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Verfahren und Vorrichtung zum Streichen oder Spritzen von wässerigen
Dispersionen organischer Stoffe, wie Kautschukdispersionen Die Erfindung betrifft
ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Streichen oder Spritzen von wässerigen Dispersionen
organischer Stoffe, insbesondere Kautschukdispersionen.
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Es ist bekannt, daB Unterlagen mit Kautschuk oder kautschukähnlichen
Stoffen unter Verwendung von deren `wässerigen Dispersionen, wie natürlichen oder
künstlichen Kautschukmilchsäften, entweder durch elektrophoretische Abscheideverfahren
oder durch mechanische Verfahren, wie durch Aufstreichen, Spritzen oder Tauchen
u. dg1., überzogen werden können. Beim Überziehen von Geweben, beispielsweise durch
elektrophoretische Niederschlagung, wird der zu überziehende Stoff zwischen positiven
und negativen Elektroden hindurchgeschickt, die in ein Bad aus mit Alkali konservierter
Kautschukmilch eintauchen, wodurch die negativ geladenen Kautschukkügelchen in der
Kautschukmilch nach der Anode wandern und durch Elektrophorese auf der Seite des
dazwischenliegenden Gewebes niedergeschlagen werden, welche der Anode abgekehrt
ist. Eine Wanderung in der, entgegengesetzten Richtung findet im Falle der.Verwendung
einer sauren Dispersion statt, in welcher die Kautschukkügelchen positiv geladen
sind und daher nach der Kathode hin wandern. Werden blattförmige Stoffe andererseits
beispielsweise durch ein mechanisches Verfahren überzogen; so kann die wässerige
Kautschukdispersion, die vorteilhaft in Form einer dicken Paste benutzt wird, auf
die eine Oberfläche des zu überziehenden Materials aufgegeben und auf dieser beispielsweise
durch ein übliches Streichmesser oder eine ähnliche Streichvorrichtung gleichmäßig
ausgestrichen und dann getrocknet werden. Bei verhältnismäßig langsamen Arbeitsgeschwindigkeiten
liefern diese Aufstreichverfahren auch ganz befriedigende Resultate; wenn jedoch
versucht wird, die Geschwindigkeit des Durchganges des blattförmigen Stoffes unter
dem Streichmesser zu erhöhen, so wird eine rauhe unebene Oberfläche der Kautschukabscheidung
erhalten, da die Dispersionspaste leicht an und auf der Streichklinge anklebt.
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Die Erfindung bezieht sich nun auf derartige mechanische Aufstreich-
öder Spritzverfahren,
bei denen ein Streichmesser oder eine Spritzdiise-_verw-endet
wird, um die wässerige Dispersion einer Formgebung zu unterziehen öder einen Stoff
mit derDispersion zu überziehen.
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Gemäß der Erfindung wird bei dem Verfahren zum Streichen oder Spritzen
von wässerigen Dispersionen organischer Stoffe die Verfahrensmaßnahme mitbenutzt,
daß zwischen dem Streichmesser oder der Spritzdüse und der benutzten Dispersion
eine elektrische Potentialdifferenz aufrechterhalten wird, und- zwar wird hierbei
dem Streichmesser oder der Spritzdüse hinsichtlich des Vorzeichens dieselbe elektrische
Ladung gegeben, welche die dispergierte Phase der Dispersion hat.
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Es wurde nämlich gefunden, daß, wenn bei den genannten Verfahren dem
Streichmesser oder der Spritzdüse eine elektrische Ladung erteilt wird" die im Vorzeichen
der Ladung der dispergierten Phase der Dispersion gleich ist, eine Ansammlung von
Wasser an der Seite der Oberfläche des Streichmessers oder der Spritzdüse stattfindet,
die mit der Dispersion in Berührung steht. Diese Ansammlung von Wasser oder diese
dünne Wasserschicht wirkt als eine Art Glätt- oder Schmiermittel, und sie verhindert
ein Anbacken der Dispersion an dem Stieichmesser oder der Spritzdise und somit auch
die Bildung von Krusten, durch die eine rauhe Oberfläche des Überzugs oder des gespritzten
Gegenstandes erhalten werden- würde.
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In alkalischen wässerigen I1-autschukdispersionen sind die Kautschukteilchen
negativ geladen, und daher wird das Streich-. messer oder die Spritzdüse als Kathode
benutzt. Die Ansammlung von Wasser an der Kathode erfolgt dadurch, daß die negativ
geladenen Teilchen in den Teilen der Dispersionsmasse, die an dem kathodisch geschalteten
Streichmesser oder der kathodisch geschalteten Spritzdüse anliegen, von der Kathode
hinwegzuwandern suchen, während gleichzeitig das Wasser nach der Kathode hinzuwandern
strebt, so daß anliegend an der Kathodenfläche eine dünne Schicht aus flüssiger
Phase erzeugt wird, die verhältnismäßig frei von dispergierten Teilchen ist, Diese
erhöhte Wasseransammlung an den Kontaktstellen zwischen beispielsweise dem Streichmesser
und der Dispersion ermöglicht es, daß die Laufgeschwindigkeit des zu überziehenden
Stoffes, im besonderen beim Überziehen von Gewebe mit einer dicken Dispersionspaste,
wesentlich über die Geschwindigkeit hinaus erhöht werden kann, die bei den bisher
bekannten Streichverfahren. praktisch angewendet werden konnte, und sie ermöglicht
ferner, daß auch solche Pasten glatt aufgestrichen werden können, die unter Verwendung
der bisher bekannten Streichverfahren für ein glattes Aufstreichen. viel zu viscos
wären.
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In gleicher Weise kann auch, wie bereits erwähnt, eine Potentialdifferenz
zwischen einerseits einer metallischen Spritzdüse und andererseits der zu spritzenden
Dispersionspaste aufrechterhalten werden oder, wenn das Spritzverfahren als Verfahren
zum überziehen einer Unterlage angewendet wird, zwischen der Metalldüse und dem
zu überziehenden Stoff, beispielsweise einem Draht. Beim Spritzen einer Dispersionspaste
zwecks Herstellen- eines Fadens, einer Platte oder eines ähnlichen Erzeugnisses
wird die Spritzdüse, die natürlich von dem Hauptteil der Maschine isoliert wird,
mit Bezug auf den Hauptteil der Maschine auf einem negativen Potential gehalten
und letzterer als Anode benutzt und vorzugsweise geerdet. Beim überziehen, beispielsweise
eines Drahtes, kann selbstverständlich entweder der Draht oder der Hauptteil der
Maschine als Anode benutzt werden. ° Es ist ohne weiteres ersichtlich; daß sich
-das Verfahren der Erfindung vollkommen von den Verfahren unterscheidet, bei welchen
der Kautschuk aus Kautschukmilch kataphoretisch auf einem sich- bewegenden Gewebe
niedergeschlagen wird, das zwischen einer Kathode- und einer Tragvorrichtung liegt,
die in sich eine Anode enthält. Das Verfahren gemäß der Erfindung ist grundsätzlich
ein mechanisches Aufstreichverfahren, bei dem jedoch die Eigenschaft der dispergierten
Teilchen, unter dem Einfluß eines elektrischen Feldes oder Potentialgefälles zu
wandern, nutzbringend verwertet wird, um eine dünne Schicht aus einer verhältnismäßig
verdünnten Dispersion an der Berührungsfläche zwischen der Dispersion und dem Streichmesser
oder der Spritzdüse zu erzeugen. Die Dicke der nach dem Verfahren erzielbaren Überzüge
ist auch in keiner Weise von den Bedingungen abhängig, welche die Dicke eines Überzuges
bestimmen, der durch Elektrophorese auf einer gleichen Unterlage niedergeschlagen
wird. Durch die gänzlich unbedeutende elektrophoretische Abscheidung, die bei dem
Verfahren gemäß der Erfindung mit auftreten kann, wird auch die auf die Unterlage
aufgetragene Kautschukmenge nicht vergrößert, sondern durch sie kann an der Unterlage
nur eine geringe Koagulation der Kautschukmilch bewirkt werden, die dort durch die
mechanische Wirkung der Streichvorrichtung schon abgeschieden worden ist.
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Die Erfindung kann bei den verschiedenartigsten Vorrichtungen Anwendung
finden; zu ihrer Veranschaulichung wird sie nachstehend
an Hand
der Zeichnung in Verbindung mit einer Streichvorrichtung zum überziehen von blattförmigen
Stoffen, wie Geweben, näher beschrieben.
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In der Zeichnung veranschaulichen: Fig. i eine schematische Ansicht
einer Vorrichtung zum Überziehen eines Gewebes gemäß der Erfindung, Fig.2 und 3
abgeänderte Ausführungsformen der Vorrichtung nach Fig. i.
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Bei der Vorrichtung nach Fig. i wird ein blattförmiger Stoff i, beispielsweise
ein Gewebe, das mit einer Dispersionspaste überzogen werden soll, über eine als
Auflage dienende Förderrolle 2 geführt und unter einem üblichen Streichmesser 3
hindurchgeschickt, das oberhalb der genannten Förderrolle angeordnet ist und mit
dem Gewebe eine Art Düse bildet, durch welche die Dispersionspaste 6 durch die Vorwärtsbewegung
des Gewebes i hindurchgezogen wird. Das Streichmesser 3 besteht aus einem elektrisch
leitfähigen Stoff und ist von der übrigen Einrichtung isoliert und mit dem negativen
Pol einer Gleichstromanlage durch die Leitung 4 verbunden. Der positive Pol des
Stromkreises ist durch die Leitung 5 mit der Tragrolle .2 verbunden, über welche
der zu überziehende Stoff durch (nicht näher dargestellte) Vorrichtungen fortlaufend
hinweggeführt wird. Die auf die Unterlage i aufzutragende Dispersion 6 kann aus
einer wässerigen natürlichen oder künstlich hergestellten Dispersion aus Kautschuk
oder einem kautschukähnlichen Stoff oder aus einer Dispersion eines anderen dispergierbaren
Stoffes, in welcher die dispergierten Teilchen negative elektrische Ladungen tragen,
bestehen. Zum Anfeuchten des zu überziehenden Stoffes, vorzugsweise mit einer Elektrolytlösung,
ist eine Benetzrolle 7 vorgesehen, so daß der zu überziehende Stoff leitfähig gemacht
wird. Wenn das zu überziehende Material an sich schön leitfähig ist, so kann die
genannte Benetzrolle auch in Wegfall kommen.
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Bei der Abänderung der Vorrichtung gemäß Fig. 2 ist ein Streichmesser
3 mit einer Stromquelle durch --die Leitung 8 verbunden und bildet wie in Fig. i
die Kathode. Der positive Pol der Stromquelle ist mit einer feststehenden Elektrode
g verbunden, die so angeordnet ist, daß sie mit der aufzustreichenden Dispersionsmasse
6 in Berührung steht, und zwar entweder in der veranschaulichten Stellung oder in
einem Speisebehälter, der anschließend an das Streichmesser 3 angeordnet werden
kann. Bei dieser Ausfüh rungsform wird somit eine Potentialdifferenz unmittelbar
zwischen dem Streichmesser 3 und der Dispersionsmasse aufrechterhalten, so daß die
Förderrolle 2 und der zu überziehende Stoff nicht für die Herstellung des Stromkreises
benutzt werden. Die in Fig.2-veranschaulichte Vorrichtung kann daher auch zum Überziehen
von blattförmigen Stoffen aus nichtleitendem Material, wie aus Kautschuk o. dg1.
oder aus Papier oder Gewebe u. dgl., benutzt werden.
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Bei der in Fig.3 veranschaulichten Ausführungsform bildet das Streichmesser
3 wieder die Kathode, während die Anode aus einer Kontaktrolle io besteht, welche
den elektrischen Kontakt mit einer Fläche des zu überziehenden Stoffes herstellt,
nachdem letzterer, falls erforderlich, durch eine Netzrolle 7 oder auf andere Weise
angefeuchtet oder leitfähig gemacht worden ist.
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Bei den verschiedenen veranschaulichten Ausführungsformen bildet das
Streichmesser die Kathode, so daß die Verdünnung einer Dispersion, die negativ geladene
Teilchen enthält, an der Berührungsfläche des Streichmessers erfolgt und somit eine
Art Schmierung zwischen der Dispersion und dem Streichmesser erzielt wird.
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Sind die dispergierten Teilchen positiv geladen, wie beispielsweise
bei einer sogenannten sauren Kautschukmilch oder anderen Dispersionen aus Kautschuk
o. dgl., die einen pH-Wert unter 4,5 haben, so kann beim Aufstreichen oder Spritzen
derartiger Dispersionspasten die Schmierung der Berührungsfläche des Streichmessers
oder der Spritzdüse erfindungsgemäß bewirkt werden, indem das Streichmesser oder
die Spritzdüse als Anode benutzt wird, wodurch diese mit Bezug auf die Dispersion
auf einem positiven Potential gehalten werden. Das erforderliche Potentialgefälle
ist natürlich abhängig von den zu verarbeitenden Stoffen und dem Effekt, der erreicht
werden soll. Es wurde jedoch gefunden, daß Potentialdifferenzen bis zu
2,20 Volt für die meisten Zwecke vollkommen ausreichend sind. Es können jedoch
auch Spannungen unter 22o Volt benutzt werden, wenn sie mit der Geschwindigkeit,
mit welcher die Streich- oder Spritzmaschine arbeiten soll, vereinbar sind; auch
hängen die Spannungen natürlich von der Konzentration, der Viscosität und der Leitfähigkeit
der aufzustreichenden Paste ab.