DE2033076A1

DE2033076A1 - Verfahren zur Herstellung von Form schaum

Info

Publication number: DE2033076A1
Application number: DE19702033076
Authority: DE
Inventors: David; Campbell. William Shore; Duck Edward William; Southampton. Hampshire Porter (Großbritannien)
Original assignee: The International Synthetic Rubber Company Ltd . Southampton, Hampshire (Großbritannien)
Priority date: 1969-07-04
Filing date: 1970-07-03
Publication date: 1971-01-21
Also published as: GB1313102A; BE753008A; NL7009912A; FR2050508A1; US3737488A

Description

Großbritanaiaii Tom 4, Jtoli 1969 Hr. 35967/69

Erfindung "betrifft oin Terrakren sur Herstellung -ran Formscliäumen aus Kautachuklatices. Insbe sonder β ermöglicht die Erfindung eine rasche und leistungeiähige HerbtsIXuug aoleber Schaume mit ausgezeichneten Struktureigenschaften und mechanisehen Eigenschaften,

Bei der Herstellung von Formschäumen werden normalerweise Geliermittel verwendet, und diese können unterteilt werden in Geliermittel mit verzögernder Wirkung oder wärmeeapfindlicha Geliermittel. Die Geliermittel mit verzögerter Wirkung werden normalerweise in sogenannten Punlop-Proseß angewandt, wahrend die wärmeempfindlichen Mittel normalerweise in SprQhechaum und geforrrter Plattenware angewandt werden. Die betreffenden

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_BAD

Materialien sind an sich befcaimfc und sie melbat'iuid die weisen, bei denen eis üblicherweise angewandt w&rda% u. a. in "latex Foam lubber" von B. tf, Madge, Maelama» & Ltd. (1962) beschrieben.

Bei den erfinäungsgewiSen ferfttawi kann .ein ter Wixfcung oder ein wä^me«apfiBäl£€&©s Syetea wobei das--erster® beroraiagt wi»i# l#i der ¥erw«itaig Systeme wird ein Schaue ana einea l©i!pomidi«ct#B laies dtw/den 6eliexmitt«l/& tergeetellt nä is m Form g®Ii#«» gelassen· Bae ©«lie?ea. wird Älietotrwaia® bei ZimaerteBperatur oder leieSit erhShte? feafpenati» as· B. 40° bis 50® C, dbwoAl iiofe^z¹« feaperetnrea^ 80° C, angewandt wtrdea kSHUta« iaiieAlieilfflaa we?d<» Sie gelier» ten Schäume durch &Mt£en ausvulkaniei^fiSp wosttaX «waise durdi Anwendung von Dampf. Bach der Vulkanisation wäM Si« MoTm' .

geöffnet -und der ausvulkaniaiert« 8«luaanfyandgfgenstsnä dann entfernt und getrocknet·

GemSß der Erfindung wird ®ia Verfahren sw Herstellung einee Formechaumes geliefert, wobei eine ein $hä.±m?&jmt®m mit ter Wirkung oder ein wäxmeeBpXiadllcli®« ®@li®ysj!§t«E erhaltende, geschäumte, "vulkanisierter* Gumailatexmieaviieilsetsung in einer geschlossenen Form einer EocMr®^immmtmMm^i mit einer Intensität und. während ®dn©r Bauer ausgesetzt wirfi» un Qelbildung zu bewixfcen und «robei der geliert® Schaue m. 'aiass, f eeten Schaumgegenetand danach -vulkanisiert wird«

Bei konventionellen Arbeitsweieea, bei welch« eia'.ßeliersyeteii mit verzögerter Wirkung angewandt wird, wird di# ^elUidung normalerweise so gesteuert, dafi sie innexiiaib 5 bis 4 IUn. vom

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Zusatz dee Gelmittele an auftritt, wobei diese Verzögerung ausreichend ist, um das I/äutern des kompoun&ierten Latex während 1 bis 1,5 Min. und das Einfüllen und Schließm der ?orm ohne eine übermäßige Gefahr einer vorzeitigen Gdlierung zu ermöglichen. Die Vorsorge für eine größer© Verärgerung, \m die Gefahren einer vorzeitigen Gelbildung herabzusetzen, iet aus wirtschaftlichen Gründen nicht erwünscht, da die form infolgedessen längere Zeit besetzt wäre, wodurch die Produktionsmengen erniedrigt würden. Wenn ein nfirmeeapfindlicheB Geliffli>· system angewandt wird, besteht hinsichtlich der Stabilität des Latex bei Zimmertemperatur nur ein geringer Einfluß, jedoch tritt oberhalb einer Temperatur von ε. Β· 40° C eine ntsche Gelbildung des Latex auf. Värmeempfindliche Gelierejetem· besitzen jedoch mehrere Nachteile, und aus diesen Grund® finden die Systeme mit verzögerter Wirkung eine viel gröBere Anwendung, insbesondere wenn vergleichsweise dicke, sv- 3« mehr al β 2 cm starke, Gegenstände hergestellt werden β© Ilen.

Eb wurde nun gefunden, daß bei Anlegung von Hochfrequmzstimhlung auf eine Latexmischung, welch· ein Geliereystem alt versSgoav t er Wirkung oder ein wärmeempfindlich·a GcliersystMi «ath&lt« eine extrem rasche Gelbildung erhalten werden kann, s. B. "

innerhalb 10 bis 15 Sek.. Weiter wurde gefunden, daß ein·» merklich verbesserte Struktur in den fertigen, geschäuuten Gegenstand nach der Vulkanisation erhalten wird, falls das Gelieren wesentlich rascher als bislang durchgeführt wird. Dieser ausgezeichnete Struktur wird sogar erhalten, wenn gleich« oder größere Mengen von Füllstoffen angewandt werden, als dies im allgemeinen im Falle der £unlop~Prozeese erfolgt· Die Aa* wendung von Hochfrequenz auf Latexmiachungen bewirkt «line beträchtliche innere Erhitzung infolge der wesentlichen,

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vorhandenen Wassermengen. Dieses Wasser bewirkt einen hohen Verlustfaktor und ermöglicht eine rasche Energieaufnahme, incbesondere wenn hohe Frequenzen angewandt werden, zusammen mit einem raschen Gelieren als PoIge hiervon.

Eine Eochfrequenzstrahlung kann im allgemeinen eine Frequenz von mindestens 20 MHa aufweisen. Hochfrequenz, s. B. im Bereich von 20 - 80 MHz, welche dielektrische Erwärmung bewirkt, kann angewandt werden, insbesondere, wenn eine Reihe von Gegenständen mit Standardabmessungen hergestellt werden soll. JDielektrische Erwärmung hat Jedoch den Kachteil, daß sie mit Hilfe von zwei Elektroden durchgeführt werden muß, die genau auf gegenüberliegenden Seiten der Latexmischung in der Form entfernt εβίηζ da die der geschäumten Mischung zugeführt e Leistung von dem Elektrodenabstand abhängt. !Daher machen Änderungen in der Form dee aus Latex herzustellenden Gegenstandes Einstellungen der Elektroden erforderlich, wodurch eine merkliche Störung der Produktion bewirkt wird. Daher wird es im allgemeinen vorgezogen, die nornalerweise als Mikrowellenstrahlung bezeichnete Strahlung zu verwenden, bei welcher di· verwendeten Frequenzen höher liegen, s· B. 300 - 500 000 MHs, normalerweise mindestens 600 MHz· Bei der Verwendung einer Mikrowellenstrahlungsquelle kann die Strahlung innerhalb eines geschlossenen Raumes^son ausreichender Größe, um die Form aufzunehmen, enthalten sein. Die pro Einheitsvolumen der Latex» zusammensetzung absorbierte Energie hängt nicht von der Fora des zu gelierenden, geschäumten Latex ab und daher können Gegenstände mit unterschiedlichen Fonien leicht ohne seitraubende Einstellungen, welche notwendig sein könnten, erzeugt werden, normalerweise liegen Mikrowellen/der Größenordnung von SOO - 2 500 MHz, Jedoch sind Frequenzen außerhalb dieses Bereiches ebenfalls brauchbar.

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Frequenzen von 900 HHz und 2 450 MHz sind zwei Frequenzen im höheren Bereich, die behördlich Tür industrielle Zwecke zugelassen sind, obwohl von einem praktischen Gesichtspunkt aus andere Frequenzen gleichermaßen brauchbar sind. Es besteht kein ersichtlicher Unterschied in dem angewandten Verfahren oder in dem angewandten Verfahren oder erhaltenen Prodult bei 900 KHz im Vergleich zu 2 450 NHz, obwohl bei der höheren Frequenz eine größere Sorgfalt aufgewandt werden nuß, um die Gefahr von Streu strahlung zu vermeiden, Welche das Bedienung^- I personal treffen könnte. Dies erfordert ein komplexes System von Schleusen, falls ein kontinuierlicher Betrieb erzielt werden soll« Die erforderliche Leistung hängt von den Insatzgewicht ab. Koxmalerweise liegt die erforderliche Leistung im Bereich Ton 0,5 kV bis 200 kW oder »ehr. Bei der Auswahl der Strahlungsintensität muß sorgfältig vorgegangen werden, da ein zu rasches Erhitzen, welches von der Anwendung einer zu intensiven Strahlung herrührt, tu schlechten Produkten führen könnte. Vorzugsweise ist die Intensität der Strahlung derart, daß annähernd 1,5 bis 2,3 kW/kg der Letexzusaamensetzung angewandt wird, obwohl Intensitäten außerhalb dieser Grenzen, z. B. 0,5 - 5 kV/kg in einigen Fallen geeignet sein λ können. Das zum Gelieren des Schaumes angewandte Verfahren wird ebenfalls zum Vulkanisieren des gelierten Schaumes angewandt, obwohl Vulkanisation durch konventionelle Hittel, z. B. durch Dampferhitzung, angewandt werden kann. Besonders geeignet ist ein kontinuierliches Verfahren, bei welchem die Hochfrequenz zuerst die kompoundierte LatexzusaauBensttzung geliert und dann den gelierten Latex zu einem festen Gegenstand vulkanisiert. Wenn Hochfrequenzen zum Vulkanisieren angewandt werden, liegen die Vulkanisation zeiten in der Größenordnung

' BAD

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von 2-6 Hin. in Abhängigkeit von der Intensität der angewandten Strahlung. Die· den gelierten Ansatz enthaltende Forn bleibt während der Vulkanisationsstufe geschlossen.

Die in dem erfindungsgemäßen 7er fahr en angewandte Fora nuß aus einem nicht leitenden Material hergestellt sein, und sie darf Mikrowellen nicht in eines großen Ausmaß absorbieren. Saher ist es wünschenswert, daß das Formmaterial einen Verlust«· faktor niedriger als der Verlustfaktor der Latexzusamiiensetzunft bei der Frequenz der angewandten Strahlung besitzt. Im allgemeinen ist der Verlustfaktor niedriger als z. B. 0,5» für gewöhnlich 0,05 bis 0,15· Beispiele von geeigneten Materiallan sind Holz, Glasfaser verstärkter Polyester, verstärkt® . Phenolharze oder eine Mischung von diesen· Es wird® gefunden, daß eine Kombination von glasfaserverstärktem Polyester als Hauptmaterial mit einen Aabest-veretärkte» Ätaölhars als Formauskleidung sehr gute fegebniss· ergibt· Allgemein ist es erwünscht, die For« gleictaäßig auf s. B» 50 bis ?0° C vorzuwärmen, da dies die Bildung einer Oberflächenhaut bewirkt und ein« optimal· Obarfläciienbeßchaffenheit «Ergibt. Hach den Vulkanisieren wird der Gegenstand aus der geschlossenen Form entnommen und getrocknet, z. B. durch Anwendung von Heißluft.

Bei der Herstellung der Xetexzueammenaetzugg zur Verwendung bei den erfindungegemaßen Verfahren, in welchen ein Geliersystem mit verzögerter Wirkung angewandt wird, ist es wünschenswert, die Sorte und die Menge des Gelier systeme© derart auszuwählen, daß eine wesentliche Verzögerung bei den Gelieren bei Zimmertemperatur auftritt, da die« di· opt J aal β Geliergeschwindigkeit bei höheren Temperaturen «rgibt, die sich in der Verarbeitung und den mechanischen Eigenschaften des

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Produkt «ie widerspiegelt. Den ent sprechend hat die zusammengemischte Latexmlschung vorzugsweise eine Gelier seit bei Zimmertemperatur (25° C » Kaltgelierungszeit) von mindestens 10 Min., z. B. 10 - 20 Min., besonders bevorzugt, mindestens 15 Hin. Während dieser Zeit tritt keine oder air eine sehr geringe Steigerung der Viskosität auf· Solche Zeitspannen setzen die Gefahren einer vorzeitigen Gelierung der Zusammensetzung, bevor die Form gefüllt und geschlossen wurde, wesentlich herab. Trotz der langer verzögerten Wirkung bei Umgebungstemp era tür en kann das Gelieren durch Verwendung von Hochfrequenz dennoch in beispielsweise 5 — 10 Sek. auftreten« Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Neigung zur Ausbildung von Oberflächenfehlern im Vergleich mit dem konventionellen Dunlop-Verfahren herabgesetzt wird, bei welchem Dampf zur Bewirkung der Gelierung verwendet wird.

Die Letices, welche in diesen Verfahr«n angewandt werden kSnnen, können beliebige Latices sein, die sur Herstellung von Latexschäumen nach dem Dunlop-Pro zeß geeignet sind. Beispiele sind Styrol-Butadi enkautech.uk, Polybutadienk*utechuk, Polyieoprenkautschuk, Chloroprenkautschuk oder Mischungen hiervon· Natürlicher Kautschuk ist ebenfalls geeignet, entweder elleine oder in einer beliebigen Mischung mit anderen Kautschuken· z. B. den oben- erwthntan. Venn eine solche Hischung «it Latex

aus natürlichem Kautschuk angewandt wird, bestebeavorsugewtifle bis zu 50 % der Kautschukfeststoffe in der LatexzuBammensetzung, z.B. von 20 bis 50 % aus Naturkautschuk· Unter Verwendung des erfindungsgem&fien Verfahrens können KeMtechuklmtexechäume mit ausgezeichneten mechanischen Cphysikaliechen) Eigenechaften aus Latexmiechungen erhalten werden, die synthetischen Kautschuklatex alleine als Xautsphukbestandteil enthalten. ;.

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Falls ein synthetische? Kautschuklatex oder ein« Mischung solcher Latices v«n*tndet wird, wird es vorgewogen, daß sie in Emulsion unter Verwendung eines anionisch®η Emulgators, gegebenenfalls in Verbindung mit einem nicht-ionischen, sekundären Emulgator hergestellt werden'. Unter Verwendung ■won einem oder mehreren Alke lim® tallsalzsen einer organischen Karbonsäure mit mindestens 12 Kohlenstoffatomen, &« B. einer Kettenlänge von 12 - 18 Kohl enetof fat omen, insbesondere den Salzen worn Fettsäuren oder disproportionierten Harseaurea, £. B. Kaliumetearat, Kaliumoleat oder latriumresiBÄt„ hergestellte Latices ainö sehr geeignet»

Das Verfahren ist -inebeöoaä^e auf die Herstellung von Schau«» men aus Styrolen-Butsdiemfeaia^s-slmslslatie©® tuw«ndbar_f in welchem der Gew.9»-Sat» von Butadien im allgemeinen mind®et«ae 50 ^₉ vorteilhafterweise 70 % oder waM· Ibotragt«

Die Kautschuklaticee können durch Zmusat® eines nicht k&utechukartigen Latex veretärkt werden, s. B. eines Polystyrol- oder Polyrinylchloridlatex« Koraftlerweiee beträgt der Anteil eines solches nicht kautschukartieea Latex bis «u 50 TIe. pro 100 TIe. Kautschuk (bezogen auf Trockengewicht), i» allgemeinen im Bereich von 10 bis 30 TI«./100 Tie· Kautschuk.

Ee let sehr erwünscht, daß die Lttexaleclnxag ein_anionischee Cellulosederi-rat enthalt, %_m B. ein latxiumsals von Carboxymethylcellulofl·, im allgemeinen in einer Menge von mindestens 0,01 Gew.TIe. pro 100 TIe. Kautschukfeststoffe, *. B. 0,03 bis 5,0. Toriugsweiee liegt dl· angewandte Heng· im Bereich von 0,05 bis 1,0 TIe./100 TIe. Kautschuk. Das Vatriuasals der Carboxymethylcellulose kann vollständig oder teilweis· durch

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ein.-oder mehrere Alkalimetallhalogenide, s. B. Kaliumchlorid ersetzt werden. Die Anwendung solcher Halogenide kann in einigen Fällen vorgezogen werden, da bei Zusatz des Halogenides eine geringe Änderung der Viskosität der Letexzusammensetzung auftritt, wodurch die Verarbeitung erleichtert wird. Diese Materialien sind von besonderem Wert, um. die gute Struktur in dem fertig ausgehärteten Schaum beizubehalten, insbesondere wenn der Kautschuk vollständig Styrol-Butadien-Keutschuk ist.

Geliermittel .mit verzögerter Wirkung sind an sich bekannt, *

typische Beispiele sind in "Latex Foam Rubber", siehe oben, angegeben, für das erfindungsgemäße Verfahren sind Fluorkomplefce bevorzugt, z. B. Pluosilikat, Pluostannat, Pluotitanat oder Fluozirkonat. Diese Materialien können die Salzt von Alkali- ' metallen sein, z. B. Natrium oder Kalium, wobei die ersteren besonders bevorzugt sind. Das am meisten bevorzugt· Material ist Natriumsilikofluorid. Das Geliermittel oder die Geliermittel können in konventionellen Mengen angewandt werden, z. B. 0,05 bis 10,0 ΤΙθ./ΊΟΟ Tie. Kautschuk, obwohl im Hinblick auf das rasche Ansteigen der Temperatur, welches mit dem erfindungsgemaßen Verfahren ©rzialbar ist, geringer* Mengen, vorxugeweist von 1,00 bis 4,00 TIe./100 Tie· Kautschuk angewandt werden j können. Vie an sich bekannt let, hangen dl· in eine» besonderen Fall anzuwendenden Mengen von der Größe dee Gegenstandes und von der Menge und der Art der Seife, dee Füllstoffe« und des Gel-8ensibilisators ab·

Värmeempfindliche Gelierunsemittel sind gleicherweise an sich bekannt, wobei typische Beispiele in "Latex Foam Bobber* (siehe oben) genannt sind. Das üblichste Geliermittel hiervon ist ein Mittel, in welchem Zinkionen, s. B. au« Zinkoxyd, in Kombination mit einem Ammoniumsais, z. B. Acetat oder Kit rat, angewandt

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werden. Zinkoxyd kann in einer Menge von 2 bis 10 TIe./100 TIe. Kautschuk, z. B. 4 bis 6 TIe. /100 TIe, Kautschuk angewandt werden, wobei die Menge an Ammoniuoacetat zur Erzielung der gewünschten Gelierungezeit eingestellt wird.

Normalerweise enthalten die Zusammensetzungen einen Gel-Sensibilisator, geeigneterweise in einer Menge bis zu 1,5» bevorzugt 0,1 bis 1,0 TIe./100 7Ie_n Kautschuk. Typische Bubetanzen sind die Guanidine, z· B. Diphenyl guanidin und Di-o-tolylguanidin. Andere Sensibilisatoren, die angewandt werden können, sind die Polyamine, z. B. £thylenfoxBaldtöyd~<Affllz&₉ eiae'solche Substanz wird unter der Handelsbezeichnung "fuleafor SFA" von I₀CI₀ Limited in den Handel gebracht«.

Die Zusammensetzungen umfassen Sefc7©£©l für da© des gelierten Latex, geeigpieteweis© is eiaep Hüjge von 0,1 bis 5,0, vorzugsweise -von 0,5 Ms 3t>Q nsja&l ipae !»©«oa&ers vorzugsweise von 1,0 bis 2₈o öl©a/1Q0 fte_o KmAatihvik® Mm #rford«rliche Menge ist im allgeKeiacm niedriger al® bei konventionellen Schaumsystemen, und dies führt zu νβτΐϊβββerten m©dhanlBchen Eigenschaften beim Produkt·

Im allgemeinen werden Beschleuniger wie ginkdiäthylrdithiocarbamat (ZX)C) und Zinkmercaptobenxthiaxol (SMBT) verwendet. Für die meisten Anmeldungen werden geeignet erweis a Kengen gleich denjenigen des Schwefels in die Zusammensetzung gegeben· Sie Gesamtmenge von Beschleuniger kann s· B. vom 2-fachen bis zum 1/2-fachen der Menge -an vorhandenem Schwefel betragen.

Das erfindungsgemaBe Verfahren ermöglicht es, wesentliche Mengen von Füllstoffen in die Mischung ei&sugeben, mhrend • dennoch gute Eigenschaften in dem fertig milkaniaiertm Schaum

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gegeben werden. Typisch« Füllstoff· sind Claysil (Handelsmarke), Kaolin, Schlämmkreide, 8iliziuadioxyd, Silikate und RuB. Die Zusammensetzung kann z. B. bis *u 75 EIe. Füllstoff pro 100 TIe. Kautschuk enthalten, obwohl es vor gesogen wild, 10 bis 40 TIe. und besonders bevorzugt 20 bis 40 He./100 TIe. Kautschuk zu verwenden, da bei höheren Füllstoff zugaben das gute Oberflachenaussehen des Produktes beeinträchtigt werden kann. Solche Materialien beeinflussen nicht den Verlustfaktor der KautschukzusaHBensetzung in einem nennenswerten i&sn&B, da Wasser mit einem hohen Verlustfaktor in relativ großen Rengen vorliegt.. ·

Ale Beispiel einer Arbeiteweise zur Durchführung dee .erfin« äungsgensäßen Verfahrens wird eine iÄtexsueammensetssung, welch« Kautschuk, Etaulgator. Schwefel, Beschleuniger, Antioxidans und Füllstoffe enthält, zu der gewünschten Dichte durch konventionelle Einrichtungen, i„ B« einen kontinuierlichen Hischer, wie eine Oakes-Appmratur oder einen PlsMtenmlecher für einen Ansatz, wie eine Hobart-J^pparatur Vor dem Schäumen ist es wQnecheoiswert, die lAtezsoeaaniensetzuoe , für eine Zeitspanne von s. B. 24 bis 48 a reif en m lassen, um die Gefahr der Oberfl&chenhautbildung caf dem Formkörper herabzusetzen. Dies ist besonders wünschenswert, wenn eine FüHstoff- | zugabe von z. B. 20 bis 40 TIe./100 TIe. Kautschuk oder mehr angewandt wird. Venn, der kompoundierte (susemmencsmischte) Schaum die gewünschte Dichte besitzt, werden Zinkoxyd, GeI-SenBibilisator und Oelierungsmittel mit verzör«r Virkung, vorzugsweise zusammen mit einer Alkelimetallcarboxylalkylcellulose zu der Schäumapparatur gegeben, und die Himotaang wird für z. B. 1 bis 2 min geläutert . Der kompoundierte Schaum wird dann in die Form über führt, welche gefüllt, geschlossen und z. B. in einer nikrowelleneinheit angeordnet wird. Denn

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wird für annähernd 4 min Mikrowellenstrahlung angelegt. In den ersten 5 bis 10 see wird die Gelierung des Schaumes bewirkt und die Vulkanisation läuft während der restlichen Zeitspanne ab· Auf. den Abschluß der Vulkanisation folgend wird die Form geöffnet, der vulkanisierte Schaumgegenetand wird entfernt und getrocknet, z. B. in heißer Luft«, Unter Läutern des Schaumes ist eine milde Bewegung des Schauntfs zu veratehen_s wodurch große Luftblasen entfernt werden.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindimg: Beispiel 1

Unter Verwendung der oben beschriebenen Arbeitsweise wurde Latexschäume der unten angegebenen Ansätze hergestellt:

	Wäßrige LÖeuag/	Tie. Trocken
	Di spersionskon-	gewicht
	zentretion
INTEI 100	66 %	100,0
KaliuBoleat	10 %	1,0
Schwefel	50Ji	2,0
ZDC (Zinkdiäthyldithiocarbamat)	50*	1,0
ZMBT (Zinkiiercaptobenzthiazol)	50 %	1,0
alkyliertes Phenol-Antioxidans
(BOlIOZ VSL)	33%	1,0
CLATSIL 315/2	50 %	20,0
Batriuepyrophoephat	10 %	0,05
Zinkoxyd	*30%*	5,0
Ba CMC α HatriumcarboxjMethyl-
cellulose	2%	0,0
DPG (Diphenylguanidin)	*23%*	0,5
SSF (Batriumeilikofluorid)	25%	1,5

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INTEX ΊOO ist ein in der Kälte eniulsions-polymerieierter Styrol-Butadienlatex mit hohem Pe st stoff gehalt (68 %).₉ INTEX =» Warenzeichen) ' -

CLATSIL (Handelsbezeichnung) ist ein FeldspatfüllBtoff, der von Compoxmding Ingredients of Manchester in den Handel gebracht wird. .

Eine Reifeperiode von 48 h wurde zugelassen, bevor der kompouurdierte Latex mit Hilfe eines Hobart-Miechers geschlagen wurde, bis ein gleichmäßiger Schaum mit einer Dichte von 0,08 erhalten war. Zu diesem Zeitpunkt wurden die Geliermittel zugegeben und in dem Schaum dispargiert, und die Mischung wurde für 1,5 min geläutert. Der kompoundierte Schaum wurde in eine vorerhitzte (50° bis 70° C) Form eingefüllt, die aus verstärktem Polyester mit einer Auskleidung aus einem mit Asbest verstärkten Phenolharz (DURESTOS) aufgebaut wari die Form wurde verschlossen und in einer Mikrowelleneinheit angeordnet. In diesem Beispiel wurde eine Apparatur der English Electric . Typ 120 FMU 3B mit einer Frequenz von 2 4-50 HHs angewandt. Andere gleichartige Einheit en sind ebenfalls geeignet. Sin Ansatzgewicht von annähernd 650 g wurde verwendet und eine Leistung von 1 bis 1,5 kV wurde angelegt (annähernd 1*5 bis . 2,3 kW/kg). Größere Ansatzgewichte können höher· Leistungen erfordern, um eine zufriedenstellende Gelierungs- und Vulkanisationsgeschwindigkeit zu erzielen, a. B. bis zu 200 kW, obwohl für kleinere Gegenstände beispielsweise nur 0,5 kW ausreichend sein können.

Es wurde gefunden, daß der Schaum in der Porn nach 5 »in unter diesen Bedingungen zufriedenstellen geliert und vulkanisiert war. Eine kleine Probe der Latexmiachung, die bei 25° C

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aufgehoben wurde, gelierte nach 13 min (Kaltgelierungsxeit).

Zum Vergleich wurde ein Latexschaum, der die gleiche Zusammensetzung wie der oben genannte besaß, wobei nur die Satriumcarboxymethylcellulose weggelassen war und der ffatriumsilikofluoridgehalt auf 4 TIe. (trocken) gesteigert wurde, nach dem Dunlop-Verfahren hergestellt. Dieser Ansatz hatte eine Kaltgel ierungs seit von annähernd 7 edn und es war eine Vulkanisationsdauer von annähernd 25 bis 30 min bei 100° C in Dampf erforderlich.

Die mechanischen Eigenschaften der 2 Schäume wurden bestirnt und sind im folgenden aufgeführt:

Mit Mi&xowellen.

konventioneller Jächauii nach dem Dunlop-Verfahren

Dichte (g/cm⁵) Zugfestigkeitj kg/c*²(psi)	0,094 0,56 (8,0)	0,09 0,32 (4,5)
Bruchdehnung; %	270	150
Xompreseionsmodul bei 40 %iger Kompression
(Kraft für 40 %ige Kompres sion/ 2,5-fache Dichte)	601 *	420*

* unter Verwendung einer Probe
von 15,2 χ 15,2 χ 2,5 cm
(6^M χ 6" χ 1^W)

Aus den oben angegebenen Werten ist ersichtlich, daß ein® beträchtliche Steigerung der Vulkanisationsgeschwindigkeit

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unter Verwendung von Mikrowellenstrahlung erzielt werden kann, wobei die guten mechanischen Eigenschaften in dem fertigen Schaum erhalten bleiben. Zusätzlich erlaubt die gesteigerte Kaltgelierungszeit der Latexschaum^saanaensetzung eine viel größere Freiheit bei der Verarbeitung. Der Aufbau und das Oberfl ächenaussehen dee alt Mikrowellen gelierten Schaume β war ausgezeichnet und denjenigen des nach dem Dunlop-Verfabren hergestellten Schaumes überlegen.

Beispiele 2 bis 4

Es wurden Latexschaumkompoundierungen wie in Beispiel 1 nach den folgenden Ansätzen hergestellt:

Beispiel Hr. 2 3 ^

9t Korueent rat ion TIe. Trockengewicht

in der Kälte emuleionepoly-

merisierter Styrol-Butadien-

latex mit 68 % Feststoff-

gehalt (iü'I'KX. 100) 68 100 - 50

verstärkter, in der X&lte emulsionspoljmerieierter ßtyrol-Butadlenkautechuklatex mit hohem Fe st stoff gehalt (HTTEX 105)

Kaliumoleat

Naturkautechuklatex Schwefel

WBT

Antioxidanfl (KOHOI WSL) Feldspatfüllstoff (Clayeil 315/2)

65	-	100	-
10	0,5	0.5	1,0
62	-	-	50
50	2,5	2,5	2,5
50	1,0	1,0	1,0
50	1,0	1,0	1,0
33	1,0	1,0	1,0
trocken	(siehe tint en)

Zinkoxyd 50 5,0 5,0 5,0

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Beispiel Nr,

% Konsentration Tie. Trockengewicht

BFG Ha CHC

Kaliumchlorid 867

25	0,5	0,	»5	0,5
2	0,2	Mt		- -
10		O₁	,3	0,3
25	(1,5	his	2,	,5 wi·
	erforderlich)

Sie Bestandteile unterhalb der Linie wurden in der angegebenen Seihenfolge ko'mpoundiert und 16 h bei 30° C reifen gelassen. Zinkoxyd, SFG und Sa CMC (oder gegebenenfalls das Kaliumchlorid) wurden vorgemischt und dem geschäumten Latex gefolgt von de» Silikofluorid zugegeben. .

Bach dem Gelieren und dem Vulkanisieren wie sirror beschrieben, wurden die mechanischen Eigenschaften der Schsumpziodukte nach British Standard Specification Sr. 905 (wo diese war) bestimmt. 2s wurden folgend« Ergebnisse erhalten!

Beispiel Mr.

Füllstoffsugabe (Sle./I00 CIe. Kautschuk)

Schaumdichte (*/c**) Bruchdehnung; % Zugfestigkeit; kg/em²(psi)

% Kompression Verformung (72 h bei 20° C)

Kompressionsmodul ··

Komprss (xiö-3)

(b) Belastung bei 40 ) reunion

te 2,5^

0 20 20 40 20

0,077 0,092 0,091 0,10 0,10

284 221 170 175 235

Q_t30 0,29 0,62 0,45 0,7*

(4,3) (4,1) (8,8) (6,4) (10,6)

3,3

5,6

12,5 - 16 -

4,9 4,1 4,2

»·3

5,4

11,8 15,9 13,0 10,6 009884/1589

ORIGINAL

Vie aus diesen Werten ersichtlich, wurden Schäume alt guten mechanischen Eigenschaften erhalten. In allen Fällen waren die Struktur und das Oberflächenauesehen der Schaumprodukte ausgezeichnet.

** Unter Verwendung einer Probe von 5,1 x 5,1 x 2,5 cm (2" χ 2" χ 1")

Beispiel 5

Die Arbeitsweise des Beispieles 2 wurde wiederholt, um Latexschaumprodukte herzustellen, wobei der folgende Ansatz verwen-* det wurde:

TIe. Trockengewicht

Polychloroprenkautschuk *I ■ ■ I ·Τί ■ ■ UM I" ■ I I l*	100
(HEOi¹JiJiME Latex, Typ 650) .	0,5
Harzsaureseife	7,5
Zinkoxyd	1,0
Antioxidans	2,0
Schwefel	2,0
Thiocarbanilid	1,25
Trimen-base	20,0
Kaolin (Sorte E)	0,20
Ha CMC	1,75
SßP

Die Kaltgeliexungezeit dieses Ansatzes betrug 20 min. Der Schaum gelierte und -vulkanisiert· innerhalb Ton *j-dn 1>ei* Au»* setzen gegenüber Hochfrequemzstrahlung wie «uTor. Das fertige Produkt zeigt· eine gut· ßchaumatruktur und gute mechanische Eigenschaften·

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Beispiel 6

Die Arbeitsweise dee Beispiels 2 wurde wiederholt, um Letexechaunprodukte herzustellen, wobei der folgende Ansatz angewandt wurde:

TIe. Trockengewicht Butadien-icrylnitrillatex 100

(33 % Acrylnitril)

Hareeäureseife 0,5

Schwefel 1,75

ZDC · ,2,0

ZMBT 1,5

Antioxidans 1,0 Kaolin (Sorte £) 20,0

Zinkoxid 3,0

DPG 0,75

Ha CMD 0,2

SSF 2,0

Die Xaltgelierungaseit dieses Ansatzes betrug 17 sin. Der Schaum gelierte und vulkanisierte in 4,5 min bei de* Aussetzen gegenüber Hochfrequenzstrahlung wie suvor*

Das Produkt besaß eine gute innere Struktur, gutes Ober flächenaussehen und gute mechanische Eigenschaften.

Beispiel 7

Sin Poljbutadienlatex wurde bei 5° C durch Polymerisation in Emulsion hergestellt, indes ein konventionellee Bedox-.

und 5 TIe. Xaliumoleat al» Bnulgator pxo

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100 TIe. Monome res angewandt wurden. Der erhaltene Latex wurde unter Verwendung des in der britischen Patentschrift 967 beschriebenen Verfahrens agglomeriert. Nach dem Verdampf en wurde ein Latex mit 65 % Gesamt feststoff gehalt erhalten·

Bas Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei dieser Latex anstelle des INTEI 100-Latex angewandt wurde. Es wurden Gummischäume mit ausgezeichneter Struktur und ausgezeichneten mechanischen Eigenschaften erhalten·

Beispiel 8 "

Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Ausnahme, dafi die Frequenz der Strahlung 900 MH* betrug. Es worden im wesentlichen die gleichen Ergebnisse erhalten.

Beispiel 9

Ea wurden wie in Beispiel 1 Latexmchaumprodukte erseugt, lodern der folgende Ansatz angewandt wurde, bei welchem ein wärmeempfindliches Gelierungssystem das Gelierungssystem mit Tersoger· ter Wirkung ersetzte:

Gew.TIe. (trocken)

Butadien-Acrylnitrillatex (ISTSI 100)	100,0
Kallumoleat	1,0
Schwefel	2,0
ZDC	1,0
ZKBT
Antioxidans'	1,0
Claysil 315/2	20,0
Schlimmkreide (3KL)	10,0
Ammoniak (25 %)	0,3
Zinkoxyd	3,0
AmmoniuBiacetat (20 Jfc)	2,0

- 19

203307θ

Je

Die Kaltgelierungszeit dieses Latexancatzes betrug 60 min bei 20° C. Der Schaum gelierte und -vulkanisierte in 5 min bei der Anwendung von Hochfrequenzstrahlung wie zuvor.

Das fertige Produkt besaß eine annehmbare Schaumstruktur _t die jedoch nicht so ausgezeichnet war wie der in den Beispielen 1 bis 8 hergestellten Schäume.

Beispiel 10

Die Beispiele 1 und 2 wurden wiederholt, mit der Ausnahme, daß die Frequenz der Strahlung verändert wurde. Frequenzen ▼on 20 HHs und 80 MHz wurden in verschiedenen Versuchen angewandt. Der Schaum gelierte und -vulkanisierte wie zuvor in annähernd 5 min. In allen Fällen waren die Struktur und die mechanischen Eigenschaften des Schaumes ausgezeichnet.

-Patentansprüche- - 20 - 009884/1589

Claims

Pa te nt a η s ρ r ü c Ii e

* —mm stmxxm nt «Ma ana

Verfahren zur Herstellung von Formschaum, dadurch g e k en η ze i c h η e t, daß eine geschäumte, vulkanisierbare .Kautschuklatexzusammensetzung, welche ein Geliersystem mit verzögerter Wirkung und/oder ein wämeenpfindliches Geliersystem enthält, in einer geschlossenen :'-Form Hochfrequenzstrahlung .mit einer Intensität und während einer Dauer ausgesetzt wird, um die Geliening zu bewirken und danach der gelierte Schaum zu einen festen, geschäumt en Gegenstand vulkanisiert wird. -
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Latexzusammensetzung mittels Hochfrequenz strahlung geliert und vulkanisiert wird.
3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e η η -zeichnet, daß ein Katriunsale von Carboxymetliylcellulose in der Latexzusammensetzung verwendet wird·
4. Verfahren nach Anspruch j, dadurch gekennzeic hn e t, daß das Hatriumsalz in einer Menge von.0,03 bis 5»0 TIe./100 TIe. Kautschuk verwendet wird.
5. Verfahren nach einen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelier system mit verzögerter Wirkung Natrium- oder Kaliumsilikofluorid enthält?.

6. Verfahren nach einen der vorhergehenden Ansprüche, dadurch g e k e η η se lehne t, daß das wSLmeenpfindliche Gelierungssysten Zinkoxyd und Ammoniumacetat enthält«

■■ " ²¹ ~ 009884/1589

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gelierungsmittel in dem Gelierungssystem in einer Menge von 1,00 bis 4,00 Tie·/ 100 Tie. Kautschuk verwendet wird. .

8· Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,.dadurch gekennzei c h η et, daß als Kautschuklatex Naturkautschuk, Styrol-Butadienkautschuk, Polybutadienkautschuk, Polyieoprenkautschuk, Chloroprenkaut schul: oder eine Mischung zwei oder mehreren von diesen verwendet wird«

9· Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der verwendete Kautschuklatex mit einem nicht kautschukartigen Latex verstärkt ist.

10. Verfahren nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichn e t, daß al» nicht kautschukartiger Latex ein Polystyrol- oder Polyvinyl Chloridlatex verwendet wird,

11· Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der nicht kautschuk» rtige Latex la et einer Menge bis zu 50 TIe ./100 Tie· Kautschuk auf Trocken·*

gewichtbaaia verwendet wird·

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Form verwendet wird, die aus einem nicht ,leitenden Material hergestellt ist.

15· Verfahren nech Anspruch 12, dadurch gekennzeichn et, daß eine Font verwendet wird« die aus Holz, Glasfaser verstärktem Polyester, verstärktem Phenolhans oder einer Mischung von diesen besteht, - '

Verfahren nach einem dar vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennz eichnet, daß die Form vor den Auffüllen

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4a

mit der LatexzuBaameneetsung erwärmt wird·

1.5. Verfahren na ch einem der vorih ergehend en Ansprüche, dadurcE gekennzeichnet, daß Strahlung alt einer Frequenz von mindestens 20 MHs angewandt wird.

16. Verfahren nach einen der Tor hergehenden Ansprüche,· j g e k e η η e e i chntt, daß eint Strahlung alt ainex Frequenz von mindestens 800 KHs verwendet wird*

17. Verfahren nach Anspruch "15, dadurch gekennaleichn et, daß eine Strahlung mit einer Trequens la gereich von 20 bis 80 HHs verwendet wird·

10. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß eine Strahlung mit einer frequenz ie Bereich von 800 bis 2 500 WHb verwendet wird.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch g e k e η η s e i c h η e t, daß Strahlung alt einer Frequenz im Bereich von JOO bis 500 000 HHs verwendet wird.

20. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Strahlung alt einer Intensität von 0,5 bis 5|0 kV pro kg der latexsusaaaensetzung angewandt wird.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennseich n e t, daß Strahlung mit einer Intensität von 1,5 bis 2,3 kV/kg der Latexsusamaensetzung verwendet wird.

22. Verfahren nach einem der vorhergehende Ansprüche, dadurch gekenn««ichne t, daß aus I*utschuklat«c ein synthetischer Latex verwendet wird, der in Baolsion unter

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BAD ORIGINAL

Verwendung von einem oder mehreren anionisch an Emulgatoren hergestellt wurde«

Verfahren nach einem der vorhergehenden Jkaßprüehe, dadurch gekennzeichnet, daß eine Form verwandet wird, die aus einem Material besteht, welches einen niedrigeren Verlustfaktor als der Verlustfaktor der Latexsuaammensotzung, gemessen bei der Frequenz bei der Strahlung, besitzt»

24, Verfahren nach -Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß das Na-SaIz einer Carboxymethylcellulose ganz oder vollständig durch ein Alkalii&stsilhalogenid ersetzt wird.

2y Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennz eich· c e t, daß ale Halogenid Kaliumchlorid verwendet wird·

26, Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß biß zu 75 TIe. Füllstoff/ 100 TIe. Kautschuk in die Latexzueamaaenaetzung eingegeben werden.

27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß 20 bis 40 TIe. Fülletoff/100 Tie» Kautschuk in die Mischung gegeben werden. -

28ο Foraschaua, hergestellt nach dem Verfahren einer der vorhergehenden Ansprüche.

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