DE1174971B

DE1174971B - Verfahren zur Vulkanisation oder Haertung von Formkoerpern aus Kautschuk oder gleichartigen Werkstoffen

Info

Publication number: DE1174971B
Application number: DEC9191A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Heinrich Bauermeister
Original assignee: Continental Gummi Werke AG
Current assignee: Continental AG
Priority date: 1954-04-12
Filing date: 1954-04-12
Publication date: 1964-07-30

Description

Verfahren zur Vulkanisation oder Härtung von Formkörpern aus Kautschuk oder gleichartigen Werkstoffen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vulkanisation oder Härtung von Formkörpern aus Kautschuk oder gleichartigen Werkstoffen mit einer gleichmäßigen Erwärmung der Rohlinge mittels Wärmeträger und hochfrequenter Wechselfelder, bei dem die Rohlinge in einer Form einer Wärmebehandlung unterzogen und anschließend außerhalb der Form bei atmosphärischem Druck ausvulkanisiert bzw. ausgehärtet werden.
Es ist bereits bekannt, Gummischuhwerk durch Pressen und zweistufiges Vulkanisieren herzustellen.
Hierbei werden Kautschukplatten gegen einen Vorleisten gepreßt und längs ihrer am Rande des Vorleistens überstehenden Enden vereinigt und vorvulkanisiert. Im Anschluß hieran wird der Schuhrohling vom Vorleisten abgenommen, mit Futterzuschnitten versehen, umgestülpt und dann auf einem endgültigen Leisten ausvulkanisiert.
Es wurde schon vorgeschlagen, großvolumige Körper, die bei ihrer Herstellung einer Beheizung, z. B. einem Härtungs- oder Vulkanisationsprozeß unterworfen werden müssen, bevor diese in Formen verpreßt werden, im hochfrequenten Kondensatorfeld vorzuwärmen, um eine schnellere und gleichmäßigere Wärmebehandlung zu erreichen.
Bei Formkörpern aus Kautschuk oder gleichartigen Werkstoffen, denen Füllstoffe einverleibt sind, stößt diese Art der Vorbehandlung auf Schwierigkeiten, besonders dann, wenn es sich um Rohlinge handelt, die in einer beliebigen Vorrichtung bereits vorgeformt sind, um diese in die Nester ihrer Form gut einpassen zu können. Treibt man nämlich die Vorwärmung im hochfrequenten elektrischen Wechselfeld zu weit, so tritt durch Zersetzungen von Weichmachern oder anderer Beimischungen Gasbildung auf, -welche zu Aufblähungen und damit zu Verformungen und Porositäten führt. Die Körper lassen sich dann nicht mehr oder nur schwer in ihre Form einlegen, und sie zeigen auch nach der Wännebehandlung oftmals porige Stellen. Diese Nachteile können zwar beseitigt werden durch eine Behandlung im Druckkessel, wobei die Elektrodenpaare und der zu behandelnde Körper unter Überdruck stehen, der durch vorgespannte Luft, Dämpfe oder sonstige Gase hervorgerufen werden kann. Diese Art der Behandlung ist zeitraubend, und die hierfür erforderlichen Einrichtungen bedingen erhebliche Erstellungskosten.
Die Erwärmung großvolumiger Formkörper mittels von außen an die Vulkanisierform herangebrachter Wärmeträger hat zunächst die Ausbildung eines von den Randzonen nach innen steil abfallen- den Temperaturgradienten zur Folge, der sich erst im späteren Verlauf des Vulkanisations- bzw. Härtungsvorganges allmählich abfiacht. Eine zweckmäßige Wärmeverteilung wird damit erst zu einem unerwünscht späten Zeitpunkt erreicht. Bei der Hochfrequenzerwärmung wiederum liegen die Anfangsverhältnisse gerade umgekehrt, d. h. nach Einschalten des Wechselfeldes verläuft der Temperaturgradient von innen nach den kalten Randzonen hin.
Nach einem bekannten Vorschlag sollen die mit beiden Einzelmaßnahmen für sich allein erzielten Extremwerte durch eine Beheizung der Wechselfeldelektroden kompensiert werden. Die Vereinigung der entgegengesetzt verlaufenden Temperaturkurven führt jedoch keineswegs zu der erwünschten Glättung.
Vielmehr ergeben sich in den Randzonen noch ausgeprägte Temperaturspitzen als Mittelwerte, so daß mit der bekannten Anordnung die ideale Wärmeverteilung nicht angenähert erreicht wird.
Ein gleichmäßiger Temperaturverlauf während der Vulkanisation bzw. der Härtung ergibt sich auch nicht nach einem bekanntgewordenen Verfahren zum Rund erneuern von Luftreifen, wobei der Reifen mit dem aufgelegten Laufstreifen zum Fixieren des Profils zunächst in einer Form vulkanisiert und anschließend im Autoklav im Freiheizverfahren fertig ausvulkanisiert wird. Ebensowenig stellt sich diese Wirkung bei Anwendung eines anderen bekannten Verfahrens ein, Fehlstellen in Luftreifen mittels reiner Hochfrequenzerwärmung frei zu vulkanisieren.
Im Gegensatz hierzu wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß das Ausvulkanisieren bzw. Aushärten mittels der elektrischen Wechselfelder erfolgt.
Wenn es sich um einen aus Kautschukmischung bestehenden Körper handelt, so legt man ihn zunächst in die üblichen durch Dampf beheizten Formen. In diesen Formen verbleibt der Formkörper eine bestimmte Zeit, die etwa der normalen Vulkanisationszeit der Außenhaut entspricht. Nachdem der Rohling somit eine Formbeständigkeit gewonnen hat, wird der Rohling aus seiner Form herausgenommen und nun in ein Kondensatorfeld gebracht. Da der Rohling bereits einen gewissen Vulkanisationsgrad erreicht hat, können durch die Nachbehandlung im Kondensatorfeld keine Zersetzungen der Weichmacher oder anderer Beimischungen mehr auftreten.
Allerdings muß Sorge dafür getragen werden, daß die Temperaturen nicht über ein gewisses Maß, z. B. bei zu vulkanisierenden Kautschukgegenständen über etwa 2000 C hinausgetrieben werden, was jedoch mit einfachen technischen Mitteln zu erreichen ist.
Durch die Nachbehandlung im Kondensatorfeld wird der innere Teil des Formkörpers auf höhere Temperatur gebracht als der Außenteil bzw. seine Randschichten, so daß der zuvor schlechten Verteilung des Vulkanisationsgrades hierdurch entgegengewirkt wird. Wenn der Formkörper, nachdem er in seinen Formen vorgewärmt worden ist, nun zudem noch mit den kalten Elektroden oder gar durch besondere Maßnahmen gekühlten Elektroden oder mit Lufteinblasung versehenen Vorrichtungen in Berührung gebracht wird, so ist auf alle Fälle gewährleistet, daß sich das Verhältnis des Vulkanisationsgrades an der Oberfläche des Körpers dem im Innern des Körpers einem günstigen Wert nähert. Gewünscht wird ein optimales Erwärmungs- bzw. Vulkanisationsverhältnis von 1:1 an der Oberfläche und im Innern des Körpers. Dieses Verhältnis läßt sich aber durch die Wärmeleitungseigenschaften der Formkörper bei Beheizung von außen nicht erreichen. Durch die vorausgegangene Vorwärmung des Form körpers in seinen Formen wird sich ein Verhältnis einstellen von 0,5 bis 0,7, d. h., daß die Außenschichten des Formkörpers nach der Vorwärmung einen größeren Erwärmungsgrad erreicht haben als die im Innern des Körpers gelegenen Schichten. Die hier angegebenen Verhältniszahlen können jedoch je nach Beheizungsart, Körperdicke, Temperatur und Leitfähigkeit der Werkstoffe schwanken; aber in keinem Falle ist bei großvolumigen Körpern ein Verhältnis von 1:1 erreichbar, wenn der Formkörper mittels Wärmeträger behandelt wird.
Durch das Ausvulkanisieren bzw. Aushärten im Kondensatorfeld wird nun der innere Teil des Form körpers auf eine höhere Temperatur gebracht, und durch das langsame Abfließen der Wärme von innen nach außen tritt ein Ausgleich und eine Annäherung an das gewünschte optimale Verhältnis ein, nach dem sich der Erwärmungsgrad im Innern des Körpers und der der Randschichten verhalten wie 1:1.
Es genügt hierbei unter Umständen schon eine kurze Behandlung im elektrischen Wechselfeld von 1 bis 2 Minuten, was bei serienmäßiger Herstellung mit Vorteil im kontinuierlichen Verfahren erfolgen kann.
Es sei erwähnt, daß das Verfahren nicht auf die Vulkanisation von Formkörpern aus Kautschuk beschränkt ist. Das Verfahren kann vielmehr mit Vorteil bei aus gleichartigen Werkstoffen bestehenden Formkörpern angewendet werden, wenn eine gleichmäßige Wärmebehandlung dieser Werkstoffe gewünscht wird. Bei allen Anwendungsfällen kommt es darauf an, daß die beiden Behandlungsstufen aufeinander abgestimmt werden, so daß die Nachteile beider Behandlungsarten ausgeschaltet werden (zu starke Erwärmung in den Randschichten der Formkörper bei Behandlung mittels Wärmeträger; stärkere Erwärmung der Formkörper im Innern bei der Beheizung im hochfrequenten elektrischen Wechselfeld).

Claims

Patentanspruch: Verfahren zur Vulkanisation oder Härtung von Formkörper aus Kautschuk oder gleichartigen Werkstoffen mit einer gleichmäßigen Erwärmung der Rohlinge mittels Wärmeträger und hochfrequenter Wechselfelder, bei dem die Rohlinge in einer Form einer Wärmebehandlung mittels Wärmeträger unterzogen und anschließend außerhalb der Form bei atmosphärischem Druck ausvulkanisiert bzw. ausgehärtet werden, d a d u r c h gekennzeichnet, daß das Ausvulkanisieren bzw. Aushärten mittels der elektrischen Wechselfelder erfolgt. ~~~~~~~~~ In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 689 432, 695 707; französische Patentschrift Nr. 1 058 209; USA.-Patentschrift Nr. 2480 631.