Verfahren zur Herstellung eines Gummifadens mit hohem Elastizitätsmodul.
Die Erfindung betrifft einen Gummifaden, sowie ein Verfahren zu dessen Her- stellung, gemäss welchem dünne Gummifäden dadurch hergestellt werden, dass man einen, insbesondere durch einen Spinnprozess, frisch hergestellten Faden einer Längsstreckung unterwirft, um seinen Durchmesser zu reduzieren.
Bis jetzt wurde versucht, diesen Zweck dadurch zu erreichen, dass man die bei der Streckung entstehenden innern Spannungen des Fadens durch Erhitzen desselben aufhob, zum. Beispiel indem man n bei relativ hohen Temperaturen von 100 0 und mehr arbeitete.
Eine derartige Behandlung bei hohen Temperaturen wird üblicherweise in der einschlägigen Technik als ,, Anlassbehandlung" bezeichnet.
Die Erfindung ermöglicht die Herstellung eines Gummifadens, der leicht verwoben oder verstrickt oder in anderer Weise auf Textilmaschinen verarbeitet werden kann.
Gemäss der Erfindung wird-ein Gummifaden mit hohem Elastizitätsmodul dadurch hergestellt, dass man einen frisch hergestellten Rohgummifaden bei einer Temperatur, die unter 100 0 C liegt, streckt und trocknet und den gestreckten Faden bei einer Temperatur, die unter 65 C liegt, vulkanisiert.
Eine beispielsweise Durchführungsart des erfindungsgemässen Verfahrens besteht darin, dass man Latex durch eine Düse in ein Xoagulierbad presst und den entstandenen Faden vor, während oder nach dem Trocknen streckt. Eine geeignete Temperatur für die Streckung und Trocknung des Fadens ist zum Beispiel 60 0: Nachdem der Faden gestreckt und getrocknet ist, wird er auf Spulen in irgendeiner andern passenden Weise so lange unter Spannung gehalten, bis die Vulkanisierung, welche je nach den angewendeten Vulkanisationsbeschleunigern und Temperaturen, Tage oder Wochen dauern kann, beendet ist, wobei bemerkt werden muss, dass die Vulkanisierung immer bei niedrigen Temperaturen, d. h. unterhalb 65 stattfindet.
Die Vulkanisierung wird vorteilhaft bei etwa 20 0 C durchgeführt. Vm die Vulkanisierung auch bei niedrigen Temperaturen in kurzer Zeit zu vollenden, kann der Latex vor dem Verspinnen in an sich bekannter Weise mit einer geeigneten Mischung von Ultrabeschleunigern und andern geeigneten Zusätzen versetzt werden.
Es wurde gefunden, dass Gummifäden, die gemäss der vorliegenden Erfindung hergestellt worden sind, einen unerwartet hohen Elastizitätsmodul aufweisen, d. h. sie erfordern zu einer bestimmten Dehnung pro Querschnitteinheit eine höhere Belastung als die bisher üblichen Gummifäden. Dies wird durch das beiliegende Schaubild, in dem die Eigenschaften von drei Arten Gummi fäden miteinander verglichen werden, gezeigt.
A ist die Zugspannungskurve eines Fadens mit hohem Modul gemäss der vorliegenden Erfindung, diejenige B eines Fadens mit mittlerem Modul gemäss der vorliegenden Erfindung und C als Vergleich diejenige eines handelsüblichen Fadens mit den Fadennuin- mern 8500 Yard pro lb und üblichem bekanntem Modul. Auf der Abszisse sind die Dehnungswerte in Prozent, auf der Ordinate die Belastungen in g/mm2 aufgetragen. Die Kurven A und B zeigen die grosse Straffheit bezw. Steife des erfindungsgemäss hergestellten Fadens.
Die verminderte Dehnbarkeit des Fadens mit grossem Modul ist in der Textilindustrie von grossem Wert, da sie das Verweben und Verwirken des Fadens Mass nach men die in der Fachwelt als sehr schwierig bekannt sind und mit blossen Gummifäden oder sogar mit umzwirnten Gummifäden der bekannten Art oft gar nicht durchgeführt werden können, erleichtert. Die Eigenschaften des Fadens mit hohem Modul sind auch von grosser Wichtigkeit für gewobene oder gestrickte Waren, bei denen eine hohe Dehnbarkeit nicht erforderlich ist, wenn schon eine begrenzte Dehnbarkeit erwünscht ist.
Der gemäss der Erfindung hergestellte Faden erleidet bei nachträglichem Erhitzen auf die ,,Anlasstemperatur" nach dem Vulkanisieren eine geringe Verkürzung, was einen Faden ergibt, der eine gedrückte Kurve, wie in 41 und Bl gezeigt, aufweist.
Diese Fäden besitzen jedoch immer noch einen viel geringeren Elastizitätsmodul als die durch Kurve C dargestellten bekannten Fäden. Diese Verminderung des Elastizitätsmoduls, zniii Beispiel durch Kochen in Wasser, kann nneli dem Verweben zum Tuch erfolgen und ergibt dann eine Ware mit der gewünschten begrenzten Dehnbarkeit.
Nachstehend soll die Erfindung an Hand eines Beispiels beschrieben werden. Eine geeignete Latexlösung ist wie folgt zusammengesetzt: Kautschuklatex 100,0 Schwefel 1,0 Natriumisopropylxanthat 0,4 Diätbylammoniumdiäthyldithiokarbamat 0,6 Zinkoxyd 1,5 Antioxydationsmittel 1,0 Stabilisator 1,0
Bei der Herstellung dieser Mischung werden die verschiedenen Komponenten dem Latex in bekannter Weise, d. h. nach Vordispersion oder Lösung in Wasser zugegeben.
Nach dem Spinnen in eine 12e5Sige wässrige Essigsäurelösung wird der frischkoagu- lierte Faden einer progressiven Streckung um 1000% unterworfen und gleichzeitig bei 65 getrocknet. Der getrocknete, gestreckte Faden wird dann auf Spulen aufgewickelt wobei die Vulkanisation während einer dreiwöchigen Lagerung bei 20 vor sich geht.
Die anliegende Zeichnung und die nach stehenden Angaben zeigen die Eigenschaften des erhaltenen Fadens kurve A) mit hohem Modul.
Fadennummer 30 UOO Yard pro ib
Reissfestigkeit 8800 g pro mm2
Reissdehnung 150S
Tatsächliche Bruehbelastung 145 Nachdem dieser Faden 20 Minuten in siedendem Wasser behandelt wurde, zeigt er folgende Werte (Kurve A'):
Fadennummer 21 500 Yard pro Ib
Reissfestigkeit 4600 g pro mm2 Pteissdehnung 290%
Tatsächliche Bruchbelastung 106 g Ändert man das Verfahren so, dass die Streckung 830% und die Trocknungstemperatur 80 0 beträgt, so erhält man einen Faden mit mittlerem Modul (Kurve B) von folgenden Eigenschaften:
Fadennummer 24 000 Yard pro lb
Reissfestigkeit 4250 g pro mm2
Reissdehnung 257%
Tatsächliche Bruchbelastung 88 g Nachdem dieser Faden 20 Minuten in siedendem Wasser behandelt wurde, zeigt er folgende Werte (Kurve B'):
Fadennummer 19 000 Yard pro lb
Reissfestigkeit 3000 g pro mm2
Reissdehnung 375%
Tatsächliche Bruchbelastung 78 g
Als Faden mit hohem Elastizitätsmodul im Sinne der Erfindung soll ein solcher verstanden sein, dessen Modul höher als 300 g pro mm2 bei 300% Dehnung ist.
Die Erfindung ist nicht auf die Behandlung von durch Spinnen erhaltenen Gummifäden beschränkt, sondern diese können auch nach einem andern geeigneten Verfahren hergestellt worden sein.
In der vorliegenden Beschreibung sollen unter Gummi und Gummilatex alle bekannten Gummiarten, sowohl natürlicher als künstlicher Herkunft verstanden werden, sofern diese mit Erfolg dem erfindungsgemässen Verfahren unterworfen werden können.
Process for producing a rubber thread with a high modulus of elasticity.
The invention relates to a rubber thread and a method for its production, according to which thin rubber threads are produced by subjecting a thread freshly produced, in particular by a spinning process, to a longitudinal stretching in order to reduce its diameter.
Up to now, attempts have been made to achieve this purpose by relieving the internal tension of the thread that arises during stretching by heating it, for. Example by working n at relatively high temperatures of 100 0 and more.
Such treatment at high temperatures is commonly referred to in the relevant art as "tempering treatment".
The invention enables the production of a rubber thread which can be easily woven or knitted or otherwise processed on textile machines.
According to the invention, a rubber thread with a high modulus of elasticity is produced by stretching and drying a freshly produced raw rubber thread at a temperature below 100.degree. C. and vulcanizing the drawn thread at a temperature below 65.degree.
One way in which the method according to the invention is carried out, for example, consists in pressing latex through a nozzle into a xoagulating bath and stretching the resulting thread before, during or after drying. A suitable temperature for stretching and drying the thread is, for example, 60 0: After the thread has been stretched and dried, it is kept under tension on bobbins in some other suitable manner until the vulcanization, which depends on the vulcanization accelerators and Temperatures, days or weeks, it should be noted that the vulcanization is always at low temperatures, i. H. takes place below 65.
The vulcanization is advantageously carried out at about 20 ° C. In order to complete the vulcanization in a short time even at low temperatures, the latex can be mixed with a suitable mixture of ultra-accelerators and other suitable additives in a manner known per se before spinning.
It has been found that rubber threads made according to the present invention have an unexpectedly high modulus of elasticity; H. For a certain elongation per cross-sectional unit, they require a higher load than the rubber threads customary up to now. This is shown by the attached diagram, in which the properties of three types of rubber thread are compared with one another.
A is the tension curve of a thread with high modulus according to the present invention, that B of a thread with medium modulus according to the present invention and C as a comparison that of a commercially available thread with thread sizes 8500 yards per lb and conventional known module. The elongation values in percent are plotted on the abscissa and the loads in g / mm2 are plotted on the ordinate. The curves A and B show the great tightness respectively. Stiffness of the thread produced according to the invention.
The reduced extensibility of the thread with a large module is of great value in the textile industry, as it allows the weaving and knitting of the thread to measure which are known in the specialist world to be very difficult and often even with bare rubber threads or even with twisted rubber threads of the known type cannot be carried out, relieved. The properties of the high modulus thread are also of great importance for woven or knitted goods where high extensibility is not required when limited extensibility is desired.
The thread produced according to the invention suffers a slight shortening when subsequently heated to the "tempering temperature" after vulcanization, which results in a thread which has a pressed curve, as shown in FIGS. 41 and B1.
However, these threads still have a much lower modulus of elasticity than the known threads represented by curve C. This reduction in the modulus of elasticity, for example by boiling in water, can take place after weaving into a cloth and then results in a product with the desired limited extensibility.
The invention will now be described using an example. A suitable latex solution is composed as follows: rubber latex 100.0 sulfur 1.0 sodium isopropyl xanthate 0.4 dietbylammonium diethyldithiocarbamate 0.6 zinc oxide 1.5 antioxidant 1.0 stabilizer 1.0
In making this mixture, the various components are added to the latex in a known manner; H. added after predispersion or solution in water.
After spinning in a 125% aqueous acetic acid solution, the freshly coagulated thread is subjected to a progressive stretching of 1000% and simultaneously dried at 65. The dried, stretched thread is then wound onto bobbins, with vulcanization occurring during storage at 20 for three weeks.
The attached drawing and the information below show the properties of the resulting thread curve A) with a high modulus.
Thread number 30 UOO yard per ib
Tensile strength 8800 g per mm2
Elongation at break 150S
Actual scalding load 145 After this thread has been treated in boiling water for 20 minutes, it shows the following values (curve A '):
Thread number 21,500 yards per Ib
Tear strength 4600 g per mm2 Pteis elongation 290%
Actual breaking load 106 g. If the process is changed so that the stretching is 830% and the drying temperature is 80 0, a thread with a medium module (curve B) with the following properties is obtained:
Thread number 24,000 yards per lb
Tear strength 4250 g per mm2
Elongation at break 257%
Actual breaking load 88 g After this thread has been treated in boiling water for 20 minutes, it shows the following values (curve B '):
Thread number 19,000 yards per lb
Tear strength 3000 g per mm2
Elongation at break 375%
Actual breaking load 78 g
A thread with a high modulus of elasticity in the context of the invention is to be understood as one whose modulus is higher than 300 g per mm 2 at 300% elongation.
The invention is not restricted to the treatment of rubber threads obtained by spinning, but these can also have been produced by another suitable method.
In the present description rubber and rubber latex are to be understood as meaning all known types of rubber, both of natural and artificial origin, provided that they can be successfully subjected to the process according to the invention.