ilmapallo

Tausta

ilmapallo on kevyestä materiaalista valmistettu ilmatiivis pussi, joka voidaan täyttää ilmalla tai kaasulla. Lelupalloja on saatavilla kaikenlaisia muotoja, kokoja ja värejä ilahduttamaan lapsia ja aikuisia syntymäpäiväjuhlissa ja muissa juhlatilaisuuksissa.

Ilmapallot keksittiin ensimmäisen kerran Ranskassa 1700-luvun lopulla. Kaksi paperintekijää, Jacques ja Joseph Montgolfier, havaitsivat, että kun paperipussit täytetään kuumalla ilmalla, pussit nousevat. He tajusivat nopeasti tämän potentiaalin ja alkoivat kokeilla ilmapalloja, joissa oli erilaisia materiaaleja, kuten paperia, kangasta ja silkkiä. He esittivät ensimmäisen julkisen demonstraation ilmaa kevyemmästä ilmapallosta kesäkuussa 1783, jonka läpimitta oli 11 metriä ja joka oli tehty paperilla vuoratusta kankaasta. Myöhemmin samana vuonna Jacques Charles lensi kumilakalla päällystetyllä silkistä tehdyllä ilmapallolla, joka oli täytetty vedyllä, ilmaa kevyemmällä kaasulla. Nämä varhaiset mielenosoitukset herättivät paljon innostusta, ja ilmapalloja alettiin pian käyttää moniin tarkoituksiin tieteessä, urheilussa ja sodassa.

nykymuotoinen kumilelupallo eroaa varhaisista ilmapalloista siinä, että se on tehty kokonaan kumista. Käytännöllinen tapa valmistaa tällaisia kumituotteita vaati useita löytöjä ja keksintöjä. Kehitys tapahtui vähitellen vuosien saatossa sen jälkeen, kun maailman ensimmäinen Kumitehdas perustettiin Pariisin lähelle vuonna 1803.

luonnonlateksi on veteen (paljolti maitoon) suspendoituneiden pienten kumimassojen seos. Kun se altistuu ilmalle, lämmölle tai tietyille kemikaaleille, se hyytyy tai hyytyy yhteen. Kumipallot kerääntyvät yhteen ja erkanevat lateksin vetisestä osasta muodostaen lopulta elastisen, kiinteän aineen. Kumin lujuuden, kestävyyden ja kuumien ja kylmien lämpötilojen kestävyyden parantamiseksi se vulkanoidaan tai kovetetaan erilaisilla menetelmillä, kuten sekoittamalla tiettyihin kemikaaleihin tai käsittelemällä lämmöllä.

ajatus tuotteen valmistamisesta kumista on vanha. Etelä-Amerikan alkuasukkaat loivat pulloja ja muita esineitä pinnoittamalla maasta valmistettuja muotteja kauan ennen kuin eurooppalaiset alkoivat kokeilla kumia 1700-luvun puolivälissä. vuonna 1830 englantilainen Thomas Hancock patentoi prosessin tuotteiden luomiseksi kaatamalla lateksia muottien tai dippimuottien päälle lateksiseokseen.

vuonna 1921 kehitettiin menetelmä nestemäisen lateksin hyytymisen hidastamiseksi. Tämän menetelmän avulla kuminvalmistajat pystyivät kuljettamaan raakalateksia nestemäisessä muodossa helpommin valmistuskeskuksiin ympäri maailmaa. Tämä puolestaan johti uusiin prosesseihin kumituotteiden valmistuksessa. 1920-luvun alussa Englannissa myönnettiin useita patentteja prosesseille, jotka mahdollistivat muottien kastamisen nestemäiseen lateksiin. Ensimmäisen modernin lateksipallon loi vuonna 1931 Neil Tillotson ullakollaan. Hän myi 15 hänen ”Tilly Cat” ilmapalloja (muotoinen kissan pään, täydellinen viikset painettu väriaine) varten Patriot ’ s Day parade Massachusetts huhtikuussa 1931, ja perusti yrityksen, joka tekee ilmapalloja vielä tänään.

vaikka kumia voidaan valmistaa synteettisesti, luonnon lateksia—valkoista tai kellertävää läpinäkymätöntä nestettä, joka muistuttaa ulkonäöltään maitoa-suositaan sen suuren elastisuuden vuoksi.

raaka-aineet

vaikka kumia voidaan valmistaa synteettisesti, luonnonlateksia suositaan sen suuren elastisuuden vuoksi. Se voidaan venyttää seitsemän tai kahdeksan kertaa alkuperäiseen pituuteensa ja silti palata entiseen muotoonsa. Synteettinen kumi ei ole osoittautunut yhtä joustavaksi ja joustavaksi kuin luonnon lateksi.

raaka luonnon lateksi on valkoista tai kellertävää läpinäkymätöntä nestettä, joka muistuttaa ulkonäöltään maitoa. Lateksi on tiettyjen kasvien, erityisesti alun perin Brasiliassa tavattavan Hevea-puun eritystä. Tärkeimmät luonnonkumin lähteet ovat nykyään Malesian ja Afrikan plantaasit.

kumin tuottajien on korjattava raaka-aine näistä puista, jolloin puut pistetään mataliin viiltoihin ja mahlan annetaan tihkua paloista ämpäreihin. Lateksi kerätään suuriin säiliöihin, suodatetaan vieraiden hiukkasten poistamiseksi ja sekoitetaan emäkseen hyytymisen estämiseksi. Sen jälkeen se toimitetaan nestemäisessä muodossa käsittelykeskuksiin eri puolille maailmaa.

lateksia on sekoitettava lisäaineisiin ennen kuin sitä voidaan käyttää teollisissa prosesseissa. Tietyt kemikaalit sekoitetaan halutun paksuuden, kuivausnopeuden ja muiden ominaisuuksien saavuttamiseksi. Kumin hapettumista ja hajoamista hidastamaan lisätään muita kemikaaleja (joita kutsutaan yhdessä antidegradanteiksi). Värin antamiseksi lateksiin sekoitetaan pigmenttejä. Pigmentit voivat olla hienoja metallioksidijauheita tai orgaanisia väriaineita.

valmistusprosessi

käytännössä lelupallon valmistusprosessiin kuuluu muotin kastaminen nestemäiseen lateksiin. Muotti eli muoto on deflatoidun ilmapallon muotoinen.

varhaisimmat ilmapallomuodot olivat kertakäyttöisiä, valmistettu vaarnoihin kiinnitetystä pahvista. Nykyaikaiset muodot ovat uudelleenkäytettäviä ja yleensä valmistettu ruostumattomasta teräksestä, alumiinista tai posliinista. Muotojen on oltava sileitä ja kiillotettuja. Useat tällaiset muodot on kiinnitetty ylösalaisin laudalle tai telineeseen. Lautoja siirretään tehtaalla mekaanisesti asemalta toiselle.

jotta ilmapallojen valmistus olisi kustannuksiltaan ja valmistusmäärältään tehokasta, siitä on tullut pitkälle automatisoitu, jatkuva silmukkaprosessi. Ilmapallot tehdään erissä, kaikki samanvärisiä ja-kokoisia, koska värin ja muodon muuttaminen on aikaa vievää ja vaatii manuaalista toimintaa. Manuaalinen toimenpide on yleensä tarpeen vain perustaa ajaa ja sitten myöhemmin pakkaamiseen lopputuotteen, ja käsitellä satunnaisia mekaanisia ongelmia, jotka voivat syntyä.

lateksin valmistelu

• 1 ennen sen käyttöä lateksi voi joutua värjäämään. Tällöin lateksiin sekoitetaan pigmenttiä. Se voidaan tehdä ilmapallotehtaalla, tai ilmapallon valmistaja voi ostaa jo pigmentoitua lateksia toimittajalta.
  
• 2 lateksi on kaadettava säiliöihin, joihin lomakkeet kastetaan. Säiliöt pidetään tietyssä lämpötilassa,ja niissä voi olla sekoitusmekanismeja lateksin kiertämiseksi, jotta se ei asettuisi.

lomakkeiden kastaminen

• 3 kuumailmapallomuodot kuumennetaan ensin, minkä jälkeen ne upotetaan muutaman sekunnin ajan koagulanttiliuokseen. Kun lomakkeet upotetaan nestemäiseen lateksiin, koagulantti saa kumin geelaamaan ohuena levynä lomakkeiden ympärille. Yleisesti käytetty koagulanttiliuos on veden, kalsiumpohjaisen suolan, saippuan ja talkin seos. Suola on varsinainen hyytymisaine; saippua auttaa lateksia leviämään tasaiseksi kalvoksi, ja talkki helpottaa kumin poistumista muodoista myöhemmässä vaiheessa.
• 4 muodot kuumennetaan 100°F (38°C) – 200°F (93°C) lämpötilaan, minkä jälkeen ne upotetaan värilliseen lateksisäiliöön. Koagulantti saa lateksin päällystämään muodot. Mitä kauemmin lomakkeet ovat säilössä, sitä paksumpi päällyste niihin tarttuu. Ilmapalloja varten halutaan hyvin ohut lateksikerros, joten lomakkeet upotetaan vain muutamaksi sekunniksi. Lomakkeet on asetettava paikoilleen ja poistettava huolellisesti säädetyillä nopeuksilla, jotta ilmakuplat eivät jää kiinni ja jotta saavutetaan tasainen, ohut pinnoite.

Sormuksen tekeminen

• 5 kuumailmapallon kaulaan muodostetaan huuli pyörittämällä kumin reunoja siveltimillä tai teloilla. Näin syntyy pallon aukon ympärille näkyvä rengas.

ylimääräisen koagulantin poistaminen

• 6 Seuraavaksi muodot upotetaan huuhteluainesäiliöön (usein pelkkää vettä), jotta kumista liukenisi ylimääräinen hyytymisaine pois.

kumin kovettaminen

• 7 lomakkeissa oleva kumi on kuivattava ja kovetettava. Käytetty menetelmä vaihtelee eri valmistajien välillä. Jotkut ilmapallonvalmistajat käyttävät lateksia, joka sisältää jo vulkanointiainetta, jolloin kumi kuivataan kohtalaisessa lämpötilassa. Toiset valmistajat saavat aikaan vulkanoinnin laittamalla kumipäällysteiset muodot uuniin ja kovettamalla niitä jopa tunnin ajan.

ilmapallojen poistaminen

• 8 ilmapallot poistetaan mekaanisesti muodoistaan. Yksi tapa on räjäyttää ne ilmaan vesi-tai ilmasuihkulla ja kerätä ilmapallot koriin tai verkkoon.
• 9 Jos ilmapallot poistetaan vesisuihkulla, ne asetetaan seuraavaksi sentrifugiin, jossa ylimääräinen vesi poistetaan pyörittämällä ilmapalloja ympäri suurella nopeudella.
• 10 ilmapallot kuivataan suurissa kuivausrummuissa.

Painaminen ja pakkaaminen

• 11 seuraavaksi ilmapallot voidaan joko pakata, tai ensin tulostaa ja sitten pakata. Jos ne pakataan suoraan, ne siirretään liukuhihnalla laskulaitteen ohi ja laitetaan pusseihin. Kun kuhunkin pussiin on laitettu sopiva määrä ilmapalloja, pussit suljetaan.
• 12 ilmapallojen, kuten logojen tai kasvojen, painamiseen liittyy itse asiassa useita vaiheita. Ensinnäkin ilmapallot on täytettävä, jotta tulostaminen on tasaista. Tämä edellyttää, että työntekijä asettaa jokaisen ilmapallon manuaalisesti täyttölaitteeseen. Seuraavaksi jokaiseen ilmapalloon painetaan huolellisesti kuvio. Lopuksi ilmapallot poistetaan ja siirretään pakkausvaiheeseen.

laadunvalvonta

ilmapallojen valmistusympäristöä on valvottava tarkasti, jotta saavutetaan korkea laatu ja johdonmukaisuus. Koko valmistusprosessin ajan tietokonepohjainen instrumentointi tallentaa ja ohjaa ilman kosteutta, ilman lämpötilaa, lateksisäiliön lämpötilaa, uunien, kuivureiden ja muiden parametrien lämpötilaa.

prosessissa käytettävät lateksit ja muut kemikaalit on suunniteltava huolellisesti erityisten ominaisuuksien vuoksi ja niitä on ylläpidettävä huolellisesti. Lateksilla on esimerkiksi oltava tietty viskositeetti ja kuivausnopeus. Säiliöissä, joissa sitä pidetään, on oltava laitteet, jotka pitävät lateksin liikkeessä, jotta se ei muodostaisi ”ihoa” ja jotta ainesosat eivät asettuisi.

sivutuotteet / jätteet

on valmistajien etu tuhlata mahdollisimman vähän kumia, koska lateksin hinta on korkea verrattuna yksittäisten ilmapallojen myyntihintaan. Ilmapallonvalmistajat saavat myös suuren osan hapatusliuokseen päätyvästä koagulantista takaisin. Valitettavasti se, mitä ei hyödynnetä, päätyy nestemäiseksi jätteeksi ympäristöön. Tehtaan päästämän kemiallisen jätteen määrää säätelevät hallituksen lait. Ilmapallot aiheuttavat myös jonkin verran jätettä valmistamisen jälkeen, koska ne heitetään poikkeuksetta pois sen jälkeen, kun ne tyhjenevät tai poksahtavat. Koska lateksi on kuitenkin luonnollista, se hajoaa lopulta muiksi aineiksi.

turvallisuushuolet

Lelupallot voivat tuottaa iloa, mutta ne voivat olla myös odottamattoman vaarallisia. Pikkulasten tiedetään kuolleen tukehtumalla vahingossa ilmapalloihin. Lateksipallot voivat myös päätyä veteen, jossa ne lopulta menettävät värinsä ja voivat muistuttaa meduusoja. Merieläimet, kuten valaat ja kilpikonnat, ovat yrittäneet syödä niitä ja kuolleet, koska lateksi tukkii niiden ruuansulatuselimistön.

tulevaisuus

lelupalloteollisuus on hyvin kilpailtu. Valmistajat etsivät jatkuvasti tapoja tehdä prosessista automaattisempi ja tehokkaampi, erityisesti vähentämällä manuaalisia toimenpiteitä. Tällä hetkellä työvoimavaltaisimmat annokset ovat painatus-ja pakkausvaiheet. Automaation lisääminen näissä vaiheissa on alue, jolla voidaan tulevaisuudessa parantaa.

viime vuosina suosioon ovat nousseet metallielokuvista tehdyt ilmapallot. Näiden ilmapallojen valmistusprosessi on hyvin erilainen. Ne on valmistettu voileivästä, jossa on kaksi Mylar—polyesterikalvoa, jotka ovat usein muodoltaan pyöreitä ja jotka on suljettu yhteen reunojen ympärille. Jäljelle jää pieni aukko, jonka kautta ilmapallo voidaan täyttää. Koska materiaali on aluksi Tasainen, nämä ilmapallot voidaan tulostaa helpommin kuin kumista valmistetut ilmapallot. Folio voidaan tehdä erittäin kiiltävä ja heijastava, jolloin erittäin kirkas malleja. Ne ovat vahvempia ja kestävämpiä kuin kumipallot, mutta joissakin käyttötarkoituksissa tämä on myös haitta. Niitä ei voi esimerkiksi vääntää erimuotoisiksi eikä niitä voi täyttää vedellä. Folion hajoaminen ympäristössä kestää myös paljon kauemmin kuin kumin.