Производство резиновых мячей

Формовые полые изделия

В производстве разнообразных полых изделий — мячей, бал­лонов и игрушек — много общего. Заготовки выполняют с замкну­той полостью (пустотелые), в которую помещают газообразующие вещества (вздуватели). Для вулканизации заготовки вкладывают в формы. В процессе вулканизации, вследствие давления, созда­ваемого в полости заготовки газообразующими средствами, про­исходит оформление как внеш­него вида, так и полости изделия. Выбор газообразователя зависит от вида изделия и условий вулканизации и, в свою очередь, определяет характер последую­щих операций отделки изделия.

Детские мячи. Резиновые полые мячи (ТУ РТИ 560—57) одноцветные или, чаще, раскра­шенные имеют правильную сфе­рическую форму и изготовляются диаметром 65—300 мм. Поверх­ность мячей обычно гладкая, но иногда с рельефным рисунком. Упругость мяча составляет его основную характеристику. При свободном падении мяча с вы­соты 1,5 м на асфальтированную или керамическую площадку количество отскоков детского мяча должно быть не ниже шести. Для выполнения заготовок мячей применяют так называемые лепестковые машины. Лепестковая машина состоит из станины и укрепленной на ней стальной го­ловки. Рабочая часть машины (рис. 138) имеет четыре (в некото­рых конструкциях три) подвижных стальных сегмента — лепест­ковые штанцы. Эти лепестки в закрытом положении образуют ва­куумную полость, определяющую наружный вид заготовок, и своим внешним видом напоминают бутон цветка перед его рас­крытием. Оформление полости заготовки на лепестковой машине производится посредством вакуума. В средней части каждого сег­мента есть отверстие, а против него с наружной стороны сегмента прикреплен патрубок, который соединен с вакуум-насосом. Ва­куум не прекращается в течение всего времени работы и обеспе­чивает плотное прилегание листа резиновой заготовки к внутрен­ней стороне сегмента. В раскрытые сегменты машины вкладывают квадратную пластинку каландрованной резиновой смеси толщиною 3 мм и газообразователь. При нажатии рычага машины сегменты сближаются, кромки их сжимают лист заготовки и вытесняют в виде складок ее излишки. Так как осуществить четкий сход четырех граней в одной точке трудно, то было предложено два противоположно лежащих сегмента несколько укоротить так, чтобы они не смыкались при закрытии; два других (удлиненных) сходятся по прямой, к концам которой подходят вершины двух первых сегментов. Вследствие этого получается линейный стык. Заготовки, получаемые на лепестковой машине, имеют относи­тельно близкие меридиональный и экваториальный диаметры. При этом способе заготовки обычен большой отход резиновой смеси, до 200% от массы заготовки. Эти отходы повторно обра­щают в листы либо как таковые, либо смешивая со свежеприготов­ленной резиновой смесью в различных соотношениях. Заготовки опудривают шлифом, получаемым на последующей операции отделки.

В поточном производстве лепестковые машины оборудуют кон­вейерными установками для подачи материала и приема загото­вок. Производственный комплекс также включает ряд машин подготовительного производства, например, подогревательно-питательные вальцы, червячный пресс и гильотинный нож для попе­речной резки профилируемой заготовки. Последняя при выходе из пресса раскалывается вдоль и распластывается в ленту. При­меняется и другой вариант: агрегат включает подогревательные вальцы (с валками 300X600 мм), каландр (с валками 150 X Х400 мм) и последующую продольную и поперечную резки листа дисковым ножом с электрообогревом.

При составлении смеси газообразующих агентов необходимо учитывать температуру диссоциации и скорость ее на участке температурных изменений, соответствующих циклу вулканизации. Поскольку скорость разложения смеси азотистокислого натрия и хлористого аммония при нагревании в пределах 20—70 °С невелика, давление газа на стенки мяча к моменту начала вулка­низации может оказаться недостаточным, что поведет к недопрессовке. Поэтому в заготовки мячей больших размеров названную смесь дают в водном растворе, а иногда добавляют также и угле­кислый аммоний (в таблетках). Практически применяемые дози­ровки названных газообразователей приводят к тому, что давле­ние газа в готовом мяче наружного диаметра 7 см составляет 1,4-105 Па. Давление же газа в мяче в условиях вулканизации при 150 °С достигает (8—8,5) • 105 Па.

Вулканизация мячей производится в стальных или алюминиевых формах прерывно в котлах и прессах или вулкани­заторах. На Ленинградском заводе РТИ создан (см. главу 1) агрегат для поточно-непрерывной вулканизации мячей и других полых формовых изделий. Такой вулканизационный аппарат пред­ставляет собой трубчатый туннель, в котором принудительно и замкнуто циркулирует объем воздуха, нагреваемый калорифером, расположенным вне этого туннеля. Внутри туннеля движется замкнутая тяговая цепь с прикрепленными к ней стальными штампованными формами. Формы для больших мячей состоят из двух полых полушарий каждая, а формы для мячей малых размеров из двух-четырех гнезд полушарий. На одном из пунктов прохода цепи производится открывание форм, выемка изделий и закладка заготовок.

Туннельный вулканизатор особенно способствует нормальному прохождению двух последовательных этапов вулканизации мячей. На первом этапе формы и заготовки нагреваются от 20—30 до 80—100 °С, при этом происходит разложение смеси азотистокис-лого натрия и хлористого аммония и создается давление газов, прижимающее изнутри заготовку к форме. На втором этапе, когда формы и заготовки нагреваются до 135—140 °С, происходит про­цесс вулканизации. Формы с изделиями проходят перед съемом участок пути, где осуществляется охлаждение их до 30—35 °С. Необходимость охлаждения форм с изделиями объясняется тем, что давление горячих газов и паров в полости мяча может повести к разрыву стенки при выемке мяча из формы. Агрегирование подогревательных вальцов, каландра, лепестковых машин, аппарата для непрерывной вулканизации мячей и удобное обслужива­ние процессов раскрытия и сборки форм полностью механизирует производство мячей. На Курском заводе РТИ освоен новый, более производительный вариант такого агрегата; последнее дости­гается тем, что аппарат сделан двухэтажным (рис. 139): два туннеля расположены один над другим, в каждом движутся пря­мая и обратная ветви двух параллельных цепей; рабочие места перезарядка форм нижнего и верхнего туннелей находятся на противоположных сторонах агрегата. Обогрев обоих туннелей идет по единой замкнутой циркуляции воздуха c двухкратным подогревом в общем цикле.

В зарубежной практике до настоящего времени вулканизация мячей в основном осуществляется прерывным процессом в специ­альных вулканизаторах. Нижняя плита такого вулканизатора неподвижна, верхняя же открывается под углом 45°. Вулканиза­тор снабжен регуляторами температуры и времени вулканизации, что вполне автоматизирует процесс. Заготовки в формы вулкани­затора закладывают вручную так, чтобы шов заготовки не совпа­дал с плоскостью смыкания форм, и затем вынимают вулканизо­ванные изделия. Все остальные операции — закрытие форм, впуск пара, вулканизация, охлаждение форм и открывание их — про­исходят автоматически. Для охлаждения форм дают холодную воду в каналы плит вулканизатора. В случае значительной жест­кости охлаждающей воды может, однако, последовать быстрое за­соление этих каналов.

Для удаления вулканизационных швов (выпрессовок), загряз­нений с поверхности мячей и для придания им характерного бархатистого вида мячи больших размеров, полируют, шлифуют в станках-полуавтоматах, полусферические гнезда которых футе­рованы наждачным полотном, или на матерчатых шайбах. Мячи малых размеров иногда обтачивают во вращающихся барабанах, также футерованных наждачным полотном. Далее следует об­мывка в решетчатых барабанах поверхности мячей от резинового шлифа и наждачной пыли и обдувка нагретым воздухом. В изго­товлении мячей малых размеров иногда даже ограничиваются только обточкой шва на матерчатых шайбах. Для окраски мячей применяют быстровысыхающие краски, основой которых яв­ляются различные полимеры, в качестве пленкообразующих, спо­собных образовывать эластичные пленки, например, натураль­ный и синтетические каучуки, нитроклетчатка, полимеризованные масла и др. Для улучшения внешнего вида окрашенных мячей часто прибегают к покрытию их лаками на основе полиамидных, полиуретановых, эпоксидных и других смол, способных образо­вать прозрачные или пигментированные блестящие покрытия. На­несение таких покрытий производят путем погружения в ванну или опрыскиванием (пульверизацией) мячей, распыливая раствор аэрографом в застекленном вытяжном шкафу.

Аэрограф (рис. 140) устроен таким образом, что сжатый воз­дух, выходящий через коническое сопло 1, проходит мимо ка­нала 2, подводящего краску, поток которой регулируется иголь­чатым клапаном 3. Струя воздуха увлекает краску и распыляет ее. Для одноцветной раскраски мяч помещают на подставке с тремя штифтами; для двухцветной раскраски — в круглом вы­резе, сделанном в металлическом листе. Для наложения рисунков применяется экранирование мяча соответствующими трафаретами.

Известно применение двукратной окраски. Сначала мяч грун­туют белой краской, а затем окрашивают цветной. Грунтовка всей поверхности мяча белой краской производится автоматически на особом агрегате, снабженном транспортером. Когда держатель мяча, укрепленный на транспортере, проходит возле аэрографа, то, вследствие трения подвижного шнура о шайбу держателя мяча, держатель, а вместе с ним и мяч начинают вращаться. Одновременно начинает работать аэрограф, нанося равномерную окраску на всю поверхность мяча. Грунтованные и просушенные мячи затем механически покрывают цветной краской и в дальней­шем при надобности лаком (по­средством аэрографа и полусферических трафаретов). Примене­ние белой грунтовки способствует яркости и хорошему тону цветной окраски при меньшем расходе лака.

Для закрытия переходной зо­ны при двухцветной окраске мя­чей применяют нанесение узких цветных полосок или по экватору мяча, или в виде системы пере­секающихся линий. Такой способ расцветки носит название «цировки». Мяч для цировки укреп­ляется в патроне токарного стан­ка. В торце патрона сделана сфе­рическая впадина, соединенная с вакуум-насосом; легким при­жимом к патрону мяч укрепляют на нем. Цировку производят по­средством тонкой кисточки или особым рейсфедером. Снабжая цировочный станок двумя укреп­ляемыми в центрах полусфериче­скими трафаретами, можно зна­чительно упростить ручную окрас­ку пульверизацией.

Резиновые баллоны. Изготовление резиновых балло­нов для спринцовок, а также для пульверизаторов, ирригаторов, крове- и молокоотсосных банок и для звуковых сигналов одно­типно с производством детских мячей. Спринцовки выпускаются двух видов: с твердым наконечником и с мягким. В пределах того и другого вида спринцовки различаются по емкости (от 30 до 180 см3). Заготовки для спринцовок с твердым наконечником по форме близки к грушевидной, а для спринцовок с мягким наконечником отличаются от первых удлиненной горловиной. За­готовки для спринцовок производят на лепестковых машинах из листов резиновой смеси толщиной 2,8—3,4 мм. Вздувателем при котловой вулканизации служил углекислый аммоний, а в настоящее время, когда вулканизация спринцовок осуществляется в туннельных аппаратах непрерывного действия, в качестве взду­вателя применяется вода. Для сообщения полости спринцовок с атмосферой на сверлильном станке прорезают круглое отверстие в горловине вулканизованных изделий. Для сглаживания вулканизационного шва и подтачивания мягкого наконечника сприн­цовки и ирригаторы обтачивают на мягких матерчатых шайбах. Изделия, снабжаемые твердыми наконечниками или арматурой, дополнительно проходят монтаж, состоящий в укреплении изоля­ционной лентой и обжимными кольцами арматуры в горловине баллона. В соответствии с назначением изделий применяют нако­нечники и арматуру, изготовленные из пластмасс, эбонита, стекла, дерева, металла и т. д.

Формовые игрушки. Резиновые формовые игрушки — полые изделия различных конфигураций и размеров: куклы, жи­вотные, погремушки — по технологии производства близки к рас­смотренным выше изделиям, отличаясь лишь в конфигу­рациях.

На Ленинградском заводе РТИ производство формовых игру­шек организовано в потоке, включающем все операции от разо­грева смеси для заготовок на вальцах до вулканизации игрушек в аппарате непрерывного действия. Пятивалковый каландр выпу­скает одновременно две полосы, а последующее дублировочное устройство дублирует их в профилированную пластину. По одной стороне ширины пластина имеет толщину 3,0 мм, по другой — 3,5 мм. Резка пластин поперек на заготовки производится диско­вым ножом с электрообогревом. Ленточным транспортером заго­товки передаются к штанцевым прессам. Здесь, при оформлении заготовки игрушки, внутрь ее помещают в качестве вздувателя воду. Утолщенная часть заготовки приходится на то место иг­рушки, где требуется большее количество резины, например ножки кукол. Вулканизация заготовок осуществляется в туннельных ап­паратах фирмы «Тупол» (ЧССР) непрерывного действия с обо­гревом воздуха элементами накала. Алюминиевые формы для игрушек в количестве 30 шт. прикреплены к металлической дви­жущейся конвейерной цепи; цепь конвейера делает один оборот за 30 мин. Закладка заготовок производится в горячую форму на верхней ветви конвейера. Здесь же происходит раскрытие форм и выемка игрушек. Перед открытием формы, через имею­щееся в ней небольшое отверстие, игрушка прокалывается для стравливания давления паров вздувателя. Этим исключается не­обходимость охлаждения форм. Далее следует удаление вулкани-зационного шва обточкой на матерчатой шайбе и просверливание отверстия на месте прокола и промывка игрушек. В отверстие вставляется пищик, и игрушка следует на конвейер, где произво­дится окраска маканием, пульверизацией или кистеванием. Завер­шающая операция — сушка лака или краски — производится облучением инфракрасными лучами при 90—100°С.