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Verfahren zur Verfestigung von aus wässerigen Dispersionen koagulierbarer Stoffe hergestellten gallertartigen Niederschlagen.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und die zur Ausführung dieses Verfahrens geeigneten Vorrichtungen, um Niederschläge, die aus wässerigen Dispersionen von Stoffen erzielt worden sind, welche zu gallertartigen Massen koaguliert werden können, durch gleichzeitige Wirkung des Druckes und der Wasserentziehung zu verfestigen. Die aus derartigen wässerigen Dispersionen, insbesondere aus Dispersionen von Kautschuk und kautschukartigen Stoffen durch Elektrophorese, Tauchen, Spritzen u. dgL gegebenenfalls unter Anwendung von Koagulierungsmitteln erzielten Niederschläge sind meistens nur unvollständig koaguliert und enthalten je nach der Art und Konzentration der verwendeten Dispersionen und je nach der Art der verwendeten Niederschlagungsverfahren eine geringere oder grössere Menge Wasser.
Das Entfernen dieser eingeschlossenen Wassermengen ist verhältnismässig schwierig, da sich beim Trocknen an der äusseren Oberfläche eine Haut bildet, die das Entweichen der Feuchtigkeit aus den tieferen Schichten hindert. Unter allen Umständen ist das Entfernen grosser Wassermengen durch Trocknen ein verhältnismässig langwieriges Verfahren.
Das Verfahren gemäss der Erfindung gestattet nun einen grosses Teil der im Niederschlag eingeschlossenen Wassermengen augenblicklich zu entfernen und gleichzeitig sowohl durch die Wasserentziehung, als auch durch den gleichzeitig damit angewendeten Druck die Koagulation des Niederschlages soweit zu treiben, dass der Niederschlag eine Festigkeit erreicht, die das Abstreifen des Niederschlages von der Form und die weitere Behandlung desselben im Fabriksbetriebe erleichtert.
Das Verfahren besteht darin, dass der Niederschlag zwischen feuchtigkeitsdurchlässigen Entwässerungsflächen einer Pressung unterworfen wird.
Es ist bereits vorgeschlagen worden frisch koagulierten Kautschuk zwischen wasserdurchlässigen Pressflächen auszupressen. Dabei handelt es sich aber hauptsächlich um das Entfernen des die Poren des schwammigen Koagulums ausfüllenden Wassers, wozu ein verhältnismässig geringer Druck genügt, dessen Wirkung durch lokale Deformationen (Kneten) des Koagulums unterstützt werden kann* Im Gegensatz hiezu bezweckt die Anmeldung das Entwässern von homogenen geformten Niederschlägen, bei denen die vom Kautschuk gebundene Feuchtigkeit herausgepresst werden muss, zu welchem Zwecke ein verhältnismässig hoher Druck unter Vermeidung einer Verunstaltung des geformten Niederschlages angewendet werden muss.
Zu diesem Zwecke wird gemäss der Erfindung der Entwässerungsdruck nicht gleichzeitig auf die ganze Oberfläche des zu entwässernden Niederschlages, sondern von einer Stelle der Oberfläche ausgehend allmählich über einen grösseren Teil der Oberfläche oder sogar über die ganze Oberfläche ausgebreitet. Zweckmässig wird dabei der zu entwässernde Niederschlag an einer gekrümmten, vorzugsweise zylindrischen Fläche angeordnet und ein biegsames wasserdurchlässiges Entwässerungsblatt unter Spannung auf die äussere krumme Fläche des Niederschlages gewickelt, so dass der längs einer Erzeugenden der krummen Fläche infolge der Spannung des aufgewickelten Entwässerungsblattes auftretende Druck sich bei gleichbleibender Zugspannung allmählich auf die ganze Oberfläche des Niederschlages fortpflanzt.
Man kann gleichzeitig mit der Entwässerung auch mehrere Lagen des Niederschlages miteinander vereinigen.
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Die Pressung kann hydraulisch, mechanisch oder durch Gasdruck erzeugt werden. Die Entwässerung kann durch andere bekannte Mittel, z. B. Saugwirkung, elektroosmotische Wirkung oder Wärme unterstützt werden.
Falls feste Entwässerungsflächen benützt werden, so können sie eine Reliefmusterung aufweisen, die gleichzeitig mit der Entwässerung in den Niederschlag eingepresst wird.
An der Hand der Zeichnung ist das Verfahren in mehreren Ausführungsbeispielen erläutert.
Fig. 1 veranschaulicht diese Entwässerung mittels eines gespannten Gewebes. Fig. 2 zeigt das Verfahren für die Entwässerung einer endlosen Kautschukbahn. Fig 3-6 erläutern die Entwässerung von schlauchförmigen Niederschlägen in verschiedenen Ausführungsbeispielen. Fig. 7 zeigt im Querschnitt einen aus mehreren Lagen bestehenden Niederschlag.
Gemäss Fig. 1 befindet sich beispielsweise die zu entwässernde Kautschukschicht 2 auf einer zylindrisch gekrümmten Fläche 8, wobei auch die äussere Oberfläche der zu entwässernden Kautschukschicht zylindrisch ist. Das wasserdurchlässige Pressblatt 3 ist an dem einen Ende bei 9 festgelegt und wird tangential an die Oberfläche des Kautschukniederschlages 2 gelegt.
Das Blatt 3 wird nun unter einer, in der Richtung des Pfeiles 10 wirkenden Spannung in der Richtung des Pfeiles jfjf auf die zylindrische Oberfläche des Kautschukniederschlages 2 aufgewickelt, so dass die Erzeugende der zylindrischen Fläche, an welcher das Entwässerungsblatt 3 die Kautsehukoberfläche berührt, allmählich von links nach rechts fortschreitet, bis das Entwässerungsblatt 3 in die durch die strichpunktierte Linie angedeutete Large'3 gelangt.
Gemäss Fig. 2 besteht die zu entwässernde Ware aus einer endlosen Kautschukbahn, z. B. aus einem Gewebe 12, welches an der einen Seite oder an beiden Seiten mit einem Kautschukniederschlag überzogen ist. Das Gewebe wird über eine gedrehte Walze 13 aus porösem Ton geführt, gegen welches ein über Rollen 14 geführtes endloses Band 3 gepresst wird.
Das Entwässern von sehlauchförmigen Kautschukniederschlägen ist in Fig. 3 veranschaulicht.
Der zu entwässernde Niederschlag befindet sich auf einem zylindrischen Kern 15 der in der Pfeilriehtung gedreht wird. Um den Kautschukniederschlag herum ist das endlose Gewebe 3 geführt, welches über eine in der Richtung des Pfeiles 15 der Trommel gezogene Rolle 14 läuft.
Gemäss den Fig. 1-3 schreitet die Presslinie des Entwässerungsblattes nur in einer Richtung vor, so dass die Presswirkung in der einen Dimension des Kautschukniederschlages an der ganzen Grösse desselben gleichzeitig ausgeübt werden muss.
Fig. 4 veranschaulicht eine Anordnung, gemäss welcher die Presswirkung in zwei aufeinander wesentlich senkrechten Richtungen der zu entwässernden Oberfläche fortschreitet. Der zu entwässernde, schlauchförmige Niederschlag befindet sich auf einem gedrehten Zylinder 15. Um den Schlauch ist ein endloses bandförmiges Gewebe 3 in zweckmässig mehreren Gängen unter Spannung spiralförmig gewunden und um die Trommel 16 geführt, deren Achse 17 schief zur Achse des Zylinders 15 gestellt ist. Die Achse 17 ist mittels einer nicht dargestellten Leitspindel parallel zur Richtung der Achse des Zylinders 15, also in der Richtung des Pfeiles 18 verschiebbar gelagert.
Beim Drehen des Zylinders 15 und beim Fortschreiten der Trommel 16 in der Richtung des Pfeiles 18 wickelt sich der eine Trumm des Bandes 3 auf den Schlauch 2 auf, während der andere Trumm sich gleichzeitig abwickelt, wobei die auf dem Schlauch 2 befindlichen Gänge des Bandes 3 allmählich in der Längsrichtung des Schlauches fortschreiten. Statt eines endlosen Bandes 3 kann ein offenes Band benützt werden, welches von einer Rolle abgewickelt und auf eine zweite Rolle aufgewickelt wird.
Fig. 5 veranschaulicht eine Abänderung dieses Verfahrens, bei dem der bereits entwässerte Teil des Schlauches unter Pressdruck bleibt. Gemäss dieser Figur wird das Entwässerungsband 3 von einem Ende des Schlauches 2 ausgehend bis zum ändern Ende desselben unter Spannung aufgewickelt. Bei diesem Verfahren läuft das Entwässerungsband 3 von einer Vorratsrolle 19 ab und muss nach Entwässerung eines Schlauches 2 von diesem abgewickelt und auf die Vorratsrolle 19 wieder aufgewickelt werden, u ! n das nächstemal zur Entwässerung eines weiteren Schlauches benützt werden zu können.
Fig. 6 veranschaulicht eine Abänderung des in Fig. 8 angegebenen Verfahrens. Demgemäss wird das von den zu entwässernden Schlauch abgewickelte Band 3 nicht auf einer Rolle 19 (Fig. 5), sondern auf einen Zylinder 15b aufgewickelt, der die gleiche Länge und den gleichen Durchmesser besitzt, wie der auf dem Kern 15a befindliche Schlauch 2a. Von diesem Zylinder 15b wird dann das Band 3 auf den nächsten, zu entwässernden Schlauch 2a aufgewickelt. Die in Fig. 6 veranschaulichte Anordnung kann auch für fortlaufenden Betrieb verwendet werden. In diesem Falle befinden sich an derselben Maschine gleichzeitig zwei Zylinderkerne 15 a, 15b mit den darauf befindlichen, zu entwässernden schlauchförmigen Niederschlägen 2a, 2b.
Auf dem ersten Zylinder 15a, 2a wird das Entwässerungsband in der aus Fig. 5 ersichtlichen Weise aufgewickelt Nachdem der Sehlauch 2 a entwässert worden ist, wird das Entwässerungs- band 3 von diesem abgewickelt und auf den zweiten Kern 15b, 2b gleichzeitig aufgewickelt, um den Schlaueh 2b zu entwässern.
Nach erfolgter Aufwicklung auf den Schlauch 2b wird der Kern Ma, 2a ausgewechselt und durch einen Zylinder ersetzt, der einen frischen Kautschukniederschlag trägt, worauf das Entwässerungsband 3 vom Sehlauche 2. 2b auf den frischen Schlauch in entgegengesetztem Sinne umwickelt wird,
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Vor der Entwässerung kann die Oberfläche des zu entwässernden Niederschlages mit einem Koagulationsmittel, z. B. verdünnte Essigsäure, behandelt werden.
Gleichzeitig mit der Pressentwässerung können auch mehrere Lagen des wasserhältigen frischen Kautsehukniederschlages miteinander vereinigt werden. In dieser Weise können z. B. Schläuche aus Platten erzeugt werden. Wird nämlich, wie aus dem Querschnitt Fig. 7 ersichtlich, auf den Kern 15 ein frischer, noch wasserhaltiger blattförmiger Kautschukniederschlag 2 aufgewickelt und diese Spirale dem einen der Entwässerungsbehandlungen gemäss Fig. 6-10 unterworfen, so werden gleichzeitig mit der Entwässerung die verschiedenen Lagen des Niederschlages 2 miteinander so innig vereint, dass ein vollkommen homogener Schlauch erzielt werden kann. Die miteinander zu vereinigenden verschiedenen Lagen des Niederschlages können voneinander verschiedene Zusammensetzungen erhalten.
Es können auch zwischen die verschiedenen Lagen des Niederschlages Gewebeeinlage eingelegt werden, oder man kann auch den Niederschlag vor der Entwässerung mit einem Gewebe bedecken, welches einen bleibenden Überzug bildet und durch das zur Entwässerung dienende Gewebe auf den Kautschukniederschlag aufgepresst wird. Die einzubettenden bzw. als Überzug dienenden Gewebe können, um ein besseres Haften zu erzielen, vor dem Aufbringen in Kautschukmilch, oder in andere geeignete gegebenenfalls mit Zusätzen vermischte Kautschukdispersionen getaucht werden.
Es kann aber unter Umständen auch das Entwässerungsband selbst als bleibender Überzug auf dem Entwässerungsschlauch belassen werden, in welchem Falle es zweckmässig ist auch das Entwässerungsband vor dem Aufwickeln mit einer wässerigen Kautschukdispersion zu benetzen.
Die Entwässerung kann durch Wärme oder durch Elektroosmose unterstützt werden, so z. B. kann man, wenn die Walzen 15 aus Metall bestehen, diese durch Induktion oder in anderer Weise mittels des elektrischen Stromes an der ganzen Oberfläche gleichmässig erhitzen. Auch kann man die Entwässerungsfläche vor ihrem Aufbringen auf die zu entwässernde Niederschlagungsschicht erhitzen. Man kann ferner die Walze 15 oder eine andere Unterlage, falls diese metallisch ist, als Anode in den Stromkreis schalten und das Entwässerungsblatt, oder ein diesem überlagerte Metallblatt oder Metall-
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unterstützt.
Die Kautschukniederschläge, von denen oben die Rede war, können selbstverständlich in an und für sich bekannter Weise verschiedene Zusatzstoffe, insbesondere Füllmittel, Vulkanisierungsmittel, Farbstoffe usw. erhalten. Auch kann man in dieser Weise nicht nur aus Kautsehuk als koagulierenden Grundstoff, sondern auch aus anderen kautschukartigen oder koagulierungsfähigen Stoffen erzeugte Niederschläge behandeln. Als solche kommen in Betracht, z. B. aus Guttapercha, Balata oder ans künstlichen wässerigen Dispersionen dieser Stoffe oder von Kautschukabfällen, regeneriertem Kautschuk oder künstlichem Kautschuk im Bedarfsfalle unter Beimischung von künstlichen oder natürlichen Harzen erzielte Niederschläge.
Als andere aus nicht kautschukartigem Stoff bestehende Dispersionen kommen z. B. Dispersionen von künstlichen Harzen, wie Phenol-Formaldehydkondensationsprodukte, Zelluloseestern, Casein, Albumin oder deren Kondensationsprodukten in Betracht.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Verfestigung von aus wässerigen Dispersionen koagulierbarer Stoffe hergestellten, gallertartigen Niederschlägen, dadurch gekennzeichnet, dass um die auf einer gekrümmten Fläche angeordnete zu entwässernde Schicht ein biegsames wasserdurchlässiges Entwässerungsblatt derart unter Spannung gewickelt wird, dass der längs einer Erzeugenden der krummen Fläche, infolge der Spannung des aufgewickelten Entwässerungsblattes auftretende Druck, sich allmählich auf die ganze Oberfläche des Niederschlages fortpflanzt bzw. ausdehnt.