DE575711C

DE575711C - Rubber compound

Info

Publication number: DE575711C
Application number: DEA55095D
Authority: DE
Original assignee: AMERICAN HAIR AND FELT Co
Current assignee: AMERICAN HAIR AND FELT Co
Priority date: 1928-08-19
Filing date: 1928-08-19
Publication date: 1933-05-02

Description

Kautschukmischung Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Kautschukmasse, wobei unter dem Ausdruck Kautschuk sowohl natürlicher als auch regenerierter oder eine Mischung beider verstanden wird.Rubber mixture The invention relates to a method for Production of a rubber compound, the term rubber being both natural as well as regenerated or a mixture of both.

Ein Merkmal der Erfindung besteht darin, daß eine Kautschukmischung mit einem Verstärkungsmittel versetzt wird, das den Kautschuk vor dem Vulkanisieren weich, klebrig und schlaff macht, nach dem Vulkanisieren jedoch nachgiebig, elastisch und zäh mit einem sehr feinen Korn. Man erreicht dies dadurch, daß man dem Kautschuk (vor dem Mahlen oder Regenerieren, wenn es sich um Regenerat handelt) vor dem Vulkanisieren gewisse Spaltprodukte, die durch hydrolytische Zersetzung von Kollagen erhalten werden, zusetzt.A feature of the invention is that a rubber compound a reinforcing agent is added to the rubber before vulcanization makes it soft, sticky and slack, but after vulcanizing it is pliable, elastic and tough with a very fine grain. This is achieved by adding the rubber (before grinding or regeneration, if it is regenerated material) before vulcanising certain breakdown products obtained by hydrolytic breakdown of collagen become, clogs.

Es ist zwar bekannt, bei der Herstellung von Kautschukmassen ein bakteriologisches Zersetzungsprodukt eines Proteins zu benutzen, wie es durch Verfaulen einer Leimlösung erhalten wird. Dieses unbeständige Produkt, das seinen Stickstoff abgibt (der durch Faulen entwickelt wird), dient, wenn es der Kautschukmasse während der Vulkanisierung zugegeben wird, dazu, die Vulkanisierung zu beschleunigen. Die Spaltprodukte des Kollagens gemäß der Erfindung sind keine Vulkanisierungsbeschleuniger und verkürzen auch nicht, wie es bei dem genannten, bereits bekannten Zersetzungsprodukt der Fall ist, die Verlängerung des vulkanisierten Kautschuks, sondern bewirken eine Vergrößerung der Verlängerung des Kautschuks.It is known that a bacteriological process is used in the production of rubber compounds To use decomposition product of a protein, such as by putrefaction of a glue solution is obtained. This volatile product that gives off its nitrogen (which is produced by Rot is developed), when it serves the rubber mass during vulcanization is added to accelerate vulcanization. The fission products of Collagens according to the invention are not vulcanization accelerators and shorten neither, as is the case with the already known decomposition product mentioned is, the extension of the vulcanized rubber, but cause an enlargement the extension of the rubber.

Ferner ist es noch bekannt, Kautschuk mit einem Füllmittel zu mischen, das aus Proteinderivaten der Albuminoide besteht, die durch die hydrolytische Zersetzung der einfachen Proteine der Albuminoidgruppe, Keratin, Kollagen und Elastin erhalten werden. Damit ein hydrolytisches Zersetzungsprodukt des Kollagens als Füllmittel benutzt werden kann, müßte es so weit hydrolisiert werden, bis es unwirksam wird. Es würde also ein Produkt geschaffen werden, das sich vollkommen von dem sehr wirksamen Zersetzungsprodukt gemäß der Erfindung unterscheidet. Von dem Zersetzungsprodukt des Kollagens gemäß der Erfindung kann nur ein kleiner Betrag, praktisch nicht mehr als i bis 8 °/o, bei der Vulkanisierung einer Kautschukmischung angewendet werden.It is also known to mix rubber with a filler, which consists of protein derivatives of the albuminoids, which are produced by hydrolytic decomposition the simple proteins of the albuminoid group, keratin, collagen and elastin will. With it a hydrolytic decomposition product of collagen as a filler can be used, it would have to be hydrolyzed to the point where it becomes ineffective. So a product would be created that is completely different from the very effective one Decomposition product according to the invention differs. From the decomposition product of the collagen according to the invention can only be a small amount, practically no more than i to 8%, can be used in the vulcanization of a rubber compound.

Die Derivate oder Spaltprodukte, die als Verstärkungsmittel gemäß der Erfindung verwendet werden, sind solche, die durch eine so weitgehende hydrolytische Zersetzung von Kollagen entstehen, daß sich größtenteils lösliche und diffusionsfähige Spaltprodukte bilden, die möglichst arm an durch hydrolytische Zersetzung gebildeten Aminosäuren sind, wobei immerhin ein geringer Prozentsatz an Aminosäuren vorhanden sein kann. Vorzugsweise sollen solche löslichen. und diffusionsfähigen Spaltprodukte verwendet werden, die bei der hydrolytischen Zersetzung von Kollagen bei Einwirkung von Dampf unter Druck erhalten werden.The derivatives or cleavage products used as reinforcing agents according to of the invention are used are those that are so largely hydrolytic Decomposition of collagen emerges that is largely soluble and diffusible Form cleavage products that are as low as possible in hydrolytic decomposition Amino acids are, after all, a small percentage of amino acids present can be. Preferably such should be soluble. and diffusible Fission products are used in the hydrolytic decomposition of collagen obtained under the action of steam under pressure.

Kollagen beliebiger Herkunft wird zu dem Zweck in einem geschlossenen Kessel durch Zufuhr von Dampf hydrolytisch zersetzt. Bei Kollagen, das von jungen Tieren stammt, genügt ein Dampfdruck von 45 ata" den man etwa 2 Stunden einwirken lä.ßt. Bei Verwendung von älterem Kollagen ist es vorteilhaft, den Prozeß länger auszudehnen, beispielsweise bis zu 6 Stunden.Collagen of any origin is closed for the purpose The boiler is hydrolytically decomposed by the addition of steam. In the case of collagen, that of young Animals, a vapor pressure of 45 ata "is sufficient to act for about 2 hours leaves. When using older collagen it is beneficial to make the process longer extend, for example up to 6 hours.

Das Verfahren kann dadurch beschleunigt werden, daß der Dampfdruck erhöht oder der Dampf überhitzt wird. Jedoch ist besonders dann, wenn Kollagen verschiedener Herkunft in großen Mengen, etwa 7ooo bis gooo kg oder mehr, auf einmal behandelt wird, die Schwierigkeit vorhanden, daß die höheren Dampfdrucke, falls sie lange aufrechterhalten werden, eine zu starke Wirkung auf das Kollagen ausüben und einen zu großen Anteil von Aminosäuren bilden. Es empfiehlt sich daher, den Dampfdruck gradweise zu steigern und die löslichen Spaltprodukte in bestimmten Zeitabständen abzuziehen, anstatt eine zu lange Kochung vorzunehmen, damit nicht die erste Fraktion der durch die Hydrolyse gebildeten Spaltprodukte bis in die Aminosäuregruppen abgebaut wird, wenn allerdings auch manchmal etwas Aminosäure entstehen kann.The process can be accelerated by reducing the vapor pressure increases or the steam is overheated. However, especially when collagen is more diverse Origin in large quantities, about 7ooo to gooo kg or more, treated at one time becomes, the difficulty exists that the higher vapor pressures, if they are long too strong an effect on the collagen and a form too large a proportion of amino acids. It is therefore advisable to check the vapor pressure to increase gradually and the soluble cleavage products at certain time intervals instead of cooking too long, so that not the first fraction the cleavage products formed by the hydrolysis are broken down into the amino acid groups if, however, some amino acid can sometimes be formed.

Man läßt den Dampf zuerst mit etwa 27 ata 2 Stunden lang einwirken, wonach der Dampf abgestellt, der Druck in dem Behälter aufgehoben wird und die löslichen Produkte, die sich bis dahin gebildet haben, abgezogen werden. Darauf kann der Dampf mit etwa 37 ata weitere 2 Stunden einwirken, um dann abgestellt zu werden, worauf die löslichen Produkte wieder abgezogen werden können.The steam is first allowed to act for about 27 ata for 2 hours, after which the steam is turned off, the pressure in the container is released and the soluble Products that have formed by then are deducted. Steam can do that act with about 37 ata for a further 2 hours, then to be turned off, after which the soluble products can be withdrawn again.

Der Dampf kann dann von neuem ohne Gefahr mit einem Druck von 45 ata mindestens 2 Stunden lang in den Behälter geleitet werden, je nach dem Verhalten der Masse im Be-' hälter.The steam can then be used again without danger at a pressure of 45 ata be discharged into the container for at least 2 hours, depending on the behavior the mass in the container.

Nach Beendigung der Hydrolyse wird die abgezogene Lösung filtriert, bis auf etwa 5o bis 7504 Festbestandteile eingedampft und sodann je nach Belieben in den trockenen Zustand überführt und pulverisiert.After the hydrolysis has ended, the drawn off solution is filtered, evaporated down to about 50 to 7504 solid components and then depending on your preference transferred to the dry state and pulverized.

Die so erhaltenen Kollagenspaltprodukte werden erfindungsgemäß als Verstärkungsmittel für Kautschuk verwendet und in plastischer oder in trockener Form mit dem Kautschuk vor der normalen Vulkanisierung gemischt.The collagen cleavage products obtained in this way are according to the invention as Reinforcing agent used for rubber and in plastic or in dry Mold mixed with the rubber before normal vulcanization.

Unter dem Ausdruck Kollagen, der in der Beschreibung und in den Ansprüchen vorkommt, ist das Gewebe zu verstehen, das einen wesentlichen Bestandteil der tierischen Häute, Knochen und Sehnen bildet. Um die Wirkung zu zeigen, die durch Anwendung des Produktes gemäß der vorliegenden Erfindung erzielt wird, sind die nachfolgend angegebenen Versuche durchgeführt worden: Der für die Versuche benutzte Kautschuk hatte in unvulkanisiertem Zustand folgende Zusammensetzung °@o Rohkautschuk ................. 8,625 Harzöl ........................ o,625 Regenerat, hergestellt aus Rad- reifenmänteln................. 4,000 Regenerat, hergestellt aus Rad- reifeninnenschläuchen .......... 4=,375 Mineralgummi . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5,625 Stearinsäure ................... o,8=25 Destillationssatz (ein Material, das auf dem Boden des Destillations- gefäßes beim Reinigen von Rohöl verbleibt) .................... z,000 Zinkoxyd ................ .... 4,000 Eisenoxyd ..................... 4,000 Ton ........................... 28,50o Schwefel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1,4375 =00,000o. Der in der Mischung erwähnte Mineralgummi besteht aus geblasenem Petroleumasphalt, der erhalten wird, indem Luft durch Petroleumrückstand geblasen wird.The expression collagen, which occurs in the description and in the claims, is to be understood as the tissue which forms an essential component of animal skins, bones and tendons. In order to show the effect achieved by using the product according to the present invention, the following tests were carried out: The rubber used for the tests had the following composition in the unvulcanized state ° @ o Raw rubber ................. 8.625 Resin oil ........................ o, 625 Regrind, made from wheel tire coats ................. 4,000 Regrind, made from wheel inner tubes .......... 4 =, 375 Mineral rubber. . . . . . . . . . . . . . . . . . 5.625 Stearic acid ................... o, 8 = 25 Distillation kit (a material that on the bottom of the distillation vessel when cleaning crude oil remains) .................... z, 000 Zinc Oxide ................ .... 4,000 Iron oxide ..................... 4,000 Sound ........................... 28.50o Sulfur. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1.4375 = 00,000o. The mineral rubber mentioned in the mixture consists of blown petroleum asphalt, which is obtained by blowing air through petroleum residue.

Die obige Mischung wurde vulkanisiert I. ohne und 2. mit Zusetzung des Kollagenabbauprodukts im Betrage von 500, so daß, wenn das Kollagenderivat zugefügt wird, das aus dem Reifenschlauch hergestellte Regenerat 39,3o6 und das Kollagenderivat 2,o69 beträgt.The above mixture was vulcanized I. without and 2. with addition of the collagen degradation product in the amount of 500, so that when the collagen derivative is added is, the regenerated 39,3o6 produced from the inner tube and the collagen derivative 2, o69 is.

Die Vulkanisierung wurde bei verschieden langer Zeitdauer durchgeführt und das Produkt auf folgende Eigenschaften geprüft: I. Zugfestigkeit in kg/cm2, 2. Verlängerung in % (d. h. der Betrag der Streckung bis zur Zerreißung), 3. bleibende Dehnung. in 0/0 (d. h. die Vergrößerung der dauernden Verlängerung eines geprüften Kautschukstreifens, nachdem er bis zum Zerreißen gestreckt worden ist), 4. Abschleifung (kreisförmige Scheiben aus vulkanisierter Kautschukmischung werden gegen Abschleifvorrichtungen gehalten und der Abschleifverlust in cm3 pro o,9863 PS/Std. gemessen). Zur Feststellung des Abschleifverlustes wurde die Grasselli-Abschleifmaschine benutzt.The vulcanization was carried out for different lengths of time and the product was tested for the following properties: I. tensile strength in kg / cm2, 2. elongation in % (ie the amount of elongation until it ruptures), 3. permanent elongation . in 0/0 (i.e. the increase in the permanent elongation of a tested rubber strip after it has been stretched until it tears), 4. Abrasion (circular discs made of vulcanized rubber mixture are held against abrasive devices and the abrasion loss in cm3 per o.9863 PS / hour . measured). The Grasselli sanding machine was used to determine the amount of sanding loss.

5. Härte. Die Härte wurde durch das Shore-Instrument gemessen.5. Hardness. The hardness was measured by the Shore instrument.

Bei der Kautschukmischung ohne Kollagenabbauprodukt wurden bei Vulkanisierungen, die 8; =o, 12 und 18 Minuten dauerten und bei denen ein Dampfdruck von 32 ata angewandt wurde, folgende Ergebnisse erhalten: Verlänge- Bleibende ( Ab- Zugfestigkeit rung Dehnung Schefung Härte 8' X 32 ata ....... 34,7 kg/cm' 423 57 9I6 10'X 32 ata ....... - 33,9 kg/cm2 413 51 956 12' X 32 ata ....... 34,04 kg/cm2 400 49 941 18'X 32 ata....... 64 Bei einer Zusammensetzung, die 5 % Kollagenabbauprodukt enthält, wurden folgende Ergebnisse erzielt Verlänge- Bleibende Zugfestigkeit run Dehnen Ab- Härte g g schleifeng 8' X 32 ata ... . ... 37,1 kg/cm2 475 58 948. 10' X 32 ata ....... 36,9 kg/cm2 455 53 809 12' X 32 ata ....... 33,1 kg/cm2 415 52 833 18'X 32 ata....... 67 Aus den obigen Versuchen ergibt sich also, daß, wenn das Kollagenabbauprodukt benutzt wird, eine Materialverbesserung mit Bezug auf Verlängerung und Zugfestigkeit, ein geringerer Abschleifverlust und eine vergrößerte Härte erhalten werden.In the case of the rubber mixture without a collagen degradation product, vulcanizations, the 8; = o, 12 and 18 minutes and at which a vapor pressure of 32 ata was applied, the following results are obtained: Long-lasting ( From- Tensile strength, elongation, deflection, hardness 8 'X 32 ata ....... 34.7 kg / cm' 423 57 9I6 10'X 32 ata ....... - 33.9 kg / cm2 413 51 956 12 'X 32 ata ....... 34.04 kg / cm2 400 49 941 18'X 32 ata ....... 64 With a composition containing 5% collagen degradation product, the following results were obtained Long-lasting Tensile strength run stretching from hardness gg loops 8 'X 32 ata .... ... 37.1 kg / cm2 475 58 948. 10 'X 32 ata ....... 36.9 kg / cm2 455 53 809 12 'X 32 ata ....... 33.1 kg / cm2 415 52 833 18'X 32 ata ....... 67 From the above experiments it is thus found that when the collagen degradation product is used, an improvement in the material in terms of elongation and tensile strength, a lower abrasion loss and an increased hardness are obtained.

Claims

PATENT CLAIM: Rubber mixture containing 1 to 80 /, more soluble and diffusible, collagen breakdown products obtained by hydrolysis, in particular with steam under pressure, which are poor in amino acids.