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Verfahren zum Imprägnieren von dicken und dichten F_ aserstoffgegenständen
mit Kautschukmilch Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Imprägnierung von dicken
und dichten Faserstoffprodukten mit Kautschukmilch.
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Es ist bekannt, Fäden und Gewebe mit Kautschuk auf der Basis von organischen
Lösungsmitteln, wie Benzol, Benzin, Tetrachlorkohlenstoff usw., zu imprägnieren.
Auch ist es bekannt, Textilfasern und feine Gespinste, die während der folgenden
Herstellungsprozesse als Halbfabrikate für die Herstellung .von Geweben usw. dienen,
mit Kautschukmilch zu imprägnieren.
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Aus dem österreichischen Patent 84 510 und der britischen Patentschrift
316335 ist ferner die Imprägnierung von Geweben in geschlossenen Imprägnierkesseln
mittels Vakuums und darauffo1gendem Druck bekannt. 17it diesen bekannten Verfahren
ist es jedoch unter Anwendung der hier vorgeschlagenen Drücke von etwa 4 kg pro
Quadratzentimeter nicht möglich, eine Durchimprägnierung mit Kautschukmilch bis
ins Innere der Gewebe, Riemen usw. zu erzielen.
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Durch die deutsche Patentschrift i69 4or ist ferner bekanntgeworden,
Gewebe mittels einer Reihe von Kalandern auf mechanischem Wege zu strecken und zu
öffnen unter gleichzeitiger Anwendung von Wärme. Dieses Verfahren ist für Kautschukmilchimprägnierung
nicht anwendbar, da die Kautschukmilch lediglich in die großen Öffnungen und Poren,
nicht aber in das Innere der einzelnen Fäden des Gewebes, insbesondere wenn diese
stark gezwirnt sind, eindringen würde.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen,
mittels dessen dicke und dichte Produkte aus Faserstoff mit Kautschukmilch durch
und durch imprägniert werden können. Die Erfindung besteht darin, daß Kautschukmilch,
vorzugsweise in konzentrierter Form, mit einem Druck von mehr als etwa 5o Atrn.
in geschlossenen Behältern in die zu imprägnierenden Produkte hineingepreßt wird.
Um eine starke Reibung beim Eindringen der Kautschukmilch ins Innere der Gewebe
und dementsprechend eine schnelle Koagulierung der Kautschukmilch zu vermeiden,
besteht die Erfindung weiter darin, daß der Kautschukmilch zur Erhöhung ihrer Viscosität
zwecks Vermeidung einer durch Reibung bedingten frühzeitigen Koagulation viscositätserhöhende
Schutzstoffe, beispielsweise Pflanzenschleime, beigemischt werden.
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Bei den verwendeten hohen Drücken besteht eine große Explosionsgefahr.
Um diese zu beseitigen, werden der Kautschukmilch gemäß der Erfindung geeignete
chemische Stoffe, beispielsweise Wasserglas oder Paraffin in kolloidaler Emulsion,
zugesetzt.
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Weitere Merkmale der Erfindung sind weiter unten beschrieben.
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Der durch die Erfindung erzielte technische
Fortschritt
gegenüber den bekannten Imprägnierverfahren auf der Basis von benzinösen Kautschuklösungen
besteht darin, daß das erfindungsgemäße Verfahren die Erzielung eines sehr hohen
Kautschukgehaltes ermöglicht.
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Gegenüber der eingangs erwähnten Intprägnierung von Textilfasern und
Gespinsten bietet das Verfahren gemäß der Erfindung den Vorteil, daß die Imprägnierung
wesentlich verbilligt wird. da man die Textil- oder allgemein Faserstoffprodukte
auf den gewöhnlichen Maschinen fertigstellen und sodann nachträglich in einfacher
Weise mit Kautschukmilch durch und durch imprägnieren kann, wobei die imprägnierten
Produkte eine aus Faserstoffen und Kautschukmilch bestehende kompakte Masse bilden,
während bei dem bekannten Verfahren der Imprägnierung einzelner Fasern die Fäden
im Endprodukt ohne Verbindung durch Kautschukmilch nebeneinanderliegen.
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Die Haltbarkeit der durch das erfindungsgemäße Verfahren behandelten
Produkte ist ein Mehrfaches derjenigen von nicht imprägnierten Produkten. Auf Grund
dieser durch die erfindungsgemäße Imprägnierung erzielten größeren Haltbarkeit lassen
sich geringere Qualitäten für die Faserstoffe verwenden, wobei trotzdem das fertige
Produkt wesentlich widerstandsfähiger ist als die bisherigen nicht imprägnierten.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist nachstehend im einzelnen beschrieben.
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Der Kautschukmilch müssen Stoffe zugesetzt werden, die ihre Viscosität
erhöhen und gleichzeitig als Stabilisierungsmittel dienen, damit beim Eindringen
in die Produkte die Reibung auf ein Minimum herabgesetzt wird und dadurch eine frühzeitige
Koagulierung verhindert wird.
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Es gibt verschiedene hierfür geeignete Stoffe, z. B. die verschiedenen
in Wasser löslichen Gummisorten, wie Caraya, Gummiarabikum, Tragant, und auch die
Ausquellungen aus verschiedenen Sämereien, wie Leinsamen usw. Es hat sich aber herausgestellt,
daß neben aufgequollenem Sago ganz besonders die Säfte gewisser Kaktuspflanzen sowohl
zur Erhöhung der Viscosität beitragen als auch eine hervorragende stabilisierende
Wirkung haben, so daß selbst Alkohol in kleinen Quantitäten zusammen mit diesen
Säften der Kautschukmilch beigefügt werden kann, ohne daß eine Koagulierung eintritt.
Unter den sehr zahlreichen verschiedenen Kaktusarten müssen naturgemäß diejenigen
ausscheiden, deren Säfte sauer sind und aus diesem Grunde koagulierend wirken würden.
Es gibt aber andere Kaktusarten und vor allem die verschiedenen Arten der Familien
der indianischen Feigen, die auch unter dem Namen Nopal bekannt sind und in Spanien
und Marokko den Namen. Chumbera tragen. Diese Pflanze (N ohalea) hat einen sehr
reichen, vollkommen neutralen Saft, der der Kautschukmilch die für den vorliegenden
Zweck nötige Viscosität und Stabilität gibt. Außerdem kann dann noch zur Erhöhung
der "iscosität und zur weiteren Stabilisierung der Kautschukmilch eine 2o°/oige
Lösung von wvasserlöslichen ölen beigefügt werden. Unter allen erprobten ölen wurde
Rizinusölseife als besonders geeignet ermittelt. Außerdem kann Leinöl hinzugefügt
«-erden, da es nach erfolgter Imprägnierung trocknend wirkt. Während diese Stoffe
der Kautschukmilch nach und nach zugesetzt werden, ist es zu empfehlen, gleichzeitig
etwas Ammoniakwasser hinzuzugeben, um zu vermeiden, daß sich auf der Oberfläche
der Kautschukmilch eine - Haut bildet. Die auf diese Weise vorbereitete Kautschukmilch
wird auch bei hohem Druck und sehr starken Reibungen nicht mehr koagu= Tieren. Eine
sehr gut anzuwendende 1.Zischung ist folgende:
| Kautschukmilch mit 6o °1o |
| Trockenkautschuk. . . . So. Teile, |
| Saft des Nopal-Kaktus (Nopa- |
| lea coccinellifera) . . . i 5 - |
| Rizinusölseife . . . . . . 5 |
| Leinöl, roh oder gekocht . . 5 - |
| Ammoniakwasser . . . . . t - |
Dieser Mischung werden dann noch die zum Vulkanisieren nötigen Stoffe zugesetzt;
wie Schwefel, Zinkoxyd, Beschleuniger und Alterungsschutzmittel. Nachdem die Kautschukmilch
vollkommen stabilisiert ist und eine hohe Viscosität hat. werden ihr noch weitere
Stoffe beigemicht, die das Eindringen bis in die Fasern der Gewebe unterstützen.
Derartige Mittel sind bekannt und werden vor allem in der Färberei von Textilien
verwandt, um die Farben besser eindringen zu lassen oder haftend zu machen. Von
den auf dem Markt unter der Bezeichnung Netzmittel bekannten Stoffen hat sich-die
Anwendung von Alkohol, allerdings in einer besonders präparierten Form, als besonders
zweckmäßig erwiesen. An sich koaguliert Alkohol die Kautschukmilch sofort; zur Vermeidung
der koagulierenden Wirkung des Alkohols wird
10 % Alkohol der kizinusölseife
zugesetzt. Die gewünschte Erhöhung der Eindringungsfähigkeit der Kautschukmilch
wird aber dabei vollkommen erreicht. Von dieser Mischung von Rizinusölseife mit
Alkohol kann 5
% der Kautschukmilch beigegeben werden. Dieses Präparat soll
möglichst nur im letzten Augenblick der zur Imprägnierung bestimmten Kautschukmilchmenge
zugesetzt werden, denn
wenn der Alkohol längere Zeit mit der Kautschukmilch
in Verbindung bleibt, kann er auch in dieser verkleideten Form noch zur Koagulierung
führen.
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Weiter wird der Kautschukmilch kohlensaures Ammoniak beigemengt, welches
schon bei geringeren und unscliädliclien Temperaturen große Mengen Gas erzeugt,
was also bei einer innigen Vermischung eine starke Porenbildung im Innern des Gewebes
zur Folge hat. Bei steigendem .innerem Gasdruck werden die diese Poren einschließenden
Kautschukhäutchen zerreißen, und durch die sich dadurch öffnenden Kanäle kann also
die Feuchtigkeit in Form von Wasser oder Dampf entweichen. Die Menge des kohlensauren
Ammoniaks beträgt etwa 3 bis 5 Zum Schluß wird zwecks sicherer Vermeidung von Explosionen
bei hohem Druck als entsprechendes Schutzmittel- etwa 5 % Wasserglas zugesetzt,
wodurch nach angestellten Versuchen auch bei tberschreiten des Drukkes von 8oo Atm.
Zersetzungen und Explosionen vermieden werden.
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Als Norm der vollständigen'Mischung kann folgende gelten:
| Kautschulinilch mit 6o ojo |
| Trockengehalt . . . . 8o Teile, |
| Saft des Nopal - Kaktus |
| (\opalea coccinellifera) . i5 - |
| Rizinusölseife . . . . . 5 - |
| Ammonialmcasser . . . . 3 - |
| Älkohol in Rizinusölseife . . 5 - |
| 'Wasserglas . : . . . . 6 - |
| Leinöl . . . . . . . . 6 - |
| - kohlensaures Ammoniak . . 4 - |
| kolloidaler 'Schwefel . . . 2 - |
| kolloidaler Zinkoxyd . . . 6 - |
| ` Pentamethvlendithiocarb- |
| aminsaures Piperidin . . o,5 - |
| Dithioca.rbamat des Cydo- |
| hexyläthylamins . . . . o,5 |
| - |
| Diphenviguanidin . . . . o,5 - . |
Die zu imprägnierenden Stoffe müssen möglichst säurefrei sein. Wenn sie leicht säurehaltig
sind, wie z. B. Esparto, ist es sehr zu empfehlen, die Produkte vor der Imprägnierung
zu waschen und zu neutralisieren, etwa mit \atriumcarbonat.
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Die Zeichnung stellt eine Anlage dar, mit der die Imprägnierung nach
dem vorliegenden Verfahren ausgeführt werden kann. i -ist ein starkwandiger Imprägnierbehälter,
a ist ein Kautschukmilchvorratsbehälter, 3 ist die Vak-uumPumPe, ¢ ist ein Drei«@eghahn,
5 ist ein Absperrventil, und 6 und 7 sind Kontrollventile in den Deckeln der beiden
Behälter, 8 ist eine hydraulische Druckpumpe, 9 ein Druckbehälter mit einem Kolben
io, auf den das Druckwasser wirkt, und einem Kolben i i, vier auf die Kautschukmilch
drückt, 12 ist die Druckwasserkammer, und 13 ist der Raum für die unter Druck
stehende Kautschukmilch, 14 ist ein durch die Differenz der Durchmesser der beiden
Kolben io und i i sich ergebender Hohlraum, i S, 16, 17 und i 9 sind vier Absperrhähne.
und 18 ist ein Auslaßhalin.
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Die Einrichtung wirkt in -folgender Weise: Bei Beginn ist der Behälter
2 mit präparierter Kautschukmilch gefüllt und der Behälter i leer. Das zu imprägnierende
Material wird nun in den Behälter i hineingebracht und darauf der Deckel und die
Hähne 5, 7
und 17 geschlossen, i9 geöffnet und.durch die Vakuumpumpe
die Luft aus dem -Behälter i bis zu der technisch möglichen Grenze entfernt. Sobald
dies erreicht ist, wird der Hahn i9 geschlossen- und durch Öffnung des Hahnes 5
der Behälter i mit Behälter 2 verbunden. Die Kautschuinnilch dringt von unten in
den Imprägnierbehälter i ein und füllt diesen vollkommen, nachdem das Ventil 6 im
Deckel des Behälters 2 geöffnet worden ist und somit der atmosphärische Druck auf
den Inhalt des Kessels 2 wirken kann. Daran anschließend wird der- Hahn 17 geöffnet,
und der Kolben i i geht unter der Wirkung des Druckwassers, welches durch das Ventil
15 in den Zwischenraum i¢ eintritt, nach unten, wodurch der Raum 13 mit Kautschukmilch
vollgesaugt wird. Darauf werden die Ventile 5 und 15 geschlossen, die Ventile
16 und i8 geöffnet und dadurch Druck unter den Kolben io gegeben, wodurch die Kautschukmilch
aus der Kammer 13 bei geöffnetem Ventil 7 in den Behälter i eindringt, bis
Kautschukmilch aus dem Hahn 7 austritt, wodurch die Garantie gegeben ist, daß keine
Luft mehr im Behälter i vorhanden ist. Dann wird der Hahn 7 geschlossen, und nun
kann der Druck im Innern des Behälters i auf die gewünschte Höhe gebracht werden.
Der Druck ist je nach Art der zu imprägnierenden Stoffe verschieden und beträgt
in der Regel -etwa Zoo Atm., muß jedoch bei sehr dicken und sehr dichten Produkten.
wie z. B. bei den dicken Schiffstauen, auf über 8oo Atm. gebracht werden. Dagegen
reicht bei sehr offenen Geweben oder Geflechten, wie z. B. bei den Flechtsohlen
aus Jute oder Esparto, auch ein Druck - von 5o oder 6o Atm. aus. Unterhalb dieser
Druckhöhe werden aber mit keinem Produkte zufriedenstellende Resultate erzielt.
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Vorzugsweise wird die Imprägnierung bei einer Temperatur zwischen
5o und 6o° vorgenommen, weil bei dieser Temperaturhöhe die Viscosität aller in der
'Mischung vorhandenen Bestandteile den für den Zweck der Imprägnierung günstigsten
Wert hat.
Die Dauer der Druckimprägnierung hängt von der Beschaffenheit
und Dicke der Produkte ab und muß für jeden einzelnen Fall durch Versuch bestimmt
werden. Als Anhalt sei gesagt. daß Flechtsohlen bei ;o Atm. Druck in 5 bis io Minuten
vollkommen durchtränkt sind, während Taue finit i crn Durchmesser bei ioo Atm. Druck
auch bei längster Dauer nicht bis ins Innere imprägniert werden können und bei Soo
Atm. noch eine halbe Stunde Imprägnierzeit benötigen.
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Während der Imprägnierung wird durch die Vakuumpumpe der Behälter
2 über der sich gegebenenfalls noch darin befindlichen Kautschukmilch luftleer gepumpt.
Nach beendeter Imprägnierung wird die Kautschukmilch durch das entstandene Vakuum
vom Behälter i in den Behälter 2 zurückgesaugt.
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Im Anschluß an die Imprägnierung «-erden die aus dem Kessel i herausgenommenen
Produkte je nach Beschaffenheit verschiedenen Behandlungen unterworfen, deren Grundlinien
allerdings stets dieselben bleiben: Zunächst wird die Oberfläche durch irgendein
mechanisches Mittel von der daran anhaftenden dickflüssigen Kautschukmilchmischungbefreit.
Dies kann. je nachdem, ob es sich um breitgeführte Stoffe oder um Schnüre oder Taue
handelt, zwischen schabenden Messern oder profilierten Walzen, durch die die Produkte
fortlaufend geführt werden, geschehen, wodurch die Oberfläche von der überflüssigen
Kautschukmilch befreit wird. Einzelne Sohlen müssen Stück für Stück zwischen-Walzen
geführt und die Kautschukmilch abgequetscht werden.
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Daran anschließend wird das Produkt zwecks Entfernung des Wassers
durch Aufblähen des im Innern enthaltenen Ammoncarbonats einer Erhitzung unterworfen,
die wieder j e nach der äußeren Beschaffenheit des Produktes auf verschiedene Weise
durchgeführt werden kann. Der Zweck ist aber stets der, durch eine nicht übermäßige
Erhitzung eine starke Gaserzeugung hervorzurufen, wodurch die gesamte, im Innern
enthaltene Feuchtigkeit zusammen mit dem Gas entweichen kann. Wenn endlose Produkte,
wie Riemen oder Taue, erhitzt werden sollen, so geschieht das am besten, indem sie
durch ein entsprechend langes, von außen geheiztes Rohr stetig hindurchgeführt werden,
so daß beim Austritt der Trockenprozeß beendet ist. Kleine Stücke, etwa Sohlen,
können durch den erwärmten Tunnel auf einer stetigen Förderanlage befördert «erden.
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Es ist zu empfehlen, die Produkte, bevor sie nach dem Abstreichen
der ersten dicken Schicht mit weiteren Einrichtungen in Berührung kommen, oberflächlich
zu koagulieren, wozu sich außer den anderen Koagulierungsmitteln vor allem Alkohol
eignet, da Alkohol vollkommen verdampft und keine Rückstände hinterläßt, wie z.
B. die verschiedenen bekannten Säuren, die bei übertriebener Anwendung durch die
auf der Oberfläche verbleibenden Rückstände einen schädlichen Einfluß auf das Fertigprodukt
ausüben können.
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Nach Entfernung des Wassers ist das Produkt stark porös. Solange noch.
Wasser in der Kautschukmilch vorhanden ist, behält diese noch ihre volle Klebrigkeit,
und auch durch das Verdampfen des Wassers durch die geöffneten Poren wird eine eine
sehr schnelle Vulkanisation bewirkende Temperatur nicht erreicht, so daß sofort
nach völliger Entfernung des Wassers der Kautschuk noch nicht vulkanisiert und somit
eine vollkommene und endgültige Schließung der Poren möglich -ist. Die Schließung
der Poren geschieht sinngemäß dadurch, daß man die Produkte nicht allzu schnell
zwischen zwei Druckwalzen hindurchleitet. Im Anschluß daran werden die nunmehr fertig
imprägnierten und wasserfreien Produkte nach irgendeinem der bekannten Vulkanisierungsverfahren
vulkanisiert. Bei der oben angeführten Mischung geschieht dies schon unter ioo°.