält und hinterläßt die Kennzeichnungen auf
der Außenfläche des
gerade geformten vulkanisierten Artikels. Jedoch liegen die auf
diese Weise aufgebrachten Kennzeichnungen dann in einer Vertiefung
auf der Oberfläche,
die durch das während des
Formens vorhandene Abziehmaterial gebildet wird. Im Fall von Keilriemen
für eine
Verwendung bei Automobilen erzeugen solche Unregelmäßigkeiten auf
der Oberfläche
des Elastomerartikels ein unerwünschtes
Geräusch,
wenn die Riemen mit Riemenscheiben oder Leitrollen in Eingriff gebracht
werden, die vielen Hilfsgeräten
der Automobil-Motorräume zugeordnet
werden. Außerdem
liegen die auf diese Weise aufgebrachten Kennzeichnungen auf der
Außenfläche des
Elastomerartikels und sind nicht vor Abnutzung, Hitze, Ölen und
scharfen Lösungsmitteln geschützt, die
in der Automobilumgebung häufig sind.
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US-A-5380391 legt einen Kennzeichnungen tragenden
Elastomerartikel offen, der eine bündig verbundene Polymerfolie
mit Kennzeichnungen auf einer ihrer Oberflächen hat. Die vorgeschlagenen Polymerfolien
sind warmausgehärtete
Schichten, wie beispielsweise warmausgehärtete Polyamide, Polyurethane,
Polyisocyanate, Polyester und Epoxidharze.
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GB-A-867225 legt Artikel mit dem
gleichen allgemeinen Aufbau offen, ohne die Notwendigkeit, daß die Polymerschicht
bündig
verbunden wird, aber mit den Erfordernissen, daß die Polymerschicht klar ist,
und daß sich
die Kennzeichnungen auf der Innenfläche der Polymerschicht befinden.
Die vorgeschlagenen Polymere schließen Butadien-Styrol-Copolymer
ein.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung stellt
einen Kennzeichnungen tragenden Elastomerartikel mit einer glatten
Außenfläche bereit.
Der Artikel schließt
eine Elastomerschicht mit einer Außen- und einer Innenfläche und
eine Polymerfolie mit einer Außen-
und einer Innenfläche
ein, wobei die Polymerfolie auf einer ihrer Flächen Kennzeichnungen hat und
eine Fluorpolymerfolie ist. Die Innenfläche der Polymerfolie wird an
die Außenfläche der
Elastomerschicht gebunden, so daß die Polymerfolie bündig mit
der Außenfläche der
Elastomerschicht ist, was die Außenfläche des Elastomerartikels glatt
macht. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Polymerfolie klar,
und die Kennzeichnungen sind auf der Innenfläche der Polymerfolie vorhanden,
und die Polymerfolie dient als ein Schutzüberzug für die zwischen die Polymerfolie
und die Elastomerschicht geschichteten Kennzeichnungen, wobei die
Kennzeichnungen durch den Schutzüberzug
sichtbar sind.
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Die Erfindung stellt außerdem ein
Verfahren zum Formen eines Kennzeichnungen tragenden Elastomerartikels
mit einer glatten Außenfläche bereit.
Das Verfahren schließt
das Formen einer Polymerfolie mit einer Außen- und einer Innenfläche, wobei
die Folie eine Fluorpolymerfolie ist, und das Aufbringen von Kennzeichnungen
auf eine der Flächen der
Polymerfolie ein. Die Polymerfolie mit den Kennzeichnungen wird
auf die Außenfläche einer
Elastomerschicht aufgebracht, und die Folie und die Elastomerschicht
werden unter derartigen Bedingungen gepreßt, daß die Folie an die Außenfläche der
Elastomerschicht gebunden und bündig
mit derselben wird, wodurch die Außenfläche des Elastomerartikels glatt
gemacht wird.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine fragmentarische perspektivische Ansicht einer Polymerfolie
mit Kennzeichnungen, verwendet zum Etikettieren von Elastomerartikeln
dieser Erfindung.
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2 ist
eine perspektivische Ansicht einer Riemenmanschette, die in einem
bevorzugten Verfahren nach der Erfindung geformt wird, verwendbar bei
der Herstellung von Keilriemen oder Verbundriemen. 2 illustriert die Teilschichten der Riemenmanschette
einschließlich
einer Polymerfolie mit Kennzeichnungen, gewickelt um eine Formtrommel.
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3 ist
eine fragmentarische perspektivische Ansicht eines fertiggestellten
Kraftübertragungsverbundriemens
einschließlich
von Kennzeichnungen, aufgebracht nach der vorliegenden Erfindung,
die einen Kennzeichnungen tragenden Elastomerartikel mit einer glatten
Außenfläche bereitstellt.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG ELASTOMERARTIKEL
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Die vorliegende Erfindung stellt
einen Kennzeichnungen tragenden Elastomerartikel mit einer glatten
Außenfläche bereit,
der eine Polymerfolie einschließt,
die auf einer ihrer Flächen
Kennzeichnungen hat, an eine Elastomerschicht gebunden und bündig mit
derselben. Da die Außenfläche ohne
die durch die bekannten Umdruckabziehtechniken verursachten Oberflächenunregelmäßigkeiten
ist, erzeugen Kraftübertragungsriemen
unter Einsatz der Erfindung nicht das unerwünschte Geräusch, das durch die unregelmäßige Oberfläche im Kontakt
mit Riemenscheiben und Leitrollen verursacht wird. Die durch die Erfindung
bereitgestellten Kennzeichnungen können eine dauerhafte Etikettierung
für den
Artikel gewährleisten,
die über
die gesamte Nutzungsdauer des Artikels sichtbar bleibt.
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Unter Bezugnahme auf die Abbildungen
illustriert 1 eine Polymerfolie 10 mit
Kennzeichnungen 12 zum Etikettieren von Elastomerartikeln nach der
vorliegenden Erfindung. Die Kennzeichnungen können alle gewünschten
Buchstaben, Zahlen oder Symbole einschließen und können eine Vielzahl von Formen
annehmen, einschließlich
eines Firmennamens, einer Handelsmarke, einer Modellnummer, eines
Herstellungsdatums und dergleichen. Die zu etikettierenden Elastomerartikel
schließen
eine Zahl von Gegenständen,
wie beispielsweise Reifen, Matten, Gebläseriemen, Kraftübertragungsriemen, Schläuche, Handschuhe
und Dichtungen, ein.
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Die Polymerfolie 10 hat
eine Außenfläche 14 und
eine Innenfläche 16,
wobei die Kennzeichnungen auf eine ihrer Oberflächen aufgebracht werden. Bei
einer bevorzugten Form der Erfindung ist die Polymerfolie klar,
und die Kennzeichnungen werden auf die Innenfläche 16 der Folie gedruckt
und sind durch die Polymerfolie sichtbar. Mit klar ist gemeint,
daß die Polymerfolie
optisch klar ist. Folglich kann die Polymerfolie transparent oder
getönt
sein, wobei die Kennzeichnungen durch dieselbe sichtbar sind. Falls die
Kennzeichnung eine Gestaltung, die eine bestimmte Ausrichtung erfordert,
oder ein Wort ist, das durch die Polymerfolie lesbar sein sollte,
werden die Kennzeichnungen 12 vorzugsweise umgekehrt auf die
Innenfläche 16 gedruckt.
Bei dieser Form der Erfindung, bei der die Kennzeichnungen auf die
Innenfläche
der Folie gedruckt werden, dient die Polymerfolie als ein Schutzüberzug,
wobei die Kennzeichnungen zwischen die Polymerfolie und die Elastomerschicht
geschichtet werden. Im Fall von Riemen für eine Verwendung bei Automobilen
schützt
die klare Polymerfolie die Kennzeichnungen vor Abnutzung, hohen
Temperaturen, Ölen
und anderen Lösungsmitteln.
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Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel, bei
dem die Umgebung für
die Verwendung der Elastomerartikel dieser Erfindung nicht so rauh
für die zum
Formen der Kennzeichnungen verwendeten Druckfarben ist, können die
Kennzeichnungen auf die Außenfläche 14 der
Polymerfolie aufgebracht werden. In diesem Fall kann die Polymerfolie
klar sein oder kann nach Wunsch selbst bis zu einem Maß pigmentiert
werden, daß sie
undurchsichtig ist. Die Kennzeichnungen werden typischerweise in
einer Farbe aufgebracht, die zur pigmentierten Polymerfolie kontrastiert.
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Die Polymerfolie 10 kann
innerhalb der allgemeinen Klasse der Fluorpolymere aus einer Zahl
von Polymeren ausgewählt
werden, welche die gewünschte
Erscheinung, Haltbarkeit und Verarbeitungsmerkmale für die bestimmte
Anwendung haben. Vorzugsweise ist die Polymerfolie ein Fluorpolymer,
wie beispielsweise jene unter anderem aus Polymeren und Copolymeren
von Trifluorethylen, Hexafluorpropylen, Monochlortrifluorethylen,
Dichlordifluorethylen, Tetrafluorethylen, Vinylidenfluorid, Vinylfluorid
bereiteten. Zum Beispiel kann das Fluorpolymer unter anderem ein
fluoriertes Ethylen-Propylen-Copolymer,
d.h. FEP-Kunstharze, ein Copolymer von Ethylen/Chlortrifluorethylen,
Vinylidenfluorid/Hexafluorpropylen und Vinylidenfluorid/Perfluor(Alkylvinylether)-Dipolymeren
und Terpolymeren mit Tetrafluorethylen, Polyvinylidenfluorid-Homopolymer (PVDF),
Mischungen von Polyvinylidenfluorid (PVDF) und Acrylpolymeren, Polyvinylfluorid-Homopolymer
(PVF) sein. Fluorpolymere überwinden
auf Grund ihrer chemischen und thermischen Widerstandsfähigkeit
die mit dem bekannten technischen Stand verbundenen Probleme, was
sie besonders nützlich
für Anwendungen
bei Automobilen macht, bei denen hohe Temperaturen und Öle vorhanden sind.
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Die vorliegende Erfindung wird vorzugsweise
mit Polyvinylfluoridfolien (PVF) eingesetzt. Wenn eine PVF-Folie
verwendet wird, liegt die Polymerfoliendicke vorzugsweise im Bereich
von 0,25 Millizoll (6,4 μm)
bis etwa 15 Millizoll (381 μm).
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Unter Bezugnahme auf 2 und 3 schließt der Artikel
eine Elastomerschicht 18 (am besten in 3 als Teil eines fertiggestellten Elastomerartikels gezeigt)
ein, die eine Außenfläche 20 und
eine Innenfläche 22 hat.
Die Innenfläche 16 der
Polymerfolie 10 wird an die Außenfläche 20 der Elastomerschicht
gebunden, so daß die
Außenfläche 14 der
Polymerfolie 10 bündig
mit der Außenfläche 20 ist.
Das Verbinden kann in bestimmten Ausführungsbeispielen mit der Verwendung
von Grundierungen und Klebstoffen ausgeführt werden, entweder auf die
Polymerfolie oder auf die Elastomerschicht aufgebracht. Jedoch wird
die Polymerfolie vorzugsweise oberflächenbehandelt (wie weiter unten
detaillierter erläutert),
so daß sie
ohne die Notwendigkeit von Grundierungen und/oder Klebstoffen unmittelbar
an die Elastomerschicht gebunden werden kann.
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Die Elastomerschichten der vorliegenden
Erfindung können
von einem ungehärteten
Elastomermaterial abgeleitet werden, das geeignete Härtungsmittel
enthält,
oder sie können
aus einem thermoplastischen Elastomermaterial sein. Geeignete Elastomermaterialien
können
sowohl Nitrilkautschuk, chloriertes Polyethylen, Neopren, Chlorsulfonylpolyethylen,
Ethylenetherpolysulfide, Ethylenpolysulfide, Ethylen-Propylen-Copolymere,
Ethylen-Propylen-Terpolymere, fluorierte Kohlenwasserstoff-Elastomere,
Chlorsilikon, Isobutylen, Isopren, Acrylkautschuks, Polybutadiene,
Polyepichlorhydrine, Naturkautschuk, synthetische Isopren-Urethan-Kautschuks
als auch Styrol-Butadien-Copolymer-Elastomer einschließen. Geeignete
thermoplastische Elastomere schließen thermoplastisches Styrol-Elastomer,
thermoplastisches Polyolefin-Elastomer, thermoplastisches Polyurethan-Elastomer,
thermoplastisches Polyester-Elastomer, thermoplastisches Polyamid-Elastomer,
thermoplastisches Polybutadien-Etylen-Vinylacetat-Copolymer, thermoplastischen Naturkautschuk,
thermoplastischen PVC-Nitrilkautschuk, Fluorcarbon-Elastomer, chloriertes
Polyethylen-Elastomer und thermoplastischen Styrol-Butadien-Kautschuk
ein. Das Elastomer kann jeden einer großen Vielfalt von bekannten
Zusatzstoffen, wie beispielsweise Pigmente, Rußschwarz, Silika, Weichmacher,
Beschleuniger, Vulkanisiermittel usw., enthalten.
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VERFAHREN
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Die vorliegende Erfindung stellt
außerdem ein
vereinfachtes Herstellungsverfahren zum Formen eines Kennzeichnungen
tragenden Elastomerartikels bereit. Die Polymerfolie mit den Kennzeichnungen wird
ein integraler Bestandteil des Elastomerartikels, was die Notwendigkeit
beseitigt, ein Umdruckmaterial zu entfernen, das eine Entsorgung
erfordert. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel
des Verfahrens, wie es unten beschrieben wird, wird die Polymerfolie oberflächenbehandelt,
um ein unmittelbares Verbinden mit einer Elastomerschicht zu ermöglichen,
wodurch das Aufbringen von Grundierungen und Klebstoffen beseitigt
wird.
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Das Verfahren der vorliegenden Erfindung schließt das Formen
einer Polymerfolie mit einer Außen-
und einer Innenfläche,
das Aufbringen von Kennzeichnungen auf eine der Flächen der
Polymerfolie, das Aufbringen der Polymerfolie mit den Kennzeichnungen
auf eine Elastomerschicht mit einer Außen- und einer Innenfläche, wobei
die Innenfläche der
Folie auf die Außenfläche der
Elastomerschicht aufgebracht wird, und das Pressen der Polymerfolie und
der Elastomerschicht unter derartigen Bedingungen ein, daß die Folie
an die Außenfläche der
Elastomerschicht gebunden und bündig
mit derselben wird, wodurch die Außenfläche des Elastomerartikels glatt gemacht
wird. Falls das Elastomer ungehärtet
ist, kann das Elastomer während
des Pressens der Polymerfolie und der Elastomerschicht oder anschließend ausgehärtet werden.
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Eine Polymerfolie für die Verwendung
nach der Erfindung kann in einem aus einer großen Vielfalt von bekannten
Verfahren hergestellt werden, das für die eingesetzte An von Polymerfolie
geeignet ist. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel kann die Folie
aus flüssigen
Zusammensetzungen gebildet werden, die entweder (1) Lösungen oder
(2) Dispersionen von Fluorpolymer sind. Folien werden aus solchen
Fluorpolymer-Lösungen
oder -Dispersionen durch Gieß-
oder Strangpreßverfahren
gebildet. Im Fall von Fluorpolymeren, die in Schmelze verarbeitet werden
können,
sind Schmelzspinnverfahren möglich.
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Bei einer bevorzugten Form der Erfindung unter
Verwendung von Folien aus Polyvinylfluorid (PVF), können geeignete
Folien aus Dispersionen des Fluorpolymers bereitet werden. Die Beschaffenheit
und Bereitung solcher Dispersionen werden im Detail in den US-Patenten
2419008, 2510783 und 2599300 beschrieben. Geeignete PVF-Dispersionen können zum
Beispiel in Propylencarbonat, N-Methylpyrolidon, y-Butyrolacton,
Sulfolan und Dimethylacetamid gebildet werden. Die Konzentration
von PVF in der Dispersion wird mit dem jeweiligen Polymer und der
Fertigungseinrichtung und den verwendeten Bedingungen variieren.
Allgemein wird das Fluorpolymer von etwa 30 bis etwa 45 Gewichtsprozent
der Dispersion umfassen.
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Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel dieser
Erfindung werden die Folien, wie oben erläutert, klar sein. Bei einem
alternativen Ausführungsbeispiel
können
jedoch durch Einbeziehen von Pigmenten und Füllstoffen in die Polyvinylfluorid-Dispersion
während
der Herstellung verschiedene Farb- und Opazitätswirkungen erreicht werden.
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Polyvinylfluorid-Folien können durch
Strangpreßverfahren,
wie beispielsweise jene in den US-Patenten 3139470 und 2953818 beschriebenen, gebildet
werden. Diese Patente beschreiben die Zufuhr von Polyvinylfluorid-Suspension
zu einer erhitzten Strangpresse, die mit einem geschlitzten Gießtrichter
verbunden wird. Ein zähes
koalesziertes Polyvinylfluorid-Extrudat wird fortlaufend in der
Form einer Folie stranggepreßt,
die ein latentes Lösungsmittel
enthält.
Die Folie kann einfach getrocknet werden oder kann als Alternative
dazu erhitzt und in einer oder mehreren Richtungen gedehnt werden,
während
das Lösungsmittel
aus der Folie verdunsten lassen wird. Wenn das Dehnen angewendet
wird, wird eine gereckte Folie erzeugt. Als Alternative dazu können Polyvinylfluorid-Folien
aus in einem latenten Lösungsmittel
verdünnten
Dispersionen des Polymers gegossen werden, und es werden ungereckte
Folien erzeugt. Gegossene mehrschichtige Polyvinylfluorid-Strukturen,
wie jene im US-Patent 4877683 beschriebenen, können an Stelle einer einzelnen PVF-Folie
ebenfalls verwendet werden.
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Bei Fluorpolymerfolien-Gießverfahren
wird das Fluorpolymer durch Gießen
auf einen Träger
in seine gewünschte
Konfiguration geformt, unter Verwendung eines geeigneten herkömmlichen
Mittels, wie beispielsweise Spritz-, Walz-, Messer-, Vorhang-, Gravurbeschichter
oder eines anderen Verfahrens, das es ermöglicht, eine wesentlich gleichmäßige Folie
ohne Streifen oder andere Fehler aufzubringen. Die Dicke der gegossenen
Dispersion ist nicht entscheidend, solange die resultierende Folie
eine ausreichende Dicke hat, um selbsttragend zu sein und zufriedenstellend
vom Substrat abzunehmen zu sein, auf das die Dispersion gegossen
wird. Allgemein ist eine Dicke von wenigstens etwa 0,25 Minizoll
(6,4 μm)
zufriedenstellend, und Dicken von bis zu etwa 15 Minizoll (381 um)
können
unter Verwendung der Dispersionsgießtechniken der vorliegenden
Erfindung hergestellt werden. Eine breite Vielfalt von Trägern kann
zum Foliengießen
nach der vorliegenden Erfindung verwendet werden, in Abhängigkeit
von dem jeweiligen Polymer und den Koaleszenzbedingungen. Die Oberfläche, auf
welche die Dispersion gegossen wird, sollte so ausgewählt werden,
daß sie
ein leichtes Abnehmen der fertiggestellten Folie gewährleistet,
nachdem sie koalesziert ist. Während
zum Gießen
der Fluorpolymer-Dispersion jeder geeignete Träger verwendet werden kann,
schließen
Beispiele von geeigneten Trägern
Polymerfolien oder Stahlbänder
ein.
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Nach dem Gießen der Fluorpolymer-Dispersion
auf den Träger
wird das Fluorpolymer dann erhitzt, um das Fluorpolymer zu einer
Folie zu koaleszieren. Die zum Koaleszieren des Polymers angewendeten
Bedingungen werden, neben anderen Betriebsbedingungen, mit dem verwendeten
Polymer, der Dicke der gegossenen Dispersion variieren. Typischerweise
können
beim Einsatz einer PVF-Dispersion Ofentemperaturen von etwa 340°F (171°C) bis etwa
480°F (249°C) verwendet
werden, um die Folie zu koaleszieren, und es hat sich erwiesen,
daß Temperaturen
von etwa 380°F
(193°C)
bis etwa 450°F (232°C) besonders
zufriedenstellend sind. Die Ofentemperaturen sind selbstverständlich nicht
repräsentativ
für die
Temperaturen des behandelten Polymers, die niedriger sein werden.
Nach der Koaleszenz wird die fertiggestellte Folie unter Verwendung einer
geeigneten herkömmlichen
Technik vom Träger abgezogen.
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Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird
die Fläche
der Polymerfolie, die an die Elastomerschicht gebunden werden soll,
oberflächenbehandelt,
um das Haftvermögen
zu verbessern. Die Oberflächenbehandlung
kann dadurch erreicht werden, daß die Folie einer gasförmigen Lewis-Säure, Schwefelsäure oder
heißem
Natriumhydroxid ausgesetzt wird. Vorzugsweise kann die Oberfläche dadurch
behandelt werden, daß eine
oder beide Oberflächen
einer offenen Flamme ausgesetzt werden, während die gegenüberliegende
Seite gekühlt
wird. Eine Behandlung zum Verbessern des Haftvermögens kann
ebenfalls dadurch erreicht werden, daß die Folie einer Hochfrequenz-Funkenentladung,
wie beispielsweise einer Koronabehandlung, unterworfen wird. Zusätzliche
Behandlungen, wie beispielsweise Alkalimetallbad-Behandlungen oder ionisierende Strahlung,
z.B. Elektronenstrahlen, können ebenfalls
nützlich
sein.
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Außerdem kann, falls gewünscht oder
wenn notwendig für
bestimmte Arten von Elastomeren, ein Klebstoff entweder auf die
Polymerfolie oder auf die Elastomerschicht aufgebracht werden, um
die Bindung zwischen der Folie und der Elastomerschicht zu verbessern.
Geeignete Klebstoffe für
Fluorpolymerfolien, wie beispielsweise ein aminfunktionelles Acryl-Copolymer,
sind im US-Patent 3133854 an Simms offengelegt worden, und Alkylester-Copolymere,
modifizierte Polyolefine oder Mischungen derselben sind im US-Patent
5139878 an Kim et al. offengelegt worden. Besonders geeignete säuremodifizierte
Polyolefin-Klebstoffe werden von The DuPont Company unter der Handelsmarke
BYNEL® verkauft. Das
säuremodifizierte
Polyolefin kann aus der Gruppe ausgewählt werden, die aus (1) Copolymeren
von Ethylen und wenigstens einem ersten Comonomer von ungesättigter
Carbonsäure
oder einem Derivat der Säure,
(2) einem Olefinpolymer, gepfropft mit wenigstens einer ungesättigten
Carbonsäure
oder einem Derivat der Säure,
und (3) Mischungen der Copolymere und der gepfropften Olefinpolymere
besteht. Wie in der PCT-Veröffentlichung
WO 00/22032 offengelegt, kann die Fluorpolymerfolie vor dem Aufbringen
der Folie auf die Elastomerschicht mit einer Grundierung eines aminfunktionellen
Polymers und einer Überdeckung
eines säuremodifizierten
Polyolefins beschichtet werden, um zu einer verbesserten Bindung
beizutragen.
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Das Verfahren dieser Erfindung schließt ein, Kennzeichnungen
auf eine der Flächen
der Polymerfolien aufzubringen. Falls die Polymerfolie, wie beim bevorzugten
Ausführungsbeispiel,
ein oberflächenbehandeltes
Polyvinylfluorid ist, können
die Kennzeichnungen unmittelbar auf die Folie aufgebracht werden,
wobei Buchstaben und Symbole mit einer ausgezeichneten Auflösung erzeugt
werden. Falls, wie oben vorgeschlagen, ein Klebstoff verwendet wird,
wird die Folie vorzugsweise vor dem Aufbringen der Kennzeichnungen
mit dem Klebstoff beschichtet. Die gut definierten Kennzeichnungen
dieser Erfindung werden durch gerade, scharfe Kanten gekennzeichnet.
Falls die Kennzeichnungen, wie bei dem am meisten bevorzugten Ausführungsbeispiel,
auf die Innenfläche
einer klaren Polyvinylfluoridfolie aufgebracht wird, können sowohl
Druckfarben auf Lösungsmittelbasis
als auch Druckfarben auf Wasserbasis verwendet werden, da die Polymerfolie
als Schutzüberzug
dient, der die Kennzeichnungen von den Wirkungen von Abnutzung,
Hitze und Lösungsmitteln
abschirmt.
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Um das Verfahren dieser Erfindung
weiter zu erläutern,
wird in 2 die Polymerfolie 10 mit
den Kennzeichnungen 12 gezeigt, wie bei der Herstellung von
Kraftübertragungsriemen,
wie beispielsweise Keilriemen oder Verbundriemen (ein Verbundriemen unter
Einsatz eines härtbaren
Elastomers wird in 3 illustriert),
verwendet. Unter Bezugnahme auf 2 und 3 wird die Polymerfolie 10 mit
den Kennzeichnungen 12 auf einer ihrer Flächen an
der konkaven Fläche 26 des
Stahldorns der Formtrommel 28 angeordnet. Die konkave Fläche 26 kann
vor dem Aufbringen der Polymerfolie 10 mit einer Abziehfolie besprüht werden,
um das schließliche
Abziehen des fertiggestellten Artikels zu erleichtern. Beim bevorzugten
Ausführungsbeispiel
werden die Kennzeichnungen 12 umgekehrt auf die Innenfläche 16 der
Polymerfolie 10 gedruckt, und die Polymerfolie wird so aufgebracht,
daß die
Außenfläche 14 der
Folie längs der
gesamten Ausdehnung derselben in Axialrichtung zur konkaven Fläche 26 der
Fonntrommel 28 zeigt. Die Schichten, die den Verbundgurt 24 bilden, werden
danach aufeinanderfolgend um die Formtrommel 28 aufgebaut.
Zu Beispielzwecken wird unten eine Zahl von Schichten in einer vorher
festgelegten Ordnung beschrieben. Jedoch versteht es sich von selbst,
daß praktisch
jede Kombination von Riemenkomponenten durch die Erfindung vorgesehen wird.
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Eine Elastomerschicht 18,
die dünn,
klebrig und härtbar
ist, wird auf die konkave Fläche 26 des Dorns
mit der aufgebrachten Folie 10 aufgebracht. Falls die Polymerfolie
oberflächenbehandelt
worden ist, um das Haftvermögen
zu fördern,
besteht üblicherweise
keine Notwendigkeit zusätzlicher
Grundierungen oder Klebstoffe zwischen der Polymerfolie 10 und
der Elastomerschicht 18. Die Elastomerschicht 18 wird
von einer zweiten Elastomerschicht 32 gefolgt. Die Außenfläche der
zweiten Elastomerschicht 32 wird mit lasttragendem Kord 34 in
einem Spiralmuster umwickelt. Es könnte eine beliebige Zahl von Elastomerschichten
und Kordschichten verwendet werden. Danach wird eine Kompressionselastomerschicht 36 über den
Kord 34 gewickelt, um eine Riemenmanschette 38 zu
erzeugen, von der eine Vielzahl von Kraftübertragungsriemen, z.B. Keilriemen oder
Verbundriemen 24, abgetrennt werden kann. Die Riemenmanschette 38 wird
in einem Mantel 40 angeordnet, um vulkanisiert (gehärtet) zu
werden.
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Der lasttragende Kord kann aus Nylon-,
Polyester- oder Aramidfaser hergestellt werden. Es wird gezeigt,
daß die
Kompressionselastomerschicht 36 in dieselbe eingebettete
seitlich ausgertchtete geschnittene Fasern 42 hat. Diese
Fasern können
Aramidfasern, Polyesterfasern, Nylonfasern, Baumwollfasern usw.
sein.
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Während
des Vulkanisierens wird die Polymerfolienschicht 10 mit
einem Druck von 6 bis 12 kg/cm2 gegen die
Elastomerschicht 18 gepreßt und gleichzeitig auf 150°C bis 170°C erhitzt.
Falls eine Polyvinylfluoridfolie als Polymerfolie verwendet wird, können die
Vulkanisiertemperaturen 190°C
oder mehr erreichen. Die Verwendung von Fluorpolymerfolien, wie
beispielsweise Polyvinylfluorid, die hitzebeständig sind, zum Etikettieren
von Elastomerartikeln ermöglicht
die Anwendung von höheren
Temperaturen, was die Härtezeit
verkürzt
und dadurch zu einer insgesamt kürzeren
Bearbeitungszeit führt.
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Während
des Pressens der Polymerfolie und der Elastomerschicht wird die
Innenfläche 14 der
Polymerfolie an die Außenfläche 20 der
Elastomerschicht 18 gebunden, wobei sie bündig mit
der Elastomerschicht wird. Keine Vertiefung, Stufe oder andere Oberflächenunregelmäßigkeit
wird auf der Außenfläche 44 des
Riemens 24 gebildet, wodurch die Außenfläche glatt gemacht wird. Außerdem wird
die Polymerfolie 10 ein integraler Bestandteil des Elastomerartikels,
ohne daß nach
dem Vulkanisieren ein Teil der Polymerfolie entfernt werden muß. Im Gegensatz
zu Umdruckabziehverfahren nach dem bekannten technischen Stand wird
ein Fertigungsschritt beseitigt, und es besteht keine Notwendigkeit
zum Sammeln und Entsorgen von Resten von Polymerfolie.
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Nach dem Vulkanisieren wird die Riemenmanschette 38 von
der Formtrommel 28 abgenommen und um einen Satz von Riemenscheiben
(nicht gezeigt) gezogen, die um wesentlich parallele Achsen angetrieben
werden. Die Riemenmanschette 38 wird so angeordnet, daß die Kompressionselastomerschicht
einer rotierenden Schleifscheibe (nicht gezeigt) ausgesetzt wird,
mit ihrer Mittelachse parallel zur Achse der Riemenscheibe angeordnet
angrenzend an eine der Riemenscheiben. Die Schleifscheibe wird in
der entgegengesetzten Richtung zur Bewegung der Riemenmanschette 38 über die
Riemenscheiben gedreht, um, wie in 3 illustriert,
Nuten 46 und Stege 48 in Längsrichtung für einen
fertigen Verbundriemen 24 zu erzeugen.
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Sobald die Nuten 46 in die
Riemenmanschette 38 geschnitten sind, können einzelne Verbundriemen 24 von
der Riemenmanschette 38 geschnitten werden. Falls gewünscht, könnten durch Schneiden
jeder Nut 46 Keilriemen erzeugt werden. Die abgetrennten
Riemen 24 werden danach, mit der Ausrichtung des Elastomerartikels
wie in 3 gezeigt, von
innen nach außen
gedreht. Der Riemen 24 setzt sich zusammen aus der Polymerfolie 10 mit
den Kennzeichnungen 12 auf deren Innenfläche 14,
bündig
mit der Außenfläche 20 der
Elastomerschicht 18 verbunden, um eine glatte Außenfläche 44 auf
dem Elastomerartikel, dem Riemen 24, zu bilden.
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Bei Riemen kann die Glattheit durch
eine verringerte Geräuscherzeugung
gemessen werden. Geräusch
als Schalldruck wird gemessen, z.B. werden Vergleiche des Schalldrucks
für Riemen
vorgenommen, die sich auf einer Riemenscheibe bewegen. Bei Riemen
der vorliegenden Erfindung gibt es keine identifizierbare Zunahme
des Schalldrucks, die den Kennzeichnungen auf dem Riemen zuzuschreiben
ist, in unmittelbarem Gegensatz zu einem durch das Umdruckabziehverfahren
des bekannten technischen Stands erzeugten Riemen. Bei anderen Elastomerartikeln,
wie beispielsweise Matten oder Schläuchen, wird Glätte visuell
gekennzeichnet dadurch, daß es
auf der Außenfläche des
Elastomerartikels keine sichtbare Oberflächenunregelmäßigkeit zwischen
der Polymerfolie mit den Kennzeichnungen und der Elastomerschicht
gibt.
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Wenn die bevorzugten oberflächenbehandelten
PVF-Folien für
das Aufbringen von Kennzeichnungen auf Kraftübertragungsriemen für die Verwendung
bei Automobilen verwendet werden, haftet das oberflächenbehandelte
PVF überraschend
gut am gehärteten
Elastomer und kann über
die Lebensdauer des Riemens intakt und gut angeklebt bleiben. Bei der
Form der Erfindung, bei der die Kennzeichnungen auf die Innenfläche 16 der
Polymerfolie 10 aufgebracht werden, kann das gut angeklebte
PVF dadurch einen Schutz für
die Kennzeichnungen gewährleisten,
so daß sie über die
Lebensdauer des Riemens lesbar bleiben.
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Bei einem anderen Ausführungsbeispiel
dieser Erfindung kann ein Elastomerartikel, wie beispielsweise ein
Reifen oder ein Schlauch, ähnlich
wie der oben beschriebene Artikel aufgebaut werden, der eine Polymerschutzfolie
mit Kennzeichnungen hat, jedoch ohne die Forderung, daß die Polymerfolie bündig mit
der Elastomerschicht ist, was eine glatte Außenfläche auf dem Elastomerartikel
bewirkt. Bei diesem Ausführungsbeispiel
betrifft die Erfindung einen Kennzeichnungen tragenden Elastomerartikel mit
einer Außenfläche, der
eine Elastomerschicht mit einer Außen- und einer Innenfläche, eine
klare Polymerfolie mit einer Außen-
und einer Innenfläche,
wobei die Folie auf ihrer Innenfläche Kennzeichnungen hat und
eine Fluorpolymerfolie ist, bei dem die Innenfläche der klaren Polymerfolie
an die Außenfläche der
Elastomerschicht gebunden wird und die klare Polymerfolie als ein
Schutzüberzug
für die
zwischen die Polymerfolie und die Elastomerschicht geschichteten
Kennzeichnungen dient, wobei die Kennzeichnungen durch den Schutzüberzug sichtbar
sind.