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Verfahren zur Herstellung eines kautschukhaltigen Erzeugnisses von
zellenförmiger Struktur Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines
Erzeugnisses von zellenförmiger Struktur. Diese besteht darin, Sägemehl mit Kautschuk
(Naturkautschuk, Regenerat oder Kunstkautschuk) zu vermengen und die so erhaltene
Mischung einer thermischen Behandlung zu unterwerfen. Durch die thermische Behandlung
wird eine Gasentwicklung hervorgerufen, die zur Bildung der zellenförmigen Struktur
innerhalb der Mischung führt. Die Hauptbestandteile der dadurch gewonnenen Erzeugnisse
sind Kautschuk, mindestens zum Teil zersetztes Sägemehl sowie gasförmige, in den
Zellen des Erzeugnisses enthaltene und aus der Zersetzung des Sägemehls herrührende
Zersetzungsstoffe.
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Es ist bekannt, zur Herstellung von Erzeugnissen mit zellenförmiger
Struktur auf der Basis von Naturkautschuk, Regenerat oder Kunstkautschuk, Blähmittel,
wie z. B. Ammoniumcarbonat, Natriumcarbonat und andere Stoffe oder Mischungen von
mineralischen und organischen Stoffen zu verwenden, die im Laufe der Behandlung
der Masse Gase entwickeln, welche die Bildung poröser Stoffe zur Folge haben.
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Sägemehl jedoch wurde bisher lediglich als Füllstoff, und zwar als
Ersatz für Kaolin und andere ähnliche Stoffe verwendet, wobei die Weiterbehandlung
der Kautschuk-Sägemehl-Mischung unter Anwendung von Hochdruck erfolgte. Niemals
wurde jedoch daraus ein Vorteil gezogen, daB Sägemehl bei dem durch die thermische
Behandlung des Kautschuks vor sich gehenden DestillationsprozeB in der Masse Gase
entwickelt, die eine zellenförmige Struktur bewirken.
Zur Herstellung
von kautschukhaltigen Erzeugnissen von zellenförmiger Struktur gemäß der Erfindung
wird die aus Sägemehl und Kautschuk bestehende Mischung ohne Anwendung von Druck
etwa 15 Minuten bis zu Temperaturen von ungefähr 14o° erhitzt. Diese Erhitzungsdauer
ist für die Entwicklung der Gase und die Bildung der Zellen notwendig. Anschließend
wird die vorerhitzte Mischung zur vollkommenen Vulkanisation unter Hochdruck einer
weiteren Erhitzung während 5 bis 7 Minuten auf Temperaturen zwischen 152 und z55°
unterworfen.
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Die durch die Destillation des Sägemehls hervorgerufene Gasentwicklung
in der Mischung führt zur Bildung eines zellenförmigen Erzeugnisses. Die Destillationsrückstände
des Sägemehls bilden dabei einen Füllstoff, der insbesondere wegen seines geringen
spezifischen Gewichts sehr beachtenswert ist. Das Verfahren kann z. B. mit Mischungen
folgender Zusammensetzung ausgeübt werden.
| 1. Kautschuk ................ 444 |
| Weichmacher .............. 35 |
| Zinkoxyd ................. 45 |
| Sägemehl.................. 380 |
| Beschleuniger .............. nach Wunsch |
| Schwefel .................. - - |
| 2. Kunstkautschuk ........... 22o |
| Regenerat ................. Zoo |
| Weichmacher .............. 35 |
| Zinkoxyd ................. 45 |
| Sägemehl.................. 400 |
| Beschleuniger . . . . . . . . . . . . . . nach Wunsch |
| Schwefel .................. - - |
Bei gewissen Verwendungsarten ist es nicht möglich, den Prozentsatz an Sägemehl
in der Mischung über ein bestimmtes Maß zu erhöhen. Wenn auch bei Überschreiten
gewisser Grenzen ein geringes spezifisches Gewicht in dem Erzeugnis vorliegt, so
ist dieses doch sehr hart und weist keine gute Biegsamkeit auf. Ein solches Erzeugnis
hat aber den Vorteil außerordentlich feiner Zellenstruktur.
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Das erfindungsgemäße Verfahren bietet folgende Vorteile: Die bisher
üblichen Blähmittel mit verhältnismäßig großem spezifischem Gewicht können durch
ein Blähmittel mit geringem spezifischem Gewicht ersetzt werden. Weiterhin kann
ein und derselbe Stoff zugleich als Füllmittel und als Blähmittel dienen; die Mischung
mit dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Bläh- und Füllmittel kann unter üblichen
Bedingungen und auf einfache Weise vorgenommen werden; das Verfahren gestattet die
einfache Herstellung von Laufsohlen und Zwischensohlen für Schuhe jeglicher Art,
für Pantoffel und Sportartikel; es kann nicht nur Weichkautschuk, sondern auch Hartkautschuk
mit zellenförmiger Struktur hergestellt werden.
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Stoffe auf Kautschukbasis von zellenförmiger Struktur können auch,
was jedoch nicht Gegenstand der Erfindung ist, aus einer Mischung von Torf mit Kautschuk
hergestellt werden. Bei der Erwärmung dieser Mischung erfolgt eine zumindest teilweise
Zersetzung des Torfs und damit eine -Gasentwicklung, die zur Bildung von Zellen
führt. Bei diesem Verfahren kann ein großer Prozentsatz an Torf beigemischt werden.
Nach der Zersetzung bzw. Verkohlung des Torfs bei der Vulkanisation verbleiben die
Rückstände als Füllstoff im Vulkanisationsprodukt. Dieses Erzeugnis besitzt jedoch
ein sichtbares Zellengewebe, wenn nicht ein so niedriger Prozentsatz an Torf beigemischt
wird, daß das spezifische Gewicht des Vulkanisationsproduktes nicht mehr vorteilhaft
wäre.
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Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung kann der Mischung von
Kautschuk und Sägemehl auch Torf beigemengt werden. Die Herstellung dieser Mischung
erfolgt vor der thermischen Behandlung. Wird eine solche Mischung in der oben für
eine Mischung aus Kautschuk und Sägemehl beschriebenen Weise behandelt, so erhält
man ein Vulkanisationsprodukt von geringem spezifischem Gewicht und guter Biegsamkeit,
bei dem die zellenförmige Struktur fast unsichtbar ist.
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Bei der thermischen Behandlung der in Bildung begriffenen Kautschukmasse
entwickelt die aus Torf und Sägemehl bestehende Mischung durch Destillation Gase,
die eine sehr feine zellige Struktur bewirken. In der Mischung kann das Verhältnis
zwischen Torf und Sägemehl einerseits und dem Kautschuk (Naturkautschuk, Regenerat
oder Kunstkautschuk) andererseits je nach der gewünschten Qualität und dem gewünschten
spezifischen Gewicht abgeändert werden.
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Zur Erläuterung dieses Teils der Erfindung sind nachstehend zwei Beispiele
für die Zusammensetzung eines Kautschuk-Torf-Sägemehl-Gemisches gegeben. Die Erfindung
ist jedoch auf diese Beispiele nicht beschränkt.
| 3. Kautschuk ................ 150 |
| Regenerat ................. 18o |
| Weichmacher .............. 38 |
| Zinkoxyd ................. 28 |
| Torf ...................... Zoo |
| Sägemehl.................. xoo |
| Beschleuniger . . . . . . . . . . . . . . nach Wunsch |
| Schwefel .................. - - |
| 4. Kautschuk ................ 28o |
| Weichmacher .............. 40 |
| Zinkoxyd ................. 28 |
| Torf . .......... ...... 16o |
| Sägemehl.................. 188 |
| Beschleuniger . . . . . . . . . . . . . . nach Wunsch |
| Schwefel .................. - - |
Der Torf sowie das Sägemehl werden vorteilhaft vor deren Verwendung einem Trockenvorgang
unterworfen, durch welchen Feuchtigkeit entfernt wird, und das so behandelte Gut
zerrieben und gesiebt. Die zu verarbeitende Mischung z. B. eine der beiden vorstehend
aufgeführten Mischungen wird in eine verschließbare Form gebracht, deren Fassungsvermögen
größer ist als das Volumen der eingefüllten Masse. Die Form ist zweckmäßig in an
sich bekannter Weise so ausgebildet, daß Gase, die beim Erhitzen aus der Masse entweichen,
die geschlossene Form verlassen können. Nach Einfüllen der Mischung in die Form
wird zunächst etwa 1o Minuten lang auf ungefähr 140° erhitzt. Hierbei findet Entwicklung
von Gasbläschen und aufblähender Masse unter
Bildung von Zellen
statt. Sobald die Masse so weit aufgebläht ist, daß sie die Form vollkommen ausfüllt,
ist sie an weiterer Ausdehnung gehindert. Man kann nun noch einige Zeit, z. B. etwa
5 Minuten lang, weiter auf etwa 1q.0° erhitzen und zum Schluß zwecks Erzielung einer
vollständigen Durchvulkanisation noch eine größere Temperaturerhöhung, z. B. auf
etwa I55°, vornehmen. Im allgemeinen ist bei etwa 7 Minuten währendem Erhitzen auf
I55° die Vulkanisation beendet.
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Nach Entformung erhält man einen Zellkörper von ausgezeichneten Eigenschaften,
dessen Zellen miteinander kommunizieren.
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Die Erfindung gestattet die Herstellung von Produkten, bei denen die
zellenförmige Struktur fast unsichtbar ist, die ein geringes spezifisches Gewicht
aufweisen und sehr widerstandsfähig gegen Beanspruchungen sind. Die Erfindung eignet
sich infolgedessen besonders zur Herstellung von Sohlen für Schuhe und Pantoffeln.
Bei der Anfertigung von Pantoffeln ist es möglich, Sohlen aus erfindungsgemäß hergestelltem
Zellkautschuk mit verkehrter Naht anzunähen.
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Es versteht sich, daß die hier angegebenen Mischungsbeispiele die
Erfindung in keiner Weise einschränken und daß man das Mischungsverhältnis beliebig
abändern kann, um andere Eigenschaften des Vulkanisationserzeugnisses zu erhalten.
Man kann so eine bedeutende Reihe verschiedenster Erzeugnisse erhalten, die für
die jeweils geforderten Zwecke geeignet sind.
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Der in Beschreibung und Patentanspruch gebrauchte Ausdruck Kautschuk
erstreckt sich auf alle Sorten von- Naturkautschuk, Regenerat und Kunstkautschuk
sowie auf alle vulkanisierbaren Ersatzstoffe.