DE1504143A1

DE1504143A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von weichem oder starrem Zellenmaterial mit nicht in Verbindung stehenden Zellen

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Publication number: DE1504143A1
Application number: DE19631504143
Authority: DE
Original assignee: DELBARRE JACQUES CHARLES LEON PHILIPPE; DELBARRE JEAN ANDRE AUGUSTIN RAYMOND; SCHMITT JEAN-PIERRE MARIE
Current assignee: DELBARRE JACQUES CHARLES LEON PHILIPPE; DELBARRE JEAN ANDRE AUGUSTIN RAYMOND; SCHMITT JEAN-PIERRE MARIE
Priority date: 1962-04-18
Filing date: 1963-04-18
Publication date: 1969-09-25
Also published as: GB1044533A; GB1062117A; FR83459E; FR1344241A

Description

E/GH Patentanmeldung

1 ο Jacques Charles Leon Philippe I)ELBAR 6, Rue de Lesdiguidres, Paris, Krank

2. Jean-Pierre Marie SCHMITT,

32, Avenue du G^nSral de Gaulle, Ie Perreux (Seine), Frankreich

3 ο Jean Andre" Augustin Raymond DELBÄRRE,

Avenue Charles Guyot, Le Touquet (,Pas de Calais), Frankreich

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von v/ei ehern oder starrem Zellenmaterial mit nicht in Verbindung stehenden

Zellen

Es ist bereits bekannt, Zellenprodukte herzustellen, indem man eine aufblähende Substanz verwendet, das heißt -einen Stoff, der beim Zusetzen in die zu verarbeitende Mischung fest ist und unter Einwirkung von Wärme gasförmig wird. Eine Vulkanisierung oder Polymerisation (je nach Art der Mischung) tritt in dem Augenblick ein, in dem die aufblähende Substanz vollständig gasförmig ist.

Nach den bekannten Verfahren erhält man Zellenpro- ™ dukte verschiedener Strukturen:

Bei einem ersten bekannten Verfahren wird die Mischung I (lig.1, Querschnitt) in eine Form 2 gegossen, wobei'sie aber nur einen Teil der Höhlung 3 ausfüllt, und dann erhitzt. Nachdem die erforderliche Temperatur zur Vergasung der aufblähenden Substanz erreicht ist, tritt eine Aufblähung der Mischung I ein (Fig.2), die den Hohlraum der Gußform 2 vollständig ausfüllt, wenn zunächst eine ausreichende Menge eingeführt wurde. Man kann

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also dann den erhaltenen Gegenstand, der die Gestalt der Form hat, herausnehmen. Nach diesem ersten bekannten Verfahren verbindet sich der größte Teil der Zellen. Man erhält also ein - schwammiges Material und- kein Material mit nicht verbundenen Zellen.

Bei einem zweiten bekannten Verfahren füllt die eingefüllte Mischung I (Jig.3) vollständig den Hohlraum der Form 2 aus. Unter Einwirkung der .Hitze verwandelt sich wie

^ beim ersten Verfahren die aufblähende Substanz in Gas, aber hier kann das Gas sich nicht ausdehnen, da das Anfangsvolumen sich nicht ändern kann. Dadurch ergibt sich ein starker Druck (zum Beispiel von 100 kg/cm ), der die Form aufsprengen würde, wenn sie nicht durch einen starken Druck F geschlossen ge- . halten wird. F wird in Fig. 3 durch eine Presse ausgeübt. Nach dem Vulkanisieren oder der Polymerisation ist die Form offen. Jede. Gaszelle, die in dem Material eingeschlossen und der Einwirkung der Presse nicht mehr ausgesetzt ist, dehnt sich aus und das Volumen der verarbeiteten Mischung nimmt

" beträchtlich zu, zum Beispiel auf das 8-fache, selbstverständlich unter der Voraussetzung (Fig.4), daß die Mischung hier weich und nicht starr ist. Es gibt zahlreiche-Arten dieses Verfahrens, aber das Prinzip bleibt dasselbe: Eine Vulkanisierung oder Polymerisation tritt ein, wenn die Zellen daran gehindert werden sich auszudehnen. Dieses zweite Verfahren erlaubt, Zellenmaterial mit nicht in Verbindung stehenden Zellen herzustellen, hat aber folgende Nachteile:

Aufgrund dieses starken Drucks, der durch das Material auf .die Wände der Form ausgeübt wird, sind zum schnellen

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aber vorsichtigen Öffnen der Form oft kostspielige hydraulische Pressen erforderlich.

Oft ist es notwendig, die Form vor dem Öffnen abzukühlen, um das Öffnen der Form zu erleichtern.

Es ist oft unerläßlich, das.Produkt weiterzubehandeln, um eine vollständige Ausdehnung zu erzielen, zum Beispiel durch eine Behandlung in einem Autoklaven, in einem Warmwasserbad oder durch einen neuen Durchgang durch die Presse.

Durch die Ausdehnung der Gaszellen, die nach dem Vulkanisieren oder der Polymerisation erfolgt, sind die Wände der Zellen einer Zugkraft ausgesetzt. Das fertige Produkt ist also inneren Spannungen unterworfen, die für die Festigkeit des Materials nachteilig sind.

Die Dimensionen des fertigen Gegenstands sind sichtbar verschieden von denen der Form. Daher ist es schwierig, genaue Maßzahlen einzuhalten.

Beim Öffnen der Form besteht die Gefahr, das Produkt zum Beispiel durch Bildung von Falten (-Fig.5) zu beschädigen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, die erwähnten lachteile ([ zu vermeiden. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Zellenmaterial mit nicht verbundenen Zellen, bei dem eine Mischung, der eine aufblähende Substanz homogen verteilt^- zugesetzt wurde, in eine Form gegossen und .einer geeigneten thermischen" Behandlung unterzogen wird. Das Verfahren erlaubt die Durchführung der folgenden Herstellungsvorgänge: Erhitzung} chemische Reaktionen; Expansion; Formen; Kompression; sowie Durchführung in einer einzigen Form.

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Das Verfahren gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein gasförmiges oder flüssiges Druckmittel durch geeignete Kanäle am Anfang des Arbeitsganges in die Form eingeführt wird, das den freigelassenen Raum zwischen der Form und dem zu verarbeitenden Material ausfüllt und durch seinen Druck beziehungsweise Nichtzusammendrückbarkeit einer verfrühten Ausdehnung des Gases, das in der Mischung zu Anfang des Kreislaufes neu gebildet wird, entgegenwirkt. Dieses Druckmittel verhindert ferner die Ausdehnung desselben in der Mischung enthaltenen Gases durch einen gesteuerten Unterdruck außerhalb der Form, so daß die Stärke der Wände der ausgebildeten Zellen nur aufgrund des wachsenden Widerstands gege'n den Durchbruch des Materials fortschreitend vermindert wird. Dieser Widerstand wird durch Vulkanisieren, Polymerisation oder durch eine Zustandsänderung erzielt.

Fach einem Merkmal der Erfindung führt man die Mischung und die Flüssigkeit oder das komprimierte Gas in die Form ein, so daß das Gas oder die Flüssigkeit den ganzen Raum zwischen der Form und der Mischung ausfüllt.

Nach einem anderen Merkmal der Erfindung wird in der Form ein vorher erwärmtes Gas oder eine Flüssigkeit unter Druck zirkuliert, was insbesondere eine homogene Vulkanisierung des Zellenmaterials ermöglicht.

Das Verfahren gemäß der Erfindung sowie mit diesem herstellbare Stoffe verschiedenster Art sollen mit einigen Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung: näher erläutert werden. Es zeigen:
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Fig.6 und 7 perspektivische Ansichten der offenen ■beziehungsweise geschlossenen Form, für die eine Gasfüllung Verwendung findet;

Fig.8 einen Querschnitt durch die Form und deren Zufuhr-, Entleerungs- und Steuervorrichtungen;

Fig.D₁, 9₂> 9,, 9a vergrößerte Querschnitte, die die Fortentwicklung der Struktur des Materials im Laufe der Behandlung zeigen;

Fig. 1O₁ bis 10,- schematische Querschnitte einer mit Flüssigkeit zu füllenden Vorrichtung; M

Fig.11 eine schematische Ansicht einer Einrichtung, bei der eine Umwälzung und Erwärmung des Druckmittels erfolgt; Fig. 12 eine schemeitische Ansicht einer anderen

Ausführungsform mit Umlauf und Erwärmung, um einen aufeinanderfolgenden Umla.uf von zwei auf verschiedene Temperaturen erwärmten Druckmedien zn ermöglichen.

Gemäß der Erfindung beträgt der Druck des in die Form eingeführten Druckmittels zum Beispiel 100 kg/cm , wenn es sich um ein Gas handelt. Dieser Druck wird von einem Manometer so kontrolliert, daß er der Ausdehnung des Gases in den zu verarbeitenden Mischungen zu Anfang dessen Bildung und des Kreislaufes entgegenwirkt. Wenn der Widerstand gegen den Durchbruch der Mischungen sehr schwach ist und die Gaszellen sich frei ausdehnen könnten, indem sie eine Dehnung des Materials hervorrufen, würden.sie das Zerreissen der Wände der Zellen verursachen, die sich untereinander verbinden wurden. So würde man zu dem ersten bekannten Verfahren,

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das in der Beschreibungseinleitung erwähnt wurde, zurück-, gelangen. Die Vulkanisierung, die Polymerisation und die Zustandsänderungen verursachen eine wachsende Steigerung des _ Widerstands gegen den Durchbruch des Materials. Es ist dann möglich, die Stärke der Wände, die die Anfangszellen trennen, zu vermindern, doch das Volumen jeder Zelle aufgrund dieser fortschreitenden Steigerung des Widerstands gegen den Durchbruch des Materials beträchtlich zu erhöhen, ohne das Zerreissen dieser Wände zu verursachen. Insbesondere für vernetzbare Makromoleküle steigt der Prozentsatz der Querverbindungen zwischen den Molekülen, die den Widerstand gegen den Durchbruch erhöhen, mit der Zeit, jedoch auch mit der kontrollierten Ausdehnung. Man erzielt also fortschreitend am Ende des Kreislaufes einen Zustand vollständiger Festigkeit. Die maximale Vernetzung tritt gerade nach der gewünschten maximalen Ausdehnung ein. Deshalb erhält man ein chemisch und hinsichtlich seiner Abmessungen stabilisiertes Produkt im Innern der Form. Das Verfahren läßt sich zu jeder Zeit anhalten. Durch diese Ausdehnung und das Bewerkstelligen der maximalen Vernetzung in diesem Stadium kann man erwünschtenfalls innere Spannungen in dem Material erzielen, die so kalkuliert sind, daß das Material nach dem Abkühlen bestimmten inneren Spannungen unterworfen ist oder nicht.

Diese fortschreitende Erhöhung des Volumens der Zellen erfolgt fortschreitend durch den Abzug des Druckmittels, Es genügt, das in die Form durch geeignete Kanäle eingeführte Druckmittel fortschreitend austreten zu lassen. Diese Kanäle

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verbinden das Innere der Form mit der Außenseite und sind mit einem Ventil oder Verschlußstück versehen,"das die Ausströmungsmenge reguliert. Es entwickelt sich also im Innern der Form im Laufe des Zyklus der Vulkanisierung, der Polymerisation oder der Zustandsänderungen ein Zellenmaterial mit nicht verbundenen Zellen, wenn der Arbeitsvorgang gut durchgeführt wurde, also unter der Voraussetzung, daß ständig diesseits der Grenze des Widerstands gegen den Durchbruch des Materials gearbeitet wird. Dieses Material dehnt sich im Innern der Form aus und füllt diese schließlich ganz aus.

Wenn das Druckmittel eine Flüssigkeit ist, (zum Beispiel Quecksilber oder Silikonöl) kann es vor der zu verarbeitenden Mischung eingefüllt werden. Wenn die Flüssigkeiten inkompressibel sind (oder im Falle von Silikonölen nur wenig kompressibel sind), kann in der Form zunächst keine Druckerhöhung bewerkstelligt werden. Unter der Voraussetzung, daß die Flüssigkeit den Raum zwischen der Mischung und den Wänden der Form im Laufe der thermischen Behandlung vollständig ausfüllt, können sich die in der Mischung enthaltenen Gaszellen nicht ausdehnen. Sie setzen das Druckmittel unter Druck. Diese Zellen können sich nur dann ausdehnen, wenn die Flüssigkeit durch geeignete Kanäle austreten kann. Die Ausdehnung der Zellen erfolgt auch im Falle eines flüssigen Druckmittels durch fortschreitenden Abzug des Druckmittels im Laufe der Vulkanisierung, der Polymerisation oder der Zustandsänderungen.

Am Ende des Arbeitsvorgangs kann das restliche Druckmittel durch eine Entleerungspumpe oder sonstwie abgeführt

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werden, teils um am Ende des Arbeitsganges die Ausdehnung des eingeschlossenen Gases zu beschleunigen, teils um alle Reste des Druckmittels zu beseitigen, die den Kontakt des Produkts mit den Wänden der Form verhindern könnten.

Fach dem Verfahren gemäß der- Erfindung wird die Mischung I (Fig.8) mit der aufblähenden Substanz in die Form 2 eingefüllt, welche mit dem Deckel 3 verschlossen wird. Der Teil 3 der Form ist mit zwei Kanälen versehen, von denen der Kanal 5 dazu bestimmt ist, das Druckmittel unter Druck einzuleiten, während der andere Kanal 6 zum Ableiten des Druckmittels dient. An der Leitung 5 ist ein Ventil angebracht, das es ermöglicht, die Form mit dem unter Druck befindenden Druckmittelvorrat zu verbinden. In der Leitung 6 sind ein Manometer 9, ein Sicherheitsventil 8 und ein Dreiwegventil vorgesehen, das mit einem Behälter zur Rückführung des Druckmittels und mit einer Entleerungspumpe in Verbindung steht. Die Öffnungen 5« und 6.. sind sehr klein, um zu vermeiden, daß eine sichtbare Spur auf dem fertigen Produkt zurückbleibt, wenn es in Kontakt' mit dem Deckel 3 der Form gelangt. Die Kanäle II sind zum Durchleiten eines Wärmeübertragungsmittels bestimmt, um die Form auf die erforderliche Temperatur zu bringen. Der Teil 3 wird zur sicheren Abdichtung auf den Teil 2 mit Hilfe von Bolzen 1-2 und einer Dichtung 4 gepreßt. Man führt das Druckmittel, zum Beispiel Stickstoff, ein, indem man das Ventil 7 öffnet und das Ventil 10 schließt, so.daß der Manometer 9 den Druck im Innern der Form anzeigt. Wenn der erforderliche Druck des Druckmittels erreicht ist, schließt man das Ventil 7. Dieser Druck

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am Eingang ist so kalkuliert, daß das Druckmittel auf die Temperatur der Form gebracht wird und sich der gewünschte maximale Druck ergibt (zum Beispiel 100 kg/cm ). Man verfährt dann gemäß einem genauen Zyklus, welcher der Art der Mischung zugeordnet ist, und vermindert den Druck durch den Austritt des Druckmittels, indem man das Ventil 10 öffnet. Man führt also eine fortschreitende Erhöhung des Mischungsvolumens durch, welche Mischung (Pig.8) von 1. über 1p > Ί·ζ> 1* schließlich den Hohlraum der Form vollständig ausfüllt. Wenn, die Druckverminderung gemäß der Erfindung durchgeführt wurde, erhält man ein /beinahe ausschließlich aus nicht in Verbindung stehenden Zellen zusammengesetztes Material. Dieser Prozeß: maximaler Gegendruck des Druckmittels am Anfang, dann fortschreitende Druckverminderung, mit der Zeit und Steigerung des Widerstands gegen den Durchbruch des Materials.

Dieses Material wurde vorher versuchshalber für jede Art der Mischung bestimmt und man bemüht sich, es bei späteren ähnlichen Fabrikationen zu berücksichtigen.

Gegen Ende des Arbeitsvorgangs schließt man den zweiten Anschluß des Ventils 10 und öffnet den dritten. Man verursacht dadurch einen Unterdruck in der Form, der die Ausdehnung der Mischung fördert'und Reste des Druckmittels entfernt.

Die Figuren SL bis 9, sind schematische Ansichten, die die Fortentwicklung der inneren Struktur der Mischung im Laufe der Behandlung zeigen,, Der söhraffierte Teil A stellt dieselbe Materialmasse in den darauffolgenden Figuren dar und umgibt dieselbe Zelle I im Laufe ihrer Entwicklung. Man bemerkt

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also entlang des Kreises des Vulkanisieren oder der Polymeri--' . sation eine Änderung der Form der Mischung, die durch eine fortgesetzte Dehnung gekennzeichnet ist. Diese Mischung verfestigt unter anderem durch Abwicklung der Moleküle und durch ihre fortschreitende Vernetzung.

Die Figuren 1O₁ bis 10g sind schematische Querschnitte durch die Form (es sind weder der Verschluß, der dem in Fig.6 und 7 gleicht, noch die Heizkanäle dargestellt), wobei das verwandte Druckmittel Quecksilber ist.

Fig.10. zeigt die geöffnete Form. Das Quecksilber füllt den unteren !Teil 2 der Form in ausreichender Menge, so daß nach dem Einschütten der Mischung 1 keine luft mehr in der Form bleibt. Der Kanal 5 am unteren Teil besitzt ein Manometer 6 und ein Ventil 7, das bei diesem Stadium des Arbeitsvorgangs geschlossen ist. Der Kanal 5, der in dem luftdichten Behälter 8 liegt, besitzt ein Verschlußstück 9, das die Luft, die sich über dem Quecksilber befindet, mit der Außenseite verbinden kann. Die Länge I des vertikalen Teils des Kanals 5 beträgt ungefähr 80 cm. Der Kanal 5 und der . Behälter 8 werden zweckmäßigerweise wärmeisoliert<,

Fig.10p stellt die Form beim Schließen dar. Die luft, die sich über dem Quecksilber befindet, kann so entweichen, daß die Mischung I durch das Gewicht des Deckels 3 der Form eingetaucht wird.

Fig. 10., stellt die geschlossene Form dar. Da die Mischung I vollständig in das Quecksilber 4 eingetaucht ist, •bleibt keine Luft in der Form eingeschlossen. Wenn ein zu

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■beträchtliches Luftpolster in der Form bestehen würde, würde man aus der Nichtzusammendrückbarkeit des Quecksilbers keinen Vorteil mehr ziehen. Man wäre gezwungen, das Quecksilber zusammenzudrücken, was übrigens nach dem Schliessen möglich wäre, indem zum Beispiel komprimierte Luft in den Behälter 8 geleitet würde. Uach dem Öffnen des Ventils 7 könnte so dieses Luftpolster in gewünschter Weise verkleinert werden.

Fig.10, stellt die Form dar während das Ventil beim ersten Arbeitsvorgang des Fabrilcationszyklus geschlossen ist. Die aufblähende Substanz verwandelt sich in Gas, Da sich aber das Volumen wegen der Hichtzusammendrückbarkeit des flüssigen Druckmittels nicht ändern kann, entsteht ein Druck auf das Druckmittel, der durch das Manometer kontrollierbar ist (zum Beispiel 100 kg/cm²)..

Man verfährt sodann wie im Falle eines komprimierten gasartigen Druckmittels gemäß einem von der Mischung abhängenden Zyklus, indem man die Ventile 7 und 9 öffnet. (Das Öffnen des Ventils 9 kann eventuell verzögert werden, um durch ein Luftkissen über dem Kanal 5 das starke Austreten des Quecksilbers abzustellen). Die Mischung (Fig.10.) vergrößert dann das Volumen.

Fig. 1O₁- zeigt die Form am Ende des Arbeitsgangs. Das Ventil 9 ist geöffnet, und das Quecksilber füllt den Behälter Durch die Quecksilbersäule ergibt sich ein Unterdruck in der Form, der eventuell die Ausdehnung am Ende des Arbeitsvorgangs beschleunigt. Die Mischung 1 füllt die Form aus.

Man lockert die Bolzen, die zum Schließen der Form dieneno In die geöffnete Form wird komprimierte Luft durch das

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geöffnete Ventil 9 eingeblasen. Das Quecksilber dringt von neuem in die Form ein und schiebt das Stück heraus. Der Fabrikationszyklus kann dann wieder beginnen (Fig.10g).

Bei einem anderen Ausfuhrungsbeispieii^der Erfindung dient das verwandte Druckmittel als Wärmeübertragungsmittel für das Vulkanisieren von Kautschuk, dessen Rohmaterial aus Mischapparaten anfällt, die üblicherweise in der Industrie verwandt werden.

Gemäß diesem Ausführungsb'eispiel der Erfindung wird in die Form 2 zuerst das Druckmitt.el eingeführt, das der Ausdehnung des Kautschuks während des Vulkanisierens entgegenwirkt.

Das Druckmittel .12 kann ein inertes Gas oder eine ' Flüssigkeit mit stark veränderlicher Dichte sein. Es ist jedoch vorzuziehen, als Druckmittel eine Flüssigkeit wie Silikonöl zu verwenden, die eine Dichte besitzt, die der-des Kautschukrohmaterials nahekommt, um Verformungen des Rohlings beim Eintauchen in das· Druckmittel zu vermeiden.

Sobald die Form 2 mit Silikonöl gefüllt ist, wird das Kautschukrohmaterial, das eine aufblähende Substanz enthält, in die genannte Form eingeführt. Natürlich nimmt das Kautschukmaterial nur einen Seil des Volumens der Form ein. Dann wird die Form luftdicht verschlossen und ein-Druck von 30 kg/cm mit Hilfe einer Pompe 14 auf das Öl ausgeübt. Diese Pumpe bewirkt den Druck und die Zirkulation des Öls.

Gemäß einer anderen Ausführungsform wird der notwendige Druck im Öl erzeugt, indem die leitung ,mit einem Kompressor oder einer pneumatischen Maschine verbunden wird, die

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auf die O"berflache des Öls den gewünschten Druck ausübt. Die¹ Zirkulation erfolgt immer mit Hilfe der Pumpe 14.

Die Zirkulation des Öls erfolgt über einen Umwälzbehälter IP, der über eine Leitung 10, mit der Atmosphäre in Verbindung steht. Dadurch wird ein Druckausgleich ermöglicht.

Dieser Behälter besitzt Heizschlangen 12, die vorzugsweise durch elektrische Widerstände gebildet werden. Diese Heizeinrichtung ist z.B. mit einem Thermostat gekoppelt, der das Regulieren der Temperatur des Öls ermöglicht.

Der TJmwälzb ehält er 10 besitzt eine Leitung 13» die in das Öl 12-, eingetaucht ist. Diese Leitung ist mit dem unteren Teil der Form verbunden. Eine Pumpe 14 saugt das erhitzte öl in die Leitung 13 und fördert dieses Öl in die Leitung*15, die in den unteren Teil der 3?orm 2 mündet.

Im Innern der Form ist parallel zum unteren Teil eine Porzellanplatte 16 angeordnet, die eine Mehrzahl von Löchern aufweist, die den Durchgang des Öls in die Form ermöglichen. Das Öl gelangt durch die Leitung 15 in die Form 2 und wird, nachdem es die genannte Form durchquert hat, durch zwei Leitungen f 17 und 17-1 abgezogen, die am höchsten Teil der seitlichen Vorderseiten geDqgen sind und die Rückführung in den TJmwälzb ehält er mittels einer weiteren Leitung 18.ermöglichen.

Die Anzahl der Rückfuhrleitungen kann in Abhängigkeit von der Art der Form und deren Dimensionen gewählt werden.

Eine Zirkulation des Öls ergibt zahlreiche Vorteile, vor allem eine homogene Erwärmung während des Vulkanisierens.

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Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ^ . wird der Kautschuk auf eine !Temperatur erwärmt, die niedriger als die Vergasungstemperatur der aufblähenden Substanz ist, um ein Vorvulkanisieren zu bewirken, das bei Temperaturen zwisohen 80 und 125 ⁰Q erfolgt.

Während dieses Vorvulkanisierens beginnt der Rohkautschuk zu polymerisieren und die Moleküle des Kautschuks vernetzen sich und bilden so Makromoleküle. · ■

Sobald die Makromoleküle genügend polymerisiert sind, wird der Druok des Öls fortschreitend vermindert und ermöglicht so die Ausdehnung des Gases der aufblähenden Substanz und schließlich die Bildung eines Kautschuks für die homogene Zellenbildung, sei es für offene oder für geschlossene Zellen bzw. für Kautschuk, der offene oder nicht miteinander verbun- - dene Zellen besitzt. Dies erfolgt in Abhängigkeit von der Kombination zweier Phänomene:

a) Der mehr oder minder raschen Ableitung der Flüssigkeit,

b) dem mehr oder minder raschen Vulkanisieren des Kautschuks gemäß den ^Katalysatoren der Mischung,

c) der Temperatur des Vulkanisieren.

Gemäß einer anderen Ausführungsform besitzt die Einrichtung zwei Umwälzb ehält er 13 und 13--, , die die aufeinanderfolgende Zirkulation von zwei Druckmitteln in verschiedenen Kreisen ermöglicht, welche Druckmittel auf Temperaturen erwärmt wenden, die denen des VorvulkanisierenB und des Vulkani-. eierens des Rohstoffs entsprechen· Diese Einrichtung hat zahlreiche Vprteile, da das Vorvulkanisieren durch Anwendung einer

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wiederholten Umwälzung mit niedrigster Temperatur erfolgt. Sobald das Vorvulkanisieren beendet ist, wird auf den anderen

ι, " Kreis übergegangen, dessen öl auf eine höhere Temperatur

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zwischen 125 und 170 ⁰O erwärmt ist, um das vollständige Vulkanisieren des Rohstoffs zu erreichen..

Biese Ausführungsform kann vorteilhaft angewandt werden, wenn ein Vorvulkanisieren mit einer Temperatur erfolgen soll, die niedriger als die der Vergasung der aufblähenden ,Substanz ist.

Am Ende des Arbeitsvorgangs kann vorteilhaft im öl ein Druck erzeugt werden, der. niedriger ist als der atmosphärische Druck und so die extreme Ausdehnung des Kautschuks ermöglicht. Dieser Druok, der niedriger ist als der atmosphärische Druck, kanu durch Schließen des Hahns- 19 und durch Ingangsetzung der Pumpe 14 in umgekehrter Richtung erreicht werden, was einen "Unterdruck erzeugt und am Ende des Fabrikationszyklus vor dem ■endgültigen Vulkanisieren eine maximale Ausdehnung des Zellenmaterials erleichtert.

Die Erfindung ist nicht auf Kautschuk mit geöffneten oder nicht in Verbindung stehenden Zellen beschränkt, sondern betrifft auoh Produkte, welche gemäß dem beschriebenen Verfahren oder ähnlichen Verfahren hergestellt werden können*

Patentansprüche

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Zellenmaterial mit nicht verbundenen, weichen oder starren Zellen, ausgehend von einer eine aufblähende Substanz enthaltenen Mischung, mit der eine Form nur zum Teil gefüllt wird und die einer geeigneten thermischen Behandlung unterzogen wird, wobei chemische Reaktionen, Erhitzung, Kompressionen, Expansionen und eine Ausformung im Innern derselben Form erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß am Anfang des Herstellungsvorgangs in die Form ein gasförmiges oder flüssiges Medium durch eine Leitung eingeführt wird, welches Medium den freien Raum in der Form ausfüllt und aufgrund seines Drucks oder seiner Inkompressibilität einer verfrühten Ausdehnung des Grases entgegenwirkt, das am Anfang des Zyklus in der Mischung gebildet wird, und daß das Medium die weitere Ausdehnung desselben in der Mischung enthaltenen Gases durch den kontrollierten Abzug des Mediums aus der Form so beeinflußt, daß die Stärke der Wände der ausgebildeten Zellen nur entsprechend dem wachsenden Widerstand gegen'einen Durchbruch des Materials vermindert wird, welcher Widerstand duroh Vulkanisieren, Polymerisation oder sonstige Zustandsänderung erhöht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckmittel als komprimiertes Gas oder als Flüssigkeit so in die Form eingefüllt wird, daß es den gesamten von der Mischung nicht ausgefüllten Raum in der Form ausfüllt.

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3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekannzeichnet, daß nachdem die Form die gewünschte Temperatur erreicht hat, die Mischung während einer Zeitspanne, die durch die Art der Mischung "bestimmt ist, unter den im

Anspruch 2 angegebenen Zustandsbedingungen gehalten wird.

4* Verfahren nach den Ansrpüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckmittel, das nach einem genauen Prozess in Abhängigkeit von der Mischung verwandt wurde, fortschreitend abgezogen wird.

5. Verfahren nach den Ansrpüchen 1, 2 und 3, dadurch gekenn- ^ zeichnet, daß das fertige Produkt leicht aus der geöffneten Porm herausgenommen werden kann.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß im Innern der Form ein vorher erwärmtes Druckmittel unter Druck zirkuliert wird, welcher Druck eine gesteuerte Wärmezufuhr und vor allem ein homogenes Vulkanisieren des Zellenmaterials ermöglicht.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Hauptsache als Druckmittel für die Steuerung der Wärmezufuhr " Silikonöl verwandt wird.

8. Verfahren nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Kautschuk zum Vorvulkanisieren auf eine Temperatur erwärmt wird, die niedriger ist als die Vergasungstemperatur der aufblähenden Substanz.

9. Verfahren nach den Ansrpüchen 6 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorvulkanisieren bei einer Temperatur zwischen 80 und 125 ⁰G erfolgt.

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10. Verfahren nach den .Ansprüchen 6 und 7, dadurch ' zeichnet, daß der Druok des Druckmittelβ am Anfang dee

Arbeitsvorgangs etwa 30* kg/cm beträgt und am Ende des Vorgangs etwa 0 kg/cm erreicht.

11. Verfahren nach den Ansprüchen 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Zellenmaterial nach dem Vorvulkanisieren durch Herabsetzung des DruckB des erwärmten Druckmittels ausgedehnt wird, um ein Material mit- offenen Zellen, ein Material mit nicht verbundenen Zellen oder ein Material mit offenen und nicht verbundenen Zellen zu erhalten.

12. Verfahren nach den Ansprüchen 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Vulkanisieren' bei einer Temperatur zwischen 125 und 170 ⁰C erfolgt.

13* Einrichtung, die so wie die Form zur Durchführung -des Verfahrene naoii der ^usprüchen 1 bis 5 beschaffen ist.

14s Einrichtung sur Umwälzung des Druckmittels nach den Ansprüchen 6 bis 13, dadurch gelainzeiohnet, daß diese Vorrichtung aufeinanderfolgend eine Form und Mittel für eine Umwälzung und Heizung besitzt, um vor allem eine gute Zirkulation des Druckmittels in der Form zu ermöglichen.

15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß im Innern der Form parallel zur Bodenfläohe eine Porzellanplatte angeordnet ist, die eine Mehrzahl von Löchern aufweist, die den Durchgang des genannten Druckmittels ermöglichen«

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16. Einrichtimg nach, den .Ansprüchen 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Umwälzen durch einen zur Atmosphäre geöffneten oder nicht geöffneten Behälter gebildet wird, in welchem die Vorrichtung für die Heizung des Druckmittels angeordnet ist, und daß der Behälter mit der Form durch ein Pumpen- und Leitungssystem verbunden, ist, daa die Zirkulation des genannten Druckmittels ermöglicht.

17. Einrichtung nach den Ansprüchen 14 und 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung für die Heizung in der Hauptsache durch elektrische Widerstände gebildet ist.

18. Einrichtung nach den Ansrpüchen 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß sie zwei Umwälzbehälter mit unabhängigem Kreislauf besitzt, welche Behälter die aufeinanderfolgende Zirkulation von zwei Druckmitteln ermöglichen, die auf verschiedene Temperaturen entsprechend den Temperaturen des Vorvulkanisierens und des Vulkanisierens erwärmt werden.

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L e e r s e i t e