WO2005044595A1 - Reifen und verfahren zur markierung eines reifens - Google Patents

Reifen und verfahren zur markierung eines reifens Download PDF

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WO2005044595A1
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Miroslav Dinic
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    • B29D30/72—Side-walls
    • B29D2030/728—Decorating or marking the sidewalls after tyre vulcanization

Definitions

  • the invention relates to a tire for vehicles with at least one surface made of an elastomer product, in which color pigments are introduced, and a method for marking a tire, in particular a vehicle tire, which has at least one surface made of an elastomer product, in which color pigments are introduced.
  • the object of the invention is to provide a tire and a marking method with which flexible, article-specific labeling of the tire can take place.
  • this object is achieved in that color pigments are formed in the tire in such a way that they unite when irradiated by a laser Generate color change or that the elastomer product is irradiated with a laser, whereby the pigments irradiated by the laser change their color.
  • This makes it possible, according to the activation of the pigments with the laser, to apply sharp, colored markings, the shape of which only depends on the size of the elastomer product or the area of the arranged pigments and the laser guidance.
  • Such a marking usually takes place on the side wall of the tire, which is predominantly designed as a pneumatic tire.
  • Other tires or elastomeric trims for tires can also be designed in this way and marked with a laser via the color change effect.
  • color pigments are designed in such a way that they carbonize under the action of a laser, ie they burn within the elastomer material, as a result of which the pigments are destroyed in their original form and the areas irradiated in this way provide a color contrast to the surroundings.
  • the elastomer product and the color pigments are designed such that the elastomer product foams when the color pigments are excited when irradiated with a laser.
  • a spatial change in the irradiated area is also brought about, in particular a raised area is formed which corresponds to the irradiated area.
  • color pigments sometimes change the mechanical properties of a tire, it is provided that the color pigments are only present in enriched form in a certain area of the elastomer product, in particular in the side wall of the tire, so that there is a color change that is as sharp as possible and thus a corresponding marking of the tire cause. The closer the pigments are to each other, the sharper the marking can be.
  • An excimer laser or an Nd: YAG laser is advantageously used, the lasers being matched to the pigments.
  • Basic requirement for carbonization or Foaming is the absorption of the laser beam, so that the desired absorption can be achieved by adding additives or pigments accordingly.
  • these have to be selected for the respective laser wavelengths in order to achieve the desired effect in an optimized manner.
  • the Nd: YAG lasers can be frequency-modified, in particular frequency-doubled or tripled.
  • Figures 1 and 2 conventional types of marking; such as
  • FIG. 1 shows a section of a tire with an elastomer material 1, into which a notch 5 is made in order to mark the tire. This can be done by
  • FIG. 2 An alternative form of marking is shown in FIG. 2, in which a cover layer 4 is partially removed, the molecular chains also being destroyed here.
  • the cover layer 4 is to be applied to the tire or the elastomer product 1, which is sometimes complex.
  • FIG. 3 An embodiment of the method according to the invention and an example of the tire according to the invention is shown in FIG. 3, in which an elastomer product 1 is shown, which forms either the side wall of a tire or part of the side wall of a tire.
  • Colored pigments 2 are embedded in the elastomer product 1 and are irradiated by a laser 3, for example an excimer laser or an Nd: YAG laser.
  • An alternative form of marking consists of foaming, which is shown in principle in FIG. 4.
  • the elastomer material 1 foams under the action of the laser 3 and stimulated by the color pigments 2, which absorb the laser light and the energy transported with it, whereby in addition to a colored contrast formation, a structure is also formed which corresponds to the marking.
  • the marking can be of any design, individually made and is only limited by the area of the product containing pigments. With different pigments and different excitation frequencies, multi-colored markings can also be implemented.
  • the colored pigments 2 are present enriched in the marking area, that is to say the side wall in a vehicle tire, in order to enable the contour to be displayed with a sharp contour.
  • the carbonization and or foaming makes it possible to apply different markings, and the marking process can be designed very flexibly using a programmable laser 3. This increases flexibility in process control and in the area of material preparation. The molecular chains of the tire or the elastomer material are not destroyed and the durability of the tire is increased.
  • pigment enrichment from the outside. It is on the location of the tire to be marked, for. B. the tire sidewall, a film (primer) applied. This is irradiated with a laser, by the action the laser, the pigments that are present on the film are excited and diffuse from the film into the sidewall of the tire, which creates a color change effect.

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Reifen für Fahrzeuge mit zumindest einer Oberfläche aus einem Elastomerprodukt (1), in dem Farbpigmente (2) eingebracht sind sowie ein Verfahren zur Markierung eines solches Reifens. Aufgabe der Erfindung ist es, die Markierung eines Reifens flexibler zu gestalten. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Farbpigmente (2) dergestalt ausgebildet sind, dass sie bei der Bestrahlung durch einen Laser (3) einen Farbumschlag erzeugen.

Description

Beschreibung
Reifen und Verfahren zur Markierung eines Reifens
Die Erfindung betrifft einen Reifen für Fahrzeuge mit zumindest einer Oberfläche aus einem Elastomerprodukt, in dem Farbpigmente eingebracht sind sowie ein Verfahren zur Markierung eines Reifens, insbesondere eines Fahrzeugreifens, der zumindest eine Oberfläche aus einem Elastomerprodukt aufweist, in dem Farbpigmente eingebracht sind.
Bei Reifen, insbesondere Fahrzeugreifen, ist es oft erwünscht, an den Reifenseitenwänden eine Beschriftung anzubringen, um beispielsweise den Hersteller, die Reifengröße oder den Reifentyp kenntlich zu machen. Dies geschieht beispielsweise auf dem Weg der Gravierung oder in einem Abtrag von Deckschichten.
Eine alternative Art und Weise des Aufbringens eines diskreten Symbols auf eine Seitenwand eines Fahrzeugreifens ist in der DE 198 58280 C 1 beschrieben. Dabei wird der Reifen in einer mehrteiligen Vulkanisationsform, die Seitenwandschalen aufweist, vulkanisiert. Vor dem Einbringen des Reifens in die Vulkanisationsform wird ein Fleck aus der für das Symbol vorgesehenen Kautschukmischung in eine in die Seitenwandschale eingelassene, einen in sich geschlossenen und in den Forrninnenraum ragenden Formrand aufweisende Symbol-Form eingelegt und einvulkanisiert. Dieses Verfahren ist wirkungsvoll, jedoch wenig flexibel und hinsichtlich der Form kostenintensiv.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Reifen und ein Markierungsverfahren bereitzustellen, mit dem eine flexible, artikelspezifische Beschriftung des Reifens erfolgen kann.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass Farbpigmente im Reifen dergestalt ausgebildet sind, dass sie bei der Bestrahlung durch einen Laser einen Farbumschlag erzeugen bzw. dass das Elastomerprodukt mit einem Laser bestrahlt wird, wobei die durch den Laser bestrahlten Pigmente ihre Farbe ändern. Dadurch ist es möglich, entsprechend der Aktivierung der Pigmente mit dem Laser konturscharfe, farbige Markierungen aufzubringen, die in ihrer Form lediglich von der Größe des Elastomerproduktes bzw. des Bereiches der angeordneten Pigmente und der Laserführung abhängen. Üblicherweise findet eine solche Markierung an der Seitenwandung des Reifens statt, der überwiegend als Luftreifen ausgebildet ist. Andere Reifen oder elastomere Blenden für Reifen können ebenfalls dergestalt ausgebildet sein und mit einem Laser über den Farbumschlageffekt markiert werden.
Eine Weiterbildung sieht vor, dass die Farbpigmente dergestalt ausgebildet sind, dass sie bei Lasereinwirkung karbonisieren, also innerhalb des Elastomermaterials verbrennen, dadurch werden die Pigmente in ihrer ursprünglichen Form zerstört und die so bestrahlten Bereiche ergeben einen farblichen Kontrast zur Umgebung.
Alternativ oder ergänzend ist vorgesehen, dass das Elastomerprodukt und die Farbpigmente so ausgebildet sind, dass unter Anregung der Farbpigmente bei der Bestrahlung mit einem Laser das Elastomerprodukt aufschäumt. Auf diese Art und Weise wird neben einem Farbumschlag auch eine räumliche Veränderung des bestrahlten Bereiches herbeigeführt, insbesondere wird ein erhabener Bereich ausgebildet, der dem bestrahlten Bereich entspricht.
Da Farbpigmente mitunter die mechanischen Eigenschaften eines Reifens verändern, ist es vorgesehen, dass die Farbpigmente nur in einem bestimmten Bereich des Elastomerproduktes, insbesondere in der Seitenwandung des Reifens, angereichert vorhanden sind, um dort möglichst konturscharf einen Farbumschlag und damit eine entsprechende Markierung des Reifens zu bewirken. Je dichter die Pigmente zueinander angeordnet sind, desto konturschärfer kann die Markierung erfolgen.
Vorteilhafter Weise wird ein Excimerlaser oder ein Nd: YAG Laser verwendet, wobei die Laser auf die Pigmente abgestimmt sind. Grundvoraussetzung für die Karbonisierung oder Aufschäumung ist die Absorption des Laserstrahls, so dass durch eine entsprechende Zugabe von Additiven oder Pigmenten die gewünschte Absorption erzielt werden kann. Hierbei müssen diese für die jeweiligen Laserwellenlängen ausgewählt werden, um den gewünschten Effekt optimiert zu erreichen. Die Nd: YAG Laser können frequenzverändert insbesondere frequenzverdoppelt oder verdreifacht sein.
Nachfolgend wird anhand der Figuren die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen:
Figuren 1 und 2 -herkömmliche Arten der Markierung; sowie
Figuren 3 und 4 - erfϊndungsgemäße Arten der Markierung.
Figur 1 zeigt einen Ausschnitt aus einem Reifen mit einem Elastomermaterial 1, in das eine Einkerbung 5 eingebracht ist, um den Reifen zu markieren. Dies kann durch
Einprägen oder Einfiräsen oder Ausschneiden erfolgen. Nachteilig hieran ist die Tatsache, dass durch die Kerbwirkung Spannungsspitzen entstehen, die die Haltbarkeit des Reifens beeinträchtigen.
Eine alternative Markierungsform ist in der Figur 2 dargestellt, bei der eine Deckschicht 4 teilweise abgetragen wird, wobei auch hier eine Zerstörung der Molekülketten erfolgt. Darüber hinaus ist die Deckschicht 4 auf dem Reifen bzw. dem Elastomerprodukt 1 aufzubringen, was mitunter aufwendig ist.
Eine Ausführungsforrn des erfindungsgemäßen Verfahrens und ein Beispiel des erfindungsgemäßen Reifens ist in der Figur 3 dargestellt, in der ein Elastomerprodukt 1 gezeigt ist, das entweder die eine Seitenwandung eines Reifens oder einen Teil der Seitenwandung eines Reifens bildet. In dem Elastomerprodukt 1 sind Farbpigmente 2 eingelagert, die durch einen Laser 3, beispielsweise einen Excimerlaser oder einen Nd: YAG Laser bestrahlt werden. Das Elastomerprodukt 1, beispielsweise die
Seitenwandmischung, eine Blende oder dergleichen, verändert unter Bestrahlung des Lasers 3 die Farbe, indem die Farbpigmente 2 aufgrund der Hitzeeinwirkung durch den Laserstrahl verbrennen, so dass sich die Wellenlängen des reflektierten Lichtes ändern. Die Farbpigmente 2 werden somit karbonisiert, wobei aufgrund der sehr kurzen Pulse des Lasers 3 nur eine geringe Materialerwärmung stattfindet, was sich auch die physikalischen Eigenschaften des Reifens und des Elastomerproduktes 1 positiv auswirkt. Der Reifen versprödet nicht oder wird in der Struktur ungewollt verändert.
Eine alternative Form der Markierung besteht im Aufschäumen, das in der Figur 4 prinzipiell dargestellt ist. Das Elastomermaterial 1 schäumt unter der Einwirkung des Lasers 3 und angeregt von den Farbpigmenten 2, die das Laserlicht und die damit transportierte Energie absorbieren, auf, wobei neben einer farbigen Kontrastbildung auch eine Struktur gebildet wird, die der Markierung entspricht. Die Markierung kann beliebig ausgestaltet sein, individuell angefertigt werden und ist nur durch die Fläche des Pigmente enthaltenden Produktes beschränkt. Bei unterschiedlichen Pigmenten und unterschiedlichen Anregungsfrequenzen können auch mehrfarbige Markierungen verwirklicht werden.
Vorteilhafterweise sind in dem Markierungsbereich, also in einem Fahrzeugreifen die Seitenwandung, die Farbpigmente 2 angereichert vorhanden, um eine konturscharfe Darstellung der Markierung zu ermöglichen.
Durch die Karbonisierung undoder Aufschäumung ist es möglich, unterschiedliche Markierungen aufzubringen, wobei der Vorgang des Markierens sehr flexibel durch einen programmierbaren Laser 3 gestaltet werden kann. Dadurch wird die Flexibilität in der Prozeßfüh-rung und im Bereich der Materialvorbereitung erhöht. Die Molekülketten des Reifens bzw. des Elastomermaterials werden nicht zerstört und die Haltbarkeit des Reifens wird erhöht.
Ebenfalls ist es vorgesehen, eine Pigmentanreicherung von außen vorzunehmen. Dabei wird auf der zu markierenden Stelle des Reifens, z. B. der Reifenseitenwand, eine Folie (Primer) aufgebracht. Diese wird mit einem Laser bestrahlt, wobei durch die Einwirkung des Lasers die Pigmente, die auf der Folie vorhanden sind, angeregt und diffundieren von der Folie in die Seitenwand des Reifens hinein, wodurch ein Farbumschlageffekt entsteht.

Claims

Patentansprüche
1. Reifen für Fahrzeuge mit zumindest einer Oberfläche aus einem Elastomerprodukt (1), in dem Farbpigmente (2) eingebracht sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbpigmente (2) dergestalt ausgebildet sind, dass sie bei Bestrahlung durch einen Laser (3) einen Farbumschlag erzeugen.
2. Reifen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Farbpigmente (2) bei Lasereinwirkung karbonisierend ausgebildet sind.
3. Reifen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Elastomerprodukt (1) unter Anregung der Pigmente (2) bei Bestrahlung mit einem Laser (3) aufschäumend ausgebildet ist.
4. Reifen nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pigmente (2) in einem bestimmten Bereich des Elastomerproduktes (1), insbesondere in der Seitenwandung des Reifens angereichert vorhanden sind.
5. Verfahren zur Markierung eines Reifens, insbesondere eines Fahrzeugreifens nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Elastomerprodukt (1) mit einem Laser (3) bestrahlt wird, wobei die durch den Laser (3) bestrahlten Pigmente (2) ihre Farbe ändern.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Pigmente (2) karbonisiert werden.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Elastomerprodukt (1) unter Einwirkung des Lasers (3) aufgeschäumt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Excimer-Laser oder ein Nd: YAG-Laser verwendet wird. erfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass auf das Elastomerprodukt (1) eine Folie aufgelegt und diese mit einem Laser (3) bestrahlt wird, wobei die Folie mit Pigmenten versehen ist, die durch die Bestrahlung in das Elastomerprodukt (1) hineindiffundieren und ihre Farbe ändern.
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