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Verfahren und Vorrichtung zum Streichen oder Spritzen von wässrigen Dispersionen, die aus Kautschuk od. dgl. bestehen oder solchen enthalten.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Streichen oder Spritzen von wässerigen Dispersionen, die aus Kautschuk od. dgl. bestehen oder solchen enthalten.
Es ist bekannt, dass Unterlagen mit Kautschuk oder kautschukähnlichen Stoffen unter Verwendung von wässerigen Dispersionen, wie natürlichen oder künstlichen Latizes, entweder durch elektrophoretische Abscheideverfahren oder durch mechanische Verfahren, wie durch Aufstreichen, Spritzen oder Tauchen u. dgl. überzogen werden können. Beim Überziehen von Geweben durch elektrophoretische Nieder- schlagung wird das zu überziehende Material zwischen positiven und negativen Elektroden hindurchgeführt, die in ein Bad aus mit Alkali konservierter Kautschukmilch eintauchen, wodurch die negativ geladenen Kautschukteilchen in der Kautschukmilch zu der Anode wandern und durch Elektrophorese auf jener Seite des dazwischenliegenden Gewebes niedergeschlagen werden, die der Anode abgekehrt ist.
Eine Wanderung in der entgegengesetzten Richtung findet im Falle der Verwendung einer sauren Dispersion statt, in welcher die Kautschukteilchen positiv geladen sind und daher zu der Kathode wandern.
Werden blattförmige Stoffe durch mechanische Verfahren überzogen, so kann die wässerige Kautschukdispersion, die vorzugsweise in Form einer dicken Paste benutzt wird, auf die eine Oberfläche des zu überziehenden Materials aufgegeben und auf dieser beispielsweise mittels eines üblichen Streichmessers oder einer ähnlichen Streichvorrichtung gleichmässig ausgestrichen und dann getrocknet werden. Bei verhältnismässig langsamen Arbeitsgeschwindigkeiten liefern diese Aufstreichverfahren auch ganz befriedigende Resultate ; wenn jedoch versucht wird, die Geschwindigkeit des Durchganges des blattförmigen Materials unter dem Streichmesser zu erhöhen, so wird eine rauhe unebene Oberfläche der Kautschukabscheidung erhalten, da die Dispersionspaste leicht an und auf der Streichklinge haften bleibt.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich nun auf derartige mechanische Aufstreich-oder Spritzverfahren, bei denen ein Streichmesser oder eine Spritzdüse auf die wässerige Dispersion zur Einwirkung gebracht wird, um diese einer Formgebung zu unterziehen oder einen Stoff mit der Dispersion zu überziehen.
Gemäss der vorliegenden Erfindung besteht das Verfahren zum Streichen oder Spritzen von wässerigen Dispersionen von Kautschuk od. dgl. mittels eines Organs, welches die Dispersion formt oder verteilt, darin, dass zwischen der Dispersion und dem Streichmesser oder der Spritzdüse eine elektrische Potentialdifferenz aufrechterhalten und dem Streichmesser oder der Spritzdüse hinsichtlich des Vorzeichens dieselbe elektrische Ladung erteilt wird, welche die dispergierte Phase der Dispersion aufweist.
Es wurde nämlich gefunden, dass bei elektrischer Aufladung des Streichmessers oder der Spritzdüse, die im Vorzeichen der Ladung der dispergierten Phase der Dispersion gleich ist, eine Ansammlung von Wasser an der Kante oder Oberfläche des Streichmessers oder der Spritzdüse stattfindet, welche mit der Dispersion in Berührung steht. Diese Ansammlung von Wasser oder diese dünne Wasserschicht auf dem Form-oder Verteilungsorgan wirkt als eine Art Glatt-oder Schmiermittel und verhindert ein Haften der Dispersion an dem Streichmesser oder der Spritzdüse und somit auch die Bildung von Krusten, durch welche eine rauhe Oberfläche des Überzuges oder des gespritzten Gegenstandes erhalten werden würde.
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In alkalischen wässerigen Kautschukdispersionen sind die Kautsehukteilchen negativ geladen ; daher wird das Streichmesser oder die Spritzdüse zur Kathode gemacht. Die Ansammlung von Wasser an der Kathode erfolgt, indem die negativ geladenen Teilchen in den Teilen der Dispersionsmasse, welche an dem kathodisch geschalteten Streichmesser oder der kathodisch geschalteten Spritzdüse anliegen, von der Kathode hinwegzuwandern suchen, während, gleichzeitig das Wasser nach der Kathode hinzuwandern strebt, so dass anliegend an der Kathodenfläche eine dünne Schicht aus flüssiger Phase erzeugt wird, welche verhältnismässig frei von dispergierten Teilchen ist.
Diese erhöhte Wasseransammlung an den Kontaktstellen zwischen beispielsweise dem Streichmesser und der Dispersion ermöglicht es, die Laufgeschwindigkeit des zu überziehenden Materials, im besonderen beim Überziehen von Gewebe mit einer dicken Dispersionspaste, wesentlich über die Geschwindigkeit hinaus zu erhöhen, die bei den bisher bekannten Streichverfahren praktisch angewendet werden konnte, und sie ermöglicht ferner, dass auch solche Pasten glatt aufgestrichen werden können, die unter Verwendung der bisher bekannten Streichverfahren für ein glattes Aufstreichen zu viskos wären.
In gleicher Weise kann auch, wie bereits erwähnt, eine Potentialdifferenz zwischen einerseits einer metallischen Spritzdüse und anderseits der zu spritzenden Dispersionspaste aufrechterhalten werden oder, wenn das Spritzverfahren als Verfahren zum Überziehen einer Unterlage angewendet wird, zwischen der Metalldüse und dem zu überziehenden Material, beispielsweise einem Draht. Beim Spritzen einer Dispersionspaste zwecks Herstellung eines Fadens, einer Platte oder eines ähnlichen Produktes wird die Spritzdüse, welche natürlich von dem Hauptteil der Maschine isoliert wird. mit Bezug auf den Hauptteil der Maschine auf einem negativen Potential gehalten und letzterer als Anode benutzt und vorzugsweise geerdet. Beim Überziehen, beispielsweise eines Drahtes, kann selbstverständlich entweder der Draht oder der Hauptteil der Maschine als Anode benutzt werden.
Es ist ohne weiteres ersichtlich, dass sich das Verfahren der vorliegenden Erfindung grundsätzlich von den Verfahren unterscheidet, bei welchen der Kautschuk aus Kautschukmilch kataphoretisch auf einem sich bewegenden Gewebe niedergeschlagen wird, welches zwischen einer Kathode und einer Tragvorrichtung liegt, welche in sich eine Anode enthält, Das vorliegende Verfahren ist in seinen Grundzügen ein mechanisches Aufstreichverfahren, bei welchem die Eigenschaft der dispergierten Teilchen, unter dem Einfluss eines elektrischen Feldes oder Potentialgefälles zu wandern, ausgewertet wird, um eine dünne Schicht aus einer verhältnismässig verdünnten Dispersion an der Berührungsfläche zwischen der Dispersion und dem Streichmesser oder der Spritzdüse zu erzeugen.
Die Dicke der nach dem vorliegenden Verfahren erzielbaren Überzüge ist auch in keiner Weise von den Bedingungen abhängig, welche die Dicke eines Überzuges bestimmen, der durch Elektrophorese auf einer gleichen Unterlage niedergeschlagen wird. Durch die gänzlich unbedeutende elektrophoretische Abscheidung, die bei dem vorliegenden Verfahren mit auftreten kann, wird auch die auf die Unterlage aufgetragene Kautschukmenge nicht vergrössert, sondern durch sie kann an der Unterlage nur eine geringe Koagulation der Kautschukmilch bewirkt werden, welche dort durch die mechanische Wirkung der Streichvorrichtung schon abgeschieden worden ist.
Die vorliegende Erfindung kann bei den verschiedenartigsten Vorrichtungen Anwendung finden ; zu ihrer Veransehaulichung wird sie nachstehend an Hand der Zeichnung in Verbindung mit einer Strichvorrichtung zum Überziehen von blattförmigen Stoffen, wie Geweben, näher beschrieben.
In der Zeichnung ist Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zum Überziehen eines Gewebes gemäss der Erfindung, und Fig. 2 und 3 veranschaulichen abgeänderte Ausführungsformen der Vorrichtung nach Fig. 1.
Gemäss Fig. 1 wird ein blattförmiges Material L beispielsweise ein Gewebe, das mit einer Disper- sionspaste überzogen werden soll, über eine als Auflage dienende Förderrolle 2 geführt und unter einem Streiehmesser 3 hindurchgeführt, das oberhalb der genannten Förderrolle angeordnet ist und mit dem Gewebe eine Art Düse bildet, durch welche die Dispersionspaste 6 durch die Vorwärtsbewegung des Gewebes 1 hindurchgezogen wird. Das Streichmesser 3 besteht aus einem elektrisch leitfähigen Stoft und ist von der übrigen Einrichtung isoliert und mit dem negativen Pol einer Gleichstromanlage durch die Leitung 4 verbunden.
Der positive Pol des Stromkreises ist durch die Leitung 5 mit der Förderrolle 2 verbunden, über die das zu überziehende Material durch nicht näher veranschaulichte Vorrichtungen fortlaufend hinweggeführt wird. Die auf die Unterlage 1 aufzutragende Dispersion 6 kann aus einer wässerigen natürlichen oder künstlich hergestellten Dispersion von Kautschuk oder einem kautschuk- ähnlichen Stoff bestehen. Zum Anfeuchten des zu überziehenden Materials, vorzugsweise mit einer Elektrolytlösung, ist eine Befeuchtungswalze 7 vorgesehen, so dass das zu überziehende Material leitfähig gemacht wird. Wenn das zu überziehende Material an sich schon leitfähig ist, so kann die genannte Befeuchtungswalze auch in Wegfall kommen.
Bei der abgeänderten Ausführungsform der Vorrichtung gemäss Fig. 2 ist ein Streichmesser J mit einer Stromquelle durch die Leitung 8 verbunden und bildet wie in Fig. 1 die Kathode. Der positive Pol der Stromquelle ist mit einer feststehenden Elektrode 9 verbunden, die so angeordnet ist, dass sie mit der aufzustreichenden Dispersionsmasse 6 in Berührung steht, u. zw. entweder in der veranschaulichten Lage oder in einem Speisebehälter, welcher nächst dem Streichmesser 3 angeordnet werden kann.
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Bei dieser Ausführungsform wird somit eine Potentialdifferenz unmittelbar zwischen dem Streichmesser 3 und der Dispersionsmasse aufrechterhalten, so dass die Förderrolle und das zu überziehende Material nicht für die Herstellung des Stromkreises benutzt werden. Die in Fig. 2 veranschaulichte Vorrichtung kann daher auch zum Überziehen von blattförmigen Stoffen aus nichtleitendem Material, wie aus Kautschuk od. dgl. oder aus Papier oder Gewebe u. dgl., benutzt werden.
Bei der in Fig. 3 veranschaulichten Ausführungsform bildet das Streichmf'sser 3 wif'der die Kathode, während die Anode aus einer Kontaktrolle 10 besteht, welche den elektrischen Kontakt mit einer Fläche des zu überziehenden Materials herstellt, nachdem letzteres, falls erforderlich, durch die Walze 7 oder auf andere Weise angefeuchtet oder leitfähig gemacht worden ist.
Bei den verschiedenen veranschaulichten Ausführungsformen bildet das Streichmesser die Kathode, so dass die Verdünnung einer Dispersion, welche negativ geladene Teilchen enthält, an der Berührungs- fläche des Streichmessers erfolgt und somit eine Art Schmierung zwischen der Dispersion und dem Streiehmesser erzielt wird.
Sind die dispergierten Teilchen positiv geladen, wie beispielsweise bei einer sogenannten sauren Kautschukmilch oder andern Dispersionen aus Kautschuk od. dgl., die einen pH-Wert unter 4-5 besitzen, so kann beim Aufstreichen oder Spritzen derartiger Dispersionspasten die,, Schmierung" der Berührungs- fläche des Streichmessers oder der Spritzdüse erfindungsgemäss bewirkt werden, indem das Strichmesser oder die Spritzdüse als Anode benutzt werden, wodurch diese mit Bezug auf die Dispersion auf einem positiven Potential gehalten werden. Das erforderliche Potentialgefälle ist natürlich abhängig von den zu verarbeitenden Stoffen und der Wirkung, die erreicht werden soll.
Es wurde gefunden, dass Potentialdifferenzen bis zu 220 Volt für die meisten Zwecke zufriedenstellende Ergebnisse liefern. Es können jedoch auch Spannungen unter 220 Volt benutzt werden, wenn sie mit der Geschwindigkeit, mit welcher die Streich-oder Spritzmaschine arbeiten soll, vereinbar sind : auch hängen die Spannungen von der Konzentration, der Viskosität und der Leitfähigkeit der aufzustreichenden Paste ab.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Streichen oder Spritzen von wässerigen Dispersionen, die aus Kautschuk od. dgl. bestehen oder solchen enthalten, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Dispersion und dem Streiehmesser oder der Spritzdüse eine elektrische Potentialdifferenz aufrechterhalten und dem Streichmesser oder der Spritzdüse hinsichtlich des Vorzeichens dieselbe elektrische Ladung erteilt wird, welche die dispergierte Phase der Dispersion aufweist.