Verfahren zum Trocknen von Gegenständen aus porösem Kautschukmaterial.
Vorliegende lirfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Trocknung von Gegenständen aus porösem Kautsehukmaterial, wie z. B.
Schwammgummi.
Bei der Herstellung von zusammendrückbarem, porösem Material, wie z. B. Schwammgummi, beeinträchtigen in den Poren des Materials zurückbleibende Substanzen die Qualität des Endproduktes. Es ist deshalb notwendig, diese unerwünschten Substanzen durch gründliches Waschen in Wasser zu entfernen, welchem nötigenfalls ein Reinigungsmittel beigefügt werden kann.
Beim gewöhnlichen Verfahren wird schaumiger Latex zuerst. geliert, dann vulka- nisiert und hierauf gewaschen und getrocknet.
Beim gewöhnlichen Trocknnngsprozess wird das Material einem erwärmten Luftstrom ausgesetzt. Es könnte auch Trocknung mit Hilfe von Vakuumapparaten oder mit Infrarotstrahlen angewendet werden, die gewöhnliche Apparatur besteht indessen aus einem offenen Trocknungsapparat, durch den ein Luftstrom geführt wird.
Um nun eine Überhitzung während der Trocknung zu verhüten, musste bisher die Temperatur der Trocknungsluft so niedrig gehalten werden, dass für eine befriedigende Trocknung gewöhnlich 16 Stunden oder noch mehr erforderlich waren. Trotzdem konnte aber nicht alles Wasser aus dem Innern des Schwammes entfernt werden, da die Struktur des Sehwammgummis, die im wesentlichen ein Netzwerk von offenen, miteinander verbundenen Zellen darstellt, nebst dem noch viele kleine, vollständig geschlossene Zellen enthält.
Beim üblichen Trocknungsverfahren kann die Flüssigkeit aus diesen Zellen nnr durch Diffusion durch die Wandungen derselben ausgeschieden werden. Infolgedessen wurde ein grosser Teil dieser eingeschlossenen Flüssig- keit durch die üblichen Heissluft-Trocknungs- verfahren nicht ausgeschieden.
Die Erfindung bezweckt nun ein raseheres und gleichförmigeres Trocknen von porösen Materialien, insbesondere von Schwammgummi, und ist dadurch gekennzeichnet, dass man zuerst die im innern Teil des Materials enthaltene Flüssigkeit in einen äussern Teil desselben dadurch überführt, dass man das Material in ein hochfrequentes Kondensatorfeld einbringt und hierauf die Gegenstände der Einwirkung einer Oberflächentrocknung unterwirft.
Bei einer bevorzugten Ausführungsart des Verfahrens wird in einem Zeitpunkt gerade vor dem Eintreten einer Uberhitzung und nachdem der Dampf oder die Flüssigkeit ans einem beträchtlichen Teil des Innern des Gegenstandes ausgetreten ist, die Hoehfrequenz- erwärmung unterbrochen, und bevor eine beträchtliche Abkühlung eintreten kann, wird der Gegenstand der gewöhnlichen Oberflä ehentroeknung unterworfen, welche mittels eines Warmhifistromes, eines Infraroterhlitzers oder einer ähnlichen Einrichtung für die Trocknung der äussern Oberfläche und der Teile des porösen Gegenstandes ausgeführt werden kann.
Wenn das Material in ein elektrisches Hochfrequenzfeld gebraeht wird, entwiekelt sich im ganzen Gegenstand eine gleichmässige Wärme. Sobald die Verdampfungstemperatur erreicht ist, bildet sich im ganzen Körper des Gegenstandes Dampf, welcher vom Innern her nach der äussern Oberfläche des Gegenstandes wandert.
Unter der andauernden Wirkung des elektrischen Hoehfrequenzfeldes würde sich die getrocknete Region immer weiter gegen die Oberfläche hin ausdehnen. Um jedoch eine übermässige Erwärmung bei der Oberflächentrocknung der äussern Zone zu verhüten, wird die Hoehfrequenzerwärmung unterbrochen, bevor der Gegenstand im Innern vollständig trocken ist.
Meistens wird sogar das s Material dem elektrischen Hoehfrequenzfcld nur so lange ausgesetzt, bis die Verdampfungstemperatur der Flüssigkeit im Innern des Gegenstandes erreicht ist. Kurz darauf wird die Hoehfrequenzerwärmung unterbrochen und der Gegenstand der üblichen Oberflächen- trocknung zum Abscheiden der Feuchtigkeit von der der Oberfläche nahen Zone unter- worfen.
Es ist klar, dass die Zeitdauer der Behandlung des Gegenstandes durch elektrische llochfrequenzerwärmung und des nachfolgenden Oberflächentroeknungsvorganges sich je nach der Grösse des Gegenstandes, der Zusa, mmensetzlmg oder dem Gefüge des Materials und der angewandten Wärmemenge ändert, und deshalb müssen diese Faktoren zur Erzielung der gewünschten Resultate ent- sprechend reguliert werden.
Es ist anzunehmen, dass die durch diese Behandlung erzielte unerwartet rasche und vollständige Trocknung auf die durch die ganze Masse des Gegenstandes hindurch erzeugte, gleiehförmige Erwärmung zurückzuführen ist, welche im Innern den Dampfdruck entwickelt und ein Abwandern der Feuchtigkeit nach der äussern Oberfläche bewirkt. Es ist anzunehmen, dass diese Trock- nung durch den Umstand erleichtert wird, dass die geschlossenen Zellen durch den innern Dampfdruck zerrissen werden und hierdurch das Wasser frei wird, welches beim Gelieren des Latexschaumes in den Wandungen der geschlossenen Zellen eingeschlossen wird.
Da ausserdem die maximale Hoehfrequenzerwär- mung in der nassen Zone auftritt, schreitet die Erwärmungswirkung allmählich von innen nach aussen zusammen mit der Wanderung der Feuchtigkeit fort. Der Grund für das schnellere Ansteigen der Temperatur im Innern des Gegenstandes als an der Aussenseite liegt darin, dass die Wärme aus dem Innern nicht so rasch abwandern kann. Aus diesem Grunde wird natürlich das Innere des Gegenstandes trotz des Trocknens ziemlich heiss.
Die in der mittleren Zone herrschende Temperatur wird während der nachfolgenden Oberflächentrocknung infolge des niedrigen Wärmeleitverntögens des Kaetschukmaterials vorübergehend zurückgehalten. Durch diese Temperaturverhältnisse wird ein Zurückfluten von Feuchtigkeit nach dem Innern wirksam verhindert. Dank dieser Trocknungs- behandlung erzielt man die wesentlichen Vorteile der Hochfrequenzbehandlung, nämlich eine rasche Erwärmung jener Teile, welche für die Oberflächentrocknungsmethoden am wenigsten zugänglich sind, und ein Platzen der kleinen geschlossenen Zellen in allen Teilen. Gegenüber der reinen Oberflächentroeknung ergibt sich dank dieser Umstände eine Verringerung der Trocknungszeit von 85 bis 95 %.
Ausserdem werden bei Anwendung der llochfrequenztrocknung Beschädigungen emp findlicher Materialien durch Überhitzen ver hütet.
Das vorliegende Verfahren ist besonders vorteilhaft für Materialien, welche bei über dem Siedepunkt der zu verdampfenden Flüssigkeit liegenden Temperaturen beschädigt werden. Das Verfahren ist mit besonderem Erfolg zum Trocknen von Schwammgummi aus s natürlichem oder synthetischem Gitman benutzt worden. Das nasse Material kann zwi schen die Elektroden in unmittelbarer Berührung mit denselben angebracht werden.
Gewünschtenfalls kann das Material auch in eine Form mit solchen dielektrisehen Eigenschaften eingebracht werden, dass die Form durch die Hochfrequenzenergie nicht in sol- chem Masse erwärmt wird, dass sich daraus ein Überhitzen der Gegenstände während der Ilochfrequenztroeknung ergibt. Die Form muss geeignete Öffnungen für das leichte Entweichen des Dampfes sowohl während der Hochfrequenzbehandlung als auch während der Oberflächentrocknung enthalten. Die verwendete Hochfrequenzenergie soll in der Grössenordnung von 20 bis 40 kW pro kg Trockengummi sein. Der Gegenstand kann während einer halben bis zwei Minuten der Hochfrequenzerwärmung mit einer Energie der oben angegebenen Grössenordnung behandelt werden, worauf er der üblichen Oberflächentrocknung unterworfen wird. Die Trocknung ist nach ungefähr 11/2 Stunden beendigt.
Die genaue, optimale Zeitdauer für jede Stufe der Troeknungsbehandlung müssen experimentell ermittelt werden.
Dank der Anwendung dieses Verfahrens kann die Anzahl der Einheiten oder des für die Oberflächentrocknung nötigen Raumes beträchtlich reduziert werden, da die Troeknungszeit von 12 bis 16 Stunden auf 1/2 bis 11/2 Stunden reduziert wird. Da die zu trocknenden Artikel nur einige wenige Minuten im Hochfrequenzfeld und 11/2 Stunden ungefähr im Oberflächentrockner verbleiben, kann mit einem einzigen Hoehfrequenzgenera- tor eine weit grössere Anzahl Stücke partiell getrocknet werden als mit einem Oberflächentrockenofen von gleichen Raumabmessungen.
Es können deshalb mehrere Trockenöfen oder ein einziger grosser Trockenofen verwendet werden, in welchem die Oberflächentrocknung von in einem einzigen Hochfrequenzgerät vorgetrockneten Gegenständen erfolgt. Ausserdem kann das beschriebene Verfahren sehr gut kontinuierlich durchgeführt werden, indem man eine Transportvorrichtung vorsieht, welche die zu trocknenden Gegenstände nacheinander zwischen den Elektroden und dann durch die Oberflächentroeknungsvorriehtung hindurchführt.
Durch das oben beschriebene Vorgehen beim Trocknen wird eine wesentliche Verbesserung des gesamten Wirkungsgrades erreicht.
Der grösste Teil der den Elektroden zugeführten elektrischen Energie wird in Wärme verwandelt. Da das Kautschukmaterial selbst eine geringe Wärmekapazität besitzt, wird fast die gesamte erzeugte Wärme durch die eingeschlossene Flüssigkeit aufgenommen.
PATENTANSPRITCHE :
I. Verfahren zum Trocknen von Gegenständen aus porösem Kautschukmaterial, dadurch gekennzeichnet, dass man zuerst die im innern Teil des Materials enthaltene Flüssigkeit in einen äussern Teil desselben dadurch überführt, dass man das Material in ein hochfrequentes Kondensatorfeld einbringt und hierauf die Gegenstände der Einwirkung einer Oberflächentrocknung unterwirft.