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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Anbringen einer Kennzeichnung
auf einem vulkanisierbaren Gegenstand. Die Erfindung betrifft ferner
ein Verfahren zum Herstellen eines Substrats für die Kennzeichnung eines vulkanisierbaren
Gegenstands sowie ein solches Substrat.
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Vulkanisierbare
Gegenstände,
wie zum Beispiel aus im Allgemeinen aus einem Elastomer oder synthetischem
Kautschuk bestehende Schläuche, Fahrzeugreifen
oder Riemen, werden häufig
mit einer Kennzeichnung versehen, die Informationen, wie zum Beispiel
eine Herstellerangabe, eine Typenbezeichnung oder eine Seriennummer,
enthält,
oder lediglich optischen Zwecken dient.
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Für die Kennzeichnung
der vulkanisierbaren Gegenstände
findet häufig
ein sogenanntes Transferverfahren Anwendung, bei dem ein Substrat
mit einer Druckfarbe bedruckt, anschließend mit dem zu kennzeichnenden
Gegenstand in eine Vulkanisierform eingelegt und gemeinsam mit dem
zu kennzeichnenden Gegenstand vulkanisiert wird. Während der
Vulkanisation verbindet sich die Druckfarbe unter dem Einfluss von
Wärme und
Druck mit dem zu kennzeichnenden Gegenstand. Nach der Vulkanisation
wird das nicht länger
benötigte
Substrat abgezogen, um die infolge des Transfers der Druckfarbe
auf dem vulkanisierten Gegenstand erzeugte Kennzeichnung freizulegen.
Ein solches Transferverfahren wird in der
DE 195 24 014 C2 und
DE 38 20 111 A1 beschrieben.
Ein Verfahren zum Bedrucken von Riemen nach der Transferdruck-Technik
ist darüber
hinaus aus der
DE
691 18 502 T2 bekannt.
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Voraussetzung
für eine
einwandfreie Kennzeichnung ist zum einen eine gute Verbindung von Druckfarbe
und Oberfläche
des zu kennzeichnenden Gegenstands. Zum anderen ist ein zerstörungsfreies Abziehen
des Substrats entscheidend. Denn reißt das Substrat ein und lässt sich
demzufolge nur bruchstückhaft
entfernen, besteht die Gefahr, dass die Oberfläche des mit der Kennzeichnung
versehenen Gegenstands beschädigt
und der Gegenstand zu seinem Verwendungszweck unbrauchbar wird. Eine
wesentliche Anforderung, die das Substrat zu erfüllen hat, ist deshalb eine
vergleichsweise hohe Wärmebeständigkeit,
um den während
der Vulkanisation auftretenden Temperaturen von in der Regel bis
zu 200 °C
standzuhalten.
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Eine
weitere Anforderung, die an das Substrat gestellt wird, ist ein
angemessenes Haftvermögen.
Das Haftvermögen
des Substrats muss einerseits ausreichend hoch sein, um sicherzustellen, dass
sich das Substrat nach der Vulkanisation nicht von selbst ablöst. Denn
ein unkontrolliert abgelöstes Substrat
müßte mit
einem in fertigungstechnischer Hinsicht erheblichen Aufwand aus
der Vulkanisierform hervorgeholt werden. Das Haftvermögen des Substrats
darf andererseits nicht so hoch sein, dass sich das Substrat verstärkt durch
den in der Vulkanisierform herrschenden Druck, fest mit dem zu kennzeichnenden
Gegenstand verbindet und damit nach der Vulkanisation nicht mehr
von diesem abgelöst werden
kann. Ein zu hohes Haftvermögen
würde daher
zu unerwünschtem
Ausschuss führen.
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Das
Substrat hinterlässt
unvermeidbar einen Abdruck auf der Oberfläche des mit der Kennzeichnung
versehenen Gegenstands. Eine weitere Anforderung, die das Substrat
daher zu erfüllen
hat, besteht darin, einen möglichst
gerin gen Abdruck zu hinterlassen. Denn ein sich beispielsweise in
Form einer Vertiefung, Einkerbung oder Kanten zeigende Abdruck beeinträchtigt nicht
nur das optische Erscheinungsbild, sondern oftmals auch die funktionelle
Eignung des mit der Kennzeichnung versehenen Gegenstands. Wird zum
Beispiel ein als Antriebselement eingesetzter Riemen auf dem Rücken mit
einer Kennzeichnung versehen und über eine an dem Rücken angreifende
Rolle angetrieben, dann regt der Abdruck, den das zur Kennzeichnung
verwendete Substrat in Form einer Vertiefung oder einer Einkerbung
hinterlässt,
den Riemen zu Schwingungen an, die zu einer unerwünschten
Geräuschbildung
oder sogar zum Versagen des Antriebselements führen können.
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Ein
vulkanisierter Gegenstand hat aufgrund der Vulkanisierform in der
Regel eine matte Oberfläche.
Eine weitere Anforderung, die das Substrat daher zu erfüllen hat,
ist, einen möglichst
matten Abdruck zu hinterlassen. Die Forderung nach einem matten
Abdruck resultiert folglich daraus, dem Abdruck eine Oberflächenbeschaffenheit
zu verleihen, die idealerweise der Beschaffenheit der restlichen Oberfläche des
vulkanisierten Gegenstands entspricht. Ein matter Abdruck ist zum
einen aus ästhetischen
Gründen
wünschenswert.
Zum anderen ist ein matter Abdruck in funktioneller Hinsicht unerlässlich.
So stellt beispielsweise ein stark glänzender Abdruck auf einem als
Antriebselement eingesetzten Riemen eine glatte Stelle dar, die
im Vergleich zu der restlichen Oberfläche des Riemens über einen
anderen Reibungskoeffizienten verfügt und aus diesem Grund Störgeräusche hervorrufende
Schwingungen oder sogar wechselnde Übertragungskräfte, welche die
Funktion des Antriebselements beeinträchtigen, verursachen kann.
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Herkömmliche
Substrate weisen häufig
eine Trägerfolie
auf, die aus Polyester besteht. Eine solche Trägerfolie lässt sich mit einer vergleichsweise geringen
Dicke fertigen und erzeugt daher einen nur geringen Abdruck. Nachteilig
hierbei ist jedoch, dass der Abdruck stark glänzend ist. Im Stand der Technik ist
allerdings auch ein Substrat bekannt, das einen geringen und zugleich
matten Abdruck hinterlässt. Dieses
Substrat weist eine Trägerfolie
auf, die aus Polyvinylfluorid besteht und unter dem Handelsnamen
TED-LAR® hergestellt
wird. Um die Forderungen nach einem geringen und matten Abdruck
zu erfüllen, muss
die Trägerfolie
eine Dicke von weniger als 25 μm
haben. Eine Polyvinylfluorid-Trägerfolie
lässt sich im
Allgemeinen nur mit einem vergleichsweise hohen Aufwand herstellen
und ist zudem nur zu einem relativ hohen Preis erhältlich.
Darüber
hinaus ist die Herstellung der Polyvinylfluorid-Trägerfolie
umweltbelastend.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Anbringen
einer Kennzeichnung auf einen vulkanisierbaren Gegenstand mit Hilfe
von einem Substrat, ein Verfahren zum Herstellen eines Substrats
für die
Kennzeichnung eines vulkanisierbaren Gegenstands sowie ein solches
Substrat zu schaffen, bei dem das Substrat auf den vulkanisierten
Gegenstand einen geringen und matten Abdruck hinterlässt und
sich einfach, kostengünstig
und umweltschonend herstellen lässt.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Anbringen einer Kennzeichnung
auf einen vulkanisierbaren Gegenstand gemäß Anspruch 1, ein Verfahren
zum Herstellen eines Substrats für
die Kennzeichnung eines vulkanisierbaren Gegenstands gemäß Anspruch
2 und ein Substrat gemäß Anspruch 12
gelöst.
Bevorzugte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Verfahren und des Substrats
für die Kennzeichnung
eines vulkanisierbaren Gegenstands werden in den Ansprüchen 3 bis
11 und 13 bis 16 definiert.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
zum Anbringen einer Kennzeichnung auf einen vulkanisierbaren Gegenstand
weist in Übereinstimmung
mit Anspruch 1 folgende Verfahrensschritte auf:
- a)
ein Substrat, das eine Oberseite und eine Unterseite hat, wird auf
der Oberseite mit einem Aufdruck, der spiegelverkehrt zu der anzubringenden Kennzeichnung
ist, bedruckt;
- b) das Substrat wird auf die Oberfläche des zu kennzeichnenden
Gegenstands derart gelegt, dass die Oberseite dem zu kennzeichnenden
Gegenstand zugewandt ist;
- c) das Substrat und der zu kennzeichnende Gegenstand werden
gemeinsam derart vulkanisiert, dass sich die Druckfarbe, aus welcher
der Aufdruck besteht, mit dem Gegenstand verbindet, und
- d) das Substrat wird zum Freilegen der Kennzeichnung von dem
Gegenstand abgezogen.
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Das
Substrat weist eine Trägerfolie
auf, die aus Polyamid besteht und zumindest auf der Oberseite mit
einem wärmebeständigen Mattlack
beschichtet wird. Auf dem Mattlack wird ein Trennmittel aufgetragen,
bevor anschließend
der Aufdruck auf das sich aus der Trägerfolie, einer Schicht aus
dem Mattlack und einer Schicht aus dem Trennmittel zusammensetzenden
Substrat der Aufdruck gedruckt wird.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
zum Herstellen eines Substrats für
die Kennzeichnung eines vulkanisierbaren Gegenstands weist in Übereinstimmung
mit Anspruch 2 folgende Verfahrensschritte auf:
- a)
eine Trägerfolie,
die aus Polyamid besteht und eine Oberseite und eine Unterseite
hat, wird zumindest auf der Oberseite mit einem wärmebeständigen Mattlack
beschichtet und
- b) auf den Mattlack wird ein Trennmittel, auf das ein aus einer
Druckfarbe bestehender Aufdruck druckbar ist, aufgetragen.
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Das
erfindungsgemäße Substrat
für die Kennzeichnung
eines vulkanisierbaren Gegenstands umfasst in Übereinstimmung mit Anspruch
12 eine Trägerfolie,
einen wärmebeständigen Mattlack
und ein Trennmittel. Die Trägerfolie
besteht aus Polyamid und hat eine Oberseite und eine Unterseite.
Die Termini Oberseite und Unterseite dienen lediglich zur Kennzeichnung
der unter schiedlichen Seiten der Trägerfolie beziehungsweise des
Substrats und haben für
die Zwecke der vorliegenden Erfindung keinen räumlichen Bezug. Der wärmebeständige Mattlack ist
zumindest auf der Oberseite aufgetragen. Auf das auf den Mattlack
aufgetragene Trennmittel ist ein aus einer Druckfarbe bestehender
Aufdruck druckbar.
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Der
Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass ein Substrat, das
sich aus einer aus Polyamid bestehenden Trägerfolie, einem wärmebeständigen Mattlack
und einem Trennmittel zusammensetzt, nach der Vulkanisation auf
der Oberfläche
des mit der Kennzeichnung versehenen Gegenstands einen Abdruck von
vernachlässigbarer
Tiefe und matter Oberflächenbeschaffenheit
hinterlässt.
Das Substrat lässt
sich darüber
hinaus einfach und kostengünstig herstellen.
Die Verwendung von Polyamid als Werkstoff für die Trägerfolie trägt nicht nur zur vergleichsweise
geringen Materialkosten bei, sondern ermöglicht zudem eine umweltschonende
Herstellung.
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Der
geringe und matte Abdruck, den das erfindungsgemäße Substrat bei der Kennzeichnung
eines vulkanisierbaren Gegenstands hinterlässt, ist auf die Kombination
von Trägerfolie,
Mattlack und Trennmittel zurückzuführen. Die
aus Polyamid bestehende Trägerfolie
ist überaus
biegsam und stellt demzufolge sicher, dass sich das Substrat auch
an einer Stelle des zu kennzeichnenden Gegenstands anbringen lässt, die
nicht eben, sondern gekrümmt
ist. Darüber hinaus
lässt sich
die aus Polyamid bestehende Trägerfolie
vergleichsweise dünn
herstellen und gewährleistet
damit, dass der auf dem gekennzeichneten Gegenstand hinterlassene
Abdruck eine verschwindend geringe Tiefe hat. Verantwortlich für einen
matten Abdruck ist der wärmebeständige Mattlack,
mit dem die Trägerfolie
beschichtet ist. Denn ohne die Mattierung durch den Mattlack würde eine
Trägerfolie,
die aus Polyamid besteht, einen stark glänzenden Abdruck auf dem mit
der Kennzeichnung versehenen Gegenstand hinterlassen. Bei dem Mattlack
kann es sich beispielsweise um einen Zwei-Komponenten-Lack handeln,
wie er an sich für
die Be druckung von Kunststofffolien bekannt ist und der mit einem Mattierungszusatz
versehen ist und in Hinsicht auf die bei der Vulkanisation auftretenden
Temperaturen über
eine ausreichende thermische Beständigkeit verfügt. Ein
zerstörungsfreies
Abziehen des Substrats nach der Vulkanisation gewährleistet
das auf den Mattlack aufgetragene Trennmittel. Es hat sich herausgestellt,
dass schon eine relativ dünne
Schicht von dem Trennmittel für
die gängigsten
Elastomere ausreichend ist, um ein zerstörungsfreies Ablösen des
Substrats sicherzustellen.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird die Trägerfolie
nicht nur auf der Oberseite, sondern auch auf der Unterseite mit
einem wärmebeständigen Lack
beschichtet. Diese doppelseitige Beschichtung der Trägerfolie
bietet den Vorteil, dass das Auftreten von Spannungen; die zu einem Einrollen
der Trägerfolie
führen
können,
vermieden wird. Zweckmäßigerweise
wird die Trägerfolie
auf der Unterseite mit demselben Mattlack beschichtet wie auf der
Oberseite, um zum einen eine einfache Handhabung der Trägerfolie
und zum anderen eine kostengünstige
Herstellung sicherzustellen. Eine kostengünstige Herstellung ergibt sich
ferner, wenn vorteilhafterweise der Mattlack mittels eines Druckverfahrens,
vorzugsweise Flexodruck, Tiefdruck oder Siebdruck, oder eines Beschichtungsverfahrens,
vorzugsweise Düse-Rollrakelverfahren,
auf die Trägerfolie
aufgetragen wird. Es hat sich herausgestellt, dass der von dem Substrat
auf dem gekennzeichneten Gegenstand hinterlassene Abdruck ausreichend matt
ist, wenn der Mattlack mit einem Flächengewicht zwischen ca. 1
g/m2 und 5 g/m2,
vorzugsweise von ca. 2 g/m2, auf die Trägerfolie
aufgetragen wird.
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Bevorzugt
wird die Trägerfolie
vor der Beschichtung mit dem Mattlack zumindest auf der Oberseite
einer Bestrahlung, vorzugsweise einer so genannten Koronabestrahlung,
unterworfen, um eine Haftung des Mattlacks auf der Trägerfolie
zu erreichen, die einer Massenfertigung des Substrats als Rollware
Rechnung trägt.
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Von
besonderem Vorteil ist es, wenn die zweckmäßigerweise biaxial gereckte
Trägerfolie
aus Polyamid 6 oder Polyamid 6.6 besteht und damit nicht nur stoßbelastbar
und abriebfest ist, sondern auch über eine relativ hohe Wärmebeständigkeit
verfügt.
Weiterhin hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Trägerfolie
eine Dicke hat, die zwischen ca. 10 μm und 50 μm, vorzugsweise zwischen ca.
20 μm und
25 μm, beträgt. Bei
einer solchen Dicke verfügt die
Trägerfolie über eine
ausreichende Biegsamkeit und Festigkeit und ist zugleich hinreichend
dünn, um zu
gewährleisten,
dass das Substrat auf der Oberfläche
des mit der Kennzeichnung versehenen Gegenstands keinen signifikanten
Abdruck hinterlässt.
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Bevorzugt
wird als Trennmittel vernetzendes Silikon oder ein Hydrophobiermittel
eingesetzt. Die Verwendung eines Hydrophobiermittels, das heißt eines
Mittels, das üblicherweise
zum Hydrophobieren eingesetzt wird, bietet zudem den Vorteil, dass
die Oberfläche
des mit der Kennzeichnung versehenen Gegenstands nach dem Abziehen
des Substrats grundsätzlich
keiner Reinigung bedarf.
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Der
Aufdruck wird zweckmäßigerweise
mittels eines Durchdruckverfahrens, vorzugsweise Siebdruck, auf
das Substrat gedruckt. Die hierbei verwendete Druckfarbe ist zweckmäßigerweise
eine Kontrastfarbe zu der Oberfläche
des zu kennzeichnenden Gegenstands und enthält vorteilhafterweise ein Bindemittel
auf Basis eines Elastomers, so dass sich nach der Vulkanisation
ein inniger Verbund zwischen der Kennzeichnung und dem vulkanisierten Gegenstand
ergibt.
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Einzelheiten
und weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels. In den das
Ausführungsbeispiel
lediglich schematisch darstellenden Zeichnungen veranschaulichen
im Einzelnen:
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1 einen
Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Substrat;
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2 einen
Querschnitt gemäß 1,
der das mit einem Aufdruck bedruckte Substrat zeigt;
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3 einen
Querschnitt durch einen Riemen, auf dem das Substrat gemäß 2 gelegt
ist, vor der Vulkanisation;
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4 einen
Querschnitt durch den Reimen gemäß 3 nach
der Vulkanisation;
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5 einen
Querschnitt durch den Riemen gemäß 4 nach
abgezogenem Substrat und
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6 einen
Draufsicht auf den Riemen gemäß 5.
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Das
in 1 dargestellte Substrat 10 dient für die Kennzeichnung
eines vulkanisierbaren, aus einem elastomeren Werkstoff bestehenden
Gegenstands, beispielsweise ein als Antriebselement verwendbarer
Keilriemen 30. Das Substrat 10 hat eine Oberseite 11 und
eine Unterseite 12 und weist eine Trägerfolie 13 auf. Die
biaxial gereckte Trägerfolie 13 besteht
zum Beispiel aus Polyamid 6 und hat eine Dicke d von beispielsweise
ca. 25 μm.
Die Trägerfolie 13 ist
auf beiden Seiten mit einem wärmebeständigen Mattlack 14, 15 beschichtet.
Der beispielsweise mittels eines Siebdruckverfahrens oder eines
Düse-Rollrakelverfahrens
auf die Trägerfolie 13 aufgetragene
Mattlack 14, 15 hat ein Flächengewicht von vorzugsweise
ca. 2 g/m2 und ist beispielsweise ein mit
einem Mattierungszusatz versehener Zwei-Komponenten-Lack. Um eine
zuverlässige
Haftung des Mattlacks 14, 15 auf der Trägerfolie 13 sicherzustellen,
ist die Trägerfolie 13 auf
beiden Seiten vor dem Auftragen des Mattlacks 14, 15 einer
Bestrahlung, beispielsweise einer Koronabestrahlung, unterworfen
worden. Auf den Mattlack 14 an der Oberseite 11 des
Substrats 10 ist zudem ein Trennmittel 16 aufgetragen,
das vorzugsweise aus einem Hydrophobiermittel besteht.
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Wie 2 ferner
zu erkennen gibt, ist das sich aus der Trägerfolie 13, den Mattlackschichten 14, 15 und
der Trennmittelschicht 16 zusammensetzende Substrat 10 mit
einem Aufdruck 20 bedruckbar. Der beispielsweise mittels
eines Siebdruckverfahrens auf die Trennmittelschicht 16 gedruckte
Aufdruck 20 besteht aus einer Druckfarbe, die vorzugsweise
ein Bindemittel auf Basis eines Elastomers enthält, um eine innige Verbindung
mit dem vulkanisierbaren Werkstoff, aus dem der mit einer Kennzeichnung 21 zu
versehene Riemen 30 besteht, während der Vulkanisation einzugehen.
Der Aufdruck 20 ist spiegelverkehrt zu der an dem Riemen 30 anzubringenden
Kennzeichnung auf das Substrat 10 gedruckt. Je nach Anwendungsfall
kann der Aufdruck 20 im Wesentlichen denselben Farbton
wie der zu kennzeichnende Riemen 30 haben oder eine Kontrastfarbe
sein.
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Das
Substrat
10 wird zweckmäßigerweise als
Rollware hergestellt und bevorratet. Vor dem Anbringen der Kennzeichnung
21 wird
das Substrat
10 auf die für die vorzunehmende Kennzeichnung
erforderliche Größe zurechtgeschnitten,
wie es beispielsweise in der
DE 195 24 014 C2 beschrieben ist. Um die
Kennzeichnung
21 auf dem Riemen
30 anzubringen,
wird, wie
3 zu erkennen gibt, das mit
dem Aufdruck
20 bedruckte und zurechtgeschnittene Substrat
10 auf
die Oberfläche
31 des
Riemens
30 gelegt, und zwar derart, dass die Oberseite
11 des
Substrats
10 der Oberfläche
31 des
Riemens
30 zugewandt ist, das heißt der Aufdruck
20 auf
der Oberfläche
31 aufliegt.
Anschließend
wird das Substrat
10 und der Riemen
30 gemeinsam
in einer Vulkanisierform vulkanisiert. Wie in
4 übertrieben
dargestellt ist, dringt das Substrat
10 unter dem Einfluss der
während
der Vulkanisation in der Vulkanisierform herrschenden Wärme und
Druck ein Stück
weit in den Riemen
30 ein. Die Druckfarbe, aus welcher
der Aufdruck
20 besteht, verbindet sich dabei mit dem Riemen
30.
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Nach
der Vulkanisation wird das Substrat 10 von dem Riemen 30 abgezogen,
um die durch die während
der Vulkanisation transferierte Druckfarbe erzeugte Kennzeichnung 21 freizulegen.
Ein zerstörungsfreies
und damit die Kennzeichnung 21 nicht beschädigendes
Abziehen des Substrats 10 wird durch das Trennmittel 16 sichergestellt.
Wie die 5 und 6 zu erkennen
geben, schließt
die Kennzeichnung 21 nahezu bündig mit der Oberfläche 31 des
Riemens 30 ab. Dies ist auf das Substrat 10 zurückzuführen, das
auf Grund der Dicke d der Trägerfolie 13 relativ
dünn ist
und daher einen Abdruck mit vernachlässigbarer Tiefe auf der Oberfläche 31 des
Riemens 30 hinterlässt.
Auf Grund des auf die Trägerfolie 13 aufgetragenen
Mattlacks 14 ist der hinterlassene Abdruck zudem matt und
daher von der restlichen Oberfläche 31 des
Riemens 30 kaum zu unterscheiden.
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Das
zuvor geschilderte Verfahren zum Anbringen der Kennzeichnung 21 auf
dem Riemen 30 zeichnet sich durch das Substrat 10 aus,
das einen matten Abdruck mit vernachlässigbarer Tiefe hinterlässt und
damit die Oberfläche 31 des
Riemens 30 weder in ästhetischer,
noch in funktioneller Hinsicht beeinträchtigt. Darüber hinaus lässt sich
das Substrat 10 einfach und kostengünstig herstellen. Nicht zuletzt
trägt die
aus Polyamid 6 bestehende Trägerfolie 13 zu
einer umweltschonenden Herstellung bei.
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- 10
- Substrat
- 11
- Oberseite
- 12
- Unterseite
- 13
- Trägerfolie
- 14
- Mattlack
- 15
- Mattlack
- 16
- Trennmittel
- 20
- Aufdruck
- 21
- Kennzeichnung
- 30
- Riemen
- 31
- Oberfläche
- d
- Dicke
der Trägerfolie