ШАРИК, ПРЕДНАЗНАЧЕННЫЙ ДЛЯ МЕТАНИЯ, И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ Российский патент 1998 года по МПК A63B37/08 F42B12/40 

Изобретение относится к снаряжению для спортивных игр, в частности к шарикам, предназначенным для метания, например для стрельбы из пневматического маркера и технологии его изготовления.

Из уровня техники известен шарик для метания [1], содержащий оболочку и наполнитель, включающий краситель.

Известный из уровня техники шарик получают способом, включающим изготовление оболочки и наполнителя, содержащего краситель.

Недостатками известного изобретения являются сложность изготовления и низкое качество получаемых шариков, а именно, низкие показатели вязкости, однородности, цветности.

Техническая задача данного изобретения - упрощение изготовления и повышение качества получаемых шариков.

Технический результат, заключающийся в устранении указанных недостатков в части устройства, содержащего оболочку и наполнитель, включающий краситель, достигается за счет того, что наполнитель содержит крахмал, эмульгатор, полиэтиленоксид 400 и полиэтиленоксид 4000 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Крахмал - 17,0 - 25,0
Полиэтиленоксид 4000 - 1,8 - 2,6
Эмульгатор - 1,8 - 4,0
Краситель - 0,8 - 1,5
Полиэтиленоксид 400 - Остальное
а в части способа, включающего изготовление оболочки и наполнителя, содержащего краситель, достигается за счет того, что введение наполнителя в оболочку осуществляется после изготовления последней, в наполнитель добавляют крахмал, эмульгатор, полиэтиленоксид 400 и полиэтиленоксид 4000, перед введением наполнителя в оболочку смешивают полиэтиленоксид 400 с красителем, добавляют полиэтиленоксид 4000, полученную смесь перемешивают при 50 - 70^oC до расплавления, после чего смесь охлаждают, при охлаждении ее постоянно перемешивают и вводят эмульгатор и крахмал, после чего полученную массу фильтруют и вакуумируют при остаточном давлении 0,04 - 0,08 МПа.

Проведенные исследования позволили выбрать оптимальное соотношение компонентов наполнителя, таких, как полиэтиленоксид с молекулярной массой 400 и 4000, крахмал, эмульгатор и краситель и получить шарик, который имеет высокие качественные показатели.

Выбранный полиэтиленоксид с молекулярной массой 400 обеспечивает хорошую растворимость красителя, что создает высокую интенсивность цвета и определенную вязкость наполнителя.

Полиэтиленоксид с молекулярной массой 4000 и крахмал являются в наполнителе связующими и поэтому отклонение от их оптимального значения приводит к изменению таких показателей, как вязкость и плотность.

Содержание ПЭО 4000 в наполнителе ниже 1,7 мас.%, а крахмала ниже 17 мас.% приводит к получению жидкого наполнителя, что не позволяет получить на мишени четкого цветного изображения. При разрыве оболочки шарика с таким наполнителем он будет растекаться в виде неопределенной формы. Наличие ПЭО 4000 выше 2,6 мас.%, а крахмала выше 25 мас.% приводит к получению наполнителя с высокой вязкостью и практически его невозможно капсулировать в оболочку шарика. Кроме того, полиэтиленоксид 4000 способствует улучшению смачиваемости крахмала, что отражается на однородности наполнителя
В качестве эмульгатора можно использовать такие эмульгаторы, как твин-80 (полисорбат-80) или спен-80 - продукт этерификции сорбита с олеиновой кислотой.

Исследования показали, что данные эмульгаторы обеспечивают равномерное распределение крахмала в наполнителе, т.е. его однородную структуру. При уменьшении количества эмульгатора менее 1,8 мас.% нарушается однородность и выпавший в осадок крахмал затрудняет капсулирование наполнителя в оболочку шарика. Увеличение эмульгатора более 4 мас.% не приводит к улучшению однородности, так как данного количества достаточно для получения однородности структуры наполнителя.

В качестве красителя могут быть использованы пигмент зеленый "о" (ГОСТ 4579-79); пигмент желтый прочный 2'' 3'' (ГОСТ 22699-77); лак красный ЖБ (ГОСТ 8573-73), пигмент красный C (ГОСТ 7196-79) и др. красители и пигменты, которые хорошо растворимы в полиэтиленоксиде 400.

Данные красители являются нетоксичными и безопасными.

При содержании красителя ниже 0,8 мас.% окраска шарика с наполнителем неинтенсивная. Введение выше 1,5 мас.% экономически нецелесообразно, т.к. этого количества красителя достаточно для получения яркой и интенсивной окраски.

Именно выбранные количественные соотношения компонентов позволяют получить наполнитель для заполнения оболочки шарика, предназначенного для метания, в частности для стрельбы из пневматического маркера, и который при разрыве на мишени дает четкое изображение "цветка" с лепестками разного размера. При этом получают однородное и интенсивное окрашивание, а за счет получения оптимальной вязкости наполнителя практически отсутствуют подтеки. Смываемость водой хорошая.

Кроме того, проведенные исследования показали, что именно выбранная последовательность технологических стадий позволили получить шарик с высокими физико-химическими свойствами.

Любое изменение этой последовательности приводит к ухудшению этих показателей.

Смешивание ПЭО 400 с красителем позволяет получить однородное и интенсивное окрашивание наполнителя для шарика.

Выбранный интервал температур на стадии введения ПЭО 4000 в раствор ПЭО 400 с красителем в пределах 50-70^oC является оптимальным.

Проведение процесса ниже 50^oC не позволяет расплавить ПЭО 4000 и получить однородную массу, а увеличение температуры выше 70^oC экономически нецелесообразно и приводит к большой затрате электроэнергии.

Полученную массу вакуумируют при остаточном давлении 0,04-0,08 МПа для удаления воздуха. При использовании остаточного давления ниже 0,04 МПа время вакуумирования увеличивается, а проведение стадии вакуумирования при остаточном давлении выше 0,08 МПа может привести к выбросу массы в вакуумную систему.

Наполнитель оболочки шарика получают смешиванием полиэтиленоксида 400 и красителя до полного его растворения. При нагревании полученного раствора вводят полиэтиленоксид 4000, поднимая температуру до 50 - 70^oC. Смесь перемешивают до полного расплавления ПЭО 4000. Отключают обогрев и загружают эмульгатор и крахмал при постоянном перемешивании. Полученную массу фильтруют и вакуумируют при остаточном давлении 0,04 - 0,08 МПа для удаления воздуха.

Полученным наполнителем заполнит оболочку шарика. Оболочка шарика может содержать желатин, натуральные пластификаторы (например, глицерин, сорбит) и консерванты (например, нипагин). Возможна также добавка в оболочку шарика красителей.

Получают шарики с оболочкой следующего состава, мас.%: желатин 54,0 ^oC 64,0; глицерин 20,0 ^oC 25,0; нипагин 0,25 ^oC 0,5; сорбит 7,0 ^oC 9,0; вода очищенная остальное.

Воду нагревают до 60 - 65^oC и при этой температуре ее смешивают с глицерином и сорбитом. Затем добавляют нипагин, смесь перемешивают и охлаждают. После этого загружают желатин и перемешивают для его набухания. По окончании набухания желатина смесь нагревают до полного его расплавления.

Полученную массу перерабатывают в оболочки путем погружения форм в желатиновую массу (макание) или способом прессования на автомате.

В таблице приведены примеры состава наполнителя, оболочки шарика и показатели при испытании шарика на полигоне при стрельбе из пневматического маркера. Анализ полученных данных показал, что шарики с наполнителем по предлагаемому технологическому решению имеют высокое качество. Все компоненты, входящие в оболочку и наполнитель, являются нетоксичными и разрешены к применению в медицинской и пищевой промышленности.

Сущность изобретения: шарик, предназначенный для метания, состоящий из оболочки и наполнителя, включающего краситель, согласно изобретению наполнитель содержит крахмал, эмульгатор, полиэтиленоксид 400 и полиэтиленоксид 4000 при следующем соотношении компонентов, мас.%: крахмал 17,0 - 25,0; эмульгатор 2,0 - 4,0; полиэтиленоксид 4000 1,7 - 2,6; краситель 0,8 - 1,5; полиэтиленоксид 400 остальное. Способ получения шарика, предназначенного для метания, в частности для стрельбы из пневматического маркера, включает изготовление оболочки и наполнителя, содержащего краситель, полиэтиленоксид 400, полиэтиленоксид 4000, крахмал и эмульгатор. Введение наполнителя в оболочку осуществляют после изготовления последней, причем перед его введением в оболочку смешивают полиэтиленоксид 400 с красителем, добавляют полиэтиленоксид 4000, полученную смесь перемешивают при 50 - 70^oС до ее расплавления, после чего смесь охлаждают. В процессе охлаждения массу перемешивают и вводят эмульгатор и крахмал. Затем полученную массу фильтруют и вакуумируют при остаточном давлении 0,04 - 0,08 МПа. 2 с.п.ф-лы, 1 табл.

1. Шарик, предназначенный для метания, в частности для стрельбы из пневматического маркера, содержащий оболочку и наполнитель, включающий краситель, отличающийся тем, что наполнитель содержит крахмал и эмульгатор полиэтиленоксид 400 и полиэтиленоксид 4000 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Крахмал - 17,0 - 25,0
Полиэтиленоксид 4000 - 1,8 - 2,6
Эмульгатор - 1,8 - 4,0
Краситель - 0,8 - 1,5
Полиэтиленоксид 400 - Остальное
2. Способ получения шарика, предназначенного для метания, в частности для стрельбы из пневматического маркера, включающий изготовление оболочки и наполнителя, содержащего краситель, отличающийся тем, что введение наполнителя в оболочку осуществляют после изготовления последней, в наполнитель добавляют крахмал, эмульгатор, полиэтиленоксид 400 и полиэтиленоксид 4000, перед введением наполнителя в оболочку смешивают полиэтиленоксид 400 с красителем, добавляют полиэтиленоксид 4000, полученную смесь перемешивают при 50 - 70^oС до ее расплавления, после чего смесь охлаждают, а при охлаждении ее постоянно перемешивают и вводят эмульгатор и крахмал, после чего полученную массу фильтруют и вакуумируют при остаточном давлении 0,04 - 0,8 МПа.