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Die Erfindung bezieht sich auf eine Gummideckschicht
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zur auskleidung und Beschichtung von Rohren, Behältern und anderen
mit Trinkwasser in Berührung kommenden Gegenständen.
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Zu derartigen Gegenständen gehören neben den genannten Rohren und
Behältern auch Armaturen, Dichtungen, Kompensatoren, Schläuche, Membranen und andere
Teile. Gummiartikel, deren Oberflächen mit Trinkwasser in Berührung kommen, unterliegen
harten Anforderunsn zu verschiedenen Eigenschaften.
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So ist z.B. die Anzahl der zugelassenen Kautschuktypen begrenzt. Weiterhin
dürfen nur bestimmte Gummichemikalien und nur in bestimmten, begrenzten Mengen in
der Mischung verwendet werden. Die vulkanisierten Mischungen müssen außerdem in
Gestalt einer Gummideckschicht bestimmte Minder anforderungen erfüllen. Hierzu gehört
die sogenannte Chlor zehrung. Sie darf in Abhängigkeit von der Berührungsdauer zwischen
Trinkwasser und Gummi bestimmte Werte nicht überschreiten. Diese sud wie folgt:
Rohre . 2 mg/m² /Tag 2 Behälter : 8mg/m ITag Armaturen : 12 mg/m² /Tag Membran :
75 mg/m2 /Tag Dichtungen : 150 mg/m² /Tag Die Prüfung dieser Werte erfolgt nach
amtlich festgelegten Normen.
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Die Grenzwerte für die Chlorzehrung sind wichtig, da der Chlorgehalt
im Wasser einen bestimmten Wert nicht unterschreiten soll und dadurch die Keimzahl
im Wasser unter einem bestimmten Grenzwert gehalten werden kann.
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Weiterhin sind Anforderungen an die Grenzwerte für die Extrahierbarkeit
von organischen Kohlenverstoff-bindüngen einzuhalten (TOC-Werte). Ferner muß auch
eine Trübung ausgeschlossen sein; und schließlich darf ein bestimmter Geruchsschwellenwert
nicht überschritten werden. Darüber hinaus bestehen noch Zusatzanforderun@n über
die Begrenzung des Zinkgehaltes im Gummi und über die Abwesenheit bzw. Begrenzung
einer Reihe von Chemikalien im Wasserextrakt.
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In Gummi, Asbest und Kunststoff", 1980, Seite 830 ist bereits eine
Innenschicht aus einer Nitrilkautschukmischung beschrieben, die für Gegenstände,
die mit Trinkwasser in Berührung kommen, vorgesehen ist. Eine solche optimal aufgebaute
Mischung erfüllt jedoch die vorgesehenen Anforderungen nicht,da die untere Grenze
der Chlorzehrung überschritten wird. Auch läßt eine derartige Mischung an Verarbeitungseigenschaften
zu wünschen übrig. Weiterhin wird die Lebensdauer eines daraus gefertigten Artikels
durch die relativ hohe Wasserquellung und durch die Alterungsrißanfälligkeit des
Materials empfindlich beeinträchtigt.
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Aufgabe der Erfindung ist es,daher, eine Deckschicht aus Gummi der
eingangs genannten Jrt zu schaffen, die allen Anforderungen, wie sie eingangs umrissen
worden sind, erfüllt.
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Die Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß die Gumm-deckschicht
aus einem Verschnitt aus Halogenbutylkautschuk einerseits und Naturkautschuk, Polyisopren
oder Styrolbutadienkautschuk andererseits besteht und jeder der Alternativkautschuktypen
bis zu 90 Gew.-Teile phr beträgt und 10 - 90 Gew.-Tello phr feiiidis1>rse Kioselsatlre
enthält.
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Als Halogenbutylkautschuk kommen Brom- und Chlorbutylkautschuk in
Frage. Sie können als Gemisch aus beiden Teilen zum Einsatz kommen. Innerhalb der
angegebenen Grenzen können die alternativ vorgesehenen Typen variiert werden. Die
Variation richtet sich teilweise nach dem für die Anwendung vorgesehenen Zweck.
In einer bevorzugten Ausführungsform können die Werte 75 Gew.-Teile phr Brombutylkautschuk,
25 Gew.-Teile phr Naturkautschuk und 70 Gew.-Teile phr feindisperse Kieselsäure
sein. Die Werte--können auch 70/30/50 sein, falls ein größerer Anteil z.B. 60 Teile
Talkum zugesetzt wird.
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Ein anderer Gesichtspunkt für die Variation innerhalb der genannten
Grenzen ist der Maßstab für die Anforderungen an die Verarbeitbarkeit. Uei den Grenzwerten
für Kieselsäure kommt es teilweise darauf an, ob zusätzlich andere aktive oder inaktive
Füllstoffe Verwendung finden sollen. Insbesondere wenn die höchste Anforderung von
2 mg Chlor an die Chlorzehrung vorgesehen ist, liegt in dieser Grenzwertangabe ein
beachtenswerter Punkt, damit die übrigen Gummi chemikalien in den angegebenen Grenzwerten
gehalten werden können. Die nach diesem Erfindungsgedanken herstellbare Gummideckschicht
läßt sich ohne Schwierigkeiten verarbeiten. Sie weist die erwünschte Konfektionsklebrigkeit
auf und kann auf Walzen bei verhältnismäßig niedriger Temperatur ohne weiteres zu
Platten gezogen oder auf eine Gewebelage festhaftend aufkalandriert werden. Dies
ist ohne Einschluß von Blasen und bei niedriger Temperatur möglich. Die Stärke dieser
Schicht braucht daher nur wenige mm betragen. Sie kann aber auch den gesamten Gegenstand
bilden, was insbesondere bei Membranen und Dichtungen wichtig ist.
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Bei der zur Anwendung kommenden Kieselsäure ist es von Bedeutung,
daß diese möglichst feindispers ist. Für den Aufbau der Gummimischungen für die
erfindungsgemäße Deckschicht können die zugelassenen Gummi chemikalien innerhalb
der zugelassenen Grenzmengen verwendet werden.
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Beispiel 1: In Beispiel 1 wird die als besonders wichtiges Kriterium
erhaltene Chlorzehrung bei verschiedenen Mischungen angegeben. Die Behandlung beträgt
5 Tage. Im Ergebnis wird die Chlorzehrung in mg Chlor /28cm2 Gummioberfläche angegeben.
Es wird von einem Beispiel ausgegangen, das wie folgt aufgebaut ist: Gew.-Teile
Kautschuk 100 Talkum 30 Kieselsäure 70 Paraffinöl 4 Paraffinwachs 3 Titandioxid
3 Magne siumoxid 2 Phenolisches ASM 2 Stearinsäure 2 Zinkoxid 5 Zink-Dibutyl-dithio-carbamat
0,8 TMTM-Beschleuniger 0,2 Phthalsäureanhydrid 0,9 Schwefel 1 Bei diesem Mischungsaufbau
ist der eingangs genannte Kautschukanteil wie folgt variiert und führt dabei zu
folgenden Werten für die Chlorzehrung in mg. Das im folgenden verwendete Zeichen
r bedeutet in diesem Fall "entspricht".
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Brombutylkautschuk : Naturkautschuk ioo : 0 = 4,9, 75 : 25 = 2,0,
50 : 50 = 1,6, 0 : 100 8 8,9, Brombutyl- : Styrolbutadienkautschuk O : 100 = 8,8,
75 : 25 = 5,7 Chlorbutylkautschuk : Naturkautschuk 100 : 0 5 2,8, 75 : 25 = 3,6,
50 : 50 = 3,6, 0 : 100 = 8,9, Brombutylkautschuk : Polyisopren 60 : 40 r 8,2, O
: 100 = 9,1 Eine gemäß dem Stand der Technik im Gebrauch befindliche NBR-Mischung
zeit unter den gleichen Bedingungen einen Chlorzehrungswert von 17,4 mg.
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Die obengenannten Werte wurden unter gleichen Bedingungen erzielt.
Zur Vermeidung des großen Aufwandes wurde eine von der amtlichen Vorschrift abweichende
Relativ-Methode angewendet. Ein nach dieser Methode erhaltener Wert von 2 2,0 mg/28
cm entspricht angenähert 2,0 /m2Tag der amtlochen Methode.
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Aus den vorstehenden Beispielen ergibt sich, daß jeweils die Fälle,
in denen nur ein Kautschuktyp vertreten ist, relativ hohe Chlorzehrungswerte aufweisen,
während die dazwischen liegenden Werte verhältnismäßig niedrig sind.
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Der besondere Gesichtspunkt ist hierbei, daß die stark ansteigende
Chiorzehrung jeweils immer in unmittelbarer Nähe der 100 % Mischung eines Kautschuktyps
eintritt.
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Beispiel 2: Das folgende Beispiel zeigt eine Rezeptur, die auf einen
Verschnitt Naturkautschuk und Brombutylkautschuk aufgebaut. Die Chlorzehrung liegt
besonders günstig. Diese Mischung kann bei allen Gegenständen, die mit Trinkwasser
in Berührung kommen ohne Einschränkung angewendet werden.
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Gew.-Teile Naturkautschuk 25,0 Brombutylkvutschuk 75,0 Talkum 30,0
Kieselsäure 70,0 Paraffinöl 4,0 Paraffinwachs 3,0 Magnesiumoxid 2,0 Phenolisches
ASM 2,0 Stearinsäure 2,0 Zinoxid 5,0 Zink-Dibytyl-di*hio-carbamat O,8 Phthalsäureanhydrid
0,9 Schwefel 1,0 TMTM Beschleuniger 0,2 Beispiel 3: Ein anderes Beispiel, bei dem
ebenfalls Naturlcalltschuh und Bromkautschuk als Basisbestandteil vorgesehen sind,
zeichnet sich in gleicher Weise durch eine sehr gute Chlorzehrung und ferner durch
einen sehr günstigen Geruchsschwellenwert aus. Die Chlorzehrung beträgt für 5 Tage
1,8 mg/28cm². Der Geruchsschwellenwert ist 1,5.
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Gew. -Teile Brombutylkautschuk 60,0 Naturkautschuk 40,0 Talkum 60,
o Kieselsäure 1.: 40 Kieselsäure 2 : 10 Paraffinöl 4,0 Paraffinwachs 3,0 Ti tanwei
ß 3,0 Magnesiumoxid 2,0 Phenolisches ASM 2,0 Stearinsäure 2,0 Zinke riß 5,0 TMTM
Beschleuniger 0,2 Zink-dibutyl-dithio-carbamat 0,9 Phthalsäureanhydrid 0,8 Schwefel
1,0 Die Erfindung wird in Verbindung mit einer Abbildung beispielsweise beschrieben.
Die Abb. zeigt einen Querschnitt durch einen Kompensator. Die Außenschicht 7 besteht
aus einer widerstandsfähigen vulkanisierten Kautschukmischung. Die beiden endständigen
Wülste 1 und 2 weisen Drahtkerne 3 und 4 auf, um die Einlagen geschlungen sind.
Die Einlagen bestehen aus diagonal verlaufenden Kordfäden 6. Sie stehen in einem
Winkel von etwa 450 zueinander. Die Innenschicht 5 ist bis zu den Wülsten 2 mit
der erfindungsgemäßen Beschichtung versehen. Sie besteht im wesentlichen aus 60
°% Brombutylkautschuk, 40 % Naturkautschuk und 40 5o aktiver Kieselsäure entsprechend
Beispiel 2. Die Mischung enthält darüber hinaus die an sich üblichen und für diesen
Fall zulässigen Vulkanisationshilfsmittel.