DE563651C - Verfahren zur Verbindung von Kautschuk mit nicht vulkanisierbaren starren Unterlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbindung von Kautschuk, wobei unter Kautschuk auch ähnliche vulkanisierbare Stoffe, wie synthetischer Kautschuk, Guttapercha, verstanden werden sollen, mit nicht vulkanisierbaren starren Unterlagen, z. B. aus Holz, Metall, Glas oder Phenolharz, insbesondere zur Herstellung von aus Kautschuk und nicht vulkanisierbaren Stoffen bestehenden Schichtkörpern, und besteht darin, daß auf den nicht vulkanisierbaren Stoffen eine Schicht einer wäßrigen Kautschukdispersion, die ein wasserlösliches Proteid, wie Hämoglobin, oder ähnliche wasserlösliche, aber härtbare Stoffe, wie Leim, Gelatine u. dgl., enthält, aufgebracht und das Proteid der aufgebrachten Schicht gehärtet und in wasserunlöslichen Zustand umgewandelt wird. Dieses wäßrige Gemisch besteht aus Proteidlösung mit dispergiertem Kautschuk, beispiels-

ao weise natürlicher oder künstlicher Kautschukmilch. Die Umwandlung des in der aufgebrachten Schicht vorhandenen wasserlöslichen Proteids in den wasserunlöslichen Zustand erfolgt zweckmäßig durch Wärmebehandlung, die beispielsweise beim Hämoglobin zu einer Härtung «5 des Proteids, gegebenenfalls unter gleichzeitiger Vulkanisierung des Kautschuks der aufgebrachten Schicht führt. Man kann aber die Härtung des Proteids auch in anderer Weise bewirken, beispielsweise bei Leim oder Gelatine durch nachträgliche Behandlung mit Formaldehyd oder durch Verwendung einer Bichromatlösung des Proteids, beispielsweise der Gelatine, worauf durch Einwirkung von Licht auf die aufgebrachte Schicht aus Kautschuk und Bichromatgelatine eine Härtung und ein Wasserunlöslichwerden des Proteids hervorgerufen wird. Das zur Aufbringung der Schicht auf den nicht vulkanisierbaren Grundstoff dienende wäßrige Gemisch von Kautschuk und wasserlöslichem Proteid enthält mit Vorteil noch Vulkanisationsbeschleuniger, und zwar einen oder mehrere dieser Stoffe, die die bei der Wärmebehandlung eintretende Vulkanisierung des Kautschuks beschleunigen. Bei Verwendung von Leim, Gelatine und ähnlichen wasserlöslichen härtbaren

Stoffen, die unter Härtung mit Formaldehyd reagieren, muß das Proteid zunächst mit einer wäßrigen Dispersion von Kautschuk vermischt werden, in der zweckmäßig ein Vulkanisierungsmittel verteilt ist, und diese Mischung muß noch in flüssiger Form auf die Unterlage aufgebracht werden. Wenn die aufgebrachte Schicht getrocknet ist, wird sie mit Formaldehyd behandelt; dadurch wird die härtbare Komponente ίο beständig gegen Wasser, ohne daß die Kautschukkomponente des Gemisches beeinflußt wird. Würde man das Formaldehyd dem noch flüssigen Gemisch von Proteid und Kautschuk zufügen, bevor der dispergierte Kautschuk durch Trocknung koaguliert ist, so könnte die gleichmäßige Verteilung der Kautschukkomponente in der erhaltenen Schicht durch vorzeitige Koagulation von Kautschukteilchen gestört werden.

Will man erfindungsgemäß mit Bichromatgelatine arbeiten, so wird deren Lösung mit Kautschuk und zweckmäßig einem Vulkanisationsmittel vermischt und dieses Gemisch noch in flüssigem Zustande auf den nicht vulkanisierbaren Stoff gebracht und dann getrocknet. Bei Belichtung der dabei entstehenden Schicht wird ihre Bichromatgelatinekomponente wasserbeständig.

Aus praktischen Gründen empfiehlt sich beim Arbeiten gemäß der Erfindung die Verwendung eines durch Wärme koagulierbaren Proteids, wie Hämoglobin oder Eiweiß. Hämoglobin ist, soweit festgestellt wurde, die wirksamste Proteidkomponente für die Zwecke der Erfindung. Wenn man nicht vulkanisierbare Stoffe, wie Holz, Glas, Metall, Kunstharz o. dgl., mit Kautschuk verbinden will, ist es schwer, eine feste und innige Verbindung durch einfache Aufvulkanisierung von Kautschuk herzustellen, ins-4§ϊ besondere dann, wenn die Oberfläche des nicht vulkanisierbaren Stoffes hart, glatt und dicht ist. Diese Schwierigkeiten bei der Herstellung einer festen Verbindung zwischen Kautschuk und Holz, Metall, Kunstharz u. dgl. werden nun beim Arbeiten gemäß der Erfindung durch die Anwesenheit eines Proteids in wasserunlöslichem Zustand vermieden, weil dieses Proteid durch die Härtung und Wasserunlöslichmachung an der Verbindungsstelle nicht nur eine innige und feste Verbindung mit dem nicht vulkanisierbaren Stoff, sondern auch mit dem Kautschuk eingeht. Das wasserunlöslich gemachte Proteid dient deshalb beim Arbeiten gemäß der Erfindung als Bindungsvermittler zwischen Grundstoff und Kautschuk, weil es mit beiden Stoffen feste und gute Bindungen eingeht, und zwar auch dann, wenn der Kautschuk vulkanisiert worden ist.

Von besonderer Bedeutung ist das neue Verfahren dann, wenn es sich um die Herstellung von Schichtkörpern handelt, die aus nicht vulkanisierbaren Stoffen und Kautschuk bestehen. In diesem Falle dient die auf den nicht vulkanisierbaren Stoff aufgebrachte,' zweckmäßig nur dünne Schicht aus nach der Aufbringung wasserunlöslich gemachtem Proteid und Kautschuk als bindungsvermittelnde Zwischenschicht zwischen dem nicht vulkanisierbaren Stoff und dem Kautschuk, der sich unter Erzeugung einer festen Bindung auf die Zwischenschicht aufvulkanisieren läßt, weil sich der Kautschuk gut mit dem Kautschuk der Zwischenschicht verbindet und der Kautschuk der Zwischenschicht durch Vermittlung des wasserunlöslich gemachten Proteids mit dem nicht vulkanisierbaren Stoff gut und fest verbunden ist.

Beispiel

Kautschukmilch wird mit einer wäßrigen Lösung von Hämoglobin in solchen Mengen vermischt, daß das Gemisch 40 Teile Hämoglobin und 50 Teile feste Kautschukmüchbestandteile enthält. Diesem Gemisch werden 10 Teile eines Vulkanisationsbeschleunigers zugesetzt. Wenn die Bestandteile des erhaltenen Gemisches gründlich verteilt sind, wird die flüssige Mischung in dünner Schicht, beispielsweise durch Spritzen, Aufstreichen oder durch Eintauchen, auf eine nicht vulkanisierbare Unterlage gebracht. Die Konsistenz des flüssigen Gemisches kann den besonderen Erfordernissen angepaßt werden. Wenn, was oft der Fall ist, die Oberfläche der Unterlage unregelmäßig oder so beschaffen ist, daß eine nicht ebene und nicht waagerechte Oberfläche für den Film vorhanden ist, muß das verwendete Gemisch nur so viel Wasser enthalten, als erforderlich ist, damit die Masse flüssig bleibt. Die Viskosität des Gemisches wird dann bewirken, daß diese Masse als flüssiger Film in ähnlicher Weise wie gewöhnliche Anstrichfarbe auf der Basis haftet. Die Viskosität des Gemisches kann durch Zufügung geringer Mengen von Zinkoxyd, das eine Verdickung der Hämoglobinlösung hervorruft, geregelt oder eingestellt werden.

Nachdem der Film auf die Unterlage aufgebracht ist, muß er getrocknet werden, zweckmäßig bei einer Temperatur, die nur eben oberhalb der Koagulationstemperatur des Hämoglobins liegt. Die Atmosphäre, in der die Filme getrocknet werden, muß einen bestimmten Feuchtigkeitsgehalt, praktisch zwischen 20 und 40% Sättigung, besitzen. Das Optimum liegt bei 30% Sättigung. Trocknet man den Film in einer derartigen Atmosphäre bei Temperaturen von etwa 65,5°, bei denen das Hämoglobin koaguliert, eine beachtliche Vulkanisierung des Kautschuks im Film aber noch nicht stattfin- det, so verringert sich der Feuchtigkeitsgehalt des Proteids auf etwa 5% Feuchtigkeit, auf das Gewicht des Proteids bezogen. Eine Verringe-

rung des Feuchtigkeitsgehaltes des Proteids unter 8% -— Normalfeuchtigkeitsgehalt — ist wesentlich, weil bei einem Feuchtigkeitsgehalt über 8% mehr Wasser vorhanden ist, als zur Koagulierung erforderlich ist und weil überschüssige Feuchtigkeit zur Dampf- und infolgedessen Blasenbildung führt, wenn der Film auf Vulkanisationstemperatur, gewöhnlich über ioo~, erhitzt wird. Hämoglobin mit lediglich ίο etwa 5 Gewichtsprozent Feuchtigkeit dürfte den gemäß der Erfindung geforderten geregelten Feuchtigkeitsgehalt besitzen, da 5% unterhalb des gewöhnlichen Wassergehaltes des Hämoglobins liegt, den es bei der gewöhnlichen Luftfeuchtigkeit von etwa 60% Sättigung und Zimmertemperatur besitzt. Wenn der Film unter den oben beschriebenen Bedingungen getrocknet ist, ist das Proteid teilweise koaguliert und die Kautschukdispersion ebenfalls verfestigt oder in die irreversible Gelform umgewandelt.

Die Koagulation des Hämoglobins unter den oben angegebenen Temperaturen von etwa 65,5° erfordert bis zur Beendigung mehrere Stunden. Gewöhnlich ist es zweckmäßig, das Proteid nur teilweise zu koagulieren, indem man es etwa 5 bis 60 Minuten lang einer Temperatur von 65,5 ° aussetzt, bei welcher das Hämoglobin genügend unempfindlich gegen Feuchtigkeit wird, während seine vollständige Koagulierung beim späteren Vulkanisieren erfolgt.

Das zugesetzte Vulkanisierungsmittel wird zweckmäßig auch in der aufzubringenden Kautschukplatte verwendet. Die Mengen an Vulkanisierungsmitteln und Beschleunigern im Film sind zweckmäßig etwas größer als in der Kautschukplatte, so daß die Verbindungsschicht nach dem Heizen einen etwas höheren Vulkanisationsgrad erreicht als die aufgebrachte vulkanisierte Schicht.

Wenn die Vulkanisationsgeschwindigkeit unwesentlich ist und zur Erzielung der gewünschten Bindung eine verhältnismäßig niedrige Vulkanisierung des Kautschuks im Film ausreicht, ist es nicht erforderlich, dem zur Bildung des Films dienenden Gemisch ein Vulkanisationsmittel zuzusetzen. Das Vulkanisationsmittel der aufzubringenden Kautschukschicht, die durch den Film mit der Basis verbunden werden soll, bewirkt dann auch eine Vulkanisierung der Bindeschicht. In diesem Falle kann die aufgebrachte vulkanisierbare Schicht an der dem Bindemittel anliegenden Seite einen Überschuß an Vulkanisationsmittel enthalten.

In allen Fällen muß die Kautschukkomponente' des Films in hochwertiger Form vorliegen; wenn deshalb aus irgendeinem Grunde Füllstoffe der zur Bildung des Films dienenden Masse zugesetzt werden sollen, müssen sie nicht in solchen Mengen angewendet werden, daß die Phase zwischen Füllstoff und Kautschuk verändert wird. Ein praktischer Versuch, der den Benutzer der Erfindung in dieser Richtung leiten kann, besteht darin, ein endgültiges Erzeugnis als Probe herzustellen und dieses seinem Verwendungszweck entsprechend auf die Bindung zwischen Basis und aufgebrachter Kautschukschicht zu untersuchen. Setzt man einen Füllstoff zur Masse, die den Film bilden soll, so muß dieser Zusatz nach dem Vermischen des Kautschuks mit dem Proteid erfolgen, denn dann wirkt das Proteid als Schutzkolloid und verhindert eine Ausflockung des Kautschuks. Diese Vorsichtsmaßregel muß besonders dann beachtet werden, wenn fein verteilter Schwefel verwendet wird. Gleiches gilt auch bei Zusatz von Beschleunigern.

Die Erfindung kann in vielfacher Weise Anwendung finden, beispielsweise zur Befestigung des zähen, weichen Kautschuks von Vollreifen an Stahlrädern, -streifen oder -bändern mit einer festen und beständigen Verbindung, die Zugbeanspruchungen größeren Widerstand leistet als der Kautschuk des Reifens selber. Geformte Hartkautschukteile können an metallischen Leitern befestigt werden, säurefeste Auskleidungen an Behältern u. dgl., wenn man den beschriebenen Zwischenfilm zur Bindung verwendet. Derartige Filme können auch zur Verbindung von zwei Schichten verwendet werden, indem jede Schicht oder Unterlage mit einem Film versehen ist, die miteinander verbunden werden; wenn es sich z. B. darum handelt, zwei Metallplatten miteinander oder eine Metallplatte mit einer Glasplatte zu verbinden. In diesem Falle wird jede Schicht erfindungsgemäß mit einem Film versehen; die beiden Schichten werden mit der Bindeschicht zusammengepreßt und vulkanisiert.

Die Vulkanisation des Kautschuks der beschriebenen Zwischenschicht kann beliebig derart geändert werden, daß man Weich- bis Hartkautschukschichten erhält. Falls die der Unterlage am nächsten liegende Bindeschicht stärker vulkanisiert sein soll als die eigentliche Kautschukschicht, kann man auf den ersten Film einen zweiten Film mit geringeren Mengen von Hämoglobin und Vulkanisationsmittel aufbringen, so daß dieser zweite Film nun zur Verbindung des ersten mit der Basis verbundenen Films mit dem eigentlichen Kautschuküberzug dient.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   i. Verfahren zur Verbindung von Kautschuk mit nicht vulkanisierbaren starren Unterlagen, insbesondere zur Herstellung von aus Kautschuk und nicht vulkanisierbaren starren Unterlagen bestehenden Schichtkörpern, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Unterlage eine Schicht aus einer wäßrigen Kautschukdispersion, die ein wasserlösliches Proteid, wie Hämoglobin,

   oder ähnliche wasserlösliche, aber härtbare Stoffe, wie Leim und Gelatine, und gegebenenfalls noch Vulkanisiermittel enthält, aufgebracht, das Proteid gehärtet und gegebenenfalls auf die gehärtete Schicht weiterer Kautschuk aufgebracht und darauf vulkanisiert wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Proteid o. dgl. durch Erhitzen gehärtet wird.