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Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern beliebiger Dicke aus Kautschuk, Hartkautschuk od. dgl.
Gegenstand des Stammpatentes Nr. 145511 ist ein Verfahren zum Herstellen von nahtlosen hohlen Kautschukgegenständen durch Verfestigen von wässrigen Kautschukdispersionen, die mit zum Verfestigen führenden Zusätzen, gegebenenfalls erst unter dem Einfluss von Wärme zum Verfestigen führenden Zusätzen, vermischt sind, innerhalb mehrachsig umlaufender Formen, welches im wesentlichen darin besteht, dass die kautsehukhaltigen Mischungen in entsprechend der Grösse und Wandstärke der herzustellenden Gegenstände in voraus abgemessenen Mengen in mehrteilige, vollkommen verschliessbare Hohlformen eingefüllt und in diesen unter mehrachsigem Umlauf derselben und unter dem jeweiligen Verfestigungszusatz entsprechenden Bedingungen zum Verfestigen gebracht werden, worauf die Hohlkörper nach Ausbringen aus der Form, vorzugsweise nach Wässerung getrocknet werden.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist nun ein Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern beliebiger Dicke, wobei die gebildete Wand in noch nassem unvulkanisiertem Zustande mit Hilfe eines Druckmittels ausgedehnt wird, das dadurch gekennzeichnet ist, dass dem Verfahren die nach dem Stammpatent Nr. 145511 hergestellten nahtlosen Gebilde, zweckmässig in noch warmem Zustande, unterworfen werden.
Verfahren zur Herstellung von Gegenständen aus Kautschuk, die darin bestehen, dass aus Fellen von Koagulum vorzugsweise frisch koaguliertem Rohkautschuk durch Zusammenpressen der Ränder Hohlkörper gebildet werden, deren Wände mit Hilfe eines gasförmigen oder flüssigen od. dgl. Druckmittels ausgedehnt werden, sind wohl an sich bereits bekannt. Bei diesen bekannten Verfahren wird von der Eigenschaft des Koagulums Gebrauch gemacht werden, dass Felle dieses Stoffes, unter geringem Druck zusammengepresst, sehr gut aneinander haften, wodurch aus solchen Fellen Hohlkörper zusammengesetzt werden können.
Bei solchen durch Zusammenkleben hergestellten Hohlkörpern ist dem Aufblasen infolge dieser Klebenahten naturgemäss eine verhältnismässig enge Grenze gesetzt, wozu noch kommt, dass solche Felle nicht in solcher Gleichmässiglkeit erzeugt werden können, um eine gleichmässige Reckung und eine formgerechte Vergrösserung durch Aufblasen zu gewährleisten.
Von diesen bekannten Verfahren unterscheidet sich das Verfahren gemäss der Erfindung im wesentlichen dadurch, dass von nahtlosen Hohlkörpern ausgegangen wird, die in noch nassem unvulkani- siertemZustand, zweckmässig in noch möglichst warmem Zustande, aufgeblasen werden, mit dem Erfolge, dass das Aufblasen sehr weit getrieben werden kann und nahtlose Hohlkörper beliebiger Dicke und von hoher Festigkeit hergestellt werden können, wobei man bei Ausführung des Verfahrens aber auch leicht Massnahmen für eine rasche und mengenmässig grosse Einfuhr von Pressluft treffen kann.
Die Reckung im nassen Zustand stellt eine irreversible, plastische Deformation dar, wogegen im vulkanisierten Zustand lediglich eine elastisch reversible Dehnung vorliegt.
Ein solches rasches Aufblasen mittels geeigneter Massnahmen hat die Wirkung, dass das Aufblasen sehr weit getrieben werden kann, bevor der Gegenstand noch abkühlt.
Durch die Anwendung der Mischungen gemäss dem Stammpatent Nr. 145511 lassen sich nach vorliegendem Verfahren dauernde Volumsvergrösserungen von Hohlkörpern in einem ganz überraschenden Ausmass erreichen. Je plastischer die Masse bei Beginn des Blasvorganges ist, desto weitgehender lässt sich das Blasen des unvulkanisierten Hohlkörpers unter gleichzeitiger Verringerung seiner Wandstärke treiben. So kann z. B. ein kugelförmiger Hohlkörper von einem Anfangsdurchmesser von 15 cm ohne Schwierigkeit auf einen Enddurchmesser von 180 cm geblasen werden. Um dabei eine möglichst streck-
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bare bzw. reekbare Masse zu erhalten, empfiehlt es sich, die Erstarrung gemäss dem stammpatent möglichst schonend vorzunehmen, also z.
B. bei Ausführung des Verfahrens in drehenden Formen gemäss dem Stammpatente Nr. 145511 die Rotation in der erhitzten Atmosphäre so kurz wie möglich durchzuführen und den Hohlkörper in noch möglichst warmem Zustande der Form zu entnehmen und der Aufblasung zuzuführen. Während des Aufblasens erfolgt eine zunehmende Abkühlung der sich streckenden Haut, wobei dieselbe gleichzeitig an Festigkeit zunimmt. Schliesslich wird die Haut vollkommen stramm und ist einem gespannten Trommelfell vergleichbar. In diesem Stadium empfiehlt es sich, den Blasvorgang zu unterbrechen und den aufgeblasenen Ballon od. dgl. für einige Zeit bei Zimmertemperatur sich selbst zu überlassen.
Die in diesem Zustand auftretende Verdampfung des noch in der Hülle enthaltenen Wassers bedingt eine verhältnismässig rasche Abtrocknung, unter gleichzeitigem Nachlassen der Spannung. Eine so vorgetrocknet Hülle lässt sich dann durch weiteres Aufblasen noch erheblich über ihr früheres Volumen dehnen. Da dieser Blasvorgang im unvulkanisierten Stadium erfolgt und mit einem Reckvorgang vergleichbar ist, geht die Hülle aus der ihr durch die Aufblasung zuteil gewordenen Form nicht mehr zurück. Der Vorgang ist mit der sogenannten"Reckung"von Rohkautschukvergleichbar, nur dass in dem vorliegenden Falle die Reckung an einem nassen Erstarrungsprodukt und nicht am trockenen Rohkautschuk vorgenommen wird.
Mit der zunehmenden Reckung erhöhen sich auch hier, wie bei dem sogenannten "gereckten" Kautschuk, die mechanischen Eigenschaften des Häutehens ganz erheblich.
Die geblasenen und getrockneten Hüllen können dann auf übliche Weise in Heissluft vulkanisiert werden, sofern sie die hiezu erforderlichen Zusatzstoffe, wie Schwefel und Beschleuniger u. dgl., bereits in der Mischung enthalten haben, sie können aber auch in Beschleunigerlösungen kochen gelassen oder durch Einstauben mit Beschleunigerpuder od. dgl. vulkanisiert werden. Die vulkanisierte Hülle geht dann bei etwaiger Überblasung nach Ablassen des Druckes-beispielsweise wie bei bekannten
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zurück.
Das Verfahren gemäss der Erfindung gestattet die Herstellung von Hohlkörpern nahezu beliebiger Grösse unter Anwendung ein und derselben Erstarrungsform, wobei man es sowohl durch Wahl der Mischung als auch durch die Wahl der anfänglich in die Form eingebrachten Menge sowie durch den Grad der Reckung in der Hand hat, das Gewicht des herzustellenden Hohlkörpers bzw. seine Wandstärke und Dimensionierung in weitesten Grenzen nach Zweckmässigkeit zu variieren.
Je dünner die Wand derartiger Hohlkörper wird, desto grösser ist die mechanische Festigkeit undwas besonders überraschend ist-die Gasdichte der Hülle. Auf diese Art und Weise gelingt es, Häutchen von unter 0. 1 mm Stärke herzustellen, deren Festigkeit alles bisher Bekannte weit übertrifft und die gegen jede Art von Gasen als absolut undurchlässig bezeichnet werden können.
Das Verfahren gemäss der Erfindung gestattet aber nicht nur die Herstellung von dünnwandigen Hohlkörpern, wie Pilot-und Registrierballons, oder dickwandiger Hohlkörper, wie grössere Wasserspielbälle, nahtlose Fussballblasen u. dgl., sondern sie gestattet bei geeigneter Formgestaltung des Grundhohlkörpers auch die Herstellung von Luftschiffmodellen, Seelen für grosse Luftballons, Schwimm-und Rettungsringen u. dgl. Das Verfahren gemäss der Erfindung bietet aber auch ein Mittel für die Herstellung von dünnwandigen Gummifilmen im allgemeinen, wie sie beispielsweise für Sehweissblätter, Pelerinen u. dgl. Anwendung finden können.
Solche nach dem Verfahren gemäss der Erfindung herstellbare Gummifilme sind auch zum Dichten von Gasmasken geeignet, indem man z. B. mit einem solchen Film den zur Herstellung der Maske dienenden Stoff belegt oder einen solchen Film als Zwischenlage zwischen zwei Stoffeinlagen einlegt bzw. einklebt.
An sich ist wohl das Aufblasen von nach dem üblichen Tauchverfahren hergestellten Luftballons für Spielzwecke bekannt. Diesem bekannten Vorgange werden aber die Hüllen nach ihrer Vulkanisation, also im trockenen Zustand, unterworfen. Hier ist, wie bereits erwähnt, das Grössenverhältnis der Dehnung durch die ausschliesslich elastische Dehnbarkeit des Kautschuks begrenzt und kann äusserst auf das Sechsbis Siebenfach der ursprünglichen Grösse gesteigert werden. Dadurch, dass bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung der Hohlkörper dem Aufblasen im unvulkanisierten noch nassen und plastischen, vorzugsweise warmen Zustande unterworfen wird, lassen sich ohne weiteres Dehnungswirkungen bis auf das Zwölf-bis Fünfzehnfache der ursprünglichen Abmessungen erreichen.
Diese starken Dehnungswirkungen bieten daher auch ein Mittel, grosse Luftballons von mehreren hundert Kubikmetern Inhalt sehr dünnwandig, aber dennoch von grosser mechanischer Festigkeit und Gasdichte und grosser Widerstandsfähigkeit gegen die Einwirkung von Sonnenstrahlen auszuführen.
Zur Ausführung des Verfahrens gemäss der Erfindung haben sich solche Hohlformen als besonders geeignet erwiesen, die an einer Stelle einen schlauchartigen Fortsatz aufweisen. Durch die Rotation gemäss dem Verfahren des Stammpatentes Nr. 145511 und durch Anwendung der auch im Stammpatent erwähnten Mischungen ist es möglich, Rotationskörper zu erzielen, die auch den schlauchartigen Fortsatz in gleichmässiger Wandstärke aufweisen.
Wird nun dieser Fortsatz, sei es durch Abschneiden des sich bei der Rotation natürlich auch verschliessenden Endes oder durch Durchbohren oder Durchbrennen desselben, geöffnet und in diese Öffnung Pressluft od. dgl. eingeblasen, so ergibt sich die nicht ohne weiteres
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vorauszusetzende Feststellung, dass die plastische, nasse Erstarrungsmasse unter gleichzeitiger Verringerung ihrer Wandstärke gereckt wird und eine zunehmende Volumenvergrösserung des Hohlkörpers die Folge ist.
Nachstehend sei das Verfahren, beispielsweise der Herstellung eines Pilotballons, erläutert :
In eine 6 Zoll Durchmesser aufweisende, zweiteilige, fest verschliessbare Leichtmetallform mit schlauchförmigem Ansatz wird ein Liter folgender Mischung eingebracht :
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<tb> 156 <SEP> Gewichtsteile <SEP> Latexkonzentrat, <SEP> 75%ig <SEP> (Revertex)
<tb> 2 <SEP> Gewichtsteile <SEP> Schwefel
<tb> 0. <SEP> 9 <SEP> Gewichtsteile <SEP> Vulkacit <SEP> P
<tb> 9 <SEP> Gewichtsteile <SEP> Zinkoxyd
<tb> 9 <SEP> Gewichtsteile <SEP> Oxydrot
<tb> 50 <SEP> Gewichtsteile <SEP> Wasser
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Auf 100 Teile der Gesamtmischung kommen zur Erstarrung noch 10 Teile von 15% iger Ammonsulfatlösung.
Die Form wird dann in einer der im Stammpatent angegebenen Rotationsmaschinen bei einer Temperatur von 95 rotiert, der Maschine entnommen und ohne vorhergehende Kühlung geöffnet, das schlauchförmige Ansatzende abgeschnitten oder durchbohrt und Pressluft mittels geeigneter Massnahmen sofort in die Öffnung eingeblasen. Handelt es sich um die Erzeugung eines besonders grossen Ballons, so setzt man das Aufblasen fort, bis die Hülle völlig erkaltet ist und bereits starke Spannung aufweist. Dann wird die Öffnung provisorisch verschlossen und der Hohlkörper zirka Stunde bei Zimmertemperatur belassen ; hierauf wird weiter geblasen. Bei einer derartigen Füllung ist es ohne weiteres möglich, Ballons mit einem Durchmesser bis zu 1-80 m herzustellen.
Die Wandstärke eines derartigen Hohlkörpers beträgt dann zirka 0-08 mm.