Ballon

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Hintergrund

Ein Ballon ist ein luftdichter Beutel aus einem leichten Material, der mit Luft oder Gas aufgeblasen werden kann. Spielzeugballons gibt es in allen möglichen Formen, Größen und Farben, um Kinder und Erwachsene auf Geburtstagsfeiern und anderen festlichen Anlässen zu erfreuen.

Ballons wurden erstmals Ende des 18. Jahrhunderts in Frankreich erfunden. Zwei Papiermacher, Jacques und Joseph Montgolfier, entdeckten, dass wenn Papier Tüten werden mit heißer Luft gefüllt, die Tüten steigen auf. Schnell erkannten sie das Potenzial und experimentierten mit Ballons aus verschiedenen Materialien wie Papier, Stoff und Seide. Sie führten im Juni 1783 die erste öffentliche Demonstration eines Ballons durch, der leichter als Luft war, mit einem Ballon mit einem Durchmesser von 11 m, der aus mit Papier ausgekleidetem Stoff bestand. Später in diesem Jahr flog Jacques Charles einen Ballon aus Seide, der mit einem Gummilack überzogen und mit Wasserstoff gefüllt war, einem Gas, das leichter als Luft ist. Diese frühen Demonstrationen erregten große Aufregung, und Ballons wurden bald für viele Zwecke in Wissenschaft, Sport und Krieg eingesetzt.

Der Gummispielzeugballon, wie wir ihn heute kennen, unterscheidet sich von den frühen Ballons dadurch, dass er vollständig aus Gummi besteht. Ein praktischer Weg zur Herstellung solcher geformter Gummiprodukte erforderte mehrere Entdeckungen und Erfindungen. Diese Entwicklungen vollzogen sich allmählich im Laufe der Jahre, seit 1803 die erste Gummifabrik der Welt in der Nähe von Paris gegründet wurde.

Naturlatex ist eine Mischung aus kleinen Kügelchen einer Gummisubstanz, die in Wasser suspendiert sind (ähnlich wie Milch). Wenn es Luft, Hitze oder bestimmten Chemikalien ausgesetzt wird, koaguliert oder verklumpt es. Die Gummikügelchen verklumpen und trennen sich vom wässrigen Teil des Latex, wodurch schließlich ein elastisches, festes Material gebildet wird. Um seine Festigkeit, Belastbarkeit und Beständigkeit gegenüber heißen und kalten Temperaturen zu verbessern, wird Kautschuk durch verschiedene Verfahren vulkanisiert oder gehärtet, beispielsweise durch Mischen mit bestimmten Chemikalien oder durch Wärmebehandlung.

Die Idee, ein Produkt aus Gummi herzustellen, ist alt. Die Ureinwohner Südamerikas stellten Flaschen und andere Artikel her, indem sie Formen aus Erde beschichteten, lange bevor die Europäer Mitte des 18. Jahrhunderts begannen, mit Kautschuk zu experimentieren. Im Jahr 1830 patentierte der Engländer Thomas Hancock ein Verfahren zur Herstellung von Produkten durch Gießen von Latex über Formen oder Eintauchen von Formen in eine Latexmischung – der Vorläufer der modernen Technik zur Herstellung getauchter Produkte wie Gummihandschuhe und Kondome.

1921 wurde ein Verfahren zur Verzögerung der Koagulation von Flüssiglatex entwickelt. Diese Methode ermöglichte es Gummiherstellern, Rohlatex in flüssiger Form leichter zu Produktionszentren auf der ganzen Welt zu transportieren. Dies wiederum führte zu neuen Verfahren zur Herstellung von Gummiwaren. In den frühen 1920er Jahren wurden in England eine Reihe von Patenten für Verfahren erteilt, mit denen Formen in Flüssiglatex getaucht werden konnten. 1931 kreierte Neil Tillotson auf seinem Dachboden den ersten modernen Latexballon. Er verkaufte 15 seiner "Tilly Cat" -Ballons (in Form eines Katzenkopfes, komplett mit aufgedruckten Schnurrhaaren) für die Patriot's Day Parade in Massachusetts im April 1931 und gründete eine Firma, die noch heute Ballons herstellt.

Obwohl Kautschuk synthetisch hergestellt werden kann, ist Naturlatex – eine weiße oder gelbliche undurchsichtige Flüssigkeit, die ähnlich wie Milch aussieht – wegen seiner großen Elastizität bevorzugt.

Rohstoffe

Obwohl Gummi synthetisch hergestellt werden kann, wird Naturlatex wegen seiner großen Elastizität bevorzugt. Es kann auf das Sieben- oder Achtfache seiner ursprünglichen Länge gedehnt werden und nimmt dennoch seine ursprüngliche Form wieder an. Synthesekautschuk hat sich als nicht so elastisch und belastbar erwiesen wie Naturlatex.

Roher Naturlatex ist eine weiße oder gelbliche undurchsichtige Flüssigkeit, die im Aussehen Milch ähnelt. Latex ist das Sekret bestimmter Pflanzen, insbesondere des ursprünglich in Brasilien vorkommenden Hevea-Baumes. Die wichtigsten Quellen für Naturkautschuk sind heute Plantagen in Malaysia und Afrika.

Kautschukproduzenten müssen das Rohmaterial dieser Bäume ernten, indem sie die Bäume mit flachen Schnitten anritzen und den Saft aus den Schnitten in Eimer sickern lassen. Der Latex wird in großen Behältern gesammelt, gefiltert, um Fremdpartikel zu entfernen, und mit Alkali gemischt, um eine Koagulation zu verhindern. Es wird dann in flüssiger Form an Verarbeitungszentren in verschiedenen Teilen der Welt geliefert.

Latex muss mit Zusatzstoffen vermischt werden, bevor es in industriellen Prozessen verwendet werden kann. Bestimmte Chemikalien werden eingemischt, um eine gewünschte Dicke, Trocknungsgeschwindigkeit und andere Eigenschaften zu erreichen. Andere Chemikalien (gemeinsam als Antiabbaumittel bekannt) werden hinzugefügt, um die Oxidation und Zersetzung des Gummis zu verlangsamen. Um ihm Farbe zu verleihen, werden dem Latex Pigmente beigemischt. Die Pigmente können feine Metalloxidpulver oder organische Farbstoffe sein.

Der Herstellungsprozess
Prozess

Im Wesentlichen beinhaltet der Herstellungsprozess eines Spielzeugballons das Eintauchen einer Form in flüssiges Latex. Die Form oder Form ist wie ein entleerter Ballon geformt.

Die frühesten Ballonformen waren Einwegartikel aus Pappe, die an Dübeln befestigt war. Moderne Formen sind wiederverwendbar und meist aus Edelstahl, Aluminium oder Porzellan. Die Formen müssen glatt und poliert sein. Eine Reihe solcher Formulare werden verkehrt herum an einer Tafel oder einem Gestell befestigt. Die Platten werden im Werk mechanisch von einer Station zur anderen bewegt.

Um hinsichtlich Kosten und Anzahl der hergestellten Ballons effizient zu sein, ist die Ballonherstellung ein hochautomatisierter, kontinuierlicher Schleifenprozess geworden. Ballons werden in Chargen in gleicher Farbe und Größe hergestellt, da das Ändern von Farbe und Form zeitaufwändig ist und manuelle Eingriffe erfordert. Ein manueller Eingriff ist in der Regel nur zum Einrichten einer Auflage und später zum Verpacken des fertigen Produkts sowie zur Behebung gelegentlich auftretender mechanischer Probleme erforderlich.

Vorbereitung des Latex

• 1 Vor der Verwendung muss der Latex möglicherweise eingefärbt werden. Dabei wird dem Latex ein Pigment beigemischt. Dies kann in der Ballonfabrik erfolgen oder der Ballonhersteller kann bereits pigmentierten Latex von einem Lieferanten kaufen.

  

• 2 Der Latex muss in Tanks gefüllt werden, in die die Formen getaucht werden. Die Tanks werden auf einer bestimmten Temperatur gehalten und können Rührmechanismen enthalten, um den Latex zirkulieren zu lassen und ein Absetzen zu vermeiden.

Eintauchen der Formen

• 3 Die Ballonformen werden zuerst erhitzt und dann einige Sekunden in einen Behälter mit Koagulationsmittellösung getaucht. Wenn die Formulare in den flüssigen Latex eingetaucht werden, bewirkt das Koagulans, dass der Gummi zu einer dünnen Schicht um die Formulare herum geliert. Eine häufig verwendete Gerinnungslösung ist eine Mischung aus Wasser, einem Salz auf Kalziumbasis, Seife, und Talkumpuder. Das Salz ist das eigentliche Gerinnungsmittel; Die Seife trägt dazu bei, dass sich der Latex in einem gleichmäßigen Film verteilt, und der Talk hilft, das Gummi in einem späteren Schritt leichter aus den Formen zu entfernen.
• 4 Die Formen werden auf eine Temperatur zwischen 100 °F (38 °C) und 200 °F (93 °C) erhitzt und dann in einen Tank mit farbigem Latex getaucht. Das Koagulans bewirkt, dass der Latex die Formen überzieht. Je länger die Formen im Tank verbleiben, desto dicker haftet die Beschichtung. Bei Ballons ist eine sehr dünne Latexschicht erwünscht, damit die Formen nur wenige Sekunden eingetaucht werden. Die Formen müssen mit sorgfältig kontrollierter Geschwindigkeit eingelegt und entnommen werden, um das Einschließen von Luftblasen zu vermeiden und eine gleichmäßige, dünne Beschichtung zu erzielen.

Klingeln machen

• 5 Am Hals des Ballons wird eine Lippe gebildet, indem die Kanten des Gummis mit Bürsten oder Rollen abgerollt werden. Dadurch entsteht der Ring, der um die Öffnung des Ballons herum zu sehen ist.

Überschüssiges Gerinnungsmittel entfernen

• 6 Als nächstes werden die Formen in einen Tank mit Auslaugungslösung (oft reines Wasser) getaucht, um überschüssiges Koagulationsmittel aus dem Gummi aufzulösen und auszulaugen.

Aushärten des Gummis

• 7 Der Gummi auf den Formen muss getrocknet und ausgehärtet sein. Die verwendete Methode variiert von Hersteller zu Hersteller. Einige Ballonhersteller verwenden einen Latex, der bereits ein Vulkanisationsmittel enthält, in diesem Fall wird der Gummi bei mäßiger Temperatur getrocknet. Andere Hersteller induzieren die Vulkanisation, indem sie die gummibeschichteten Formen in einen Ofen geben und bis zu einer Stunde aushärten.

Entfernen der Ballons

• 8 Die Ballons werden dann mechanisch aus ihren Formen entfernt. Ein Ansatz besteht darin, sie mit einem Wasser- oder Luftstrahl abzublasen und die Ballons in einem Korb oder Netz zu sammeln.
• 9 Wenn die Ballons mit einem Wasserstrahl entfernt werden, werden sie als nächstes in eine Zentrifuge gegeben, in der überschüssiges Wasser durch Drehen der Ballons mit hoher Geschwindigkeit entfernt wird.
• 10 Anschließend werden die Ballons in großen Wäschetrocknern getrocknet.

Druck und Verpackung

• 11 Als nächstes können die Ballons entweder verpackt oder zuerst bedruckt und dann verpackt werden. Werden sie direkt verpackt, werden sie auf einem Förderband an einer Zähleinrichtung vorbeigeführt und in Säcke abgefüllt. Wenn eine geeignete Anzahl von Ballons in jeden Beutel gegeben wurde, werden die Beutel versiegelt.
• 12 Das Drucken von Designs auf Ballons wie Logos oder Gesichtern umfasst mehrere Schritte. Zunächst müssen die Ballons aufgeblasen werden, um ein gleichmäßiges Drucken zu ermöglichen. Dies erfordert, dass ein Arbeiter jeden Ballon manuell auf die Aufblasvorrichtung setzt. Als nächstes wird ein Muster sorgfältig auf jeden Ballon gedruckt. Schließlich werden die Ballons entnommen und der Verpackungsstufe zugeführt.

Qualitätskontrolle

Die Ballonherstellungsumgebung muss streng kontrolliert werden, um eine hohe Qualität und Konsistenz zu erreichen. Während des gesamten Herstellungsprozesses zeichnet und kontrolliert computergestützte Instrumentierung die Luftfeuchtigkeit, die Lufttemperatur, die Latextanktemperatur, die Temperatur in den Öfen, Trocknern und anderen Parametern.

Der Latex und andere Chemikalien, die in dem Verfahren verwendet werden, müssen sorgfältig auf spezifische Eigenschaften abgestimmt und sorgfältig gepflegt werden. Beispielsweise muss der Latex eine bestimmte Viskosität und Trocknungsgeschwindigkeit aufweisen. Die Tanks, in denen es aufbewahrt wird, müssen Vorrichtungen haben, um das Latex im Umlauf zu halten, um die Bildung einer "Haut" zu vermeiden und das Absetzen von Inhaltsstoffen zu verhindern.

Nebenprodukte/Abfälle

Es liegt im Interesse der Hersteller, so wenig Gummi wie möglich zu verschwenden, da die Kosten für Latex im Vergleich zum Verkaufspreis einzelner Ballons hoch sind. Ballonhersteller gewinnen auch einen Großteil des Gerinnungsmittels zurück, das in die Auslaugungslösung gelangt. Was nicht zurückgewonnen wird, landet leider als flüssiger Abfall in der Umwelt. Die Menge an chemischem Abfall, die von einer Fabrik freigesetzt werden kann, wird durch staatliche Gesetze geregelt. Ballons führen auch nach ihrer Herstellung zu einem gewissen Abfall, da sie ausnahmslos weggeworfen werden, nachdem sie entleert oder geplatzt sind. Da Latex jedoch natürlich ist, zerfällt es schließlich in andere Substanzen.

Sicherheitsbedenken

Spielzeugballons können Freude bereiten, aber auch unerwartet gefährlich sein. Es ist bekannt, dass kleine Kinder durch versehentliches Ersticken an Ballons sterben. Latexballons können auch im Wasser landen, wo sie schließlich ihre Farbe verlieren und Quallen ähneln. Meerestiere wie Wale und Schildkröten haben versucht, sie zu fressen und sind gestorben, weil das Latex ihr Verdauungssystem verstopft.

Die Zukunft

Die Spielzeugballonindustrie ist sehr wettbewerbsfähig. Hersteller suchen ständig nach Möglichkeiten, den Prozess automatisierter und effizienter zu gestalten, insbesondere durch die Reduzierung manueller Eingriffe. Die arbeitsintensivsten Bereiche sind derzeit die Druck- und Verpackungsschritte. Die zunehmende Automatisierung dieser Schritte ist ein Bereich für potenzielle zukünftige Verbesserungen.

In den letzten Jahren sind Ballons aus Metallfolien populär geworden. Der Herstellungsprozess dieser Ballons ist sehr unterschiedlich. Sie bestehen aus einem Sandwich aus zwei Mylar-Mustern – einem Polyester Folie – oft kreisrund, die an den Rändern zusammengeschweißt sind. Es bleibt eine kleine Öffnung, durch die der Ballon aufgeblasen werden kann. Da das Material zunächst flach ist, lassen sich diese Ballons leichter bedrucken als Ballons aus Gummi. Die Folie kann sehr glänzend und reflektierend ausgeführt werden, was sehr helle Designs ermöglicht. Sie sind stärker und haltbarer als Gummiballons, aber für manche Anwendungen ist dies auch ein Nachteil. Sie lassen sich zum Beispiel weder in verschiedene Formen verdrehen noch mit Wasser befüllen. Die Folie braucht auch viel länger, um sich in der Umwelt abzubauen als Gummi.