DE660652C - Verfahren zur Herstellung von Schwammkautschukgegenstaenden - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von Schwammkautschukgegenständen Die Erfindung betrifft die Herstellung von Schwammkautschukgegenständen, insbesondere solcher, die mit Hilfe einer Form hergestellt werden. Zur Herstellung von Schwammkautschuk ist vorgeschlagen worden, einer Kautschukmischung, welche also koagulierten Kautschuk enthält, Stoffe zuzusetzen, die bei erhöhter Temperatur, z. B. bei der Vulkanisation, Gase entwickeln; als solche Stoffe können auch leicht siedende Flüssigkeiten, wie Leichtbenzin, verwendet werden, welche von porösen, unlöslichen, festen Stoffen, wie Kork- oder Sägemehl, aufgesaugt sind und in dieser Form der Masse einverleibt werden. Es ist auch schon vorgeschlagen worden, von Kautschukdispersionen, wie Latex, auszugehen, diese zum Schäumen zu bringen und den erhaltenen Schaum zu vulkanisieren. Zur Herstellung eines porösen Scheiders für Bleisammler ist vorgeschlagen worden, Holzspäne bzw. Holzmehl unter Zugabe löslicher Stoffe mit einem Bindemittel, wie Harz oder Kautschuk, zu mischen, unter Druck und Hitze zu formen und die löslichen Stoffe durch Säure zu extrahieren.
• Die Erfindung hat sich die Aufgabe gesetzt, Schwammkautschuk herzustellen, dessen Poren, wie bei Naturschwamm, miteinander in Verbindung stehen und nach Größe und nach Anordnung vorbestimmt werden können. Es können daher erfindungsgemäß Schwammkautschukkörper von bestimmter, durch die Form gegebener Gestalt hergestellt werden, deren Porosität und damit Elastizität an verschiedenen Stellen infolge verschiedener Größe und Anordnung der Poren verschieden und vorbestimmbar ist.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß einer wässerigen Kautschukdispersion Füll- oder Kernkörper aus einem bei normaler Temperatur festen, aber durch Wasser entfernbaren Stoff zugefügt, der Kautschuk koaguliert und vulkanisiert wird, wobei die Herauslösung der Kernkörper vor, während oder nach der Vulkanisation erfolgen kann. -Die Kernkörper können aus Leim, Gummiarabikum, AgarAgar, Dextrin, Stärke, Zucker oder einem ähnlichen Material bestehen, welches mindestens bis zur Koagulation des Kautschuks fest ist und seine Form nicht ändert, aber durch die Einwirkung von heißem Wasser oder auch längere Einwirkung von kaltem Wasser durch Lösung oder Dispergierung in demselben entfernt werden kann. Es hat sich gezeigt, daß auch sehr feine, wasserunlösliche Pulver, wie Kreide oder Kaolin, in Mischung mit den obengenannten Kolloiden sich aus der Masse durch Dispersion im Wasser entfernen lassen.., Diese Füll- oder Kernkörper, welche Ges" stalt und Größe der Poren bedingen, können: die Form von Perlen, Körnern, Zylipdern,@ Bruchstücken oder sonst eine beliebige Form aufweisen. In den meisten Fällen dürfte eine annähernd kugelförmige Form ain zweckmäßigsten sein.
• Die verwendete Dispersion kann den Kautschuk in =vulkanisierter oder vulkanisierter Form enthalten; im ersteren Falle kann die Entfernung des Kernmaterials zugleich mit der Vuikanisierung in heißem Wasser stattfinden. Der Ausdruck Kautschuk umfaßt natürlich nicht nur Natur- und Kunstkautschuk, sondern auch kautschukartige Stoffe, wie Guttapercha, Balata u. dgl. ; auch Dispersionen aus regeneriertem Altkautschuk können verwendet werden.
• Der benutzten Kautschukdispersion können irgendwelche der üblichen Zusatzstoffe, wie Vulkanisiermittel, Beschleuniger, Weichmachungsmittel, Alterungsschutzmittel, Füllstoffe o. dgl., zugesetzt werden. Es können derselben auch Koagulationsmittel und solche Stoffe, welche die Dispersion wärmeempfindlich machen, zugesetzt werden, wie z. B. Magnesiumsulfat, Calciumsulfat, Ammoniumsalze oder bisubstituierte aromatische Guanidine, die eine Beschleunigung und Steuerung der Koagulation bei Anwendung von Wärme ermöglichen.
• Wenn als Dispersion eine solche aus vorher vulkanisiertem K=autschuk oder aus rasch vulkanisierendem Kautschuk verwendet wird, so kann die Vulkanisation in der gleichen Erhitzungsvorrichtung durchgeführt werden, in welcher das Koagulum getrocknet wird, und es können Formen aus Gips, Holz oder einem anderen billigen Stoff verwendet werden.
• Die Erfindung kann auf verschiedene Weise ausgeführt werden. Die Kautschukdispersion kann mit dem Kernmaterial innig gemischt werden, worauf der so erhaltene Brei in eine Form gegossen und in ihr zur Koagulation gebracht wird. Eine andere Ausführungsform, die im allgemeinen zweckmäßiger ist, besteht darin, daß zuerst das Kernmaterial in die Form eingefüllt und dann die Kautschukdispersion über das Kernmaterial in die Form gegossen wird, wobei leicht durch geeignete Maßnahmen erreicht werden kann, daß die Dispersion alle Zwischenräume zwischen den einzelnen Kernkörpern ausfüllt und an alle Stellen und Ecken der Form gelangt. Da es sich bei dieser Ausführungsform erübrigt, erst die Dispersion und das Kernmaterial miteinander zu vermischen, ist diese Ausführungsform im allgemeinen schneller und wirtschaftlicher.
• = Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung enthält jedes Kernmaterialteilchen in seiner Masse oder an seiner Oberfläche ein Koagulationsmittel, das bei normaler oder etwas erhöhter Temperatur die Koagulation der das Teilchen umgebenden Dispersionsschicht bewirkt. Zweckmäßig wird ein solches Koagulationsmittel verwendet, das durch Wasser entfernbar ist, unter den Bedingungen des Verfahrens keine Verbindung mit dem Kernmaterial eingeht und nicht bei norinaler, sondern erst bei erhöhter Temperatur Koagulation bewirkt. Solche Koagulationsmittel sind beispielsweise die Salze eines zweiwertigen Metalls, wie Magnesiumsulfat und Calciumsulfat. Diese Ausbildung der Erfindung hat den Vorteil, daß die Gefahr einer zu frühzeitigen Koagulation weitgehend vermieden wird.
• Wenn eine besonders starke Koagulationswirkung gewünscht wird, also insbesondere bei Anwendung sehr verdünnter Dispersionen, können die zur Wärmeempfindlichin achung oder Koagulierung dienenden Mittel sowohl in die Dispersion als auch in oder auf dem Kernmaterial eingeführt werden.
• Wie aus vorstehendem Hervorgeht, kann das Kernmaterial aus einem der obergenannten Kolloide oder einem anderen wasserlöslichen Stoff, wie Zucker, oder aus geformten Mischungen dieser Stoffe mit Koagulationsinitteln oder mit indifferenten, aber entfernbaren Stoffen, wie Schlämmkreide oder Kaolin, bestehen, oder es können chemisch indifferente Kernkörper an ihrer Oberfläche mit einer koagulierenden Substanz überzogen werden, z. B.. indem sie mit einer konzentrierten Magnesiuinsulfatlösung bespritzt werden.
• Die Koagulation und Vulkanisation der Dispersion können in dem gleichen Arbeitsgange durchgeführt werden, wobei erstere gleichzeitig oder kurz vor letzterer erfolgen kann. Die Vulkanisationstemperatur, die im allgemeinen etwas höher liegt als die Koagulationstemperatur, bewirkt eine erhebliche Beschleunigung .der Koagulation der Masse, welche fast gleichzeitig, mindestens aber unmittelbar nach der Koagulation vulkanisiert wird. Man erzielt dadurch eine erhebliche Beschleunigung des Arbeitsprozesses und eine Ersparnis an Formen.
• Die Erfindung eignet sich insbesondere zur Herstellung von Schwarnmkautschukgegenständen für Polsterwaren, wie elastische Matratzen, Kissen, Sitze, Rückenlehnen, Polsterteile für Kraftfahrzeuge, Eisenbahnwagen, Luftfahrzeuge u. dgl. Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese nachstehend an Hand einiger Ausführungsbeispiele näher beschrieben: Herstellung der Füll- oder Kernkörper i. 6 kg Kaolin werden mit 2 kg einer i5o/oigen Leimlösung zu einem Teig verknetet, der durch eine Ziehpresse hindurchgepreßt und in kleine Zylinder von etwa 2 bis 4 mm Länge, bei gleichem Durchmesser, zerschnitten wird. Diese werden auf einer Unterlage von Talkum gesammelt, bei etwa 70° getrocknet und abgesiebt, wobei das Talkum ein Zusammenkleben der Stangen verhindert. Statt zylinderförmiger können auch kugelförmige Körper hergestellt werden; die Dimensionen derselben können je nach dem Verwendungszweck beliebig gewählt werden.
• 2. 6 kg Schlämmkreide werden mit 2 kg abfallender Cellulosebleichlauge von 35 bis 36° Be zu einer Paste verknetet, aus welcher die Formkörper, wie oben, hergestellt werden.
• 3. 6 kg Schlämmkreide und I kg Calciumsulfat in feinster Pulverform werden mit 2 kg abfallender Cellulosebleichlauge zu einer Paste verknetet, aus der die Formkörper, wie oben, hergestellt werden. Das Calciumsulfat gibt diesen eine koagulierende Eigenschaft.
• .. Die nach 2. hergestellten Formkörper werden nach gründlicher Trocknung unter Bewegung mit einer konzentrierten Magnesiumsulfatlösung bespritzt und erneut getrocknet, wodurch sie einen tTberzug des Koagulationsmittels erhalten.
• Herstellung von Schwammgummigegenständen Beispiel i. iooo g 6oo/oiger Kautschukmilch werden vermischt mit einer Suspension von 12 g Schwefel, 24 g Zinkoxyd, z,5 g Piperidyldithiocarbamat des Piperidins, 5 g Calciumsulfat in 40 g einer 2o/oigen Lösung von Gummiarabikum.
• Dieser Mischung wird unter Umrühren ein gleiches Gewicht von Leim in Kugelform einverleibt, wobei die Leimkügelchen einen durchschnittlichen Durchmesser von 3 mm haben. Diese Mischung wird dann in eine Form gegossen, in dieser durch Erhitzen auf 6o° während 30 Minuten koaguliert, hierauf aus der Form herausgenommen und 45 Minuten lang in kochendes Wasser eingetaucht, wobei Koagulation erfolgt und der größte Teil des Leims durch das heiße Wasser extrahiert wird. Die vulkanisierte Masse wird mit heißem Wasser weiterbehandelt, um den Rest des Leims zu entfernen, und dann getrocknet.
• Beispiele. iooogvorvulkanisierte33o/oige Kautschukmilch wird mit 700g Leim in Form von Kügelchen mit 2 bis 3 mm Durchmesser vermischt, und der breiartigen Mischung werden unter Umrühren io ccm einer io1/oigen Magnesiumsulfatlösung und 2o ccm einer ioo/oigen Ammoniumsulfatlösung zugefügt. Die Mischung wird dann in eine Form gegossen und in einem Ofen durch Erhitzen auf etwa 6o° koaguliert. Die koagulierte Masse wird dann aus der Form herausgenommen und mit heißem Wasser behandelt, wobei Vulkanisation erfolgt und der Leim herausgelöst wird.
• Beispie13. 2ooog vorvulkanisierte 5o°/oige Kautschukmilch werden mit 5oo g einer wässerigen Mineralölemulsion vermischt, und der Mischung werden 200o g Leimbruchstückchen von etwa 3 bis 4. mm und 700 g Leimbruchstückchen von etwa i mm durchschnittlicher Bruchgröße einverleibt. Zu dieser Mischung wird eine Suspension von 59 Calciums,ulfat in einer ioo,öigen Gummiarabikumlö,sung zugeführt, die Masse homogenisiert, in die Form gefüllt und in dieser durch 3o Minuten langes Erhitzen auf 5o° koaguliert. Dann wird etwas Wasser in die Form eingefüllt, um die Herausnahme des Koagulums zu erleichtern; die Masse wird dann aus der Form genommen und zur Vulkanisation und Extraktion des Leimes mit heißem Wasser behandelt und dann bei niedriger Temperatur getrocknet.
• Beispiel 4. In eine Form von geeigneter Gestalt, die aus Holz bestehen und ein Fassungsvermögen von etwa 8o 1 haben kann, werden zunächst 6o kg Kernmaterial in Form kleiner Kugeln oder Stangen, die wie oben beschrieben hergestellt sind, eingefüllt, und es werden dann sorgfältig 25 kg folgender Kautschuledispersion in dieFormeingegossen: 22,000 kg 5oo/oige Kautschukmilch, 0,250 kg Schwefel, o,6ookg Zinkoxyd, o,o5okg Piperidyldithiocarbam.at des Piperidins, o,iookg Calciumsulfat, suspendiert in 2,0ookg 5o/oiger Gummiarabikumlösung. Beim Eingießen der Dispersion ist dafür Sorge zu tragen, daß die in den Zwischenräumen des Kernmaterials befindliche Luft ausgetrieben und diese Zwischenräume sowie die Form lückenlos ausgefüllt werden. Die gefüllte Form wird dann zwecks Koagulation etwa i Stunde lang einer Temperatur von 75° und dann zwecks Vulkanisation etwa 15 Minuten lang einer Temperatur von i27° ausgesetzt. Die vulkanisierte Masse wird hierauf aus .der Form herausgenommen und mit warmem Wasser, z. B. von 5obis6o°, gründlich ausgewaschen. Hierauf kann noch eine Wäsche mit kaltem Wasser erfolgen, bevor das zusammenhängende poröse Schwammkautschukprodukt bei niedriger Temperatur getrocknet wird.
• Beispiel 5. Dieses Beispiel entspricht dem vorangegangenen Beispiel q., nur daß die Füllkörper nach 2. (Herstellung der Füll- oder Kernkörper) hergestellt sind und 30 kg einer normalen, vorvulkanisierten 36°[oigen Kautschukmilch verwendet werden. Die Extraktion des Calciwmcarbonats und des Leimes des Kernmaterials kann auch durch Auswaschen mit kaltem Wasser bewirkt werden.
• B e i s p i e 1 6. In eine Form, welche die Gestalt des herzustellenden Schwammkautschukerzeugnisses hat, wird eine breiige Mischung eingefüllt, die aus nach 3. (Herstellung der Füll- oder Kernkörper) hergestelltem Kernmaterial und einer Kautschukdispersion nach Beispiel 4. besteht.
• Man läßt :die mit der, Mischung gefüllte Form so lange stehen, bis vollständige Koagulierung eingetreten ist; die Anwendung erhöhter Temperaturen beschleunigt das Diffundieren des wärmeempfindlichmachenden oder koagulierenden Mittels aus dem Kernmaterial in die es umgebende Kautschukdispersion. Die Koagulation erfolgt beispielsweise bei 6o° in etwa 2 Stunden. Hierauf wird etwa 2o Minuten bei i27° vulkanisiert, der Gegenstand aus der Form genommen und bis zur vollständigen Entfernung des Kernmaterials mit heißem oder kaltem Wasser behandelt.
• B e i s p i e 1 7. Dieses Beispiel unterscheidet sich von dem vorangegangenen Beispiel 6 nur dadurch, daß nach 3. oder 4.. (Herstellung der Füll- oder Kernkörper) hergestelltes Kernmaterial verwendet wird und daß die gefüllte Form von Raumtemperatur in ungefähr 5 Minuten auf etwa 1z7° erwärmt und etwa 2o Minuten lang auf dieser Höchsttemperatur gehalten wird. Dabei erfolgt Koagulation und Vulkanisation in dem gleichen Arbeitsgang.
• Fig. i und 2 zeigen schematisch die erfindungsgemäß erzielte Wirkung. Fi.g. i zeigt im Schnitt einen Teil der Form mit den dunkel dargestellten perlförmigen Füll- !oder Kernkörpern und der hell dargestellten, die Zwischenräume zwischen den Körpern lückenlos ausfüllenden Kautschukdispersion.
• F ig. 2 zeigt im Schnitt die entsprechende Ansicht des fertigen Schwammkautschukerzeugnisses nach Herauslösen der Körper, wobei die erhaltenen Poren hell, der Kautschuk aber dunkel dargestellt ist. Man sieht, daß die Luftzellen genau die Lage und Größe der ursprünglich dort vorhandenen Füllkörper haben und, wie bei natürlichem Schwamm. miteinander in Verbindung stehen.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von Schw ammkautschukgegenständen unter Verwendung von zur Porenbildung dienenden Füllkörpern, die nachträglich entfernt werden, dadurch gekennzeichnet, daß wässrige Kautschukdipersionen koaguliert werden in Anwesenheit von in der Dispersion verteilten Füllkörpern, wie z. B. Leim, Gummiarabikum, Dextrin, Stärke, Zucker, gegebenenfalls unter Beimischung von Kreide oder Kaolin zu den Füllkörpern, welche unter dem Einfluß der Flüssigkeit, mit der sie während der Vereinigung mit der Kautschukdispersion und während der Koagulation derselben in Berührung kommen, ihre Form nicht verändern, dagegen durch Wasser aus dein Schwammkautschukkörper sich herauslösen lassen.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die körnigen Füllkörper ein Kautschukkoagulierungsmittel enthalten, entweder in ihrer ganzen Masse oder nur auf ihrer Oberfläche.