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Verfahren zur Herstellung von festen Verbindungen von Gegenständen, die ganz oder zum Teil aus vulkanisiertem mikroporösem Kautschuk bestehen, miteinander oder mit aus andern Stoffen be- stehenden Gegenständen.
Das Verfahren bezweckt die Befestigung von mikroporösen Kautschukkörpern aneinander oder an andern Körpern. Bisher hat man sich hiezu verschiedener Kitte und Klebmittel bedient. Die Anwendung derartiger Mittel war indessen insbesondere in solchen Fällen von Nachteil, in denen es sich um Gegenstände handelte, bei denen die ungewöhnlich hohe Widerstandsfähigkeit des Kautschuks eine ausschlaggebende Rolle spielte, z. B. bei Filtern, vor allem bei solchen für stark saure oder stark alkalische Flüssigkeiten. Wegen der Schwierigkeit, sehr grosse Filter, wie sie in der Industrie gebraucht werden, in einem Stück herzustellen, ist man genötigt, sie aus mehreren Stücken zusammenzusetzen.
Da es bisher nicht möglich war, einen Kitt zu finden, der die gleiche chemische Widerstandsfähigkeit aufwies wie die Kautschukfilterplatten wurde das Verwendungsbereich der grossen Filter durch die Kittstellen stark eingeschränkt.
Die Erfindung ermöglicht es, ohne Verwendung von Kittsubstanzen, also ohne Erzeugung von chemisch weniger widerstandsfähigen Stellen, mikroporöse Kautschukstücke miteinander zu verbinden, und sie gestattet ferner. mikroporösen Kautschuk mit andern Körpern, z. B. Metallen, Glas, Holz, Beton u. dgl. auf einfache Weise und doch überaus fest zu vereinigen.
Die Erfindung beruht darauf, dass der mikroporöse Kautsehuk beim Erhitzen zu einer zähen Masse schmilzt, die als Klebmittel dienen kann und die nach dem Abkühlen der Klebstellen unter die Erstarrungstemperatur der Masse ausserordentlich feste Verbindungen abgibt. Will man z. B. zwei poröse
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Bügeleisen, so weit erhitzt, bis der Kautschuk an der Oberfläche zu einer glatten, zähflüssigen Schicht geschmolzen ist. Die geschmolzenen Flächen werden dann aneinandergelegt, zusammengedrückt und erkalten gelassen. Unmittelbar nach dem Erkalten besitzen die Klebstellen schon sehr hohe Festigkeit, doch steigert sich diese noch merklich nachträglich, z. B. innerhalb eines Tages.
Die Vorteile dieser Art der Verbindung beruhen nicht nur auf der Vermeidung von besonderen Klebstoffen, sondern auch darauf, dass die klebende Schicht organisch mit dem unveränderten, mikroporösen Kautschuk verbunden ist. Das bringt es mit sich, dass eine geringere Zahl von Berührungsstellen entsteht. Wenn man z. B. zwei Stücke eines Materials A mit einem Klebmittel B verbindet, so entstehen zwei Grenzflächen der Mittelschicht B gegen die beiden Aussenschichten A. Verbindet man dagegen etwa zwei Stücke von mikroporösem Kautschuk nach dem Verfahren der Erfindung, so kommt nur eine Grenzfläche an der Berührungsstelle der beiden vorhandenen Schichten in Frage.
Da die Grenzflächen wegen unvermeidlicher Berührungsmängel die Ursache ungenügender Festigkeit der Verbindungen sind, ist das Verfahren ohne fremde Klebsubstanz demjenigen mit einer solchen grundsätzlich überlegen.
Es ist nicht nötig, die an den Verbindungsstellen oberflächlich geschmolzenen Teile unmittelbar nach der Hitzebehandlung miteinander zu verbinden, sondern man kann dies noch nach unbegrenzt langer Zeit ausführen. Es genügt dann, die zu vereinigenden Teile an den vorbehandelten, d. h. angeschmolzenen Stellen über deren Erweichungspunkt zu erhitzen, die Teile in der relativen Lage, die sie
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nach der Verbindung zueinander haben sollen, mit den angeschmolzenen Stellen einander zugekehrt, unter gelindem Druck zusammenzupressen und dann abkühlen zu lassen. Falls die zu verbindenden Stücke oder wenigstens eines von ihnen, verhältnismässig dünn sind, kann man sie auch, mit den ange- schmolzenen Stellen einander zugekehrt, in kaltem Zustand zusammendrücken und erst dann erwärmen.
Diese Möglichkeit, die Teile erst längere Zeit nach der Vorbehandlung zu vereinigen, ist besonders dann von Wert, wenn man die einzelnen Stücke nicht am Ort der Erzeugung miteinander verbinden kann, oder wenn der Transport grosser zusammengesetzter Stücke Schwierigkeiten bietet.
Wenn man z. B. dünne Tafeln, z. B. Filterplatten, in der Richtung ihrer Flächenausdehnung aneinander befestigen will, ist es nicht zweckmässige sie nur durch die aufeinanderstossenden Flächen geringer Ausdehnung zu verbinden, sondern es empfiehlt sich, die Naht durch eine vorzugsweise ebenfalls aus mikroporösem Kautschuk bestehende Leiste zu überdecken, wie das in der Fig. 1 im Querschnitt und in Fig. 2 in der Aufsicht dargestellt ist. In den Figuren sind diejenigen Stellen, an denen durch Wärmebehandlung der Kautschuk in den klebrigen Zustand übergeführt worden ist, durch schräge Schraffierung angedeutet.
Man verfährt zweckmässig so, dass man die Tafeln A an den Stellen, die mit der Leiste B in Berührung kommen sollen (0 in Fig. 3) und die Leiste selbst auf den Flächen, mit denen Tafeln und Leiste aneinander befestigt werden sollen, der Hitzebehandlung unterwirft, die Tafeln so nebeneinanderlegt, dass die vorbehandelten Stellen aneinanderstossen, die Leiste derart auflegt, dass ihre vorbehandelte Fläche die vorbehandelten Stellen der Platten bedeckt und dann die Vereinigung in der geschilderten Weise vornimmt. Mit besonderem Vorteil kann eine derartige Arbeitsweise benutzt werden, wenn es sich um das Ausbessern schadhaft gewordener mikroporöser Filter handelt.
Wie Versuche gezeigt haben, liegt die Erweichungstemperatur des mikroporösen Kautschuks um so höher, je höher sein Gehalt an Schwefel ist. Infolgedessen können die Verbindungsstellen um so höherer Temperatur ausgesetzt werden, je schwefelreicher der Kautschuk ist, oder bei Verbindung durch Leisten, je höher deren Schwefelgehalt ist. Durch Anwendung von Leisten mit hohem Schwefelgehalt kann man auch Stücke mit geringem Schwefelgehalt so verbinden, dass die Verbindungsstellen hohe Temperaturen aushalten. Dies ist insofern von Bedeutung, als man häufig den Schwefelgehalt der zu verbindenden Stücke selbst nicht zu hoch wählen darf, denn mit dem Steigen des Schwefelgehaltes geht ein Ansteigen der Sprödigkeit des Materials Hand in Hand.
Die Temperaturbeständigkeit der Verbindungsstellen ist z. B. von Wichtigkeit für mikroporöse Filter, da es von ihr abhängt, für wie heisse Flüssigkeiten die Filter benutzbar sind. Den Einfluss, den der Schwefelgehalt auf sie ausübt, zeigt folgende Tabelle.
Filterplatten mit 25% Schwefel, die mit Klebstreifen verschiedenen Schwefelgehalts zusammengefügt waren, blieben mit 5% iger Phosphorsäurelosung benutzbar, bei einem Schwefelgehalt des Klebstreifens
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<tb> von <SEP> 20% <SEP> bis <SEP> zu <SEP> zirka <SEP> 600
<tb> ei <SEP> 25%""700
<tb> 30% <SEP> 800
<tb> 72 <SEP> 35%"ei"950
<tb> 40% <SEP> 1000.
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Diese Zahlen geben qualitativ ein Bild von den Verhältnissen. Allgemeine Gültigkeit kommt ihnen nicht zu, da die Werte, die man findet, in hohem Masse von der Beschaffenheit des mikroprösen Kautschuks abhängen, insbesondere von seiner Porosität und Porengrösse und der Vorbehandlung bei der Herstellung.
Die Anwendbarkeit des Verfahrens ist keineswegs auf die Verbindung von mikroporösen Kautsehuk- stückchen miteinander beschränkt. Es kann zur Verbindung von mikroporösem Kautschuk mit den verschiedensten anderen Materialien dienen, z. B. mit Metall, Holz, Glas, Beton, dichtem Kautschuk, Kork und andern mehr.
Man braucht die in der beschriebenen Weise angeschmolzenen Flächen des mikroporösen Kautschuks nur auf den damit in Verbindung zu bringenden Körper unter Erwärmung über die Erweichungstemperatur der vorbehandelten Schicht aufzudrucken und dann, zweckmässig unter Druck, abkühlen zu lassen, um ein überaus festes Haften zu erzielen. Da der mikroporöse Kautschuk unter dem Einfluss der Wärme weich und dehnbar wird, ist es möglich, auch komplizierte Oberflächen damit nach dem Verfahren der Erfindung zu belegen. So gelingt es z. B. leicht, Metalltüre mit nicht ebnen Oberflächen, z.
B. mit hervorstehenden Nietenköpfen, unter Beibehaltung der Oberfläehengestalt mit einer Schicht von porösem Kautschuk zu bekleiden, wenn man auf die Tür eine vorbehandelte Platte von mikroporösem Kautschuk mit der behandelten Fläche unter Erwärmen aufdrückt. Am zweckmässigsten bedient man sich bei Aus- übung des Druckes eines Negativs der zu bekleidenden Fläche.
Wegen der hohen Klebkraft, die der geschmolzene mikroporöse Kautschuk entwickelt, ist das Verfahren auch mit ausgezeichnetem Erfolge zur Verbindung anderer Körper miteinander verwertbar.
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