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Verfahren zur Herstellung von künstlichem Schwamm in Plattenform.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von künstlichem Schwamm in Plattenform, bei dem ein Schaum von Lösungen oder Dispersionen von Stoffen, die zur Bildung eines künstlichen Schwammes befähigt sind, erstarren gelassen bzw. verfestigt wird.
Es sind zwei hauptsächlich angewendete Arbeitsweisen bekannt, nach denen bisher künstlicher Schwamm in Plattenform aus in schaumförmigen Zustand übergeführten Lösungen oder Dispersionen von zur Schwammbildung befähigten Stoffen, wie z. B. Kautschuk, Viskose oder Mischungen aus diesen, hergestellt werden konnte.
Nach der einen dieser Arbeitsweisen wird der Schaum auf einer freien Unterlage, die mit Randleisten versehen ist, z. B. auf einem Gummiriemen, der auf einem heizbaren Tisch aufruht, aufgestrichen und nach dem Erstarren auf der freien Unterlage selbst verfestigt, z. B. durch Trocknen, Verdampfen des Lösungsmittels oder durch Vulkanisation. Die obere Seite der nach diesem Verfahren hergestellten Platten besitzt gewöhnlich mehr oder weniger konkave Ränder, da die mit den Randleisten in Berührung stehenden Teile des Schaumes während des Erstarrens eine geringere Schrumpfung erfahren als die mittleren Teile der Platten.
Bei diesem Verfahren ist es auch schwer, die endgültige Dicke der fertigen Schwammplatte zu regeln, da der Schaum beim Erstarren, beispielsweise durch Trocknen der Schwammschichte, in vielen Fällen, selbst bei gleichem Ausgangsmaterial, verschieden stark schrumpft.
Nach der zweiten Arbeitsweise wird der in bekannter Weise erzeugte Schaum in geschlossene Formen gegossen und darin verfestigt. Der wesentliche Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, dass es einerseits zufolge der grossen Fläche und der geringen Höhe der Formen schwierig ist, die Form zu schliessen, ohne dass grössere Luftblasen miteingeschlossen werden, und dass es anderseits Schwierigkeiten bereitet, während des Verfestigungsvorganges, z. B. während der Vulkanisation, zu verhindern, dass sich die Schwammplatte von den Wänden der Form ablöst.
An jenen Stellen, an denen aber ein Ablösen der Platte eintritt, weist die Oberfläche Unregelmässigkeiten auf, die den Wert der Erzeugnisse mindern, indem diese Fehler das Aussehen beeinträchtigen. Überdies ist es schwer, die Dicke der in Formen hergestellten Schwammplatten während der Herstellung konstant zu halten, da die Gefahr einer ungleichmässigen Schrumpfung auch durch dieses Verfahren nicht beseitigt ist.
Das Verfahren gemäss der Erfindung zielt darauf ab, diese Nachteile zu'beseitigen.
Gemäss der Erfindung besteht das Verfahren zur Herstellung von Kunstschwamm in Plattenform, bei dem ein Schaum aus Lösungen oder Dispersionen von Stoffen, die zur Bildung von künstlichem Schwamm befähigt sind, auf einer nach oben offenen Unterlage erstarren gelassen bzw. verfestigt wird, darin, dass nach dem Erstarren bzw. der Verfestigung des Schaumes die gebildete Schwammplatte einem Druck ausgesetzt und das zusammengedrückte Erzeugnis fixiert wird, während es sich im zusammengedrückten Zustande befindet.
Das Fixieren des hergestellten Kunstschwammes kann z. B. durch Trocknen, Verdampfen des Lösungsmittels oder durch Vulkanisation bewirkt werden.
Die Verwendung einer nach oben offenen Unterlage ermöglicht es, den flüssigen Schaum gleichmässig in Plattenform zu bringen, ohne dass Luftblasen eingeschlossen werden. Die Kompression der erstarrten Sehwammplatte und die Fixierung unter Druck beseitigen hinwieder jede unerwünschte Schrumpfung von Teilen der Platte oder der gesamten Platte. Auf diese Weise ist es möglich, Schwammplatten mit fehlerloser Oberfläche herzustellen, die stets die vorgeschriebene Dicke aufweisen.
Ein weiterer Vorteil des neuen Verfahrens besteht darin, dass beim Schlagen gleicher Volumina von Schaum aus einer bestimmten Menge einer Lösung oder Dispersion Schwammplatten mit verschiedenen Volumgewichten (spezifisches Gewicht) durch Regelung der Kompression bzw. der Grösse des Druckes erzeugt werden können. In dieser Weise kann die Gleichförmigkeit in der Herstellung sehr verbessert werden. Bei den bisher benutzten Arbeitsweisen war es wesentlich, einen Schaum von grösserem oder kleinerem Volumen aus einer gegebenen Menge einer Lösung oder Dispersion, je nach dem Volumgewicht (spezifisches Gewicht) der zu erzeugenden Schwammplatte, herzustellen. Zufolge der verwickelten physikalisch-chemischen Vorgänge, die bei der Herstellung des Schaumes vor sich gehen, hat dies sehr oft Störungen in der Herstellung verursacht.
Zur Durchführung der Erfindung können verschiedene Ausführungsformen dienen. Beispielsweise kann Schaum in eine flache oben offene Metallform, die mit Seitenwänden ausgestattet ist, eingegossen werden. Nach dem Erstarren des Schaumes werden die Seitenwände entfernt, die Schwammplatte zusammen mit ihrer Unterlage zwischen zwei beheizte Pressplatte gebracht und unter Zusammenpressen bis zur gewünschten Dicke z. B. durch Trocknen oder Vulkanisation fixiert. Nach dem Fixieren wird allenfalls noch vorhandene Feuchtigkeit oder Lösungsmittel entfernt.
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Es ist jedoch zweckmässiger, die aufeinanderfolgenden Vorgänge bei der Herstellung von Platten gemäss der Erfindung auf einer wandernden Unterlage, z. B. auf einem Kautschuk-oder Metallband, durchzuführen. Die Bewegung der Unterlage kann absatzweise sein, d. h. derart, dass während der Zeit, während welcher der Schaum auf die Unterlage gegossen wird und während des Pressvorganges und des Fixierens die Bewegung der Unterlage unterbrochen wird ; die Bewegung kann aber auch fortlaufend sein, in welchem Falle es sehr zweckmässig ist, eine mit konstanter und gleichförmiger Geschwindigkeit sich bewegende Unterlage anzuwenden.
Bei Anwendung einer wandernden Unterlage muss Vorsorge getroffen werden, dass der angewendete Druck in einer Weise ausgeübt wird, dass die wandernde Schwammplatte keine Faltenbildung und kein Verziehen erleidet. Um dieses Ziel zu erreichen, kann der Druck auf den verfestigten Schaum von einer oder mehreren Flächen, die sich in derselben Richtung und mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Unterlage bewegen, ausgeübt werden. Vorteilhafterweise werden eine oder mehrere feststehende Flächen vorgesehen, auf die sich die Unterlage abstützt. Die wandernde Druckfläche, welche zuerst mit der Schwammplatte in Berührung tritt, kann z. B. eine Walze sein, die um eine im rechten Winkel zur Bewegungsrichtung der Platte und parallel zur Plattenebene stehenden Achse rotiert.
Diese Walze kann die Platte auf die gewünschte Dicke zusammenpressen ; weitere Druckflächen dienen dann hauptsächlich dem Zwecke, diese Dicke während der Zeit der Fixierung praktisch aufrechtzuerhalten.
Das Fixieren kann in verschiedener Art, je nach dem zur Kunstschwammbildung verwendeten Material, erfolgen. Wenn eine Kautschukemulsion oder-lösung verwendet wird, wird vorzugsweise eine Vulkanisation angewendet, da dann die Platte ihre endgültige Form erhält, auch wenn die Vulkanisation im feuchten Zustand durchgeführt wird. In andern Fällen, z. B. bei Viskose, kann der Schaum durch Trocknung eines Teiles oder des gesamten'Schaumes zu Schwamm verfestigt werden, und in weiteren Fällen kann dies durch die vollständige oder teilweise Verdampfung des Lösungsmittels bewerkstelligt werden.
Zum Fixieren des Schaumes oder gegebenenfalls zum Verfestigen und teilweisen Trocknen des Schaumes oder zum Verdampfen des Lösungsmittels kann der Schaum oder die die Platte abstützende Unterlage direkt oder indirekt durchwegs oder an bestimmten Stellen erhitzt werden. Auf die gleiche Weise können auch die wandernden Druckflächen direkt oder indirekt beheizt werden.
Im folgenden wird an Hand eines Beispieles eine Ausführungsform der Erfindung, die insbesondere zur Herstellung von Schwammkautschukplatten geeignet ist, unter Bezugnahme auf die schematische Zeichnung beschrieben.
Das endlose Band 1 läuft in der Richtung des Pfeiles mit konstanter und gleichförmiger Geschwindigkeit über die Trommeln 2, von denen eine oder beide angetrieben sind. Das Band bewegt sich auf der linken Seite der Zeichnung über einen Tisch 3. Der in bekannter Weise aus einer Kautschukdispersion hergestellte Kautschukschaum wird auf jenen Teil des Bandes gegossen, der sich oberhalb des vorderen Teiles des Tisches befindet. Auf diesem Teil des Bandes sind Randleisten quer und parallel zu den Bandseiten vorgesehen, die von den Bandkanten so weit entfernt angeordnet sind, als dies der Breite der herzustellenden Platte entspricht. Diese Leisten dienen dazu, das Abfliessen des Schaumes zu verhindern und ermöglichen es, die Höhe der Schaumschicht zu regeln.
Nachdem der Schaum auf das Band gegossen ist, wird er zwischen den Randleisten (in der Zeichnung nicht dargestellt) geebnet, z. B. indem man einen Metallstab, der auf den Randleisten aufruht, darüber hinwegzieht. Der flüssige Kautschukschaum enthält zweckmässig bekannte Stoffe, wie z. B. eine kleine Menge Natriumsilicofluorid, Salze von mehrwertigenMetallen u. dgl., die bewirken, dass der flüssige Schaum innerhalb eines bestimmten Zeitraumes, ohne Beeinträchtigung der Schwammstruktur des Schaumes, erstarrt. Der Tisch 3 soll so lang sein, dass der Schaum erstarrt ist, nachdem er über die Länge des Tisches gewandert ist. Die Randleisten, welche die erstarrten Schwammplatten begrenzen, werden dann abgenommen und wieder auf den Teil der Unterlage aufgesetzt, der sich oberhalb des vorderen Teiles des Tisches befindet.
Bei den folgenden Vorgängen des Aufgiessens sind nur die seitlichen Randleisten notwendig, weil der erstarrte Schaum in der Bewegungsrichtung des Bandes eine Begrenzungswand für den frischen flüssigen Schaum bildet. Während auf dem Bande oberhalb des vorderen Teiles des Tisches eine weitere flüssige Schaumplatte gebildet wird, wird der bereits zu einer Schwammplatte erstarrte Schaum nach und nach unter eine Walze 4 geführt, die so eingestellt ist, dass sie die Schwammplatte auf die Dicke der herzustellenden Schwammplatte zusammendrückt. Von der Walze 4 wird die Schwammplatte durch das laufende Band in den Zwischenraum zwischen die beheizte Druckplatte 5 und das Druckband 6 eingeführt, das sich in der Richtung und mit der Geschwindigkeit des Bandes 1 unterhalb der beheizten oberen Druckplatte 7 bewegt.
Das Druckband 6 wird in gestrecktem Zustand gehalten und durch die Trommeln 8 angetrieben. Die beheizten Druckplatten zusammen mit den darauf sich abstützenden wandernden Bändern dienen dazu, einerseits die Dicke der Schwammplatten endgültig einzuregeln und anderseits die Schwammplatten auf die für die Vulkanisation notwendige Temperatur zu erhitzen. Beide Druckplatten oder zumindest die obere Druckplatte 7 soll auf-und abwärts bewegbar sein, um die Plattendicke einregeln zu können. Während der Erwärmung wird auch ein Teil des in der Schwammplatte enthaltenen Dispersionsmediums entfernt. Nach dem Austritt aus den Druckplatten und dem Verlassen des Bandes 1
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wird die Schwammplatte auf einer Trommel 9 aufgewickelt und entweder auf der Trommel selbst oder nach Abnehmen von dieser getrocknet..
Zweckmässig werden die Trommeln 2 und 8 bzw. die Bänder 1 und 6 in bekannter Weise mit Spannvorrichtungen ausgestattet. Wenn aus den Platten Bänder oder Schwammgummistreifen hergestellt werden sollen, wird die Platte nach dem Verlassen des Bandes 1 unter eine geeignete Schneidvorrichtung, z. B. eine Reihe paralleler Kreismesser, geführt ; die so gebildeten Streifen oder Bänder können sodann beispielsweise auf einer Trommel aufgewickelt werden.
Die Länge und Geschwindigkeit des Bandes 1 sowie die Länge der Teile des Tisches, auf denen das Aufgiessen und Erstarren vor sich geht, wird so festgesetzt, dass beim Giessen in bestimmten Zeitabschnitten Platten jeder gewünschten Länge hergestellt werden können.
Zur Herstellung der Schwammplatten gemäss der Erfindung können Lösungen und natürliche oder künstliche Dispersionen von Stoffen verwendet werden, die für die Herstellung von künstlichen Schwämmen bekannte sind, z. B. Kautschuklösungen, Dispersionen von künstlichem Kautschuk, Kautschuklatex, zellulosehaltige Lösungen und Dispersionen, insbesondere Viskoselösungen, und beliebige Mischungen dieser Stoffe mit oder ohne Zusatz der bekannten aktiven und/oder inaktiven Mischungbestandteile, die im allgemeinen in Verbindung mit diesen Stoffen verwendet werden.
Die Herstellung des Schaumes kann z. B. durch Zusatz von gasbildenden Stoffen oder durch Hervorrufen einer Gasentwicklung auf chemischem oder physikalischem Wege oder durch einfaches Einblasen oder Einschlagen von Luft oder andern Gasen oder durch jedes sonst bekannte Verfahren erfolgen. Das Erstarren der schaumförmigen Struktur kann beispielsweise bewirkt werden : durch teilweise oder vollständige Trocknung, durch teilweises oder vollständiges Verdampfen des Lösungsmittels oder durch Zusatz von Stoffen zu der Lösung oder Dispersion, die entweder allein oder zufolge physikalischer Einwirkung, wie z. B. Erhitzen oder Abkühlen, die Veränderungen hervorrufen, welche notwendig sind, um die Verfestigung des Schaumes zu bewirken.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von künstlichem Schwamm in Plattenform, gemäss welchem ein Schaum aus Lösungen oder Dispersionen von Stoffen, die zur Bildung von künstlichem Schwamm befähigt sind, auf einer nach oben offenen Unterlage zur Erstarrung gebracht bzw. verfestigt wird, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Erstarren oder Verfestigen des Schaumes die gebildete Schwammplatte einem Druck ausgesetzt und das zusammengedrückte Erzeugnis fixiert wird, während es sich im komprimierten Zustande befindet.