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Spielball-, insbesondere Tennisballhohlkern und Verfahren zu seiner
Herstellung Zum Erzielen einer guten Sprungkraft, wie sie bei Spielbällen, insbesondere
Tennisbällen, unerläßlich ist, ist es üblich, den hohlen Ballkern mit einem Gas
unter Überdruck zu füllen. Die allmähliche Diffusion des Gases durch die Gummiwand
des Ballkerns hat bei den bekannten Bällen meist eine Verminderung des Druckes zur
Folge, so daß der Ball nach einiger Zeit seine Sprungkraft und Härte verliert.
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Die Erfindung betrifft nun einen verbesserten Hohlkern für Spiel-,
insbesondere Tennisbälle, der genügend Rückprallelastizität und Stärke und dadurch
eine ausreichende Sprungkraft aufweist, ohne daß beim Aufpumpen Überdruck angewendet
werden muß.
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Es sind Tennisbälle bekannt, bei denen der innere Kautschukkern mit
einer gegebenenfalls porösen Zwischenschicht aus einem Material überzogen ist, das
neben Natur-oder synthetischem Kautschuk gewisse die Masse versteifende Zusätze,
wie Kopolymerisate aus Butadien und Styrol, oder harzähnliche Produkte, z. B. oxydierten
oder zyklisierten Naturkautschuk, Cumaronharz u. dgl., enthält.
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Die Herstellung von Ballkernen nach dieser bekannten Methode bringt
jedoch eine zusätzliche Arbeitsstufe beim normalen Herstellungsverfahren von z.
B. Tennisbällen mit sich. Normalerweise wird der Ballkern ohne Zwischenschicht mit
einem Filz aus Wolle und/oder einem synthetischen Faserstoff überzogen, während
er nach der obigen Methode zuerst mit versteiftem Kunststoff und dann erst mit der
Filzhülle umkleidet werden muß, was natürlich die Gestehungskosten erhoht.
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Es wurden auch schon hohle Spiel-bzw. Tennisballkerne hergestellt,
die in der Masse der Kernwand aus einer Mischung aus Natur-und synthetischem Kautschuk
(a>Buna<r) bestanden. Es ergab sich durch diese Zusätze jedoch eine derartige
Gewichtserhöhung für den Ballkern, daß ihre Verwendung zu einer Verringerung der
Sprungkraft führte und z. B. bei. Turnierbällen gar nicht möglich war. Dieser Nachteil
wird.durch den Ballkern nach der Erfindung auf Grund seiner besonderen Struktur
überwunden.
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Demgegenüber weisen die Spiel-, insbesondere Tennisbälle, nach der-Erfindung
einen Hohlkern ohne Umkleidung aus versteiftem Kunststoff auf, der zwar, ähnlich
wie die erwähnten Ballkerne, in seiner Masse neben Naturkautschuk einen Zusatz von
harzartigen Kopolymerisaten aus Butadien und Styrol oder von zyklisiertem Kautschuk
enthält, bei dem jedoch der Nachteil der Gewichtserhöhung dadurch vermieden ist,
daß die Kernwände ein poröses mikrozellulares Gefüge aufweisen, dessen spezifisches
Gewicht zwischen 0, 6 und 0, 9 und dessen Shore-Härte zwischen 63 und 68° liegt.
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Die Erfindung umfaßt ferner ein Verfahren zur Herstellung des erwähnten
neuartigen hohlen Spielball-oder Tennisballkerns mit einer Wand von mikrozellularer
Struktur und den obigen Werten für das spezifische Gewicht und die Shore-Härte,
das darin besteht, daß man eine vulkanisierbare Masse aus Naturkautschuk, Vulkanisiermitteln,
einem gasentwikkelnden Blähmittel (1 bis 3 Teile je 100 Teile Naturkautschuk) und
entweder einem harzartigen Mischpolymerisat aus Butadien und Styrol mit hohem Styrol-und
niedrigem Butadiengehalt (30 bis 35 Teile je 100 Teile Naturkautschuk) oder zyklisiertem
Kautschuk (15 bis 20 Teile je 100 Teile Naturkautschuk) verwendet ; diese Masse
formt man in einer entsprechenden Preßform aus, läßt sie darauf schrumpfen und vulkanisiert
sie in der Form, worauf man den sich ergebenden Gegenstand die vorbestimmten Ausmaße
annehmen läßt.
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Die Menge an harzartigem Mischpolymerisat oder zyklisiertem Kautschuk
kann 15 bis 60 Gewichtsteile auf je 100 Gewichtsteile Kautschuk in der Masse (d.
h. der Gesamtmenge an Naturkautschuk plus gegebenenfalls zyklisiertem Kautschuk)
betragen. Bevorzugt sind 15 bis 20 Teile an zyklisiertem Kautschuk und 30 bis 35
Teile an harzartigem Mischpolymerisat.
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Vulkanisiermittel werden zweckmäßigerweise in einer Menge, wie sie
bei der Herstellung von mikrozellularen Kautschukplatten bekannt ist, beigefügt.
Die gasentwickelnden Blähmittel fügt man vorzugsweise in Mengen von 1 bis 3 Gewichtsteilen
je 100 Gewichtsteile Kautschuk der Masse zu.
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Wie bekannt, zersetzt sich das Blähmittel in der Kautschukmischung
während der Vulkanisierung der
Kautschukmasse, wodurch der vulkanisierte
Gegenstand nach Entnahme aus der Form, in der er erhitzt wurde, eine mikrozellulare
Struktur annimmt, bei der im allgemeinen die einzelnen Zellen nicht kommunizieren.
Man kann dem'Blähmittel jedoch auch ein Aktivierungsmittel beigeben, was die Zersetzung
des ersteren beschleumgt, so daB eine Struktur mit im wesentlichen offenen Mikrozellen
erzielt wird. Hierbei ist allerdings Vorsicht'bebaten, damit man nicht eine allzu
große Menge Aktivierungsmittel beimischt und dadurch die Vulkanisierzeit allzu lang
ausdehnt.
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Bei Verwendung eines der üblichen Handelsprodukte als Blähmittel kann
beispielsweise bis zu 0ß5°/F Salizylsäure als Aktivierungsmittel ohne Verlängerung
der Vulkanisierzeit beigegeben werden.
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Der Arbeitsvorgang wird zweckmäßigerweise wie folgt durchgeführt
: Ein Tennisballkern wird unter Druck in bekannten Formen zu zwei Halbschalen ausgeformt
; man läßt ihn schrumpfen, kantet und rauht die Schalenkanten auf ; dann versieht
man dieselben mit Klebstoff und vulkanisiert zuletzt in runden Formen.
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Der erste Teil des Formverfahrens ist dem bei der Herstellung von
mikrozellularen Plattenkautschuk üblichen ähnlich, es ist jedoch in allen Stadien
schärfste Kontrolle nötig, uin, genaue Werte für Ausdehnung, Dichte und Härte und
genaue Ausmaße zu erhalten.
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Zum Erzielen der erfindungsgemäßen Formschalen mit einem spezifischen
Gewicht vonÆ 0, 6 bis 0, 9 und mikrozellularer Struktur genügt es meistens nicht,
die Formen teilweise zu füllen und sich auf die nachfolgende Ausdehnung während
des Vulkanisierens zu verlassen. Zweckmäßigerweise füllt man die Formen so voll,
daß während des Vulkanisierens eine überquellende Masse gebildet wird, die dann
als Abdichtung dienen kann und den Gasverlust bei der Zersetzung des Blähmittels
verhindert Beim Offnen der Formen nach Abschluß der Vulkanisierung springen die
Schalen aus der Form und dehnen sich rasch aus.
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Diese Ausdehnung muß zum Erzielen einheitlicher Formen sorgfältig
kontrolliert werden. Folgende Faktoren sind zu beachten : a) die Formbarkeit des
Gemisches aus Naturkautschuk und harzartigem Mischpolymerisat oder zyklisiertem
Kautschuk, die nach Williams 45 bis 65% betragen sollte, je nachdem, auf welche
Weise die übrigen Zutaten einverleibt werden ; b) die Formbarkeit des zusammengesetzten
Gemisches, die nach Williams 55 bis 80°/o betragen sollte ; c) Zeit, Temperatur
und der Vulkanisierungsgrad ; diese Faktoren hängen von a) und b) und der Zusammensetzung
des Gemisches ab und können durch Versuche bestimmt werden.
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Die Verwendung von kieselsäurehaltigen Fullmitteln, z. B. von Kieselsäure,
Aluminiumsilikat oder Calciumsilikat, in feinster Körnung führt zu einem härteren
Ballkern mit verbesserter Platz-und Zerreißfestigkeit.
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Die Wahl des Beschleunigers ist wichtig ; vorzugsweise wählt man
ein mit Verzögerung einsetzendes Beschleunigungsmittel mit flacher Härtungskurve,
damit die Masse vor dem Vulkanisieren in der Form gut fließt.
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Die Untersuchung einer Reihe von Vulkanisationen zeigte, daß bei
Temperaturerniedrigung oder Verkürzung der Vulkanisierungszeit eine Neigung zu größerer
Ausdehnung besteht.
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Vorzugsweise erhitzt man den Ballhohlkern nach dem Vulkanisieren
in der Form an der Luft, beispielsweise etwa 2 Stunden auf 100° C. Die unter Schrumpfenfertiggeformten
Schalen sind zur weiteren Verarbeitung auf Spiel-und Tennisbälle geeignet.
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Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung. ohne sie einzuschränken.
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Beispiel 1 Eine Kautschukmasse für Ballhohlkerne wurde wie folgt
zusammengestellt : Gewichtsteile Geräucherter Plattenkautschuk........ 65 Grundmasse
aus zyklisiertem Kautschuk 35 Zinkoxyd........................... 5 Stearinsäure
1 Stearinsaure................................... 1 Schwefel.......................................
3 Benzosithiazyldisulfid l\ Diphenylguanidin.................... 2-Antioxydationsmittel................
1 Blahmittel........................... 3 Die Formbarkeit dieses Gemisches betrug
nach Williams 50+3°/o, die Regenerierung 17+1°/o.
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Die oben aufgeführte » Grundmasse aus zyklisiertem Kautschuk « enthielt
neben 17, 5 Gewichtsteilen des letzteren noch 17, 5 Gewichtsteile geräucherten Plattenkautschuk.
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Das Gemisch wurde zu Kugeln ausgeformt, die in eine halbrunde Form
mit einem Innendurchmesser von 64, 3 mm und einem Außendurchmesser von 88, 9 mm
eingebracht wurden, so daß ein Teil der Masse seitlich herausquoll oder dazu diente,
die Form gegen Gasverlust bei der Zersetzung des Blähmittels während des Verformens
abzudichten.
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Der Formvorgang nahm bei 153° C 4 Minuten in Anspruch. Die erhaltene
halbrunde Schale ließ man schrumpfen, beschnitt die übergequollene Masse, brachte
einen geeigneten Klebstoff an den Schalenrändern an und preßte die zwei Schalen
aufeinander, so daß sie einen hohlen Ballkern bildeten, der in einer runden Form
in bekannter Weise vulkanisiert wurde.
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Das Schrumpfen verlief bei einer Temperatur von 100° C innerhalb zweier
Stunden. Der fertige Tennisballkern hatte ein spezifisches Gewicht von 0, 83 und
eine Shore-Härte von 65°.
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Beispiel 2 Es wurde ähnlich wie im Beispiel 1 verfahren, jedoch wurde
diesmal folgendes Gemisch verwendet : Gewichtsteile Geräucherter Plattenkautschuk........
65 Grundmasse aus zyklisiertem Kautschuk 35 Zinkoxyd...........................
3 Stearinsäure 5 Schwefel............................ 3 < Benzothiazyldisufid.................
1 Feine Kieselerde als Füllmittel 10 t~ t Diphenylguanidin.................... 2
r Antioxydationsmittel................. 1 Blahmittel...........................
2 Die Formbarkeit des obigen Gemisches betrug nach Williams 68 bis 70°/o, die Regenerierung
8"/o.
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Die Grundmasse aus zyklisiertem Kautschuk war die gleiche wie bei
Beispiel 1.
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Die Arbeitsweise wich von derienigen nach Beispiel 1 insofern ab,
als der Formvorgang anstatt 4 Minuten nur 2Va Minuten dauerte.
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Der fertig vulkanisierte Ballkern hatte ein spezifisches Gewicht
von 0, 90 und eine Shore-Härte von 67°.
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Beispiel 3 Es wurde ähnlich wie im Beispiel 1 verfahren, jedoch wurde
diesmal folgendes Gemisch verwendet : Gewichtsteile Geräucherter Plattenkautschuk
70 Grundmasse aus zyklisiertem Kautschuk 30 Zinkoxyd.......................... 5
Stearinsäure 5 Schwefel,,.,,, 3 BenzoXthiazyldisulfid 1 'Blähmittel...........................
2 Antioxydationsmittel................. 1 Weichmacher....................... 2 Peptisiermittel.......................
0, 1 Diphenylguanidin.................... 2 Die Formbarkeit des obigen Gemisches
betrug nach Williams 70"/e, die Regenerierung 7 °/o.
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Die Grundmasse aus zyklisiertem Kautschuk entsprach auch hier dem
Beispiel 1. Der Formvorgang dauerte 3 Minuten bei 153°C.
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Der fertig vulkanisierte Ballkern hatte ein spezifisches Gewicht
von 0, 86 und eine Shore-Härte von 65°.
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Bei unvollständiger Zersetzung des Blähmittels während der Durchführung
des Verfahrens nach der Erfindung kann nachträglich noch im Inneren des Ballkerns
ein Überdruck erzeugt werden. Solche Hohlkerne mit Überdruck sind ebenfalls ein
Teil der Erfindung, obgleich diese sich vorzugsweise auf Hohlkerne bezieht, deren
Innendruck den äußeren Normaldruck nicht übersteigt.