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Verfahren zur Herstellung von Kautschuluden,-Streifen u. dgl.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Kautsehukfäden,-Streifen u. dgl., wobei eine wässerige Kautschukdispersion in einer Rinne abgesetzt und in dieser verfestigt wird.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die verwendete Dispersion eine z. B. durch Zusatz von Metallsalzen, Diphenylguanidin u. dgl. gegen Hitze empfindlich gemachte Dispersion ist und dass die in Rinnen koagulierten Fäden zur Hauptsache erst nach Entfernung von den Rinnen getrocknet werden. Dabei wird der Rinnenquerschnitt der gewünschten Stärke der Rohfäden entsprechend gewählt.
Unter einer gegen Hitze empfindlich gemachten Dispersion soll eine solche verstanden werden, welche zwar bei Zimmertemperatur stabil ist und nicht koaguliert, aber unstabil wird, wenn sie auf eine bestimmte höhere Temperatur gebracht wird, so dass sich bei dieser durch Koagulation eine homogene feste Masse absetzt, welche die ganze Menge oder erhebliche Anteile des in der ursprünglichen Dispersion enthaltenen Wassers enthalten kann. Derartige Dispersionen werden z. B. in den britischen Patentschriften 284608, 292964, 330520 und 335621 beschrieben.
Man hat bereits vorgesehlagen, Kautsehukfäden aus Latex und ähnlichen Kautsehukdispersionen dadurch herzustellen, dass die Dispersion in Rinnen fliessen gelassen wird, woselbst sie fortbewegt und durch Hitze konzentriert und fortschreitend ausgetrocknet wird. wonach die fadenförmigen und getrockneten Massen aus den Rinnen entfernt und vulkanisiert und fertig bearbeitet werden. Dieses bekannte Verfahren weist aber verschiedene Nachteile auf, wie eine unerwünschte Begrenzung der erzielbaren Fadenstärke u. dgl. Das Verfahren ist daher auch mehrstufig bis zur Erzielung der gewünschten Fadenstärke ausgeführt worden. Die hiefür benötigten Vorrichtungen sind aber von sehr erheblicher Länge und müssen dabei sehr genau gearbeitet sein ; die Investitionskosten sind entsprechend hoch und das Verfahren ist auch in der Praxis mit ziemlichen Schwierigkeiten verbunden.
Es war anderseits auch bekannt, Kautsehukfäden aus den erfindungsgeir. äss verwendeten Dispersionen durch Auspressen aus heissen Düsen herzustellen. Dies führt aber ebenfalls zu verschiedenen Schwierigkeiten und Nachteilen. DieArbeitsgeschwindigkeit ist nur gering und häufige Betriebsstörungen schwer zu vermeiden.
Das erfindungsgemässe Verfahren zeichnet sich gegenüber diesen bekannten durch grössere Leichtigkeit und Schnelligkeit der Arbeitsweise aus und gegenüber dem bekannten Verfahren mit Ablagerung in einer Rinne durch die Möglichkeit der Verwendung ein und derselben mit Rinnen versehenen Oberfläche zur Herstellung verschieden starker Fäden mit mehr oder minder ähnlichem Querschnitt und dies bei verhältnismässig geringen apparativen Kosten. Ferner wird nicht wie bei der bekannten Ablagerung in Rinnen ein Grossteil des Wassers fortschreitend verdairpft und der Faden in der Rinne allmählich ausgetrocknet, sondern es wird erfindungsgen-äss der Faden in der Rinne unter Einschluss erheblicher Wassermengen rasch koaguliert und erst nach Entfernung von der Rinne getrocknet, was praktisch einen sehr wertvollen Fortschritt darstellt.
Im bevorzugten Falle der Bildung des ganzen Fadens in einer Arbeitsstufe ist die in die Rinne fliessen gelassene Dispersionsmenge die ganze Menge, welche erforderlich ist, um die Rinne in solcher Tiefe auszufüllen, dass bei nachfolgender Koagulation, Trocknung und Vulkanisation ein fertiger Faden der gewünschten Stärke erhalten wird.
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Das Absetzen oder die Koagulation der in die Rinne eingebrachten Dispersion wird selbstver- stündlich durch Einwirkung von Hitze auf die Dispersion durchgeführt. Eine vorzugsweise Ausführung- form mit besonders günstigen Ergebnissen besteht darin, dass die Rinnen aufweisende Oberfläche erhitzt wird, so dass die Dispersion die für die Koagulation erforderliche Wärmemenge von den Wänden der Rinne erhält. Nach einer anderen Ausführungsform oder gegebenenfalls in Kombination mit der vorhergehenden kann die in die Rinne eingebrachte Dispersion durch eine erhitzte Atmosphäre streichen.
Es ist klar, dass die angewendeten Hitxetemperaturen nur so hoch sein müssen, dass die Temperatur der in der Rinne befindlichen Dispersion auf Koagulationstemperatur erhöht wird.
Die erforderliche Trocknung des koagulierten Fadens wird vorzugsweise nach Entfernung des Fadens aus den Rinnen bewirkt, da auf diese Weise die Gesamtlänge der mit Rinnen versehenen Ober- fläche, welche für eine kontinuierliche Arbeitsweise erforderlich ist, auf ein Minimum reduziert wird und überdies die Trocknung rascher vor sieh geht, wenn sieh der Faden ausserhalb der Rinne befindet.
Bei dieser Ausführungsform wird daher der koagulierte fadenförmige Niederschlag aus den Rinnen im nassen Zustande entfernt und dann getrocknet, beispielsweise dadurch, dass er auf einem Förderband durch eine Trockenkammer streicht, durch welche erhitzte Luft fortlaufend zirkuliert.
Aus der Trockenkammer kann der Faden auf eine Vulkanisationstrommel laufen und dann über die üblichen Vorrichtungen zum Einstauben und für eine eventuelle sonstige Fertigbearbeitung der- selben wird dann zwecks Lagerung od. dgl. aufgespult.
Das erfindungsgemässe Verfahren kann beispielsweise, wie folgt, ausgeführt werden :
Man stellt zunächst eine geeignete, gegen Hitze empfindliche Latexmischung her und lässt diese aus einem Vorratsbehälter, welcher sich über einem horizontal gelagerten, mit Rinnen versehenen
Zylinder befindet, in die Rinnen des letzteren einfliessen. Das Einfliessen der Flüssigkeit aus dem Reser- voir in die Rinnen kann mittels kleiner Röhrchen erfolgen, die beispielsweise aus Glas sein können und deren Ausströmöffnungen in die Rinnen gerichtet sind. Die Anzahl von Röhrchen entspricht denen der Rinnen, welchen sie die Flüssigkeit zuführen.
Die Auslassenden der Röhrehen sind koniseh verjüngt und zwischen den Wänden der Rinnen angeordnet, so dass die feinen Latexflüssigkeitsstrahlen. welche aus den Austrittsöffnungen der Röhrchen ausströmen, direkt und unmittelbar in die Rinnen geführt werden. Der mit Rinnen versehene Zylinder wird geheizt und während die Latexstrahlen auf den Zylinder gelangen, dreht sich dieser um seine Achse in Richtung des Ausströmens des Latex aus den Röhrchen. Durch Änderung der Umdrehungsgeschwindigkeit des Zylinders im Verhältnis zur Ausströmungsgeschwindigkeit des Latex oder umgekehrt kann die Stärke des Latexniederschlages
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Die eingebrachten Latexmengen koagulieren in den Rinnen des Zylinders durch die dortselbst zugeführte Wärme. Die Temperatur, auf welche der Zylinder erhitzt wird, ist zweckmässig um einige Grade höher als die Koagulationstemperatur der Dispersion. Um den Vorgang zu beschleunigen, können die koagulierenden Niederschläge aus dem Zylinder noch während ihrer Anordnung auf dem Zylinder durch eine erhitzte Kammer geleitet werden, beispielsweise dadurch, dass der untere Teil des Zylinder :-, z. B. die untere Hälfte, sich in einem den unteren Teil des Zylinders umschliessenden Behälter dreht. in welchem sich heisse Luft befindet.
Wenn die Latexniederschläge auf dem Zylinder die Stelle erreichen, woselbst sie aus der Heiz kammer austreten, sind sie genügend fest und zusammenhängend, um aus den Rinnen abgestreift und über eine Abnahmewalze, welche sich mit der Umfangsgeschwindigkeit des mit Rinnen versehenen
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werden zu können, woselbst sie parallel und nahe zueinander zu liegen kommen und weiter durch einen Trockenraum und von dort auf eine Einstaubvorrichtung geführt werden. Die Fäden gelangen dann auf einen Vulkanisationszylinder und schliesslich auf Rollen zwecks üblicher Weiterbehandlung.
Das Förderband soll nicht eine geringere Geschwindigkeit aufweisen als die übliche Umfangs-
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Schlingen vor dem Förderband anhäufen.
Wenn die Geschwindigkeit des Förderbandes der der Abstreif-oder Abnahmewalze und des Zylinders entspricht, so ist der Querschnitt des Fadens auf dem Förderband im wesentlichen sowohl hinsichtlich Form als Ausmasse derselbe als der Querschnitt des koagulierten Niederschlages in den Rinnen des Zylinders.
Gewünschtenfalls können die Fäden aber auch ausgezogen werden, nachdem sie den Zylinder verlassen haben, in welchem Falle das Förderband dann mit höherer Geschwindigkeit läuft als die Abnahmewalze, u. zw. je nach der gewünschten Ausdehnung des Fadens. Die Form des Querschnittes bleibt hiebei im wesentlichen unverändert. Das Ausmass der hiedurch erzielbaren Verlängerung des abgenommenen Fadens hängt u. a. von der Zusammensetzung des Fadens ab. Im allgemeinen ist eine Ausdehnung um etwa 600-700% möglich und zweckmässig, in welchem Falle das Förderband mit einer Geschwindigkeit laufen gelassen wird, die 6-bis 7mal so gross ist als die Umfangsgeschwindig- keit des Zylinders und der Abnahmewalze.
Die so bewirkte Streckung des koagulierten Fadens verleiht diesem gewöhnlich eine gewisse Steifheit, welche zumindest teilweise in dem Faden erhalten bleibt und noch in dem getrockneten
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Produkt aufscheint. Diese Steifheit kann jedoch dadurch beseitigt werden, dass der Faden vor dem
Trocknen durch ein Heisswasserbad oder durch ein genügend erhitztes Luftbad oder sonstige Gasatmo- sphäre geführt wird. Die Steifheit kann auch gewünschtenfalls nach dem Trocknen, aber vor Vulkani- sation durch dieselben angegebenen Mittel entfernt werden. Man kann aber auch, wenn der getrocknete Faden später mittels Hitze vulkanisiert und die Vulkanisationstemperatur genügend hoch ist, z.
B. nicht niedriger als 90 C, die Steifheit während der Vulkanisationsstufe entfernen, insbesondere, wenn der Beginn der Vulkanisation bei der angegebenen Temperatur nicht zu rasch erfolgt.
Es ist ersichtlich, dass ein Vorteil der Erfindung darin besteht, dass durch einfache Bemessung der Dispersionsmenge, welche in die Rinnen einströmen gelassen wird, und hiedurch der Tiefe (Stärke) des in den Rinnen erzeugten Niederschlages die Stärke der Fäden ganz nach Belieben geregelt werden kann. Dies bedeutet, dass dieselbe mit Rinnen versehene Oberfläche (welche immer der kostspieligste
Teil einer Vorrichtung zur Durchführung derartiger Verfahren ist) zur Herstellung verschiedener
Fadenstärken verwendet werden kann.
Die Rinnen müssen sehr glatt und zu diesem Zwecke rein gehalten werden, um das Abstreifen des koagulierten Niederschlags zu erleichtern. Zu diesem Zweck wird der Zylinder, welcher z. B. aus rostfreiem Stahl oder ähnlichem Material mit nicht korrodierenden glatten Oberflächen hergestellt wird, durch einen Satz rotierender Bürsten gereinigt, deren Borsten in die Rinnen des Zylinders hin- einreichen. Diese Bürsten werden zwischen der Abnahmewalze und den Verteilerröhrchen angeordnet, die die Latexflüssigkeit den Rinnen zuführen.
Die Rinnen des Fadenherstellungszylinders können Querschnitte jeder wie immer gewünschten
Gestaltung aufweisen. Dieser Querschnitt wird, welche Form immer er zeigt, von den gebildeten
Fäden genau wiedergegeben.
Im Falle einer tiefen Rinne, welche bei diesem Verfahren nur teilweise mit Latex angefüllt ist, bildet sich auf der Oberfläche des Latexniederschlages ein Meniskus mit dem Ergebnis, dass sich der
Niederschlag mit einer konkaven Oberfläche absetzt. Bei Erhöhung der Viskosität zeigt jedoch der
Latex weniger Neigung zur Bildung eines Meniskus und der Niederschlag in der Rinne setzt sich infolge- dessen dann mit einer mehr ebenen Oberfläche ab. Wenn des weiteren die Oberfläche der Rinne mit einer dünnen Haut eines Antibenetzungsmittels überzogen wird, wie beispielsweise mit einer öligen
Substanz oder mit Talkumpuder, so kann hiedurch veranlasst werden, dass die Oberfläche des Latex- niederschlages in der Rinne eine konvexe Gestalt beim Absitzen annimmt.
Hieraus ist ersichtlich, dass durch bemessene Regelung der Viskosität des Latex oder der Ober- flächenspannung zwischen Latex und der Oberfläche der Rinne die Konfiguration des oberen Teiles (in der Rinne) des Querschnittes des koagulierten Niederschlags nach Belieben beeinflusst werden kann.
In diesem Zusammenhang sei auch erwähnt, dass eine konvexe Oberfläche des Niederschlags einer Rinne auch dadurch erhalten werden kann, dass eine Rinne von so geringer Tiefe verwendet wird, dass zur Aufnahme der für die gewünschte Fadenstärke notwendigen Latexmenge sie schwach überfüllt werden muss.
Der Latexüberschuss in der Rinne, welcher durch Wirkung der Oberflächenspannung bestehen bleibt, bewirkt dann beim Absetzen des Niederschlages eine konvexe Oberfläche. Bei dieser Ausführungsform kann man durch Verwendung von Rinnen mit halbkreisförmigem Querschnitt Fäden erzielen, deren Querschnitt praktisch rund ist.
Die Erfindung umsehliesst die Verwendung irgendwelcher wässeriger Kautsehukdispersionen, u. zw. sowohl natürlicher als künstlicher, ferner sowohl vulkanisierter als unvulkanisierter. Man kann auch eine Mischung verschiedener Dispersionen verwenden. Die Dispersionen können entweder normalen Kautschukgehalt aufweisen oder konzentriert sein. Der Kautschuk der Dispersionen kann sowohl natürlicher Kautschuk als synthetischer Kautschuk sein. Die verwendete Dispersion kann auch einzelne oder mehrere Zusätze enthalten, wie Vulkanisationszusätze, Farbstoffe, Füllstoffe oder irgendwelche andere der an sich bekannten, für solche Dispersionen verwendeten Zusatzstoffe.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Kautschukfäden,-Streifen u. dgl., wobei eine wässerige Kautschukdispersion in einer Rinne abgesetzt und in dieser verfestigt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die verwendete Dispersion eine z. B. durch Zusatz von Metallsalzen, Diphenylguanidin u. dgl. gegen Hitze empfindlich gemachte Dispersion ist und die koagulierten Fäden nach Entfernung von der Rinne getrocknet werden.