CS242800B1

CS242800B1 - Vulcanizable elastomeric blend for balls, especially tennis balls

Info

Publication number: CS242800B1
Application number: CS833210A
Authority: CS
Inventors: Jiri Kralicek; Emanuel Charuza; Bozena Kubickova; Alois Sustek
Original assignee: Jiri Kralicek; Emanuel Charuza; Bozena Kubickova; Alois Sustek
Priority date: 1983-05-06
Filing date: 1983-05-06
Publication date: 1986-05-15
Also published as: CS321083A1

Abstract

Vulkanizovatelná elastomerní směs k výrobě míčků, zejména tenisových, obsahuje v hmotnostních poměrech 35 až 55 % přírodního kaučuku, 5 až 15 % butadién-styrénového kaučuku, 0,5 až 3 % polyizoprénu, 2 až 5 % síry, 1 až 4 % směsi vysokomodulových urychlovačů, obsahujících 2 až 18 % primárního urychlovače, kromě běžných aktivátorů vulkanizace a aktivních či neaktivních plnidel. Směs je vhodná a ekonomicky použitelná jak pro tenisové míčky bezpřetlakové a středotlaké, tak i pro tenisové míčky s vyšším přetlakem.Vulcanizable elastomer mixture for the production of balls, especially tennis balls, contains in weight ratios of 35 to 55% natural rubber, 5 to 15% butadiene-styrene rubber, 0.5 to 3% polyisoprene, 2 to 5% sulfur, 1 to 4% mixture of high-modulus accelerators, containing 2 to 18% primary accelerator, in addition to common vulcanization activators and active or inactive fillers. The mixture is suitable and economically usable both for non-overpressure and medium-pressure tennis balls, as well as for tennis balls with higher overpressure.

Description

(54) Vulkanizovatelná elastomerní směs k výrobě míčků, zejména tenisových(54) Vulcanizable elastomeric blend for the manufacture of balls, especially tennis balls

Vulkanizovatelná elastomerní směs k výrobě míčků, zejména tenisových, obsahuje v hmotnostních poměrech 35 až 55 % přírodního kaučuku, 5 až 15 % butadién-styrénového kaučuku, 0,5 až 3 % polyizoprénu, 2 až 5 % síry, 1 až 4 % směsi vysokomodulových urychlovačů, obsahujících 2 až 18 % primárního urychlovače, kromě běžných aktivátorů vulkanizace a aktivních či neaktivních plnidel.The vulcanizable elastomeric blend for the manufacture of balls, especially tennis balls, contains by weight proportions 35 to 55% natural rubber, 5 to 15% butadiene-styrene rubber, 0.5 to 3% polyisoprene, 2 to 5% sulfur, 1 to 4% high modulus mixture accelerators containing 2 to 18% of a primary accelerator, in addition to conventional vulcanization activators and active or inactive fillers.

Směs je vhodná a ekonomicky použitelná jak pro tenisové míčky bezpřetlakové a středotlaké, tak i pro tenisové míčky s vyšším přetlakem.The mixture is suitable and economically usable both for non-pressurized and medium-pressure tennis balls as well as for tennis balls with higher overpressure.

Vynález se týká vulkanizovatelné elastomerní směsi k výrobě míčků, zejména tenisových.The invention relates to a curable elastomeric composition for the manufacture of balls, in particular tennis balls.

Míček - a zejména míček tenisový - u nějž je třeba dbát dodržení určitých mezinárodně platných podmínek, je utvářen dutou koulí, vyrobenou z pružného materiálu, obvykle z pryže, složené z jednoho nebo několika druhů kaučuků, schopného dodat míčku vlastnosti pro něj charakteristických. U míčků tenisových je povrch míčku pokryt textilním povlakem složeným z přírodních a/nebo syntetických vláken tak vzájemně vázaných, že dodají míčku jeho potřebné povrchové vlastnosti.The ball - and in particular the tennis ball - which must be observed to comply with certain internationally applicable conditions, is formed by a hollow ball made of a resilient material, usually rubber, composed of one or more kinds of rubbers capable of imparting characteristics characteristic of the ball. In tennis balls, the surface of the ball is covered with a textile coating composed of natural and / or synthetic fibers so bonded together that they give the ball its necessary surface properties.

Tenisový mlček obsahuje obvykle plyn o určitém přetlaku (kolem 0,07 až 0,084 MPa), který mu dodává žádané dynamické vlastnosti potřebné pro hru, zvláště pružnost projevující se ve větší výšce odskoku po dopadu i vyšším odporem proti deformaci pod účinkem radiálně na něj směřujícímu úderu raketou.Tennis silence usually contains a gas with a certain overpressure (about 0.07 to 0.084 MPa), which gives it the desired dynamic properties needed for the game, especially the elasticity manifested at a higher rebound height after impact and higher resistance to deformation under radial impact. rocket.

Přetlak uvnitř míčku má však za následek to, že během času vlivem difúze do stěn míčku přetlak plynu klesá a tím se zhoršují jeho herní vlastnosti, z těchto důvodů se hned po vyro· bení a v době jeho nepoužívání míček chrání proti unikání tohoto přetlakového plynu uchováváním v přetlakové nádobě či v přetlakovém obalu, aby se difúze plynu jeho stěnami zredukovala anebo přímo vyloučila. S tím jsou přirozeně spojeny určité potíže a proto se jedna cesta řešení tohoto nedostatku ubírá směrem vývoje dokonalejších směsí, které jsou schopny difúzi plynu stěnou míčku podstatněji zredukovat. Je přirozené, že difúze plynu z vnitřku míčku je tím menší, čím nižší je jeho přetlak. To vedlo k výrobě míčků se středním přetlakem 0,01 až 0,06 MPa. Není-li v míčku žádný přetlak, pak nedochází ani k oné nepříznivé difúzi.Overpressure inside the ball, however, results in the fact that over time due to diffusion into the walls of the ball the overpressure of the gas decreases and thus deteriorates its gaming characteristics, for this reason it protects against leakage of this pressurized gas by storage. in a pressurized container or pressurized container to reduce or eliminate gas diffusion through its walls. Certain difficulties are naturally associated with this, and therefore one way of addressing this drawback is in the direction of developing improved compositions which are able to substantially reduce gas diffusion through the wall of the ball. It is natural that the diffusion of gas from the inside of the ball is the smaller the lower its overpressure. This led to the production of balls with a mean overpressure of 0.01 to 0.06 MPa. If there is no overpressure in the ball, then there is no unfavorable diffusion.

Jestliže však je míček vytvořen a vyroben bez vnitřního přetlaku, musí mu jeho potřebné herní vlastnosti zajištovat pouze jeho stěna. Tím jsou zvyšovány požadavky na složení elastomerní směsi, z níž se míčky vyrábějí. Beztlakové míčky mohou být sice vyráběny s použitím konvenčních materiálů, jako kaučuků a příslušných přísad, ale musí mít větší tlouštku stěny a použitá směs musí být zvlášt zpracovávána, nehledě na její některé zvláštní, často těžko dostupné komponenty. Tím, že v tomto případě musí požadované herní vlastnosti míčku zabezpečit především jeho stěny, narůstá hmotnost míčku, která však.u míčků tenisových je přísně limitována.However, if the ball is designed and manufactured without internal overpressure, only the wall must be able to provide it with the necessary play properties. This increases the composition requirements of the elastomeric composition from which the balls are made. Although pressureless balls may be manufactured using conventional materials such as rubbers and appropriate additives, they must have a greater wall thickness and the mixture used must be separately processed, despite some of its special, often difficult to access components. Since in this case the required play properties of the ball must ensure primarily its walls, the weight of the ball increases, which, however, is strictly limited to tennis balls.

Je známo řešení směsi pro výrobu beztlakových tenisových míčků. Z hlediska jejího složení je charakteristická elastomerickou bází, obsahující přírodní kaučuk, cis-1,4-polybutadién a kopolymér alespoň jednoho olefinu a alespoň jednu nenasycenou karboxylovou kyselinu. Přitom je známo, že tímto kopolymerem je kopolymér etylénu a zmíněná nenasycená monokarboxylová kyselina má tři až osm atomů uhlíku a obsahuje více než 30 % hmotnostních uvedené kyseliny ve formě kyseliny akrylové nebo metaakrylové, případně směsi obou.It is known to provide a mixture for the production of non-pressurized tennis balls. In its composition, it is characterized by an elastomeric base comprising natural rubber, cis-1,4-polybutadiene and a copolymer of at least one olefin and at least one unsaturated carboxylic acid. It is known that the copolymer is an ethylene copolymer and said unsaturated monocarboxylic acid has three to eight carbon atoms and contains more than 30% by weight of said acid in the form of acrylic or metaacrylic acid, or a mixture of both.

Je také známo, že pryž je v této směsi zastoupena ve hmotnostním poměru 10 % až 30 %, cis-1,4-polybutadién je přítomen v rozsahu od 50 4 do 80 % a kopolymér je zastoupen v hmotnostním poměru 10 % až 30 % vzhledem k množství elastomerů. Přitom tyto elastomery mají přibližné složeni: 20 % hmotnostních přírodního kaučuku, až 25 % hmotnostních cis-1,4 polybutadiénu a až 25 % hmotnostních shora uvedeného kopolymeru.It is also known that the rubber is present in this composition in a weight ratio of 10% to 30%, cis-1,4-polybutadiene is present in the range of 50% to 80% and the copolymer is present in a weight ratio of 10% to 30%. to the amount of elastomers. These elastomers have an approximate composition of: 20% by weight of natural rubber, up to 25% by weight of cis-1,4 polybutadiene and up to 25% by weight of the above copolymer.

Elastomerní složky směsi se přirozeně vulkanizují za tepla se sírou, která se pro tento účel používá ve 2 až 25 dílech na 100 dílů těchto elastomerních složek. Kromě uvedených složek obsahuje tato známá směs pro bezpřetlakové tenisové míčky ještě kysličník zinečnatý v podílu kolem 5 % hmotnostních, difenylguanidin v poměrovém množství kolem 1 % hmotnostního, stejně tolik dialkyl-fenolsulfidu a cca 2 % hmotnostní N-cyklohexyl-2-benzothiazyl-sulfonamidu.The elastomeric components of the mixture are naturally hot-cured with sulfur, which is used for this purpose in 2 to 25 parts per 100 parts of these elastomeric components. In addition to these components, the known blend for pressureless tennis balls also contains zinc oxide in a proportion of about 5% by weight, diphenylguanidine in a proportion of about 1% by weight, as well as dialkyl phenolsulfide and about 2% by weight N-cyclohexyl-2-benzothiazylsulfonamide.

Tato směs se zpracovává v hnětači za teploty 66 °C až 71 °C a posléze se po domíchání s některými posledně jmenovanými složkami vulkanizuje za teploty podstatně vyšší.This mixture is processed in a kneader at a temperature of 66 ° C to 71 ° C and then, after mixing with some of the latter, is vulcanized at a substantially higher temperature.

Nevýhodou této a podobných směsí je horší dostupnost některých jejích složek, které alespoň v evropských poměrech nedovolují rozvití ekonomické výroby ve větších kvantech míčků, které by byly jak po stránce technické - tj. požadovaných herních vlastností - tak i po stránce obchodní konkurenčně schopné. Mimo to má uvedená známá směs a jí podobné směsi užší obor použití a např. pro jiný druh míčků, třebas pro míčky s vnitřním přetlakem, se ukazují jako ekonomicky nezdůvodnitelné.The disadvantage of this and similar mixtures is the poorer availability of some of its components, which at least in European conditions do not allow the development of economic production in larger quantities of balls that would be both technically - ie required gaming characteristics - and commercially competitive. In addition, the known composition and its similar compositions have a narrower field of application and, for example, for other kinds of balls, even for internal pressurized balls, prove economically unjustifiable.

Hlavním technickým nedostatkem směsí na bázi uvedených složek je však ta skutečnost, že některé jejich složky, jako například kopolymer etylénu a karboxylové kyseliny, jsou velmi náročné na vlastní výrobu, čímž v podstatě výhody směsi uvedeného složeni snižuji.However, the main technical drawback of the compositions based on said components is that some of their components, such as an ethylene-carboxylic acid copolymer, are very difficult to manufacture, thereby substantially reducing the benefits of the composition.

Účelem vynálezu je proto vypracování takového složeni směsi, které by jak dostupností složek a nenáročností jejích vlastní výroby, tak i širším rozsahem použitelnosti směsi pro různé .druhy zejména tenisových míčků poskytovalo jak záruku potřebných herních vlastností byt míčky byly vyrobeny jako bezpřetlakové či přetlakové - tak současně i jednoduchost jejího zpracování.It is therefore an object of the present invention to provide such a composition which, both by the availability of the ingredients and the inexpensive production of the composition and by the broader applicability of the composition for various types of tennis balls in particular, provides both and simplicity of its processing.

Podstata vynálezu spočívá v tom, že vulkanizovatelná směs k výrobě míčků, zejména tenisových, jejichž vnitřní hermeticky uzavřený prostor je bud bezpřetlakový, nebo je vyplněn přetlakovým plynem, tedy směs obsahující elastomery, urychlovače, aktivátory vulkanizace a případně i plnidla, obsahuje 35 % až 55 % hmotnostních přírodního kaučuku, 5 % až 15 % hmotnostních butadién-styrénového kaučuku, 0,5 % až 3 i hmotnostní polyizoprénu, 2 % až 5 * hmotnostních síry a 1 S až 4 ϊ hmotnostní směsi vysokomodulových urychlovačů, v níž je 2 % až 18 i hmotnostních urychlovače primárního.SUMMARY OF THE INVENTION The invention is based on the fact that the vulcanizable composition for the production of balls, in particular tennis balls, whose inner hermetically sealed space is either pressureless or filled with pressurized gas, i.e. a mixture containing elastomers, accelerators, vulcanization activators and possibly fillers 5% to 15% by weight of butadiene-styrene rubber, 0.5% to 3% by weight of polyisoprene, 2% to 5% by weight of sulfur, and 1 to 4% by weight of a high modulus accelerator mixture in which 2% to 18% by weight of the primary accelerator.

Výhody a pokrok spojený s využíváním tohoto vynálezu je možno spatřovat především v tom, že všechny složky uvedené a výše charakterizované směsi jsou běžně dostupné a její zpracování neklade na potřebné zařízeni žádné zvláštní nároky. To platí i o jejich jednotlivých komponentách. přitom tato směs je ve své podstatě univerzální, lze z ní ekonomicky vyrábět jak tenisové míčky vysoké kvality co do herních vlastností - a to jak bezpřetlakové, tak i středotlaké, tj. s vnitřním přetlakem 0,01 až 0,06 MPa, přičemž je nasnadě, že i míčky s vyšším vnitřním přetlakem je možno z ní vyrábět za podmínky zabezpečení míčků proti difúzi přetlakového plynu uzavřeného v mlčku přetlakovým obalem - tak i celopryžové míčky sloužící jako dětské hračky, u nichž se tato směs stále ještě jeví jako rentabilní.Advantages and advances associated with the use of the present invention can be seen above all in that all the ingredients of the above-described composition are commercially available and its processing does not impose any particular requirements on the equipment required. This also applies to their individual components. while this mixture is inherently universal, it can be used to economically produce both high quality tennis balls in terms of gaming properties - both pressureless and medium pressure, ie with an internal overpressure of 0.01 to 0.06 MPa, while it is obvious It is also possible to produce balls with a higher internal pressure, provided that the balls are protected against the diffusion of the pressurized gas enclosed in a pressurized packaging in silence - as well as solid rubber balls serving as children's toys, where this mixture still appears profitable.

Přednosti směsi vyniknou nejlépe na podkladě popisu dále uváděného příkladu, který má účel pouze ilustrativní a nikoliv limitující.The advantages of the composition will best be exemplified by the description of the following example, which is illustrative and not limiting.

Vulkanizovatelná směs vzniklá důkladným smícháním svých složek, tj.The vulcanizable mixture formed by thoroughly mixing its components, i.

i hmotnostních přírodního kaučuku, % butadién-styrénového kaučuku, i polyizoprénu, * siry,% by weight of natural rubber,% butadiene-styrene rubber, and polyisoprene, *

2,5 % směsi vysokomodulových urychlovačů, k nimž je přidáno 10 % primárního urychlovače, 2,5 % aktivátoru vulkanizace ve formě kysličníku zinečnatého,2.5% of the high modulus accelerator mixture to which 10% of the primary accelerator is added, 2.5% of the zinc oxide curing activator,

0,05 % difenylguanidinu,0,05% diphenylguanidine,

0,25 % kyseliny stearové, přičemž zbytek těchto v hmotnostních poměrech udávaných komponent tvoří plnidla - at už aktivní či neaktivní - jako např. kaolín a/nebo termické saze se válcuje a vytláčí do tvaru trnu, který se seká na nálože, z nichž se pak jednou ze známých technologii lisuji např. duté polokoule, které se po zesítování po dvojicích spojují, případně natlakují a u tenisových míčků pokryjí melt.onem nebo jiným vhodným textilním materiálem.0.25% stearic acid, the remainder of these components being by weight in terms of fillers - whether active or inactive - such as kaolin and / or thermal carbon black is rolled and extruded into a mandrel which is cut into charges from which then one of the known technologies presses, for example, hollow hemispheres, which, after cross-linking in pairs, join or pressurize and cover tennis balls with melt.on or other suitable textile material.

Jestliže mají být ze směsi podle vynálezu vyrobeny tenisové míčky, u nichž jsou jejich vlastnosti řízeny přesně danými mezinárodními podmínkami, musí být jejich výrobní zařízení přizpůsobeno určité tlouštce stěn těchto míčků. Pro míčky bezpřetlakové, vyráběné z uvedené směsi, je tlouštka stěny 3 až 4 mm, a u míčků s vnitřním přetlakem, 0,01 až 0,06 MPa je tlouštka stěny 3 až 3,5 mm, přičemž v obou případech musí být naprosto rovnoměrná. Přitom směs podle vynálezu nijak neomezuje používání jak technologie výroby míčků ze dvou dutých polokoulí, tak technologie jejich výroby jako celistvé duté koule.If tennis balls are to be made from the composition according to the invention, whose properties are controlled by precisely given international conditions, their production equipment must be adapted to a certain wall thickness of these balls. For the non-pressurized balls produced from said mixture, the wall thickness is 3-4 mm, and for balls with an internal overpressure of 0.01-0.06 MPa, the wall thickness is 3-3.5 mm, both being absolutely uniform. The composition according to the invention does not restrict the use of both the hollow hemisphere ball production technology and the solid hollow ball production technology.

Po opatření povrchu tenisových míčků příslušným meltonovým povlakem, odpovídají míčky, vyrobené z uvedené směsi, at už jsou bezpřetlakové či středotlaké - při zachování uvedených limitů tlouštky stěn jejich duší vyrobených dosud známými technologickými postupy - předepsa ným herním vlastnostem, přičemž k jejich výrobě není zapotřebí žádných těžko dostupných nebo obtížněji či náročněji zpracovávaných složek.After the surface of the tennis balls has been provided with an appropriate melton coating, the balls made of the mixture, whether pressureless or medium-pressure - while maintaining the wall thickness limits of their spirits manufactured by prior art techniques - correspond to the prescribed gaming characteristics, difficult to access or more difficult or difficult to process components.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION

Vulcanizable elastomeric composition for the manufacture of balls, in particular tennis balls, whose hermetically sealed space is either pressureless or filled with a pressurized gas consisting of elastomers, accelerators, vulcanization activators and optionally fillers, characterized in that it contains 35% to 55% by weight natural rubber, 5% to 15% by weight of butadiene-styrene rubber, 0.5% to 3% by weight of polyisoprene, 2% to 5% by weight of sulfur, and 1% to 4% by weight of a mixture of high modulus accelerators containing

2 S to 18 S of the primary accelerator.