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Verfahren zum Herstellen von Kautschukfäden o. dgI. Die Erfindung
bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Kautschukfäden, -bändern, -streifen,
-röhren von geringem Durchmesser und -filmen durch Ausströmen von wässerigen Dispersionen
von Kautschuk, , Guttapercha, Balata o. dgl. in ein Koagulierbad. Die Dispersionen
können dabei entweder aus natürlichem Milchsaft bestehen oder i künstlich hergestellte
Dispersionen sein.
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Es ist bekannt, zum Herstellen von Kautschukfäden o. dgl. eine koagulierbare
Dispersion durch eine Düse in ein Koagulierbad ausströmen zu lassen, so daß die
in der Form ' eines feinen Strahls aus der Mündung der Ausströmdüse heraustretende
Dispersionsmenge zu der Form einer fortlaufenden' zu- = sammenhängenden Länge koaguliert
wird, die als solche zur weiteren Behandlung, z. B. zum Ausdehnen .durch Strecken,
dem, falls , notwendig, ein Vulkanisieren und Trocknen folgt, geführt werden kann.
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Die Erfindung bezweckt, ein verbessertes ' Verfahren zu schaffen,
das die Möglichkeit gibt, Dispersionen von jeder gewünschten oberen Anreicherungsgrenze
hinsichtlich des Kautschukgehalts, selbst bis zur pastenförmigen Beschaffenheit,
zu benutzen, und ferner ermöglicht, bei hoher Geschwindigkeit und mit einfacher
Regelung Fäden, Bänder, Streifen; Filzne o. dgl. von sehr gleichmäßigem Querschnitt
zu .erzeugen.
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Gemäß der Erfindung wird eine Hilfsflüssigkeit, auf die eine Meßpumpe
einwirkt, verwendet, um die Dispersion in die Ausströmdüse zu drücken. Unter Meßpumpe
ist eine Pumpe der in der Kunstseidenindustrie bekannten verwendeten Art zu verstehen,
mit der z. B. die. Viskose durch die Spinndüsen gedrückt wird.
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Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung ist man unabhängig von Änderungen
der Zähflüssigkeit der zum Ausströmen gebrachten Dispersionen. Derartige Zähegradänderungen
treten-insbesondere infolge von Temperaturänderungen sowie ungleichmäßiger Beschaffenheit
des für die Kautschukrnilchmischungen o. dgl. verwendeten Ausgangswerkstoffs bei
bekannten Verfahren häufig auf.
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Die Regelung des Verfahrens ist äußerst einfach gemacht, da die Querschnittsfläche
des Fadens o. dgl. sehr gleichmäßig ist und lediglich von zwei mechanischen Faktoren
abhängt; nämlich der- Leistungsfähigkeit der Pumpe einerseits und der Arbeitsgeschwindigkeit
der Aufwickel- oder Samtnelvorrichtuhg für den-Faden o. dgl. andererseits. Beim
Arbeiten gemäß der Erfindung ist diese Querschnittsfläche unabhängig von der Geschwindigkeit,
mit
welcher die ausgestoßene Länge Kautschukdispersion an die Oberfläche des Koagulierbades
steigt, und dementspre r, chend von dem spezifischen Gewicht :d. Flüssigkeit dieses
Bades und der Eintabetiefe der Ausstromdüse unter die Oberflä V des Bades.
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Die dünne Länge von Kautschukdispersion, die aus der Ausströmdüse
heraustritt, kann während ihres Durchgangs durch das Koagulierbad in üblicher Weise
entweder vollständig oder nur teilweise koaguliert werden, um später vollständig
koaguliert zu werden. Es kann z. B. in dem letzteren Fall die dünne Länge einfach
in den zusammenhängenden plastischen Zustand infolge ihres Durchgangs durch das
Koagulierbad umgewandelt und dann einer mechanischen Behandlung, z. B. einem bekannten
Strecken, unterworfen «-erden, die entweder gleichzeitig mit der Vollendung der
Koagulation oder darauffolgend ausgeführt wird. Die ausgestoßene Dispersion ist
dabei in Berührung mit dem Koaguliermittel, in das es während nur einer verhältnismäßig
kurzen Zeitdauer, z. B. wesentlich weniger als i Sek., etwa von 1/5o bis 1/2 Sek.,
je nach der Zusammensetzung der Dispersion, der Zusammensetzung des Koagulierbades
und des Verfestigungsgrades des Fadens o. dgl., zu welchem die Vorkoagulation ausgeführt
werden soll, ausströmen gelassen wird.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung paßt sich leicht den Erfordernissen
der fortlaufenden Herstellung an, in welchem Fall die ausgestoßene Länge Kautschukdispersion
in üblicher Weise zuerst durch das Anfangskoagulierbad, .dann durch- die Vorrichtung
oder die Vorrichtungen zur Ausführung der ein- oder mehrstufigen Streckbehandlung
des teilweise koagulierten Werkstoffs und zur gleichzeitigen oder danach erfolgenden
Vollendung der Koagulation, dann durch Waschbäder und Trockner tritt, wonach die
getrocknete Menge einer Vulkanisation unterworfen, z. B. indem sie durch eine Vulkanisationskammer
geführt oder in ein Vulkanisationsbad eingetaucht wird, und schließlich der fertige
Faden o. dgl. auf einer Trommel oder anderen Sammelvorrichtung gesammelt wird.
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Die bei dem Verfahren gemäß der Erfindung verwendete Dispersion kann
entweder eine bekannt vorvulkanisierte Dispersion oder eine Dispersion von gewöhnlichem
unvulkanisiertem Kautschuk o. dgl. sein. Die Dispersion kann entweder bis zu 8o
ei`, oder mehr Kautschuk o. dgl. enthalten oder von normaler oder sogar verdünnter
Konzentration sein. Es wird in diesem Zusammenhang jedoch darauf hingewiesen, daß,
obwohl verdünnte Kautschukmilch als verwendbar gefunden worden ist, es vorzuziehen
ist, z. B. mit Rücksicht auf die größere Bequemlichkeit ".,mit Wirtschaftlichkeit
hinsichtlich der '`$etriebskosten des Verfahrens eine Kaut-"!'4`ghukmilch in konzentriertem
Zustand, z. B. 'ine solche, die über 5o °1o Kautschuk enthält, zu benutzen.
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Die Dispersion kann irgendeines der üblichen Vulkanisierungsmittel,
z. B. Schwefel, Selen, Trinitrobenzol o. dgl., Beschleuniger, Alterungsschutzmittel,
Weichmacher o. dgl. enthalten und mit irgendeinem der bekanntes: Füllstoffe, wie
z. B. Schlämmkreide, Kaolin, Bariumsulfat, Lithopone, Titanoxyd, Zinkoxyd, Zinkweiß,
Ruß, Antimonpentasulfid, organische Farbstoffe o. dgl., versetzt sein.
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Die Ausströmdüse, durch welche die Dispersion in das Koagulierbad
gespritzt wird, soll - wie ebenfalls bekannt - aus einem nicht angreifbaren Werkstoff,
z. B. Glas, Porzellan, Nickel, Chromnickel, dem unter dem Namen-Warenzeichen Monelmetall
bekannten Werkstoff, Gold, Platin o. dgl., zusammengesetzt sein, damit sie der angreifenden
Einwirkung des Koaguliermittels Widerstand leisten kann. Zur Herstellung von Fäden,
Bändern, Streifen o. dgl. kann eine Düse mit verschiedenen Öffnungen verwendet werden.
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Durch die Verwendung einer Hilfsflüssigkeit bei dem Verfahren gemäß
der Erfindung wird eine Koagulation verhindert, die stattfinden würde, wenn die
Kautschukmilch unmittelbar in die Meßpumpe all sich bekannter Bauart eingeführt
wird, insbesondere wenn sie eine hohe Anreicherung hat. Als Hilfsflüssigkeit kann
z. B. ein Mineralöl oder ein vegetabilisches Öl, Quecksilber, Glycerin oder sogar
Wasser benutzt werden, um die Kautschukmilch in die Düse fließen zu lassen. Diese
Hilfsflüssigkeit kann entweder in unmittelbare Berührung mit der Kautschukmilch
treten oder sie kann durch Zwischenwirkung eines Kolbens, einer Membran o. dgl.
arbeiten. Gegebenenfalls können zwei Hilfsflüssigkeiten verwendet werden, von denen
die eine mit Kautschukmilch nicht mischbar ist.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung wird nachstehend an Hand der Zeichnung
beispielsweise näher erläutert, und zwar zeigen: Fig. i schematisch eine Anlage
zur Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung, Fig. :2 eine andere Ausführungsform
einer solchen Anlage, Fig.3 eine Vorrichtung, bei der eine unmittelbare Berührung
zwischen der Hilfsflüssigkeit und der Kautschukmilch nicht stattfindet,
Fig.
4. eine andere Ausführungsform einer Vorrichtung, bei der eine unmittelbare Berührung
zwischen der Hilfsflüssigkeit und der Kautschukmilch nicht stattfindet.
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Die Hilfsflüssigkeit, z. B. Rüböl, ist in einem Vorratsbehälter 3
enthalten und wird der Meßpumpe i zugeführt, die von einer Welle 2 angetrieben wird.
Das Öl wird durch die Pumpe 1 in einen Behälter 4. gedrückt, der zuvor mit Kautschukmilch
aus einem Vorratsbehälter 5 gefüllt worden war. Das Öl, das allmählich durch die
Pumpe i in den oberen Teil des Behälters 4. gefördert wird, zwingt die Kautschukmilch,
durch ein Rohr 6 und einen Filter 7 zu einer üblichen Ausströmdüse 8 zu fließen,
die unterhalb der Oberfläche eines Koagulierbades g gehalten wird, das auf die gewünschte
Temperatur erwärmt ist. Die Kautschukmilch koaguliert beim Einfließen in das Koagulierbad
9, so daß ein Faden io gebildet wird, der durch eine Vorrichtung i i abgezogen wird.
Wenn der Behälter 4. mit Öl gefüllt ist, wird die Pumpe i angehalten, das Ventil
12 geschlossen, die Ventile 13 und 14 werden geöffnet, und die Höhe der Kautschukmilch
in dem Vorratsbehälter 5 verdrängt die Flüssigkeit aus dem Behälter 4 in den Vorratsbehälter
3. Falls Unterbrechungen bei der Herstellung des Fadens während des Verdrängens
des (51s unerwünscht sind, so können zwei parallele Behälter .I wahlweise benutzt
werden.
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Der Kreislauf wird durch den zweiten Behälter geschlossen, wenn das
Öl darin durch die Meßpumpe i und durch das Ventil 15 eingeführt wird. Die Kautschukmilch
wird dabei in die Ausströmdüse 8 durch das Ventil 16 gedrückt. Nachdem das Öl in
den zweiten Behälter eingeführt worden ist, werden die Ventile 12 und 17 geschlossen,
und das Öl wird von dem Behälter 4 in den Vorratsbehälter 3 verdrängt.
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An- Stelle von Rüböl, das in einigen besonderen Fällen die Bildung
einer Zwischenschicht (Emulsion mit Kautschukmilch) und dementsprechend Schwierigkeiten
für das 'f rennen von Kautschukmilch von Öl verursachen kann, können andere
Flüssigkeiten verwendet werden, die in bezug auf Kautschukmilch vollkommen neutral,
wie z. B. Quecksilber, sind. In diesen Fällen werden vorteilhaft zwei Hilfsflüssigkeiten
verwendet, wie z. B. Mineralöl und Quecksilber. Bei Verwendung solcher Stoffe kann
eine Vorrichtung, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist, benutzt werden. In diesem Fall
wird der Vorratsbehälter 3 (Fig. i) mit Mineralöl gefüllt, das der Meßpumpe i zugeführt
wird, von wo es in den oberen Teil eines Behälters 18 (Fig. 2) tritt und das Quecksilber
durch ein Rohr i g in einen Behälter 2o drückt, der mit Kautschukmilch aus dem Vorratsbehälter
(Fig. i) über ein Ventil 21 (Fig. 2) gefüllt ist. Das Ventil 21 wird geschlossen
und die Kautschukmilch durch das O_uecksilber zu der Ausströmdüse 8 durch das Rohr
6 gedrückt. Wenn der Behälter 20 mit Quecksilber gefüllt ist, wird die Pumpe i angehalten,
das Ventil 22 geschlossen, die Ventile 21 und 23 werden geöffnet und der Behälter
2o mit Kautschukmilch aus dem Behälter 5 (Fig. i ) durch das Ventil 21 gefüllt.
Gleichzeitig fließt das Quecksilber zu dem Behälter 18 zurück, und das
01 tritt durch das Ventil 23 und ein Rohr 24 zu dem Behälter 3 (Fig. i).
Wenn Unterbrechungen vermieden werden müssen, ist ein anderes Paar von Behältern,
wie 18 und 20, notwendig, von denen Verbindungen mit der Pumpe i und mit der Ausström.düse
8 durch Ventile 15 und 16 (Fig.2) vorgesehen sind.
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Wenn eine unmittelbare Berührung zwischen der Hilfsflüssigkeit und
der Kautschukmilch ausgeschlossen werden soll, kann eine Vorrichtung wie die in
Fig. 3 dargestellte benutzt werden. Das 01 wird durch die Meßpumpe durch
ein Rohr 26 in einen Behälter 27 gedrückt, der mit einem Kolben 28 in seinem oberen
Teil versehen ist. Der Behälter 27 steht mit dem anderen Behälter 29 in Verbindung,
der mit Kautschukmilch aus dem Behälter 5 durch das Ventil 14. gefüllt ist. Das
Öl wird allmählich durch die Pumpe in den Behälter 27 gefördert und verdrängt den
Kolben 28 in den Behälter 29, und infolgedessen wird die Kautschukmilch in die Ausströmdüse
8 (Fig. i) durch das Ventil 12 gedrückt.
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An Stelle des sich von dem Ölbehälter zu dem Kautschukmilchbehälter
bewegenden Kolbens kann eine Membran verwendet werden, deren beste Ausführung eine
elastische Kammer ist, die aus nichtrostendem Stahl o. dgl. hergestellt ist. Diese
Vorrichtung ist in Fig. q. dargestellt.
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Durch das Verfahren gemäß der Erfindung ist es leicht möglich, elastischen
Faden von praktisch jeden gewünschten Querschnittsabmessungen, z. B. von i mm Seite
oder Durchmesser herab bis zu o,i mm Seite oder Durchmesser oder sogar noch niedriger,
ferner elastisches Kautschukband von etwa 2 bis 8 mm Seite oder Durchmesser und
Streifen oder Film von jeder gewünschten Breite, bei Filmen sogar bis zu go cm oder
mehr, zu erzeugen.