DE2049907A1 - Dünnwandiger aufblasbarer Hohlkörper, insbesondere Spielball - Google Patents

Description

THE METTOY COMPANY LIMITED, Euston Centre, 374 Euston Road, London N.W. 1 (England)

Dünnwandiger aufblasbarer Hohlkörper, insbesondere Spielball

Die Erfindung betrifft einen dünnwandigen aufblasbaren Hohlkörper, insbesondere Spielball, aus einem elastischen, thermoplastischen Material sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung.

Bekannte Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern, beispielsweise Vinyl-Spielbälle sehen vor, daß eine vorbestimmte Menge einer geeigneten Vinyl-Plastisolmischung in eine Hohlform eingebracht, die Form bei der nötigen Hitze in Rotation versetzt wird, so daß sich die Mischung als gelierte Schicht gegen die Innenwandung der Hohlform anlegt, die geschlossene Form zur weiteren Temperaturerhöhung einer zusätzlichen Wärmebehandlung ausgesetzt wird, bis di· „gelierte Schicht verschmolzen ist, die Form unter die Schmelztemperatur der geschmolzenen Schicht abkühlt und der Körper aus der Form herausgenommen und auf eine vorgegebene Größe aufgeblasen wird.

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Unter "Plastisol" wird dabei eine Suspension von fein verteilten Harzteilchen in einem Weichmacher verstanden. Bei diesem bekannten Herstellungsverfahren war es schwierig wenn nicht unmöglich, Bälle mit genauer sphärischer Form herzustellen, so daß diese Bälle häufig bereits sichtbar unrund ausfielen.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines dünnwandigen aufblasbaren Hohlkörpers, beispielsweise eines Spielballes, sieht vor, daß ein relativ dickwandiger Hohlkörper aus Plastisol gebildet wird, wobei das Plastisol Haarartige Fasern bestimmter Längen enthält, so daß die Fasern in der Wandung gleichmäßig verteilt sind, und daß der dickwandige Körper aufgeblasen wird, während er noch in einem heißen plastischen Zustand ist, um ihn aufzublähen und damit seine Wandstärke herabzusetzen.

Unabhängig von vorstehend erwähntem Verfahren gehört zum Gegenstand der Erfindung ein aufblasbarer Hohlkörper, der beispielsweise nach dem genannten Verfahren hergestellt werden kann. Er ist ein dünnwandiger Hohlkörper aus Plastisol, das auf eine vorgegebene Rundung und Form aufblasbar ist und in seiner Wandung im wesentlichen gleichförmig verteilte haarartige Fasern bestimmter Längen enthält, die sich weitgehend in Längsrichtung der Hohlkörperwand in dieser Wand erstrecken und in dem elastischen Material verankert sind. Bei dem notwendigen Aufblasen bzw. dem zu gegebener Zeit notwendigen Wiederaufblasen des geformten Balles wird die netzartige Formation der peripher sich erstreckenden Fasern in der Art einer Aufblassteuerung, die dem Aufblasen gleichförmig über alle

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Raumrichtungen Widerstand entgegensetzt, so daß durch das Aufblasen ein Hohlkörper mit genauer sphärischer Form und wählbarer Größe entsteht.

Eine spezielle Ausführungsform eines Spielballes sowie eines Verfahrens zu seiner Herstellung wird als Beispiel nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 einen teilweisen Querschnitt durch eine geschlossene Hohlform mit in ihr enthaltenem Vinyl-Plastisol, in dem eine vorbestimmte Menge von feinen haarfÖrmigen Wollfasern verteilt sind; die Hohlform ist soweit fertig für den anfänglichen Rotationsguß bei Anwesenheit von Wärme zur Ausbildung der Vorform eines Vinyl-Balles;

Fig. 2, ähnlich wie Fig. 1, die dickwandige Vorform des Vinyl-Balles, die auf der Wand der Form nach der Rotation abgelagert ist, sich jedoch in verschmolzenem Zustand befindet, nachdem sie während einer Gellierperiode behandelt worden ist; dabei haben sich die Fasern zu einer netzartigen Anordnung verteilt, wobei die Fasern sich im wesentlichen in Längsrichtung der Hohlkörperwand erstrecken;

Fig. 3 eine teilweise aufgebrochene Ansicht des dickwandigen Balles nach Entfernung der Form, jedoch noch in geschmolzenem Zustand mit einer eingeführten Aufblasnadel;

Fig. 4 eine Teilansicht ähnlich wie Fig. 3, nachdem der Ballkörper aufgeblasen worden ist und ein Ventil oder eine Verschlußvorrichtung zum Abschluß gegen ausströmendes Aufblasmedium eingesetzt worden ist;

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Fig. 5 eine stark vergrößerte teilweise Ansicht der Außenfläche des aufgeblasenen Ballkörpers aus Fig. 4, beispielsweise als sechzigfache Vergrößerung eines aus transparentem Vinyl-Material gefertigten Balles; und

Fig. 6 einen ähnlich vergrößerten Querschnitt längs der Linie 6-6 aus Fig. 5, der die peripher sich erstreckenden Fasern eines voll aufgeblasenen Balles zeigt.

Das nachfolgend beschriebene Verfahren wird mit besonderem Vorteil zur Herstellung von Hohlkörpern aus einer Mischung von synthetischen Harzen und Weichmachern verwandt. Gemäß Fig. 1 wird eine Füllung P eines Vinyl-Plastisol3 mit einem abgemessenen Betrag an feinen haarartigen Fasern, die gleichförmig in dem Plastisol verteilt sind, zu nächst in die untere Schale einer Form 15 eingebracht.

Kurze Kunstseiden-Fasern bzw. Reyon-Fasern, die gewöhnlich als "Flocken" bekannt sind, haben sich als besonders günstig erwiesen. Die gesamte Füllung P an Plastisol mit eingebetteten Flocken reicht zur Bildung eines Körpers gegebener Form aus, der eine gleichförmige Wandstärke im Bereich von o,125 Zoll (3,175 mm) bis 0,300 Zoll (7,620 mm) besitzt.

Die Form 15 wird geschlossen und um mehrere Achsen (durch mehrere winklig gegeneinander versetzte Ebenen) in Rotation versetzt, während die Form in einer nicht dargestellten Aufwärmkammer von außen aufgeheizt wird.

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Die Aufheizzeit ist so bemessen, daß die Flocken enthaltende Beschickung P zunehmend sich über die Ihenflache der Hohlform gleichmäßig verteilt. Die Zeitdauer der Wärmebehandlung sowie ihr Ausmaß reicht anfänglich nicht hin, die Temperatur der Schicht auf den Schmelzpunkt während der fortgesetzten Rotation der Form ansteigen zu lassen. Während der Rotation bauen sich aufeinander folgende Schichten des gellierten Plastisols auf, bis ein dickwandiger Körper 10 sich ergibt und verschmolzen wird. Wenn das Plastisol, wie beschrieben, sich zunehmend schichtet, werden die haarartigen Fasern 17 von dem fließenden Plastisol gleichzeitig mitgefiihrt und erstrecken sich so in Längsrichtung der Krümmung des zunehmend sich ausbildenden dickwandigen Körpers 10 bei der Verteilung der gesamten Beschickung, so daß bei fortgesetzter Rotation der Form die in Längsrichtung ausgerichteten Fasern sich fortschreitend in netzartiger Formation verteilen, und zwar gemeinhin gleichförmig über den gesamten dickwandigen Körper. Praktisch scheinen sich die netzartigen Formationen in verschiedenen Schichten des geschichteten Plastisol-Materials auszudehnen.

Zusammen mit der Ausbildung des dickwandigen Körpers 10 kann an einem Stift 18 ein Ventilgehäuse 12 integral angeformt werden, wobei der Stift auf höhere Temperatur als die Form gebracht worden ist, wie das beispielsweise in der US-Patentschrift 3 192 568 vom 6.7.1965 beschrieben ist.

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Nach einer teilweisen Abkühlung der Form wird der verschmolzene dickwandige Ball (Fig. 3) aus der Form 15 genommen und, während er auf einer kritischen Temperatur von 32° C (90° F) bis 82° C (180° F) je nach Material und Dicke der Wand und anderer Bedingungen gehalten wird, Luft oder anderes Aufblasmedium aus einer geeigneten Quelle wird in das Innere des Balles durch eine Injektionsnadel N, die durch die Mantelöffnung 13 des Balles reicht, in vorbestimmter Strömungsgeschwindigkeit eingeführt,

A um den noch dickwandigen Ball 15 schnell aufzu

blasen. Für diesen Vorgang hat sich ein Temperaturbereich von 48,8° C (120° F) bis 51,5° C (125° F) bei einer Aufblasgeschwindigkeit von e-twa 2 bis 6 Sekunden zum Aufblasen eines dickwandigen Balles von etwa 4 Zoll (10,16 cm) Außendurchmesser (Fig. 3) auf einen Ball von etwa 10 Zoll (25,4 cm) Außendurchmesser (Fig. 4) als praktisch und zufriedenstellend erwiesen. Nach der vorerwähnten raschen Aufblasperiode wird die Nadel N entfernt und ein Ventilstöpsel 14(bzw. ein Aufblasventil) schnell in die Wandöffnung 13 (Fig. 4) eingesetzt, während die Ballwand 12 noch genügend

™ heiß und damit in weichpl as tischein Zustand ist.

Mit den gleichen Verfahrensschritten kann aus dem gleichen dickwandigen Ball nach Fig. 3 aus der gleichen Hohlform ein dünnwandiger Ball von irgendeiner anderen vorgegebenen Größe mit einem großen Durchmesserbereich hergestellt werden, der von kleinen Spielbällen bis zu beachtlich großen Strandbällen reichen kann.

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Typische Bälle von 9,5 Zoll Durchmesser und 120 g Gewicht, die auf die erfindungsgemäße Weise hergestellt worden sind, unterschieden sich in den über dem Äquator und den Polen gemessenen Durchmessern höchstens bis zu 0,03 Zoll (0,762 nun).

Während des vorbeschriebenen, sorgfältig gesteuerten Ballaufblasens nimmt der Durchmesser des noch heißen Balles gleichförmig gegen die gleichmäßige Spannung des Fasernetzwerkes um um das drei- bis dreieinhalbfache zu, während die Wandstärke entsprechend abnimmt. Es hat sich ergeben, daß dieses Verfahren genügend zusätzliche Festigkeit des Ballmateriales ergibt, das höheren Innendrucken als bisher üblich oder möglich widerstehen kann, wodurch schließlich die Abnutzung und der Verschleiß des Spielballes abnehmen.

Als brauchbar haben sich Nylon- und Reyon-Fasern von 3 bis 5 den mit Längen von 0,030 Zoll (0,762 cm) bis 0,055 Zoll (1,397 cm) für das vorstehend beschriebene Verfahren «rwiesen. ("Denier" ist eine in der Textilindustrie übliche Einheit des Gewichtes für Fasern und gibt das Gewicht in Gramm einer Faser von 9.000 m Länge an). Andere geeignete Fasern als jene die gewöhnlich bei Flocken bzw. Wolle anfallen, sind beispielsweise Seide, Baumwolle, Polyester und Acryl-Fasern. Es werden relativ wenige Flocken, beispielsweise 1/10 bis 1/5 eines Prozents des Plastisol-Gewichts benötigt, um die wesentlich verbesserten Balleigenschaften herbeizuführen.

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Ein größerer Anteil kann dazu dienen, andere gewünschte dekorative Effekte zu erzeugen. Die gleichförmig verteilten diskreten Fasern gleichen den elastischen Widerstand gegen die während des heißen Aufblasens auftretenden Belastungen in allen Wandflächen des Balles aus. Es ist eine inhärente Eigenschaft der durch Rotationsguß erzeugten Vinylballe, daß bei ihrer Abnahme von der Form Teile ihrer Wandung in der Dicke, Temperatur und dem Ausmaß der Schmelze schwanken; diese Unterschiede haben normalerweise zur Folge, daß sich bestimmte Flächen der Wandung unterschiedlich strecken während des nachfolgenden Warm-Aufblasens. Dadurch ergeben sich häufig schlecht geformte und wenig ausbalanzierte Bälle. Die Anwesenheit von Wollfasern in den beeinträchtigten Wandabschnitten verstärkt diese unter dem Aufblasdruck proportional, so daß ein gleichförmig ausbalanzierter und genau sphärischer Ball hergestellt werden kann.

Die wirtschaftlichen Vorteile dieses neuen Verfahrens sind von besonderer Wichtigkeit, insbesondere da die Wollfasern bzw. das Flockenfasermaterial relativ preiswert ist und den Plastisol-Füllungen leicht, ohne große Kosten zu verursachen, beigegeben werden kann, wobei sich Bälle von hoher Qualität und geringem Ausschußanteil ergeben. Weiterhin zeigen die Fasern, ob sie nun in transparenten, durchscheinenden Plastisol-Bällen mit oder ohne farbigen Pigmenten verwendet werden, ein angenehmes und ungewöhnliches Aussehen und eine ungewöhnliche Dichte der Oberfläche.

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Weiterhin ist es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, für einen aufgeblasenen Ball bei gleichem Durchmesser mit weniger Material für die Beschickung der Form wegen" des Faser-Netzwerkes auszukommen, bzw. eine Beschickung von gleicher Materialmenge führt zu einem aufgeblasenen Ball von größerem Außendurchmesser als es ohne Einschluß der druckwiderstehenden Wollfasern erzielbar wäre. Die fertigen wollimprägnierten Bälle fühlen sich trocken und hart in der Hand an.

Die erfindungsgemäß hergestellten Bälle haben eine genauere sphärische Form, eine gleichförmigere Wandstärke und sind dauerhafter als jene, die mit einem der bekannten Verfahren hergestellt worden sind.

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Claims (9)

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   Ansprüche

   • a» as S = :

   IJ Dünnwandiger, aufblasbarer Hohlkörper aus elastischem, thermoplastischen Material, beispielsweise ein Spielball, dadurch gekennzeichnet, daß haarartige Fasern (17) vorgegebener Längen im wesentlichen gleichförmig in dem thermoplastischen Material verteilt sind derart, daß die Fasern der Ausweitung des Hohlkörpers beim Aufblasen unter Spannung entgegenwirken.
2. 2. Hohlkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern (17) im wesentlichen in netzartiger Formation in der Hohlkörperwandung angeordnet sind und sich in ihrer Längsrichtung im wesentlichen in den peripheren Richtungen der Wand erstrecken.
3. 3. Hohlkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern (17) eine verkettende, gleichförmige Schicht-Formation über die gesamte Dicke der Wandung bilden.
4. 4. Verfahren zur Herstellung eines dünnwandigen, aufblasbaren Hohlkörpers nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein relativ dickwandiger Hohlkörper (10/ aus Plastisol, das haarartige Fasern (17) diskreter Längen enthält,

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   gebildet wird, wobei die Fasern in der Wandung des Hohlkörpers gleichmäßig verteilt sind; und daB der dickwandige Hohlkörper in einem heißen, plastischen Zustand aufgeblasen wird, wobei er unter Verringerung der Wandstärke aufgeweitet wird.
5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Bildung des relativ dickwandigen Hohlkörpers eine in Abschnitte gegliederte Hohlform (15), die eine Beschickung aus Plastisol und haarartigen Fasern (P) enthält, um mehrere Achsen bei gleichzeitigem Erhitzen von außen auf eine Temperatur gedreht wird, die zur Verteilung der Beschickung als eine gellierte, relativ dicke Schicht über die Hohlformwand ausreicht; daß die Temperatur zum Verschmelzen der geliierten Schicht erhöht, die Form gekühlt und der relativ dickwandige Hohlkörper aus ihr herausgenommen wird.
6. 6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlkörper (10) bei einer Temperatur von 32° C (90° F) bis 82° C (180° F) aufgeblasen wird.
7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4-6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelztemperatur des Plastisols zwischen 150° C (300° F) und 200° C (400° F) liegt.
8. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4-7, dadurch gekennzeichnet, daß die haarartigen Fasern (17) Flocken bzw. Wolle sind.

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9. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 4-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasern (17) synthetische Fasern von kurzen Längen aufweisen.

   10» Verfahren nach einem der Ansprüche 4-9, dadurch gekennzeichnet, daß an den dickwandigen Hohlkörper (10) beispielsweise mit einem an der Innenwand der Hohlform (15) angebrachten Stift (18) ein Lufteinlaß (12) angeformt ist.

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