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Verfahren zur Vulkanisation von Guttapercha und Balata DieVulkanisierung
vornKautschuk ist ganz allgemein bekannt, und man hat dementsprechend auch versucht,
kautseliukübnliche Naturerzeugnisse nach dem gleichen Verfahren zu behandeln. Es
ist im Schrifttum die Behauptung aufgestellt worden, daß die Guttapercha sich in
gleicher Weise wie Kautschuk vulkanisieren ließe. Diese Behauptung ist, wie dem
Fachmann der Guttapercha bekannt ist, insofern unrichtig, als die aus der Kautschukherstellung
bekannten. Vulkanisationsverfahren sich auf Guttapercha und Balata nicht übertragen
lassen, da man bei ihrer Anwendung in diesem Fall. harte, rasch alternde und unbrauchbare
Erzeugnisse erlangt. Es -gelingt also nicht; auf diese Weise auch nur annähernd
brauchbare weichkautschukartige Vulkänisate zu erzielen, die die bekannten guten
Eigenschaften des vulkanisierten Kautschuks, wie Weichheit, Elastizität und Alterungsfestigkeit,
besitzen. Der Grund dafür liegt in der anderen Zusammensetzung der Rohstoffe gegenüber
dem Kautschuk.
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In einem Vorschlag zur Vulkanisation von Guttapercha ist dann in der
Vermutung, daß die Harze eine beschleunigende Wirkung hätten, vorgeschlagen worden,
bei der Vulkanisation von Guttapercha Ultrabeschleuniger, z. B. i °/ä, zu verwenden
und die Menge der Beschleuniger und sonstigen Vulka.nisationsmittel auf den. Anteil
der Harze in den Rohstoffen zu beziehen. Auch nach diesem Verfahren kart man, wie
es, auch der Zweck des Vorschlages war, zu harteg,Erzeugnissen. Es
ließen
sich also bisher brauchbare weichkautschukartige Erzeugnisse nicht herstellen, auch
nicht nach dem zuletzt genannten Vorschlag, denn die Bezugnahme auf die Harze stellt
überhaupt keine technische Regel bestimmten-Inhalts dar, weil, wie der Erfinder
der vorliegenden Erfindung erkannt hat, auch die Harze bei den verschiedenen Rohwaren
ganz unterschiedliche Zusammensetzungen aufweisen: und. daher auch verschiedene
Wirkung zeigen. Sie sind daher als Grundlage für die Berechnung des Beschleunigers
nach dem bekannten Vorschlage nicht geeignet.
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Hier setzt die vorliegende Erfindung mit der Erkenntnis ein, daß man
zur Herstellung hochelastischer weichkautsc.hukartiger Erzeugnisse Guttapercba und
Balata, gegebenenfalls in Anwesenheit von natürlichem oder künstlichem Kautschuk
und bzw. oder Füllstoffen, mit Erfolg vulkanisieren kann, indem eine auf den Gehalt
an vulkanisierharen Kohlen"vasserstoffen berechnete Menge von Vülkanisationsmitteln#
und stark wirkenden Beschleunigern verwendet wird. Weiter ist für die Verarbeitung
erfindungsgemäß wichtig, daß der stark wirkende Beschleuniger der Mischung bei einer
Temperatur innerhalb der Erweichungszone zugemischt und darauf die Vulkanisation
bei einer Temperatur unterhalb der Erweichungszon.e ausgeführt wird. Erfindungsgemäß
hat sich nämlieli. gezeigt, claß bei einem Zumischen oberhalb der Erweichungszone
der Mischung unter Umständen leicht eine Zersetzung der Harze stattfindet, welche
die Brauchbarkeit der Erzeugnisse erlieblich beeinträchtigt, gegebenenfalls zu ganz
unbrauchbaren Erzeugnissen führt.
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Eine beisliiel.s-,veisc Ausfü.hrungs-forin des Verfahrens ist folgende:
Der Werkstoff mit dem höchsten Schmelzpunkt, z. B. natürlicher oder künstlicher
Kautschuk, z. B. 20°1a, wird bei ioo bis iio° auf der Mischwalze plastisch gemacht.
Guttapercha bzw. Balata, z. B. 8o %, werden hinyugefügt. Die Temperatur der
Walze wird auf 70 bis 75° gedrückt .und nun nacheinander Zinkoxyd und Schwefel
eingemischt. Nach weiterer Herabsetzung der Walzentemperatur auf 65° wird ein s-taiilc-
wirkender Beschleuniger beigemischt. Die Ausvu.lkanisierung der auf diese Weise
erhaltenen Platte .erfolgt dann, wie oben gesagt, in einem Wärmeraum zwischen 35
und 6o° und dauert z. B. etwa 3' Wochen.
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Eine Al*cürzung der Vullcanisationszeit läßt sich erzielen, wenn man
zunächst einige Tage eine Temperatur unter 6o° anwendet, dann in wenigen Tagen die
Temperatur auf 6o, 7o bzw. 8o° und gegebenenfalls noch %veiter -steigert. Durch
dieses entsprechend dem Vu.lkanisations@grade stufenweise ansteigende Erwärmungsverfahren
erzielt man die Vulkanisation in wesentlich kürzerer Zeit.
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Bei der Berechnung der Vulkanisationsmittel und. des Beschleunigers
ist von Wichtigkeit, den Harzgehalt der Guttapercha bzw. Balata zu kennen, denn
die Menge der genannten Chemikalien darf nur auf den Anteil an vulkanisierbaren
Kohlenwasserstoffen bezogen werden die Harze sind also abzuziehen.
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Beispiel für das- Mischungsverhältnis: auf vulkanisierbare Anteile
sind anzuwenden Zinkoxyd 3 bis , Gewichtsprozent, Schwefel 2 bis 3 -Beschleuniger
0,3 bis o,5 -Es hat" sich als zweckmäßig erwiesen, unter den bekannten stark
wirkenden Beschleunigern Mischungen aus. zwei oder drei verschiedenen Beschleunigern
anzuwenden, z. B. Tetrametlivlthiuranimonostilfid, Merkapto-1>enzotliiazol oder
Pentametlivleii<litliiocarlianiinsaures Piperidin.
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Auch die Schwefelmenge hat in den angegebenen Grenzen zu bleiben,
da man sonst zu starkes Ausschwefelai oder Porenbildung des Vulkanisats erhält.
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Aus der von der Walze oder dem Mischwerk kommenden, noch thermoplastischen
:Mischung, der also der Beschleuniger bereit: zugesetzt ist, lassen sich mit den
in der Guttalierchatechnik -üblichen Verfahren beliebige Formkörper, ,wie Manschetten,
Schnüre, Schläuche, Platten USW., pressen, spritzen bzw. ka-landrieren. Diese
Fertngfahrikate lassen sich dann am besten. bei den Temperaturen, wie oben beschrieben,
zur Vulkanisation (ringen.
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Es wurde hei Ausarbeitung des Verfahrens festgestellt, daß eine zu
geringe Beschleunigermengekeine genügende Vulkanisation hervorrief, während ein
zu hoher Beschleunigergehalt und besonders dann, wenn die Beschleuniger sauer reagierten,
schlechte Alterungswerte des Vulkanisats verursachte. Es ergab sich daher als, zweckmäßig,
einen Beschleunigergehalt innerhalb gewi.sser,Grenzen anzwyenden und möglichst basisch
oder neutral reagierende Beschleuniger zu verwenden.