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Kautschukmischung -Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur
Herstellung einer Kautschukmasse. Unter dem Ausdruck Kautschuk wird hier sowohl
natürlicher als auch regenerierter Kautschuk oder auch eine Mischung beider verstanden.
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Die Erfindung bezweckt, den Kautschuk bzw. die Kautschukmasse oder
-mischung dadurch zu verbessern, daß man sie steif oder zäh macht und ihre Brauchbarkeit
und Widerstandsfähigkeit gegen Abnutzung und Verschleiß erhöht. Neben anderen Stoffen
ist bereits Leim als Zusatz für Kautschuk angewendet worden, und wenn auch die Verwendung
von Leim gewisse Vorteile bietet, so ist es eine Tatsache, daß die Kautschukmischung,
die Leim enthält, eine geringere Zerreißfestigkeit besitzt als ein leimfreier Kautschuk.
Der Grund dafür ist, daß der Leim infolge der verhältnismäßigen Größe seiner Moleküle
dünne Häutchen bildet oder sich in Lagen in der Kautschukmischung absetzt, so daß
der Kautschuk besonders bei starker Beanspruchung reißt. Mit Rücksicht hierauf bezweckt
nun die Erfindung, in einer Kautschukmischung alle Vorteile des Leimzusatzes zu
erhalten, weitere neue Vorteile zu erzielen und die Nachteile des Leimzusatzes zu
vermeiden.
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Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, eine Kautschukmischung
herzustellen, die eine bessere Verarbeitung beim Vermischen gestattet und einen
höheren Wärmegrad beim Walzen aushält, ohne derart weich zu werden, daß das Walzen
schwierig wird. Die Erfindung bezweckt ferner; eine Kautschukmischung herzustellen,
die eine genügende Anpassungsfähigkeit bei der Verarbeitung zu Schläuchen und beim
Kalandern besitzt, und zwar auf Grund der erhöhten Geschmeidigkeit, die die Kautschukmischung
besitzt, sowie beim Mahlen oder Verfeinern, wenn es sich um regenerierten Kautschuk
handelt. Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, einer Kautschukmischung
einen Stoff zuzusetzen, der auch längere Zeit keinen schädlichen Einfluß auf den
Kautschuk ausübt.
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Diese Merkmale werden erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Kautschuk
(vor dem üblichen Mahl- und Regenerierungsprozeß, wenn es sich um Regenerat handelt)
vor dem Vulkanisieren in üblicher Weise mit gewissen Spaltprodukten vermischt oder
versetzt wird, die durch hydrolytische Zersetzung von Keratin erhalten werden.
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Die Spaltprodukte, die als Verstärkungsmittel gemäß der Erfindung
verwendet werden, sind solche, die durch eine so weitgehende hydrolytische Zersetzung
von Keratin erhalten werden, daß größtenteils lösliche und diffusionsfähige Spaltprodukte
entstehen, die möglichst arm an durch hydrolytische Zersetzung gebildeten Aminosäuren
sind, wobei immerhin ein geringer Prozentsatz an Aminosäure sich
bilden
kann. Vorzugsweise sollen solche löslichen und diffusionsfähigen Spaltprodukte verwendet
werden, die durch hydrolytische Zersetzung von Keratin bei Einwirkung von Dampf
unter Druck erhalten werden.
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Keratin von beliebiger Herkunft wird in einen geschlossenen Kessel
durch Zuführung von Dampf hydrolytisch zersetzt. Für Keratin, das von jungen Tieren
gewonnen ist, genügt die Zuführung von Dampf mit einem Druck von 45 ata annähernd
2 Stunden lang. Bei der Verwendung von älterem Keratin ist es jedoch wünschenswert,
den Prozeß für längere Zeit fortzusetzen, beispielsweise bis zu 6 Stunden. Der Prozeß
kann beschleunigt werden, indem man den Dampfdruck vergrößert oder überhitzten Dampf
verwendet. Man kann wohl eine große Menge von Keratinderivat in der angegebenen
Zeit erhalten. Soll aber alles Keratin, das in dem Behälter enthalten ist, umgesetzt
werden, dann muß die Behandlungsdauer auf 15 oder 16 Stunden verlängert werden.
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Wenn die Behandlung derart lange dauert und insbesondere, wenn Keratin
verschiedener Herkunft in großen Mengen,. beispielsweise 7ooo bis gooo kg oder mehr,
gleichzeitig behandelt wird, empfiehlt es sich, die löslichen Spaltprodukte in bestimmten
Zeitabständen zu entfernen und nicht zu lange zu erhitzen, damit nicht die erste
Fraktion der durch die Hydrolyse gebildeten Spaltprodukte in Aminosäuren umgewandelt
wird, obwohl manchmal etwas Aminosäure vorhanden sein kann. In diesem Falle kann
beispielsweise Dampf zunächst mit etwa 57 ata etwa 8 Stunden lang in den Behälter
eingeführt werden, worauf der Dampf abgestellt, der Druck auf dem Behälter nachgelassen
wird und die löslichen Produkte abgezogen werden. Hierauf wird die Behandlung weitere
6 Stunden fortgesetzt, sodann der Dampf von neuem abgestellt, der Behälter geöffnet,
und schließlich werden die löslichen Produkte von neuem abgezogen.
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Sollte der Dampfdruck ein merkliches Abfallen während der ersten oder
zweiten Behandlungsperiode zeigen oder sollte sich das Keratin als besonders schwer
angreifbar erweisen, so kann man die Behandlung ein drittes Mal 4 bis 6 Stunden
wiederholen.
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Nach Beendigung der Hydrolyse wird die abgezogene Lösung filtriert,
bis zu einer Konsistenz von vorzugsweise 5o bis 75°/o Festbestandteilen eingedampft
und darauf je nach Belieben in den trockenen Zustand übergeführt und pulverisiert.
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Die so erhaltenen Keratinabbauprodukte werden mit dem Kautschuk vor
dem Vulkanisieren gemischt.
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Lm die Wirkung zu zeigen, die das Abbauprodukt des Keratins in einer
Kautschukmischung ausübt, sind die nachfolgend angegebenen Versuche durchgeführt
worden.
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Die für die Versuche benutzte Kautschukmischung hatte im unvulkanisierten
Zustand folgende Zusammensetzung:
| °/n |
| Rohkautschuk ................. 8,625 |
| Harzöl ........................ o,625 |
| Regenerat, hergestellt aus Rad- |
| reifenmänteln ................. 4,000 |
| Regenerat, hergestellt aus Rad- |
| reifeninnenschläuchen ......... 41,375 |
| Mineralgummi .................. 5,625 |
| Stearinsäure ................... o,8=25 |
| Destillationssatz (ein Material, das |
| auf dem Boden des Destillations- |
| gefäßes beim Reinigen von Rohöl |
| verbleibt) .................... 1,000 |
| Zinkoxyd ...................... 4,000 |
| Eisenoxyd ..................... 4,000 |
| Ton .......... - .................. _ 28,50o |
| Schwefel ...................... 1,4375 |
| =00,000o. |
Der in der Zusammensetzung erwähnte Mineralgummi besteht aus geblasenem Petroleumasphalt,
der erhalten wird, indem Luft durcb Petroleumrückstand geblasen wird.
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Die obige Mischung wurde vulkanisiert i. ohne und 2. mit Zusetzung
des Keratinabbauproduktes im Betrage von 5'°/0, so daß, wenn das Keratinabbauprodukt
zugefügt wird, da: aus dem Reifenschlauch hergestellte Regenerat 393o6 und das Keratinabbauprodukt
2,06c beträgt.
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Die Vulkanisierung wurde bei verschieden langer Zeitdauer durchgeführt
und das Produkt auf folgende Eigenschaften geprüft: i. Zugfestigkeit in kg/cm2,
2. Verlängerung in "/o (d. h. der Betrag dei Streckung bis zur Zerreißung), 3. bleibende
Dehnung in °/o (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.
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5: Härte. Die Härte wurde durch das Shore-Instrument gemessen.
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Bei der Kautschukmischung ohne Keratinabbauprodukt 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 |
| Zugfestigkeit rung Dehnung sch e fung 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 °/a Keratinabbauprodukt enthielt, wurden folgende
Ergebnisse erzielt:
| Verlänge- Bleibende Ab- |
| Zugfestigkeit rung Dehnung schleifung Härte |
| 8' X 32 ata ....... 40,3 kg/cm2 387 50 81o |
| to' X 32 ata ....... 35,3 kg/cm' 370 48
803 |
| r2' X 32 ata ....... 35,0 kg/cm2 363 45 779 |
| 18' X 32 ata....... 69 |
Aus den obigen Versuchen ergibt sich also, daß, wenn das Keratinabbauprodukt benutzt
wird, eine stark vergrößerte Zugfestigkeit, eine etwas verringerte Verlängerung,
ein geringerer Abschleifverlust und eine vergrößerte Härte erhalten werden.