-
Verfahren zum Herstellen von Kautschukfäden oder Kautschukschläuchen
Die
Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Kautschukfäden oder -schläuchen aus
wässerigen Kautschukdispersionen.
-
Zweck der Erfindung ist, ein Verfahren zu schaffen, welches die Herstellung
von Kautschukfäden mit einem dem Querschnitt der Spritzöffnung oder Düse im wesentlichen
ähnlichen Querschnitt und von Kautschukiiiden mit im wesentlichen dem Querschnitt
eines Bandes aus einer und derselben Düse ermöglicht und keine nennenswerte Änderung
der Anordnung der gewöhnlich bei Spritzverfahren angewendeten Fadenherstellungsvorrichtung
erforderlich macht.
-
Bei der Herstellung von Kautschukfäden durch Einströmenlassen wässeriger
Kautschukdispersionen in ein Koaguliermittel wird die Gestalt des Fadens gewöhnlich
dadurch bestimmt und geregelt, daß man Düsen oder Spritzöffnungen verwendet, welche
die gewünschte Form haben. So kann z. B. die Düse eine kreisförmige Offnung oder
eine im wesentlichen rechteckige öffnung aufweisen, und es kann die Gestalt des
Gegenstandes entsprechend der
von der Kautschukmilch bei dem Koagulationsvorgang
angenommenen Gestalt bestimmt werden. So nimmt Kautschukmilch, die beispielsweise
aus einer rechteckigen Offnung austritt, die Form einer Bahn oder eines Streifens
an. Obgleich eine quadratische Düse einen im wesentlichen quadratischen Faden bilden
oder spinnen wird, besonders wenn eine sehr kleine Offnung verwendet wird, sucht
nichtsdestoweniger die Oberflächenspannung der flüssigen Kautschukdispersion bei
der Herstellung starker Fäden die frei liegende Oberfläche in die Gestalt zu ziehen,
die eine kleinste Begrenzungsfläche ergibt.
-
Um dieser Neigung entgegenzuwirken, sind für die Spritzoffnungen Formen
entwickelt worden, die in gewissem Maße von dem beabsichtigten endgültigen Querschnittsumriß
des herzustellenden Fadens abweichen, aber den Materialstrom derart abgeben, daß
seine spätere Neigung, eine zylindrische Gestalt anzunehmen, dazu ausgenutzt wird,
die gewünschte genaue Gestalt zu liefern. So ist z. B. vorgeschlagen worden, Kautschukfäden
aus einer wässerigen Kautschukdispersion dadurch herzustellen. daß man die Dispersion
durch eine Offnung hindurchströmen läßt, die nach außen konkave Seiten und spitze
Ecken hat. Bei einem solchen Verfahren ist vorgeschlagen worden, die Gestalt der
Fäden durch Regelung der Geschwindigkeit, mit welcher die wässerige Dispersion durch
diese Öffnung hindurchströmt, sowie außerdem durch Regelung der Geschwindigkeit,
mit welcher der Strom von der Öffnung abgezogen wird, und weiterhin durch Regelung
der Koagulationsgeschwindigkeit des Dispersionsstroms zu regeln.
-
Es ist nun gefunden worden, daß der Querschnitt des erzeugten Kautschukfadens
in wesentlich zweckmäßigerer Weise verändert werden kann, wenn man die Kautschukmilch
durch eine Öffnung hindurchströmen läßt, die über der Oberfläche eines Koaguliermittels
liegt.
-
Gemäß der Erfindung wird daher zum Herstellen von Kautschukfäden
Kautschukmilch durch eine Öffnung in einer Kapillarröhre auf ein Koaguliermittel
fließen gelassen, wobei die Öffnung der Röhre über der Oberfläche des Koaguliermittels
liegt und das äußerste Ende der Röhre in Berührung mit der Oberfläche des Koaguliermittels
steht.
-
Gemäß einer vorzugsweise anzuwendenden Ausführungsform der Erfindung
wird zum Herstellen von Kautschukfäden, die einen dem Querschnitt der Öffnung im
wesentlichen gleichen Querschnitt haben, Kautschukmilch durch eine in einer Kapillarröhre
befindliche Öffnung von dem gewünschten Querschnitt hindurch auf ein Koaguliermittel
fließen gelassen, wobei die Öffnung in einer solchen Höhe über der Oberfläche des
Koaguliermittels liegt, daß die Kautschukmilch beim Verlassen der Offnung von dem
Koaguliermittel vollständig benetzt wird.
-
Gemäß einer anderen vorzugsweise anzuwendenden Ausführungsform des
Verfahrens nach der Erfindung läßt man zur Herstellung von im wesentlichen flachen
Kautschukfäden, d. h. Kautschukbändern, Kautschukmilch durch eine in einer Kapillarröhre
befindliche Öffnung von beliebiger Querschnittsform hindurch längs der Oberfläche
des äußersten Endes der Kapillarröhre auf ein Koaguliermittel fließen, wobei das
genannte äußerste Ende der Röhre an oder unter der normalen Oberfläche des Koaguliermittels
liegt und eine derartige Länge hat, daß, während die Öffnung in einer solchen Höhe
über der Oberfläche des Koaguliermittels liegt, nur die unterhalh der Öffnung befindliche
Oberfläche des äußersten Endes der Röhre von dem Koaguliermittel benetzt wird.
-
Vorzugsweise liegt entsprechend einer Abänderung dieser Ausführungsform
der untere Rand der genannten Oberfläche des Außenendes der Kapillarröhre immer
gerade ülyer der Oberfläche des Koagulierbades.
-
Es ist somit ersichtlich, daß, wenn eine Öffnung über der Oberfläche
eines Koaguliermittels liegt, Änderungen in der Querschnittsform des erzeugten Kautschukfadens
herbeigeführt werden können, die sich als von Oberflächenspannungserscheinungen
abhängig darstellen.
-
Eine Düsenöffnung kann oberhalb eines Koaguliermittels angeordnet
sein und doch einen kreisförmigen Faden liefern, wenn die Öffnung kreisförmig ist,
vorausgesetzt, daß die Offnung gerade über der Oberfläche des Koaguliermittels liegt,
da das Koaguliermittel wahrscheinlich infolge der Oberflächenspannung den Kautschukmilchstrom
noch bedecken wird. Wenn die Öffnung so hoch über dem Koaguliermittel angeordnet
ist, daß das Koaguliermittel die Kautschukmilch bei ihrem Austritt aus der Offnung
nicht benetzen kann, wenn aber die Oberfläche des äußersten Endes der die Öffnung
enthaltenden Kapillarröhre nichtsdestoweniger noch von dem Koaguliermittel unterhalb
der Öffnung benetzt wird, dann verliert der Kautschukmilchstrom seinen kreisförmigen
Querschnitt und geht in einen flachen Faden über. Dieses Ergebnis wird erhalten,
wenn der untere Rand der Oberfläche des äußersten Endes der Kapillarröhre etwa 3
mm über der wirklichen Oberfläche des Koaguliermittels liegt. Wenn der genannte
untere Rand weit über diese Entfernung hinausgehoben wird, wird der bandförmige
Strom nicht aufrechterhal tcn. Die austretende Kautschukmilchmischung wird in eine
Reihe von Tröpfchen aufgelöst, welche auf die Koaguliermitteloberfläche fallen und
entweder ein zusammenhängendes Band von unregelmäßiger Breite und Dicke oder schließlich
unzusammenhiingende Klumpen von Koagulat bilden.
-
Es ist zu beachten, daß die Geschwindigkeit, mit welcher die Kautschukmilch
auf das Koaguliermittel fließt, ein wichtiger Faktor bei der Regelung und Beherrschung
von Fadenstärke und -form ist.
-
So wird z. B., wenn andere Faktoren konstant gehalten werden, eine
hohe Fließgeschwindigkeit zur Erzeugung eines Kautschukfadens führen, dessen Querschnittsform
wenig von der Querschnittsform der Öffnung abweicht, gleichgültig, ob die Öffnung
von dem Koaguliermittel vollständig benetzt wird oder ob nur ein Teil der Oberfläche
des äußersten Endes der Kapillarröhre von dem Koaguliermittel benetzt wird.
-
Die Viskosität der Kautschukmilch, die Geschwindigkeit des Kautschukmilchstroms
durch Kapillarröhren, der Feststoffgehalt und die Zusammensetzung der Kaustschukmilchmischung
mit Bezug auf die verschiedenen Zusatzstoffe, die Abzugsgeschwindigkeit des Koagulats
und die Länge des Weges durch das Bad können nach Wunsch geändert werden. Die Kautschukmilch
kann vulkanisiert sein, oder es kann eine unvulkanisierte Kautschukmilch mit oder
ohne Zusatz von Vulkanisiermitteln verwendet werden. Wenn ein vulkanisierter Faden
gewünscht wird, kann dieser dadurch erhalten werden, daß die Kautschukmilch mit
geeigneten Füllstoffen versetzt und das fadenförmige Koagulat getrocknet und vulkanisiert
wird; oder der vulkanisierte Faden kann aus einer vulkanisierten Kautschukmilch
gebildet werden, und in diesem Fall wird die bloße Trocknung des fadenförmigen Koagulatseinen
vulkanisierten Faden erzeugen. Es kann aber auch ein Faden, der aus unvulkanisierter
Kautschukmilchohne Vulkanisierungszusätzegeformit ist, der Einwirkung von vulkanisierenden
Flüssigkeiten oder Dämpfen oder der Einwirkung von Vulkanisierungsmittel enthaltenden
Lösungen unterworfen werden. Die Kautschukmilch kann durch bekannte Verfahren wärmeempfindlich
gemacht und auf ein heißes Koaguliermittel auf irgendeine der oben beschriebenen
Arten strömen gelassen werden.
-
Unter dem Ausdruck Koaguliermittel sind allgemein flüssige Medien
zu verstehen, die eine Verfestigung der Kautschukmilch durch Koagulation oder Vergelung
oder durch Entwässerung und Koagulation hervorbringen.
-
Das bandförmige Koagulat kann vor der Trocknung gestreckt und wärmebehandelt
werden, oder es kann gestreckt werden, während es getrocknet wird und bevor es genügend
vulkanisiert ist, so daß es wieder zurückzugehen vermag.
-
Das nachstehende Beispiel zeigt die Art, in welcher das Verfahren
zur Erzeugung von Fäden mit einem l)urchmesser von o,86 mm und zur Erzeugung von
flachen Bändern von I,6 mm Breite und 0,43 mm Dicke durchgeführt werden kann. Dabei
wird eine Kaustchukmilchmischung verwendet, die 59% Gesamtfeststoffe enthält und
in der nachstehenden Zusammensetzung hergestellt ist: Gewichtstei le Kautschuk .
. . . 92,5 Schwefel. . . . . . . . . 2,5 Zinkoxyd . . . . . . . . . 2,5 Alterungsschutzmittel
. . . . 1,0 Beschleuniger . . . . 0,5 -Ymmoniumoleat . . . . 1,0 Die Alkalität der
mischung wird so eingestellt, daß sie äquivalent mit 0,20 g N H3 je 100 g nasser
Mischung ist.
-
Die Kautschukmilchmischung läßt man durch eine Kapillarröhre mit
einem Außenkaliber von 7 mm und einer inneren Bohrung von I mm hindurch auf die
Oberfläche eines Koaguliermittels, nämlich einer 20%igen Essigsäurelösung fließen.
Die Kapillarröhre wird mit einer 96,5 cm hohen Säule von Kautschukmilchmischung
gespeist, und der koagulierte Faden wird mit einer Geschwindigkeit von etwa 10 m
in der Minute durch ein Verfestigungsbad von etwa 12 m Länge abgezogen.
-
Es wird eine kapillare Öffnung verwendet, die, X-enll sie in das
Koaguliermittel eingetaucht ist oder am Spiegel der Koaguliermitteloberfläche liegt,
einen Faden mit einem runden Querschnitt erzeugt.
-
Wenn der Mittelpunkt der kapillaren Öffnung etwa 2 bis 2,5 mm oberhalb
der Oberfläche des Koaguliermittels liegt, ist der Faden noch kreisförmig im Querschnitt,
und ein Teil des äußeren Umfanges der Kapillarröhre taucht noch in das Koaguliermittel.
-
Wenn der Mittelpunkt der kapillaren Öffnung ungefähr 6 mm über dem
allgemeinen Spiegel des Koaguliermittels liegt, wird ein flacher Faden erzeugt.
Infolge der Oberflächenspannungswirkung ist das Koaguliermittel noch in Berührung
mit dem unteren Teil der Außenwand der Kapillarröhre.
-
Wenn der Mittelpunkt der kapillaren Öffnung mehr als etwa 7 mm über
dem allgemeinen Spiegel des Koaguliermittels liegt, kommt die Außenwand der Kapillarröhre
vollständig frei von dem Koaguliermittel, und die Mischung tropft auf die Oberfläche
des Koaguliermittels in Form von Tröpfchen.
-
In dem vorgenannten Beispiel liegt die Achse der kapillaren Öffnung
parallel zur Oberfläche des Koaguliermittels oder ist schwach abwärts gegen das
Koaguliermittel geneigt.
-
Das tatsächliche Volumen der aus der Öffnung ausfließenden Mischung
ist, wenn ein Band hergestellt wird, etwas größer, als wenn ein runder Faden gebildet
wird, da der Strömungswiderstand in dem ersteren Fall geringer ist.
-
Gewünschtenfalls können Schläuche oder volle Fäden mit rundem Querschnitt
dadurch erzeugt werden, daß das gespritzte Band nachfolgend umgefaltet bzw. gedreht
wird. Überdies ist es möglich, eine Reihe von gemäß der Erfindung erzeugten Bändern
entweder durch reine Übereinanderlagerung mit oder ohne Druck oder durch die Anwendung
von Klebstoffen miteinander zu verbinden, so daß Fäden von rechteckigem oder quadratischem
Querschnitt erzeugt werden.