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Verfahren zur Herstellung von Kautschuk-Asbestmassen Gegenstand der
Erfindung ist ,ein Verfahren zur Herstellung von unter Verwendung wässeriger Kautschukdispersionen
und gegebenenfalls unter Walzen, Pressen bzw. Warmpressen der geformten Massen,
das darin besteht; daß man die gewaschenen Mineralfasern mit den üblichen Füll-,
Vulkanisiermitteln und sonstigen Zusätzen in Wasser dispergiert, etwas fixes Alkali
zusetzt und diesem Brei erst auf dem Wege zur Formgebung die Kautschukmilch zufließen
läßt.
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Die neue Erfindung gibt einen Weg, Produkte aus Mineralfasern, wie
Asbest, mit Kautschukmilch zu imprägnieren, ohne daß hierbei eine vorzeitige Koagulierung
der Kautschukmilch an dem Asbest herbeigeführt wird. Nach der neuen Erfindung wird
u. a. ein Alkalihydroxyd verwendet, welches einerseits die im Asbest vorhandenen
Calcium- und Magnesiumoxyde rasch unwirksam macht, so daß sie nicht mehr in unerwünschter
Weise koagulierend auf die Kautschukmilch einwirken können, ohne daß dazu besondere
zahlreiche Waschungen erforderlich sind, und wodurch ferner darüber hinaus noch
durch das zugeführte Alkali eine gewisse antikoagulierende Wirkung erzielt wird.
Das Wesen der neuen Erfindung ist aber immer das, daß die Kautschukmilch dem Asbest
erst auf dem Wege von der Mischmaschine, also z. B. dem Holländer, zur Formgebungsmaschine
zugefügt wird.
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Diese Arbeitsweise unterscheidet sich dadurch auch charakteristisch
von älteren Vorschlägen, nach denen man versucht hat, pflanzliche oder mineralische
Fasern mit Kautschukmilch einfach zu imprägnieren, da nach der neuen Erfindung eine
innige Mischung der Kautschukmilch mit den einzelnen mineralischen Fasern vor der
Formgebung, z. B. Platten- oder Bogenbildung, stattfindet. Auch finden sich schon
Angaben darüber, Asbestfasern, so wie sie als Handelsware erhältlich sind, direkt
mit der Kautschukmilch zu vermengen. Diese Vorschläge sind an sich technisch ummöglich
durchzuführen, da die im natürlichen Asbest vorhandenen Calcium-und Magnesiumoxyde
die Kautschukmilch sofort fällen, -ehe sie sich überhaupt noch gleichförmig auf
den Fasern verteilt hat. Das Ergebnis -einer solchen Arbeitsweise ist ein System
aus Asbest und gefällter Kautschukmilch, das aber nicht weiterverarbeitet werdenkann.
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Dies haben spätere Erfinder zwar schon ebenfalls erkannt und haben
zur Behebung dieser Mängel: eine Behandlung des Asbestes mit Salzsäure vorgeschlagen,
um so zu versuchen, die Koagulierung der Kautschukmilch zu verhüten, ein Vorgang
übrigens, der der Technik längst, z. B. aus der analytischen
Chemie,
bekannt ist. Eine Behandlung mit Säure ist in der Technik aber überhaupt nicht durchführbar,
da der mit Säure behandelte Asbest viel b -ündlicher gewaschen werden muß als nativer,
um die vorhandene Säure restlos zu entfernen, denn sonst ist die Koagulation stärker
als bei nur mit gewöhnlichem Wasser gewaschenem Asbest.
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Alle diese Schwierigkeiten -werden erfindungsgemäß vermieden, wenn
man die Kautschukmilch erst auf dem Wege von der Mischvorrichtung zur Formmaschine
dem an sich sonst praktisch fertiggemischtenProdukt zusetzt, denn dann bat die Kautschukmilch
keine Zeit zur Koawlierung und der so schädlichen Klümpchenbildung.
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Nach der neuen Erfindung werden Mineralfasern, vornehmlich also Asbestfasern,
zu wirtschaftlich wertvollen Fertigstoffen verarbeitet. Die Erfindung läßt aber
auch die Verwendung der Abfälle von Mineralfasern zu, z. B. von Asbestabfällen,
welche infolge ihrer zu kurzen Fasern zum Verspinnen oder im Textilgewebe unbrauchbar
und daher äußerst billig sind, während sie in dem neuen Verfahren in wirtschaftlich
vorteilhafter Weise eine ausgezeichnete Verwendung finden können. Es ist klar, daß
den Mineralfasern, welche den Hauptbestandteil bilden, für bestimmte besondere Zwecke
auch andersgeartete Fasern -beigemengt werden können, jedoch ist das Erfindungsproblem
und somit auch seine den Erfindungsgegenstand bildende Lösung aufs engste an die
Verwendung von Mineralfasern. geknüpft, da dieselben bei ihrer Behandlung besondere
Maßnahmen erfordern.
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Die durch das vorliegende Verfahren erzielbaren Erzeugnisse eignen
sich für die verschiedensten Zwecke, wie Dichtungen verschiedenster Art, Fußbodenbeläge,
Wandverkleidungen, Raddecken für Automobile oder Lastautos, Bremsbänder usw.
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Wahrscheinlich werden bei Verwendung von fixen Alkalien die fällenden
Oxyde teilweise oder vollständig unwirksam gemacht, weil festgestellt wurde, daß
nach Behandlung des Asbestes mit Natriumhydroxyd oder Natriumcarbonat und Waschen
des Teiges mit reichlichem Wasser, so daß das zugegebene Alkali entfernt wird, die
Kautschukmilch dem Teig beigemischt werden kann, ohne daß eine Fällung eintritt.
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Es wurde übrigens beobachtet, daß bei der Herstellung von Artikeln
aus wie immer geartetem Fasermaterial und Kautschukmilch, wenn die Erzeugnisse keinen
hervorragenden Anteil an Kautschukmilch besitzen, letztere sich ohne weiteres auf
der Faser absetzen kann, ohne besondere Koagulation nötig zu machen, da Kautschukmilch
und insbesondere Kautschuk wesentlich adhäsiv sind, so daß beim Vermischen derselben
mit den Fasern nicht verhindert werden kann, daß ein größerer oder geringerer Anteil
davon an den Fasern haftenbleibt. Der nicht spontan koagulierte Kautschukteil verbleibt
natürlich in wässeriger Dispersion und kann zurückgewonnen werden, wenn der Teig
auf geeignete -Formen gebracht und durch Absaugen des den nicht koagulierten Kautschuk
enthaltenden Wassers zum Trocknen gebracht wird.
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Die Arbeitsweise des neuen Verfahrens ist ganz besonders bei der Herstellung
von Artikeln von Wichtigkeit, bei denen weder die Stetigkeit des Kautschukgehaltes
noch eine besonders stetige Festigkeit in Frage kommt, sondern den Oberflächen der
erzeugten Artikel ein besonderes Aussehen verliehen. werden soll insofern, als bei
Verwendung eines neutralen Teiges, bei dem die Kautschukmilch sich ohne weiteres
auf die Fasern absetzt, die Fasern in der wässerigen Dispersion vollkommen isoliert
und gerichtet bleiben und daher eine bessere Lagerung der Fasern und damit ein besseres
Aussehen des Endproduktes erzielt wird.
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Diese Seite des neuen Verfahrens kann beispielsweise dort eine große
Bedeutung erlangen, wo die Herstellung von Artikeln aus direkt auf Filz- oder Tuchunterlagen
aufgebrachtem Faser- und Kautschukmilchteig in Frage kommt, nicht bloß deshalb,
weil. die. Festigkeit dem Artikel im wesentlichen durch das Tuch verliehen wird,
so daß die darauf aufgegossene Schicht aus Faser- und Kautschukmilchteig keine große
Festigkeit zu besitzen braucht, aber auch deshalb, -weil der auf den Fasern nicht
fixierte Kautschukteil. von der Oberfläche der Tuchunterlage aufgenommen wird, so
daß sich eine zähe und vollkommene Bindung zwischen der Unterlage und dem darauf
aufgebrachten Material, ergibt.
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Wesentlich für das Verfahren ist, daß der Teig nach Zusatz der Kautschukmilch
in einem konstanten Zeitraum vor ihrer Koagulierung bis zum Guß und zur Wasserabsaugung
zur Verwendung kommt. Um diesem Erfordernis Genüge zu leisten, wird erfindungsgemäß
wie folgt vorgegangen: Wenn der Teig aus Mineralfasern im Holländer oder in einer
anderen geeigneten Maschine nahezu die erforderliche Feinheit erreicht hat, wird
ein fixes Allkali, wie Natriumhydroxyd, Natriumcarbonat u. dgl., zugegeben, der
Mahlvorgang wird- zu Ende geführt und gegebenenfalls der Teig ausgewaschen. Hierauf
schüttet man ihn in einen Trog (Entnahmetrog), ohne daß irgendein Zusatz von Kautschukmilch
erfolgt. Aus dem Entnahmetrog wird der Teig j e nach der
Stärke
der zu erzielenden Artikelgenau abgemessen hinausbefördert und den Speisekanälen
der Saug- und Druckmaschinen zugeführt.
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In dem zweiten Entnahmetrog wird Kautschukmilch aufbewahrt und in
genau bemessener Menge entnommen und in den Speisekanal für den Teig aus Mineralfasern
geleitet, so daß die Kautschukmilch auf dem Wege zu den Saug- und Druckmaschinen
mit dem Faserteig innig vermischt wird.
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Der zwischen dem Zeitpunkt der Vermischung der Kautschukmilch mit
dem Teig und dem Aufgießen des Gemisches auf die Siebe der geeigneten Maschinen
oder Apparate vorzusehende Zeitraum läßt sich auf den jeweilig günstigsten Wert
einstellen. Wird zur Koagulierung Chlornatrium, Chlorammonium verwendet, so wird
die Lösung dieser Agenzien m einem gesonderten Entnahmetrog hergestellt und die
koagulierende Lösung in genau bemessener Menge entnommen und dem Speisekanal für
den Teig aus Mineralfasern gemischt mit Kautschukmilch zugeleitet, wobei die Koaggulierung
während des Weges des Teiges zur Maschine :erfolgt und zugleich regelbar ist.
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Es werden also, um den Vorgang in Kürze zu wiederholen, die verschiedenen
Bestandteile im richtigen Verhältnis zueinander ohne Unterbrechung aus den gesonderten
Entnahmetrögen abgegeben, miteinander in Verbindung gebracht und innig am gewünschten
Punkt derart vermischt, daß das Gemisch- ohne Unterbrechung zur Maschine gelangt
und dort selbst beständig in dem günstigsten Zeitpunkt Bußfertig anlangt, um in
das angestrebte Endprodukt übergeführt zu werden.
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Die in der oben angegebenen Weise erzeugten Gegenstände stellen im
Augenblick der Herstellung ein ausgezeichnetes Material dar. Wenn der zwischen den
Fasern eingelagerte Kautschuk aber nicht vulkanisiert wird, tritt nach einiger Zeit
eine beträchtliche Verminderung der Festigkeit des Produktes und schließlich dessen
vollständige Zersetzung ein. Ist andererseits der Gegenstand hergestellt - besonders
wenn es sich um bedeutende Stärken handelt -, so ist es schwierig, ihn vollkommen
zu vulkanisieren. Es ist überflüssig, an die Verwendung vulkanisierter Kautschukmilch
zu denken, weil der darin enthaltene Kautschuk, sobald er vulkanisiert ist, sein
Adhäsionsvermögen nahezu vollständig einbüßt und daher die damit erzeugten Produkte
eine sehr geringe Festigkeit besitzen. Setzt man andererseits die Vulkanisiermittel
zu der Kautschukmilch, so besteht die Gefahr eines vorzeitigen Vulkanisationsbeginns.
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Die für die Vulkanisierung und Stabilisierung der Kautschukprodukte
verwendeten Antioxydationsmittel, wie Adol-a-naphthylamin, Diphenyläthylidendiamin
u. dgl., Vulkanisiermittel, wie kolloider Schwefel und Antimonpentasulfid u. dgl.,
organischen Beschleuniger, wie CyclohexylätliyLamindithiocarbamat, und mineralische
Beschleuniger, wie Zinkoxyd, allein oder in Mischung miteinander werden aufs feinste
mit Suspensionsmitteln, wie Leim, Gelatine oder Seifen,. zur Herstellung ganz feiner
wässeriger kolloider Dispersionen vermablen. Diese Herstellungsweise ist sehr wichtig,
da es sonst nicht gelingt, im Teig die Vulkanisiermittel gleichmäßig zu verteilen.
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Man erzielt vorzügliche Ergebnisse, wenn man sämtliche oben beschriebenen
Substanzen dem Teig aus Mineralfasein im Holländer während der Vermahlung zugibt.
Man erhält gleichfalls ausgezeichnete Resultate, wenn man die kolloide wässerige
Lösung oder Suspension der obengenannten Zusatzstoffe (Vulkanisier- und Schutzmittel)
in einem getrennten Entnahmetrog herstellt und dieses Gemisch in den Speisekanal
für den Teig unmittelbar nach der Einbringung der Kautschukmilch eimnischt oder
auch einen Augenblick, bevor die Kautschukmilch aus ihrem Speisekanal in den mit
dem Fasernteig gemeinsamen Speisekanal läuft, mischt.
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Die besten Ergebnisse werden jedoch dann erzielt, wenn man eine Hälfte
der vorausbestimmten Mengen von Vulkanisiermitteln dem Teig während der Vermahlung
im Holländer und die andere Hälfte dem Entnahmetrog für die KautschuldzoaguliermitteZ
(Chlornatrium, Chlorammonium) zusetzt, wodurch die in den gemeinsamen Mischkanal
einlaufende Kautschulmnilch mit den bereits auf die Fasern abgesetzten Vulkanisiermitteln
und sodann noch mit den nachträglich eingeführten Vulkanisiermitteln, sei es getrennt,
sei es zusammen mit der koagulierenden Lösung, in Berührung kommt. Durch diese letztere
Methode erfolgt die Vulkanisierung sowohl vom Inneren der Fasern nach außen wie
auch umgekehrt, .so daß das derart behandelte Produkt, sobald es in die Trockenapparate
eintritt, deren Temperatur für die Vulkanisierung j e nach der Art der verwendeten
Beschleuniger zu regeln ist, rasch und vor allem vollständig vulkanisiert wird.
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Die aus Mineralfasern und Kautschukmilch hergestellten, nach dem beschriebenen
Verfahren vulkanisierten Produkte stellen in Bezug auf Qualität und Festigkeit ein
Optimum dar. Es wurde indes gefunden, daß die Festigkeit und das gute Aussehen der
erzeugten Gegenstände noch beträchtlich erhöht werden kann, wenn man dieselben einem
Walz- oder Preßvorgang zwischen Walzen
oder in Pressen, vorzugsweise
in der Wärme, unterwirft.
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Sollen Gegenstände von größerer» Stärke hergestellt werden, so wird
je nach dem Fall nach folgenden Methoden vorgegangen: a) Man nimmt den Guß
von Teig und Kautschuk in der nötigen Menge vor, um die erforderliche Stärke zu
erzielen, und saugt oder preßt das Wasser durch geeignete Mittel ab.
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b) Man stellt die Erzeugnisse aus Mineralfasern und Kautschuk in dünnen
Lagen her, bringt sodann durch Wärmezufuhr oder durch andere Mittel den in dem Produkt
vorhandenen Kautschuk zum Erweichen, so daß er aufs neue klebfähig und plastisch
wird; sodann legt man so viele Schichten übereinander, als zur Erzielung der gewünschten.
Stärke erforderlich ist, und unterwirft den Stoß von Schichten vorzugsweise in der
Wärme einem starken Druck, so daß eine vollständige Verschmelzung der verschiedenen
übereinandergelagerten Schichten stattfindet.
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c) Werden bei dem Verfahren nach b nur wenig Kautschuk enthaltende
Produkte verwendet, so werden die einzelnen Schichten des Produktes, vorzugsweise
mit einem Koagulierungsmittel überzogen, in Kautschukmilch eingeführt, so daß an
der Oberfläche die gewünschte Kautschukmenge koaguliert, worauf man wie vorher beschrieben
weiterbehandelt. Diese Methode ist von großer Bedeutung, wenn es sich um die Herstellung
von Decken für die Bereifung von Automobilrädern u. dgl. handelt, und kann natürlich
auch dann zur Anwendung kommen, wenn die zu vereinigenden Schichten einen hohen
Anteil an Kautschuk enthalten.
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Die neue Erfindung erstreckt sich nicht nur auf das beschriebene Verfahren
und dessen verschiedene Ausführungsformen, sondern auch auf die erzielbaren Produkte.
Bei der praktischen Ausführung können die Einzelheiten des Erfindungsgegenstandes
zweckmäßig Abänderungen und Anpassungen erfahren, ohne daß dadurch das Gebiet der
Erfindung und der Patentschutz eine unzulässige Erweiterung erfahren.