DE551467C

DE551467C - Verfahren zur Herstellung von poroesem Kautschuk aus waesserigen Kautschukdispersionen

Info

Publication number: DE551467C
Application number: DE1930551467D
Authority: DE
Original assignee: Dunlop Rubber Co Ltd; Anode Rubber Co Ltd
Current assignee: Dunlop Rubber Co Ltd
Priority date: 1929-03-21
Filing date: 1930-04-20
Publication date: 1932-06-01
Also published as: DE591905C; GB365546A; US1929603A; FR694768A; DE587664C; FR717039A; US1852447A; FR40940E

Description

Die Erfindung betrifft Verbesserungen in der Herstellung von Waren aus Kautschuk oder ähnlichen Stoffen aus wässerigenDispersionen aus Kautschuk oder ähnlichen Stoffen der nachstehend angegebenen Art, und sie bezieht sich im besonderen auf die Herstellung von Kautschuk oder ähnlichen Stoffen mit schwanimartiger oder poröser Struktur aus deren wässerigea Dispersionen.

Die Erfindung bezweckt, die Waren aus schwammartigem oder porösem Kautschuk oder den ähnlichen· Stoffen unmittelbar aus deren natürlichen, künstlichen oder konzentrierten wässerigen Dispersionen, die bei Anwendung von Wärme koagulierbar sind oder koagulierbar gemacht werden können, oder denen Stoffe zugesetzt worden sind, durch die die wässerigen Dispersionen in der Kälte nach einer bestimmten und geregelten Zeit als ein Gel abgesetzt werden, herzustellen, in-' dem die Dispersion in einen schaumigen Zustand versetzt wird; ehe die schaumige Masse als eine beständige, feste, irreversible Masse zum Absetzen gebracht wird.

Nach der Erfindung werden den wässerigen Dispersionen Schaum bildende Substanzen zugesetzt, wenn "nicht schon genügende Alengen davon vorhanden sind, ferner werden ihnen solche Substanzen zugesetzt, durch die die Koagulation verzögert wird oder durch die die Dispersionen bei Anwendung von Wärme zum Gelieren gebracht werden können.

Das Gemisch wird kräftig zu einer schaumigen Masse durchgerührt, beispielsweise durch Schaufeln aus Maschendraht oder durch Rührvorrichtungen, wie sie bei Teigmischoder Eischlagmaschinen benutzt werden, oder auch durch Einblasen von Luft oder eines anderen geeigneten Gases in die Dispersion: die Dispersion wird dann im schaumigen Zustand beispielsweise in offene Formen gegossen und absetzen gelassen. Darauf wird das Gemisch vulkanisiert und durch beliebige geeignete bekannte Mittel getrocknet.

Die Bedingungen, unter denen die Erfindung mit Erfolg durchgeführt werden kann, sind die folgenden:

Es ist erforderlich, daß Schaum bildende Stoffe, wie Seife, Seife bildende Stoffe oder Saponin anwesend sind. Sollten diese nicht schon in genügender Menge vorhanden sein, so werden sie in derartigen vorher bestimmten Mengen zugesetzt, daß das jeweils gewünschte Produkt erhalten wird. Die Viskosität des Gemisches muß groß genug sein, so daß ein kräftiger Schaum erzielt werden kann. Falls die Viskosität der wässerigen Dispersion erhöht werden muß, so darf dies nicht durch Mittel erfolgen, durch die die Oberflächenspannung der Kautschukmilch unzweckmäßig vergrößert wird. Die Stoffe, die zum

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; Koagulieren benutzt werden, dürfen den ^; Schaum nur wenig oder gar nicht zerstören. Es wurde gefunden, daß in Verbindung beispielsweise mit Ammoniumoleat kieselfluorwasserstoffsaures Natrium oder Kalium oder Ammoniumpersulfat als geeignete Stoffe benutzt werden können.

Nach Belieben können das Koagulationsmittel, gegebenenfalls auch mit Zusatzstoffen, ίο und die Farbstoffe dem Schaum statt der noch nicht zu Schaum geschlagenen Dispersion zugesetzt werden. Das Schaumschlagen wird dann kurze Zeit fortgesetzt, damit eine 'vollkommen gleichmäßige Verteilung gewährleistet wird.

Erfolgt die Umwandlung des erzeugten Schaumes in eine feste schwammartige Masse mittels Wärme, so soll die Temperatur nicht, so hoch sein, daß die Zellstruktur zerstört wird, d. hi die Temperatur soll nicht über den Siedepunkt des Wassers hinausgehen.

Ein Merkmal der Erfindung besteht darin, daß ein Schaum aus einem Gas und einer noch im reversiblen Zustand befindlichen Dispersion erzeugt wird, der den Bedingungen genügt, die bei der späteren Umwandlung in eine irreversible und feste Struktur erforderlich sind. Die Größe der Zellstruktur wird unabhängig von jeder Wärmeanwendung erzielt.

Die Dispersionen umfassen beispielsweise solche aus Kautschuk, Guttapercha, Balata oder ähnlichen Pflanzenharzen, sei es natürliche oder künstliche, vulkanisierte oder nichtvulkanisierte. Wässerige Dispersionen aus koaguliertem Kautschuk, vulkanisiertem Kautschuk, synthetischem Kautschuk. Abfalloder Regeneratkautschuk können nach Belieben auch benutzt werden, und zwar für sich oder als Zusätze. Jede der genannten Dispersionen kann auch die üblichen bekannten Zusatzstoffe enthalten.

Kautschukkonzentrate, die beispielsweise in der Weise hergestellt werden können, daß der Kautschukmilch die verlangten Zusatzstoffe in Gegenwart von geeigneten Stabilisatoren, wie Leim, Seifen u. dgl., zugesetzt werden und die Mischung dann durch Eindampfen unter Rühren konzentriert wird, können auch benutzt werden. In diesem Falle können natürlich solche Zusatzstoffe keine Verwendung finden, die unlösliche Seifen bilden oder die Oberflächenspannung der schaumigen Masse vergrößern. Nach der Erfindung kann ein schwammiges Material mit einer Volumendichte von 0,10 oder sogar darunter erzielt werden.

Es ist zwar bereits bekannt. Schaumgummi

durch mechanische Bearbeitung von Kautschuklösungen herzustellen. Diese Verfahren haben aber den Nachteil, daß sie verhältnismäßig teuer sind und nur Lösungen geringer Konzentration an Kautschuk benutzt werden können.

Es ist ferner bekannt, Schwammgummi aus Kautschukmilch herzustellen, indem man derselben Blähmittel in Form von Ammoniumcarbonat u. dgl. zusetzt und dann die so erhaltene Mischung durch geeignete Koagulationsmittel koaguliert. Der so erhaltene koagulierte Rohkautschuk wird dann der Vulkanisation unterworfen,'wobei die Blähmittel zur Erzeugung der Poren dienen.

Es ist ferner ein Verfahren zur Herstellung von porösem Kautschuk aus Kautschukmilch bekannt, nach welchem die Kautschukmilch durch bestimmte Zusätze zunächst agglomeriert, dann in Schaum übergeführt und schließlich vulkanisiert wird.

Von all diesen Verfahren unterscheidet sich das vorliegende Verfahren dadurch, daß der Schwammgummi aus den wässerigen Dispersionen unmittelbar hergestellt wird, und zwar ohne Verwendung von Blähmitteln und ohne daß die Kautschukmilch zuvor agglomeriert 8g wird.

Die folgenden Beispiele veranschaulichen, wie das Verfahren durchgeführt werden kann.

Beispiel 1

Ein Kautschukmilchgemisch, das ein durchscheinendes Produkt ergeben soll, wird, wie es oben beschrieben ist, unter Mitverwendung von 0,3 Gewichtsteilen Ätzkali und 0,5 Gewichtsteilen ölsäure in die Form eines Kautschukmilchkonzentrates der folgenden Zusammensetzung gebracht: Kautschuk 92 Gewichts-' teile, Schwefel 2,5 Gewichtsteile, Zinkdiäthyldithiocarbamat 0.5 Gewichtsteile, Mineralöl 5,0 Gewichtsteile. Zu dem kalten Rahm werden 0.5 Teile Ammoniumoleat und 1 Teil kieselfluorwasserstoffsaures Natrium, auf das trockene Gemisch berechnet, zugesetzt, und das Gemisch wird dann in irgendeiner geeigneten Weise, beispielsweise mittels einer Eischlagvorrichtung einer Teigmischmaschine in einen steifen Schaum geschlagen. Wenn eine große Zellstruktur erwünscht wird, so kann Luft oder ein anderes geeignetes Gas während des Schaumschiagens leicht über die Oberfläche des Rahms oder durch ihn hindurchgeblasen werden. Den Schaum läßt man in der Kälte in geeigneten Formen oder Trögen in ein Gel absetzen, worauf das Ganze in einen Luftofen gebracht und vulkanisiert und getrocknet wird. Nach zweistündiger Behandlung bei 95° wird das schwammige Material herausgenommen, etwa 30 Minuten in Wasser gekocht und trocknen gelassen, wodurch ein hell durchscheinender Schwamm erhalten wird.

Beispiel 2

Ein Kautschukmilchgemisch der folgenden Zusammensetzung: Kautschuk 63 Gewichtsteile. Schwefel 2 Gewichtsteile, Zinkdiäthyldithiocarbamat 0.3 Gewichtsteile. Mineralöl g Gewichtsteile, Zinkoxyd 1 Gewichtsteil, Kreide 19,2 Gewichtsteile. Ruß 5,5 Gewichtsteile, Atzkali 0,4 Gewichtsteile, Kasein 0.1 Ge- wichtsteil, ölsäure 0.2 Gewichtsteile, wird in Form eines Kautschukmilchrahmes, der. um die Ausscheidung der Zusatzstoffe zu verhindern, genügend viskos und konzentriert ist, angesetzt. Der Mischung werden 0,5 Gewichtsteile kieselfiuorwasserstoffsaures Natrium, auf das trockene Gemisch berechnet, zugesetzt, und die Masse wird dann einige Minuten geschlagen. Sie wird dann in Formen, beispielsweise Kugelformen, gebracht, die mit Luftlöchern versehen sind, damit sich das Material frei ausdehnen kann, und dann 2 bis 3 Stunden auf 95° erwärmt. Das gewonnene, getrocknete Produkt ist poröser Kautschuk, der sich für die Herstellung von Schwammbällen, Matten u. dgl. eignet.

B e i s ρ i e 1 3

Ein Ebonitgemisch der folgenden Zusammensetzung: Kautschuk 60,5 Ge\vichtsteile. Schwefel 29.5 Gewichtsteile, Zinkdiäthyldithiocarbamat 0,6 Gewichtsteile, Mineralöl (5,8 Gewichtsteile, Zinkoxyd 0,5 Gewichtsteil, Ruß 1,0 Gewichtsteil, Ölsäure 0,1 Gewichtsteil, Kasein 0,4 Gewichtsteile. Ätzkali 0.6 Geis wichtsteile, wird wie in den früheren Beispielen angesetzt. Dem Gemisch wird ein Teil Ammoniumpersulfat (auf die Gesamtmenge der festen Bestandteile) zugesetzt, und die Masse wird dann einige Minuten geschlagen. Sie wird dann in flache Mulden gebracht und 2 bis 3 Stunden auf 95° erwärmt. Die Platten aus dem porösen Material werden dann aus den Formen genommen, in eine geeignete Vulkanisiervorrichtung gebracht und 2 Stunden in Dampf bei einem Druck von etwa 4,2 Atm. erhitzt.

Die erzielten Platten aus porösem Ebonit werden herausgenommen und in die verlangte, Form zerschnitten: sie können gegebenenfalls ο sterilisiert, gefärbt und parfümiert werden.

Beispiel 4

Ein Kautschukmilchgemisch. das ein durchscheinendes Produkt ergeben soll, wird, wie es oben angegeben ist. in Gegenwart von 0.3 Gewichtsteilen Atzkali und 0.5 Gewichtsteilen Ölsäure in die Form eines Kautschukmilchkonzentrates der folgenden Zusammenset-• ziuig gebracht: Kautschuk 92 Gewichtsteile. Schwefel 2,5 Gewichtsteile, Zilikdiäthyklithiocarbamat 0,5 Gewichtsteile. Mineralöl 5,0 Gewichtsteile. Der Rahm wird dann, wie oben angegeben, zu Schaum geschlagen.

Der so erhaltene Schaum kann für die folgenden Zwecke benutzt werden:

ai Zur Herstellung von schwammartigen Kautschukplatten für Matten, wärmeisolierende Stoffe und Schuhsocken. In diesem Fall kann der in flache Mulden gegossene Schaum unter Anwendung von Koagulationslösungen, beispielsweise von verdünnten Säuren, wie Essig- oder Ameisensäure, verfestigt werden, indem die genannten Lösungen warm oder kalt auf die Oberflächen der Platte aufgespritzt werden, worauf sie in einem Luftofen getrocknet werden kann. Falls Wärme •ohne vorheriges Absetzen angewandt wird, so darf die Temperatur zunächst nicht so hoch sein, daß die Zellstruktur zerstört wird. Erst nachdem eine genügende Verdampfung eingetreten ist und die Zellstruktur sich verfestigt hat. kann die Temperatur über den Siedepunkt des Wassers gesteigert werden.

b) Zur Herstellung von Gegenständen, wie ' Handschuhen und Schuhen, die vollkommen aus schwammartigem oder porösem Kautschuk hergestellt werden oder von Fütterungen aus Schwammkautschuk. In diesem Fall wird eine Form in den Schaum eingetaucht, und der beim Herausnehmen erhaltene Niederschlag wird dann entweder unmittelbar durch Verdampfen oder durch Eintauchen in durch Osmose entwässernd und koagulierend wirkende, konzentrierte Salzlösungen, wie z. B. Ammoniumacetat oder Natriumchlorid, denen gegebenenfalls auch Säuren zugesetzt sein können, oder durch Eintauchen in Salzschmelzen, oder Säuren oder durch Verbringen in eine mit einem flüchtigenKoagulationsmittel. beispielsweise Essigsäuredämpfen gesättigte Atmosphäre verfestigt. Gegebenenfalls kann der Niederschlag auch in ein Gemisch aus einem Koagulations- und einem Schwellmittel, beispielsweise aus Eisessig und Benzol, eingetaucht werden, so daß außer der Verfestigung gleichzeitig auch eine Narbung der Oberfläche des Niederschlages erzielt wird. Der verfestigte schwammartige Niederschlag kann dann gewaschen, getrocknet und vulkanisiert werden, und zwar mit oder ohne vorheriges Eintauchen in beispielsweise wie oben angegeben hergestellte, mit Zusatzstoffen versetzte Konzentrate, so daß eine nicht poröse äußere Schicht gebildet wird.

c) Zur Wärmeisolation von Gegenständen wie Wärmflaschen, indem diese in den Schaum eingetaucht werden und der so gebildete poröse Niederschlag nach einem der bereits genannten Verfahren dann zum Absetzen gebracht wird.

In den genannten obigen Fällen kann der Schwammkautschuk durch Wärme vulkani-

siert werden, beispielsweise durch eine einbis zweistündige Behandlung in einem Luftofen bei 95°.

Beispiel 5

Der nach Beispiel 4 hergestellte Schaum wird durch bekannte Vorrichtungen auf Gewebe aufgestrichen, das vorher oder in anderer Weise wasserdicht gemacht worden ist, und die so gebildete Schwammschicht wird in heißer Luft geeigneter Temperatur getrocknet und vulkanisiert. Auf diese Weise kann Stoff für Regenmäntel u. dgl. mit einer Schwammkautschukfütterung hergestellt werden. Andererseits kann der Schaum auch auf eine undurchlässige Fläche, wie Metall oder Kautschuk aufgestrichen, getrocknet und dann abgestreift werden, und zwar entweder vor oder nach der Vulkanisation, so daß ein weicher Kautschukschwamm erhalten wird..

Beispiel 6

Ein Ebonitgemisch der folgenden Zusammensetzung: Kautschuk 60,5 Gewichtsteile,

as Schwefel 29,5 Gewichtsteile, Zinkdiäthyldithiocarbamat 0,6 Gewichtsteile, Mineralöl 6,8 Gewichtsteile, Zinkoxyd 0,5 Gewichtsteile, Ruß 1,0 Gewichtsteil, ölsäure 0,1 Gewichtsteil, Kasein 0,4 Gewichtsteile, Ätzkali 0,6 Ge- wichtsteile, wird in Form einer konzentrierten, mit Zusatzstoffen versetzten Kautschukmilch angesetzt, wie es in der Patentschrift ²9° 3^X3 beschrieben ist, und sie wird dann, wie im Beispiel 4, zu Schaum geschlagen.

Dieses Gemisch hat sich zur Herstellung von wärmeisolierenden Gegenständen, wie Handgriffe für Teekannen, Dampfhähne usw., als brauchbar erwiesen, indem diese Gegenstände in den Schaum eingetaucht werden und der so erhaltene schaumige Niederschlag nach den im Beispiel 4 beschriebenen Verfahren zum Absetzen gebracht wird. Der poröse Niederschlag wird in Luft unterhalb ioo° getrocknet und dann zwei Stunden in Dampf unter einem Druck von 3,5 Atmosphären vulkanisiert. Kautschukplatten können erhalten werden, indem das obige Ebonitgemisch, wie in Beispiel 5, ausgestrichen wird. Kautschukmatten können erhalten werden, indem das obige Ebonitgemisch in Formen gebracht und nach einem der im Beispiel 4 genannten Verfahren zum Absetzen gebracht wird.

Claims

Patentansprüche:

i. Verfahren zur Herstellung von porösem Kautschuk aus wässerigen Kautschukdispersionen, dadurch gekennzeichnet, daß den Dispersionen schaumbildende Stoffe zugesetzt werden und die Dispersionen durch kräftiges Rühren in einen Schaum verwandelt werden, der noch die nicht agglomerierten Dispersionen enthält, worauf der Schaum durch Trocknen, wärmeempfindlich machende oder""hach einiger _s. Zeit koagulierend wirkende Stoffe ver- J65 festigt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Durchrühren der Dispersionen durch Einblasen von Luft oder anderen Gasen bewirkt oder unterstützt wird.
3. Verfahren nachAnspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die koagulierend wirkenden Stoffe,.gegebenenfalls zusammen mit Zusatz- und Farbstoffen, vor oder nach der Schaumbildung eingemischt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaum in Formen oder auf Unterlagen verfestigt wird.