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Verfahren zur Herstellung von Erzeugnissen schwammartiger oder zellförmiger Struktur aus wässrigen
Emulsionen oder Dispersionen von Kautschuk od. dgl.
Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung von Erzeugnissen aus Kautschuk od. dgl. und bezieht sich insbesondere auf die Herstellung von Erzeugnissen schwammartiger oder zellförmiger Struktur aus wässrigen Emulsionen oder Dispersionen von Kautschuk od. dgl.
Die Erfindung zielt darauf ab, ein verbessertes und einfaches Verfahren zur Herstellung von Kautschuk od. dgl. schwammartiger oder zellförmiger Struktur unmittelbar aus wässrigen Emulsionen oder Dispersionen dieser Stoffe zu schaffen. Es ist ein Verfahren zur Herstellung von Sehwammkautschuk bekannt, bei dessen Ausführung Kautschukmilch u. dgl. einer Temperatur unterhalb des Gefrierpunktes unterworfen wird, worauf man das bei dem Gefriervorgang gebildete Eis durch einen Luftstrom unter Verdampfung aus dem gefrorenen Kautschukkörper entfernt, während man die Temperatur unter dem Gefrierpunkt der Masse hält.
Die Eiskristalle verflüchtigen sich bei dieser Verfahrensweise nur langsam ; wenn sich die Eiskristalle schliesslich durch Verdampfen verflüchtigt haben, bleibt der Kautschuk in Form einer koagulierten, aber unvulkanisierten schwammigen Masse zurück. Die so erhaltene Kautschukmasse wird hernach vulkanisiert, indem sie in eine 3% ige Lösung von Chlorschwefel in Schwefelkohlenstoff eingetaucht wird, so dass also eine Kaltvulkanisation vorgenommen wird. Das Verfahren gemäss der vorliegenden Erfindung besitzt demgegenüber den Vorteil, dass es zeitsparend und erheblich einfacher durchführbar ist.
Das Verfahren gemäss der Erfindung zur Herstellung von Erzeugnissen schwammartiger oder zellförmiger Struktur, nach welchem wässrige Emulsionen oder Dispersionen von Kautschuk od. dgl. durch die Einwirkung tiefer Temperaturen verfestigt werden, besteht im Wesen darin, dass die verfestigte Masse unter solchen Bedingungen vulkanisiert wird, dass eine Verdampfung der darin enthaltenen oder neu gebildeten Flüssigkeit verhindert wird.
Nach einer besonderen Ausführungsform setzt man den wässrigen Emulsionen oder Dispersionen ein wasserlösliches Koagulationsmittel in einer Menge zu, die nicht dazu ausreicht, bei gewöhnlichen Temperaturen eine Koagulation hervorzurufen, oder in einer solchen Menge, dass bei gewöhnlicher Temperatur eine verzögerte koagulierende oder gelbildende Wirkung hervorgerufen wird. Wenn wässrige Emulsionen oder Dispersionen benutzt werden, denen kein Koagulationsmittel zugesetzt ist, so muss natürlich das Gefrierenlassen so weit durchgeführt werden, dass ein irreversibles Koagulat erhalten wird.
Setzt man die wässrigen Emulsionen oder Dispersionen so tiefen Temperaturen aus, dass eine Verfestigung der genannten Emulsionen oder Dispersionen eintritt, so bildet der Kautschuk innerhalb der gefrorenen Masse ein netzartiges Gerüst.
Wenn man wässrige Emulsionen oder Dispersionen verwendet, die ein Koagulationsmittel in einer zur Koagulierung bei gewöhnlicher Temperatur unzureichenden Menge enthalten, so steigt offenbar durch die Abscheidung von Eis während des Gefrierens die Konzentration der vorhandenen wasserlöslichen Stoffe einschliesslich zugesetzter Koagulationsmittel, so dass eine Koagulation der wässrigen Emulsionen oder Dispersionen das Gefrieren begleitet.
Der Verfestigungs-bzw. Gefriervorgang wird vorzugsweise in einer Form von der gewünschten
Gestalt vorgenommen und die Vulkanisierung wird vorzugsweise gleichfalls ausgeführt, während sich die Kautschukmischung noch in der Form befindet.
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Während der ersten Stadien des Gefrierprozesses kann man die Masse in Bewegung halten, z. B. durch Rühren. Man kann ferner das Gefrieren fördern und die endgültige Struktur des schwammartigen Erzeugnisses regeln und nach Wunsch einstellen, indem man feingemahlenes Eis oder Schnee zusetzt. beispielsweise an Stelle von Wasser zur Verdünnung auf die endgültig gewünschte Dichte. Diese Regelung kann auch durch den Zusatz von andern leicht verflüssigbaren festen Stoffen, wie beispielsweise gequollenen, reversiblen, hydrophilen Kolloiden, z. B. Gelatine, oder von schrumpffähigen festen Stoffen, wie beispielsweise Kieselsäuregallerte, deren Volumen bei einem allfälligen Wasserverlust stark zusammenschrumpft, bewirkt werden.
Die Dichte des endgültigen vulkanisierten, schwammartigen oder zellförmigen Kautschukmaterials kann somit durch blosses Einstellen der Konzentration oder Verdünnung der ursprünglichen Kautschukdispersion und/oder der Menge der zugesetzten, leicht verflüssigbaren oder schrumpfbaren festen Stoffe geregelt werden.
Das in dem erzeugten vulkanisierten Schwammkautschuk vorhandene Wasser wird vorzugsweise durch Pressen oder Zentrifugieren, gefolgt von einem Trockenprozess, entfernt, wobei eine oder mehrere Waschungen vorausgehen können.
Die Emulsionen oder Dispersionen von Kautschuk od. dgl., welche bei dem Verfahren Anwendung finden können, umfassen beispielsweise solche aus Kautschuk, Guttapercha, Balata oder ähnlichen in der Natur vorkommenden oder künstlich hergestellten Stoffen. Zu derartigen künstlichen wässrigen Dis- persionen gehören z. B. solche von koaguliertem Kautschuk, vulkanisiertem Kautschuk, synthetischem Kautschuk, Kautschukabfall oder-regenerat.
Die genannten Dispersionen können jede für sich oder in Mischung miteinander verwendet werden.
Jede der genannten Dispersionen kann die üblichen bekannten Zusatzstoffe und Vulkanisationsmittel enthalten und/oder zunächst in konzentrierter Form sein.
Konzentrate, wie solche nach dem Verfahren der britischen Patentschriften Nr. 290313 und 219635 erhalten werden und welchen einer oder mehrere der üblichen bekannten Zusatzstoffe beigemischt sein können, können gleichfalls Verwendung finden.
Beispiele von Stoffen, die verwendet werden können, um die Koagulation der Dispersionen unter der Einwirkung tiefer Temperaturen zu beschleunigen, sind : Natrium-oder Kaliumsilicofluorid, Kalziumchlorid, Magnesiumsulfat und Zinksulfat.
Ausführungsbeispiele :
1. Einem Latex, der durch Zentrifugieren auf eine Konzentration von 60% gebracht wurde, werden Zusatzstoffe beigemischt, so dass er die folgende Zusammensetzung aufweist :
EMI2.1
<tb>
<tb> Kautschuk <SEP> (in <SEP> Form <SEP> von <SEP> Latex)........ <SEP> 50 <SEP> Gewichtsteile
<tb> Schwefel <SEP> 2 <SEP> 31
<tb> Zinkdiäthyldithiokarbamat <SEP> 0. <SEP> 5 <SEP> "
<tb> Zinkoxyd.............................. <SEP> 2 <SEP> "
<tb> Gelatine <SEP> l <SEP>
<tb> Kalziumehlorid <SEP> 0-1 <SEP> je
<tb> zusätzliches <SEP> Wasser <SEP> 100 <SEP> "
<tb>
Das Kalziumehlorid wird in Form einer 1 igen wässrigen Lösung eingeführt. Die Gelatine wird gleichfalls in Form einer wässrigen Lösung zugesetzt.
Die Latexmischung lässt man hierauf, in einem Metallbehälter eingeschlossen, in einem Bad bei etwa-10 C vollständig gefrieren. Der Behälter mit seinem verfestigten Inhalt wird hierauf für die Dauer von 2 Stunden in siedendes Wasser getaucht. Der Zylinder wird hierauf geöffnet und die vulkanisierte Kautschukmasse von netzförmiger Struktur gewaschen, ausgedrückt und getrocknet.
2. Aus einem Latex, der durch Zentrifugieren bis zu einem Gesamtgehalt an festen Stoffen von 60% konzentriert wurde, wird eine Latexmischung von der folgenden Zusammensetzung hergestellt :
EMI2.2
<tb>
<tb> Kautschuk <SEP> (in <SEP> Form <SEP> von <SEP> Latex)........ <SEP> 50 <SEP> Gewichtsteile
<tb> Schwefel............................... <SEP> 2 <SEP> "
<tb> Zinkdiäthyldithiokarbamat <SEP> ............. <SEP> 0#5 <SEP> ,,
<tb> Zinkoxyd <SEP> 2 <SEP> 77
<tb> Gelatine <SEP> 2 <SEP> "
<tb> zusätzliches <SEP> Wasser <SEP> 25 <SEP> "
<tb>
Zu dieser Latexmischung werden unter Umrühren etwa 100 Teile feingemahlenes Eis zugesetzt.
Die Mischung schliesst man hierauf in eine Form von gewünschter Gestalt ein und lässt sie in einem Bad bei etwa -100 C vollständig gefrieren. Die Form mitsamt ihrem Inhalt wird hierauf für die Dauer von 2 Stunden in siedendes Wasser getaucht. Die vulkanisierte Masse von netzförmiger Struktur wäscht man hierauf, lässt sie abtropfen und trocknet sie.
Der gemäss diesem Beispiel hergestellte Schwammkautschuk ist von gröberer Struktur als der nach Beispiel 1 hergestellte ; seine Struktur ähnelt weitgehend der des natürlichen Schwammes.
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3. Aus einem auf 60% konzentrierten Latex wird eine Latexmischung von der folgenden Zusammensetzung hergestellt :
EMI3.1
<tb>
<tb> Kautschuk <SEP> (in <SEP> Form <SEP> von <SEP> Latex) <SEP> 50 <SEP> Gewichtsteile
<tb> Schwefel............................... <SEP> 0-5
<tb> Zinkdiäthyldithiokarbamat <SEP> 0-75 <SEP>
<tb> Zinkoxyd <SEP> 4"
<tb> zusätzliches <SEP> Wasser <SEP> 10.,
<tb> feingemahlenes <SEP> Eis <SEP> etwa <SEP> 350 <SEP> "
<tb>
Diese Mischung lässt man gefrieren und vulkanisiert sie, wie dies in dem vorangehenden Beispiel beschrieben ist. Man erhält ein Produkt von ähnlicher Beschaffenheit, aber von leichterem Gefüge.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Erzeugnissen schwammartiger oder zellförmiger Struktur aus wässrigen Emulsionen oder Dispersionen von Kautschuk od. dgl., bei welchem die Dispersionen oder Emulsionen durch Einwirkung tiefer Temperaturen verfestigt werden, dadurch gekennzeichnet, dass man die koagulierte Masse unter solchen Bedingungen vulkanisiert, dass eine Verdampfung der darin enthaltenen oder neu gebildeten Flüssigkeit verhindert wird.