AT166060B - Verfahren zur Herstellung von porösen, schwammartigen Massen und Gegenständen aus Kautschuk oder kautschukähnlichen Stoffen - Google Patents

Description

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    Verfahren zur Herstellung von porösen, schwammartiges Massen und Gegenständen aus Kautschuk oder kautschukähnlicmen Stoffen     Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erzeugung von miteinander verbundene Zellen aufweisenden Massen aus Kautschuk oder kautschukähnlichen Stoffen und von Gegenständen aus solchen Massen. 



  Bei der Herstellung von derartigen Massen ist es bekannt, eine wässrige Kautschukdispersion unter geeigneten Bedingungen zu einem Schaum zu schlagen und diesen Schaum vor oder nach dem Einfü ! len in Formen zu koagulieren. Es wurde auch schon vorgeschlagen, Schaummassen aus Kautschuk-Latex dadurch weiter zu behandeln, dass man sie einem verminderten Druck aussetzte. Schliesslich wurde auch für die Herstellung von porenhaltigen Kautschukmassen vorgeschlagen, hochplastische, jedoch nicht flüssige Ausgangsstoffe, die Gase oder ein zerseizbares Treibmittel enthalten, in Vakuum zu verformen. 



  Bei der obgenannten Gruppe von Ausgangsstoffen geht man wohl von Lösungen oder Dispersionen derselben aus, doch erfolgt die Schaumbildung vor der Vakuumanwendung. Bei der zuletztgenannten Gruppe wird überhaupt keine Verschäumung erzielt, sondern nur das Aufblähen der hochplastischen Massen zur gewünschten Porosität bzw. Zellenstruktur. 



  Die bisher bekannten Verfahren weisen jedoch vor allem den Nachteil einer nur mangelhaften Kontrolle über die Grösse und Gleichmässigkeit der Poren bzw. Zellen und einer verhältnismässig nur langsam vor sich gehenden Ausbildung derselben auf. 



  Beim Verfahren der vorliegenden Erfindung wird von Lösungen oder Dispersionen ausgegangen, die verschäumt werden, u. zw. wird der Schaum erzeugt, indem man die schaumfreie Dispersion oder Lösung, die gegebenenfalls gelöstes Gas oder zur Gasbildung fähige Stoffe enthält, einem unteratmosphärischen Druck aussetzt. Das Volumen sowie der physikalische Zustand des Schaumes sind bestimmt durch die Wahl der Arbeitsbedingungen. Der eventuelle Zusatz von gelöstem Gas oder von zur Gasbildung fähigen Stoffen kann die Schaumbildung befördern. Ist das Vakuum hinreichend hoch, so gelangen die in der Dispersion oder Lösung vorhandenen Flüssigkeiten zur teilweisen Ver-   dampfung und unterstützen dadurch ebenfalls den Prozess der Schaumbildung.

   Charakteristisch für das neue Verfahren ist es, dass die Schaumbildung praktisch momentan hervorgerufen wird und dass durch wahlweise Abstimmung der Arbeitsbedingungen die Zellgrösse und Gleichmässigkeit der Struktur der gewonnenen Gegenstände in hohem Grade beeinflusst und kontrolliert werden kann. Unabhängig von der Grösse und der Form der hergestellten Gegenstände kann bei grösster Gleichmässigkeit des Zellenaufbaues ein sehr geringes spezifisches Gewicht dieser Gegenstände erreicht werden. 



   Der durch Expansion erzeugte Schaum ist zunächst noch kein unter Atmosphärendruck stabiles Gebilde. 



   Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung geschieht die Stabilisierung dadurch, dass man den Schaum, während er sich noch unter Vakuum befindet, mittels an sich bekannter   Latex-Koagulations-Mittel   koaguliert (z. B. durch
Koagulation der Latexteilchen). Nach erfolgter
Erstarrung wird Luft oder anderes Gas wieder vorzugsweise langsam zugelassen, wobei sich die Zellen füllen und der Schwamm nunmehr getrocknet und vulkanisiert werden kann. Das
Trocknen und Vulkanisieren kann simultan erfolgen, indem man heisse Gase, vorzugsweise unter vermindertem Druck, durch den Schwamm streichen lässt. 



   Bei der soeben beschriebenen Ausführung- form der Erfindung ist es offenbar nicht möglich, den vorgebildeten Schaum aus einem Behälter in einen anderen (nicht evakuierten) umzufüllen und z. B. in einer Form ausserhalb des ursprüng- lichen   Gefässes   erstarren zu lassen. 



   Dies kann jedoch auf folgende Weise erreicht werden. Zu der   Kautschuklösuag   oder Dispersion wird vor dem Einbringen derselben in die Form eine gelöste Substanz zugesetzt, die unter dem beim Verfahren herrschenden Unterdruck, ge- gebenenfalls bei erhöhter Temperatur einer irreversiblen, vorzugsweise chemischen Umwand- lung unterliegen, bei der ein Gas entwickelt wird, welches die leeren   zellartigen   Räume des porösen Produktes füllt. Diese Reaktion kann entweder simultan nut der Expansion vor sich 

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 gehen oder ihr folgen. Man erhält auf diese Weise einen Schaum mit gasgefüllten Zellen, der bei gewöhnlichem Druck stabil ist. Substanzen, die diesen Effekt herbeizuführen vermögen, sind die bekannten Treibmittel, wie z.   B.   



  Ammoniumkarbonat, Wasserstoffsuperoxyd oder Ammoniumnitrit. 



   Zur Umwandlung des Schaumes in einen Schwamm werden auch bei dieser Ausführungsform der Erfindung in einem geeigneten Stadium des Prozesses Substanzen zugegeben, die eine Koagulation der Latexteilchen hervorrufen oder fördern. Als letzte Stufe des Prozesses folgen dann Trocknung und Vulkanisation. 



   Das Verfahren kann Anwendung finden für natürliche oder synthetische Dispersionen von Natur-oder synthetischem Kautschuk bzw. kautschukähnlichen Stoffen, wie Guttapercha, Balata u. dgl., ferner Chloroprenpolymerisate und Thioplaste. Es können auch Lösungen dieser Stoffe in organischen Lösungsmitteln verwendet werden. Die Dispersionen bzw. 



  Lösungen können auch regenerierten, depolymerisierten oder vulkanisierten Kautschuk enthalten. 



   Daneben können die üblichen Vulkanisation- mittel, Vulkanisationsbeschleuniger, Alterungsschutzmittel, Erweichungsmittel, Aktivatoren, Füllstoffe usw. anwesend sein. 



   Zur Förderung der Schaumbildung können der Mischung zusätzliche Stoffe (fest oder flussig, gegebenenfalls auch adsorbiert an aktive Materialien) zugesetzt werden, die bei den während der Vakuumanwendung herrschenden Temperaturen verdampfen, z. B. Ammoniumcarbonat, Natriumbicarbonat, niedrig siedende Fraktionen des Erdöles, wie Petroläther, chlorfluor-substituierte niedere aliphatische Kohlenwasserstoffe od. dgl. 



   Die Stabilität des Schaumes kann erhöht werden durch Zugabe oberflächenaktiver Stoffe, wie z. B. von Saponin usw. 



   Beispiele :    1. 16 Gew.-Teile Kautschuklatex (60% ig),   enthaltend 100   Gew.-Teile   Trockensubstanz, werden mit 5 Teilen Zinkoxyd, 2-5 Teilen Schwefel,
0 5 Teilen Beschleuniger (z. B. Pentamethylen-   piperidin-dithiocarbamat),   1 Teil Alterungs- schutzmittel, 10 Teilen leichtem Paraffinöl und
1 Teil Saponin vermengt. Zu der Mischung 
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 - 0-655 g cm3 und Kp =   40-60  C)   und eine Losung von 5 Teilen Ammoniumkarbonat zugegeben. Die Masse wird in ein geschlossenes Gefäss gebracht, das auf z. B. 30 mm Hg-Druck ausgepumpt wird. Die Masse schäumt auf und füllt die Form vollständig aus. Das Ammoniumkarbonat und das Benzin wirken als langsame Koagulationsmittel und die Masse erstarrt nach einiger Zeit.

   Wenn die Koagulierung erfolgt ist, kann Luft langsam zugelassen und der Schwamm vulkanisiert, getrocknet und eventuell gewaschen werden. Zur Erzeugung gleichförmiger Porosität kann das Gefäss bis zum Erstarrungsmoment der Masse langsam bewegt oder rotiert werden. 



   2.100 Gew.-Teile Kautschuktrockensubstanz (z. B., in Form eines Latexkonzentrats) werden nach entsprechender Verdünnung vermischt mit 5 Teilen Zinkoxyd,    2 5 Teilen   Schwefel, 0 5 Teilen Zinkdiäthyldithiocarbamat, 1 Teil Alterungs- 
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 -0-655 /cm3, Kp = 40-60  C), 2-5 Teilen Perhydrol und 2 Teilen Natriumsilicofluorid. 



   Unter Vakuum geht zunächst die Schaumbildung vor sich, sodann zerfällt das konzentrierte Wasserstoffsuperoxyd und füllt die ursprünglich leeren Zellen, wodurch der Schaum auch bei Atmosphärendruck stabil wird. Dieser Schaum kann in eine beliebige Form gefüllt werden, wo er durch Erwärmen für kurze Zeit auf etwa   60-70  C   unter der Wirkung des   Silicofluorids   irreversibel koaguliert. 



   Ein wertvolles Produkt wird erhalten, wenn man zu dem Schaum oder zu dessen Ausgangssubstanz künstliche oder natürliche, mineralische, pflanzliche oder tierische Fasern zusetzt. Dies kann z. B. in solcher Weise erreicht werden, dass man mit Hilfe eines beliebigen Adhäsivmittels die Fasern zu einem leichten Gerüst oder Netzwerk verbindet und den Schaum unter Vakuum durch ein solches Gebilde steigen lässt. 
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PATENTANSPRÜCHE : 
1. Verfahren zur Herstellung von porösen, schwammartigen Massen und Gegenständen aus Kautschuk oder kautschukähnlichen Stoffen, bei welchem eine wässrige Dispersion oder eine Lösung dieser Stoffe, die vorzugsweise Schaummittel, Koagulationsmittel, Vulkanisationsstoffe oder-mittel, Weichmacher bzw.

   Füllstoffe enthält, in einen Schaum umgewandelt wird, der sodann zur Koagulation gebracht und gegebenenfalls vulkanisiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass man den Schaum erzeugt, indem man die schaumfreie Dispersion oder Lösung, die gegebenenfalls gelöste Gase oder zur Gasbildung fähige Stoffe enthält, einem unteratmosphärischen Druck aussetzt.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaum vor, während oder nach der Druckverminderung erwärmt wird.

   3. Verfahren nach Anspruch l oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaum unter vermindertem Druck zur Koagulation gebracht wird.

   4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaum nach Zugabe von Substanzen, die unter den beim Verfahren herrschenden Bedingungen in irreversibler Weise Gas entwickeln, bei Atmosphärendruck zur Koagulation gebracht wird.

   5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass natürliche, pflanz- liche, tierische oder mineralische oder kunstliche Faserstoff-Füllmittel in den Schaum vor der Koagulation desselben eingeiagert werden. <Desc/Clms Page number 3>

   6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern mit Hilfe eines Bindemittels zu einem leichten Gebilde oder Netzwerk verbunden werden.

   7. Verfahren nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass der unter Vakuum stehende, aufsteigende Schaum durch das gemäss Anspruch 5 behandelte Faserstoff-Füllmittel ge- führt wird, wobei der Schaum während des Durchdringens des Faserstoffes zur Erstarrung gebracht wird.

   8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangsmaterial während bzw. nach der Behandlung im Vakuum bzw. während des Erstarrens des Schaumes bewegt wird.