DE1144473B

DE1144473B - Verfahren zur Erhoehung des Zusammen-drueckwiderstandes bei der Herstellung von Schwamm- oder Schaumkautschuk

Info

Publication number: DE1144473B
Application number: DEH25724A
Authority: DE
Inventors: Lilian Frances Everett
Original assignee: Hairlok Co Ltd
Current assignee: Hairlok Co Ltd
Priority date: 1954-12-21
Filing date: 1955-12-12
Publication date: 1963-02-28
Also published as: US2945826A; NL258771A; BE550463A; GB816854A; NL105519C; NL105516C; DK103417C; NL202878A; FR1137843A

Description

DEUTSCHES

PATENTAMT

kl. 39 b 9

INTERNATIONALE KL.

C 08c; d

H 25724 IVd/39b

ANMELDETAG: 12. DEZEMBER 1955

BEKANNTMACHUNG DEK ANMELDUNG UNDAUSGABE DSR AUSLEGESCHKIFT: 28. FEBRUAR 1963

Es ist bereits bekannt, Schaumkautschuk aus Kautschukmilch unter Zusatz ungelierter Stärke zu der Ausgangsmischung herzustellen, doch wurde bei diesem Verfahren die Stärke ausschließlich zur Wärmesensibilisierung verwendet, ohne daß hierbei eine Einwirkung der Stärke auf die physikalischen Eigenschaften des Schaumkautschuks erzielt wurde, da die Stärke bei diesem Verfahren nicht erst nach der Koagulation der Gelierung unterzogen wurde.

Ferner ist es bekannt, durch die Auswahl der verwendeten Substanzen im gegenseitigen Mengenverhältnis sowie die Führung der Behandlungsweise Schwamm- oder Schaumkautschuk mit über einen weiten Bereich variierenden spezifischen Volumina, Dichten und Elastizitäten herzustellen.

Demgegenüber sieht die Erfindung vor, daß der Zusammendrückwiderstand des Schaumstoffes erhöht wird, indem die ungelierte Stärke erst nach der Koagulation der verschäumten Ausgangsmasse geliert wird.

Aus verschiedenen Gründen, insbesondere wirtschaftlichen Betrachtungen, ist es sehr vorteilhaft, einen Polsterkörper mit dem erforderlichen Zusammendrückwiderstand und verhältnismäßig geringer Dichte herzustellen, um die Kautschukmenge sowie das Gewicht des hergestellten Körpers für eine bestimmte Härte möglichst niedrig zu halten.

Versuche haben gezeigt, daß der Zusammendrückwiderstand von Schaumkautschuk und anderen Schaumstoffen teilweise von der Eigenelastizität oder Steifheit des die Hohlraumwandungen bildenden Stoffes und teilweise von dem »pneumatischen« Effekt abhängt, der durch die in den Hohlräumen eingeschlossenen Luft erzeugt wird. Tatsächlich ist der letztere Effekt oft derjenige, welcher den größeren Anteil an dem Zusammendrückwiderstand des Materials besitzt.

Dies wird durch die Tatsache aufgezeigt, daß bei wiederholtem oder längerem Zusammendrücken eines Schaumkautschukpolsters dessen Erholungsfähigkeit beträchtlich vermindert wird und daß diese Erholung nur dann nahezu vollständig erreicht wird, wenn das Material eine längere Zeit unkomprimiert bleiben kann. Dies ist offenbar bedingt durch die Zeit, welche die unter der Wirkung eines verhältnismäßig hohen Druckes schnell aus den Hohlräumen herausgetriebene Luft benötigt, um wieder in die Hohlräume einzudringen, unter dem Einfluß der viel geringeren Druckdifferenz, erzeugt durch die Elastizität der Hohlraumwandungen bei Wegnahme der Last.

Aus dem Vorstehenden ist zu entnehmen, daß ein Polsterkörper mit verhältnismäßig hohem Zusammen-Verfahren zur Erhöhung des Zusammendrückwiderstandes bei der Herstellung
von Schwamm- oder Schaumkautschuk

Anmelder:

The Hairlok Company Limited,
Bedford, Bedfordshire (Großbritannien)

Vertreter: Dr. L. Burhenne, Rechtsanwalt,
Hannover, Friedrichswall 10

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 21. Dezember 1954 (Nr. 36 944)

Lilian Frances Everett, Bedford, Bedfordshire

(Großbritannien),
ist als Erfinder genannt worden

drückwiderstand bisher nur hergestellt werden konnte, indem man einen Schaumstoff mit einer entsprechend hohen Dichte bildete, um die Größe und Porosität der Hohlräume zu vermindern, aber dies bedingte die Verwendung von verhältnismäßig großen Kautschukmengen. Dies ist ein wirtschaftlicher Nachteil, insbesondere wenn es erwünscht ist, das Gewicht des fertigen Polsters niedrig zu halten, beispielsweise zum Gebrauch in Luftfahrzeugen. Demgemäß ist es das Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von Schaumkautschuk vorzusehen, bei welchem die Porosität der Hohlräume vermindert und der Zusammendrückwiderstand erhöht ist, verglichen mit normalem Schaumkautschuk gleicher Dichte.

Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung ist von Bedeutung, daß die Gelierung der Stärke durch Wärmeeinwirkung erst durchgeführt wird, nachdem die Koagulation der verschäumten Kautschukmilchmischung stattgefunden hat. Nur bei dieser Reihenfolge wird der Zusammendrückwiderstand des Schaumkautschuks erhöht. Wird jedoch die Mischung

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so erhitzt, daß die Stärke geliert, bevor die Koagula- ,. tion des Schaumes stattgefunden hat, so wird die vor- " teilhafte und überraschende Wirkung des erfindungsgemäß|n Verfahrens, nicht in? brauchbarem Umfang erzielt: ^!Wen^|:vijkanisie||e Tt|antschukmijch benutzt wird, kann, φβ .Erwärmung zum Erreichen der Gelierung auch ^!wä%r6nd'des ersten Stadiums des Trocknungsvorganges durchgeführt werden. Die ungelierte Stärke kann in Form einer wäßrigen

Symmetrisches Di-ZJ-naphthyl- Gewichtsteile

p-phenylendiamin 1,0

Schwefel 2,25

Paraffinöl 4,0

Maisstärke (in wäßriger Dispersion) ... 5,0 Die Konzentration der Maisstärke in der Dispersion kann von der Größenordnung von 35 Gewichtsprozent sein.

Die oben aufgeführte Mischung wird verschäumt,

Dispersion Verwendung finden. In dieser Dispersion io [_a eine Form gegossen und koaguliert, liegen die Stärkekörner Yorydifc bei genügender Er- Dazu wird der flüssige Schaum in 20 Minuten

wärmung aufquellen und Schließlich platzen unter durch ein Kühlmittel bei etwa —23° C gefroren, und Bildung äußerst feiner, nur mit "dem IHtramikroskop die Koagulation wird durch Durchleiten von Kohlensichtbarer Teilchen, welche bei dieser Wärme gelieren. Der Mengenanteil der Stärke in der Mischung liegt 15 mit Vorteil im Bereich von 1,0 bis 8,0 Gewichtsprozent, bezogen auf die festen Bestandteile der Mischung.

Gemäß der Erfindung wird die flüssige Mischung verschäumt und darauf auf die übliche Weise zum Koagulieren gebracht, wobei jedoch zu beachten ist, daß die Verfestigung des Schaumes ohne Anwendung von zur Gelierung der Stärke ausreichender Wärme durchgeführt wird und daß darauf die Mischung auf eine Temperatur gebracht wird, bei welcher die Stärke geliert und die Stärkekörner dabei aufplatzen. Die Koagulation kann beispielsweise erzielt werden durch Gefrierenlassen des flüssigen Schaumes und anschließendes Über- oder Durchleiten von Kohlen-

dioxydgas oder durch Einverleiben eines Koagula- 30 kung, wie z. B. Natriumsilicofiuorid, in die Mischung tionsmittels mit verzögerter Wirkung, wie z. B. Na- vervollständigt werden. Bei diesem Beispiel muß die triumsilicofluorid, in die Mischung.

Die in der Ausgangsmischung als wesentlicher Bestandteil enthaltene Kautschukmilch kann in unvulkanisiertem oder teilweise vulkanisiertem Zustand verwendet werden, und zweckmäßig wird der endgültige Vulkanisation nach dem Gelieren der Stärke durchgeführt. Die hierbei verwendete natürliche oder synthetische Kautschukmilch wird mit den üblichen Füllstoffen versetzt.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zu-

dioxydgas durch den gefrorenen Schaum bewirkt.

Dadurch wird eine koagulierte, mit Hohlräumen versehene Masse erzeugt, die eine bestimmte Hohlraumgröße und Porosität besitzt. Die Masse wird dann 20 Minuten lang auf eine Temperatur von 100° C erhitzt. Am Anfang dieser Behandlung reicht die Hitze aus, um die Stärke zu gelieren und die Stärkekörner zum Quellen und Platzen zu bringen. Dadurch wird die Dicke der Hohlraumwandungen erhöht, und die Größe und Porosität der miteinander in Verbindung stehenden Poren der Hohlräume wird vermindert, oder die Poren werden verschlossen. Während des letzten Teiles der Behandlung erfolgt die Ausvulkanisation.

Wahlweise kann die Koagulation durch Einverleiben eines Koagulationsmittels mit verzögerter Wir-

Koagulation entweder bei Raumtemperatur oder auf jeden Fall ohne Anwendung ausreichender Wärme, welche die Stärkekörner zum Platzen bringt, ausgeführt werden.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren kann beispielsweise ein Schaumkautschukkissen erzeugt werden, welches eine Dichte von 54 g/l und eine Härte von 22,5 kg bei 4O°/oiger linearer Zusammendrükkung besitzt, verglichen mit einer Härte von nur 9 kg bei 40%iger Zusammendrückung, die mit einem Schaumstoff derselben Dichte erhalten wurde, welcher ohne Zusatz von Stärke zu der Mischung hergestellt wurde.

Die Erfindung kann Anwendung finden unter Verwendung von vulkanisierter, unvulkanisierter oder teilweise vulkanisierter Kautschukmilch, die aus natürlichem oder synthetischem Kautschuk oder aus kautschukähnlichen Substanzen, einschließlich Gutta-

nächst eine koagulierte, poröse Masse von vorherbestimmter mittlerer Hohlraumgröße und Porosität erhalten. Infolge der weiteren Behandlung werden dann gleichzeitig sowohl die Hohlraumgrößen als auch die Porosität der Masse vermindert. Dies geschieht unter Einwirkung von Wärme, welche ausreicht, um die Stärkekörner zum Quellen und Platzen zu bringen.

Das Gelieren der Stärke und die Vulkanisation können in einem einzigen Arbeitsschritt der Erwär- 50 percha und Balata, hergestellt ist. mung durchgeführt werden. Es wurde gefunden, daß eine Zunahme des Zusammendrückwiderstandes des Schwammkautschuks erhalten wird, die in der Größenordnung von 30'% für einen anfänglichen Stärkegehalt von 1% der Mischung liegt. Die Zu- ₅₅ nähme der Härte ist annähernd proportional dem Gehalt der Stärke und kann bis 150% für einen Stärkegehalt von 5% betragen.

Es wird beispielsweise eine Mischung folgender Zusammensetzung hergestellt:

Gewichtsteile

Claims

Patentanspruch. Verfahren zur Erhöhung des Zusammendrückwiderstandes bei der Herstellung von Schwammoder Schaumkautschuk aus wäßrigen Dispersionen von natürlichem oder synthetischem Kautschuk unter Zusatz von ungelierter Stärke zu der Ausgangsmischung, dadurch gekennzeichnet, daß die ungelierte Stärke erst nach der Koagulation der verschäumten Ausgangsmischung geliert wird.

Kautschuk aus oOVoiger zentrifugierter

unvulkanisierter Kautschukmilch ... 100,0

Kaliumoleat 0,5

Casein 0,5

Zinkoxyd 5,0

Zink-diäthyldithiocarbamat 1,0

Zinksalz von Mercaptobenzthiazol 1,0

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 673 083; französische Patentschriften Nr. 968 705, 1010045;

Natural Rubber Latex and its Applications, Nr. 4, The Preparation of Latex Fraw Products, London, Oktober 1954, S. 13, 22, 23 und 28.