DE919068C - Verfahren zum Vulkanisieren einer verformten waesserigen Dispersion von Kautschuk - Google Patents

Verfahren zum Vulkanisieren einer verformten waesserigen Dispersion von Kautschuk

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DE919068C
DE919068C DED8279A DED0008279A DE919068C DE 919068 C DE919068 C DE 919068C DE D8279 A DED8279 A DE D8279A DE D0008279 A DED0008279 A DE D0008279A DE 919068 C DE919068 C DE 919068C
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DE
Germany
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steam
chamber
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rubber
dispersion
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DED8279A
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English (en)
Inventor
Wilfred Henry Chapman
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Dunlop Rubber Co Ltd
Original Assignee
Dunlop Rubber Co Ltd
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C67/00Shaping techniques not covered by groups B29C39/00 - B29C65/00, B29C70/00 or B29C73/00
    • B29C67/24Shaping techniques not covered by groups B29C39/00 - B29C65/00, B29C70/00 or B29C73/00 characterised by the choice of material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/30Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof by mixing gases into liquid compositions or plastisols, e.g. frothing with air
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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Description

  • Verfahren zum Vulkanisieren einer verformten wässerigen Dispersion von Kautschuk Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Kautschukerzeugnissen und insbesondere auf die Herstellung geformter, gegebenenfalls zellenförmiger Gegenstände aus verschäumten Kautschukdispersionen.
  • Es ist bereits vorgeschlagen worden, zellenförmige Kautschukerzeugnisse aus wässerigen Kautschukdispersionen, denen Vulkanisiermittel und andere Zusatzstoffe, wie eine wasserlösliche Seife oder ein anderes schaumerzeugendes Mittel und ein Geliermittel, zugesetzt sind, dadurch herzustellen, daß die mit den Zusatzstoffen versehene Dispersion verschäumt, der Schaum in einer Form zum Gelieren gebracht und darauf die das Gel enthaltende Form erwärmt wird, um den Kautschuk zu vulkanisieren. Das Geliermittel, beispielsweise ein Alkalisilicofluorid oder eine Mischung von Zinkoxyd mit einem Ammoniumsalz, kann so beschaffen sein, daß die Gelierung durch Stehenlassen in der Kälte oder bei Erwärmung auf Temperaturen in der Größenordnung von nur 5o bis 8o° vor sich geht. Durch geeignete Wahl von Zusatzstoffen, insbesondere durch Mitverwendung eines Ultrabeschleunigers, kann die Vulkariisation bei einer Temperatur von roo° oder weniger ausgeführt werden. Entsprechende Vulkanisierungsmaßnahmen werden bei der Herstellung von Gegenständen dadurch ausgeführt, daß eine Kautschukschicht auf einer Form niedergeschlagen wird, z. B. durch Tauchen in eine mit Zusatzstoffen versehene Dispersion oder durch elektrophoretisches Abscheiden aus der Dispersion, und daß danach die niedergeschlagene Schicht vulkanisiert wird. Die Vulkanisation kann bei höheren Temperaturen durch Anwendung von Hochdruckdampf und bei niedrigeren Temperaturen durch den Gebrauch von Warmwasserbädern oder Warrriluftkammern bewirkt werden. Der Gebrauch von Hochdruckdampf bedingt die Anschaffung einer teuren Ausrüstung, die so die Erzeugungskosten erhöht, während Warmw asserbäder und Warmluftkammern den Nachteil haben, daß es nicht leicht ist, sie über ausgedehnte Zeiträume auf gleichbleibenderTemperatur zu halten, während die Gegenstände mit Unterbrechungen während der ganzen Zeit einzubringen und herauszunehmen sind.
  • In der britischen Patentschrift 487 350 ist ein Verfahren zum Vulkanisieren von Schwammkautsch.ukgegenständen beschrieben, die aus verschäumten wässerigen Dispersionen von Kautschuk oder ähnlichem Material in geformter oder Platten-oder hahnenartiger Gestalt hergestellt sind. Bei diesem Verfahren wird ein verfestigter Schaum in eine Form mit einem offenen oder teilweise offenen Oberteil durch eine erwärmte Vulkanisierkammer geleitet, in welche eine erwärmte wässerige Flüssigkeit in genügender Menge .eingespritzt wird, um den verfestigten Schaum in feuchtem Zustand zu halten. Bei einer Ausführungsform dieses Verfahrens kann die erwärmte wässerige Flüssigkeit nasser Dampf sein, aber die von dieser Flüssigkeit ausgehende Wärme ist ungenügend, den verfestigten Schaum zu vulkanisieren, und es wird daher ein dampfgeheiztes Gehäuse für diesen Zweck angewendet. Bei jedem dieser Verfahren muß Vorsorge getroffen werden, um die Temperatur der Wärmebehandlung innerhalb der gewünschten Grenzen zu regeln. Bei der Vulkanisierung verschäumter wässeriger Dispersionen von Kautschuk in einer Form haben die bekannten Verfahren den weiteren Nachteil, daß die Form bewegt werden muß, um in die Erwärmungskammer gebracht zu werden. Jede Bewegung sucht aber den verfestigten Schaum zu verzerren und so unkontrollierbare Änderungen in den Querschnittsabmessungen des geformten Erzeugnisses hervorzurufen.
  • Es ist ein Zweck der Erfindung, ein Verfahren zur Erwärmung wässeriger Dispersionen von Kautschuk zu schaffen, das die Regelung der Temperatur bei der Wärmebehandlung erleichtert, ohne daß dazu die Verwendung einer schweren und teuren Anlage erforderlich ist.
  • Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Vulkanisieren verschäumter wässeriger Dispersionen von Kautschuk in Formen zu schaffen, bei dem eine Bewegung der Formen, die den gelierten Schaum enthalten, nicht erforderlich ist.
  • Gemäß der Erfindung besteht das Verfahren zum Vulkanisieren einer wässerigen Dispersion von natürlichem oder synthetischem Kautschuk, der bei einer vorbestimmten Temperatur unter ioo° vulkanisiert werden kann, darin, daß eine geformte Masse der Dispersion in eine Kammer gebracht wird, daß ein Teil der Luft in der Kammer bei Raumtemperatur durch Dampf verdrängt wird, um eine Mischung von Dampf und Luft zu bilden, deren Taupunkt bei der vorbestimmten Temperatur liegt, daß die Dampfzufuhr zur Kammer einreguliert wird, um die Temperatur darin aufrechtzuerhalten, bis die Vulkanisation beendet ist.
  • Gemäß einer abgeänderten Ausführungsform des Verfahrens wird die Dispersion auf eine Temperatur von ioo° erwärmt, indem alle Luft aus der Kammer durch gesättigten Dampf bei Atmosphärendruck verdrängt und danach der Kammer so viel Dampf zugeführt wird, wie erforderlich ist, um den Dampf, der sich kondensiert, zu ersetzen, und dadurch in der Kammer eine Atmosphäre aus gesättigtem Dampf von Atmosphärendruck aufrechtzuerhalten.
  • Die gewünschte Temperatur wird somit im wesentlichen völlig durch die latente Wärme des sich kondensierenden Dampfes aufrechterhalten.
  • Es wurde gefunden, daß dieses Heizverfahren ermöglicht, die gewünschte Temperatur innerhalb sehr enger Grenzen sehr schnerl zu erreichen und über viele Stunden zu halten, auch wenn eine Anzahl Formmatrizen oder Formkörper wechselweise in die Kammer eingebracht werden und die Erwärmungszeit für jede Formmatrize bzw. jeden Formkörper geringer als 30 Minuten ist. Da sich das Heizmittel auf Atmosphärendruck befindet, kann ganz leichtes Metallblech oder anderes Material für die Heizvorrichtung mit einer entsprechenden Ersparnis an Kosten und Gewicht und dem Vorteil einer leichteren Handhabung benutzt werden. Die Leichtigkeit der Handhabung macht es möglich, eine Vorrichtung zur Erwärmung der Formen anzuwenden, bei der die mit einem verfestigten Schaum gefüllte Form, anstatt sie in eine Wärmekammer zu bringen, ortsfest gehalten wird und zweckentsprechend gestaltete Deckel verwendet werden, die die Form abschließen, wobei man zwischen den Formen einen Abstand beläßt, durch den der Dampf zugeführt werden kann. Auf diese Weise ergeben sich bessere Erzeugnisse, da eine Verzerrung des verfestigten Schaumes vermieden wird.
  • Die Erfindung kann angewendet werden, um eine Dispersion zu erwärmen, die fähig ist, bei einer höheren, ioo° nicht übersteigenden Temperatur zu gelieren oder zu vulkanisieren, und die entweder mit natürlicher Kautschukmilch oder einer Dispersion von vulkanisierharem synthetischem Kautschuk hergestellt ist, z. B. eine wässerige Dispersion eines Butadien-Styrol-Mischpolymerisates, eines Butadien-Acrylsäurenitril-Mischpolymerisates oder von Polychlorbutadien.
  • Die Erfindung kann für die Erzeugung getauchter Gegenstände in der Weise verwendet werden, daß Formen, auf die eine mit Zusatzstoffen versehene Kautschukdispersion niedergeschlagen ist, in einen Raum gebracht werden, dem gesättigter Wasserdampf zugeführt wird, um die Luft je nach der gewünschten Temperatur ganz oder teilweise zu verdrängen. Die Erfindung ist jedoch von besonderem Wert, wenn sie auf die Erzeugung von zelligen Gegenständen aus verschäumten Dispersionen von natürlichem oder vulkanisierbarem synthetischem Kautschuk angewendet wird, die Gelier-und Vulkanisiermittel enthalten. Die Gelierung und Vulkanisierung kann besonders zweckmäßig in offenen Formen ausgeführt werden, weil die Kondensation in Form eines Nebels erfolgt, der dem Schaumgefüge nicht schadet.
  • Das Verfahren kann jedoch auch bei geschlossenen Formen angewendet werden; leichte Formen sind vorzuziehen, um Dampf zu sparen und um zu vermeiden, daß die Zeit, die erforderlich ist, die Form und ihren Inhalt auf die gewünschte Temperatur zu bringen, möglicherweise so lang ist, daß der Schaum zusammenfällt, bevor er geliert.
  • Bei einer Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung wird ein geformter zellenförmiger Kautschukgegenstand aus einer verschäumten Kautschukdispersion erhalten, die bei einer Temperatur unter ioo' dadurch vulkanisiert werden kann, daß die den ungelierten Schaum enthaltende Form in eine Kammer gebracht wird, aus der Gase entweichen können, wenn der Druck darin über Atmosphärendruck steigt, daß dann ein Teil der Luft in der Kammer durch Dampf verdrängt wird, um die Form auf Geliertemperatur zu bringen, und daß die Dampfzufuhr auf einen solchen Partialdruck eingestellt wird, daß die Form auf dieser Geliertemperatur gehalten wird; dieser Partialdruck des Dampfes wird dann aufrechterhalten, bis der Schaum geliert ist, wonach der Rest der Luft durch Vergrößerung der Dampfzufuhr verdrängt und dadurch in der Kammer eine Atmosphäre gebildet wird, die aus Dampf besteht, während schließlich der Dampf innerhalb des Raumes auf Atmosphärendruck gehalten wird, bis der Kautschuk vulkanisiert ist.
  • Die verschäumte Dispersion kann in beliebiger Weise bereitet werden, z. B. auf die Art, wie sie in den britischen Patentschriften 332 525 und 332 526 beschrieben ist, wobei die dort genannten Emulsionen und Dispersionen benutzt werden, die Geliermittel, welche eine Gelierung bei z. B. 5o bis 8o° eintreten lassen, und Ultrabeschleuniger enthalten, welche die Vulkanisation bei ioo°' auszuführen erlauben.
  • Eine bevorzugte Vorrichtung zum Gelieren und Vulkanisieren von Kautschukdispersionen in einer Form nach dem Verfahren gemäß der Erfindung ist in der britischen Patentschrift 632 o88 beschrieben.
  • Bei der Herstellung von Schwammkautschukgegenständen in dieser Vorrichtung aus verschäumten Dispersionen, die Geliermitte'1, wirkend bei z. B. 5o bis 8o°, und Ultrabeschleuniger enthalten, wird der Schaum in üblicher Weise in eine Form gegossen, und die Form, die den gelierten Schaum enthält, wird in eine der Stationen der Vorrichtung gebracht, wonach mit dem beweglichen Deckel die Form verschlossen wird. Darauf wird Dampf zugeführt, um die Gelieru.ngstemperatur zu erreichen. Auf diese Weise wird in der Kammer eine Mischung von Luft und Dampf hergestellt, deren Taupunkt die Gebertemperatur ist. Der sich kondensierende Dampf sammelt sich in dem S-förmigen Krümmer und schließt diesen ab, wobei überschüssiges Kondensat durch den Krümmer abfließt. Die Dampfzufuhr wird dann vermindert, bis gerade noch genügend einströmt, um den Partialdruck des Dampfes in der Mischung und damit die Geliertemperatur aufrechtzuerhalten, und diese wird aufrechterhalten, bis die G'elieru:ng vollendet ist.
  • Die Dampfzufuhr wird dann vergrößert, so daß der Rest der Luft ausgetrieben wird und die Formen in eine Atmosphäre aus Dampf eingehüllt werden, worauf die Dampfzufuhr wieder vermindert wird, bis sie gerade genügt, irgendwelche Kondensation auszugleichen, die durch Wärmeverluste infolge von Strahlung od. dgl. entsteht, und der Dampfdruck wird so aufrechterhalten. Wenn die Vulkanisation beendet ist, wird der Dampf abgestellt, und die Formen werden auf natürlichem Wege abkühlen gelassen, oder sie werden durch Aufsprühen von kaltem Wasser gekühlt, worauf die Erzeugnisse aus den Formen entfernt werden.
  • Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist die Zusammensetzung des Schaumes so, daß die Gelierung in der Kälte erfolgt. Die Formen werden dann auf die Grundplatte der betreffenden Station gesetzt, mit der Dispersion gefüllt und stehengelass:en, bis die Gelierung vollendet ist. Der Deckel wird entweder vor oder nach der Gelierung aufgesetzt, und nach der Gelierung wird Dampf eingeführt, bis die Formen in Dampf bei dem gewünschten Druck eingehüllt sind, um die Vulkanisationstemperatur zu erzeugen. Die Vulkanisation wird dann auf die oben beschriebene Weise beendet.

Claims (2)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Vulkanisieren einer verformten wässerigen Dispersion von natürlichem oder synthetischem Kautschuk, der sich bei einer vorbestimmten Temperatur unter ioo° vulkanisieren läßt, dadurch gekennzeichnet, daß eine geformte Masse der gegebenenfalls verschäumten Dispersion in eine Kammer gebracht und ein Teil der Luft innerhalb der Kammer bei Raumtemperatur durch Wasserdampf verdrängt wird, um eine Mischung von Dampf und Luft in der Weise zu bilden, daß der Taupunkt der Mischung der vorbestimmten Temperatur entspricht, worauf die Dampfzufuhr zu der Kammer so eingestellt wird, daß diese Temperatur in ihr aufrechterhalten wird, während schließlich diese Temperatur aufrechterhalten wird, bis die Vulkanisation vollendet ist.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Dispersion bei einer Temperatur von ioo° vulkanisiert wird, indem alle Luft aus der Kammer durch gesättigten Wasserdampf bei Atmosphärendruck verdrängt und danach der Kammer Dampf zugeführt wird, in dem Maße, wie es erforderlich ist, um den sich kondensierenden Dampf zu ersetzen, wodurch in der Kammer eine Atmosphäre von gesättigtem Dampf bei Atmosphärendruck aufrechterhalten wird.
DED8279A 1947-02-15 1951-03-25 Verfahren zum Vulkanisieren einer verformten waesserigen Dispersion von Kautschuk Expired DE919068C (de)

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