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Verfahren zur Herstellung von biegsamen Schläuchen Die Erfindung bezieht
sich auf biegsame Schläuche und auf ein Verfahren zur Herstellung derselben, wobei
diese Schläuche insbesondere organische Polysiloxanelastomere enthalten.
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Es ist bekannt, biegsame Schläuche aus Kautschuk oder thermoplastischen
Werkstoffen herzustellen, und diese finden weitgehend für die verschiedenartigsten
Zwecke Verwendung. Derartige biegsame Schläuche sind durch verschiedene Verfahren
hergestellt worden, beispielsweise dadurch, daß gewalzte Blätter oder Bahnen um
eine Gewebegrundlage herumgewickelt «-orden sind oder daß Pasten auf eine Gewebegrundlage
aufgebracht wurden entweder durch Tauchen oder indem die Masse mittels eines Spatels
verteilt wurde. Wenn es erwünscht ist, derartige biegsame Schläuche unter Verwendung
von Polysiloxanelastomeren herzustellen, ist es im allgemeinen notwendig, eine Paste
anzuwenden, welche auf ein Verstärkungsgrundmaterial aufgebracht wird. Infolgedessen
ist es bisher nur möglich gewesen, dünne Schichten dieser Masse aufzutragen, wodurch
nur dünne Schichten des Elastomers erhalten wurden. Es kommt noch hinzu, daß organische
Belagmassen aus Polysiloxan im allgemeinen keine günstigen physikalischen Eigenschaften
bei einer Wärmebehandlung besitzen und daß demgemäß der Belag des Elastomers die
Festigkeit der biegsamen Schläuche nur wenig vergrößert.
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Die Erfindung betrifft nunmehr ein Verfahren zur Herstellung von biegsamen
Schläuchen, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß eine organische Polysiloxankautschukmasse
in einen Spalt zwischen einem sich um seine Achse drehenden Schlauchdorn und einer
Leerlaufwalze so lange zugeführt wird, bis die gewünschte Stärke der Masseschicht
erreicht ist, worauf die Masseschicht durch Erwärmen vulkanisiert und der Schlauchdorn
dann entfernt wird.
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Es ist an sich schon vorgeschlagen worden, Walzenbeläge dadurch herzustellen,daßmaneine
Mischung aus Organopolysiloxankautschuk kontinuierlich in einen von dem drehbar
angeordneten zu überziehenden Walzenkern und einer frei drehbaren Walze gebildeten
Walzenspalt einführt, bis die Dicke des Belages erreicht ist, und danach den Belag
durch Erwärmen vulkanisiert.
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Das den Gegenstand der Erfindung bildende Verfahren stellt eine weitere
Ausbildung des bekannten Verfahrens zur Herstellung eines Walzenbelages dar, indem
gemäß der Erfindung biegsame Schläuche hergestellt werden. Diese Arbeitsweise ist
besonders einfach und läßt sich ohne wesentlichen Materialverlust durchführen, wobei
noch hinzukommt, daß es hierbei möglich ist, die Stärke des organischen Polysiloxanelastomers
in jedem gewünschten Maß verändern zu können.
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Das den Gegenstand der Erfindung bildende Verfahren kann dazu verwendet
werden, biegsame Schläuche herzustellen, welche vollkommen aus organischem Polysiloxanelastomer
bestehen. Durch dieses Verfahren können aber auch Schläuche hergestellt werden,
die eine Verstärkungseinlage aus einem Gewebe enthalten. In diesem Fall kann das
Verstärkungsgewebe entweder in Blatt- oder Streifenform oder in Form eines Schlauches
von gewünschter Größe angewandt werden. Wenn das Verstärkungsgewebe in Blatt- oder
Streifenform angewandt wird, kann so es zunächst um den Dorn herumgewickelt werden
und, falls erforderlich oder wünschenswert, mit einem Klebstoffbelag versehen werden,
oder es kann aber auch um eine schon vorher hergestellte Lage aus der organischen
Polysiloxankautschukmasse herumgewickelt werden. Wenn das Verstärkungsmaterial in
Schlauchform angewandt wird, so wird es einfach über den Dorn gezogen und erforderlichenfalls
mit einem Klebstoffauftrag versehen.
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Die angewandten organischen Polysiloxanmassen werden im allgemeinen
aus einem organischen Polysiloxankautschuk
bestehen, der in inniger
Mischung mit anderen Bestandteilen, wie Füllstoffen, Pigmenten, Weichmachern, Vulkanisiermitteln
u. dgl.. vorliegt. Die Mengen der verschiedenen Zusatzstoffe, die angewandt werden,
hängen im wesentlichen von den physikalischen Eigenschaften ab, die das gewünschte
Produkt aufweisen soll. Der organische Polysiloxankautschuk kann ein solcher sein,
in dem die organischen Gruppen beispielsweise aus Methyl-, Phenyl-oder Vinylgruppen
bestehen, und kann gewünschtenfalls ein Polysiloxan sein, das zwei oder mehr verschiedene
Arten von organischen Gruppen oder eine Mischung derselben aufweist. Für gewisse
Zwecke wird ein Dimethylpolysiloxan bevorzugt, während für viele andere Zwecke ein
Methylvinylpolysiloxan vorzugsweise angewandt wird. Geeignete Füllstoffe sind verschiedene
Arten von Kieselsäure, beispielsweise Rauchgaskieselsäure, ausgefällte Kieselsäure,
Kieselsäureaerosole und natürlich vorkommende Kieselsäuren, Tone, Diatomeenerde
und andere Stoffe, wie Titandioxyd und Zirkonsilikat. Gewünschtenfalls kann der
Füllstoff vor seiner Anwendung einer Behandlung unterworfen werden, um dessen Oberflächeneigenschaften
zu modifizieren, wobei diese Behandlung beispielsweise mit einem Polysiloxan erfolgen
kann. Im allgemeinen ist es wünschenswert, auch ein Plastifizierungsmittel zuzusetzen,
da hierdurch das Vorhandensein eines Nervs in der Masse nach dem Walzen vermieden
wird. Geeignete Plastifizierungsmittel sind beispielsweise Diphenylsilandiol, (Tetramethyläthylendioxy)-dimethylsilan
u. dgl. Im allgemeinen wird ein Vulkanisationsmittel in Mengen von 0,1 bis 5 Gewichtsprozent
des organischen Polysiloxans angewandt. Das Vulkanisationsmittel kann ein organisches
Peroxyd sein, beispielsweise Benzoylperoxyd, ein Chlorbenzoylperoxyd oder Dicumylperoxyd.
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Geeignete Gewebe, welche als Verstärkungsmaterial angewandt werden
können, sind gewirkte, gewebte oder verfilzte Materialien aus Glasgewebe, Baumwolle,
synthetischen polymeren Stoffen, wie Polyäthylenterephthalaten, synthetischen linearen
Polyamiden u. dgl. Als Verstärkungsmaterial kann auch Metalldraht oder Maschengewebe
verwendet werden. Es wird jedoch vorgezogen, gewebte Materialien anzuwenden, welche
ziemlich hohen Temperaturen standhalten. Für gewisse Zwecke kann es wünschenswert
sein, mehr als eine Lage des Verstärkungsmaterials anzuwenden. Dies kann in der
Weise erfolgen, daß zuerst eine Lage mit einem Belag versehen wird und dann eine
oder mehr weitere Lagen aufgebracht werden, wobei gegebenenfalls Zwischenaufträge
der organischen Polysiloxankautschukmasse aufgebracht werden können. Wenn die Innenschicht
des biegsamen Schlauches aus organischem Polysiloxan bestehen soll, so wird vorzugsweise
der Dorn zunächst mit einem Netzmittelauftrag versehen. Als Netzmittel kann irgendeines
der im Handel verfügbaren Netzmittel verwendet werden, wie beispielsweise die Kondensationsprodukte
von z. B. Äthylenoxyd mit Alkylphenoten, Fettsäuren, Harzsäuren, Sorbitanmonostearat
u. dgl.
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Die organische Polysiloxankautschukmasse kann dem Walzenspalt in Form
eines Masseklumpens zugeführt werden. Es ist jedoch im allgemeinen sehr zweckmäßig,
diese Masse in Form eines Streifens oder Bandes zuzuführen. Es ist weiterhin zweckmäßig,
das den Gegenstand der Erfindung bildende Verfahren in der Weise durchzuführen,
daß eine Leerlaufwalze verwendet wird, deren Länge geringer ist als die der herzustellenden
Leitung, und die Leerlaufwalze quer entlang dem Dorn zu bewegen, um so die Masse
auf der ge-@@ ünschten Länge des Dornes aufzutragen.
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Bevor die Vulkanisation der organischen Polysiloxankautschukmasse
erfolgt und vorzugsweise während diese dem Walzenspalt zugeführt wird, ist es erforderlich,
sicherzustellen, daß die eingeschlossene Luft ausgetrieben wird. Dies kann in einfacher
Weise dadurch erfolgen, daß der Umlauf des Dornes und die seitliche Bewegung der
Leerlaufwalze fortgesetzt wird, so daß die eingeschlossene Luft nach dem Ende des
Schlauches zu ausgedrückt wird. wo sie schließlich ausgestoßen wird. Wenn die gewünschte
Stärke der Masse hergestellt worden ist, kann die Oberfläche geglättet werden, indem
die Leerlaufwalze mehrmals entlang der Länge des Dornes bewegt wird, wobei sie jedesmal
etwas zurückgezogen wird.
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Wenn die Oberfläche geglättet worden ist, so kann, wenn ein geeignetes
Vulkanisiermittel, wie beispielsweise 2,4-Dichlosbenzoylperoxyd, angewandt worden
ist, der hergestellte Gegenstand ohne weitere Arbeitsbehandlungen vulkanisiert werden.
Gewisse Vulkanisiermittel erfordern jedoch die Anwendung von Druck während des Vulkanisierens,
und dieser kann durch irgendein Verfahren ausgeübt werden. Ein bevorzugtes Verfahren
besteht darin, daß um den Belag herum ein Band aus einem geeigneten Material herumgewickelt
wird, beispielsweise aus einem Polyäthylenterephthalat, worauf dann ein weiteres
Materialband aufgewickelt wird, wodurch ein Druck infolge von Schrumpfung ausgeübt
wird, und dieses Material kann beispielsweise aus einem feuchten Baumwollgewebe
bestehen. Die Vulkanisierung kann beispielsweise durch Erwärmen unter Druck in einem
Dampf- oder Luftstrom erfolgen, wobei Temperaturen der Größenordnung von 120 bis
150`C etwa 30 bis 90 Minuten lang angewandt werden. In gewissen Fällen kann es wünschenswert
sein. eine Nachvulkanisation stattfinden zu lassen, indem der Gegenstand bis 24
Stunden lang Temperaturen der Größenordnung von 200 bis 250`C ausgesetzt wird. Nach
dem Vulkanisieren der Masse und vor einer Nachvulkanisierungserwärmung. die gegebenenfalls
angewandt wird. wird der hergestellte Schlauch abgekühlt, die Umwicklungen werden
entfernt. und der Schlauch wird von dem Dorn abgezogen.
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Einer der wesentlichen Vorteile des den Gegenstand der Erfindung bildenden
Verfahrens besteht darin, daß hierbei keine Lösungsmittel angewandt werden, die
demgemäß nicht entfernt zu werden brauchen. Es ist weiterhin nicht notwendig, kalanderte
Bahnen beim vorliegenden Verfahren anzuwenden. Beim vorliegenden Verfahren können
die verschiedenartigsten Kombinationen von organischen Polysiloxanelastomeren und
Verstärkungsmaterialien mit den verschiedensten Bandstärken angewandt werden. Das
den Gegenstand der Erfindung bildende Verfahren hat auch noch den sehr wesentlichen
Vorteil, daß es möglich ist, hierdurch verstärkte Schläuche herzustellen, die eine
Innen- und Außenschicht aus einem organischen Polysiloxaneiastomer besitzen. Diese
Innen- und Außenschichten können gewünschtenfalls verschiedene physikalische Eigenschaften
aufweisen. Es ist einleuchtend. daß das ganze Verfahren mit einer einfachen Apparatur
durchführbar ist, die im allgemeinen überall verfügbar ist, so daß keine kostspieligen
Zusatzgeräte. wie Kalander. erforderlich sind.
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Die Erfindung ist in dem folgenden Beispiel näher erläutert, wobei
die Teile sich auf das Gewicht beziehen.
Beispiel Ein dünnwandiger
zusammenlegbarer Messingdorn mit einer Länge von 60 cm und einem Durchmesser von
6,3 cm wurde in eine Vorrichtung eingesetzt, in der er gedreht werden konnte. Die
Oberfläche des Dornes wurde mit einem Netzmittel benetzt, das aus einer 2°/oigen
wäßrigen Lösung eines Kondensationsproduktes von Äthylenoxyd und einem Alkylphenol
bestand, um ein Haften des organischen Polysiloxans auf dem Dorn zu verhindern.
Eine Leerlaufrolle oder -walze mit einer Länge von 7,6 cm und einem Durchmesser
von 8,3 cm war parallel zu dem Dorn angeordnet, und zwar derart, daß sie sich parallel
zu der Dornachse bewegen konnte und von dieser weg- und gegen sie hinbewegt werden
konnte.
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Die Leerlaufrolle wurde in einem Abstand von 1,6 mm von dem Dorn eingestellt,
und der Dorn wurde mit einer Geschwindigkeit von 20 Umläufen pro Minute in Bewegung
gesetzt. In den Spalt zwischen dem Dorn und der Leerlaufrolle wurde eine organische
Polysiloxanmasse auf Methylvinylpolysiloxanbasis, die Dicumylperoxyd als Vulkanisierungsmittel
enthielt, eingeführt, und zwar in Form eines Streifens einer Stärke von 3,2 mm und
einer Breite von 3,2 cm. Auf diese Weise wurde auf dem Dorn ein kontinuierliches
Band der Masse von 1,6 mm Stärke hergestellt, und durch seitliches Bewegen der Leerlaufrolle
während der Zuführung der organischen Polysiloxanmasse wurde eine Länge von 45 cm
des Dornes mit dem Belag versehen. Während die Umdrehung des Dornes fortgesetzt
wurde, wurde die Leerlaufrolle entlang der ganzen Länge des Dornes seitlich bewegt,
um hierduch die in der Masse eingeschlossene Luft zu entfernen. Um den so auf dem
Dorn hergestellten Grundbelag wurde dann ein Streifen aus Glasgewebe einer Breite
von 2,5 cm herumgewickelt, wobei eine leichte Spannung auf den Streifen ausgeübt
wurde und die Kanten des Streifens sich beim Aufwickeln etwas überlappten. Nach
dem Aufwickeln dieses Bandes wurde eine weitere Schicht der organischen Polysiloxanmasse
aufgebracht, und diese wurde ebenfalls mit einem Band umwickelt. Auf diese Weise
wurde der Schlauch bis zu dem gewünschten Durchmesser aufgebracht, wobei schließlich
eine dritte Schicht einer organischen Polysiloxanmasse mit einer Stärke von 1,6
mm als Außenschicht aufgebracht wurde. Nach dem Glätten der Oberflächen dieser Außenschicht
wurde der Schlauch mit einem 7,5 cm breiten Film einer Stärke von 0,013 mm aus Polyäthylenterephthalat
versehen, auf den dann eine weitere Lage eines 5 cm breiten Baumwollstreifens aufgewickelt
wurde, der zunächst mit Wasser benetzt worden ist. Dieser Zusammenbau wurde dann
1,75 Stunden lang in Luft auf 150°C erwärmt, worauf er abgekühlt und die Baumwollumwicklung
und die Filmumwicklung entfernt wurden. Der Dorn wurde dann aus dem Schlauch durch
Zusammenlegen desselben entfernt. Der so erhaltene Schlauch besaß ein gutes Aussehen
und eine glatte innere Oberfläche. An einem Querschnitt durch diesen Schlauch wurde
festgestellt, daß die Gewebe- und Elastomerschichten in vollkommen konzentrischen
Kreisen angeordnet waren.