專利名稱：冷縮標(biāo)記套筒的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及制品的標(biāo)記。具體而言，本發(fā)明涉及膨脹態(tài)的彈性制品的激光標(biāo)記，從而為彈性制品提供項(xiàng)目識別。
背景技術(shù)：
制品上的識別標(biāo)記經(jīng)常用于提供各種信息。例如，標(biāo)記可以提供關(guān)于產(chǎn)品名稱，制造商名稱，條形碼，序列號，批號和有效期的信息。為更好地實(shí)現(xiàn)這種目的，優(yōu)選的是標(biāo)記可以看到并耐久，且易于制造。
過去，通常使用一種或另一種油印技術(shù)在制品上施加識別標(biāo)記。使用粘合涂層將油墨標(biāo)記涂覆到標(biāo)簽上，或直接涂覆到外部制品表面。在任何情況下，需要的是涂覆的標(biāo)記相對于周圍未標(biāo)記的表面表現(xiàn)出對比色，從而提高標(biāo)記的可視度。然而，與油印相關(guān)的常見問題是通常隨時(shí)間推移油印標(biāo)記風(fēng)化的環(huán)境條件。例如，經(jīng)受熱和磨損條件，表面上的油墨標(biāo)記通常老化并消逝。這妨礙了油墨標(biāo)記提供長期的可視信息。
近年來，激光技術(shù)正逐漸地用于在制品上產(chǎn)生識別標(biāo)記。標(biāo)記可以由在制品表面上激光誘導(dǎo)的化學(xué)反應(yīng)形成，其中可以標(biāo)記與表面的非標(biāo)記部分具有視覺差異?？蛇x擇地，激光標(biāo)記可以通過激光燒蝕進(jìn)行表面層除去，從而留下與表面層有視覺差異的暴露的底面。激光標(biāo)記通常比油墨標(biāo)記有重大的優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)榧す鈽?biāo)記經(jīng)常對環(huán)境條件更有抵抗力。
但是，常規(guī)激光標(biāo)記方法需要精確和一致的激光束操作。否則，可能發(fā)生標(biāo)記不足或過度標(biāo)記。當(dāng)激光束引起不充分的化學(xué)反應(yīng)或燒蝕時(shí)，發(fā)生標(biāo)記不足，這相應(yīng)地限制了標(biāo)記的可視度。可選擇地，當(dāng)激光束引起過度化學(xué)反應(yīng)或燒蝕時(shí)，發(fā)生過度標(biāo)記，這也限制了標(biāo)記的可視度，并可能損壞制品。因此，持續(xù)需要一種標(biāo)記制品的方法，它能夠產(chǎn)生可視，耐久和易于制造的標(biāo)記。
發(fā)明簡述本發(fā)明涉及一種基于彈性體，顏料和能量束吸收劑的管狀制品。該管狀制品處于膨脹態(tài)并且也能夠處于松弛態(tài)。該管狀制品還包括通過聚焦能量束形成在該管狀制品外表面上的標(biāo)記。當(dāng)標(biāo)記是字母數(shù)字字符形式時(shí)，當(dāng)該管狀制品處于膨脹態(tài)和處于松弛態(tài)時(shí)，從距該標(biāo)記至少約36厘米處用裸眼可以看到該標(biāo)記。
本發(fā)明還涉及一種標(biāo)記具有外表面的管狀制品的方法。該方法包括形成管狀制品，其中該管狀制品包括彈性體，顏料和能量束吸收劑。使該管狀制品從松弛態(tài)膨脹到膨脹態(tài)，和用聚焦能量束在膨脹態(tài)的外表面上形成標(biāo)記。然后使該管狀制品從膨脹態(tài)冷縮。
該管狀制品和標(biāo)記該管狀制品的方法提供了可視，耐久和易于制造的標(biāo)記。
附圖簡述該專利或申請文件含有至少一幅彩色圖。經(jīng)請求并支付必須的費(fèi)用，專利局提供帶有彩色圖的該專利或?qū)＠暾埞_文本。


圖1是本發(fā)明的標(biāo)記套筒用于線纜中時(shí)的透視圖。
圖2是本發(fā)明的標(biāo)記套筒在膨脹之前在松弛態(tài)時(shí)的透視圖。
圖3是本發(fā)明的標(biāo)記套筒在膨脹態(tài)時(shí)在芯體上的透視圖。
圖4是本發(fā)明的標(biāo)記套筒在膨脹態(tài)時(shí)在芯體上的另一個(gè)透視圖。
圖5是本發(fā)明的標(biāo)記的標(biāo)記套筒在膨脹態(tài)時(shí)在線纜以及芯體上的透視圖。
圖6是本發(fā)明的標(biāo)記套筒部分在芯體上和部分在線纜上的透視圖。
圖7是本發(fā)明的標(biāo)記的標(biāo)記套筒在膨脹態(tài)時(shí)在芯體上的照片。
圖8是本發(fā)明的標(biāo)記的標(biāo)記套筒部分在芯體上的照片。
圖9是本發(fā)明的標(biāo)記的標(biāo)記套筒在從膨脹態(tài)冷縮到松弛態(tài)時(shí)的照片。
盡管上面附圖列出了本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施方案，但是也可預(yù)期其他實(shí)施方案，這將在下面討論。在所有情況下，所公開的內(nèi)容僅是闡明本發(fā)明而不是限制本發(fā)明。應(yīng)該理解，本領(lǐng)域所屬技術(shù)人員可以在本發(fā)明原理的范圍和精神內(nèi)設(shè)計(jì)出多種其他變化和實(shí)施方案。附圖不是按比例繪制的。在所有附圖中，相同的附圖標(biāo)記用于指相同的部件。
詳細(xì)說明本發(fā)明包括如圖1中所示用在線纜12上的標(biāo)記套筒10。標(biāo)記套筒10是管狀制品，其為傳輸或分布裝置，如電氣和電話線纜，電線，流體運(yùn)輸管道和導(dǎo)管提供信息，或提供關(guān)于它們的信息。線纜12是這種傳輸或分布裝置的例子，但標(biāo)記套筒10可用于任何傳輸或分布裝置上。
如圖所示，標(biāo)記套筒10包括徑向壁11，內(nèi)表面14和外表面16，其中內(nèi)表面14繞表面延伸，并通常與線纜12的外表面18接觸。標(biāo)記20是由聚焦能量束標(biāo)記出的信息，位于外表面16上。聚焦能量束指射線的定向聚焦發(fā)射，如激光束。標(biāo)記20可以是單個(gè)標(biāo)記或多個(gè)標(biāo)記，可以包括各種文本(即，字母數(shù)字)或圖形字符，符號等。標(biāo)記20也可以是或包括機(jī)器可讀的標(biāo)記，如條形碼。通過使標(biāo)記套筒10從松弛態(tài)膨脹，用聚焦能量束標(biāo)記外表面16(在膨脹態(tài))，并使標(biāo)記套筒10冷縮回松弛態(tài)，從而形成標(biāo)記20。術(shù)語″冷縮″指標(biāo)記套筒10在低于約50℃的溫度下從膨脹態(tài)收縮到松弛態(tài)的能力。隨著標(biāo)記套筒10冷縮回松弛態(tài)，標(biāo)記20保持高水平的可視度。
盡管圖1所示的是單一管狀制品，但是本發(fā)明的標(biāo)記套筒10可包括各種形狀特征，如多支管狀制品(即，多進(jìn)口和多出口)。作為多支管狀制品的標(biāo)記套筒10上的標(biāo)記20可以通過在各分支部分上膨脹，標(biāo)記和冷縮單獨(dú)形成。
標(biāo)記套筒10通常源于彈性體，顏料和能量束吸收劑如激光束吸收劑的組分混合物。彈性體使得標(biāo)記套筒10可以從松弛態(tài)膨脹到膨脹態(tài)，而不會(huì)破裂或斷裂，并使得標(biāo)記套筒10可以從膨脹態(tài)冷縮回松弛態(tài)。顏料通常為標(biāo)記套筒10提供基本色，包括為外表面16提供基本色。相似地，經(jīng)聚焦能量束加熱，能量束吸收劑通常為標(biāo)記20提供對比色。為使標(biāo)記20高度可視，優(yōu)選使用能夠在外表面16的基本色和標(biāo)記20的對比色之間提供高對比度的顏料和能量束吸收劑。例如，當(dāng)能量束吸收劑為標(biāo)記20提供深灰色或黑色時(shí)，外表面16為淺黃或白色是適合的?？蛇x擇地，如果能量束吸收劑為標(biāo)記20提供淺色時(shí)，外表面16為深色是適合的。在任何情況下，基本色和對比色間的高顏色對比度都會(huì)增強(qiáng)標(biāo)記20的可視度。
除非另有所指，本文中所有濃度都按重量百分比計(jì)。標(biāo)記套筒10的組分混合物適合組分濃度中，按標(biāo)記套筒10的組成總重計(jì)，彈性體為約25.0％～約90.0％，顏料為約0.5％～約10.0％，和能量束吸收劑為約0.01％～約5.0％。標(biāo)記套筒10的組分混合物特別適合組分濃度中，按標(biāo)記套筒10的組成總重計(jì)，彈性體為約25.0％～約40.0％，顏料為約1.0％～約5.0％，和能量束吸收劑為約0.01％～約3.0％。
為形成在外表面16上帶有標(biāo)記20的標(biāo)記套筒10，如下所述，均勻混合、擠出并交聯(lián)標(biāo)記套筒10的組分混合物，以提供圖2所示的標(biāo)記套筒10。圖2是在膨脹和標(biāo)記之前松弛態(tài)的標(biāo)記套筒10的透視圖。當(dāng)標(biāo)記套筒10處于松弛態(tài)時(shí)，徑向壁11具有縱長A，內(nèi)徑B，外徑C，和層厚D?？v長A和內(nèi)徑B根據(jù)各種需要而變化，如線纜12的尺寸。內(nèi)徑B優(yōu)選能夠充分地繞線纜12的表面18進(jìn)行密封，至少防止標(biāo)記套筒10沿線纜12滑動(dòng)。
外徑C通常通常由內(nèi)徑B和層厚D決定，而層厚D在繞著和沿著標(biāo)記套筒10的方向上基本上是均勻的。層厚D優(yōu)選足夠薄，使得標(biāo)記套筒10能夠容易地從松弛態(tài)膨脹，同時(shí)也要足夠厚，使得當(dāng)標(biāo)記套筒10處于膨脹態(tài)時(shí)，激光標(biāo)記不會(huì)燒穿標(biāo)記套筒10的徑向壁11。松弛態(tài)的標(biāo)記套筒10的適合層厚D為約0.76毫米(mm)(30mils)～約2.29mm(90mils)。松弛態(tài)的標(biāo)記套筒10的特別適合的層厚D為約1.27mm(50mils)～約1.78mm(70mils)。
在形成標(biāo)記套筒10后，標(biāo)記套筒10從松弛態(tài)膨脹到膨脹態(tài)界面膨脹。這里，術(shù)語″膨脹的″，″膨脹″，″膨脹態(tài)″等指內(nèi)徑B和外徑C增大的截面膨脹，而不是指縱長A增大的縱向膨脹。參照圖3，表明處于膨脹態(tài)的圖2的標(biāo)記套筒10環(huán)繞芯體22，標(biāo)記套筒10被膨脹并以任何常規(guī)方式置于芯體22上。芯體22可以是任何形狀的剛性裝置，用于支持膨脹態(tài)的標(biāo)記套筒10，如剛性、中空塑料管。當(dāng)標(biāo)記套筒10處于膨脹態(tài)時(shí)，如圖3所示，徑向壁11包括縱長A′，內(nèi)徑B′，外徑C′和層厚D′。由于膨脹，內(nèi)徑B′和外徑C′分別大于內(nèi)徑B和外徑C。直徑從B增大到B′和從C增大到C′的程度取決于標(biāo)記套筒10膨脹的程度。標(biāo)記套筒10的適合膨脹通常包括從內(nèi)徑B到內(nèi)徑B′增大約150％～約300％。標(biāo)記套筒10的特別適合的膨脹范圍包括從內(nèi)徑B到內(nèi)徑B′增大約200％～約250％。
標(biāo)記套筒10的膨脹也使層厚D′比層厚D薄。層厚D和層厚D′間的差異程度取決于標(biāo)記套筒10的特定組合物和標(biāo)記套筒10膨脹的程度。如前所述，處于膨脹態(tài)的標(biāo)記套筒10的層厚D′應(yīng)該足夠厚以防止激光標(biāo)記完全燒穿標(biāo)記套筒10的徑向壁11。標(biāo)記套筒10的膨脹通常也使膨脹的標(biāo)記套筒10的縱長A′比松弛態(tài)的標(biāo)記套筒10的縱長A短。
圖4是標(biāo)記套筒10處于膨脹態(tài)并置于芯體22上的透視圖，其外表面16已被標(biāo)記形成了標(biāo)記20。當(dāng)標(biāo)記套筒10處于膨脹態(tài)時(shí)，外表面16的標(biāo)記增大了外表面16的標(biāo)記部分的表面積。因此，形成了較大標(biāo)記20。通過比較圖1和圖4所示的標(biāo)記20，可以明顯地看到標(biāo)記20的尺寸差異。圖4所示的標(biāo)記20(標(biāo)記套筒10處于膨脹態(tài))在標(biāo)記套筒10的圓周方向上表現(xiàn)出比圖1所示的標(biāo)記20(標(biāo)記套筒10處于松弛態(tài))更高更窄的字體高度。激光標(biāo)記松弛態(tài)的標(biāo)記套筒10可以提高所需的精度和一致性，以產(chǎn)生可視的標(biāo)記。因此，在標(biāo)記之前標(biāo)記套筒10的膨脹可以形成表現(xiàn)出更高細(xì)節(jié)和分辯率的標(biāo)記20，從而降低當(dāng)標(biāo)記套筒10處于松弛態(tài)時(shí)產(chǎn)生高度可視的標(biāo)記20所需的標(biāo)記精度。
通過用聚焦能量束如激光束標(biāo)記標(biāo)記套筒10的外表面16形成標(biāo)記20。在一個(gè)實(shí)施方案中，通過使標(biāo)記套筒10的外表面16接觸能量水平足以使外表面16的選定部分炭化的激光產(chǎn)生的射線(即，激光束)，來形成標(biāo)記20。當(dāng)聚焦能量束的熱量從能量束吸收劑轉(zhuǎn)移而引發(fā)聚合物的化學(xué)反應(yīng)時(shí)，產(chǎn)生炭化。化學(xué)反應(yīng)改變了炭化位置外表面16的顏色，產(chǎn)生了深色對比標(biāo)記，從而目視就可對比外表面16保持較淺基本色的部分。
可選擇地，在第二實(shí)施方案中，在形成標(biāo)記20的過程中，使用不同激光束設(shè)置使外表面16起泡。這用于在外表面16上產(chǎn)生淺色的標(biāo)記。象上述炭化一樣，起泡也是通過用聚焦能量束加熱使聚合物化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生的。然而，化學(xué)反應(yīng)在起泡處產(chǎn)生淺色標(biāo)記，從而目視就可對比外表面16保持深色的部分。在任一實(shí)施方案中，聚焦能量束可根據(jù)需要繞外表面16移動(dòng)，產(chǎn)生標(biāo)記20需要的文本字符、圖形、符號等。
用于在徑向壁11的外表面16上產(chǎn)生這種標(biāo)記的適合激光系統(tǒng)的例子是Nd:YAG激光器，以商品名″Scriba″由Electrox of Indianapolis，Indiana出售。然而，也可以使用其他聚焦能量束系統(tǒng)，如CO2激光器和微波激射器(maser)。標(biāo)記20可以在一束或兩束激光束中產(chǎn)生，或者如果需要更寬一些的標(biāo)記20區(qū)域，在更多束激光束中產(chǎn)生?？梢允褂枚嗍す馐瑥亩鄠€(gè)激光器或通過激光束分裂和聚焦技術(shù)產(chǎn)生。激光系統(tǒng)頭距標(biāo)記套筒10外表面16的適合設(shè)置距離為約2厘米(cm)～約31cm。通常通過系統(tǒng)的激光焦點(diǎn)來決定這種范圍。例如，Nd:YAG激光系統(tǒng)中，激光系統(tǒng)頭距標(biāo)記套筒10外表面16的設(shè)置距離為18.3cm(7.2英寸)。
選擇激光系統(tǒng)的設(shè)置使得標(biāo)記套筒10的外表面16被充分標(biāo)記(即，防止標(biāo)記不足)，但不會(huì)過度加熱或軟化標(biāo)記套筒10的基礎(chǔ)部分(即，防止過度標(biāo)記)。重要的是，保持標(biāo)記套筒10的徑向壁11的結(jié)構(gòu)完整性，以避免徑向壁11撕裂的可能。激光束能量脈沖不應(yīng)對標(biāo)記套筒10牢固地保持在線纜12上的能力有不利的影響。Nd:YAG激光系統(tǒng)的適合設(shè)置的例子包括功率設(shè)置為約55瓦～約70瓦，標(biāo)記速率為約5cm/分鐘～約7cm/分鐘，頻率為約1波峰/秒～約10波峰/秒。
激光標(biāo)記使得產(chǎn)生識別標(biāo)記(即，標(biāo)記20)在信息標(biāo)記方面以及在產(chǎn)生時(shí)間和建造成本方面具有明顯的彈性。激光標(biāo)記的彈性使得可以個(gè)性化制作標(biāo)記套筒10上的標(biāo)記20以滿足特定用戶需求或特定市場目標(biāo)。激光標(biāo)記可以容易快速地從一個(gè)標(biāo)記套筒10變到不同的標(biāo)記套筒10上。例如，用戶所需的數(shù)字信息標(biāo)記可被輸入計(jì)算機(jī)程序，從而引導(dǎo)激光系統(tǒng)產(chǎn)生激光標(biāo)記。這樣可以快速地啟動(dòng)并根據(jù)要求修改激光標(biāo)記。
標(biāo)記后，將帶有標(biāo)記20的標(biāo)記套筒10從芯體22移到線纜12上。這可通過任何適合常規(guī)技術(shù)完成。在一個(gè)實(shí)施方案中，如圖5和圖6所示，可以在激光標(biāo)記之前或之后將線纜12插到芯體22的中空部分內(nèi)。可以通過芯體22中的導(dǎo)向銷(圖未示)使線纜12的截面中心位于芯體22內(nèi)。在將線纜12插進(jìn)芯體22中后，將標(biāo)記套筒10從芯體22轉(zhuǎn)移到線纜12上。這種轉(zhuǎn)移可通過各種方式來實(shí)現(xiàn)，如將標(biāo)記套筒10從芯體22滑到線纜12上，或毀壞并除去芯體22使標(biāo)記套筒10包圍線纜12。
如圖6所示，當(dāng)從芯體22上除去標(biāo)記套筒10時(shí)，標(biāo)記套筒10從膨脹態(tài)冷縮到松弛態(tài)。標(biāo)記套筒10是否能到達(dá)松弛態(tài)取決于線纜12的直徑。如圖6所示，如內(nèi)徑B和外徑C所示的線纜12直徑使得標(biāo)記套筒10基本上回到松弛態(tài)。然而，可選擇地，松弛態(tài)的標(biāo)記套筒10的內(nèi)徑B可以略小于線纜12的直徑。這種選擇防止標(biāo)記套筒10完全冷縮回松弛態(tài)，從而使標(biāo)記套筒10繞線纜12安穩(wěn)且穩(wěn)妥地配合。
標(biāo)記套筒10的截面收縮也使標(biāo)記20收縮，通過比較標(biāo)記部分20a，20b可以看出。當(dāng)一部分標(biāo)記套筒10收縮，標(biāo)記20的相應(yīng)部分(即，標(biāo)記部分20a)也收縮，同時(shí)支撐在芯體22上并保持膨脹態(tài)的部分標(biāo)記20(即，標(biāo)記部分20b)保持較大。當(dāng)標(biāo)記套筒10收縮時(shí)，標(biāo)記部分20a截面尺寸從內(nèi)徑B′和外徑C′縮小。然而，標(biāo)記部分20a的縮小和因而標(biāo)記20尺寸減小不會(huì)使標(biāo)記20不可見。例如，當(dāng)標(biāo)記套筒10在膨脹態(tài)時(shí)由直線限定的部分標(biāo)記20在標(biāo)記套筒10基本上冷縮回松弛態(tài)時(shí)仍保持由直線限定。此外，標(biāo)記20尺寸的減小能夠有效地增大標(biāo)記20的印刷密度。因此，當(dāng)標(biāo)記套筒10基本上在松弛態(tài)時(shí)，標(biāo)記部分20a仍可視以提供關(guān)于線纜12的信息。
標(biāo)記套筒10優(yōu)選提供的信息標(biāo)記(即，標(biāo)記20)符合U.S.Department of Defense Standard Practice MIL-STD-130K(2000)，標(biāo)題為″Identification Marking of U.S.Military Property″以及SAE AS81531Aerospace Standard of SAE International，Warrendale，Pennsylvania，標(biāo)題為″Marking of Electrical Insulating materials″，將標(biāo)準(zhǔn)的全部內(nèi)容引入作為參考。SAE AS81531 Aerospace Standard第3.2.2節(jié)提供了在松弛態(tài)的標(biāo)記套筒10圓周方向上適合字體高度(type face)的例子，其包括字體高度的范圍為對于約0.9mm的外徑C為約1.6mm～對于約25mm的外徑C為約4.5mm。
在完全從芯體22上除去后，如圖1所示，標(biāo)記套筒10繞線纜12冷縮。外表面16上的標(biāo)記20在顏色上足以與外表面16對比，從而人能夠目視檢測標(biāo)記20和/或用光學(xué)機(jī)器可讀檢測標(biāo)記20。
圖7-9是本發(fā)明標(biāo)記套筒10的照片。圖7顯示在標(biāo)記后標(biāo)記套筒10繞芯體22處于膨脹態(tài)，如圖4那樣。參照圖4所示的尺寸標(biāo)示，圖7中的標(biāo)記套筒10其縱長A′為5.5厘米(cm)，內(nèi)徑B′為3cm。圖8顯示從芯體22取下的標(biāo)記套筒10，如圖6所示，沒有線纜12。參照圖6所示的尺寸標(biāo)示，圖8中的標(biāo)記套筒10其內(nèi)徑B′為3cm，內(nèi)徑B為1.3cm，和外徑C為1.5cm。圖9顯示在標(biāo)記和冷縮后處于松弛態(tài)的標(biāo)記套筒10，如圖1所示，沒有線纜12。參照圖2所示的尺寸標(biāo)示，圖9中的標(biāo)記套筒10其縱長A為6.5cm，內(nèi)徑B為1.3cm，和外徑C為1.5cm。圖7-9還表明隨標(biāo)記套筒10冷縮，標(biāo)記20縮小。膨脹態(tài)時(shí)的標(biāo)記20比松弛態(tài)時(shí)的標(biāo)記20更高更窄。然而，當(dāng)標(biāo)記套筒10處于松弛態(tài)時(shí)，從距該標(biāo)記至少約36cm(約14英寸)處用20/20視力的裸眼仍可以看到標(biāo)記20。
標(biāo)記套筒的適當(dāng)物質(zhì)適當(dāng)彈性體的例子包括硫化彈性體，熱塑性彈性體，熱固性彈性體，乙烯-丙烯-二烯單體(EPDM)的三聚物(本文稱作″EPDM橡膠″)，硅樹脂彈性體，氟代彈性體，氟代硅樹脂彈性體，和其組合。特別適合的彈性體的例子包括EPDM橡膠，其對熱，臭氧，氧化，風(fēng)化和極性溶劑表現(xiàn)出良好的抵抗力。用于形成EPDM橡膠的適合二烯三聚單體的例子包括亞乙基降冰片烯和二環(huán)戊二烯。
適合的顏料的例子包括二氧化鈦；炭黑；氧化鋅；普魯士藍(lán)(pressionblue)；硫化鎘；氧化鐵；鉛，鋅，鋇和鈣的鉻酸鹽；偶氮類；硫靛；蒽醌；anthoanthrone；三苯甲酮二嗪；油脂染料；酞菁顏料，如銅酞菁顏料和其衍生物；喹吖酮顏料；以商品名″Cinquasia″，″Cromophtal″，″Filamid″，″Filester″，″Filofin″，″Hornachrome″，″Horna Molybdate″，″Hornatherm″，″Irgacolor″，″Irgalite″，″Irgasperse″，″Irgazin″，″Micranyl″，″Microlen″，″Microlith″，″Microsol″，和″Unisperse″由Ciba SpecialtyChemicals，Tarrytown，NY出售的顏料；和其組合。所加入顏料的顏色和濃度取決于所加入的能量束吸收劑。提供高對比度的適合例子是黃色顏料與當(dāng)用聚焦能量束加熱時(shí)使標(biāo)記套筒10的外表面16炭化的能量束吸收劑(即，在淺色外表面16上形成深色標(biāo)記20)。
適合的能量束吸收劑的例子包括PolyOne Material No.AD3000051160(″Stan-Tone MB-27838 Black″)，PolyOne Material產(chǎn)品號CC10041306WE，都由PolyOne Corporation of Suwanee，Georgia出售；RTP材料號RTP 0299×102892 SSL-801191，由RTP Company ofWinona，Minnesota出售；Clariant材料號00025275，由ClariantMasterbatches Division of Albion，Michigan出售；Ticona材料號1000-2LM ND3650，Ticona of Summit，New Jersey出售；BASF材料號NPP TN020327(″Ultramid B3K LS Black 23189″)，BASF CorporationPerformance Polymers of Mt.Olive，New Jersey出售；和其組合。這些物質(zhì)可以包括二氧化鈦，云母和其組合。二氧化鈦可以用作顏料和能量束吸收劑，這公開在Birmingham，Jr.等人的美國專利申請5,560,845中，在此將該專利的全部內(nèi)容引入作為參考。
用于形成的標(biāo)記套筒10的組分混合物還可以包括另外的物質(zhì)，如抗氧化劑，油，加工助劑，中和劑，流變改性劑，填料，硅烷偶聯(lián)劑，交聯(lián)劑和丙烯酸類助劑。
適合的抗氧化劑的例子包括鋅2-巰基甲苯咪唑在石油加工油(例如，″Vanox ZMTI″和″Vanox MTI″)中的溶液和辛基化的二苯基胺(例如″Agerite Stalite″)的混合物，所有這些都由R.T.Vanderbilt Company，Inc.of Norwalk，Connecticut出售；和其組合。按標(biāo)記套筒10的組分混合物總重計(jì)，標(biāo)記套筒10的組分混合物中抗氧化劑的適合濃度為約0.1％～約5.0％，標(biāo)記套筒10的組分混合物中抗氧化劑的特別適合濃度為約0.5％～約1.5％。
適合的油的例子包括烴油，礦物油，松樹油，烴屬石油，油酸，甘油，聚丙二醇，聚丁二醇，和其組合。按標(biāo)記套筒10的組分混合物總重計(jì)，用于形成標(biāo)記套筒10的組分混合物中油的適合濃度為約5.0％～約40.0％，標(biāo)記套筒10的組分混合物中油的特別適合濃度為10.0％～約25.0％。
適合的加工助劑的例子包括由Struktol Company of America ofStow，Ohio出售的下述那些脂肪酸金屬(例如，鋅)皂和酰胺的混合物(例如，″Struktol A 50″，″Struktol A 60″，″Struktol A 61″，″Struktol EF44A″，和″Struktol WB 42″)；橡膠相容的非硬化脂肪酸皂的混合物(例如，″Struktol EP 52″)；脂肪酸酯和結(jié)合皂的填料(例如，″Struktol W 34″和″Struktol″WB 212″)；潤滑劑和脂肪酸衍生物的混合物(例如，″Struktol W 80″)；脂肪酸的酯和鋅皂的混合物(例如，″Struktol WA 48″)；脂肪酸皂主要是鈣的混合物(例如，″Struktol WB 16″)；脂肪酸酯和縮合產(chǎn)物的混合物(例如，″Struktol WB 222″)；脂肪酸衍生物和硅樹脂的縮合產(chǎn)物(例如，″Struktol WS 180″)；無機(jī)載體上的有機(jī)硅樹脂化合物(例如，″Struktol WS 280″)；和其組合。按標(biāo)記套筒10的組分混合物總重計(jì)，標(biāo)記套筒10的組分混合物中加工助劑的適合濃度為約0.1％～約10.0％，標(biāo)記套筒10的組分混合物中加工助劑的特別適合濃度為約0.5％～約2.0％。
可以將填料加到標(biāo)記套筒10的組分混合物中，以增強(qiáng)預(yù)交聯(lián)組分混合物和標(biāo)記套筒10的物理和流變性能。適合的填料的例子包括粘土填料，水合的無定形二氧化硅，沉淀的二氧化硅，熱解法二氧化硅，燒結(jié)的二氧化硅，疏水二氧化硅，其衍生物，和其組合。適合的粘土填料的例子包括硅烷處理的高嶺土(硅酸鋁)填料，由EngelhardCorporation of Iselin，New Jersey以商品名″Translink 37″，″Translink77″，′Translink 445″，″Translink 555″，和′Translink HF-900″出售。按標(biāo)記套筒10的組分混合物總重計(jì)，標(biāo)記套筒10的組分混合物中填料的適合濃度為約1.0％～約50.0％，標(biāo)記套筒10的組分混合物中填料的特別適合濃度為約10.0％～約25.0％。
硅烷偶聯(lián)劑有助于填料與本發(fā)明組分混合物的聚合物結(jié)合。適合的硅烷偶聯(lián)劑的例子包括乙烯基硅烷(例如，″A-172 DLC″)，甲基丙烯?；柰?例如，″A-174 DLC″)，氨基硅烷(例如，″A-1100 DLC″和″A-1120″)，所有的都由Natrochem，Inc.of Savannah，Georgia出售；液體四硫化硅烷(例如，″Silquest A-1289″)，液體二硫化硅烷(例如，″Silquest A-1589″)，二者都由OSI Specialties Division of WitcoCorporation of Danbury，Connecticut出售；和其組合。按標(biāo)記套筒10的組分混合物總重計(jì)，標(biāo)記套筒10的組分混合物中硅烷偶聯(lián)劑的適合濃度為約0.1％～約5.0％，標(biāo)記套筒10的組分混合物中硅烷偶聯(lián)劑的特別適合濃度為約0.1％～約1.0％。
適合的交聯(lián)劑的例子包括胺和過氧化物，如由R.T.VanderbiltCompany，Inc.of Norwalk，Connecticut出售的下述過氧化物二枯基過氧化物(例如，″Varox DCP″，″Varox DCP-40C″，″Varox DCP-40KE″，和″Varox DCP-40KE-HP″)；苯甲酰基過氧化物(例如，″Varox ANS″)；二苯甲?；^氧化物(例如，″Varox A 75″)；2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基過氧化)己烷(例如，″Varox DBPH″，″Varox DBPH 40MB″，″VaroxDBPH-50″，″Varox DBPH-50-HP″，″Varox DBPH-P20″，和″VaroxDCP-40KE″)；過苯甲酸叔丁基酯(例如，″Varox TBPB″和″VaroxTBPB-50″)；2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基過氧化)庚炔-3(例如，″Varox 130″和″Varox 130-XL″)；α，α-二(叔丁基過氧化)二異丙基苯(例如，″VaroxVC-R″)；二(2-叔丁基過氧化異丙基)苯(例如，″Varox 802-40C″，″Varox802-40KE″，和″Varox 802-40KE-HP″)；EPR的二(2-叔丁基過氧化異丙基)苯(例如，″Varox 802-40MB″)；其衍生物；和其組合。按本發(fā)明組合物的組成總重計(jì)，標(biāo)記套筒10的組分混合物中交聯(lián)劑的適合濃度為約0.5％～約5.0％，標(biāo)記套筒10的組分混合物中交聯(lián)劑的特別適合濃度為約1.0％～約3.0％。
可以將丙烯酸類助劑加到本發(fā)明的組合物中以增強(qiáng)交聯(lián)反應(yīng)。適合的丙烯酸類助劑的例子包括多官能單體，如二官能和三官能單體。適合的二官能單體的例子包括由Sartomer Company，Inc.，Exton，Pennsylvania出售的下述那些1，3-丁二醇二丙烯酸酯，1，3-丁二醇二甲基丙烯酸酯，1，4-丁二醇二丙烯酸酯，1，4-丁二醇二甲基丙烯酸酯，1，6-己二醇二丙烯酸酯，1，6-己二醇二甲基丙烯酸酯，脂肪族二甲基丙烯酸酯單體，烷氧基化的脂肪族二丙烯酸酯，烷氧基化的環(huán)己烷二甲醇二丙烯酸酯，烷氧基化的環(huán)己烷二甲醇二丙烯酸酯，烷氧基化的環(huán)己烷二甲醇二丙烯酸酯，烷氧基化的己二醇二丙烯酸酯，烷氧基化的己二醇二丙烯酸酯，烷氧基化的己二醇二丙烯酸酯，烷氧基化的新戊二醇二丙烯酸酯，烷氧基化的新戊二醇二丙烯酸酯，芳香族二甲基丙烯酸酯單體，己內(nèi)酯改性的新戊二醇羥基新戊酸酯二丙烯酸酯，己內(nèi)酯改性的新戊二醇羥基新戊酸酯二丙烯酸酯，環(huán)己烷二甲醇二丙烯酸酯，環(huán)己烷二甲醇二甲基丙烯酸酯，二甘醇二丙烯酸酯，二甘醇二甲基丙烯酸酯，二丙二醇二丙烯酸酯，乙氧基化的(10)雙酚α二丙烯酸酯，乙氧基化的(2)雙酚α二甲基丙烯酸酯，乙氧基化的(3)雙酚α二丙烯酸酯，乙氧基化的(30)雙酚α二丙烯酸酯，乙氧基化的(30)雙酚α二甲基丙烯酸酯，乙氧基化的(4)雙酚α二丙烯酸酯，乙氧基化的(4)雙酚α二甲基丙烯酸酯，乙氧基化的(8)雙酚α二甲基丙烯酸酯，乙氧基化的雙酚α二甲基丙烯酸酯，乙氧基化的雙酚α二甲基丙烯酸酯，乙氧基化的(10)雙酚二甲基丙烯酸酯，乙氧基化的(6)雙酚α二甲基丙烯酸酯，乙二醇二甲基丙烯酸酯，羥基新戊醛改性的三羥甲基丙烷二丙烯酸酯，新戊二醇二丙烯酸酯，新戊二醇二甲基丙烯酸酯，聚乙二醇(200)二丙烯酸酯，聚乙二醇(400)二丙烯酸酯，聚乙二醇(400)二甲基丙烯酸酯，聚乙二醇(600)二丙烯酸酯，聚乙二醇(600)二甲基丙烯酸酯，聚乙二醇二甲基丙烯酸酯，聚丙二醇(400)二甲基丙烯酸酯，丙氧基化的(2)新戊二醇二丙烯酸酯，四甘醇二丙烯酸酯，四甘醇二甲基丙烯酸酯，三環(huán)癸烷二甲醇二丙烯酸酯，三甘醇二丙烯酸酯，三甘醇二甲基丙烯酸酯，三丙二醇二丙烯酸酯，三丙二醇二丙烯酸酯，和其組合。
按標(biāo)記套筒10的組分混合物總重計(jì)，標(biāo)記套筒10的組分混合物中丙烯酸類助劑的適合濃度為約0.1％～約5.0％，標(biāo)記套筒10的組分混合物中丙烯酸類助劑的特別適合濃度為約0.5％～約2.0％。
本發(fā)明還可包括阻燃劑，阻燃協(xié)同劑和抗菌劑，它們公開在同日(even date)提交的共同未決的專利申請(代理機(jī)構(gòu)卷號59595US002)中，標(biāo)題為″NBC-Resistant Composition″。
可以通過混合彈性體，顏料和能量束吸收劑，然后在220升容量的10D 2-翅正切Banbury混合機(jī)中在約141℃的溫度下以約50rpm的轉(zhuǎn)速混合這些組分約4-8分鐘來制備用于形成標(biāo)記套筒10的組分混合物。Banbury混合機(jī)由Farrel Corporation of Ansonia，Connecticut出售。然后使組分組合物通過安裝有100網(wǎng)孔的25.4-cm擠出機(jī)，以除去未分散的粒子。
在混合之前，另外的物質(zhì)如抗氧化劑，油，加工助劑，中和劑，流變改性劑，填料和硅烷偶聯(lián)劑也可以被加到彈性體，顏料和能量束吸收劑中。然而，如果要將交聯(lián)劑或丙烯酸類助劑添加到組分混合物中，那么應(yīng)該在第二混合步驟中在低溫下加入這些組分，以防止過早交聯(lián)。在彈性體，顏料和能量束吸收劑，和大部分其他另外物質(zhì)混合并通過網(wǎng)孔后，加入交聯(lián)劑和丙烯酸類助劑，在220升容量的10D 2-翅正切Banbury混合機(jī)中在約102℃的溫度下以約45rpm的轉(zhuǎn)速混合整體組分混合物約1.5-3分鐘。
可以擠出組分混合物形成預(yù)交聯(lián)的管狀制品。適合的擠出機(jī)包括5.1-cm單螺桿擠出機(jī)，其長徑比約15。擠出機(jī)的適合操作條件包括擠出機(jī)區(qū)溫度和壓出板溫度為約80℃，和轉(zhuǎn)速約20～約40rpm。這樣物質(zhì)流速為約3-12米/分鐘。具體的澆口和壓出板將決定產(chǎn)生標(biāo)記套筒10的交聯(lián)之前的管狀制品內(nèi)徑和層厚。
從擠出機(jī)出來后，管狀制品可以通過高壓釜，使組分混合物的各組分交聯(lián)，形成標(biāo)記套筒10。適合的高壓釜條件包括使管狀制品經(jīng)受約620千帕的蒸汽壓約45分鐘，這等效于在約166℃溫度下在大氣壓下約45分鐘。
性能分析和表征過程可以使用各種分析技術(shù)來表征本發(fā)明的密封劑物質(zhì)。本文使用了幾種分析技術(shù)。下面對這些分析技術(shù)進(jìn)行說明。
激光標(biāo)記測試根據(jù)下面過程定性檢測標(biāo)記套筒的標(biāo)記的可視度。1.0mm外徑的沒有標(biāo)記的標(biāo)記套筒膨脹到直徑為2.0cm的芯體上。然后用Nd:YAG激光系統(tǒng)激光標(biāo)記膨脹的標(biāo)記套筒形成標(biāo)記。Nd:YAG激光系統(tǒng)以商品名″Hi-Mark″No.400由GSI Lumonics，Inc.of Kanata，Ontario，Canada出售。Nd:YAG激光系統(tǒng)的激光設(shè)置包括功率設(shè)置為64.8瓦，標(biāo)記速率為5.1cm/分鐘，頻率為6波峰/秒。激光系統(tǒng)頭距標(biāo)記套筒外表面的設(shè)置距離為18.3cm(7.2英寸)。做出標(biāo)記，使得在松弛態(tài)時(shí)，標(biāo)記在標(biāo)記套筒的圓周方向上的字體高度為2.0mm。
標(biāo)記后，從芯體下取下標(biāo)記套筒，并基本上冷縮回松弛態(tài)。然后用裸眼目視觀察基本上松弛態(tài)的標(biāo)記套筒上的標(biāo)記。如果從至少約36cm(約14英寸)的距離裸眼(即，約20/20視力)觀察到標(biāo)記套筒上的標(biāo)記(字體高度2.0mm)，那么標(biāo)記被確定為可接受。
物理性能測試定量測量關(guān)于本發(fā)明組合物的拉伸模量(100％，200％，和300％)，斷裂拉伸強(qiáng)度，斷裂伸長率，邵氏A硬度和永久形變百分比的物理性能，以表明由本發(fā)明組合物形成的制品的彈性和耐久性。根據(jù)ASTMD412-92進(jìn)行彈性模量(100％，200％和300％)，斷裂拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長率測試。根據(jù)ASTM D2240-03進(jìn)行邵氏A硬度測試。
永久形變百分比測試表明物質(zhì)表現(xiàn)出的彈性恢復(fù)量。對于標(biāo)記套筒的不同組成的混合物，用ASTM D412-92 Die C Dumbbell Cutter形成狗骨狀樣品，原長為2.54cm。然后將樣品置于拉伸變形夾具上，并縱向拉伸到原長的200％(即，100％應(yīng)變)。該長度(即，5.08cm)記錄為測試長度。然后使拉伸的樣品保持在拉伸尺寸，在100℃溫度下處理3小時(shí)。然后將拉伸的樣品在21℃溫度下冷卻1小時(shí)。冷卻后，從拉伸變形夾具上取下拉伸的樣品，并在室溫下冷縮30分鐘。然后測量松弛長度。按下式計(jì)算永久形變百分比 實(shí)施例在下面的實(shí)施例中更具體說明了本發(fā)明，實(shí)施例僅用于說明，本領(lǐng)域技術(shù)人員顯然可以在本發(fā)明范圍內(nèi)做出多種修改和變化。除非另有所指，下面實(shí)施例中的所有份數(shù)、百分比和比值都是按重量計(jì)，實(shí)施例中所用的所有試劑都從下述化學(xué)供應(yīng)商得到，如Sigma-AldrichChemical Company of Saint Louis，Missouri，或可通過常規(guī)技術(shù)合成。
下面的組分縮略語用于下面的實(shí)施例中″Buna EPT 6850″乙烯-丙烯-二烯單體的三聚物，Bayer ChemicalCorporation of Leverkusen，Germany出售。
″Buna EPT 8902″乙烯-丙烯-二烯單體油擴(kuò)展50％的三聚物，BayerChemical Corporation of Leverkusen，Germany出售。
″FE Polymer 2524″氟代彈性體聚合物，以商品名″Dyneon 2524″由3M Corporation of St.Paul，Minnesota出售。
″Vanox ZMTI″源于鋅2-巰基甲苯咪唑在石油加工油中50％分散體的抗氧化劑，R.T.Vanderbilt Company，Inc.of Norwalk，Connecticut出售。
″Stantone MB Yellow″偶氮顏料CI顏料黃83在乙烯-丙烯橡膠中50％的分散體，以商品名″Stantone MB 11070 Yellow″由PolyOneCorporation of Suwanee，Georgia出售。
″Stanton DB Yellow″干混合的黃色顏料，以商品名″Stantone DB29282 Yellow″由PolyOne Corporation of Suwanee，Georgia出售。
″Struktol EF-44 A″脂肪酸金屬皂和酰胺的加工助劑混合物，Struktol Company of America of Stow，Ohio出售。
″Rheogran ZnO-85″85％活性氧化鋅分散體在礦物油中的溶液，Rhein Chemie Rheinau GmbH of Mannheim，Germany出售。
″Translink 37″硅烷處理的高嶺土(硅酸鋁)，粒度1.4微米，Engelhard Corporation of Iselin，New Jersey出售。
″Hisil 532 EP″水合的無定形氧化硅填料，PPG Industries，Inc.ofPittsburgh，Pennsylvania出售。
″Saytex BT-93 W″源于1，2二(四溴鄰苯二甲酰亞胺)乙烷的阻燃劑，Albemarle Corporation of Houston，Texas出售。
″Sunpar 2280″烴屬石油，Sunoco，Inc.of Philadelphia，Pennsylvania出售。
″Zinc Omadine″65％2-巰基吡啶-1-氧化物，鋅絡(luò)合物在石蠟油中的殺真菌劑溶液(即，吡啶硫酮鋅)，Arch Chemicals，Inc.of Cheshire，Connecticut出售。
″Nycol Burn EX ZTA″亞銻酸鈉，Nyacol Nano Technologies，Inc.of Ashland，Massachusetts出售。
″Tipure 902″二氧化鈦，E.I.Du Pont Corporation of Wilmington，Delaware出售。
″A-172 DLC″源于乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷的硅烷偶聯(lián)劑，Natrochem，Inc.of Savannah，Georgia出售。
″PolyOne Material″源于Stan-Tone MB-27838 Black的激光添加劑，商品名″PolyOne Material#AD 3000051160″，PolyOne Corporation ofSuwanee，Georgia出售。
″Varox 802-40KE″源于硅烷改性粘土支撐的40％活性二(2-叔丁基過氧化異丙基)苯的溶液的過氧化物交聯(lián)劑，R.T.VanderbiltCompany，Inc.of Norwalk，Connecticut出售。
″SR-297 Methacrylate″源于1，3丁二醇-二甲基丙烯酸酯的丙烯酸類助劑，以商品名″SR-297″由Sartomer Company，Inc.of Exton，Pennsylvania出售。
″Elastomag 170″氧化鎂，Rohm和Haas of North Andover，Massachusetts出售。
″Calcium Hydroxide″氫氧化鈣，Sigma-Aldrich Chemical Companyof Saint Louis，Missouri出售。
″Halocarbon-95 Oil″一氯三氟乙烯的低聚物，Halocarbon ProductsCorporation of River Edge，New Jersey出售。
實(shí)施例1實(shí)施例1涉及本發(fā)明的標(biāo)記套筒。表1提供用于形成實(shí)施例1的標(biāo)記套筒的組分混合物的組分濃度。在第一混合步驟中，通過混合表1所列組分(除了Varox 802-40KE過氧化物和SR-297 Methacrylate)，然后在220升容量的10D 2-翅正切Banbury混合機(jī)中在約141℃的溫度下以50rpm的轉(zhuǎn)速混合這些組分8分鐘來制備實(shí)施例1的標(biāo)記套筒的組分組合物。然后使組分混合物通過安裝有100網(wǎng)孔的25.4-cm擠出機(jī)，以除去未分散的粒子。
在第二混合步驟中加入Varox 802-40KE過氧化物和SR-297Methacrylate，整體組分混合物在220升容量的10D 2-翅正切Banbury混合機(jī)中在102℃的溫度下以約45rpm的轉(zhuǎn)速混合3分鐘。
通過用5.1-cm單螺桿擠出機(jī)擠出組分混合物，從組分混合物形成實(shí)施例1的標(biāo)記套筒，擠出機(jī)的長徑比為15，擠出機(jī)區(qū)和壓出板溫度為80℃，轉(zhuǎn)速為30rpm。退出擠出機(jī)后，通過使擠出的制品通過蒸汽壓為620千帕的高壓釜使標(biāo)記套筒交聯(lián)45分鐘。
表1
(*)按實(shí)施例1的組分混合物的總重計(jì)。
實(shí)施例2實(shí)施例2涉及實(shí)施例1的標(biāo)記套筒，在組分混合物中還包括SaytexBT-93W阻燃劑，Zinc Omadine殺真菌劑，和Nycol Bum EX ZTA阻燃協(xié)同劑(在混合步驟中加入)。表2提供用于形成實(shí)施例2的標(biāo)記套筒的組分混合物的組分濃度。根據(jù)對實(shí)施例1的標(biāo)記套筒所述的過程，從實(shí)施例2的組分組合物形成實(shí)施例2的標(biāo)記套筒。
表2
(*)按實(shí)施例2的組分混合物的總重計(jì)。
實(shí)施例3實(shí)施例3涉及實(shí)施例2的標(biāo)記套筒，在組分混合物中還包括Tipure902二氧化鈦(在第一混合步驟中加入)。表3提供用于形成實(shí)施例3的標(biāo)記套筒的組分混合物的組分濃度。根據(jù)對實(shí)施例1的標(biāo)記套筒所述的過程，從實(shí)施例3的組分組合物形成實(shí)施例3的標(biāo)記套筒。
表3
(*)按實(shí)施例3的組分混合物的總重計(jì)。
實(shí)施例4實(shí)施例4涉及實(shí)施例3的標(biāo)記套筒，但是在組分混合物中不包括PolyOne Material能量束吸收劑。表4提供用于形成實(shí)施例4的標(biāo)記套筒的組分混合物的組分濃度。根據(jù)對實(shí)施例1的標(biāo)記套筒所述的過程，從實(shí)施例4的組分組合物形成實(shí)施例4的標(biāo)記套筒。
表4
(*)按實(shí)施例4的組分混合物的總重計(jì)。
實(shí)施例5實(shí)施例5涉及含有氟代彈性體的標(biāo)記套筒。表5提供用于形成實(shí)施例5的標(biāo)記套筒的組分混合物的組分濃度。通過在60℃下用HBI系統(tǒng)90混合機(jī)混合表5所列各組分8分鐘制備實(shí)施例5的標(biāo)記套筒的組分混合物，該混合機(jī)帶有Rheomix 3000E混合頭，均由Haake BuchlerInstruments，F(xiàn)ort Lee，New Jersey出售。根據(jù)對實(shí)施例1的標(biāo)記套筒所述的過程，從實(shí)施例5的組分組合物形成實(shí)施例5的標(biāo)記套筒。
表5
(*)按實(shí)施例5的組分混合物的總重計(jì)。
實(shí)施例1-5的激光標(biāo)記測試根據(jù)上述″激光標(biāo)記測試″過程測試實(shí)施例1-5的標(biāo)記套筒，除了標(biāo)記實(shí)施例5的標(biāo)記套筒的激光系統(tǒng)其功率設(shè)置為55.8瓦而不是64.8瓦。在實(shí)施例1-5的標(biāo)記套筒基本上冷縮回松弛態(tài)后，每個(gè)標(biāo)記套筒上的標(biāo)記在距至少36cm(約14英寸)處裸眼可視。這表明根據(jù)本發(fā)明，在膨脹態(tài)的本發(fā)明標(biāo)記套筒上做標(biāo)記的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)做標(biāo)記時(shí)，盡管標(biāo)記套筒處于膨脹態(tài)，但是可以得到高度細(xì)節(jié)和分辨率的標(biāo)記，從而降低生成標(biāo)記所需的標(biāo)記精度。當(dāng)標(biāo)記套筒10基本上冷縮回松弛態(tài)時(shí)，得到的標(biāo)記仍保持可視。
實(shí)施例1-4的物理性能測試根據(jù)上述″物理性能測試″過程對實(shí)施例1-4的標(biāo)記套筒進(jìn)行測試。表6提供實(shí)施例1-4的標(biāo)記套筒的物理性能測試結(jié)果。拉伸模量(100％，200％和300％)和斷裂拉伸強(qiáng)度具有兆牛頓/平方米(MN/m2)(即，1×106牛頓/平方米)的計(jì)量單位。
表6
表6中的數(shù)據(jù)表明實(shí)施例1-4的標(biāo)記套筒的膨脹能力和耐久性。實(shí)施例1-4的標(biāo)記套筒其100％拉伸模量為0.87MN/m2～1.21MN/m2，200％拉伸模量為1.45MN/m2～1.91MN/m2，和300％拉伸模量為2.01MN/m2～2.48MN/m2。實(shí)施例1-4的標(biāo)記套筒其斷裂拉伸強(qiáng)度為4.30MN/m2～6.20MN/m2，斷裂伸長率為627％～732％。實(shí)施例1-4的標(biāo)記套筒其邵氏A硬度為約50。
實(shí)施例1-4的標(biāo)記套筒其永久形變百分比為約10％～約16％。因此，當(dāng)進(jìn)行上述永久形變百分比測試時(shí)，實(shí)施例1-4的標(biāo)記套筒能夠從膨脹態(tài)尺寸冷縮回約84％～約90％。
實(shí)施例3的標(biāo)記套筒尺寸變化和膨脹擠出并交聯(lián)實(shí)施例3的組分混合物形成內(nèi)徑和層厚變化的標(biāo)記套筒(實(shí)施例3a-3g)。表7提供實(shí)施例3a-3g的標(biāo)記套筒的內(nèi)徑，層厚，外徑和縱長，它們分別相應(yīng)于圖2所示的標(biāo)記套筒10的內(nèi)徑B，層厚D，外徑C和縱長A。
表7
如圖3所示，使實(shí)施例3a-3g的標(biāo)記套筒膨脹，并置于芯體上。表8提供芯體直徑，實(shí)施例3a-3g的標(biāo)記套筒的內(nèi)徑膨脹百分比，和實(shí)施例3a-3g的標(biāo)記套筒用的最小和最大線纜直徑。
表8
如表8中數(shù)據(jù)所示，實(shí)施例3a-3g的標(biāo)記套筒從約230％膨脹到約260％。膨脹的范圍適合于標(biāo)記實(shí)施例3a-3g的膨脹態(tài)標(biāo)記套筒。盡管表8的數(shù)據(jù)是針對實(shí)施例3中縱長為34.2mm的標(biāo)記套筒，但是對于實(shí)施例3中縱長為88.9mm的標(biāo)記套筒也得到相似結(jié)果。
線纜直徑是當(dāng)標(biāo)記后從芯體取下實(shí)施例3a-3g的標(biāo)記套筒時(shí)它們可以延伸的對于線纜(即，線纜12)的適當(dāng)最小和最大直徑。通過標(biāo)記套筒發(fā)生18％永久變形來測量最小直徑。即，表8中的最小線纜直徑是實(shí)施例3a-3g中標(biāo)記套筒的內(nèi)徑(即，內(nèi)徑B)，假設(shè)彈性損失15％。參照表6，實(shí)施例3的標(biāo)記套筒表現(xiàn)出約16.5％的永久變形。因此，表8中的最小線纜直徑提供適合的最小值，以防止實(shí)施例3a-3g的標(biāo)記套筒沿相應(yīng)的線纜滑動(dòng)。
盡管已結(jié)合優(yōu)選的實(shí)施方案說明了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解在本發(fā)明的精神和范圍作出形式和細(xì)節(jié)上的變化。
權(quán)利要求
1.一種具有外表面并處于膨脹態(tài)的管狀制品，該管狀制品包括包括彈性體，顏料和能量束吸收劑的混合物；和位于該外表面上的聚焦能量束產(chǎn)生的標(biāo)記，其中該管狀制品能夠處于松弛態(tài)，和其中當(dāng)該管狀制品處于膨脹態(tài)和當(dāng)該管狀制品處于松弛態(tài)時(shí)，從距該標(biāo)記至少約36厘米處用20/20視力的裸眼可以看到該標(biāo)記。
2.如權(quán)利要求1所述的管狀制品，其中所述彈性體包括乙烯-丙烯-二烯單體的三聚物。
3.如權(quán)利要求1所述的管狀制品，其中所述混合物還包括選自氧化硅，粘土和其組合的填料。
4.如權(quán)利要求3所述的管狀制品，其中所述混合物還包括硅烷偶聯(lián)劑。
5.如權(quán)利要求1所述的管狀制品，其中所述混合物還包括過氧化物。
6.如權(quán)利要求5所述的管狀制品，其中所述混合物還包括丙烯酸類助劑。
7.如權(quán)利要求5所述的管狀制品，其中所述混合物還包括氧化鋅。
8.如權(quán)利要求1所述的管狀制品，其中所述混合物還包括抗氧化劑物質(zhì)。
9.如權(quán)利要求1所述的管狀制品，其中所述標(biāo)記包括由能量束吸收劑部分決定的第一顏色，所述外表面包括由顏料部分決定的第二顏色。
10.如權(quán)利要求9所述的管狀制品，其中所述第二顏色選自白色和黃色。
11.如權(quán)利要求10所述的管狀制品，其中所述標(biāo)記包括外表面上激光產(chǎn)生的炭化部分。
12.如權(quán)利要求1所述的管狀制品，其中所述標(biāo)記包括外表面上激光產(chǎn)生的起泡部分。
13.如權(quán)利要求1所述的管狀制品，其中所述管狀制品包括厚度約0.76毫米～約2.29毫米的徑向壁。
14.如權(quán)利要求13所述的管狀制品，其中所述徑向壁的厚度為約1.27毫米～約1.78毫米。
15.如權(quán)利要求1所述的管狀制品，其中按組分混合物總重計(jì)，彈性體占組分混合物重量的約25.0％～約40.0％；顏料占組分混合物重量的約1.0％～約5.0％；和能量束吸收劑占組分混合物重量的約0.1％～約2.0％。
16.如權(quán)利要求1所述的管狀制品，其中所述管狀制品包括具有內(nèi)徑的徑向壁，和其中當(dāng)所述管狀制品從松弛態(tài)膨脹到膨脹態(tài)時(shí)其內(nèi)徑增大約150％～約300％。
17.如權(quán)利要求16所述的管狀制品，其中當(dāng)所述管狀制品從松弛態(tài)膨脹到膨脹態(tài)時(shí)其內(nèi)徑增大約200％～約250％。
18.如權(quán)利要求16所述的管狀制品，其中當(dāng)根據(jù)ASTM D412進(jìn)行測試時(shí)，所述管狀制品的斷裂伸長率為至少600％。
19.一種具有外表面的管狀制品，該管狀制品包括組分混合物，包括彈性體；顏料；能量束吸收劑；烴油；抗氧化劑物質(zhì)；和氧化鋅；和位于外表面上的聚焦能量束產(chǎn)生的標(biāo)記，其中所述管狀制品能夠處于松弛態(tài)，和其中當(dāng)管狀制品處于膨脹態(tài)和當(dāng)管狀制品處于松弛態(tài)時(shí)，從距所述標(biāo)記至少約36厘米處用20/20視力的裸眼可以看到所述標(biāo)記。
20.如權(quán)利要求19所述的管狀制品，其中所述彈性體選自乙烯-丙烯-二烯單體的三聚物，硅樹脂彈性體，氟代彈性體，氟代硅樹脂彈性體和其組合。
21.如權(quán)利要求19所述的管狀制品，其中所述彈性體包括乙烯-丙烯-二烯單體的三聚物，按組分混合物總重計(jì)，乙烯-丙烯-二烯單體的三聚物占組分混合物重量的約25.0％～約40.0％。
22.如權(quán)利要求19所述的管狀制品，其中所述彈性體包括氟代彈性體，按組分混合物總重計(jì)，氟代彈性體占組分混合物重量的約80.0％～約90.0％。
23.如權(quán)利要求19所述的管狀制品，其中所述組分混合物還包括過氧化物。
24.如權(quán)利要求23所述的管狀制品，其中所述組分混合物還包括丙烯酸類助劑。
25.如權(quán)利要求19所述的管狀制品，其中所述組分混合物還包括選自氧化硅，粘土和其組合的填料。
26.如權(quán)利要求25所述的管狀制品，其中所述組分混合物還包括硅烷偶聯(lián)劑。
27.如權(quán)利要求19所述的管狀制品，其中按組分混合物總重計(jì)，彈性體占組分混合物重量的約25.0％～約40.0％；顏料占組分混合物重量的約1.0％～約5.0％；能量束吸收劑占組分混合物重量的約0.1％～約2.0％；烴油占組分混合物重量的約5.0％～約20.0％；抗氧化劑物質(zhì)占組分混合物重量的約0.1％～約1.0％；和氧化鋅占組分混合物重量的約0.1％～約1.0％。
28.一種標(biāo)記具有外表面的管狀制品的方法，該方法包括提供管狀制品，該管狀制品包括彈性體，顏料和能量束吸收劑；使該管狀制品從松弛態(tài)膨脹到膨脹態(tài)；用聚焦能量束在外表面上形成標(biāo)記；和使該管狀制品從膨脹態(tài)冷縮。
29.如權(quán)利要求28所述的方法，其中提供管狀制品包括擠出和交聯(lián)包括彈性體，顏料和能量束吸收劑的混合物，形成該管狀制品。
30.如權(quán)利要求28所述的方法，其中所述聚焦能量束包括激光束。
31.如權(quán)利要求30所述的方法，其中形成標(biāo)記包括使外表面的選定部分炭化。
32.如權(quán)利要求30所述的方法，其中形成標(biāo)記包括使外表面的選定部分起泡。
33.如權(quán)利要求30所述的方法，其中激光束包括Nd:YAG激光束。
全文摘要
一種管狀制品，其包括彈性體，顏料和能量束吸收劑的組分混合物。該管狀制品還包括形成在該管狀制品外表面上的標(biāo)記。通過使該管狀制品從松弛態(tài)膨脹到膨脹態(tài)，用激光器在外表面做標(biāo)記，并使該管狀制品從膨脹態(tài)冷縮，從而形成所述標(biāo)記。
文檔編號B41M5/00GK1956850SQ200580016568
公開日2007年5月2日 申請日期2005年2月7日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月23日
發(fā)明者克里希納坎特·P·沃拉 申請人:3M創(chuàng)新有限公司