DE2216594A1

DE2216594A1 - Verfahren zur Vulkanisierung von Kautschuken oder synthetischen Harzen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE2216594A1
Application number: DE19722216594
Authority: DE
Inventors: Setsuya; Shiromizu Tetsuo; Kuroda Masakazu; Tokio Isshiki
Original assignee: Fujikura Cable Works, Co., Ltd., Tokio
Priority date: 1971-04-06
Filing date: 1972-04-06
Publication date: 1972-10-26
Also published as: GB1369273A; JPS5134429B1; DE2216594B2

Description

PATENTANWXLTE

DR. E. WIEGAND DIPL-ING. W. NIEMANN

DR.M. KÖHLER DIPL-ING. C. GERNHARDT 2216594

MÖNCHEN " HAMBURG

TELEFON: 555476 8000 MÖNCHEN 15,

TELEGRAMME: KARPATENT NUSSBAUMSTRASSE 10

6. April 1972 V. 41098/72-Ko/Ne

Fujikura Cable Works, Co., Ltd. Tokyo (Japan)

Verfahren zur Vulkanisierung von Kautschuken oder synthetischen Harzen und Vorrichtung zur Durchführung des

Verfahrens

Die Erfindung befasst sich mit einem Verfahren zur Vulkanisierung eines Kautschukes oder eines synthetischen Harzes. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren, bei dem ein Formkörper aus Kautschuk oder einer synthetischen Harzmässe, die ein Vulkanisiermittel oder ein Härtungsmittel enthält, in eine flüssige Masse eingetaucht wird und Ultraschallwellen auf den Formkörper über die flüssige Masse übertragen werden.

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Vulkanisierung von Kautschuken oder synthetischen Harzen,

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die mit einem Vulkanisierbad und einem hiermit verbundenen Überschallwellen-Generator ausgerüstet ist.

Das erfindungsgemässe Verfahren zur Vulkanisierung eines Kautschukes oder eines synthetischen Harzes besteht darin, dass ein Formkörper aus dem Kautschuk oder dem synthetischen Harz, der ein Vulkanisiermittel oder ein Härtungsmittel enthält, in einem flüssigen Medium an Ultraschallwellen ausgesetzt wird.

Es ist allgemeine Praxis bei der Vulkanisierung von Formkörper von langer Grosse, wie Kautschukbändern, Verpackungsstreifen für Wagenfensterrahmen, Strümpfen, und Kautschukstäben, die Formkörper von langer Grosse in einer mit einer Flüssigkeit gefüllten Pfanne zu wikkeln, die einen kornförmigen Vulkanisator enthält, was als "Pfannenhärtung" bezeichnet wird, oder die Formkörper von langer Grosse auf einer Trommel oder einem Zylinder aufzuwickeln und die aufgewickelten Formkörper in einer Vulkanisier-Atmosphäre, welche aus Dampf oder einem ähnlichen Heizmedium bestehen kann, zu vulkanisieren.

Diese üblichen Vulkanisierverfahren erfordern jedoch eine Reihe von diskontinuierlichen Arbeitsstufen, so dass eine hohe Produktivität nicht erhalten werden kann. Um diese Nachteile der üblichen Verfahren zu überwinden, wurden verschiedene Arten von Vulkanisierverfahren und verschiedene Arten von Vorrichtungen bereits vorgeschlagen; beispielsweise wurde ein kontinuierliches Vulkanisierverfahren unter Anwendung eines Fliessbettes, eines flüssigen Vulkanisiermediums, eines Hochfrequenzerhitzers und Dampf als Heizmedium bereits in der Praxis angewandt. Da bei diesen Verfahren, ausgenommen dem Verfahren unter Anwendung eines Hochfrequenzerhitzers, der Kautschuk- oder der synthetische Harz-Formkörper mit dem

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heissen Heizmedium von ausserhalb des Formkörpers erhitzt werden, muss der Formkörper in das Heizmedium während eines ausreichend langen Zeitraumes eingetaucht werden, um auch die innersten Teile des Formkörpers zu vulkanisieren und die gewünschten Temperaturbedingungen, die zur Ausbildung eines für die Praxis ausreichend vulkanisierten Produktes geeignet sind, zu erhalten; je grosser die Dicke des Formkörpers wird, desto länger wird der Zeitraum zur Aussetzung des Formkörpers an die Heizatmosphäre Hierdurch wird die Produktivität des Verfahrens verringert und es ergibt sich ein unterschiedliches Ausmass der Vulkanisierung zwischen der inneren und der Oberflächenschicht des Produktes und es stellt sich eine übervulkanisierung oder eine Schädigimg der Oberflächenschicht ein, falls das Innere des Forzakörpers vollständig vulkanisiert werden soll.

Andererseits kann das Hochfrequenz-Heizverfahren unter Anwendung des Dielektrizitätsverlustes des Formkörpers und der raschen Vulkanisierung des Inneren des Formkörpers lediglich auf Formkörper mit schlechten elektrischen Eigenschaften angewandt werden, nämlich solchen mit grossen Dielektrizitätskonstanten und Dielektrizitätsverlusttahgenten. Es ist bekannt, dass Kautschuke oder synthetische Harze mit polaren Gruppen in der Polymerkette, wie Polychloropren oder Nitrilbutyl-Kautschuk in der Hasse innerhalb eines kurzen Zeitraumes durch Anwendung von Hochfrequenzwellen erhitzt werden können, während Verbindungen von hohem Molekulargewicht ohne derartige polare Gruppen, wie Naturkautschuk, Styrol-Butadien-Kautschuk, Butyl-Kautschuk, Polyäthylen, Polypropylen, A'thylen/Propylen-Copolymere, Äthylen/Propylen-Dien/Terpolyniere und dgl, lediglich geringfügig erhitzt werden. Zur Vermeidung dieses Nachteiles müssen beträcht-

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liehe Mengen an elektrisch leitendem Füllstoffmaterial, wie Russ oder Verbindungen von hohem Molekulargewicht mit Polargruppen zu derartigen Kautschuken oder synthetischen Harzen, die keine polaren Gruppen besitzen, zugesetzt werden. Der Zusatz derartiger Füllstoffmaterialien und von polaren Gruppen enthaltenden Hochpolymermaterialien muss jedoch bei vielen Produkten vermieden werden, bei denen gute elektrische Eigenschaften gefordert werden.

Auf Grund der Erfindung ergibt sich ein neues Verfahren und eine Vorrichtung zur Härtung unter Anwendung von Ultraschallwellen und eines flüssigen Mediums von Kautschuken oder synthetischen Harzen, welche keine polaren Gruppen enthalten, unter Vermeidung der vorstehend angegebenen Nachteile.

Ultraschallwellen mit einer höheren Frequenz als den Audiofrequenzen oder 18 KHz, die zur Kategorie von Kompressionswellen gehören, sind zur geringen Verformung des Inneren des hochpolymeren Moleküles fähig, wenn derartige Ultraschallwellen auf die Hochpolymerverbindunf angewandt werden. Deshalb wird eine Verformungsspannung entsprechend der Frequenz der Ultraschallwellen auf die Hochpolymerverbindung angewandt. Ausserdem hat das Molekül der Hochpolymerverbindung zwei unterschiedliche dynamische Eigenschaften, nämlich Elastizitätseigenschaft und Fliessfähigkeitseigenschaft, so dass der dynamische Verlust tang £ , der verursacht wird, in thermische Värmeerzeugungswärme überführt wird.

Spezielle Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnungen erläutert, worin

Fig. 1 eine schematische Seitansicht einer Vulkanisa ti on ε vor richtung gemäss der Erfindung, Fig. 2 einen Querschnitt eines Kautschuk- oder syn-

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thetischen Harzformkörpers, umgeben von einem Uberschallwellen-Generator, in einer Vulkanisierzone und

SIg. 5. die gleiche Ansicht wie in Hg. 2, die eine weitere Ausführungsform darstellt,
zeigen.

In der bevorzugten Ausführungsform gemäss Hg. 1 bezeichnen die Bezugsziffern 1 bis 9 die Teile einer Vulkanisiervorrichtung, wobei 1 den Extruder, 2 die Heizzone, 5 die Vulkanisierzone, 4 eine Kühlzone, 5 eine Spirale, 6 eine Ultraschallwellen-Quelle, 7 einen Ultraschallwellen-Generator, 8 einen Trichter und 9 einen Formkörper aus Kautschuk oder einem synthetischen Harz bezeichnen.

Die Ultraschallwellen-Quel\L6 6 ist in der Vulkan!- sierzone 5 vorhanden und mit dem Ultraschallwellen-Generator 7» der ausserhalb der Vulkanisierzone angebracht ist, verbunden.

Der Kautschuk oder das synthetische Harz, welches ein Vulkanisiermittel oder ein Härtungsmittel enthält, wird vom Trichter 8 in den Extruder 1 eingeführt und hieraus zu dem Formkörper 9 mit der gewünschten Gestalt extrudiert. Der Extruder 1 kann durch irgendeine übliche kontinuierliche Formungseinrichtung, beispielsweise eine Kalandrierwalze ersetzt werden. Es muss sorgfältig darauf geachtet werden, dass der Kautschuk oder das synthetische Harz nicht während der Formungsstufe durch das Vulkanisiermittel oder das Härtungsmittel, das in dem Kautschuk oder in dem synthetischen Harz enthalten ist, vulkanisiert oder gehärtet wird.

Der aus dem Extruder 1 extrudierte Formkörper 9 passiert durch eine Vulkanisierstation, die aus der Heizzone 2, der Vulkanisierzone 3 und der Kühlzone M- aufgebaut ist und wird dabei vulkanisiert oder gehärtet. Die

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Formungsmaschine und der Vulkanisator brauchen nicht in Reihe angeordnet sein, sondern können voneinander isoliert sein..

Bei der mit dem Ultraschallwellen-Generator 7 ausgestatteten Vulkanisiervorrichtung ist die Ultraschallwellen-Quelle 6 vorzugsweise konzentrisch um den zu vulkanisierenden Formkörper 9 angeordnet, wie aus Fig. 2 ersichtlich.

In einem derartigen Fall wird die Temperatur des Inneren des Formkörpers 9 weit rascher erhöht als diejenige der Oberflächenschicht, so dass Hei ζ einrichtungen, die ein übliches Heizmedium, beispielsweise ein flüssiges Heizbad, ein Luftheizbad ader einen Infrarot-Strahlerhitzer, vorzugsweise an der Vorderseite oder Rückseite der Vulkani si er ζ one 3 so angewandt werden, dass die Oberflächenschicht des Formkörpers 9 erhitzt wird. Falls jedoch die Ultraschallwellen-Quelle 6 mit einer speziellen Konfiguration und Struktur ausgestattet ist, beispielsweise aus einer Mehrzahl von flachen Segmenten, wie in Fig. 3 gezeigt, konzentrisch um den Formkörper 9 angebracht ist, ist die Temperaturerhöhung im Mittelteil des Formkörpers 9 nicht so markant, dass die Anbringung einer Heizzone 2 erforderlich ist.

Die Vulkanisierzone 3 enthält die Ultraschallwellen-Quelle 6, die um den Formkörper 9 herum angebracht ist, um die Ultraschallwellen in das Innere des Formkörpers zu dispergieren. Die innige Kontaktierung der Uberschal1-wellen-Quelle mit dem Formkörper zur Übermittlung der Ultraschallwellen zu dem Formkörper ist sehr schwierig vor der Vulkanisierbehandlung auszuführen, da der unvulkanisierte Formkörper im allgemeinen weich ist. Andererseits ist die Übermittlung der Ultraschallwellen auf den Formkörper über ein gasförmiges Medium nicht vor-

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teilhaft, da die Energieleitungswirksamkeit eines Gases äusserst niedrig ist. Deshalb wird gemäss der Erfindung eine Flüssigkeit als Medium zur sehr wirksamen Übermittlung der Ultraschallwellen angewandt. Sämtliche Flüssigkeiten mit niedrigen Absorbiereigenschaften für Ultraschallwellen können als Übermittlungsmedium verwendet werden. Beispielsweise können Wasser, Siliconöle und Polyäthylenglykol als flüssiges Medium angewandt werden. Zur Anwendung wird Wasser bevorzugt. Es kann irgendeine Temperatur angewandt werden, bei der sich der Kautschuk oder das synthetische Harz nicht zersetzt.

Die Ultraschallwellen-Quelle 6 ist allgemein aus einem keramischen Stoff, beispielsweise einem anorganischen gesinterten Körper aus Ba~^rIv,tanat oder PbZr-Titanat gefertigt. Da die Ultraschallwellen-Quelle 6 aus einem stark-wärmebeständigen, keramischen Material gefertigt ist und das flüssige, die Ultraschallwellen übermittelte Medium auf eine hohe Temperatur erhitzt wird, kann die Heizzone 2 weggelassen x^erden.

Durch die niedrige temperatur des flüssigen Mediums wird die Temperatur der Oberflächenschicht des zu vulkanisierenden Formkörpers reduziert, selbst wenn der letztere durch Anwendung von Ultraschallwellen erhitzt wird. In diesem Fall muss eine Heizzone 2 an der Vorderseite der Vulkanisierzone vorhanden sein.

Da die Ultraschallwellen auf den Formkörper 9 unter Anwendung von kalten Wasser in der Vulkanisierzone 3 nach dem Durchgang durch die Erhitzungszone 2 angewandt werden, wird die Oberflächenschicht des vulkanisierten Formkörpers wirksam gekühlt. Das Innere des Formkörpers wird trotz der Abkühlung der Oberflächenschicht praktisch gut erhitzt, falls der Formkörper aus einem guten wärmeisolierenden Material gefertigt ist, welches aus»

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BChliesslich durch Uberschallwell en erhitzt werden kann. In diesem Fall kann die innere Schicht des Foimkörpers in der Vulkanisierzone 3 erhitzt werden, während die Oberflächenschicht gekühlt wird.

Eine Hochfrequenz wird von dem Ultraschallwellen-Generator 7 auf die Ultraschallwellen-Quelle 6 übertragen, welche um den Formkörper 9 herum angebracht ist. Die Ultraschallwellen können eine Frequenz von etwa 20 KHz bis 1 MHz, vorzugsweise von etwa 300 KHz bis 600 KHz haben.

Das vulkanisierte Produkt wird üblicherweise durch .Wasser in der Kühlzone 4 zur Verhinderung der Verformung und der Oberflächenverkratzung des Formkörpers abgekühlt, während es zur Verpackungsstufe oder zur Lagerung gefördert wird. Falls hierbei keine Gefahr einer Beschädigung des Produktes besteht, kann die Kühlzone 4 weggelassen werden. Das abgekühlte Produkt wird auf der Spirale 5 aufgewickelt oder in die gewünschten Längen geschnitten und dann verpackt und gelagert.

Nach dem erfindungsgemässen Verfahren können die Vulkanisier- und Härtungsbehandlungen für Kautschuke oder synthetische Harze rasch und einheitlich ausgeführt werden. Die zur Vulkanisierung eines Formkörpers mit einer grossen Wandstärke erforderliche Zeit wird besonders markant im Vergleich zu den üblichen Verfahren verringert.

Beispiel 1

Ein Gemisch aus 100 Gew.teilen Äthylenpropylen-Kautschuk, 2 Gew.teilen Schwefel, 0,5 Gew.teilen Tetramethyl thiuram-disul fid, 0,5 Gew.teilen Mercaptobenzothiazol, 5 Gew.teilen Zinkoxid, 1 Gew.teil Phenyl-ß-

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naphthylamid als Alterungshemmstoff, 1 Gew.teil Paraffin, 1 Gew.teil Stearinsäure und 100 Gew.teile Talk wurden zu einer Stange mit einem Durchmesser von 20 mm extrudiert.

Die Stange wurde durch ein Heizbad von 3 m Länge geführt und bei 250° C bei einer Geschwindigkeit von 3 m/Min, gehalten und weiterhin durch ein mit kaltem Wasser gefülltes Vulkanisierbad, das mit einer Ultraschallwellen-Quelle, die zur Erzeugung von Ultraschallwellen von 500 KBz Frequenz und 2 KV Gesamtstärke während etwa 6 Sekunden eingerichtet war, geführt. Dadurch wurde die Stange an die Ultraschallwellen durch die kalte Wasserschicht während 6 Sekunden ausgesetzt und völlig vulkanisiert. Die Gesamtzeit für die Vulkanisierbehandlung betrug 1 Minute und 6 Sekunden.

Vergleichsbeispiel 1

Die gleiche Stange wie in Beispiel 1 wurde durch einen Durchgang lediglich durch das Heizbad vulkanisiert. Die zur vollständigen Vulkanisierung der Stange erforderliche Zeit betrug 3 Minuten.

Beispiel 2

Ein Gemisch aus 100 Gew.teilen Polyäthylen von niedriger Dichte, 2,0 Gew.teilen Dicumylperoxid und 0,3 Gew.teilen 2,6-Di-tert.-butyl-p-kresol wurde auf die äussere Oberfläche eines elektrisch-leitenden Rohres mit einem Aussendurchmesser von 13Ο mm und einer Querschnitts-

fläche von 100 mm zur. Bildung einer Überzugsschicht mit einer Stärke von etwa 4 mm extrudiert. Das erhaltene Rohr wurde durch ein Dampfheizbad mit einer Länge von etwa 10 m geführt, welches Dampf mit einer Temperatur von 200° C und einem Druck von 16 kg/cm enthielt, mit einer

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Laufgeschwindigkeit von 5 m/Min, und weiterhin durch ein Vulkanisierbad, das mit kaltem Wasser unter einem Druck von 16 kg/cm Druck und mit einer Ultraschallwellen-Quelle, die zur Erzeugung von Ultraschallwellen mit 500 KHz Frequenz und 2 KV Gesamtabgabe ausgerüstet war, geführt. Die aufgezogene Schicht wurde der Bestrahlung mit Ultraschallwellen während etwa 200 Sekunden im Vulkanisierbad ausgesetzt und in ein vollständig vernetztes Polyäthylen überführt. Die erforderliche Gesamtzeit zur Vernetzung der Überzugsschicht oder zur Bildung des vernetzten Polyäthylen-Kabels betrug 2 Minuten und 20 Sekunden.

Vergleichsbeispiel 2

Das gleiche Gemisch wie in Beispiel 2 wurde auf die Oberfläche des gleichen elektrisch-leitenden Eohres wie in Beispiel 2 zur Bildung einer Überzugsschicht von etwa 4,0 mm Stärke extrudiert. Das erhaltene Rohr wurde lediglich durch das gleiche Heizbad wie in Beispiel 2 zur Vernetzungs des Polyäthylens geführt. Die erforderliche Gesamtzeit zur Vernetzungsbehandlung betrug 3 Minuten und 40 Sekunden.

Beispiel^ ^

Ein aus 50 Gew.teilen Polybutadien-Kautschuk, 50 Gew.teilen Naturkautschuk, 3 Gew.teilen Zinkoxid, 1,7 Gew.teilen Schwefel, 2 Gew.teilen Stearinsäure, 0,7 Gew.teilen N-Cyclohexyl-2-benzothiazol-sulfonamid, 1,5 Gew.teilen Aldol-Naphthylamin, 50 Gew.teilen eines behandelten Calciumcarbonates (Oberflächenbehandlung mit höherer Fettsäure) und 1 Gew.teil Paraffin aufgebautes Gemisch wurde zulr Bildung eines Bandes mit einem Querschnitt von 15 mm Stärke und 40 mm Breite extrudiert.

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Dieses Band wurde durch ein Heizbad mit einer Länge von 4- m, das mit einem Heizmedium von 200° C gefüllt war, mit einer Laufgeschwindigkeit von 2 m/Min, geführt. Dann wurde das Band weiterhin durch ein Vulkanisierbad, das mit kaltem Wasser gefüllt war und mit einer tfltraschallwellen-Quelle, die zur Erzeugung von Ultraschallwellen von 500 KHz Frequenz und 2 KW Gesamtstärke ausgerüstet war, geführt. Das Band wurde der Bestrahlung mit Ultraschallwellen während 15 Sekunden im Vulkanisierbad ausgesetzt und war vollständig vulkanisiert. Die zur Herstellung des vulkanisierten Kautschukband-Produktes erforderliche Gesamtzeit betrug 2 Minuten und 15 Sekunden.

Vergleichsbeispiel 3

Der gleiche Bandformkörper wie in Beispiel 3 wurde lediglich durch das gleiche Heizbad wie in Beispiel 3 geführt und darin vulkanisiert. Die zur vollständigen Vulkanisierung des Kautschukbandes erforderliche Zeit betrug 4 Minuten und 30 Sekunden.

Beispiel 4 *

Ein aus 100 Gew.teilen eines Äthylen-Propylen-Kautschuks, 2 Gew.teilen Schwefel, 0,5 Gew.teilen Tetramethyl thiuram-disulfid, 0,5 Gew.teilen Mercaptobenzothiazol, 5 Gew.teilen Zinkoxid, 1 Gew.teil Phenyl-ßnaphthylamid als Alterungshemmstoff, 1 Gew.teil Paraffin, 1 Gew.teil Stearinsäure und 100 Gew.teile Talk aufgebautes Gemisch wurde zu einer Stange mit 20 mm Durchmesser extrudiert.

Die Stange wurde durch ein Heizbad von 3 n Längen das bei 250° C gehalten wurde, mit einer Geschwindigkeit von 3 m/Min, geführt und weiterhin durch ein mit Silicon-

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öl (Dimethylpolysiloxan: spezifisches Gewicht (SG) etwa 0,97) und mit einer Ultraschallwellen-Quelle, die zur Erzeugung von Ultraschallwellen von 500 KHz Frequenz und 2 KW Gesamtstärke ausgestattet war, während etwa 6 Sekunden geführt. Dabei wurde die Stange an die Ultraschallwellen durch die SiIiconölschicht während 6 Sekunden ausgesetzt und vollständig vulkanisiert. Die erforderliche Gesamtzeit für die Vulkanisierbehandlung betrug 1 Minute und 6 Sekunden.

Vergleichsbeispiel 4-

Die gleiche Stange wie in Beispiel 4- wurde lediglich durch den Durchgang durch das Heizbad vulkanisiert. Die erforderliche Zeit zur vollständigen Vulkanisierung der Stange betrug 3 Minuten.

Beispiel 5

Ein Gemisch aus 100 Gew.teilen Polyäthylen von niedriger Dichte, 2,0 Gew.teilen Dicumylperoxid und 0,3 Gew.teilen 2,6-Di-tert.-butyl-p-kresol wurde auf die äussere Oberfläche eines elektrisch-leitenden Rohres mit einem Aussendurchmesser von 13Ο mm und einem Querschnittsbereich von 100 mm zur Bildung einer Überzugsschicht mit einer Stärke von etwa 4 mm extrudiert. Das erhaltene Rohr wurde durch ein Dampfheizbad mit einer Länge von etwa 10 m, welches Dampf mit einer Temperatur von 200° C und einem Druck von 16 kg/cm enthielt, mit einer Laufgeschwindigkeit von 5 m/Min, und weiterhin durch ein mit Siliconöl (Dimethylpolysiloxan: SG etwa 0,96) unter einem Druck von 16 kg/cm gefülltes Vulkanisierbad, das mit einer Ultraschallwellen-Quelle, welche zur Erzeugung von Ultraschallwellen von 5OO KHz Frequenz und 2 KW Ge-

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samtabgabe ausgestattet war, geführt. Die aufgezogene Schicht wurde der Bestrahlung mit Ultraschallwellen während etwa 200 Sekunden im Vulkanisierbad ausgesetzt und in ein vollständig vernetztes Polyäthylen überführt. Die zur Vernetzung der Überzugsschicht oder zur Bildung des vernetzten Polyäthylen-Kabels erforderliche Gesamtzeit betrug 2 Minuten und 20 Sekunden.

Vergleichsbeispiel 5

Das gleiche Gemisch wie in Beispiel 5 wurde auf die Oberfläche des gleichen elektrisch-leitenden Rohres wie in Beispiel 5 zur Bildung einer Überzugsschicht von etwa 4,0 mm Stärke extrudiert. Das erhaltene Rohr wurde lediglich durch das gleiche Heizbad wie in Beispiel 5 2ur Vernetzung des Polyäthylens geführt. Die erforderliche Gesamtzeit zur Vernetzungsbehandlung betrug 3 Minuten und 40 Sekunden.

Beispiel 6

Ein aus 50 Gew.teilen Polybutadien-Kautschuk, 50 Gew.teilen Naturkautschuk, 5 Gew.teilen Zinkoxid, 1,7 Gew.teilen Schwefel, 2 Gew.teilen Stearinsäure, 0,7 Gew.teilen N-Cyclohexyl-2-benzothiazol-sulfonamid, 1,5 Gew.teilen Aldol-naphthylamin, 50 Gew.teilen behandelten Calciumcarbonat und 1 Gew.teil Paraffin aufgebautes Gemisch wurde zur Bildung eines Bandes mit einem Querschnitt von 15 mm Stärke und 40 mm Breite extrudiert. Dieses Band wurde durch ein Heizbad mit einer Länge von 4 m, das mit einem Heizmedium von 200° C gefüllt war, mit einer Laufgeschwindigkeit von 2 m/Min, geführt. Dann wurde das Band weiterhin durch ein Vulkanisierbad, das mit Siliconöl (Dimethylpolysiloxan: SG etwa 0,97) ge-

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füllt war und mit einer Ultraschallwellen-Quelle, die zur Erzeugung von Ultraschallwellen mit 500 KHz Frequenz und 2 KU Gesamtstärke ausgestattet war, geführt. Das Band wurde an die Bestrahlung mit Ultraschallwellen während 15 Sekunden im Vulkanisierbad ausgesetzt und wurde vollständig vulkanisiert. Die erforderliche Gesamtzeit zur Herstellung des vulkanisierten Kautschukband-Produktess betrug 2 Minuten und 15 Sekunden.

Vergleichsbeispiel 6

Der gleiche Bandformkörper wie in Beispiel 6 wurde lediglich durch das gleiche Heizbad wie in Beispiel 6 geführt und darin vulkanisiert. Die zur vollständigen Vulkanisierung erforderliche Zeit des Kautschukbandes betrug 4 Minuten und JO Sekunden.

Beispiel 7

Ein aus 100 Gew.teilen Äthylen-Propylen-Kautschuk, 2 Gew.teilen Schwefel, 0,5 Gew.teilen Tetramethylthiuramdisulfid, 0,5 Gew.teilen Mercaptobenzothiazol, 5 Gew.-teilen Zinkoxid, 1 Gew.teil Phenyl-ß-naphthylamid als Alterungshemmstoff, 1 Gew. teil Paraffin, 1 Gev/.teil Stearinsäure und 100 Gew.teilen Talk aufgebautes Gemisch wurde zu einer Stange mit 20 mm Durchmesser extrudiert.

Die Stange wurde durch ein Heizbad von 3 m Länge, das bei 250° C gehalten wurde, mit einer Geschwindigkeit von 5 m/Min, geführt und weiterhin durch ein mit PoIyäthylenglykol (Durchschnitts-Molekulargewicht H etwa 500) gefülltes Vulkanisierbad, das mit einer Ultraschallwellenquelle, die zur Erzeugung von Ultraschallwellen mit 500 KHz Frequenz und 2 KW Gesamtstärke ausgestattet war, während etwa 6 Sekunden geführt. Dabei wurde der Stab-

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an die Ultraschallwellen an die Polyäthylenglykol-Schicht während 6 Sekunden ausgesetzt und vollständig vulkanisiert. Die erforderliche Gesamtzeit für die Vulkanisierbehandlung betrug 1 Minute und 6 Sekunden.

Vergleichsbeispiel 7

Die gleiche Stange wie in Beispiel 7 wurde lediglich beim Durchgang durch das Heizbad vulkanisiert. Die erforderliche Zeit zur vollständigen Vulkanisierung der Stange betrug 3 Minuten.

Beispiel 8

Ein aus 100 Gew.teilen Polyäthylen von niedriger Dichte, 2,0 Gew.teilen Dicumylperoxid und 0,3 Gew.teilen 2,6-Di-tert.-butyl-p-kresol aufgebautes Gemisch wurde auf die äussere Oberfläche eines elektrisch-leitenden Rohres mit einem Aussendurchmesser von 13O mm und einem

Querschnittsbereich von 100 mm zur Bildung einer 'Überzugsschicht mit einer Stärke von etwa 4 mm extrudiert. Das erhaltene Rohr wurde durch ein Dampfheizbad mit einer Länge von etwa 10 m, das Dampf mit einer Temperatur von 200° C und einem Druck von 16 kg/cm enthielt, mit einer Laufgeschwindigkeit von 5 m/Min, und weiterhin durch ein Vulkanisierbad, das mit Polyäthylenglykol (Molekulargewicht etwa 200) unter einem Druck von 16 kg/cm^ gefüllt war und mit einer Ultraschallwellen-Quelle, die zur Erzeugung von Ultraschallwellen mit 5OO KHz Frequenz und 2 KW Gesamtabgabe ausgerüstet war, geführt. Die aufgezogene Schicht wurde an die Bestrahlung mit Ultraschallwellen während etwa 200 Sekunden in dem Vulkanisierbad ausgeführt und in ein vollständig vernetztes Polyäthylen überführt. Die erforderliche Gesamtzeit zur Vernetzung

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der Uberzugsschicht oder zur Bildung des vernetzten Polyäthylen-Kabels betrug 2 Minuten und 20 Sekunden.

Vergleichsbeispiel 8

Das gleiche Gemisch wie in Beispiel 8 wurde auf die Oberfläche des gleichen elektrisch-leitenden Rohres wie in Beispiel 8 zur Bildung einer Uberzugsschicht von etwa 4,0 mm Stärke extrudiert. Das erhaltene Rohr wurde lediglich durch das gleiche Heizbad wie in Beispiel 8 zur Vernetzung des Polyäthylens geführt. Die erforderliche Gesamtzeit für die Vernetzungsbehandlung betrug 3 Minuten und 40 Sekunden.

Beispiel 9

Ein aus 50 Gew.teilen Polybutadien-Kautschuk, 50 Gew.teilen Naturkautschuk, 3 Gew.teilen Zinkweiss, 1,7 Gew.teilen Schwefel, 2 Gew.teilen Stearinsäure, 0,7 Gew.teilen N-Cyclohexyl-2-benzothiazol-sulfonamid, 1,5 Gew.teilen Aldol-naphthylamin, 50 Gew.teilen behandelten Calciumcarbonat und 1 Gew.teil Paraffin aufgebautes Gemisch wurde zur Bildung eines Bandes mit einem Querschnitt von 15 mm Stärke und 40 mm Breite extrudiert. Dieses Band wurde durch ein Heizbad mit einer Länge von 4 m, das mit Polyäthylenglykol (Molekulargewicht etwa 400) gefüllt war und mit einer Ultraschallwellen-Quelle, die zur Erzeugung von Ultraschallwellen mit 500 KHZ Frequenz und 2 KW Gesamtstärke ausgestattet war, mit einer Laufgeschwindigkeit von 2 m/Hin, geführt. Das Band wurde an die Bestrahlung mit Ultraschallwellen während 15 Sekunden im Vulkanisierbad ausgesetzt und wurde vollständig vulkanisiert. Die erforderliche Gesamtzeit zur Herstellung des vulkanisierten Kautschukband- Produktes betrug 2 Minuten.

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Vergleichsbeispiel 9

Der gleiche Bandformkörper wie in Beispiel 9 wurde lediglich durch das gleiche Heizbad wie in Beispiel 9 geführt und darin vulkanisiert. Die erforderliche Zeit zur vollständigen Vulkanisierung des Kautschukbandes betrug 4 Minuten und 30 Sekunden.

Vorstehend wurde die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen beschrieben, ohne hierauf begrenat zu sein.

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur Vulkanisierung eines Kautschuks oder eines synthetischen Harzes, dadurch gekennzeichnet, dass ein Formkörper aus dem Kautschuk oder dem synthetischen Harz, der ein Vulkanisiermittel oder ein Härtungsmittel enthält, in einem flüssigen Medium an Ultraschallwellen ausgesetzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Ultraschallwellen mit einer Frequenz von oberhalb etwa 18 KHz angewandt werden.

3>. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Ultraschallwellen mit einer Frequenz im Bereich von etwa 20 KHz bis etwa 1 MHz angewandt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, dass Ultraschallwellen mit einer Frequenz im Bereich von etwa 300 KHz bis etwa 600 KHz angewandt werden.

5< Verfahren nach Anspruch 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, dass als Kautschuk oder synthetisches Harz ein Naturkautschuk, ein Styrol-Butadien-Kautschuk, ein Butyl-Kautschuk, ein Polyäthylen, ein Polypropylen, ein Äthylen/Propylen-Copolymeres oder ein Äthylen/Propylen-Dien-Terpolymeres verwendet werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5i dadurch gekennzeichnet, dass als flüssiges Medium Wasser, ein Siliconöl oder ein Polyäthylenglykol verwendet wird.

7· Verfahren nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass beim Verfahren zusätzlich eine Kühlung des Formkörpers nach der Behandlung des Fornikörpers mit Ultraschallwellen angewandt wird.

8. Vorrichtung ζ ur Vulkanisierung eines Kautschukes oder eines synthetischen Harzes unter Einschluss einer Vulkanisierzone, dadurch gekennzeichnet, dass die Zone ein flüssiges Medium und eiue Ultraschallwellen-

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Quelle in dem flüssigen Medium enthält.

9· Vorrichtung zur Vulkanisierung eines Kautschukes oder eines synthetischen Harzes, "bestehend aus Einrichtungen zur Bildung eines Formkörpers aus dem -kautschuk oder dem synthetischen Harz, Einrichtungen zur Führung des Formkörpers durch eine Vulkanisierzone und Einrichtungen zur Vulkanisierung des Formkörpers in der Vulkanisierzone, wobei diese Einrichtungen zur Vulkanisierung eine Überschallwellen-Quelle enthalten.

10. Vorrichtung nach Anspruch 91 dadurch gekennzeichnet, dass die Ultraschallwellen-Quelle konzentrisch umden Formkörper herum angeordnet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Ultraschallwellen-Quelle eine Mehrzahl von Ultraschallwellen-Quellen enthält.

12. Vorrichtung nach Anspruch 9 "bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die UltraschalIweilen-Quelle aus einem flüssigen Medium besteht.

13. Vorrichtung nach Anspruch 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das flüssige Medium aus Wasser, einem Siliconöl oder einem Polyäthylenglykol besteht.

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