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Verfahren zum Verbinden einer Fensterscheibe aus organischem Material
mit dem Körper von Atemschutzmasken od. dgl. aus natürlichem oder künstlichem Gummi
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden einer Fensterscheibe aus organischem
Material mit einem aus natürlichem oder künstlichem Gummi bestehenden Körper von
Atemschutzmasken, Tauchermasken, gasdichten Brillen, Schutzhauben od. dgl. durch
Vulkanisieren.
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Es ist bekannt, Fensterscheiben in Atemschutzmasken mit mechanischen
Mitteln gasdicht und auswechselbar zu befestigen, z. B. mittels Schrauben oder Krampringe.
Dies erfordert einen entsprechenden Aufwand an Material und Arbeitszeit. In Masken,
deren Fensterscheiben nicht auswechselbar zu sein brauchen, können die Scheiben
auch eingeklebt werden. Um eine Fensterscheibe mit einem Gummikörper dauerhaft zu
verbinden, bedarf es eines gewissen Anpreßdruckes, meistens auch erhöhter Temperatur.
Bei gebogenen Maskenkörpern ist es hierbei schwierig, die Scheibe im Gummikörper
derart festzulegen, daß sie beim Einwirken des Preßdrucks nicht gegen den Gummikörper
verschoben wird. Weiter ist es schwierig, die Scheibe auf dem Gummikörper, nachdem
Scheibe und Gummi mit Klebstoff bestrichen worden sind, genau auszurichten, ohne
daß vor Beendigung des Ausrichtens bereits Haftung eintritt. Abgesehen von diesen
Schwierigkeiten, die beim Kleben selbst auftreten, erfordert diese Art der Verbindung
zunächst die Herstellung des Gummikörpers, das Einsetzen der Scheibe und das Anpressen
und Aufheizen in getrennten Arbeitsgängen, wozu ein erheblicher Geräte- und zeitlicher
Aufwand notwendig sind.
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Es ist weiter ein Verfahren zum Verbinden von aus Gummi bestehenden
Atemschutzmasken mit einer aus organischem Material bestehenden Fensterscheibe bekannt.
Hierzu wird zunächst aus der Gummimasse der Maskenkörper vorgeformt und teilvulkanisiert,
um dem Randteil, mit dem die Fensterscheibe verbunden wird, seine endgültige Form
zu geben. Dann werden der Rand der Fensterscheibe und der Rand des Maskenkörpers
mit einer Scheibe von Polyisocyanat od. dgl. überzogen. Es ist auch möglich, als
Bindemittel einen Gummizement zu verwenden, der Polyisocyanatzusätze od. dgl. enthält.
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Darauf wird der Maskenkörper in eine Form eingelegt und dann die Fensterscheibe
zwischen polierten Platten unter Druck gehalten, um die Fensterscheibe später vor
Zerstörungen zu schützen. Anschließend wird die Atemschutzmaske unter Anwendung
von Hitze und Druck in der Form vulkanisiert.
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Das Verfahren ist umständlich, weil der Maskenkörper zuerst vorgeformt
werden muß, um die Masse am Rand, an dem die Fensterscheibe mit dem Gummi
verbunden
wird, zu befestigen und weil das Bindemittel in irgendeiner Form auf den Rand der
Fensterscheibe und an dem Rand des Maskenkörpers aufgebracht werden muß und die
Teile in eine Vulkanisierform eingelegt werden müssen. Es besteht außerdem die Gefahr,
daß die Scheibe beim Vulkanisieren leidet, auch wenn sie hierbei zwischen den polierten
Platten gehalten ist. Weiter bereitet das Einsetzen eines vorgeformten Körpers in
eine Form unter Zwischenlagerung eines weiteren Körpers Schwierigkeiten. Dabei kann
sich insbesondere die Gefahr ergeben, daß in der Form an unterschiedlichen Stellen
unterschiedlich viel Material liegt, so daß bei der folgenden Druckvulkanisierung
der Druck am Rand der Fensterscheibe nicht an allen Stellen gleichmäßig ist. Die
Druckunterschiede führen aber zu einer Verschiebung des Randteils der Scheibe.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verbinden einer aus
organischem Material bestehenden Fensterscheibe mit einer aus natürlichem oder künstlichem
Gummi bestehenden Atemschutzmaske, Tauchermaske, gasdichten Brille, Schutzhaube
od. dgl. zu vereinfachen und zu erleichtern. Die Lösung besteht darin, daß die Fensterscheibe
derart in eine einen zum Herstellen des Fensterrahmens diedenden Hohlraum aufweisende
Vulkanisationsform eingesetzt wird, daß ihr Rand in den Hohlraum hineinragt und
daß dann eine Gummimischung in die Maskenform eingespritzt wird.
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Das Verfahren nach der Erfindung ist einfach und zeitsparend. Es
entfallen eine Vorfertigung des Körpers der Maske, Brille, Haube od. dgl. und das
gesonderte Zusammenbringen des vorgefertigten Körpers mit der Fensterscheibe. Vielmehr
wird beim Bilden des Körpers zugleich die Fensterscheibe fest mit diesem verbunden.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß auf alle Teile des Rands der Fensterscheibe
ein gleichmäßiger Druck ausgeübt wird, so
daß auf diese nicht irgendwelche
Verformungskräfte einwirken.
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Das Verfahren kann folgendermaßen durchgeführt werden: Der in die
Vulkanisationsform hineinragende Rand der Scheibe wird vor dem Einlegen in die Form
dünn mit einer Lösung eines Polyisocyanats, vorzugsweise mit einer Lösung von 4,4',4"-Triphenylmethantriisocyanat
in Methylenchlorid, bestrichen. Nach dem Abdunsten des Lösungsmittels wird die Scheibe
in die Form eingelegt und die Form geschlossen.
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Dann wird die Rohgummimasse in die erhitzte Form eingedrückt. Bei
der Vulkanisation des Gummis tritt auch eine Vernetzung zwischen dem Gummi und dem
Polyisocyanat ein, wodurch eine noch festere Bindung des Gummikörpers mit der Scheibe
hergestellt wird.
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Der Rand der Fensterscheibe kann als Dichtung zwischen den beiden
die Vulkanisationsform bildenden Teilen verwendet werden.
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Um auch solche Fensterscheiben in der beschriebenen Weise mit einem
Maskenkörper od. dgl. zu verbinden, die aus einem organischen Material bestehen,
welches gegen die wanderungsfähigen Bestandteile der Gummimischung empfindlich ist
oder unter den Bedingungen der Vulkanisation, wie erhöhte Temperatur und hoher Druck,
keine ausreichende Standfestigkeit hat und deshalb nicht unmittelbar mit dem Maskenkörper
od. dgl. verbunden werden kann, wird die Fensterscheibe vor dem Einsetzen in die
Vulkanisationsform zunächst mit einem dünnen Metallrand versehen. Der Metallrand
ragt etwas über die Scheibe hinaus. Er wird nun in den Hohlraum der Vulkanisierform
eingelegt. Die Bindung des Gummikörpers an dem Metallrand geschieht ebenfalls unter
Vernetzung mittels eines Polyisocyanats. Der Metallrand wird mit der Scheibe auf
herkömmliche Weise mittels eines polyisocyanathaltigen Klebers verklebt, z. B. mit
einem Gemisch aus Polyisocyanaten und hydroxylgruppenhaltigen Polyestern.
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Ausführungsbeispiele werden an Hand einer in der Zeichnung schematisch
im Schnitt dargestellten Maskenform beschrieben.
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Beispiel 1 Aus einer 0,8 mm dicken Folie eines Cellulosetriacetats
von hoher thermischer Beständigkeit wird eine Fensterscheibe passender Form ausgestanzt.
Der Rand wird in einer Breite von 5 mm beiderseitig dünn mit einer 200/oigen Lösung
von 4,4',4"-Triphenylmethantriisocyanat in Methylenchlorid bestrichen. Nach dem
Abdunsten des Lösungsmittels wird die Fensterscheibe 1 in die Vulkanisationsform
des Maskenkörpers, die aus den beiden Teilen 2 und 3 besteht, so eingelegt, daß
der bestrichene Rand 4 in den Hohlraum 5 der Form hineinragt, der zum Bilden des
Maskenfensterrahmens dient. Dieser hat einen U-förmigen Querschnitt. Ist der Teil
2 der Form aufgesetzt, so wirkt der Rand 4 der Scheibe an der Trennlinie zwischen
den Teilen 2 und 3 der Form als Dichtung. Der Rand 4 ist zur besseren Verbindung
mit dem Maskenkörper mit Löchern8 versehen.
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Darauf wird die Rohgummimasse in die Form gedrückt und in bekannter
Weise ausvulkanisiert. Nach Beendigung der Vulkanisation kann der fertige
Maskenkörper
mit einvulkanisierter Fensterscheibe aus der Form herausgenommen werden.
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Um eine Beeinträchtigung der Fensterscheibe unter den Vulkanisationsbedingungen,
z. B. infolge von übermäßigem Wärmeeinfluß oder von bei der Vulkanisation entstehenden
Gasen oder Dämpfen, zu vermeiden, ist es zweckmäßig, in die Räume 6 und 7 inerte
Gase, wie Stickstoff oder Luft oder andere Kühlmittel, einzuführen.
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Beispiel 2 Aus einer 1 mm dicken Folie aus Kunststoff, wie Polyvinylchlorid,
wird eine passende Fensterscheibe ausgestanzt. Auf die Unterseite- und die Oberseite
der Scheibe werden mittels eines polyisocyanathaltigen Klebers zwei 0,1 mm dicke
Rahmen aus Aluminiumblech geklebt, die 8 mm auf der Scheibe aufliegen und 5 mm über
den Rand der Scheibe hinausragen.
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Nach dem Kleben wird der über die Scheibe hinausragende Teil der Metallrahmen
dünn mit einer 200/oigen Lösung von 4,4',4"-Triphenylmethantriisocyanat in Methylenchlorid
bestrichen. Nach Abdunsten des Lösungsmittels wird die Scheibe so in die Vulkanisationsform
für den Maskenkörper eingelegt, daß nur die bestrichenen Teile des Metallrands in
das Innere der Form hineinragen. Nach Schließen der Form wird der Rohgummi eingedrückt
und in bekannter Weise ausvulkanisiert. Nach Beendigung der Vulkanisation kann der
fertige Maskenkörper mit einvulkanisierter Fensterscheibe aus der Form genommen
werden.