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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Imprägnierung von dicken und dichten Faserstoffprodukten mit Kautschukmilch (Latex).
Es ist bekannt, Fäden und Gewebe mit Kautschuk auf der Basis von organischen Lösungsmitteln, wie Benzol, Benzin, Tetrachlorkohlenstoff u. dgl., zu imprägnieren. Auch ist es bekannt, Textilfasern und feine Gespinste, die während der folgenden Herstellungsprozesse als Halbfabrikate für die Herstellung von Geweben u. dgl. dienen, mit Latex zu imprägnieren.
Aus der österr. Patentschrift Nr. 84510 und der britischen Patentschrift Nr. 316335 ist ferner die Imprägnierung von Geweben in geschlossenen Imprägnierungskesseln mittels Vakuum und darauffolgendem Druck bekannt. Mit diesen bekannten Verfahren ist es jedoch unter Anwendung der hier vor-
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Innere der Gewebe, Riemen u. dgl. zu erzielen.
Durch die deutsche Patentschrift Nr. 169401 ist ferner bekanntgeworden, Gewebe mittels einer Reihe von Kalandern auf mechanischem Wege zu strecken und zu öffnen unter gleichzeitiger Anwendung von Wärme. Dieses Verfahren ist für Lateximprägnierung nicht anwendbar, da der Latex lediglich in diegrossenÖffnungen undPoren, nicht aber in das Innere der einzelnen Fäden des Gewebes, insbesondere wenn diese stark gezwirnt sind, eindringen würde.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mittels dessen dicke und dichte Produkte aus Faserstoff mit Latex durch und durch imprägniert werden können. Die Erfindung besteht darin, dass Latex, vorzugsweise in konzentrierter Form, mit einem Druck von mehr als etwa 50Atm. in geschlossenen Behältern in die zu imprägnierenden Produkte hineingepresst wird. Um eine starke Reibung beim Eindringen des Latex ins Innere der Gewebe und dementsprechend eine schnelle Koagu1ie- rung des Latex zu vermeiden, besteht die Erfindung weiter darin, dass dem Latex zur Erhöhung seiner Viskosität und zwecks Vermeidung einer durch Reibung bedingten frühzeitigen Koagulation viskositätserhöhende Schutzstoffe, beispielsweise Pflanzenschleime, beigemischt werden.
Bei den verwendeten hohen Drucken besteht eine grosse Explosionsgefahr. Um diese zu beseitigen, werden dem Latex gemäss der Erfindung geeignete chemische Stoffe, beispielsweise Wasserglas oder Paraffin in kolloidaler Emulsion, zugesetzt. Die Erfahrung hat gezeigt, dass diese Massnahme im Vereine mit dem Zusatz des die Viskosität erhöhenden Schutzstoffes unbedingt notwendig ist, denn ohne eine solche treten oft heftige Explosionen auf, deren tatsächliche Ursache noch nicht ermittelt ist ; doch dürften sie auf eine durch die hohe Reibung bedingte spantane Verkrackung des Kohlenwasserstoffes zurückzuführen sein.
Weitere Merkmale der Erfindung sind weiter unten beschrieben.
Der durch die Erfindung erzielte technische Fortschritt gegenüber den bekannten Imprägnierungsverfahren auf der Basis von benzinhältigen Kautschuklösungen besteht darin, dass das erfindungsgemässe Verfahren die Erzielung eines sehr hohen Kautschukgehaltes ermöglicht.
Gegenüber der eingangs erwähnten Imprägnierung von Textilfasern und Gespinsten bietet das Verfahren gemäss der Erfindung den Vorteil, dass die Imprägnierung wesentlich verbilligt wird, da man die Textil-oder allgemein Faserstoffprodukte auf den gewöhnlichen Maschinen fertigstellen und sodann nachträglich in einfacher Weise mit Latex durch und durch imprägnieren kann, wobei die imprägnierten Produkte eine aus Faserstoffen und Latex bestehende kompakte Masse bilden, während bei dem be-
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kannten Verfahren der Imprägnierung einzelner Fasern die Fäden im Endprodukt ohne Verbindung durch Latex nebeneinanderliegen.
Die Haltbarkeit der durch das erfindungsgemässe Verfahren behandelten Produkte ist eine mehrfache derjenigen von nicht imprägnierten Produkten. Auf Grund dieser durch die erfindungsgemässe Imprägnierung erzielten grösseren Haltbarkeit lassen sich geringere Qualitäten für die Faserstoffe verwenden, wobei trotzdem das fertige Produkt wesentlich widerstandsfähiger ist als die bisherigen nicht imprägnierten.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist nachstehend im einzelnen beschrieben.
Dem Latex müssen Stoffe zugesetzt werden, die seine Viskosität erhöhen und gleiel zeitig als Stabilisierungsmittel dienen, damit beim Eindringen in die Produkte die Reibung auf ein Minimum herabgesetzt wird und dadurch eine frühzeitige Koagulierung verhindert wird.
Es gibt verschiedene hiefür geeignete Stoffe, z. B. die verschiedenen, in Wasser löslichen Kautschuksorten, wie Caraya, Gummiarabikum, Tragant und auch die Ausquellungen aus verschiedenen Sämereien, wie Leinsamen u. dgl. Es hat sich aber herausgestellt, dass neben aufgequollenem Sago ganz besonders die Säfte gewisser Kaktuspflanzen, sowohl zur Erhöhung der Viskosität beitragen, als auch eine hervorragende stabilisierende Wirkung haben, so dass selbst Alkohol in kleinen Quantitäten zusammen mit diesen Säften dem Latex beigefügt werden kann, ohne dass eine Koagulierung eintritt. Unter den sehr zahlreichen verschiedenen Kaktusarten müssen naturgemäss diejenigen ausscheiden, deren Säfte sauer sind und aus diesem Grunde koagulierend wirken würden.
Es gibt aber andere Kaktusarten und vor allem die verschiedenen Arten der Familie der indianischen Feigen, die auch unter dem Namen "Nopal"bekannt sind und deren botanischer Name"nopalea coceinellifera"ist. Diese Pflanze hat einen sehr reichen, vollkommen neutralen Saft, der dem Latex die für den vorliegenden Zweck nötige Viskosität und Stabilität gibt. Ausserdem kann dann noch zur Erhöhung der Viskosität und zur weiteren Stabilisierung von Latex eine 20% igue Lösung von wasserlöslichen Ölen beigefügt werden. Unter allen erprobten Ölen wurde Rizinusölseife als besonders geeignet ermittelt. Ausserdem kann Leinöl hinzugefügt werden, da es nach erfolgter Imprägnierung trocknen wirkt.
Während diese Stoffe dem Latex nach und nach zugesetzt werden, ist es zu empfehlen, gleichzeitig etwas Ammoniakwasser hinzuzugeben, um zu vermeiden, dass sich auf der Oberfläche des Latex eine Haut bildet. Der auf diese Weise vorbereitete Latex wird auch bei hohem Druck und sehr starken Reibungen nicht mehr koagulieren. Eine sehr gut anzuwendende Mischung ist folgende :
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<tb>
<tb> Latex <SEP> mit <SEP> 60% <SEP> Trockenkautschiik <SEP> 80 <SEP> Teile
<tb> Saft <SEP> des <SEP> Nopal-Kaktus <SEP> 15 <SEP>
<tb> Rizinusölseife................................. <SEP> 5, <SEP> ;
<tb> Leinöl, <SEP> roh <SEP> oder <SEP> gekocht....................... <SEP> 5 <SEP>
<tb> Ammoniakwasser............................ <SEP> l
<tb>
Dieser Mischung werden dann noch die zum Vulkanisieren nötigen Stoffe zugesetzt, wie Schwefel, Zinkoxyd, Beschleuniger und Alterungssehutzmittel.
Nachdem der Latex vollständig stabilisiert ist und eine hohe Viskosität hat, werden ihm noch weitere Stoffe beigemischt, die das Eindringen bis in die Fasern der Gewebe unterstützen. Derartige Mittel sind bekannt und werden vor allem in der Färberei von Textilien verwandt, um die Farben besser eindringen zu lassen oder haftend zu machen.
Weiter wird dem Latex kohlensaures Ammoniak beigemengt, welches schon bei geringeren und unschädlichen Temperaturen grosse Mengen Gas erzeugt, was also bei einer innigen Vermischung eine starke Porenbildung im Inneren des Gewebes zur Folge hat. Bei steigendem inneren Gasdruck werden die diese Poren einschliessenden Gummihäutchen zerreissen, und durch die sich dadurch öffnenden Kanäle kann also die Feuchtigkeit in Form von Wasser oder Dampf entweichen. Die Menge des kohlensauren Ammoniaks beträgt etwa 3-5%.
Zum Schluss wird zwecks sicherer Vermeidung von Explosionen bei hohem Druck als entsprechendes Schutzmittel etwa 5% Wasserglas zugesetzt, wodurch nach angestellten Versuchen auch bei Überschreiten eines Druckes von 800 Atm. Zersetzungen und Explosionen vermieden werden.
Als Norm der vollständigen Mischung kann folgende gelten :
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<tb>
<tb> Latex <SEP> mit <SEP> 60% <SEP> Trockengehalt......................... <SEP> 80 <SEP> Teile
<tb> Saft <SEP> des <SEP> Nopal-Kaktus............................... <SEP> 15 <SEP> " <SEP>
<tb> Rizinusölseife......................................... <SEP> 5
<tb> Ammoniakwasser <SEP> 3 <SEP>
<tb> Wasserglas <SEP> 6 <SEP>
<tb> Leinöl <SEP> 6 <SEP>
<tb> kohlensaures <SEP> Ammoniak <SEP> 4 <SEP>
<tb> kolloidaler <SEP> Schwefel <SEP> 2 <SEP>
<tb> kolloidales <SEP> Zinkoxyd.................................. <SEP> 6 <SEP>
<tb> Pentamethylendithiocarbamin-saures <SEP> Piperidin............ <SEP> 0'5 <SEP>
<tb> Dithiocarbamat <SEP> des <SEP> Cyclohexylaethilamins <SEP> 0'5" <SEP>
<tb> Diphenylguanidm....................................
<SEP> 0'5"
<tb>
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Die zu imprägnierenden Stoffe müssen möglichst säurefrei sein. Wenn sie leicht säurehaltig sind, wie z. B. Esparto, ist es sehr zu empfehlen, die Produkte vor der Imprägnierung zu waschen und zu neutralisieren, etwa mit kohlensaurem Natron.
Die Zeichnung stellt eine Anlage dar, mit der die Imprägnierung nach dem vorliegenden Verfahren ausgeführt werden kann. 1 ist ein starkwandiger Imprägnierungsbehälter, 2 ist ein Latexvorratsbehälter, 3 ist die Vakuumpumpe, 4 ist ein Dreiweghahn, 5 ist ein Absperrventil und 6 und 7 sind Kontrollventile in den Deckeln der beiden Behälter. 8 ist eine hydraulische Druckpumpe, 9 ein Druekbehälter mit einem Kolben 10, auf den das Druckwasser wirkt, und einem Kolben 11, der auf den Latex drückt. 12 ist die Druckwasserkammer und 13 ist der Raum für den unter Druck stehenden Latex. 14 ist eine durch die Differenz der Durchmesser der beiden Kolben 10 und 11 sich ergebender Hohlraum, 15, 16, 17 und 19 sind vier Absperrhähne und 18 ist ein Auslasshahn.
Die Einrichtung wirkt in folgender Weise :
Bei Beginn ist der Behälter 2 mit präpariertem Latex gefüllt und der Behälter 1 leer. Das zu imprägnierende Material wird nun in den Behälter 1 hineingebracht und darauf der Deckel und die Hähne 5, 7 und 17 geschlossen, 19 geöffnet und durch die Vakuumpumpe die Luft aus dem Behälter 1 bis zu der technisch möglichen Grenze entfernt. Sobald dies erreicht ist, wird der Hahn 19 geschlossen und durch Öffnung des Hahnes 5 der Behälter 1 mit Behälter 2 verbunden. Der Latex dringt von unten in den Imprägnierungsbehälter 1 ein und füllt diesen vollkommen, nachdem das Ventil 6 im Deckel des Behälters 2 geöffnet worden ist und somit der atmosphärische Druck auf den Inhalt des Kessels 2 wirken kann.
Daran anschliessend wird der Hahn 17 geöffnet und der Kolben 11 geht unter der Wirkung des Druckwassers, welches durch das Ventil 15 in den Zwischenraum 14 eintritt, nach unten, wodurch
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und 18 geöffnet und dadurch Druck unter den Kolben 10 gegeben, wodurch der Latex aus der Kammer 13 bei geöffnetem Ventil 7 in den Behälter 1 eindringt, bis Latex aus dem Hahn 7 austritt, wodurch die
Garantie gegeben ist, dass keine Luft mehr im Behälter 1 vorhanden ist. Dann wird der Hahn 7 ge- schlossen und nun kann der Druck im Inneren des Behälters 1 auf die gewünschte Höhe gebracht werden.
Der Druck ist je nach Art der zu imprägnierenden Stoffe verschieden und beträgt in der Regel etwa
200 Atm., muss jedoch bei sehr dicken und sehr dichten Produkten, wie z. B. bei den dicken Sehiffstauen, auf über 800 Atm. gebracht werden.
Dagegen reicht bei sehr offenen Geweben oder Geflechten, wie z. B. bei den Flechtsohlen aus Jute oder Esparto, auch ein Druck von 50 oder 60 Atm. aus. Unterhalb dieser
Druckhöhe werden aber mit keinem Produkt zufriedenstellende Resultate erzielt.
Vorzugsweise wird die Imprägnierung bei einer Temperatur zwischen 50 und 60 C vorgenommen, weil bei dieser Temperaturhöhe die Viskosität aller in der Mischung vorhandenen Bestandteile den für den Zweck der Imprägnierung günstigsten Wert hat.
Die Dauer der Druckimprägnierung hängt von der Beschaffenheit und Dicke der Produkte ab und muss für jeden einzelnen Fall durch Versuch bestimmt werden. Als Anhalt sei gesagt, dass Flechtsohlen bei 70 Atm. Druck in 5-10 Minuten vollkommen durchtränkt sind, während Taue mit 7 cm Durchmesser bei 100 Atm. Druck auch bei längster Dauer nicht bis ins Innere imprägniert werden können und bei 800 Atm. noch eine halbe Stunde Imprägnierzeit benötigen.
Während der Imprägnierung wird durch die Vakuumpumpe der Behälter 2 oberhalb des sich gegebenenfalls noch darin befindlichen Latex luftleer gepumpt. Nach beendeter Imprägnierung wird der Latex durch das entstandene Vakuum vom Behälter 1 in den Behälter 2 zurückgesaugt.
Im Anschluss an die Imprägnierung werden die aus dem Kessel 1 herausgenommenen Produkte je nach Beschaffenheit verschiedenen Behandlungen unterworfen, deren Grundlinien allerdings stets dieselben bleiben : Zunächst wird die Oberfläche durch irgendein mechanisches Mittel von dem daran anhaftenden, dickflüssigen Latexpräparat befreit. Dies kann, je nachdem, ob es sich um breitgeführte Stoffe oder um Schnüre oder Taue handelt, zwischen schabende Messern oder profilierten Walzen, durch die die Produkte fortlaufend geführt werden, geschehen, wodurch die Oberfläche von dem überflüssigen Latex befreit wird. Einzelne Sohlen müssen Stück für Stück zwischen Walzen geführt und der Latex abgequetscht werden.
Daran anschliessend wird das Produkt zwecks Entfernung des Wassers durch Aufblähen des im Inneren enthaltenen kohlensauren Ammoniaks einer Erhitzung unterworfen, die wieder je nach der äusseren Beschaffenheit des Produktes auf verschiedene Weise durchgeführt werden kann. Der Zweck ist aber stets der, durch eine nicht übermässige Erhitzung eine starke Gaserzeugung hervorzurufen, wodurch die gesamte, im Innern enthaltene Feuchtigkeit zusammen mit dem Gas entweichen kann. Wenn endlose Produkte, wie Riemen oder Taue, erhitzt werden sollen, so geschieht dies am besten, indem sie durch ein entsprechend langes, von aussen geheiztes Rohr stetig hindurchgeführt werden, so dass beim Austritt der Trockenprozess beendet ist. Kleine Stücke, etwa Sohlen, können durch den erwärmten Tunnel auf einer stetigen Förderanlage befördert werden.
Es ist zu empfehlen, die Produkte, bevor sie nach dem Abstreichen der ersten dicken Schicht mit weiteren Einrichtungen in Berührung kommen, oberflächlich zu koagulieren, wozu sich ausser den anderen Koagulierungsmitteln vor allem Alkohol eignet, da Alkohol vollkommen verdampft und keine Rück-
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handen ist, behält dieser noch seine volle Klebrigkeit, und auch durch das Verdampfen des Wassers durch die geöffneten Poren wird eine, eine sehr schnelle Vulkanisation bewirkende Temperatur nicht erreicht, so dass sofort nach völliger Entfernung des Wassers der Latex noch nicht vulkanisiert und somit eine vollkommene und endgültige Schliessung der Poren möglich ist.
Die Schliessung der Poren geschieht sinngemäss dadurch, dass man die Produkte nicht allzu schnell zwischen zwei Druckwalzen hindurchleitet. Im Anschluss daran werden die nunmehr fertig imprägnierten und wasserfreien Produkte nach irgendeinem der bekannten Vulkanisierungsverfahren unter Anwendung der dazu nötigen Hitze vulkansiert. Bei der oben angeführten Mischung geschieht dies schon bei einer Erhitzung von weniger als 100 C.
PATENT-ANSPRUCHE :
L Verfahren zum Imprägnieren von dicken und dichten Faserstoffgegenständen mit Kautschukmilch unter Anwendung von Überdruck, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstoffgegenstände mit
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wie Wasserglas, versetzten Kautschukmilch bei einem Druck von mehr als etwa 50 Atmosphären, vorzugsweise bei einer Temperatur zwischen 50 und 700 C imprägniert werden.