DE554992C - Verfahren zur Herstellung von Kautschukgegenstaenden aus Kautschukmilch - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 1. AUGUST 1932

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

JHk 554992 KLASSE 39 b GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 17. Januar 1928 ab

Gewisse Kautschukgegenstände (wie z. B. Sauger, Tropfenzähler, Gummihandschuhe für chirurgische Zwecke) werden heute dadurch hergestellt, daß geeignete Formen in Kautschuklösungen, die als Lösungsmittel meistens Benzin enthalten, eingetaucht und nach dem Herausnehmen aus der Kautschuklösung durch Verdampfen des Lösungsmittels mit einer dünnen Kautschukschicht überzogen werden. Dieser Vorgang wird mehrfach wiederholt, bis die Formen einen Kautschuküberzug von gewünschter Dicke erhalten haben, und dann werden die Formen mit dem Kautschuküberzug vulkanisiert und die Er-Zeugnisse von den Formen abgezogen. Es bedarf keines weiteren Hinweises, daß dieses Verfahren sehr kostspielig ist, teils weil trotz der Anwendung von Wiedergewinnungseinrichtungen ein großer Teil des Lösungsmittels verlorengeht und teils weil das mehrfache Tauchen und Trocknen viel Zeit benötigt. Es ist auch schon vorgeschlagen worden, statt Benzin-Kautschuk-Lösungen Kautschukmilch zu verwenden; aber trotz gewisser Vorzüge leidet auch dieses \^erfahren daran, daß die Herstellung der Gegenstände sehr lange dauert, da auch hier eine Anzahl von Überzügen getrocknet werden muß. Man hat ferner vorgeschlagen, poröse Formen zu verwenden, welche einen Teil des Kautschukmilchserums aufsaugen und so durch einmaliges Tauchen die Herstellung eines dickeren Überzuges von Kautschuk auf den Formen gestatten. Aber auch dieses Verfahren, welches übrigens nur für sehr dünne Gegenstände anwendbar ist, weist eine Anzahl großer Schwierigkeiten auf und vermochte sich infolgedessen nicht allgemein einzuführen. Schließlich ist auch schon vorgeschlagen worden, Kautschukgegenstände auf porösen Formkörpern dadurch niederzuschlagen, daß man koagulierende Reagenzien durch die Poren der porösen Formwandung hindurch in die Kautschukmilch hineindiffundieren läßt. Man kann auch durch die Poren der Form hindurch der Kautschukmilch Wasser entziehen, indem man ein Vakuum oder eine Luftzirkulation auf der äußeren Seite der porösen Wandung erzeugt oder indem man eine Erwärmung hervorruft, wobei darauf hingewiesen sei, daß die Erwärmung mit der Koagulierung nichts zu tun hat, sondern diese lediglich durch die von außen eingeführten Reagenzien erfolgt. Die letztgenannte Arbeitsweise hat den Nachteil, daß sie

'} Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Dr. Ugo Pestalozsa in Mailand..

umständlich ist, eine lange Einwirkungsdauer erfordert und Kautschukmilchschichten von ungleichmäßiger Dicke erzielt, wobei bemerkt sei, daß die Dicke der mit dem zuletzt behandelten Verfahren erzielbaren Schichten nur eine begrenzte ist.

Die bei den bekannten Verfahren auftretenden Nachteile werden durch das Verfahren gemäß der Erfindung vollkommen vermieden, ίο Das neue Verfahren kann zur Herstellung der verschiedenartigsten Kautschukgegenstände benutzt werden.

Das Verfahren gemäß der Erfindung beruht auf der Tatsache, daß es verschiedene Stoffe gibt, die, in geringer Menge bei normaler Temperatur der Kautschukmilch zugesetzt, die physikalischen Eigenschaften derselben nicht wesentlich beeinflussen, sondern höchstens eine geringe Verdickung der Kautschukmilch herbeiführen. Wenn jedoch die so vorbehandelte Kautschukmilch erhitzt wird, tritt erst eine sehr erhebliche Verdickung und schließlich eine Koagulation derselben ein. Diese Erscheinung wird gemäß der Erfindung zur Herstellung von Kautschukgegenständen ausgenutzt.

Das Verfahren besteht also darin, zuerst der Kautschukmilch Stoffe der genannten Art in solcher Menge zuzusetzen, daß bei der Temperatur, bei welcher die Zersetzung erfolgt, keine wesentliche Veränderung der physikalischen Eigenschaften der Kautschukmilch eintritt. Dann werden erhitzte Flächen, deren Form zweckmäßigerweise dem zu formenden Gegenstand entspricht, mit der so vorbereiteten Kautschukmilch in Berührung gebracht, so daß die in der Nähe dieser Flächen befindlichen emulgierten Teile erwärmt und infolgedessen zur Verdickung und Koagulation gebracht werden. Die derart zur Koagulation gebrachten Kautschukmilchteile haften auf den erhitzten Flächen als ein Überzug, der dann von diesen Flächen vor oder nach seiner Vulkanisation abgenommen wird. Die Dicke der koagulierten Kautschukschicht hängt von der Höhe der Temperatur der Heizflächen und der Dauer der Einwirkung dieser Heizflächen auf die Kautschukmilch ab. Unter den verschiedenen Stoffen, die gemäß der Erfindung der Kautschukmilch zugesetzt werden können, seien die Salze zwei- oder mehrwertiger Metalle, beispielsweise Calcium-, Magnesium-, Zinkoder Aluminiumsalze, genannt.

Beispiel

Kautschuckmilch wird bei einer 20 bis

25 ° nicht übersteigenden Temperatur eine verhältnismäßig kleine Menge Calciumsulfat (3 g auf looo g Kautschuckmilchtrockenrückstand) zugesetzt. Bei dieser Temperatur erfolgt keine Koagulation, sondern lediglich eine geringe Verdickung (Erhöhung der Viskosität) der Kautschukmilch, und dieselbe bleibt auch unverändert, wenn man sie nach Zusatz der eben genannten Calciumsulfatmenge bei den genannten oder bei tieferen Temperaturen unbestimmte Zeit stehenläßt. Wird jedoch die so vorbehandelte Kautschuckmilch auf eine höhere, jedoch unterhalb des Siedepunktes liegende Temperatur gebracht, so steigt die Verdickung (die Viskosität erhöht sich), bis schließlich vollständige Koagulation erfolgt.

Je höher die Temperatur ist, desto stärker ist die Verdickung und desto schneller geht die Koagulation vor sich. Diese tritt sehr schnell bei Temperaturen über 75 bis 8o^c C ein und findet bei diesen Temperaturen fast momentan statt, wenn die Kautschukmilch leicht in Bewegung gehalten wird.

Das Koagulum, welches erhalten wird, wenn die Masse nicht gerührt wird, kann eine sehr geringe Konsistenz aufweisen; es kann aussehen, als ob es aus einer Suspension sehr kleiner fester Teilchen im Wasser bestände; es kann aber auch eine kompakte zähe Masse sein, die das ganze Serum einschließt. Ob das eine oder das andere der Fall ist, hängt von der Natur des oder der zugesetzten Stoffe ab; denn es kann selbstverständlicherweise statt eines Salzes auch eine Mischung von Salzen zwei- oder dreiwertiger Metalle verwendet werden. Der Zusatz dieser Stoffe zur Kautschukmilch kann gleichzeitig oder nacheinander erfolgen; der Zusatz bzw. die Zusätze können gleichzeitig oder getrennt mit einem Zusatz von Benzin oder anderen ähnlichen Stoffen erfolgen, deren Gegenwart dazu dient, den Verdickungs- und Koagulationsprozeß zu erleichtern.

Der Zusatz dieser Stoffe bietet keine Schwierigkeiten, wenn diese in Wasser oder in einem anderen Lösungsmittel entsprechend den charakteristischen Eigenschaften dieser Stoffe gelöst oder suspendiert sind. Es ist vorteilhaft, wenn das verwendete Lösungsmittel sowie auch die Kautschukmilch einen der zur Konservierung von Kautschukmilch bekannten und allgemein verwendeten Stoffe enthält, wie z. B. Ammoniak. Die Kautschukmilch selbst kann in natürlichem oder konzentriertem Zustande verwendet werden. Sie kann ferner Vulkanisationsmittel, Färbstoffe oder Füllstoffe enthalten. Für die Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung kommt es nur darauf an, daß die Koagulationsbedingungen, welche durch den Zusatz der obenerwähnten Stoffe geschaffen worden sind, nicht verändert werden. Insbesondere dürfen zwischen den erfindungs-

gemäß der Kautschukmilch zugesetzten Substanzen und den Füllstoffen, Farbmitteln, Vulkanisationsstoffen u. dgl. keine chemischen Reaktionen eintreten, durch die die Koagulation entweder überhaupt verhindert oder in einem unerwünschten Augenblick herbeigeführt werden könnte.

Wenn man bei der Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung Salze zwei- oder dreiwertiger Metalle als Zusatz zur Kautschukmilch benutzt, so tritt eine leichte Verdickung sogar schon dann ein, wenn so geringe Mengen, wie z. B. 1,5 g eines Calciumsalzes und 1 g Zinkoxyd, welche in wenigen Kubikzentimeter ammoniakalischen Wassers gelöst oder suspendiert sind, unter Rühren zu 1000 g einer mit Ammoniak konservierten Kautschukmilch mit 50 °/„ Kautschukgehalt hinzugefügt werden. Das gleiche Resultat wird erzielt, wenn 1,5 g eines Calciumsalzes, welches in wenigen Kubikzentimeter ammoniakalischen Wassers gelöst oder suspendiert ist, unter Rühren zu 1 100 g mit Ammoniak konservierter Kautschukmilch von 50 °/₀ Kautschukgehalt, die überdies 100 g Benzol oder Benzin enthält, hinzugefügt werden. Die Temperatur darf hierbei 2O° nicht übersteigen. Diese kleinen obengenannten Mengen bewirken aber eine sehr starke Verdickung und Koagulation, wenn die Temperatur auf wenig unter ioo° erhöht wird; so findet z. B. bei 95 bis 97⁰ C die Koagulation im Bruchteil einer Minute statt.

Die Zahl der organischen und anorganischen Substanzen, welche ein derartiges Verhalten gegenüber Kautschukmilch zeigen, ist groß. Wenn im vorstehenden nur eine Klasse von chemischen Verbindungen genannt wurde, so gilt das gleiche auch für zahlreiche andere Substanzen, obgleich diese zum Teil chemisch völlig von ihnen verschieden sind.

Im vorstehenden ist die erste Stufe des

Verfahrens gemäß der Erfindung, nämlich die Vorbereitung der Kautschukmilch, ausführlich dargestellt. Um nun aus dieser so vorbereiteten Kautschukmilch die gewünschten Kautschukgegenstände herzustellen, werden erwärmte Formen in die Kautschukmilch hineingetaucht, deren Temperatur bis dahin so niedrig gehalten wurde, daß eine Koagulation nicht eintritt. Die Formen können entweder einzeln oder zu mehreren auf einer geeigneten Unterlage befestigt und beispielsweise als Hohlformen ausgebildet sein. Die Erwärmung der Formen erfolgt im letzteren Fall dadurch, daß man heißes Wasser durch das Innere der Form hindurchfließen läßt.

Nachdem die geheizten Formen eine bestimmte Zeit in die Kautschukmilch eingetaucht sind, werden sie aus dem Bad wieder herausgenommen. Sie sind nunmehr mit einer Schicht von fest anklebender, koagulierter Kautschukmilch überzogen. Oberhalb dieser Schicht von koagulierter Kautschukmilch befindet sich noch eine weitere, stark verdickte Kautschukmilchschicht, die auch nach kurzer Zeit völlig koaguliert. Nach völligem Abtrocknen sind die Formen dann von einer Kautschukschicht überzogen, deren Dicke von der Temperatur, welche die Formen erhalten haben, und von der Zeit des Eintauchens abhängt. So wird z. B., wenn Wasser von 95° durch die Formen fließt, in einer Zeit von noch nicht 5 Minuten eine Kautschukschicht (nach dem Trocknen) von mehreren Millimeter Dicke erhalten. Nach der Koagulation der an den Formen haftenden Schicht von kondensierter Kautschukmilch können die Formen, wenn es wünsehenswert oder für die Fortsetzung der Arbeit notwendig erscheint, in kaltes oder lauwarmes Wasser eingetaucht werden, um aus dem Kautschuk etwa störende lösliche Substanzen auszuwaschen. Die geformten Gegenstände können vollständig getrocknet und vor oder nach ihrem Abnehmen von den Formen in bekannter Weise warm oder kalt vulkanisiert werden. Die Oberflächen der erhaltenen Gegenstände sind glatt, und die Dicke derselben ist viel regelmäßiger als die Dicke der mittels Kautschuk-Benzin-Lösungen erhaltenen Produkte.

Mit Hilfe des Verfahrens gemäß der Erfindung ist es auch möglich, Rohre, Luftschläuche u. dgl. aus Kautschuk herzustellen. In diesem Falle besteht die Form oder der Dorn aus einem Metalldraht oder aus einem Rohr, dessen äußerer Durchmesser dem inneren Durchmesser des herzustellenden Rohres entspricht, und welches auf irgendeine Weise auf die nötige Temperatur erwärmt wird. Es kann z. B. heiß in die Kautschukmilch eingetaucht und aus dieser nach Bildung einer genügend dicken Schicht heraus- ^1O5 genommen werden, oder es kann, nachdem es auf die gewünschte Temperatur gebracht ist, kontinuierlich durch die Kautschukmilch hindurchgezogen werden. Das so hergestellte Rohr wird dann in bekannter Weise weiterbehandelt.

Wenn der herzustellende Gegenstand nicht durch Ablagerung auf der Oberfläche einer Form oder eines Domes hergestellt werden kann, so läßt sich das Verfahren folgender- "5 maßen abändern: Es findet eine Hohlform Anwendung, deren Innenseite der Gestalt und den Abmessungen des herzustellenden Gegenstandes entspricht. Diese Hohlform wird aus mehreren Teilen zusammengesetzt und ist *a° mit einer öffnung versehen. Dann wird die Hohlform mit Kautschukmilch gefüllt, die

in der oben näher beschriebenen Weise vorbehandelt ist, und die Außenfläche der Form eine gewisse Zeit lang auf eine bestimmte Temperatur erwärmt. Die Temperatur und Zeit ist der gewünschten Dicke des Kautschuküberzuges entsprechend zu wählen. Aus der Hohlform wird alsdann der flüssig gebliebene Anteil der Kautschukmilch ausgegossen und in die Form ein warmer Luftstrom eingeblasen. Die Form wird alsdann auseinandergenommen oder geöffnet; der herausgenommene Kautschukgegenstand wird in bekannter Weise vulkanisiert und fertiggemacht.

Gemäß der Erfindung lassen sich auch Platten oder Bänder aus Kautschuk herstellen. Zu diesem Zweck wird beispielsweise ein liegender, beheizter Zylinder waagerecht in die vorbehandelte Kautschukao milch teilweise eingetaucht., Wird der Zylinder nun mit gleichmäßiger Geschwindigkeit gedreht, so wird auf der aus der Milch auftauchenden Zylinderoberfläche eine Schicht von koagulierter Kautschukmilch haften. Diese Schicht kann leicht mit einem Messer abgenommen und beispielsweise auf eine Leinewand. übertragen werden; auf diese Weise kann man ein endloses Kautschukband herstellen, dessen Dicke von derTemperatur und Drehgeschwindigkeit des Zylinders abhängig ist.

Wird über den heißen Zylinder mit geeigneter Geschwindigkeit ein Gewebe oder eine Fadenlage gezogen, so lagert sich der Kautschuk auf und in dem Gewebe ab, und man erhält auf diese einfache und wirtschaftliche Weise wasser- und gasdichte Gewebe. Das Verfahren gemäß der Erfindung läßt sich weiterhin auch zur Herstellung von Kautschukfäden, Bändern, kleinen Röhren usw., die bisher nur unter Anwendung langwieriger und kostspieliger Verfahren hergestellt wurden, verwenden.

Es ist bereits vorgeschlagen worden, solche Gegenstände aus Kautschukmilch dadurch herzustellen, daß man sie durch eine passend gewählte öffnung in ein starkes Koagulationsmittel einfließen ließ. Die augenblicklich eintretende Koagulation bewirkte, daß der Faden die Form und Abmessung beibehielt, die er beim Austritt aus der Öffnung hatte. Es ist klar, daß ein solches Verfahren nur für Gegenstände von sehr kleinem Querschnitt verwendbar ist, da die Koagulation nur an der Oberfläche mit der notwendigen Geschwindigkeit eintritt. Das nachstehend beschriebene Verfahren erreicht seinen Zweck in vollkommener Weise. Ein mit vorbehandelter Kautschukmilch gefülltes Gefäß ist mit kleinen Röhrchen versehen, deren innerer Querschnitt der Form und den Abmessungen des herzustellenden Gegenstandes entspricht. Diese kleinen Röhrchen können auf eine gewisse Strecke nahe ihrem freien Ende auf geeignete Weise erwärmt werden. Durch diese kleinen Röhrchen wird Kautschukmilch hindurchgepreßt. Dieselbe koaguliert sofort beim Durchlaufen des geheizten Teils der Röhrchen, wobei das Koagulat die genaue Form der Röhrchen annimmt. Die durch den Druck aus den Röhrchen kontinuierlich austretenden Fäden sind genügend fest, um auf bekannte Weise aufgewickelt und der weiteren Behandlung und Vulkanisation zugeführt werden zu können.

Wenn im Inneren jedes Röhrchens ein kleines Röhrchen zentrisch befestigt ist, so daß zwischen den beiden Röhrchen ein ringförmiger Querschnitt verbleibt, so wird das Koagulum in Form eines Röhrchens austreten.

Es sind im vorhergehenden eine Anzahl von Ausführungsbeispielen beschrieben, welche die Anwendung der Eigenschaften beschreiben, die Kautschukmilch nach der oben angegebenen Behandlungsweise annimmt; aber es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, daß jedes andere Verfahren mit einer gemäß der Erfindung derart vorbehandelten Kautschukmilch, bei welchem dieselbe an einer direkt go oder indirekt erwärmten Oberfläche verdickt und koaguliert wird, in den Rahmen der vorliegenden Erfindung fällt.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Verfahren zur Herstellung von Kautschukgegienständen aus Kautschukmilch, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Zusatz von Koagulationsmitteln, wie den Salzen der zwei- oder dreiwertigen Metalle, wärmeempfindlich gemachte Kautschukmilch mit erhitzten Flächen, deren Form dem zu formenden Gegenstand entspricht, in Berührung gebracht wird, worauf sich auf denselben entsprechend der Einwirkungstemperatur und -dauer verschieden starke Kautschuküberzüge bilden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1 zur Herstellung von Kautschukbändern, dadurch gekennzeichnet, daß eine heizbare, um ihre Achse drehbare, zylindrische Form teilweise in die wärmeempfindlich gemachte Kautschukmilch getaucht und die an der Oberfläche haftende Kautschukschicht kontinuierlich abgehoben wird.
3. 3. Verfahren nach' den Ansprüchen 1 und 2 zum Imprägnieren von Geweben oder Fäden, dadurch gekennzeichnet, daß über die zylindrische Form ein Gewebe oder eine Fadenlage geführt wird.

   4· Verfahren nach Anspruch ι zur Herstellung von Fäden, Bändern, Schläuchen u. dgl., dadurch gekennzeichnet, daß die wärmeempfindlich gemachte Kautschukmilch durch teilweise erwärmte Röhren, deren innerer Querschnitt der Form des herzustellenden Gegenstandes entspricht, hindurchgepreßt wird.

   S. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß aus mehreren auseinandernehmbaren Teilen bestehende Hohlkörper, deren Hohlraum der Außenform des herzustellenden Kautschukgegenstandes entspricht, mit wärmeempfindlich gemachter Kautschukmilch gefüllt und erwärmt werden.

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