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Verfahren und Vorrichtung zur Veredelung von Kautschukerzeugnissen.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Veredelung von Kautsehukerzeug- nissen, insbesondere zur Erzeugung von Kautschukartikeln von erhöhter Widerstandsfähigkeit gegenüber der Einwirkung von Wasser und Elektrizität, sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.
Der elektrische Widerstand oder das Isolationsvermögen einer Kautschukmischung bzw. eines Kautschukerzeugnisses ist um so grösser, je geringer das Mass der Absorption von Feuchtigkeit ist. Gewisse Kautschukerzeugnisse, insbesondere solche, die unmittelbar aus natürlichen Kautschukdispersionen oder aus künstlich hergestellten Dispersionen von Roh-und/oder Regeneratkautschuk hergestellt sind, weisen ein geringes Isolationsvermögen auf. Diese ungünstige Beschaffenheit ist in hohem Masse durch den Gehalt der Dispersionen an wasserlöslichen Bestandteilen verursacht, welche im niedergeschlagenen Kautschuk vorhanden sind und mit diesem der Hauptsache nach als hydrophile kolloidale Stoffe, wie beispielsweise Seife, Eiweissstoffe und wasserlösliche anorganische Salze vereinigt bleiben.
Durch die Entfernung wasserlöslicher Bestandteile aus dem Kautschuk kann die Fähigkeit des Kautschuks, Feuchtigkeit zu absorbieren und zurückzuhalten, vermindert und dadurch das Isolationsvermögen oder der Widerstand dem elektrischen Strom gegenüber verbessert werden. Dies ist für die Herstellung von Kautschukartikeln, wie beispielsweise Handschuhen für Elektriker, Schutzärmeln für Leitungsarbeiter, Decken u. dgl., von besonderer Bedeutung.
Die vorliegende Erfindung stellt sich die Aufgabe, die Widerstandsfähigkeit von Kautschukerzeugnissen gegenüber der Einwirkung von Wasser und/oder des elektrischen Stromes zu erhöhen und das elektrische Isolationsvermögen von Kautschukerzeugnissen, insbesondere solchen, welche durch
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Das Verfahren gemäss der Erfindung zur Veredelung von Kautschukerzeugnissen, insbesondere solchen, die unmittelbar aus wässerigen Kautschukdispersionen hergestellt sind, durch Auswaschen wasserlöslicher Bestandteile besteht im Wesen darin, dass mittels Elektroendosmose durch die Kautschukerzeugnisse oder Teile derselben Wasser oder eine wässerige Flüssigkeit, wie beispielsweise eine verdünnte Ammoniaklösung, hindurchgeschickt wird. Die Grundzüge der Elektroendosmose sind beispielsweise aus dem Werk Outlines of Theoretieal Chemistry"von Getman, Ausgabe 1922, S. 242-243, Verlag John Willey & Sons, New York, bekannt.
Bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung wird ein elektrischer Strom durch eine Kautschukschichte geleitet, wodurch ein Durchgang von Wasser durch die Kautschukschichte hervorgerufen wird, so dass das durch die Kautschukschicht durchtretende Wasser die unerwünschten wasserlöslichen Bestandteile herauswäscht. Es ist nicht immer erforderlich, die Kautschukerzeugnisse zur Gänze auszuwaschen ; gegebenenfalls kann man auch Teile der Kautschukerzeugnisse durch Elektroendosmose reinigen.
Das Verfahren gemäss der Erfindung soll vor allem dazu dienen, Kautschukerzeugnisse zu veredeln, die durch Abscheidung auf Formen oder Unterlagen in beliebiger Gestalt oder Form und Dicke aus natürlichen Kautschukdispersionen oder aus Dispersionen erzeugt sind, welche künstlich aus vorher koaguliertem Kautschuk, wie beispielsweise Rohkautschuk oder Kautschukregenerat, hergestellt wurden. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Behandlung solcher Kautschukerzeugnisse beschränkt ; sie kann vielmehr überall angewendet werden, wo immer das Waschen oder Reinigen irgendeiner Kautschukmischung wünschenswert ist, beispielsweise zur Behandlung von Kautschukregenerat oder Rohkautsehuk, wie
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z. B. gespritztem und hierauf getrocknetem Kautschuklatex und Crepekautschuk usw.
Insbesondere enthält roher, durch Spritzen von Latex erzeugter Kautschuk verhältnismässig grosse Mengen wasserlöslicher Stoffe, welche bewirken, dass dieser Kautschuk leicht Wasser absorbiert und dem Durchgang des elektrischen Stromes keinen Widerstand entgegensetzt. Die bei den verschiedenen Abscheidungverfahren verwendeten Kautschukdispersionen enthalten gewöhnlich Mischungsbestandteile. Füllmittel, Vulkanisationsmittel, Alterungssehutzmittel u. dgl. Einige von diesen Zusätzen sind im allgemeinen von hydrophiler kolloidaler Natur, wie beispielsweise Seifen und Eiweissstoffe, während andere in Wasser löslich und nichtkolloidal sind, wie beispielsweise wasserlösliche anorganische Salze.
Gleichgültig, ob die Abscheidung des Kautschuks, also die Bildung der Kautschukerzeugnisse, durch ein elektrophoretisches Niedersehlagsverfahren oder durch einmaliges oder wiederholtes Tauchen erfolgt, bleibt stets eine gewisse Menge von hydrophilen oder wasserlöslichen Stoffen mit dem abgeschiedenen Kautschuk vereinigt ; das vorliegende Verfahren gestattet es nun, die Menge solcher Stoffe in den Kautschukerzeugnissen erheblich zu verringern.
Bei der Herstellung von Kautsehukerzeugnissen nach dem Tauchverfahren kann die Form für den Kautschukniederschlag im vorhinein mit einem Stoff überzogen werden, der ein Koagulationsmittel für Kautschuk enthält, beispielsweise Gelatine, oder sie kann mit einem Koagulationsmittelfür Kautschuk behandelt werden, bevor sie ein-oder mehrsmal in die Kautschukdispersion getaucht wird, oder es kann
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gebrannte Lehmform).
Im letzteren Fall wird sie zuerst in das Koagulationsmittel und hierauf in die Kautsehukdispersion getaucht, oder es wird ein anfänglich aufgebrachter Kautschukniederschlag selbst dazu benutzt, Koagulationsmittel für eine nachfolgend niederzuschlagende Kautschukschicht festzu-
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schichten in beliebigem Ausmasse ausgeführt werden oder ganz unterbleiben und der Kautschukniederschlag durch abwechselndes Tauchen und Koagulieren aufgebaut werden, worauf der fertige Gegenstand durch Elektroendosmose gewaschen wird. Die Erfindung ist aber nicht auf eine bestimmte Arbeitsweise zur Herstellung von Kautsehukerzeugnissen beschränkt.
Als Waschflüssigkeit dient Wasser oder eine den elektrischen Strom leitende Elektrolytlösung, wie beispielsweise eine wässerige Lösung von Ammoniak.
Die elektroendosmotische Reinigung kann nach einer Ausführungsform der Erfindung derart vorgenommen werden, dass die Kautschuksehichte in einer elektrischen Zelle, die mit der Waschflüssig- keit gefüllt ist, eine Scheidewand zwischen den positiven und negativen Elektroden bildet.
Die zu veredelnden Kautschukwaren können beispielsweise gebildet werden, indem aus einer Kautschukdispersion der Kautschuk auf einer porösen Form abgeschieden wird, worauf dann Wasser oder eine wässerige Lösung, die geeignet ist, wasserlösliche Stoffe aus dem Kautschukniederschlag zu entfernen, mittels Elektroendosmose durch die Form und den darauf befindlichen Kautschukniederschlag geleitet wird.
Das Verfahren der Erfindung kann auch mit Hilfe nichtpoiöser, beispielsweise metallischer Formen durchgeführt werden, auf welchen ein Kautschukgegenstand aus einer wässerigen Kautschukdispersion niedergeschlagen und durch Elektroendosmose gewaschen werden kann, ohne von der Form entfernt zu werden.
Die Form, auf welcher die Kautschukerzeugnisse gebildet werden, kann z. B. aus einem gelochten metallischen Träger bestehen, wobei der metallische Träger eine der Elektroden bilden kann. Die Form kann mit einem Kanal oder einer Reihe von Durchlässen versehen sein, die von einem zweckmässig gewählten Teil der Oberfläche der Form ins Innere der Form oder zu einem inneren Hohlraum der Form führen.
In dieser Weise können beispielsweise veredelte Gummihandschuhe aus wässerigen Dispersionen von Kautschuk hergestellt werden, indem die Gummihandschuhe durch Niederschlagen von Kautschuk auf nichtporöse Handsohuhformen gebildet werden, die aus einer elektrisch leitenden Niederschlagsfläche von gewünschter Gestalt und einem Grundkörper bestehen und einen Kanal oder eine Reihe von Durchpässen aufweisen, welche vom Handgelenksteil der Form in einen im Inneren des Grundkörpers befindlichen Hohlraum führen.
Die elektrisch leitende Niederschlagsfläche der Form kann in einem geeigneten Teil mit einer Nut versehen sein und eine Reihe von Durchlässen aufweisen, die von dieser genuteten Oberfläche in das Innere oder in einen inneren Hohlraum der Formen führen.
Der Kanal oder die Durchlässe in den verwendeten nichtporösen Formen können an der Oberfläche der Formen mit porösem Material abgedeckt sein. Das poröse Material kann gewünschtenfalls auf der Formoberfläche mit einem Koagulationsmittel für Kautschuk versehen sein.
Gegebenenfalls kann zur Herstellung von Erzeugnissen, bei denen bestimmte Teile stärker sein sollen als andere, auf die in besonderer Stärke herzustellenden Teile der Formoberfläche ein Koagulationmittel für Kautschuk aufgebracht werden.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung erläutert :
Fig. 1 zeigt eine einfache Vorrichtung zum Entfernen wasserlöslicher Bestandteile aus Kautschuk im Längsschnitt. Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht einer ähnlichen Vorrichtung, die für den Grossbetrieb
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geeignet ist. Fig. 3 zeigt eine Vorderansicht eines vorzugsweise porösen Trägers oder einer Form für den zu behandelnden Kautschuk teilweise im Schnitt. Fig. 4 stellt einen Längsschnitt durch die Form nach Fig. 3 dar. Fig. 5 zeigt eine einfache nichtporöse Form, auf welcher ein aufgebrachter Kautschuküberzug mittels Elektroosmose ausgewaschen werden kann. Fig. 6 zeigt die Form nach Fig. 5 mit dem darauf niedergeschlagenen Film und eine Einrichtung, um den Film während des Waschens auf der Form zu halten.
Fig. 7 zeigt'schematisch eine Vorrichtung zum Waschen des auf der Form nach Fig. 6 niedergeschlagene Films mittels Elektroosmose. Fig. 8 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform der Form nach Fig. 5. Fig. 9 stellt die Form gemäss Fig. 5 mit einer andern Einrichtung zum Halten des Films auf der Form während des Waschens dar. Fig. 10 veranschaulicht eine nichtporöse Handschuhform, auf welcher ein niedergeschlagener Überzug durch Elektroosmose gewaschen werden kann. Fig. 11 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zum Waschen eines auf der Form gemäss Fig. 10 niedergeschmolzenen Films.
In den Zeichnungen (Fig. 1) bezeichnet 1 die Schichte der Kautschukmischung oder des zu behandelnden Erzeugnisses, 2 den porösen Träger oder die Form, 3 einen Abschluss für das Innere der Form, der mit der eigentlichen Form aus einem Stück bestehen kann oder getrennt von dieser ist, 4 bezeichnet eine Ableitung für das Wasser und die wasserlöslichen Bestandteile, die in das Innere des Trägers oder der Form reicht. Die Leitung 4 ist in beliebiger Weise abgestützt und an eine Hauptsaugleitung mittels des Anschlusses 5 angeschlossen. Die Hauptsaugleitung führt zu einer Vakuumquelle und einem Behälter 6 für die wässerige Flüssigkeit. Ein Ventil 7 gestattet die Regelung des Inhaltes des Behälters 6.
Im praktischen Betrieb können die Form 2 und die Leitung 4 an die Hauptsaugleitung so angeschlossen sein, dass die Form 2 mittels einer Einrichtung, die ein Gewicht 9 und eine Riemenscheibe 10 aufweist, im Behandlungsgefäss 8 gehoben und gesenkt werden kann (Fig. 2). Das Behandlungsgefäss kann gegebenenfalls in getrennte Abteilungen für die Formen unterteilt sein. Das Gefäss 8 ist vorzugsweise mit Metall ausgekleidet, so dass es als die eine der Elektroden in dem Verfahren verwendet werden kann. Mit dem Verschluss 3 ist ein Rohr 11 und ein Ventil 12 zum Füllen und Leeren der porösen Form mit Flüssigkeit verbunden. In einem Teil des Rohres 4 innerhalb der Form ist eine Auslassöffnung 13 für die wässerige Flüssigkeit vorgesehen.
Durch die Lage des Auslassers 13 wird das Entziehen wasserlöslicher Bestandteile aus dem Kautschuk und die Menge der wässerigen Flüssigkeit, die im Inneren der Form zurückgehalten wird, geregelt. Der Elektrolyt 14 bildet ausser dem Medium für den elektrischen Strom auch die Waschflüssigkeit zur Entfernung wasserlöslicher Teile aus dem Kautschuk 1. Der Elektrolyt oder die Waschflüssigkeit wird in das Gefäss 8 von einem Behälter 15 aus durch ein Rohr 16 und ein Ventil 17 zugeführt (Fig. 2), welches so eingestellt ist, dass der Zufluss der Waschflüssigkeit im Schritt mit deren Entnahme durch den Auslass 13 während der Behandlung erfolgt. 18 ist eine elektrische Stromquelle, welche an die als Kathode dienende Leitung 4 und an den als Anode dienenden Behälter 8 angeschlossen ist.
Für einen bestimmten Elektrolyten kann die Polarität gegebenenfalls umgekehrt werden, und durch Vertauschen der andern Elemente des Apparates in einer selbstverständlichen Weise kann die Strömung des Wassers durch den Kautschuk auch umgekehrt werden. Die Fig. 3 und 4 stellen eine bevorzugte Ausführungsform eines Trägers für einen Kautschukartikel dar. Der Träger besteht aus einem inneren durchlochten metallenen Dorn, welcher in einfacher Weise das Einsetzen bzw. den Anschluss des Rohres 4 durch das obere Ende gestattet, ferner aus einer ersten Schichte fein zerteilter Filtermasse, die durch ein geeignetes Bindemittel, z.
B. einem Überzug aus einem Phenol-Formaldehyd-Kondensationsprodukt in Mischung mit absorbierender Kieselsäure, zusammengehalten wird, und einer zweiten Schichte oder Aufschlämmung von beispielsweise Schlämmkreide od. dgl.. welche erneuert werden kann und auf welcher der Kautschuk vorher aus der Kautschukdispersion abgeschieden wird.
Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beschrieben, u. zw. sowohl nach der Methode des einmaligen Tauchen als auch nach der Methode des wiederholten Tauchen.
A. Methode des einmaligen Tauchen. Der metallische gelochte Dorn, der die anhaftende poröse Filterschicht trägt, wird mit Wasser gründlich benetzt, durch die Leitung 4 mit der Vakuumleitung verbunden und in eine Aufschlämmung von Schlämmkreide (15 Teile Schlämmkreide, 85 Teile Wasser) während fünf Sekunden bei eingeschaltetem Vakuum eingetaucht. Dadurch wird auf der porösen Form eine Schichte von Schlämmkreide niedergeschlagen. Das Wasser, welches durch die Filtersubstanz in das Innere der Form eindringt, entfernt man, indem man die Form aufstellt, so dass das Wasser durch die Leitung 11 ausrinnt, wobei im Inneren der Form ein verminderter Druck aufrechterhalten wird.
Die Form wird in dieser Lage während ein bis zwei Minuten teilweise getrocknet und hierauf in einen Latex folgender Zusammensetzung getaucht : Kautschuk................................................. 100 Gewichtsteile
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Zinkoxyd 5" Beschleuniger \. Heptaldehyd-Anilin-Kondensationsprodukt)...... 0'125 " Schwefel................................................... 2
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Man entfernt die Form, nachdem sie bei angeschaltetem Vakuum etwa 18 bis 20 Minuten in den Latex eingetaucht war, lässt die Flüssigkeit vom Dorn abfliessen, indem man ihn in der beschriebenen Weise aufstellt, während man das Innere der Form unter vermindertem Druck hält.
Die Länge der Eintauchzeit in den Latex hängt davon ab, wie rasch sich der Latex abscheidet und in welcher Stärke der Kautsehukfilm hergestellt werden soll. Der niedergeschlagene Film wird dann teilweise getrocknet, indem man das Vakuum etwa fünf Minuten lang angeschaltet lässt. Um Bläschen oder Narben im Endprodukt zu vermeiden, ist es zweckmässig, den Kautschuk zu trocknen, ehe man ihn der elektroendosmotischen Behandlung unterwirft. In diesem Falle wird der Kautschukfilm oder die Kautschuksehichte ausserdem bei 820 C während einer Zeitdauer getrocknet, die von der Dicke des Films abhängt ; beispielsweise erfordert eine Schicht von 10 mm Dicke etwa 20 bis 25 Minuten, während eine Kautschuksehiehte von 15 mm Dicke eine Trocknungszeit von 30 bis 35 Minuten erfordert.
Während der Trocknung wird im Inneren der Form ein Vakuum aufrechterhalten, um die Entfernung von Feuchtigkeit zu unterstützen.
Die Form und der Kautschu1. 1'ilm werden in den Behälter 8 versenkt, der einen geeigneten Elektro- lyten, beispielsweise eine Lösung von Ammoniak, enthält, u. zw. 200 cm3 einer 28% igen Ammoniaklösung auf 5000 cm3 Wasser. Durch die Leitung 11 wird das Innere der Form mit derselben Lösung gefüllt, hierauf wird die Stromquelle 18 angeschlossen und ein Vakuum von etwa 30 cm Quecksilber durch die Leitung 4 angeschaltet, nachdem das Ventil 12 geschlossen wurde. Es ist zweckmässig, den gelochten metallischen Träger der Form als einen Teil der Kathode auszubilden, obwohl eine innere getrennte Elektrode verwendet werden kann. Ein Strom von 1 Amp. für etwa 1 dm2 Filmoberfläche bei einer Spannung von 40 bis 50 Volt zwischen Kathode und Anode wird während einer Stunde aufrechterhalten.
200 bis 300 cm3 des Elektrolyten werden durch die Kautschukschichte geleitet und fliessen durch die Öffnung 13 in den Behälter 6 (Fig. 1). Die poröse Form und der Kautsehukfilm werden dann entfernt und der Film bei 82 C eine Stunde lang getrocknet, wobei das Innere der Form unter Vakuum gehalten wird. Der Kautschukniederschlag wird dann 30 Minuten lang bei einem Druck von 1-8 kg/cm2 vulkanisiert.
Es wurden Parallelversuche vorgenommen, bei denen in genau derselben Weise verfahren wurde, nur dass das elektroosmotische Waschen unterblieb.
Proben der behandelten und unbehandelten Erzeugnisse wurden auf ihre Fähigkeit, Wasser zu absorbieren, geprüft. Diese Prüfung wurde vorgenommen, indem man gewogene Proben der Parallelversuche und der Versuche nach dem Verfahren gemäss der Erfindung von ungefähr derselben Stärke und demselben Gewicht mehrere Stunden lang in Wasser eintaucht. Die Kautschukfilme wurden dann herausgenommen, zwischen Filtrierpapier getrocknet, bis im wesentlichen alle Oberflächenfeuchtigkeit entfernt ist, und gewogen. Die angegebene prozentuelle Absorption ist das Gewicht des Wassers, welches pro Gramm der Probe absorbiert wird (mal 100).
Tabelle 1 zeigt die Resultate der Versuche bezüglich der Wasserabsorption bei nach dem beschriebenen Verfahren hergestellten Artikeln, während Tabelle 2 die Resultate von elektrischen Versuchen mit einer Anzahl von Kautsehukfilmen angibt.
Tabelle 1.
Wasserabsorptionsversuche.
Prozentuelle Absorption nach
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<tb>
<tb> Proben <SEP> 24 <SEP> Stunden <SEP> 168 <SEP> Stunden
<tb> Eintauchzeit <SEP> Eintauchzeit
<tb> P-44 <SEP> (nicht <SEP> behandelt)............ <SEP> 0-73%P-43 <SEP> (behandelt) <SEP> 0-15%
<tb> P-30 <SEP> (nicht <SEP> behandelt) <SEP> 0-65%-1-30%
<tb> P-27 <SEP> (behandelt) <SEP> .............. <SEP> 0#06% <SEP> 0#19%
<tb> P-25 <SEP> (behandelt)................. <SEP> 0-12% <SEP> 0-48%
<tb>
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<tb>
<tb>
DurchProben <SEP> Ableitungsstrom <SEP> in <SEP> Milliampere <SEP> bei
<tb> 10.000 <SEP> Volt <SEP> 16.000 <SEP> Volt <SEP> schlagsspannung
<tb> P-39 <SEP> (behandelt) <SEP> .............. <SEP> 0 <SEP> durchlöchert <SEP> 16.000
<tb> P-40 <SEP> (behandelt) <SEP> .............. <SEP> 1 <SEP> 3 <SEP> 23.000
<tb> P-42 <SEP> (behandelt) <SEP> .............. <SEP> 2 <SEP> 5# <SEP> 16.000
<tb> P-45 <SEP> (unbehandelt)..............durchlöchert <SEP> - <SEP> 10.000
<tb>
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verwendet :
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<tb>
<tb> Kautschuk <SEP> (als <SEP> verkremter <SEP> Latex) <SEP> 100 <SEP> Gewichtsteile
<tb> Rotes <SEP> Antimonsulfid <SEP> 4
<tb> Gefällter <SEP> Schwefel <SEP> 4 <SEP> 17
<tb> Ammoniumlaurat <SEP> .............................. <SEP> 0'5 <SEP>
<tb> Beschleuniger <SEP> (Heptaldehyd-Anilin-Kondensationsprodukt) <SEP> .. <SEP> 0#5 <SEP>
<tb> Zinkoxyd <SEP> O'l
<tb>
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15 Sekunden lang in die Latexmischung eingetaucht, 30 Sekunden lang abtropfen gelassen und hierauf in eine koagulierende Mischung (50 Volumprozent 95% iger Alkohol und 50 Volumprozent 80% ige Essigsäure) 10 Sekunden lang getaucht.
Man lässt die Säure 10 Minuten lang bei Zimmertemperatur teilweise trocknen, taucht dann die Form mit dem koagulierten Film wiederum 1 Minute lang in die Latexmischung, lässt 30 Sekunden abtropfen, taucht nochmals 10 Sekunden lang in das Koagulationsmittel und trocknet 10 Minuten lang bei Zimmertemperatur. Der Film wird hierauf bei 82 C 30 Minuten lang getrocknet und von der Form abgezogen.
Der Kautschukfilm von gewünschter Gestalt oder Form wird als Behälter verwendet und mit der erwähnten Ammoniaklösung des Tanks 8 (5000 crn3 Wasser auf je 200 em3 einer 28% igen Ammoniaklösung) gefüllt und in diese Lösung eingetaucht. Durch den Kautsehukfilm schickt man während einer
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in Dampf bei einem Druck von 2'8 kgjcrn2 vulkanisiert.
In genau derselben Weise wurde ein Parallelversuch vorgenommen, bei dem die elektroosmotische Waschung unterblieb.
Die folgende Tabelle zeigt die Resultate von Wasserabsorptionsversuehen an Proben von behandelten und niehtbehandelten Filmen von gleichem Flächeninhalt.
Tabelle 3.
Prozentuelle Absorption nach
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<tb>
<tb> Proben <SEP> 24 <SEP> Stunden <SEP> 1 <SEP> Woche
<tb> Eintauchzeit <SEP> Eintauchzeit
<tb> 34 <SEP> (nicht <SEP> behandelt)...,..,........ <SEP> 1"07 <SEP> 2'65
<tb> 35 <SEP> (nicht <SEP> behandelt) <SEP> 1-14 <SEP> 2-81
<tb> 36 <SEP> (behandelt) <SEP> 0-69 <SEP> 1-87
<tb> 37 <SEP> (behandelt) <SEP> 0'57 <SEP> 1'51
<tb> 38 <SEP> (behandelt) <SEP> 0-48 <SEP> 1-32
<tb> 39 <SEP> (nicht <SEP> behandelt) <SEP> 1'22 <SEP> 2-83
<tb> 46 <SEP> Stunden <SEP> 16 <SEP> Tage
<tb> Eintauchzeit <SEP> Eintauchzeit
<tb> 54 <SEP> (behandelt) <SEP> 0'33 <SEP> 1'43
<tb> 55 <SEP> (nicht <SEP> behandelt)..... <SEP> :
......... <SEP> 1-43 <SEP> 4-47
<tb>
Aus diesen Ergebnissen ist die bedeutende Verbesserung der Widerstandsfähigkeit gegen Feuchtigkeit ersichtlich, die durch Behandlung von nach der ,,sauren Tauchmethode" gebildeten kautschukfilme durch das beschriebene Waschverfahren erzielt wurde.
Die oben beschriebene Methode, den Kautschuk zu waschen, die mittels einer Vorrichtung ausgeführt wird, wie sie beispielsweise in den Fig. 1 bis 4 dargestellt ist, wird als Elektroendosmose oder Elektroosmose bezeichnet. Die Menge der wasserlöslichen Stoffe, die aus der Kautschukschichte entfernt wird, hängt von der Menge des Waschwassers ab, das man durch die Flächeneinheit des Kautschuks strömen lässt.
Die Menge des Wassers, die in gegebener Zeit den Kautschukfilm durchströmt, d. h. die Durchströmungsgeschwindigkeit, hängt ab von
1. der Zusammensetzung der Elektrolytlösung (Waschflüssigkeit) ;
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deutet, welche die Potentialdifferenz am Diaphragma bestimmt, und L die Entfernung zwischen den Elektroden ;
3. der Stromdichte, d. h. der Elektrizitätsmenge pro Flächeneinheit der Kautschukselichte ;
4. der Dicke der Kautschukschichte und der porösen Form und ferner der mittleren Porengrösse und Anzahl der Poren.
Diese Faktoren bestimmen selbstverständlich den Widerstand, der dem Durch-
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fluss des Waschwassers durch den Kautschuk und die poröse Form entgegengesetzt wird, und beeinflussen infolgedessen die Strömungsgeschwindigkeit : Man kann eine schnelle Abscheidung des Kautschuks aus der Latexmischung nach irgendeiner der bekannten Methoden bewirken, und obwohl eine poröse Form für Handschuhe in den Zeichnungen dargestellt ist, kann man zur Herstellung anderer Artikel (wie beispielsweise von Innenrohren u. dgl.) Formen von beliebiger Gestalt verwenden. Die Waschdauer hängt von der Grösse des elektrischen Widerstandes ab, der erzielt werden soll, und man kann durch Wasserabsorptionsversuche an dem trockenen Kautschuk eine rohe Bestimmung der bereits erzielten Veredelung vornehmen.
Der zu behandelnde Kautschuk kann jede beliebige Form oder Gestalt besitzen. Er kann sich während der Behandlung entweder auf einem porösen Träger oder Grundkörper befinden oder ohne Verwendung eines derartigen Grundkörpers in Form eines sackartigen Behälters, einer Zwischenwand oder Membran behandelt werden.
Bezüglich der Verwendung nichtporöser Formen zur Durchführung der elektroosmotischen Waschung wird auf die Fig. 5 bis 11 verwiesen.
Nach Fig. 5 stellt 19 eine hohle runde Metallform mit einer Anzahl Durchlässen 20 knapp unterhalb des Oberteiles dar, die Kanäle von der Formoberfläche nach dem inneren hohlen Teil bilden. Die Form kann aus jedem geeigneten Metall bestehen, es ist jedoch zweckmässig, ein korrosionsbeständiges Metall, z. B. rostfreien Stahl, verchromtes Aluminium, vergoldetes Aluminium oder ein anderes plattiertes Metall, oder eine Legierung zu verwenden. Die Form 19 nach Fig. 5 kann in eine wässerige Kautschukdispersion eingetaucht werden und der anhaftende Überzug 22 durch Trocknen oder Eintauchen in ein Koagulationsmittel in bekannter Weise koaguliert werden. In bekannter Weise können auch eine Anzahl von Überzügen aufeinander niedergeschlagen werden.
Nachdem eine genügende Dicke des niedergeschlagenen Kautschuks auf der Form erreicht ist, beispielsweise durch abwechselndes Tauchen in ein Latexgemisch und ein Koagulationsmittel, wird der Kautschukfilm getrocknet.
Es ist zweckmässig, den getrockneten Film von der Form in der Umgebung der mit dem Forminneren kommunizierenden Kanäle zu lockern, um das nachfolgende Entfernen des Wassers durch die Kanäle während des Waschens des niedergeschlagenen Films zu erleichtern ; bevor dies jedoch durchgeführt wird, wird der Film zweckmässig am oberen Teil der Form durch geeignete Einrichtungen abgedichtet. Nach einem Ausführungsbeispiel (Fig. 6) wird ein Band 23 aus Gewebe od. dgl. Material um den oberen Teil des Films gewickelt. Im praktischen Betriebe wird sodann im Forminneren ein geringer Überdruck erzeugt, um den Film 22 ein wenig aufzublasen und von der Form in der Umgebung der Öffnungen der Kanäle 20 abzuheben.
Dies kann durchgeführt werden, indem ein dicht passender Deckel 24 mit einer Düse 25 auf den oberen Teil der Form aufgesetzt, die Düse an eine Luft unter Druck zuführende Leitung 26 angeschlossen und im Inneren der Form ein geringer Luftdruck erzeugt wird. Die Druckleitung wird dann abgeschaltet und der Deckel 24 abgenommen. Der trockene Film ist nunmehr fertig zum Waschen, und die Form und der Film gemäss Fig. 6 werden in eine Waschvorrichtung nach Fig. 7 eingebracht. Der Behälter 2"1 dieser Vorrichtung kann aus Metall bestehen und dient zur Aufnahme von Wasser 28, das eine kleine Menge eines Elektrolyten enthält. Der Behälter 27 und die Metallform 19 können die Elektroden bilden, indem sie an eine Stromquelle 29 angeschlossen werden, wobei die Form zweckmässig als Kathode verwendet wird.
Der Strom fliesst durch die Waschlösung in den Behälter 27, von dem Behälter zu der Metallform 19 und veranlasst, dass das Wasser aus dem Behälter 27 durch den Kautschukfilm fliesst, wobei sich an der Formoberfläche gleichzeitig Gase entwickeln. Die elektroosmotische Wasserströmung durch den Kautschukfilm bewirkt ein Lockern der Form von den übrigen vorher durch Luftdruck nicht gelockerten Teilen des Films, mit Ausnahme des oberen Teiles, der durch das Band 23 dicht an der Form gehalten wird. Zufolge der Tatsache, dass hydrophile Kolloide, z. B.
Seifen und Eiweissstoffe, mittels der Waschflüssigkeit durch den Film geführt werden, wird ein beständiger Schaum 30 zwischen der Formoberfläche und dem Kautschukfilm erzeugt. Unter dem geringen Druck, der durch die Entwicklung der Gase und das Fliessen des Wassers durch den Film hervorgerufen wird, tritt der Schaum durch die Löcher 20 in das Innere der hohlen Form, aus der er gegebenenfalls durch Heberwirkung od. dgl. entfernt werden kann. Ein Gleichstrom von 15 bis 30 Volt Spannung ist vorzuziehen, obwohl eine Spannung von 10 bis 110 Volt verwendet werden kann ; die hohen Spannungen geben jedoch Anlass zur Blasenbildung. Waschen bei 15 bis 20 Volt während zwei Stunden hat sich als sehr wirksam ergeben.
Der Elektrolyt soll so gewählt werden, dass er zwei Funktionen ausführt, nämlich den elektrischen Strom leitet und die Geschwindigkeit der osmotischen Wasserströmung in der gewünschten Richtung erhöht. Hydroxylionen und/oder mehrwertige Anionen sind geeignet, während Säureionen und mehrwertige Kationen zu vermeiden sind, da sie die osmotische Strömung in der gewünschten Richtung schwächen oder überhaupt verhindern und sogar die Richtung dieser Strömung umkehren, wenn sie in genügender Menge vorhanden sind. Eine weitere wünschenswerte Eigenschaft des Elektrolyten ist die vollständige Flüchtigkeit bei der beim Trocknen oder Vulkanisieren des Kautschuks angewendeten Temperatur. Ammoniumhydroxyd in einer 2'5-bis 5% igen Lösung ist als Elektrolyt sehr geeignet.
Bei der Ausführungsform nach den Fig. 5 bis 7 wird der Film nach dem Niederschlagen am Oberteil der Form durch ein Band oder Gewebe 23 abgedichtet. In Fig. 8 ist ein anderer Abschluss des Oberteiles des Films 22 dargestellt, welcher aus einem Band oder Einsatzteil 31 rund um den Oberteil 21
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der Form 19 besteht und aus einem Material hergestellt ist, an dem der Kautschukfilm 22 stärker haftet.
Von diesem Band oder Einsatzteil wird der entsprechende Teil des Films während des Waschens durch die Blasen, die in Fig. 7 mit 30 bezeichnet sind, nicht abgehoben, auch nicht durch vorheriges Aufblasen des Films durch die Anwendung von Druck im Inneren der Form unter Zuhilfenahme eines Aufsatzes 24 (Fig. 6) vor dem elektroosmotischen Waschen.
In Fig. 9 ist ein Abschluss des Kautschukfilmoberteiles dargestellt, der anwendbar ist, wenn der
Film durch ein Tauch-und Koagulationsverfahren niedergeschlagen wird. In diesem Falle wird die Form zuerst in die künstliche Kautschukdispersion bis nahe zum obersten Teil der Form bei 32 eingetaucht.
Wenn der Film koaguliert ist, wird die Form mit dem an der Oberfläche anhaftenden Latex nur bis zu einer Stelle 33, etwas unterhalb der Stelle 32, in ein Koagulationsmittel eingetaucht. Wenn ein solcher
Film vor dem Waschen mittels Osmose getrocknet wird, wird ein schmaler Streifen 34 am Formoberteil, der ohne vorherige Behandlung mit einem Koagulationsmittel getrocknet wurde, einen dichten Verschluss mit der Metalloberfläche ergeben. Auf diese Weise wird durch Tauchen und Trocknen eines schmalen
Filmteiles erreicht, dass dieser Teil an der Form haftet und den Kautschukniederschlag abschliesst.
Ein zusätzlicher Abschluss des Filmoberteiles, wie bei 23 in Fig. 6 veranschaulicht, ist in diesem Falle nicht nötig, noch ist es notwendig, die abgeänderte Ausführungsform mit dem Einsatzteil in der Oberfläche oberhalb der Kanäle 20 vorzusehen, an welcher der Film haftet (Fig. 8,31).
In Fig. 10 ist eine Handchuhform dargestellt, mit der z. B. Handschuhe für Elektriker oder Ärzte hergestellt werden können. Die Form 35 wird zweckmässig aus Metall angefertigt und weist um den Teil des Handgelenkes eine Anzahl Kanäle 36 von der Aussenfläche der Form zu einem hohlen Handgelenksteil 37 auf, der eine geeignete Tiefe besitzt oder gegebenenfalls den einzigen Hohlraum der Form bildet.
Der Hohlteil dient als Behälter zur Aufnahme des durch die Kanäle 36 einfliessenden Wassers.
Nach den Fig. 5 bis 9 wird die Form bis über die Kanäle 20in Latexeingetaucht, um an der Aussenseite der Form einen Film zu bilden, der die Kanäle abdeckt. Es ist in manchen Fällen notwendig, zu verhindern, dass die Dispersion, in welche die Form eingetaucht wird, selbst durch diese Kanäle und in das Innere der Form fliesst. Zu diesem Zwecke kann die Öffnung der Kanäle zeitweilig mit einem wasserlöslichen Material abgedeckt werden, z. B. durch einen Überzug mit geschmolzenem Rohrzucker oder durch Verstopfen mit Gelatine. Dieser Überzug kann leicht weggewaschen oder weggebrochen werden, um dem Waschwasser den freien Durchtritt zu dem Forminneren zu gestatten, bevor das elektroosmotische Waschen beginnt. Dieses zeitweilige Überziehen der Kanäle während des Niederschlagen des Films kann in Wegfall kommen, wenn, wie in Fig. 10 dargestellt, ein z.
B. in eine Nut 39 eingesetztes Sieb 38 vor den Kanälen angeordnet wird. Dieses Sieb kann so fein sein, dass es ein nennenswertes Ablaufen der wässerigen Dispersion mindestens so lange verhindert, bis der Film oder der erste Überzug des Niederschlages auf der Fläche koaguliert ist. Um jedoch sicherzugehen, dass kein wesentliches Ablaufen der Dispersion durch die Kanäle stattfindet, kann man vor dem Eintauchen in den Latex oder die künstliche Dispersion ein Koagulationsmittel auf das Sieb aufbringen. In diesem Falle wird, wenn die Form in die Dispersion eingetaucht wird, ein am Sieb 20 anliegendes koaguliertes Band unmittelbar gebildet, das ein Durchsickern des flüssigen Anteiles der Dispersion durch die Kanäle verhindert.
Auf diese Art kann auch ein verdickter Teil oder Wulst an dem Teil des Artikels gebildet werden, der dem Abschnitt der Form entspricht, auf welchem das Koagulationsmittel aufgebracht ist.
Fig. 11 zeigt das Waschen eines Handschuhes, der auf eine Form gemäss Fig. 10 niedergeschlagen ist. Wie nach Fig. 7 wird die Form, in diesem Falle eine Handschuhform 35, zusammen mit dem darauf befindlichen Film 41, zweckmässig in einen Metallbehälter 24, der Waschwasser 25 mit einer kleinen Menge eines Elektrolyten enthält, eingetaucht. Eine Stromquelle 26 wird zwischen den Behälter 24 und die Form geschaltet, wobei die Form zweckmässig als Kathode angeschaltet wird, so dass das Wasser von dem Behälter durch den Film und in das Forminnere fliesst, wie im Zusammenhang mit der ein- facheren Form gemäss Fig. 7 beschrieben wurde.
Gemäss Fig. 11 erfolgt das Abdichten des oberen Handschuhteiles an dem Formoberteil nach der im Zusammenhang mit Fig. 9 beschriebenen Methode, bei welcher die Form, nach dem Eintauchen in die Kautsehukdispersion, bis zu einer geringeren Tiefe in ein Koagulationsmittel getaucht wird, wodurch beim Trocknen ein anhaftender Filmstreifen rund um den Formoberteil gebildet wird. Bei der Herstellung des Films wurde das Sieb 38 vor dem ersten Eintauchen in die Dispersion mit einem Koagulationsmittel gesättigt und auf diese Weise ein verdickter Kautschukteil bei 40, an der Stelle, wo sich das Sieb befindet, gebildet. Beim Waschen nach Fig. 11 fliesst, wie beim Waschen gemäss Fig. 7, das Waschwasser durch den Film, wobei gleichzeitig an der Formoberfläche Gase entwickelt werden. Hydrophile Kolloide, z. B.
Seifen und Eiweissstoffe, werden mittels des Waschwassers durch den Film geführt, und ein beständiger Schaum 42 wird zwischen der Oberfläche der Form 35 und dem Film 41 gebildet, der unter dem entstehenden geringen Druck aufwärts steigt und durch das Sieb 38 und die Kanäle 36 in den hohlen Handgelenksteil 37 gelangt, von wo das Waschwasser in geeigneter Weise, z. B. durch Heberwirkung, entfernt werden kann.
Bei dem Ausführungsbeispiel, bei welchem das Sieb 38 zuerst mit einem Koagulationsmittel
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getaucht wird, hat die Dicke des koagulierten Films an der dem Sieb gegenüberliegenden Stelle 1'4 mm betragen, während die Dicke des Films unter-und oberhalb dieses Teiles 11 mm betrug.
Im Betrieb wird die Form in bekannter Art in eine Kautschukdispersion getaucht und der Film
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Films oberhalb der Kanäle, die von der Formoberfläche in das Innere führen, wird haftend gemacht und der Film an dem Formoberteil abgedichtet. Gegebenenfalls wird der Film mit Ausnahme des ab-
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Die Form wird sodann in ein Waschwasser, das eine kleine Menge eines Elektrolyten enthält, eingetaucht und an eine Stromquelle angeschlossen, wobei die Form zweckmässig die Kathode und der Behälter die Anode ist, und der Strom durchgeleitet, bis der Film vollständig gewaschen ist. Das in das Forminnere eintretende Waschwasser kann durch Heberwirkung od. dgl. entfernt werden. Die Form kann nun zusammen mit dem gewaschenen Film aus dem Behälter entfernt und der Film getrocknet, gegebenenfalls vulkanisiert und von der Form abgezogen werden.
Bei dem Verfahren, das im Zusammenhang mit den Fig. 10 und 11 beschrieben wurde, wird das Koagulationsmittel in den Maschen des Siebes 38 zufolge seiner Oberflächenspannung gehalten. Das Sieb kann jedoch auch mit einem Material überzogen werden, das geeignet ist, das Koagulationsmittel festzuhalten, z. B. Gelatine, das später weggewaschen oder auf andere Weise entfernt wird. Das Sieb kann in Wegfall kommen und die Nut 37 kann mit wasserlöslichem Material, z. B. geschmolzenem Rohrzucker oder einem Gelatinefilm, überzogen werden, der vor dem Waschen leicht weggewaschen oder weggebroehen werden kann, um dem Waschwasser den freien Durchtritt in das Forminnere zu gestatten, wie im Zusammenhang mit den Fig. 5 bis 9 beschrieben wurde.
Die Form 19 (Fig. 5 bis 9) und die Form 35 (Fig. 10 und 11) sind als hohle Metallformen oder Metallformen mit einem Hohlraum dargestellt. Die in der Praxis verwendeten Formen müssen nicht zur Gänze aus elektrisch leitendem Material bestehen, es genügt vielmehr, wenn nur die Oberfläche aus Metall oder einem andern leitenden Material hergestellt oder mit Metall überzogen ist und diese Fläche durch ein nichtleitendes Material gegebenenfalls verstärkt wird.
Der Ausdruck "Kautschuk" umfasst ganz allgemein Kautschuk, Balata, Guttapercha, ferner verwandte Gummi-und Harzarten und synthetischen Kautschuk. Unter Latex"sind zu verstehen natürliche und künstlich hergestellte wässerige Kautschukdispersionen in konzentrierter oder nicht konzentrierter Form, mit oder ohne Zusatz von Vulkanisationsmitteln, und vulkanisierter Latex. Der Ausdruck"Kautschukwaren", wie er in den Ansprüchen verwendet wird, bezeichnet allgemein Material oder Artikel, die ganz oder teilweise aus Kautschuk oder aus Kombinationen von Kautschuk und widerstandsfähigem Material bestehen, wobei ein-oder beiderseitig mit Gewebe verstärkte Waren mitinbegriffen sind. Das Material kann mit Zusätzen versehen sein oder nicht. Beispielsweise kann Roh-oder Regeneratkautschuk gemäss der Erfindung behandelt werden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Veredelung von Kautschukerzeugnissen, insbesondere solchen, die unmittelbar aus wässerigen Kautschukdispersionen hergestellt worden sind, durch Auswaschen wasserlöslicher Bestandteile, dadurch gekennzeichnet, dass mittels Elektroendosmose durch die Kautschukerzeugnisse oder Teile derselben Wasser oder eine wässerige Flüssigkeit, wie beispielsweise mit Ammoniak leitfähig gemachtes Wasser, hindurchgeschickt wird.