-
Formen zum Herstellen von Formlingen aus z. B. Dispersionen von Kautschuk
oder Kunststoffen und Verfahren zum Herstellen der Formen
Es ist bekannt, aus Kautschukdispersionen
Formgegenstände durch Eintauchen von ähnlich der gewünschten Gestalt der Formlinge
geformten Kernen in die Dispersionen von z. B. Kautschuk herzustellen, wobei die
Dispersion den Kern benetzt und in dünner Schicht auf dem ausgetauchten Kern verbleibt
und anschließend auf diesem getrocknet und nötigenfalls vulkanisiert wird. Schließlich
wird der Formling vom Kern abgezogen. Falls die Kerne nicht vollkommen sauber und
insbesondere frei von Fettflecken sind, wird der Kern an den verschmutzten Stellen
nicht einwandfrei benetzt, und der Formling weist an diesen Stellen dünne Stellen
oder Löcher auf. Äls Kernmaterial wird gewöhnlich Glas und Porzellan, seltener Metall
und in einigen Fällen lackiertes Holz oder Polyvinylalkohol verwendet.
-
Es wurde nun gefunden, daß Kerne aus Polyäthylen, ein hochmolekulares
Paraffin von fettigem Griff, durch die für das Tauchen üblichen Kautschukdispersionen,
wie beispielsweise ammoniakalisierte, zentrifugierte, natürliche Kautschukmilch,
einwandfrei benetzt werden. Dem Polyäthylen können gegebenenfalls Füllstoffe zugesetzt
werden.
-
Die Kerne können auch zum Teil aus Polyäthylen und zum Teil aus einem
mit diesem verträglichen Material, z. B. Polyisobutylen, bestehen. Ebenso überraschend
war, daß die getrockneten und vulkanisierten Kautschukformlinge ganz besonders leicht
und ohne merkliche Adhäsion von den Polyäthylenkernen abgezogen werden können, auch
dann, wenn infolge Beimischung einer Mineralölemulsion zur Kautschukmilch erwartet
werden könnte, daß die Kautschukmasse wenigstens bei der Trocken-
und
Vulkanisiertemperatur von SoO C die Polyäthylenkerne oberflächlich stark anquellen
würde.
-
Man kann sogar sagen, daß die Benetzung und das Abziehen von Polyäthylen
leichter vonstatten geht als bei den üblichen Kernmaterialien, wie Glas oder glasiertes
Porzellan, und schon die erste Tauchung mit einer neuen Form einwandfreie Produkte
ergibt. Besonders vorteilhaft ist, daß die erfindungsgemäßen Kerne aus einem Material
hergestellt werden, das zu wiederholten Malen und leicht zu anderen Kernen oder
Formen umgeschmolzen werden kann. Demgegen, über sind z. IB. Porzellanformen und
Metallformen in der Anschaffung sehr teuer. Außerdem ist ebenso vorteilhaft gegenüber
Glas und Porzellan, daß die erfindungsgemäßen Kerne außerordentlich zäh und bruchunempfindlich
sind. Weiterhin sind sie allen anderen Formmaterialien an Leichtigkeit überlegen.
Sie sind chemisch gegen Säure und Lauge, Ammoniak, Schwefel, Vulkanisationsbeschleuniger
usw. vollkommen indifferent und in Wasser und Wasserdampf nicht quellbar. Schließlich
können beschädigte Formen auch leicht durch Schweißen mit Heißluft repariert werden,
und oberflächliche.
-
Rauhigkeiten lassen sich polieren, indem man die Polyäthylenform einfach
durch eine Flamme hindurchzieht.
-
Nach bekannten Verfahren zur Herstellung von Formlingen durch Tauchen
werden die Kerne zu-?or in eine Lösung eines auf Kautschukmilch koagulierend wirkenden
Stoffes, wie z. B. Calciumacetat, der Benetzungsmittel zugegeben werden, getaucht,
so daß man bei nachfolgendem Tauchen in Kautschukmilch stärkere Schichten als bei
bloßer Benetzung bekommt. Es hat sich erfindungsgemäß gezeigt, daß auch diese sogenannte
Koagulationstauchung mit Polyäthylenkernen einwandfrei geht und das Kernmaterial
ebenfalls die oben angeführten Vorteile bietet. Gewöhnliches Paraffin wird dagegen
durch solche Koaguliermittel und auch durch Latexkonzentrate überhaupt nicht benetzt.
-
Ein bekanntes Tauchverfahren besteht ferner darin, daß erhitzte oder
heizbare Formkerne in eine Kautschukmilchmischung getaucht werden, die zuvor wärmeempfindlich
gemacht worden ist, z. B. durch Zusatz von Polyvinylmethyläther, und zwar entsteht
in dem Maße, wie Wärme auf die Mischung übertragen wird, am Kern eine Schicht gelierter
Mischung. Auf diese Weise lassen sich ebenso wie beim Koagulationstauchver. fahren
dickwandige Formlinge erzielen. Es hat sich nun erfindungsgemäß gezeigt, daß auch
für dieses Tauchverfahren Polyäthylen ein hervorragend geeignetes Material für die
Kerne darstellt. Polyäthylen hat nämlich eine größere spezifische Wärme als die
bisher bekannten Kernmaterialien, so daß die Formen eine beträchtliche Wärmemenge
speichern können und infolgedessen vor dem Tauchen nur auf mäßige Temperatur erhitzt
zu werden brauchen. Die niedrige Erhitzungstemperatur sorgt weiterhin mit der sehr
niedrigen Wärmeleitfähigkeit des Polyäthylen dafür, daß sich die erhitzten Formen
auf dem Wege zum Tauchbad nicht stark abkühlen.
-
Wegen der niedrigen Wärmeleitfähigkeit fließt die Speicherwärme der
Mischung nur langsam zu, so daß die koagulierte'Schicht an den zuerst eingetauchten
Stellen der Kerne nicht merklich stärker ausfällt als an den zuletzt eingetauchten.
-
Manchmal werden sehr bauchige Tauchlinge durch Tauchen auf Kernen
mit dünnem Stiel hergestellt (z. B. Ballons). Dann reicht selbst manchmal die Dehnbarkeit
des Kautschuks nicht mehr aus, um den Formling von dem Kern abzuziehen.
-
Man hat daher vorgeschlagen, den Kern aus trockenem Polyvinylalkohol
zu machen, der bei Berührung mit warmem Wasser weich wird, so daß der Kern ohne
Zerreißen des Formlings aus einer kleinen Öffnung herausgezogen werden kann. Gemäß'eines
nicht vor veröffentlichten Vorschlages kann nun vorteilhaft so gearbeitet werden,
daß die Filmbildung nicht auf Formkernen, sondern an der Innenfläche von Hohlräumen
eines Tauchkörpers erfolgt, wobei die Form nun gemäß vorliegender Erfindung aus
Polyäthylen hergestellt wird. Die Formlinge können den Hohlräumen entweder bei der
Füllöffnung oder bei wenig elastischem Material durch Öffnen der dann zerlegbar,
beispielsweise zweiteilig auszubildenden Hohlräume entnommen werden, ohne daß ein
Anquellen und Herausziehen der Kerne und Nachtrocknen derselben wie beim Polyvinylalkohol
erfolgt. Polyäthylen läßt sich bei so niedrigem Druck und relativ niedriger Temperatur
verformen, daß die Herstellung derartiger Formen mit einer Anzahl von Hohlräumen
der verschiedensten Formungen und mit entsprechenden Öffnungen für Eintritt und
Austritt der Tauchmischung bzw. Aus und Eintritt der Luft leicht und billig ist,
während es nahezu unmöglich erscheint, derartige Formen rentabel aus den üblichen
Materialien herzustellen. Bei der Herstellung von Formlingen aus Kautschukdispersionen
nimmt man die Vulkanisation von in den Hohlräumen durch z. B. Wärmekoagulation verfestigten
Filmen zweckmäßilgerweise wegen der schlechten Wärmeleitfähigkeit des Polyäthylens
in heißem Wasser vor, und zwar so, daß die Füllöffnungen nach unten weisen und eine
Konvehtion des Wassers erlauben.
-
Die Trocknung wird nach der Verfestigung und gegebenenfalls Vulkanisation
außerhalb der Hohlräume vorgenommen. Bei der Herstellung von hohlen Puppenarmen
nach dem erwähnten Tauchverfahren mittels Formkernen mit Wärmekoagulation reicht
bei dünnen Fingern auch die Wärmekapazität des Polyäthylens nicht aus, um hinreichend
starke Filme an den Fingern zu erzielen.
-
Solche Formlinge stellt man zweckmäßigerweise nach dem erläuterten
Hohltauchverfahren her, da die Fingerhohlräume von genügend starkem, viel Wärme
speicherndem Material umgeben sind. Ein besonderer Vorteil des Hohltauchverfahrens
ist der, daß man die ausgetauchten Formen nicht rotieren zu lassen braucht, da auf
ein gleichmäßiges Aussehen der Innenwandung ! der Tauchlinge im allgemeinen kein
Wert gelegt wird.
-
Außer für die Herstellung von hohlen Tauchlingen auf Kernen oder
in Hohlräumen aus Poly-
äthylen lassen sich Formen aus Polyäthylen
erfindungsgemäß auch mit großem Vorteil für die Verformung von Rautsehuik-und Kunststoffdispersionen
zu nicht hohlen, z. B. durchgehend porösen Formlingen. wie Schulterpolstern, aus
Schaumkautschuk einsetzen. Eine Anpassung der Formen an die jeweilige Mode ist schnell
ohne besondere Einrichtungen möglich. Es wurde gefunden, daß sich die Schaumkautschukmasse
nach der Vulkanisation ganz besonders leicht aus Formen aus Polyäthylen auch bei
dauernder Benutzung herausnehmen läßt und daß Polyäthylen auch in dieser Beziehung
dem üblichen Formenmaterial, das sind Aluminium-Silicium-Legierungen, überlegen
ist.
-
Die gute Benetzbarkeit des Polyäthylens ist für die Verwendung als
Form für Schaumkautschuk ebenfalls sehr wichtig. Denn wenn die Schaummasse eine
Formwandung nicht benetzt, schrumpft sie andieser Stelle stärker. Falls die Vulkanisation
durch die dielelitrische Heizung im hochfrequenten Wechselfeld erfolgt, ist Polyäthylen
wegen seines geringen dielektrischen Verlustfaktors und seiner schlechten Wärmeleitfähigkeit
ebenfalls besser als metallisches Material geeignet.
-
Bei der Ausführung zusammengesetzter Formen, die erhitzt werden,
ist darauf zu achten, daß Verriegelungen od. dgl. elastisch ausgebildet werden,
da sich Polyäthylen bei Erwärmung beträchtlich ausdehnt und die Formen bei Unterbindung
der Ausdehnung rissig werden oder sich verziehen.
-
Die erfindungsgemäßen Effekte bei der Verwendung von Polyäthylen
als Formenmaterial lassen sich teilweise auch bei der Verformung von anderen Ausgangs
stoffen erzielen. Eine einwandfreie Benetzung wird z. B. auch mit Dispersionen von
Polyvinylacetat oder Polyacrylsäureester und Kautschuklösungen oder Cuproxam-Cellulose-Lösung
mit Seifengehalt erreicht. Bei wäßrigen Ausgangssubstanzen, auch z. B. 13. Seifen-Paraffinöl-Emulsioneu,
ist keinerlei Quellung des Formenmaterials, auch nicht bei erhöhter Temperatur,
zu befürchten.
-
Die Adhäsion der getrockneten Filme an den Polyäthylenformen ist gering,
und Verkrustungen od. dgl. der Polyäthylenformen treten nicht auf.
-
Die Zeichnung zeigt als Ausführungsbeispiel, wie leicht un-d billig
Polyäthylenformen herstellbar sind und daß eine werkstoffgerechte, verfahrensgünstige
Konstruktion gefunden werden kann.
-
Abb. I ist ein Längsschnitt durch die Mitte einer Form mit darunter
befindlicher Wanne; Ahb. 2 ist ein Grundriß der Form.
-
Zwecks Herstellung der bekannten Schulterpolster aus Schaumkautschuk
wird zunächst ein Gipsnegativ des Polsters durch Umgießen des durch Paraffintränkung
verfestigten und evtl., wegen Schrumpfung bei der Schaumkautschukherstellung, vergrößerten
Polsters mit Gipswasserbrei hergestellt.
-
Das getrocknete Gipsnegativ dient als Gießform für Weichblei zur
Herstellung von Kernen von der Polstergestalt. Eine Anzahl solcher Bleikerne wird
hintereinander auf den Boden einer quaderförmigen Blechwanne und eine gleiche Anzahl
au'f einer Eisenleiste montiert. Dann wird in der Blechwanne hochmolekulares Polyäthylen
in granulierter Form auf I50 bis 2000 C im Ofen so lange erhitzt. bis die Granalien
ohne Lufteinschlüsse zusammengeschmolzen sind. Dann werden die Kerne der Eisenleiste
in die Räume zwischen den Kernen des Wannenbodens unter Verdrängung der Polyäthylenschmelze
eingesetzt. Nach Erkaltung und Herausziehen der Bleikerne ergibt sich der Hohlkörper
I (Verdränger) mit Formnestern 6, die je eine größere Öffnung nach unten und eine
kleine Öffnung nach oben haben, und mit zwischen den Formnestern liegenden Aussparungen
zur Verbesserung der Anfheizbarkeit der Füllung.
-
Auf dem Boden einer flachen Wanne 2 aus Polyäthylen oder Aluminium
wird eine mit Textilgewebe verstärkte Folie aus Polyäthylen 3 gelegt und mit dem
für die Herstellung von Schaumkautschuk üblichen, nach einiger Zeit gelierenden
Schaum 4 gefüllt. Um die untere Berandung des Hohlkörpers I wird ein endloser Kautschuk
schlauch 5 gespannt und nun der Hohlkörper I in die Wanne 2 eingesenkt. Der Kautschukschlauch
5 sorgt für die Dichtung zwischen dem HohIkürper I und der Wanne 2, so daß der gesamte
Schaum 4 in die unteren Öffnungen des Hohlkörpers I unter Verdrängung der Luft durch
die oberen Öffnungen die Formnester ausfüllt. Nach Wenden der Form wird die Wanne
2 abgehoben und das an der Schaumfüllung haftende Polyäthylen 3 mit einem Handroller
übergewalzt. Der Hohlkörper 1 wird nach erfolgter Gelierung der Schaumfüllung ohne
Kautschukschlauch 5 in seitlicher Lage in siedendem Wasser t/2 Stunde erhitzt. Dann
ist die Vulkanisation beendet. Die Polster werden dem Hohlkörper I entnommen und
gewässert und in einer Zentrifuge gespült und von anhaftendem Wasser befreit, sodann
in üblicher Weise getrocknet. Eine Nachbearbeitung der Polster ist kaum erforderlich.
-
Durch ein weiteres Beispiel wird gezeigt, daß Formkerne zur Herstellung
von Formlingen nach dem Tauchverfahren aus einer einzigen Originalvorlage ohne Modell-,
Gießerei- oder sonstige Kosten außerhalb des eigenen Betriebes schnell in jedem
kleinen Tauchwarenbetriebe hergestellt werden können.
-
Es liege z. B. ein Puppenarm vor, der aus 6o0/oiger vorvulkanisierter
Kautschukmilch durch Tauchen von keramischen Formen nach dem Koagulationsverfahren
hergestellt worden ist. Der Ann wird mit trockenem Sand gefüllt und mit einem Stopfen
an der unteren Öffnung (an der die Verbindung zum Puppenrumpf hergestellt wird)
verschlossen. Dieser ausgestopfte Arm wird nun am Boden eines Gefäßes, das aus einem
hinreichend weiten Gasrohr und am Boden aufgeschraubter Gasrohrkappe gebildet wird
und das paraffiniert wurde, mittels Paraffin am Stopfen fixiert, so daß die Finger,
in die Stecknadeln gestochen wurden, nach oben weisen, und mit einem Gipswasserbrei
umgossen. Nach Erstarrung des Gipses und Erwärmung des Gefäßes lassen sich die Gasrohrkappe
und das Gas rohr leicht lösen. Der Stopfen und die
Stecknadeln sowie
der Sand werden entfernt und der Gips gut ausgetrocknet. Im gereinigten Gefäß werden
Polyäthylengranalien luftfrei niedergeschmolzen und dann der vorerwärmte Gipszylinder
mit dem noch einliegenden Kautschukformling kolbenartig in das Gefäß mittels einer
Tischlerzwinge hineingedrückt. Dabei steigt das unter geringem Druck leicht fließende,
erweichte Polyäthylen unter Verdrängung der Luft durch die durchstochenen oberen
Finger in den Formling ein.
-
Nach Erhaltung ist es nur noch erforderlich, das Gefäß zu lösen, die
Gipsumhüllung abzuschlagen und den Kautschukformling abzuziehen. Eine Nachbearbeitung
des so hergestellten, als Tauchform hervorragend geeigneten Armes aus Polyäthylen
ist meist nicht erforderlich. Da die Operation mit dem Originalformling wiederholt
werden kann, aber auch neue Formlinge mit den erhaltenen Formkernen im Tauchverfahren
erzeugt werden können, lassen sich beliebig viele Kerne herstellen.
-
Schrumpfungen des Gipses, des Polyäthylens und der Tauchlinge lassen
sich weitgehend durch entsprechendes Ausstopfen der Formlinge ausgleichen.
-
Liegt bereits eine keramische Form vor, so kann diese unmittelbar
zur Herstellung eines zweiteiligen Abgusses aus Blei benutzt werden. DerAbguß wird
wie der vorbesthriebene Gipsklotz mit Polyäthylen gefüllt. Die so hergestellten
Arme sind unbedingt maßhaltig.