CH186276A

CH186276A - Verfahren zur Herstellung von porösen Gegenständen aus Kautschuk oder kautschukähnlichen Stoffen.

Info

Publication number: CH186276A
Authority: CH
Inventors: Aktiengesel Metallgesellschaft
Original assignee: Metallgesellschaft Ag
Priority date: 1934-05-17
Filing date: 1935-05-02
Publication date: 1936-09-15

Description

Verfahren zur Herstellung von porösen Gegenständen aus Kautschuk oder kautschukähnlichen Stoffen. Für die Herstellung von porösem Kaut schuk aus wässerigen Kautschukdispersionen stehen bereits eine Reihe von Verfahren zur Verfügung.

Man hat zum Beispiel Kaut schukmilch mit löslichen Karbonaten ver setzt, dann durch Zusatz von Säure aus den Karbonaten C0, in Freiheit gesetzt und gleichzeitig die Kautschukmilch koaguliert und die so entstandene blasenhaltige Masse vulkanisiert.

Nach einem andern Verfahren wurden wässerige Kautschukdispersionen mit organischen Basen und festem, feinpulveri siertem Ammoniumkarbönat vermischt und diese Mischung bis zur Dissociation des Am monsalzes und Koagulation der Kautschuk dispersion erwärmt.

Eine Reihe von Verfah ren beruht auf dem Grundgedanken, dass man wässrige Kautschukdispersionen, gege benenfalls solche mit ,geeigneten Zusätzen, zum Beispiel durch Schlagen in Schaum über führt und diesen dann 'verfestigt und @ge- gebenenfalls vulkanisiert. Nach einem an dern Verfahren werden die Kaütschukdisper- sio.nen mit einem Kautschuklösungsmittel in mässigen Mengen

versetzt, die Masse zum Erstarren gebracht und vulkanisiert. Für die Herstellung sehr feinporigen Schwammkaut schuks kennt man eine Reihe von Verfahren, nach denen man die Kautschukdispersion in eine wasserhaltige Gallerte verwandelt und diese unter Vermeidung des Entweichens von Wasser vulkanisiert.

Schliesslich hat man auch Anhäufungen von Körnern, die aus einem bei Berührung mit Wasser zerfallen den Material bestanden, mit wärmeempfind lichen Kautschukdispersionen übergossen, die Dispersionen zum Erstarren .gebracht und darauf durch Behandeln mit Wasser die Körner aus dem Kautschuksystem entfernt.

Das vorliegende Verfahren beruht darauf, dass man den wässerigen Kautschukdisper sionen Stoffe beimischt, die sich unter Sauer- stoffentwicklung zersetzen, da2 man die Zer setzung dieser Stoffe vor sich gehen lässt und den dadurch gebildeten Schaum verfestigt. Zur Gasentwicklung können sowohl flüssige, zum Beispiel H,.02, als auch feste Stoffe, wie zum Beispiel Na,0, oder g,0,

oder Persalze, wie zum Beispiel Xatriumperborat gebraucht werden. Alle diese Stoffe geben bei Berüh rung mit den Kautschukdispersionen oder beim Erwärmen mit ihnen Sauerstoff ab.

Der Vorgang kann durch Zusatz von Ka talysatoren, die die 02-Abspaltung fördern, wie zum Beispiel Eisensalze oder Hämo globin, beschleunigt werden.

In der Regel wird der Schaum vor ,seiner Verfestigung verformt.

Es ist .zweckmässig, das Verfahren mit Kautschukdispersionen auszuführen, die neben den OZ-abspaltenden .Stoffen noch Zu sätze enthalten, die den Dispersionen die Eigenschaften verleihen, beim Erwärmen oder bei blossem Stehenlassen zu Gallerten zu erstarren. Derartige Zusätze erlauben es, den Schaum durch Erwärmen bezw. durch Ste henlassen zu verfestigen.

Werden Zusätze der erwähnten Art nicht benutzt, kann man die Verfestigung des Schaumes durch Ein trocknen vornehmen, da die ausserordentlich hohe Beständigkeit des nach der Erfindung erzeugten Schaumes ein Eintrocknen ohne wesentliche Schädigung der .Schaumstruktur gestattet.

Die zugefügten 02-entwickelnden Stoffe können sowohl flüssige Gestalt besitzen, wie zum Beispiel eine Lösung von.H,0, oder von Natriumperborat, als auch die Gestalt fester Stoffe, wie zum Beispiel pulverförmiges Na2O, Mit festen Stoffen erhält man ganz allgemein gröbere Poren als mit flüssigen. Gegebenenfalls können auch beide Arten von Stoffen Verwendung finden.

Die Zeiten, die man nachdem Zusatz der OZ-entwickelnden Stoffe bis zur Ausbildung des Schaumes mindestens verstreichen lassen muss, .sind sehr verschieden, je nach der Menge und der Beschaffenheit der 0,-ab- gebenden - Substanz. Sie können zwischen einem Bruchteil einer Minute und mehreren Minuten, zum Beispiel i/2 bis 5 Minuten liegen, gegebenenfalls aber sehr viel länger sein.

Um gewünschtenfalls den Kautschukdis- persionen die Fähigkeit zu verleihen; in der gälte im Laufe der Zeit oder beim Erwärmen in Gestalt von Gallerten zu erstarren, kann man die hierfür bekannten Zusätze ein führen, zum Beispiel Alkalisilikofluoride, bezw. Zn0 zusammen mit Ammoniumsalzen. Als sehr zweckmässiges Mittel, um die Dis persion wärmeempfindlich zu machen, hat sich auch der Zusatz-von pulverförmiger,

nicht gequollener Stärke erwiesen. Ein an derer Weg, auf dem man die Dispersionen wärmeempfindlich machen oder ihnen die Fähigkeit, beim Stehen zu erstarren, ver leihen kann, besteht darin, dass man ihnen neben dem .Sauerstoff abgebenden Stoffen, wie zum Beispiel H,0,, Formaldehyd zusetzt.

Der Formaldehyd erfährt unter diesen Um ständen eine Oxydation zu Ameisensäure und :diese bewirkt Koagulation der Disper sion, bezw. eine Verfestigung des Schaumes.

Die Verformung der blasigen Disper-. sinnen kann auf alle bekannten Weisen .er folgen, wie zum Beispiel unter Benutzung von Giess- oder Tauchformen, durch Strei chen und ,durch (Sprühen.

Die Massen eignen sich zum Beispiel gut zum Überziehen von Geweben, zum Beispiel zum Überkleiden der Unterseite von Teppichen mit einer porösen Kautschukschicht. Das für viele Anwen dungszwecke sehr geeignete Aufsprühen der Dispersionen auf die mit dem. porösen Kaut schuk zu überziehenden Unterlagen lässt sich zum Beispiel so ausführen,

dass man den OZ-abgebenden Stoff der Dispersion kurz vor deren Einfüllung in die Spritzpistole zu fügt; man kann aber auch die Zugabe der OZ-entwickelnden Substanz zu der Kaut schukdispersion in der Pistole selbst vor- nahmen.

Zur Herstellung der porösen Produkte können, ausser den Dispersionen von natür lichem Kautschuk, auch die Dispersionen der kautschukähnlichen Stoffe Guttapercha und Balata, sowie Dispersionen von synthetischem Kautschuk verwendet werden. Die natür lichen Dispersionen, wie zum Beispiel Kaut schukmilch, können die natürliche Konzen tration besitzen oder in Form von Konzen traten vorliegen.

Die Dispersionen können in vulkanisiertem Zustand benutzt werden oder man kann ihnen, wenn eine nachträgliche Vulkanisation durchgeführt werden soll, Vul- kanisationsmittel zufügen. Sämtliche Disper sionen können die üblichen Zusätze, wie zum Beispiel Füllstoffe, Alterungsmittel, Farb stoffe, enthalten. Im allgemeinen haben sich Kautschukdispersionen mit einem Gehalt an freiem Alkalihydroxyd als besonders vorteil haft erwiesen.

Die Vulkanisation der verfestigten Masse kann in ;heisser Luft oder auch in heissem Wasser oder in gesättigtem Dampf vorge nommen werden.

In den beiden letzteren Fällen ist die erzielte Porosität grösser als in dem ersteren, weil zu den durch die Oz- Bläschen verursachten Makroporen noch die durch den bekannten Beckmann-Effekt ent stehenden Mikroporen, das heisst,die nach dem Verdampfen des während der Vulkanisation im Kautschuk zurückgehaltenen Wassers zu rückbleibenden winzigen Hohlräume, hinzu kommen.

Ausführungsbeispiele: 1. 200 Teile 401%iger Ammoniaklatex, 10 Teile Zn0, 3 Teile S, 1 Teil Vulkani- sationsbeschleuniger (Vulkacit P extra) wer den gemischt und in der Farbmühle gemah len. Hierauf werden 5 Teile 40%ige H202 Lösung eingerührt.

Die Mischung wird dann in eine Schale entsprechender Form .gegossen und in einem Heizschrank so lange auf 40 erwärmt, bis sich aus :der Mischung ein Schwamm von der gewünschten Grösse bezw. Porosität gebildet hat.

Er kann dann aus dem Ofen genommen werden ohne seine Form einzubüssen - auch nach Abkühlung nicht. Schliesslich wird er, vorzugsweise in Wasser, vulkanisiert.

Wie sich aus diesem Beispiel ergibt, kann man durch Bemessung der Zeit je nach Wunsch einen kleiner- oder grösserporigen S chwamm erzeugen. 2. 130 Teile eines unter dem Namen Re-, vertex bekannten Kautschukmilchkonzen- trates von 75 % Trockengehalt, 5 Teile Zn0, 3 Teile .S,

1 Teil eines Vulkanisations- beschleunigers (Vulkacit P extra), 8 Teile ungequollene Stärke, 1 Teil Farbstoff, 0,5 Teile handelsübliches Hämoglobin werden vermischt und zur Erzielung gleichmässiger Verteilung :durch eine Farbmühle geschickt. Man rührt dann 4 Teile einer 15 % ixen H20,-Lösung ein.

Die Mischung, die in wenigen Minuten in kleinschaumigen Zu- stand übergeht, wird in etwa 2 mm dicker Schicht auf die Unterseite eines Teppichs gesprüht, 5 Minuten auf etwa 100 erwärmt, wobei sie erstarrt und dann .getrocknet und offen vulkanisiert.

3. Wenn man einen gröberporigen Über zug erhalten will als in Beispiel 2, kann man an Stelle der dort angegebenen Mischung die folgende benutzen: 130 Teile Revertex, 73:%ig, 10 Teile Zn0, 3 Teile S, 1 Teil Vulkanisationsbeschleunlger (Vulkacit P extra), 10 Teile ungequollene Stärke, 1i Teil Farbstoff, 1,5 Teile Kalium peroxyd, feingemahlen.

Die Verarbeitung ist die gleiche wie in Beispiel 1.

4. Um eine lederartige poröse Hart- gummiplatte herzustellen, kann man folgen dermassen verfahren.

Man stellt eine Mischung her bestehend aus l3'0 Teilen Revertex, 73%ig, 5 Teilen ZnO, 12 Teilen .S, 1 Teil Vulkanisations- beschleuniger (Vulkacit DM). Die Mischung wird dann. in einer Farbmühle behandelt und darnach mit 3 Teilen einer 15 % ixen Lösung von H202 versetzt.

Nach der Ausbildung des Schaumes und kurz vor der Verarbeitung werden 2 Teile einer 50%igen Aufschläm mung von Na2SiFe eingerührt. Dann wird die Masse in eine Plattenform gegossen und darin erstarren gelassen. Auf die Erstarrung folgt die Vulkanisation in Dampf.

5. Die Herstellung einer porösen Hart= \-- gummiplatte kann folgendermassen erfolgen: Man bereitet eine Mischung von 130- Teilen .

Revertex, 73%ig, 5 Teilen Zn0, 30 Teilen S, 2 Teilen Vulkanisationsbeschleuniger (Vul- kacit D),'.die mau nachdem sie in der Farb- mühle behandelt wurde, mit 5 Teilen 15 % iger H,0,-Lösung versetzt.

Nach der Ausbildung des Schaumes wird diH Mischung in. eine Plattenform gegossen. und darin bei 80 bis 100 getrocknet und darnach zu Ende vul kanisiert.

6. Um einen in seiner -ganzen Mässe aus Kautschukschwamm bestehenden Ball herzu stellen, bereitet man eine Mischung aus 130 Teilen Revertex, 7,3 % ig, 10 Teilen ZnO, 3 Teilen S, 1 Teil Vulkanisationsbeschleu- niger (Thiuram),

10 Teilen einer 38 % ixen Lösung von Ammoniumnitrat oder -acetat. Nach dem Homogenisieren in der Farbmühle wird die Mischung mit 3 Teilen 15 %iger H@04-Lösung versetzt und nach Ausbildung der Schaumstruktur in eine eiserne Kugel form gegossen, die aus zwei Halbkugeln be steht, von denen die eine mit einer verschliess- baren Eingussöffnung versehen ist.

Nach dem Verschliessen der Einfüllöffnung wird die Form auf eine unterhalb100' liegende Temperatur, zum Beispiel auf 40 bis90' erwärmt, bis die schaumige Masse erstarrt ist. Die Vülkanisation kann nach Entnahme des Balles aus der Form ausgeführt werden und erfolgt vorzugsweise in Wasser.

7. Ein Toilettenschwamm kann auf fol gende Weise hergestellt - werden.

Eine Mischung von 130 kg Revertex, 10 kg Zn0, #3' kg @S, 1 kg Vulkanisations- beschleuniger (Vulkacit P extra) wird in der Farbmühle gemahlen. Dann werden 5 Liter 40%ige Formaldehydlösung und 5 Liter 15%ige 11,0,-Lösung zugefügt.

Die Mi schung wird in Mengen,,die zur Herstellung eines Schwammes nötig sind, in halbrunde Schalen gegossen und in- einem auf90' ge heizten Trockenschrank etwa eine 1/2 Stunde erhitzt. Nach dieser Zeit ist die Masse zu einem Schwamm aufgetrieben und als solcher erstarrt.

Der Schwamm wird aus der Schale genommen und in siedendem Wasser schwim mend etwa 1/2 .Stunde lang vulkanisiert.

Es ist nicht nötig, beim Eingiessen der schaumigen Masse in die Kugelform., diese vollständig zu füllen. Inder Bemessung der Menge der Schaummasse hat man ein Mittel, die Porengrösse des Schwammkautschuks zu regeln, in dem Sinn, dass die Poren um so grösser ausfallen, je weniger Masse in die Form gebracht wird.

Inder Regel besitzen die nachdem vor liegenden Verfahren hergestellten Gegen stände aus porösem Kautschuk eine im Ver gleich zum Innern des Gegenstandes weniger poröse, gegebenenfalls sogar praktisch dichte Aussenhaut.

Wenn man eine Oberfläche wünscht, die hinsichtlich der Porosität dem Innern des Gegenstandes entspricht, so kann man zum Beispiel durch Behandlung mit dem Sandstrahlgebläse oder durch Abschleifen die die Poren der Oberflächenschicht verschlie ssenden Kautschukhäutchen entfernen, auch kann man zum Beispiel -die Aussenteile des porösen Körpers wegschneiden.

Man kann aber auch der Entstehung von dichten Ober flächen vorbeugen, indem man die Erstar- rung des Schaumes nicht an idiehten, zum Beispiel metallischen oder an .freien Ober flächen vor sich gehen lässt, sondern an Formwänden, die mit einer, vorzugsweise feuchten, Lage eines Gewebes oder von Pa pier bedeckt sind.

Das Verfahren bietet eine Reihe von we- sentliehen Vorteilen. Es ist darnach möglich, durch Bemessung der zugesetzten 02-liefern- den Stoffe die Porosität der Erzeugnisse gut und in reproduzierbarer Weise zu regeln.

Ge genüber den sui -die Wirkung von Ammo- niumsalzen beruhenden Verfahren zur Er zeugung von porösem Kautschuk gewährt es den Vorteil, da.ss man bei tieferen Tempera turen, zum Beispiel auch bei Zimmertem- peratur arbeiten kann.

Die Ammoniumsalze, wie zum Beispiel Ammoniumkarbonat oder -nitrit, dagegen dissoziieren erst bei Tem- peraturen oberhalb100' in. ausreichendem Mässe.

Die Methode, nach der man das bla senbildende Kohlendioxyd durch Einwirkung von Säure auf Karbonate in der Wärme in .der Kautschukdispersion in Freiheit setzt, hat eine Reihe von Nachteilen. Die Säure wirkt koagulierend auf die Kautschukdisper- sion, ferner bilden sich infolge der Urimög lichkeit,

die Säure beim Einmischen genü gend rasch zu verteilen, örtliche Auftreibun- gen aus, auch fällt der in der Wärme er zeugte Schaum beim. Abkühlen zusammen. Überdies übt die Säure einen nachteiligen Einfluss auf die Vulkanisation und die Be- sehaffenheit der Erzeugnisse aus.

Ganz all gemein lässt sich ,sagen, dass, je höher die Temperatur ist, bei der der Schaum erzeugt wird, desto grössere Neigung auch der Schaum zeigt, beim Abkühlen sich zusam menzuziehen und gegebenenfalls !ganz zusam menzubrechen.

Bei den bei hohen Tempera turen hergestellten Schaumsystemen ist es daher nötig. Gaseinwirkung und Vulkani- sation in einem Arbeitsgang vorzunehmen und, falls nicht geschlossene Formen ver wendet werden, genau aufeinander abzustim- men, was erfahrungsgemäss technisch schwie rig durchzuführen ist.

Bei dem vorliegenden Verfahren können derartige Schwierigkeiten völlig vermieden werden. Das Verfahren zeichnet sich überdies durch die Entbehrlich keit aller teureren Apparaturen aus.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von porösen Gegenständen aus Kautschuk oder kautschuk ähnlichen Stoffen, vermittelst wässrigen Di spersionen von Kautschuk oder kautschuk ähnlichen Stoffen unter. Überführung der Dispersionen in den Schaumzustand, dadurch gekennzeichnet, dass man den Dispersionen Stoffe beimischt, die sieh unter Sauerstoff- entwicklung zersetzen.

.die Sauerstoffent- wicklung vor sich gehen lässt und den-da durch gebildeten Schaum verfestigt. UINTTERAXSPR-CCEE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man flüssige sauer stoffliefernde Stoffe verwendet. 2. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man feste sauerstoff liefernde Stoffe verwendet. 3. Verfahren nach Patentanspruch und Un teranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man als sauerstoffliefernden Stoff Wasserstoffsuperoxyd verwendet: 4.

Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man die in den Schaumzustand übergeführte Dispers.ion verformt, verfestigt und vulkanisiert. 5. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, .dass man der Dispersion Stoffe .zusetzt, die beim Erwärmen eine Verfestigung .des Schaumes bewirken. 6.

Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man der Dispersion Stoffe zusetzt, die beim Stehenlässen eine Verfestigung,des Schaumes bewirken. 7. Verfahren nach Patentanspruch und Un teranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass man als beim Erwärmen eine Ver festigung bewirkenden Stoff urigequollene Stärke in Pulverform benutzt.