DE19642945C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung dünnwandiger Produkte aus elastischem Material - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit einem Verfahren und einer nach diesem Verfahren hergestellten Vorrichtung zur Herstellung dünnwandiger Produkte aus elastischem Material, insbesondere Produkte, die an bestimmten Stellen starke Krüm­ mungen aufweisen.

Derartige Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung dünn­ wandiger Farbkörper, insbesondere aus Naturkautschukverbin­ dungen, wie Latex, sind im Stand der Technik bekannt. Bei den bekannten Verfahren zur Herstellung solcher Produkte handelt es sich im allgemeinen um einen bzw. zwei Tauchvorgänge, wo­ bei das Tauchwerkzeug, das in der Regel aus poliertem Metall, Porzellan, Holz oder Glas gefertigt sein kann, mit seiner ge­ samten Tauchlänge in ein mit einer flüssigen Mischung elasti­ schem Materials gefüllten Tauchbecken langsam hineingetaucht und langsam wieder herausgeführt wird. Zwischen dem ersten und dem zweiten Tauchvorgang findet ein Trocknungsvorgang statt, in dem das am Tauchwerkzeug und am aufgetragenen ela­ stischen Material befindliche Wasser ausgedampft wird.

Aus der DE 44 44 800 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrich­ tung zum Variieren der Dicke dünnwandiger vulkanisierter Tauchartikel, insbesondere Operations- und Untersuchungshand­ schuhe bekannt. Bei diesem bekannten Verfahren wird der Tauchartikel durch Koagulant-Latex-Tauchbad-Filmbeschichtung einer Tauchform und anschließendes Vulkanisieren gefertigt.

Bei derartigen Tauchverfahren zur Herstellung dünnwandiger Produkte aus elastischem Material tritt allgemein das Problem einer inhomogenen Verteilung der Materialdicke auf der Ober­ fläche des Tauchwerkzeugs auf. Diese kommen u. a. dadurch zu­ stande, daß die Oberflächenspannung des aufzubringenden ela­ stischen Materials, wie beispielsweise Latex, an besonders starken Krümmungen des Tauchwerkzeugs geringer sind als an gleichmäßigen Oberflächenbereichen. Infolge der unterschied­ lichen Materialdicken des Endprodukts wird die Reißfestigkeit an diesen Stellen lediglich vermindert. Aus der oben genann­ ten Druckschrift ist ferner bekannt, daß diese Inhomogenitä­ ten des Endprodukts mittels Sprühen oder Bestreichen in den gewünschten Bereichen geschieht, wodurch eine Homogenisierung der Wanddickenverteilung erzielt werden soll.

Weiterhin wurde im Stand der Technik vorgeschlagen, daß zur Verbesserung der Homogenität der Wanddicken nach einem ersten Koagulant-Tauchprozeß mit einem entsprechenden Tauchbad einen zweiten Tauchschritt in einem separaten Tauchbad durchzufüh­ ren. In diesem Falle wird im ersten Tauchbad die gesamte zu bemessende Tauchform eingetaucht und im zweiten Tauchbad mit gegebenenfalls veränderten Konzentrationen nur noch bis zur Hälfte oder einem anderen vorgegebenen Wert der ersten Tauchtiefe eingetaucht.

Bei diesem Verfahren wird als nachteilig empfunden, daß sich insbesondere bei Operations- und Untersuchungshandschuhen zwar der Handbereich hinsichtlich der Wanddicke gleichmäßiger ausbilden läßt, jedoch bildet sich ein sichtbarer Winddicken­ übergang aus. Ferner ist es mit den derzeit bekannten Verfah­ ren unmöglich, beispielsweise ein Prophylaktikum mit einem um­ schließenden Ring im oberen Bereich des Prophylaktikums aus ein und demselben elastischen Material herzustellen, das der Anforderung, die an ein Prophylaktikum zur Empfängnisverhütung oder zum Schutze vor ansteckenden Krankheiten von den Gesund­ heitsbehörden gefordert wird, gerecht wird.

Bei derartigen Produkten tritt des weiteren die Schwierigkeit auf, daß die Krümmungsradien von Rundungen so klein werden, daß die Rundungen mit dem bloßen Auge als kantig erscheinen. Hier entstehen aufgrund relativ hoher Fließgeschwindigkeiten des flüssigen Materials Lufteinschlüsse, die an dem Endprodukt eine Schwachstelle darstellen und bei der Materialprüfung die geforderten Normen nicht erfüllen können.

Ferner ist aus der DE 19 15 589 B2 ein Verfahren zur Herstellung von Operationshandschuhen bekannt, bei dem bewußt aufgerauhte Formen für die Herstellung von Handschuhen herangezogen wer­ den, wobei die Rauhigkeit der Form in eine Rauhigkeit der Handschuhinnenfläche übersetzt wird, die nach einer Chlorbe­ handlung zu einer besonders gleitfähigen Oberfläche führt.

Durch derartige Verfahren entstehen verhältnismäßig hohe Aus­ schußraten der Produkte, die sich auf die Herstellungskosten des Produkts negativ auswirken. Daher ist es Aufgabe der vor­ liegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung be­ reitzustellen, die eine homogene Materialstärke auf der Ober­ fläche eines Tauchwerkzeugs mit relativ starken Krümmungen ge­ währleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen der unabhängigen Hauptansprüche gelöst.

Gemäß des Oberbegriffs des Verfahrensanspruchs zur gezielten Haftung dünnschichtiger flüssiger Filme, insbesondere elasti­ schen Materials auf einem Tauchwerkzeug mit verhältnismäßig starken Krümmungen, wobei das Tauchwerkzeug in mindestens ein Tauchbecken eintaucht und anschließend einer Warmbehandlung unterzogen wird, zeichnet sich dieses Verfahren erfindungsge­ mäß dadurch aus, daß das Tauchwerkzeug an bestimmten Stellen im Bereich starker Krümmungen eine Aufrauhung der Oberfläche des Tauchwerkzeugs erhält, an der die Fließgeschwindigkeit des flüssigen Materials verlangsamt wird.

Das nach diesem Verfahren hergestellte erfindungsgemäße Tauchwerkzeug zur Herstellung dünnwandiger Produkte aus ela­ stischem Material, insbesondere Latex, wobei das Tauchwerk­ zeug an bestimmten Stellen starke Krümmungen aufweist, ist dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Tauchwerkzeugs in Bereichen starker Krümmungen an denen die Schicht des auf­ zutragenden Materials unterschiedliche Dicken aufweisen kön­ nen, aufgerauht ist.

In vorteilhafter Weise wird die Aufrauhung eines Teilbe­ reichs der Oberfläche des Tauchwerkzeugs mechanisch bewirkt, d. h. entweder mit einem Hochdrucksandstrahl oder mit einer entsprechenden Schleifvorrichtung, die mit Drahtbürsten oder Schleifsteinen versehen ist. Eine andere vorteilhafte Methode zur Aufrauhung eines Teilbereichs der Oberfläche des Tauch­ werkzeugs kann auf chemischem Wege bewirkt werden. Hierzu ist bei entsprechendem Material eine Säure oder Lauge auf dem Teilbereich der Oberfläche des Tauchwerkzeugs aufzutragen und solange einwirken lassen, bis die gewünschte Ätzung, d. h. der gewünschte Aufrauhungsgrad der Oberfläche erreicht ist.

Der Grad der Aufrauhung der Oberfläche richtet sich in der Regel danach, wie stark die Krümmungen sind und nach dem Grad der Viskosität des elastischen Materials, das auf die Ober­ fläche aufzutragen ist. Andere Parameter wie beispielsweise die Temperatur des Latex sind ebenfalls zu berücksichtigen. Ganz allgemein ist eine Vielzahl von Parametern (n) bei der Festlegung des Grades der Aufrauhung zu berücksichtigen, die an dieser Stelle nicht weiter erörtert werden. Weitere erfin­ dungsgemäße Merkmale sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Im nun folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen im einzelnen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Anlage in schematischer Darstellung, an der an einem Endlosband (3) die Tauchwerkzeuge (1) befestigt sind, die die einzelnen Verfahrensschritte durchlau­ fen;

Fig. 2 ein erfindungsgemäßes Tauchwerkzeug (1) eines Opera­ tions-Handschuhs;

Fig. 3 ein erfindungsgemäßes Tauchwerkzeug (1) zur Herstel­ lung eines speziellen Prophylaktikums.

Fig. 1 zeigt eine Anlage aus dem Stand der Technik, in der dünnwandige Produkte aus elastischem Material gefertigt wer­ den können. Die Anlage besteht aus einem Endlos-Förderband 3, das über zwei Rollen 2 geführt ist und von diesen mit der geforderten Fördergeschwindigkeit angetrieben wird. An dem Endlos-Förderband 3 sind die in dieser Zeichnung nicht ge­ zeigten Tauchwerkzeuge, die weiter unten näher beschrieben werden, befestigt.

Im nun folgenden werden die wesentlichen Verfahrensschritte zur Herstellung eines dünnwandigen Produkts aus elastischem Material näher erläutert.

Die an dem Endlos-Förderband 3 befestigten Tauchwerkzeuge mit den fertigen Produkten gelangen über die Rollen 2 in ein Waschbecken 4, das die wichtige Aufgabe hat, das aufgebrachte Latex-Material aufzuquellen, um bei einem weiteren Arbeits­ gang mittels einer Bürstenvorrichtung 5 abgerollt zu werden und in einem nicht gezeigten Sammelkorb aufzufangen bzw. auf­ bewahrt zu werden. Auch sind andere Abstreifvorrichtungen be­ kannt, die sich nach der Art des Produkts richten. In einer weiteren Bürstenvorrichtung 6 befinden sich drei Bürstenein­ heiten, die einerseits dafür sorgen, daß keine hängengeblie­ benen Produkte oder andere Rückstände an den Tauchwerkzeugen zurückbleiben und andererseits eine reinigende Wirkung aus­ üben.

Nach dem Säubern der Bürstenvorrichtung 6 werden die Tauch­ werkzeuge direkt in das erste Tauchbad 7, das mit einer La­ tex-Mischung gefüllt ist, eingebracht. Wichtig hierbei ist, daß die Tauchwerkzeuge 1 eine bestimmte Temperatur haben, die sich als Mittelwert über die gesamte Förderbandlänge in den einzelnen Bearbeitungsschritten herausgestellt hat. Vor dem ersten Tauchvorgang im Tauchbecken 7 ist dafür Sorge zu tra­ gen, daß die Oberfläche des Tauchwerkzeugs nicht vollständig trocken ist, sondern einen leichten Feuchtigkeitsgehalt auf­ weist. In dem ersten Tauchbecken wird das jeweilige Tauch­ werkzeug in seiner ganzen Länge in das Tauchbecken 7 einge­ taucht. Das Eintauchen der Tauchwerkzeuge geschieht in der Regel in einer gewissen Schräglage, wobei das Auftauchen sich in einer hängenden, senkrecht zur Oberfläche des Tauchbades stehenden Lage vollzieht.

Im Anschluß an den ersten Tauchvorgang erfolgt in einem spe­ ziellen Ofen ein Trocknungs- bzw. Vulkanisiervorgang nach ei­ nem vorgegebenen Programm. Die weiteren Tauch- und Trocknungsverfahrensschritte werden in ähnlicher Weise, in dem Tauchbecken 9 und 11, bzw. 18 und 13 durchgeführt. Im einzel­ nen ist eine derartige Tauchanlage an anderer Stelle näher beschrieben.

Fig. 2 zeigt ein Tauchwerkzeug 1 eines erfindungsgemäßen Ope­ rations-Handschuhs, der an bestimmten Stellen starke Rundun­ gen 14 aufweist, deren Krümmungen dazu führen, daß das aufzu­ bringende elastische Material, z. B. Latex beim Herausführen des Tauchwerkzeugs 1 aus dem hier nicht gezeigten Tauchbecken mit unterschiedlicher Dicke auf der Oberfläche des Tauchwerk­ zeugs verteilt ist, was sich nachteilig auf die Qualität der Endprodukte auswirkt. Das Tauchwerkzeug 1 ist an einer Halte­ rung 15 befestigt, die aus Zweckmäßigkeitsgründen an ihrem äußeren Umfang rund ist, um sie entlang einer hier nicht ge­ zeigten Laufschiene zu führen und in Folge der Reibung durch den Gummiring 16 mit der Laufschiene in Rotation zu verset­ zen. Die Drehung des Tauchwerkzeugs 1 im Tauchbecken bewirkt zum einen, daß Lufteinschlüsse größtenteils vermieden werden und zum anderen, daß das Tauchwerkzeug von allen Seiten nach Möglichkeit die gleiche Strömungsgeschwindigkeit des flüssi­ gen Materials erfährt. Bei Herausführen des Tauchwerkzeugs aus dem Tauchbecken bleibt infolge der Haftreibung an der Oberfläche eine bestimmte Menge an elastischem Material hän­ gen, die allmählich abtropft. Das Abtropfen geschieht aller­ dings an den Stellen verschiedener Krümmungen mit unter­ schiedlicher Geschwindigkeit, so daß im Endeffekt der dünn­ wandige Film elastischen Materials in seiner Dicke inhomogen ist.

Um die Fließgeschwindigkeiten an den Stellen starker Krümmun­ gen erheblich zu verringern, werden erfindungsgemäß die Be­ reiche in unmittelbar Nähe starker Krümmungen 14 aufgerauht, d. h., daß die glatte Oberfläche des Tauchwerkzeugs entweder auf mechanischem Wege oder chemischem Wege beschädigt wird.

In Folge der Aufrauhung der Oberfläche des Tauchwerkzeugs wird an diesen Stellen die Fließgeschwindigkeit erheblich verlangsamt, so daß durch unterschiedliche Rauhigkeitsgrade der Oberfläche die Fließgeschwindigkeiten des flüssigen Mate­ rials gezielt gesteuert werden können.

Ein weiteres Beispiel zur Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in Fig. 3 gezeigt. Fig. 3 zeigt ein Tauchwerk­ zeug 1 aus Glas zur Herstellung eines Prophylaktikums, das besondere Rundungen und Krümmungen aufweist. Das Tauchwerk­ zeug 1 steht in diesem Falle auf einem Langstrockenglaszylin­ der, der im wesentlichen in zwei Bereich 17 und 18 aufgeteilt ist, wobei der Bereich 17 ein langgestreckter Zylinder ist, an dem sich der geformte Teil 18 anschließt. Die Schwierig­ keiten des Tauchverfahrens treten infolge der scharfen Kon­ turen des Teils 18 auf, da hier nicht nur Rundungen mit klei­ nem Krümmungsradien auftreten, sondern daß hier an diesem Tauchwerkzeug fast scharfkantige Krümmungen vorhanden, die nicht nur eine homogene Materialverteilung erschweren, son­ dern darüber hinaus Lufteinschlüsse bilden lassen. Um diese Schwierigkeiten weitgehend zu verhindern, sind an diesem Tauchwerkzeug 1 die kritischen Bereiche in unmittelbarer Nähe der starken Krümmungen aufgerauht, so daß die Fließgeschwin­ digkeit in diesen Bereichen stark verlangsamt wird. Wie oben bereits erwähnt wurde, ist auch hier mit einer unterschiedli­ chen Körnung der Aufrauhung die Fließgeschwindigkeit gezielt zu steuern.

Claims (8)

1. Verfahren zur gezielten Haftung dünnschichtiger flüssiger Filme, insbesondere elastische Materialien, wie Latex, auf einem Tauchwerkzeug (1) mit verhältnismäßig starken Krümmungen (14), wobei das Tauchwerkzeug (1) in minde­ stens ein Tauchbecken (7) eintaucht und anschließend ei­ ner Warmbehandlung unterzogen wird, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Tauchwerkzeug (1) an bestimmten Stellen im Bereich starker Krümmungen (14) eine Aufrauhung (19) der Oberfläche des Tauchwerkzeugs (1) erhält, an der die Fließgeschwindigkeit des flüssigen Materials verlangsamt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Aufrauhen eines Teilbereichs der Oberfläche des Tauchwerkzeugs (1) mechanisch bewirkt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Aufrauhen eines Teilbereichs der Oberfläche des Tauchwerkzeugs (1) chemisch bewirkt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Aufrauhen mittels eines Sand­ strahls erfolgt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Aufrauhen eines Teilbereichs der Oberfläche des Tauchwerkzeugs (1) mittels einer Schleifvorrichtung bewirkt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Aufrauhen eines Teilbereichs der Oberfläche des Tauchwerkzeugs (1) mittels einer ge­ eigneten Säure bewirkt wird.

7. Tauchwerkzeug (1) zur Herstellung dünnwandiger Produkte aus elastischem Material, insbesondere Latex, wobei das Tauchwerkzeug (1) an bestimmten Stellen starke Krümmungen (14) aufweist, dadurch gekennzeich­ net, daß die Oberfläche des Tauchwerkzeugs (1) in Bereichen starker Krümmungen (14), an denen die Schicht des aufgetragenen Materials unterschiedliche Dicken auf­ weist, aufgerauht ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die aufgerauhten Bereiche (19) unterschiedliche Körnungen aufweisen, wobei der Grad der Körnung eine Funktion mehrerer Parameter (n) ist.