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Verfahren zur Herstellung von heißvulkanisiertem Schaum aus Kautschuk
oder ähnlichen Stoffen. Die Herstellung von heißvulkanisiertem Schaum aus Kautschuk
und ähnlichen Stoffen, bei dem die Masse unter einem sehr hohen Überdruck eines
Gases heißvulkanisiert wird (Patent 249777), macht Schwierigkeiten, wenn
es sich um Stücke größeren Z"oluniens handelt, da das Preßgas bei solchen nicht
gleichmäßig bis an den Kern vordringt. Dieser bleibt je nach seinem Abstand von
der Oberfläche weniger schaumförmig oder ganz massiv, so daß die betreffenden Schaumartikel,
Bälle, Pneufüllungen usw. nicht gleichmäßig in der Struktur sind. Eine Folge ist
ungenügende Materialausnutzung, eine andere ungleichmäßige Elastizität in verschiedenen
Querschnittslagen, was besonders bei PneufFllungen nachteilig ins Gewicht fällt.
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Gemäß der Erfindung werden nun diese Mängel dadurch beseitigt, daß
man größere Stücke in möglichst kleine Teilchen zerlegt, vorvulkanisiert, d. h.
also nicht mehr in massiven, vor der Vulkanisation geformten Stücken, sondern in
Forin von Pulver oder in anderweit zerkleinerter Form.
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Der so hergestellte Schaum ist für praktische Zwecke zunächst noch
nicht brauchbar, da die einzelnen Teilchen nur mit einem geringen Bruchteil ihrer
Oberflächen mit den benachbarten Teilchen zusammenhängen.
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Nach der Erfindung erhält man ein einwandfreies Material, indem man
die zerkleinerte Masse, nachdem sie bei Vulkanisatiönstemperatur Preßgas angesaugt
hat, noch während der Vulkanisation und unter annähernd gleichbleibendem Gasdruck
mechanisch zu einem homogenen Formstück zusainmenpreßt und die Teilchen durch Fortsetzung
der 'Vulkanisation zusammenvulkanisiert.
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Eine gleichartige, mechanisch noch einfachere Lösung besteht darin,
daß man die unter hohem Druck vorv ulkanisierte zerkleinerte Masse durch Erniedrigung
des Gasdruckes zur Ausdehnung veranlaßt. Die Ausdehnung macht man zum Gegeneinanderpressen
der Teilchen wirksam, indem man die zerkleinerte Masse in Formen einschließt, die
eine verhältnismäßig nur geringe Raumausdehnung zulassen. Dann verschwinden die
grobmechanischen Zwischenräume durch das Abströmen des in ihnen befindlichen Gases,
und die Homogenisierung der Masse kann durch Nachvulkanisation leicht erreicht werden.
Eine in Betracht kommende Diffusion tritt hierbei nicht mehr ein, wenn man mit dein
Gasdruck nicht weiter herabgeht, als bis die Schaumteilchen durch ihre Expansion
die Form völlig ausgefüllt haben. Dann ist ihr Innendruck gleich dem Gasdruck bei
der Weitervulkanisation und die Voraussetzung für das Nichteintreten der .Diffusion
gegeben.
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In der Zeichnung ist beispielsweise die Herstellung von Autoreifen
veranschaulicht.
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In Abb. i und 3 sind dargestellt der Hochdruckautoklav i mit Verschluß
2 und Dampfmantel 3, Dampfraum 4., Gashochdruckrauin und Gashochdruckanschluß 3.
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Abb. i und 2 zeigen die besondere Einrichtung für die erste Ausführungsform
des Verfährens, (las mechanische Zusammenpressen unter Gasdruck, die Vulkanisationsformen
; bis io und die (im Schnitt nur einmal dargestellten) hydraulischen Preßstempel
i i.
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Nach Abb. i wird, von unten angefangen, eine Form nach der andern
mit dem aus der fertigen Kautschukmischung hergestelltem Pulver gefüllt, jeweils
die nächste aufgesetzt und durch Schrauben leicht angepreßt, so daß die Masse, abgesehen
von dem geringen Luftzwischenraum, die Form völlig ausfüllt. lach dein Schließen
des Autoklaven wird zuerst Gashochdruck eingelassen und dann vulkanisiert. Nach
etwa einstündiger Vulkanisation wird die unterste Form 7 durch Einpressen von Wasser
in die hydraulischen Preßzylinder 12 mittels der Stempel i i gehoben, wodurch sämtliche
Formen mechanisch bis zur Endlage
(Abb. 2) zusammengepreßt werden.
Nach Beendigung der Vulkanisation wird zuerst der hydraulische und hierauf der Gashochdruck
abgelassen, so daß die Formen wieder nach Abb. i auseinandergehen und die Schaumreifen
in der Form expandieren können. Damit der Kautschuk nicht an den Formen anklebt,
werden diese verzinnt und mit einer stark talkumierten Papiereinlage versehen.
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Nach der zweiten Ausführung des Verfahrens werden die Formen nicht
mechanisch gepreßt (Abb.3). Um nun trotzdem eine geringfügige Ausdehnung der Masse
vor dem öffnen der Formen zu erzielen, werden diese mit Einlagen 13 aus Papiermache,
Zellulose oder ähnlichem weichen, gegen Gas durchlässigen, elastischen Stoff versehen.
Damit man die Kautschukmasse mit diesen Hüllen umgeben kann, muß der Kautschuk selbst
zuerst in eine handliche Form gebracht werden. Hierzu wird die pulvrige Kautschukmasse
in Preßformen nach Abb. i und 2 eingebracht und mit schwachem Druck und bei geringer
Temperatur, 6o bis 8o° C, mechanisch leicht gepreßt. Sie haftet dann in Form eines
zusammenhängenden Ringes zusammen und läßt sich in die Hüllen 13 und die Vulkanisationsformen
1q. einbringen, bleibt jedoch noch genügend durchlässig, um dem Gas durch die ganze
Masse hindurch Zutritt zu gestatten.
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Die Unterteilung der Masse muß natürlich nicht notwendigerweise in
Pulverform erfolgen; sie kann auch mit ähnlichem Erfolg etwa durch Herstellung von
Fäden geschehen, durch deren Aufrollen die Formstücke hergestellt werden. Diese
Art der Ausführung ist besonders geeignet, da sich der Kautschuk in rohem Zustande
leicht in dünne Fäden spritzen oder schneiden läßt, während seine Zerteilung in
Pulverform Schwierigkeiten begegnet. Auch das Zusammenhalten der Reifenform und
die gleichmäßige Ausfüllung des Ouerschnittes nach dem Zusammenpressen gelingt bei
dieser Ausführung besonders.
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Abb. 4 stellt eine Aufwickelform zur Herstellung von Autoreifen dar,
auf welche der Kautschuk in Schnüren von 2 bis q. mm Stärke aufgewickelt wird. Nach
dem Ausspritzen läßt man die Fäden erst genügend abkühlen, damit sie beim Aufwickeln
nicht sofort völlig zusammenkleben. Sie legen sich dann beim Aufwickeln wabenförmig
aneinander (Abb. 5) und lassen hierbei, obwohl teilweise aneinanderhaftend, eine
große Oberfläche mit zahlreichen Eingängen von außen zum, Eintritt des Gases frei.
Nach dem Aufwickeln wird dieser Ring in Formen nach Abb. i und 2 etwas gepreßt,
in Hüllen 13 und Formen 14 eingebracht und dann vulkanisiert sowie schließlich durch
Expansion homogenisiert.
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Auch diese Art der Unterteilung kann sowohl für die erste wie für
die zweite Ausführungsform des Verfahrens angewandt werden.
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In analoger Weise, wie beschrieben, können natürlich auch andere Artikel,
wie- Bälle u. dgl., behandelt werden.
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Für gewisse Artikel, wie z. B. Platten, kann die Unterteilung auch
durch schichtweise aufeinandergelegte dünne Platten erfolgen, die dann ebenfalls
nach einer der beiden Ausführungsformen homogenisiert werden.
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Das hier beschriebene Verfahren ist auch auf synthetischen Kautschuk
anwendbar, der sich durch seine hohe Gasdichtheit besonders auszeichnet und deshalb
der Gasansaugung hohen Widerstand entgegensetzt. Während man seiner Gasdichtheit
durch das hier beschriebene Verfahren ohne weiteres entgegenwirken kann, ist diese
besonders wertvoll für die spätere Haltbarkeit des Schaumes gegen Diffusion, für
die dann die verringerte Oberfläche in Betracht kommt. Das gleiche gilt für alle
anderen Materialien, die man zu diesem Zweck in den Kautschuk mischt, wie z. B.
Balata, Guttapercha, Wachse, Harze usw.
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Durch Mischen verschiedenartig gefärbter Kautschukpulver, Aufwickeln
verschiedenfarbiger Schnüre bzw. Aufeinanderlegen verschiedenfarbiger Platten lassen
sich durch dieses Verfahren sehr schöne Farbenwirkungen erreichen.