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Verfahren zur Herstellung von Kautschukfäden Die Erfindung bezieht
sich auf Verfahren zur Herstellung von Kautschukfäden und insbesondere auf Verfahren
zur Herstellung feiner und anderer Fäden oder Bänder, die im nachstehenden allgemein
mit Fäden bezeichnet werden sollen, aus koagulierbaren Dispersionen elastischer
Stoffe, wie z. B. Kautschukmilch.
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Ein Verfahren zur Herstellung von Kautschukfäden aus Kautschukmilch
durch Hindurchführen eines Stromes von Kautschukmilch durch eine Öffnung in ein
Bad aus einem Koagulierungsmittel, wie z. B. Essigsäure oder Alkohol oder einer
Mischung dieser Stoffe, und dauerndes Herausziehen des gebildeten Kautschukfadens
aus dem koagulierenden Bad und nachfolgendes Trocknen und Vulkanisieren ist schon
bekanntgeworden.
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Kautschukfäden
aus Kautschukmüchsorten, die verschiedene PH-Werte haben, wobei eine Kautschukmilch
mittels einer anderen Kautschukmilch unmittelbar in Fadenform ohne Verwendung eines
Koagulierungsmittels, das keine Kautschukmilch ist, koaguliert wird.
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Gemäß der Erfindung wird bei dem Verfahren zur Herstellung von Kautschukfäden
eine fortlaufende Länge des Koagulums aus Kautschukmüchsorten mit verschiedenen
pH-Werten gebildet, von denen wenigstens eine ein Koagulierungsmittel für eine andere
Kaut'schukmilchsorte ist: Beim Arbeiten gemäß der Erfindung wird durch die Anwendung
solcher Koagulierungsmittel, die zu dem aus der Öffnung oder Düse austretenden Kautschukmilchfaden
noch Kautschuk hinzufügen, der Kautschukfaden an sich dicker als bei Verwendung
eines gewöhnlichen Koagulierungsmittels, wie z. B. einer verdünnten Säure, trotzdem
Öffnungen von den gleichen Abmessungen-wie bisher verwendet werden.
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Wenn man in dieser Weise arbeitet, kann man eine Ersparnis in der
Zahl und der Art der Öffnungen, die zu verwenden sind, erzielen. Aus Öffnungen von
gegebenen Abmessungen können dickere Fäden erzielt werden, als wenn man mit Koagulierungsmitteln
arbeiten würde, welche selbst keinen Kautschuk zu dem entstehenden Faden hinzufügen.
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Vorzugsweise werden nur zwei Kautschukmilchsorten von verschiedenen
pH-Werten angewendet. Es ist ersichtlich, daß die eine Kautschukmilchsorte dann
ein Koagulierungsmittel für die andere sein muß.
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Bei dem vorzugsweise angewendeten Verfahren zur Ausführung der Erfindung
wird eine Kautschukmilchsorte mit einem gewissen
pH-Wert in eine
Masse aus Kautschukmilch mit einem davon verschiedenen pH-Wert strömen gelassen,
wobei eine der beiden Kautschukmüchsorten ein Koagulierungsmittel für die andere
ist, und dadurch ein fadenförmiges Koagulum in der Kautschukmilchmasse gebildet.
Dieses fadenförmige Koagulum wird aus der Kautschukmilchmasse herausgezogen und
der Vorgang durch Härten oder Verfestigen der Fadenoberfläche, wenn es gewünscht
wird, und Trocknen beendet. Bei der vorzugsweise zur Anwendung gelangenden Ausführung
wird die koaguherbare Kautschukmilch durch eine Düse in die Hauptmasse der koagulierenden
Kautschukmilch eingeführt, es können aber auch andere Verfahren benutzt weiden,
itm. eine Kautschukmilch in die andere zur Bildung' eines fadenförmigen Koagulums
einströmen zu lassen. Wenn die Kautschukmilch, die durch die Düse geführt wird,
durch die Kautschukmilchmasse, in welche sie eingeführt wird, koaguliert wird, dann
wird der Faden in erster Linie durch Koagulation des austretenden Stromes selbst
gebildet, obwohl man beim Entfernen aus dem Bad das fadenförmige Koagulum mit unkoagulierter
Kautschukmilch bedeckt findet. Wenn umgekehrt die koagulierende Kautschukmilch die
Düse verläßt und in Berührung mit einem Bad aus koagulierbarer Kautschukmilch kommt,
wird ein fadenförmiges Koagulum oder Gel gebildet,' das anfangs einen flüssigen
Kern aus koagulierender Kautschukmilch umgibt. Wenn aber der feine oder andere Faden
durch das Kautschukmilchbad oder durch spätere Stufen des Verfahrens geführt wird,
wird er im wesentlichen kernlos, wahrscheinlich infolge des Zusammenfallens der
Wände und der Absorption der koagulierenden Kautschukmilch durch das Koagulat. Ebenso
wie bei dem ersten Fall, d. h. wo eine koagulierbare Kautschukmilch in eine sie
koagulierende strömt, wird der Faden, wenn er aus dem Bad entfernt wird, mit unkoagulierter
Kautschukmilch überzogen. In jedem Fall ist es daher wünschenswert, danach die Oberfläche
des Fadens zu härten, indem man ihn einer weiteren Verfestigungs- oder Koagulierungsbehandlung
unterwirft. Dies kann dadurch geschehen, daß man den Faden durch die Hauptkautschukmilchmasse
über eine Rolle zieht, deren Oberfläche mit einem Koagulierungsmittel benetzt gehalten
wird, oder durch Aufspritzen oder anderweitiges Aufbringen eines Koagulierungsmittels
auf die Oberfläche des Fadens, nachdem er aus der Kautschukmilch entfernt worden
ist, oder durch Hindurchführen des Fadens durch eine Nut, die am Grunde mit einer
Öffnung versehen ist, durch welche Koagulierungsmittel in die Nut in geringen Mengen
eindringt, oder durch irgendwelche Kombinationen dieser Stufen oder durch andere
Verfahren, die für diese Zwecke in der Kautschuknvlchtechnik bekannt sind. Die Stärke
des Fadens hängt von der Größe der Düse, der Geschwindigkeit des Durchflusses der
Kautschukmilch durch die Düse, der Art der Kautschukmilch, ihrer Koagulationsgeschwindigkeit,
der Länge des Weges durch das Kautschukmilchbad und der Geschwindigkeit des Herausziehens
des Fadens aus dem Bad ab.
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Es können verschiedene Verfahren angewendet werden, um stabile saure
Kautschukmilchsorten zu erhalten. Es ist auch gewöhnlich wünschenswert, daß die
Wasserstoffionenkonzentration der verwendeten sauren Kautschukmilch oder einer der
sauren Kautschukmilchsorten, wenn zwei saure Kautschukmilchsorten verwendet werden;
einen meßbaren pH-Wert hat, der unter 5 liegt, in Abhängigkeit von dem wirksamen
isoelektrischen Punkt, den die Kautschukkügelchen aufweisen, und der z. B. von dem
besonderen isoelektrischen Punkt des Schutzkolloids oder der Schutzkolloide abhängen
kann, die bei der Herstellung der stabilen sauren Kautschukmilch verwendet werden
können.
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Im allgemeinen ist eine saure Kautschukmilch mit einem pH-Wert unter
5 durch eine alkalische Kautschukmilch köagulierbär, während eine saure Kautschukmilch
mit einem pH-Wert über 5 gewöhnlich nicht durch eine alkalische Kautschukmilch koagulierbar
ist. Andererseits kann eine alkalische Kautschukmilch durch eine saure Kautschukmilch
koaguliert werden, wenn diese in genügender Menge zugefügt wird. Eine Ausnahme von
dem üblichen Verhalten von saurer Kautschukmilch mit einem pH-Wert unter 5 gegen
Alkali sind die stabilen sauren Sorten, die mit einem pH-Wert zwischen 7 und x hergestellt
werden können und einen organischen Schutzstoff enthalten, der seine Wirkung zu
beiden Seiten des Neutralpunkts ausüben kann. Diese Kautschukmilchsorten werden
nicht durch den Zusatz von alkalischer Kautschukmilch koaguliert. Sie können aber
andererseits als Koagulierungsmittel von alkalischen Kautschukmilchsorten benutzt
werden. Es können auch Kautschukmilchsorten hergestellt werden, die eine einem pH-Wert
von annähernd 7 oder weniger entsprechende Wasserstoffionenkonzentration haben,
denen organische Salze, wie z. B. Thoriumnitrat, zugesetzt werden können, zu dem
Zweck, die Ladung der Kautschukteilchen umzukehren. Kautschukmilchsorten, die auf
diese Art und Weise behandelt sind, können durch den Zusatz der richtigen Mengen
alkalischer Kautschukmilch koagulieren gelassen und so für die Zwecke der vorliegenden
Erfindung angewendet werden.
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Die amerikanische Patentschrift x 699 368
z. B. bezieht-
sich auf eine stabile urikoagulierte Kautschukmilch, die einen pH-Wert zwischen
7 und 4,5 hat und ein organisches Schutzmittel enthält, das seine Wirkung zu beiden
Seiten der Neutralität ausüben kann. Die amerikanische Patentschrift 1699369 bezieht
sich auf ein Verfahren zur Behandlung von Kautschukmilch mit - einer' Sülfonälkylaryl-Reaktionsprodukt
und Formaldehyd, um eine stabile urikoagulierte Kautschukmilch zu schaffen, die
einen pH-Wert unter 7 hat.
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Die amerikanische Patentschrift 1823119 bezieht sich auf ein Verfahren
zur Herstellung einer stabilen urikoagulierten Kautschukmilch, die einen nicht höheren
pH-Wert als . 7 hat und ein Glukosid enthält, das aus der Saponin, Arbutin und Salicin
enthaltenden Gruppe ausgewählt ist. Es ist auch zu beachten, daß Kautschukmilchsorten
hergestellt werden können, die eine Wasserstoffionenkonzentration von annähernd
7 oder weniger haben, denen anorganische Salze, wie z. B. Thoriumnitrat, zugesetzt
werden können, um die Ladung der Kautschukteilchen umzukehren. Bei Kautschukmilchsorten,
die auf diese Weise behandelt sind, kann bei Zusatz der richtigen Mengen alkalischer
Kautschukmilch Koagulation 4erbeigeführt werden, In den folgenden Beispielen ist
veranschaulicht, wie das Verfahren gemäß der Erfindung ausgeführt werden kann.
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Beispiel i Eine saure Kautschukmilch mit einem pH-Wert zwischen 7
und 4,5 wird nach einem der Verfahren gemäß den amerikanischen PateDtschriften 1699
368 und 1699 369 hergestellt. Sie kann gegebenenfalls mit Zusatzstoffen gemischt
und als Koagulationsmittel für eine alkalische Kautschukmilch verwendet werden,
z. B. für gewöhnliche mit Ammoniak konservierte und gegebenenfalls mit Füllstoffen
versetzte Kautschukmilch. Die alkalische Kautschukmilch kann durch eine Düse in
die saure geführt werden öder umgekehrt. In jedem Fall wird ein fadenförmiges Koagulum
aus dem Hauptkäutschukmilchbad entfernt und vorzugsweise durch Verfestigung oder
Koagulation, wie z. B. durch Behandlung mit Säure und bzw. oder Alkohol oder einer
Lösung eines Salzes eines zwei- oder dreiwertigen Metalls, gehärtet. , Beispiel
2 Wie bei dem vorhergehenden Beispiel kann eine Kautschukmilch nach den Verfahren
gemäß den amerikanischen Patentschriften 1699 368 und 1699 369 bereitet und
gegebenenfalls mit Füllstoffen versetzt werden. In dem vorliegenden Fall ist jedoch
die schwach saure Kautschukmilch koagulierbar, und als Idoagulationsmittel wird
eine stärker saure Kautschukmilch nach dem Verfahren gemäß der amerikanischen Patentschrift
1823 iig bereitet. Nach den Verfahren gemäß den amerikanischen Patentschriften
1699 368 und 1699 369 kann eine Kautschukmilch mit einem pH-Wert zwischen
4,5 und 7 bereitet und gemäß der amerikanischen Patentschrift 1823 iig eine solche
mit einem so niedrigen PH-Wert wie i hergestellt werden. Eine schwach saure nach
dem zuerst genannten Verfahren hergestellte Kautschukmilch kann durch eine stärker
saure, wie z. B. nach dem zuletzt genannten Verfahren hergestellte Kautschukmilch
koaguliert werden. Die koagulierende Kautschukmilch kann man, wie dies in Beispiel
i beschrieben ist, in die koagulierbare strömen lassen oder umgekehrt. In jedem
Fall ist es jedoch vorteilhaft, die Oberfläche des Fadens nach seiner Entfernung
aus dem Bad durch Behandlung mit einem Verfestigungs- .oder Koagulierungsmittel,
wie oben beschrieben, zu härten.
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Beispiel 3 In diesem Fall kann die koagulierende.Kautschukmilch einen
pH-Wert von i besitzen und vorzugsweise nach dem Verfahren gemäß der amerikanischen
Patentschrift 1823 iig hergestellt sein, während die koagulierbare alkalische,
z. B. gewöhnliche, mit Ammoniak konservierte Kautschukmilch ist.
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Die Viscositäten der verschiedenen Kautschukmüchsorten, das Trocknungsverfahren
des Fadens, die Zusammensetzung der Kautschukmilchsorten mit Bezug auf die verschiedenen
Füllstoffe, die Durchflußgeschwindigkeit durch die Düse, die Geschwindigkeit des
Herausziehens des Fadens aus der Hauptmasse der Kautschukmilch und die Länge des
Wegs durch das Bad können gegebenenfalls geändert werden.
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Die Kautschukmilchsorten können vulkanisiert werden oder urivulkanisiert
bleiben mit oder ohne Zusatz von Vulkanisierungsmittel. Wenn ein vulkanisierter
Faden gewünscht wird, kann er durch Versetzen der verschiedenen Kautschukmilchsorten
mit geeigneten Vulkanisierungsmitteln, Bildung eines Fadens daraus und Vulkanisieren
des Endprodukts erhalten werden; er kann auch aus vulkanisierten Kautschukmilchsortem
wie oben gebildet werden, oder ein Faden aus urivulkanisierter Kautschukmilch ohne
Vulkanisierungszusätze kann der Wirkung vulkanisierender Flüssigkeiten oder Dämpfe
oder Lösungen, die Vulkanisierungsmittel enthalten, unterworfen werden. Zusätzlich
dazu ist es besonders vorteilhaft, wo es gewünscht wird, die Temperatur des Fadens
während der Herstellung so niedrig wie möglich zu halten, verschiedene Teile von
Vulkanisierurigsmitteln in die koagulierenden
und die koagulierbaren
Kautschukmilchsorten einzuverleiben, so- daß, wenn der endgültige Faden gebildet
wird, alle Zusätze für eine Vulkanisation bei niedriger Temperatur gemäß dem Verfahren
nach der amerikanischen Patentschrift 1777 96o vorhanden sind. Dadurch wird
eine vorzeitige Vulkanisation der Kautschukmilch vor Bildung des fertigen Fadens
vermieden werden. Wo man alkalische Kautschukmilch und saure verwendet, kann die
alkalische nach bekannten Verfahren wärmeempfindlich gemacht werden, z. B. durch
den Zusatz geringer Mengen von Salzen zwei- oder dreiwertiger Metalle, und die saure
Kautschukmilch kann auf höherer Temperatur gehalten werden. Auf diese Weise wird,
ob nun die wärmeempfindliche alkalische Kautschukmilch in erwärmte saure oder erwärmte
saure in wärmeempfindliche alkalische fließt, die Koagulation in Fadenform infolge
des Unterschieds der pH-Werte durch die Wärmekoagulation der koagulierenden Kautschukmilch
erhöht.
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Unter Kautschukmilch sollen koagulierbare Dispersionen von Kautschuk,
wie z. B. natürliche Kautschukmilch, verstanden werden, die konserviert oder gegebenenfalls
auf andere Weise behandelt sein kann und die sich in einem normalen, verdünnten,
konzentrierten oder gereinigten Zustand befinden kann. Es sollen auch solche künstlichen
Dispersionen von Kautschuk oder kautschukähnlichen Materialien eingeschlossen sein,
die sich gemäß der vorliegenden Erfindung behandeln und bei den beschriebenen Verfahrensvorgängen
benutzen lassen.