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Verfahren zur Herstellung von Fäden, Schläuchen und ähnlichen Gebilden, die aus Kautschuk oder kautsehukartigen Stoffen bestehen oder Kautschuk oder kautschukartige Stoffe enthalten, aus wässerigen Dispersionen von Kautschuk od. dgl.
Die vorliegende Erfindung bezieht sieh auf die Herstellung von Waren, die aus Kautschuk od. dgl. Stoffen bestehen oder solche Stoffe enthalten, und insbesondere auf ein Verfahren zur Herstellung von Fäden, Schläuchen u. dgl. Gebilden aus wässerigen Dispersionen von Kautschuk und kautschuk- artigen organischen Stoffen.
In der britischen Patentschrift 311844 ist ein Verfahren zur Herstellung von Fäden und Schläuchen aus Kautschuk oder kautschukartigem Material, ausgehend von wässerigen Dispersionen, beschrieben, das darin besteht, dass man die Dispersionen durch Öffnungen oder Düsen von beliebiger Gestalt in ein wasserentziehendes, verfestigendes (koagulierend wirkendes) Bad austreten lässt, dessen Wirksamkeit zum Teil oder zur Gänze auf stetiger, in die Tiefe reichender osmotischer Wirkung beruht.
Gemäss dem älteren Verfahren kommt als wasserentziehende und verfestigende (koagulierend wirkende) Flüssigkeit vorzugsweise eine warme konzentrierte Lösung eines Salzes oder eines andern leichtlöslichen Stoffes von der in der britischen Patentschrift 303544 angeführten Art in Betracht, beispielsweise die konzentrierten Lösungen von Salzen der Alkalimetalle und des Ammoniums, z. B. Natriumchlorid, Ammoniumchlorid oder Ammoniumazetat oder Mischungen solcher Salze, mit oder ohne
Zusatz einer Säure, wie Essigsäure, oder einer Mischung von Säuren.
Arbeitet man mit wasserentziehenden und verfestigenden (koagulierend wirkenden) Flüssigkeiten, die annähernd neutral sind, so ist es für die Herstellung von Fäden niederer Nummern (groben Fäden) im allgemeinen von Vorteil, die wasserentziehende und verfestigende (koagulierend wirkende) Flüssigkeit bei Temperaturen von 80-85 C, für die Herstellung von Fäden hoher Nummern (feinen Fäden) die erwähnten Flüssigkeiten bei Temperaturen über etwa 40 zu verwenden. Es ist jedoch wünschenswert, bei möglichst tiefer Temperatur arbeiten zu können.
Obwohl der blosse Zusatz von Säure zur wasserentziehenden und verfestigenden (koagulierend wirkenden) Flüssigkeit das Arbeiten bei tieferer Temperatur gestatten würde, hat es sieh doch als wünschenswert herausgestellt, insbesondere, wenn man wässerige Dispersionen von Kautschuk od. dgl. ohne wesentlichen äusseren Druck oder hydrostatischen Druck durch Öffnungen oder Düsen austreten lässt, eine wasserentziehende und verfestigende (koagulierend wirkende) Salzlösung zu verwenden, welche auf die Oberfläche des Latexstromes im Augenblick, in welchem er die Öffnung oder Düse verlässt, nur so weit eine verfestigende Wirkung ausübt, dass die Form des Gebildes erhalten bleibt und nur die Bildung eines lockeren permeablen Koagulates bewirkt wird.
Es wurde z. B. vorgeschlagen, nicht faserige Fäden herzustellen, indem man Latex unmittelbar in ein koagulierendes Bad von Essigsäure, mit oder ohne Zusatz von Zinkazetat, oder in ein koagulierendes Bad, das nur aus Alkohol besteht, austreten lässt, aber solche Koagulierungsmittel wirken augenblicklich stark koagulierend auf den Latexstrahl, unmittelbar nachdem er aus der Öffnung austritt. Obwohl dieses Verfahren im allgemeinen hinreichend gute Resultate gibt, genügt es nicht, für die Herstellung von Fäden niederer Nummern (grober Fäden).
Bei Fäden, die beispielsweise einen Durchmesser von über yo Zoll (1'3 mm) besitzen, besteht eine beträchtliche Neigung der zähen Haut des Koagulums, die sich rund um den austretenden Latexstrahl ausbilden kann, die Verfestigung des Fadeninneren zu verhindern.
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Dies kann eine längere Behandlung in der koagulierenden Lösung notwendig machen, ehe der Faden sicher weiterbehandelt werden kann, ohne die Gefahr, dass er beim Trocknen in der Hitze Blasen bekommt oder bei der mechanischen Behandlung beschädigt wird. Anderseits gibt ein schwaches, zartes Koagulat nicht Anlass zur Ausbildung einer starken Haut.
Den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet eine Abänderung des in der britischen Patentschrift 311844 beschriebenen Verfahrens mit dem Ziele, die Geschwindigkeit der Bildung von Fäden u. dgl. zu erhöhen und es zu ermöglichen, den Prozess lange Zeit kontinuierlich ohne genaue Überwachung durchzuführen.
Das Verfahren gemäss der vorliegenden Erfindung zur Herstellung von Fäden, Schläuchen und ähnlichen Gebilden, die aus Kautschuk oder kautschukartigen Stoffen bestehen oder Kautschuk oder kautsehukaitige Stoffe enthalten, aus wässerigen Dispersionen von Kautschuk od. dgl., wobei man die wässerigen Dispersionen durch Öffnungen oder Düsen beliebiger Gestalt austreten lässt und mit einem wasserentziehenden und verfestigenden (koagulierend wirkenden) Bad in Berührung bringt.
dessen Wirksamkeit zum Teil oder zur Gänze auf stetiger, in die Tiefe reichender osmotiseher Wirkung beruht, ist dadurch gekennzeichnet, dass als wasserentziehende und verfestigende (koagulierend wirkende) Flüssigkeit eine Mischung verwendet wird, die aus einer konzentrierten Lösung eines stark dissoziierten Salzes einer schwachen Säure und der schwachen Säure selbst besteht, die zweckmässig in solcher Menge zugesetzt ist, dass der Ph-Wert des Mediums nicht niedriger als 5 ist, vorzugsweise zwischen 5 und 6-5 liegt. während den Dispersionen Verbindungen einer schwachen Säure mit einer schwachen Base zugesetzt werden, welche in Berührung mit den schwachsauren Medien zu Stoffen umgesetzt werden, die in den wässerigen Dispersionen eine Koagulation bewirken.
Die wasserentziehenden und verfestigenden (koagulierend wirkenden) Flüssigkeiten, die gemäss
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einem wesentlichen Grade jeder Veränderung ihrer Wasserstoffionenkonzentration bei mässigem Zufügen von Hydroxylionen oder Wasserstoffionen widerstehen, sind als Pufferlösungen bekannt. Bekanntlich wird ferner die Wasserstoffionenkonzentration dieser Lösungen auch durch Verdünnen nur wenig geändert. Es ist also leicht möglich, in bekannter Weise Lösungen von bestimmter Wasserstoffionen- konzentration aus Salzen und Säuren herzustellen.
Als Beispiele für derartige an sich unwirksame Verbindungen einer schwachen Säure mit einer schwachen Base, die man den genannten Dispersionen beimischt, damit sie eine rasehe Verfestigung des Fadens bewirken, wenn sie mit den angesäuerten wasserentziehenden und verfestigenden (koagulierend wirkenden) Lösungen in Berührung kommen, seien die Ammonium-und Äthanolaminseifen von Fett- säuren oder von Kollophonium angeführt. Setzt man den genannten Dispersionen derartige Stoffe zu, so wird durch Wechselwirkung mit der wasserentziehenden und verfestigenden (koagulierend wirkenden) Flüssigkeit innerhalb dieser Dispersionen ein Koagulationsmittel in situ gebildet, wodurch die Koagulierung im Kerne des Fadens beschleunigt (und verstärkt) wird.
Arbeitet man gemäss der vorliegenden Erfindung, so zeigt es sich, dass die Austrittsgeschwindigkeit bei gegebener Flüssigkeitshöhe wächst, dass das Fehlen einer raschen Verfestigung unmittelbar an den Öffnungen oder Düsen die Gefahr teilweiser oder völliger Verlegung der Öffnungen vermindert, und ferner, dass man bei gegebenem Querschnitt der Öffnung durch Änderung des Niveaus der Öffnung in bezug auf die Oberfläche der koagulierenden Lösung die Stärke der Fäden zwischen weiteren Grenzen variieren kann, als dies bei Verwendung eines aktiveren (stärkeren) Koagulationsmittels möglich ist.
Ein weiterer Vorteil, der durch die Verwendung eines koagulierenden Bades, dessein grösser als 5 ist, erzielt wird, besteht darin, dass die Gefahr der Ausbildung von Hohlräumen im Faden. die auf der Zersetzung von durch Säuren unter Gasentwicklung zersetzliche Stoffen, z. B. von Sulfiden und Karbonaten, beruht, bedeutend herabgesetzt wird.
Die Dispersionen, die für das Verfahren Anwendung finden können, sind solche, die aus Kautschuk, Guttapercha, Balata od. ähnl. natürlichen oder künstlichen Stoffen bestehen oder solehe Stoffe enthalten.
Solche künstlich hergestellte wässerige Dispersionen umfassen unter anderem Dispersionen von koaguliertem Kautschuk, vulkanisiertem Kautschuk, synthetischem Kautschuk, Kautschukabfällen oder Regenerat. Nach Bedarf kann jede der genannten Dispersionen für sich oder in Mischung mit ändern verwendet werden.
Jede der genannten Dispersionen kann die gebräuchlichen Zusatzstoffe (Mischungsbestaudteile) enthalten und/oder in konzentrierter Foim verwendet werden.
Auch können Konzentrate verwendet werden, wie man sie nach den Verfahren der britischen Patentschriften 290313 und 219635 erhält und welchen ein oder mehrere der gebräuchlielhen Mischungs- bestandteile zugesetzt sein können.
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Es ist experimentell erwiesen worden, dass, wenn beispielsweise Ammoniumoleat als solches zu einer konzentrierten Lösung von Ammoniumazetat und Essigsäure zugefügt wird, welcher Essigsäure in solchen Mengen zugesetzt ist, dass der ph-Wert der Flüssigkeit nicht niedriger als 5 ist, freie Ölsäure gebildet wird, wie man an den öligen Tropfen von Ölsäure sehen kann. die an die Oberfläche aufsteigen.
Es wurde auch gezeigt, dass bei Zufügen von Ölsäure in Form einer wässerigen Dispersion zu einem geblasenen Kautschuklatex, der sehr kleine Mengen oder überhaupt kein Ammoniak enthält, innerhalb von 24 Stunden Koagulation des Latex eintritt.
Ferner wurde experimentell festgestellt, dass das hier beschriebene wasserentziehende und ver- festigende (koagulierend wirkende) Bad an sich nicht dazu ausreicht, eine befriedigende Koagulation des Latex zu bewirken, insbesondere wenn bei normalen Temperaturen gearbeitet wird. Ein derartiges
Bad kann eine unbedeutende Koagulation bewirken oder kann ein weiches Koagulum hervorrufen, das keinen fortlaufenden Faden zu bilden imstande ist oder nicht zur Entfernung aus dem verfestigenden
Bad geeignet ist. Der Zusatz von beispielsweise Ammoniumoleat zum Latex führt anderseits zu einer veistärkten Koagulation, wenn die mit diesem Zusatz versehene Kautschukdispersion mit dem wasser- entziehenden und verfestigenden (koagulierend wirkenden) Bad in Berührung gebracht wird.
Daraus
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Reaktion innerhalb des Fadens besteht vermutlich in der Zersetzung von beispielsweise Ammoniumoleat durch das schwachsaure, wasserentziehende und verfestigende Bad, wodurch im Innern des Fadens in situ freie Ölsäure in genügender Menge gebildet wird. um im Innern des Fadens eine Koagulation zu bewirken.
Diese Wirkung ist, wie Versuche gezeigt haben, nicht von der Anwesenheit eines zweiten Stoffes im Faden, wie z. B. Zinkoxyd, abhängig, der imstande sein kann, durch Reaktion mit dem an sich unwirksamen Stoff Ionen mit koagulierender Wirkung zu bilden.
Die folgenden Beispiele zeigen, wie das Verfahren bei der Herstellung von Faden Nr. 30 und Nr. 20 (0-9 mm und 1-3 mm Durchmesser) ausgeführt werden kann.
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EMI3.3
<tb>
<tb> Kautschuk <SEP> ............................. <SEP> 92#5 <SEP> Gewichtsprozent
<tb> Schwefel <SEP> ............................ <SEP> 2-5
<tb> Zinkoxyd <SEP> 2-5
<tb> Antioxydantien <SEP> .................. <SEP> 1#0
<tb> Beschleuniger <SEP> ................... <SEP> 0-5
<tb> Ammoniumoleat <SEP> ................. <SEP> 1-0
<tb>
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Viskosität gebracht :
Man gibt 180 cm3 der Mischung in ein zylindrisches Gefäss mit einem Durchmesser von 5-2 cm, das eine röhrenförmige Ausflussöffnung von 0#318 cm Durchmesser und 1#4 cm Länge besitzt.
Man beobachtet die Zeit, die die ersten 50 cm3 benötigen, um aus der Öffnung auszufliessen, und fügt so lange 0-25% igue Ammoniaklösung zur Mischung zu, bis die Ausflusszeit für 50 ew bei 200 C 25 Sekunden beträgt.
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aufweisende) wässerige, wasserentziehende und verfestigende (koagulierend wirkende) Lösung von der folgenden Zusammensetzung fliessen :
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<tb>
<tb> Natriumchlorid <SEP> .............. <SEP> 200 <SEP> g <SEP> im <SEP> Liter
<tb> Ammoniumacetat <SEP> ........... <SEP> 300 <SEP> g <SEP> # <SEP> #
<tb> Essigsäure <SEP> ............... <SEP> 60 <SEP> g <SEP> # <SEP> #
<tb>
Diese Lösung weist einen Ph-Wert von 5'3 auf, bestimmt mit der Chinhydron-Elektrode.
Der so gebildete Faden ist, nachdem er 30 Sekunden mit dem verfestigenden Bade in Berührung war.
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doch wird die Temperatur des wasserentziehenden und verfestigenden (koagulierend wirkenden) Bades auf 45 C erhöht. Der Faden ist nach 30 Sekunden Eintauchzeit verfestigt.
Verfährt man gemäss der vorliegenden Erfindung, so kann man durch lange Zeitperioden Fäden von
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Die Konzentration des Bades an dem stark dissoziierenden Salz einer schwachen Säure kann verschieden sein, beispielsweise bei Ammoniumacetat von 10% bis zur Sättigungskonzentration variieren. Die Pufferlösung, z. B. die Lösung von Ammoniumacetat und Essigsäure, wird zunächst in der gewünschten Zusammensetzung hergestellt und hierauf kann gewünschtenfalls Kochsalz zugegeben werden. Der Gehalt des Bades an Kochsalz kann zwischen Null und der Höchstmenge, die sich in der Pufferlösung löst, schwanken.
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Ein Zusatz von mehr als 1% kann Schwierigkeiten hervorrufen, da dieser Stoff ein gutes Dispergierung- mittel ist. Beispielsweise hat sich gezeigt, dass ein Zusatz von 2% Ammoniumoleat die Entfernung der ) in der Mischung eingeschlossenen Luft erschweren kann.
Es empfiehlt sich, bei etwa 15 C zu arbeiten. Entscheidend für die Wahl der Arbeitstemperatur ist die Zeitdauer, die der Latexfaden in dem verfestigenden Bad verbleiben kann. Wenn man ein Bad verwendet, mit dem der Faden auf einer langen Strecke in Berührung bleibt, und den Faden langsam abziehen kann, kann die Temperatur niedrig gehalten werden. Ist hingegen nur ein kurzes Verbleiben des Fadens im Bade möglich und müssen die Operationen rasch ausgeführt werden, so muss die Temperatur erhöht werden. Es ist indessen wünschenswert, eine Temperatur von 50'C nicht zu ilbersehreiten.