CH273481A - Verfahren zur Herstellung von elastischen Gegenständen. - Google Patents

Description

  



  Verfahren zur Herstellung von elastischen Gegenständen.



   Es ist schon verschiedentlich vorgeschlag worden Faserstoffe, insbesondere Rosshaar und dergleichen, oder auch   pflanzliehe    Fasern, entweder lose oder in einer   zusam-      menhängenden    oder verfilzten Masse, mit Kautschuklatex oder ähnliehen wässerigen Dispersionen zu imprägnieren, wobei sich der Kautschuk durch   Koagulierung auf die    Fasern absetzt. Es werden so elastisehe Pro  dukte    erhalten, die zur Herstellung z. B. von Matrazen, Kissen, Bekleidungen und Polster für Möbel, Eisenbahnwagen und Kraftwagen,   Schwämmen,    Matten usw. dienen können. Es sind z. B. Verfahren bekannt, bei welchen die Imprägnierung der Fasern durch Untertauchen,   Bespritzen, Begie#en    oder Walzen vor sich geht.

   Das Walzen ist auf die Herstellung von verhältnismässig dünnen Gegen  standen,    wie z. B. Bodenbelägen oder Matten beschränkt. Ausserdem wird hierbei infolge der   dureh    den Walzendruck bedingten Pressung die Porosität der so hergestellten Produkte stark herabgesetzt. Die Imprägnierung durch Bespritzen oder Begiessen bietet auch lediglich   besehränkte      Anwendungsmogiichkei-    ten, weil bei Fasermassen verhältnismässig grosser Stärke   aussehliesslich    die an der Oberflache liegenden Schichten ausreichend mit Kautschuk versehen werden können.



     Ifür    die Behandlung von dickeren Fasermassen kommen also praktisch lediglich Tauchverfahren in Betracht. Die technische Anwendung derselben weist jedoch solche Schwierigkeiten auf, dass bisher tatsächlich nur mit sehr starren und gekräuselten Fasern von der Art von Rosshaar günstige Resultate erzielt wurden. Es stellte sich nämlieh her  aus, da#    es äusserst schwierig ist, die   Imprä-      gnierung    der Fasern und die Absetzung des Kautschuks   zweekdienlich    zu regeln. Infolge der verhältnismässig hohen Viskosität der   Kautschukdispersionen,    wenn dieselben nicht stark verdünnt sind, werden die Fasern übermässig von der aufgenommenen Gummidispersion beschwert.

   Wenn die Fasern weniger starr und nicht gekräuselt sind, werden   sie praktiseh vollständig eingebettet.    Wenn das Kautschukkoagulum beim Trocknen   sehrumpft,    so werden die eingebetteten Fasern mitgezogen, wobei dann das Volumen der Masse durch das   zusammengeschrumpfte      Koagulum    bestimmt wird. Es bilden sich Agglomerate von zusammengeklebten Fasern mit   verhältnismä#ig geringer innerer    Porosität, jedoch mit   grosseren    Lufträumen zwischen den einzelnen Agglomeraten, die aber keinen genügenden Zusammenhang aufweisen, so dass keine beständige Elastizität des Gegenstandes gewährleistet wird.



   Um eine lockere Struktur und beständige Gestalt der Gegenstände zu erzielen, hat man sehon versucht, das Einsinken der Fasern durch Spannen von Drähten in der Fasermasse oder durch Einsetzen   von Federchen,    die nachher wieder entfernt werden, zu verhindern. Der dabei angestrebte Zweck besteht darin, eine dauerhafte Elastizität zu erreichen. Dabei soll der lose Zusammenhang der Fasermasse dadurch erreicht werden, dass die Fasern nicht über die ganze Länge zusam  mengeklebt,    sondern einzeln mit Kautschuk verkleidet sind. Zwischen den Fasern sollen zahlreiche, kleine Lufträume bestehen. Die Fasern sollen jedoeh unter sich nicht verschiebbar sein. Dieses Ziel wurde bis heute   ausschliesslieh    mit sehr   starren und gekräu-    selten Fasern erreicht.

   Es ist in der Praxis noch nicht gelungen, Massen aus kurzen Fasern nach dem   Tauehverfahren    zu behandeln, da diese Fasern dabei vollständig in die    Kautsehukmasse eingebettet, werden, ohne    dass genügend freie Lufträume zwischen den Fasern bestehen bleiben.



   Das übliche Tauchverfahren wird auch noch dadurch erschwert, dass die Intensität der Imprägnierung in grossem   MaRe    von der Viskosität der   Kautschukdispersion    abhängig ist. Die Viskosität des gewöhnlich   verwende-    ten konzentrierten Latex aus 50 bis   60        'o    Kautschuk ändert sich in sehr starkem   MaRe,    so dass eine fortwährende Überwachung der Viskosität   erforderlieh    ist. Weiter ist es kaum möglich ein Bad mehrmals nacheinander zu verwenden, da die Dispersion im Ganzen zu koagulieren   anfängt    und infolgedessen für die Behandlung weiterer   Fasermassen    unbrauchbar wird.



   Die vorliegende Erfindung betrifft nun ein Verfahren zur Herstellung dauernd elastischer Gegenstände, das   ermöglicht die vor-    erwähnten Nachteile der   bekannten Tauch-    verfahren zu   venneiden.    Dieses Verfahren, bei welchem man in einen Behälter, welcher eine durchbrochene, ein Gerüst bildende Masse enthält, eine einen koagulierbaren elastischen Stoff enthaltende flüssige Dispersion einfüllt und den elastischen Stoff koagulieren last, ist dadurch gekennzeichnet, dass während der Koagulation eine Relativbewegung der durchbrochenen Masse gegenüber der Dispersion herbeigeführt wird, derart,   da#    der elastische Stoff hauptsächlich auf. der Oberfläche der durchbrochenen Masse   koagu-    liert.



   Dabei kann von einer beliebigen losen oder ein zusammenhängendes Ganzes bildenden Masse z. B. aus Fasern, und zwar langen oder kurzen Fasern, ausgegangen werden, seien dies, nun gekräuselt oder nicht. Es können Fasern tierischen oder pflanzlichen Ursprungs, z. B. Haare, oder auch Faserabfälle verwendet werden.   Die genannte Rela-      tivbewegung    lässt sich in zweckdienlicher Weise dadurch erreichen, dass das Gefäss oder die Form, in welcher die Masse mit der zu koagulierenden Dispersion   zusammenge-    bracht wurde, einer Sehüttelbewegung   (z.    B.



     Schwing-bzw.    Schaukelbewegung) oder einer Drehbewegung ausgesetzt wird.



   Es kann so verhindert werden, dass die koagulierenden Partikelehen ein   zusammen-    hängendes Koagulum oder grössere Klumpen bilden, welche z.   B.    im Falle von   Fasermassen    gleichzeitig mehrere Fasern umfassen und deshalb beim Troeknen eine Schrumpfung der Masse bewirken würden. Infolge der auf  gezwungenen    Relativbewegung zwischen Dispersion und durchbrochener Masse werden die Partikelchen des elastischen Stoffes gezwungen, sich einzeln oder in kleinen   Aggregaten    wie ein dünner Film auf clie einzelnen Gerippeteile zu setzen, so   da#    beim Schrumpfen des elastischen Stoffes nicht die ganze Masse zusammengezogen wird, sondern der Form der Masse praktisch erhalten bleibt. Zwischen den   Gerippeteilen    z.

   B. einer verfilzten Fasermasse bleiben Zellen oder Poren bestehen, welche die elastischen Eigenschaften des geformten   Gegenstandes weitgehend bestim-      men.    Die Grosse und die Menge der   Luft-    räume zwischen den Gerippeteilen hängt von   clen    besonderen Bedingungen bei der   Behand-    lung mit der Dispersion ab und kann mehr oder weniger nach Bedarf geregelt werden.



  Es können Gegenstände jeder beliebigen Form und Abmessungen hergestellt werden.



   Das Verfahren wird vorzugsweise mit verdünnten Dispersionen ausgeführt, ja nach dem im speziellen zu erzielenden Effekt. So kann man in gewissen Fällen Bäder mit einem Gehalt von nicht mehr als 0, 1, 0, 5 oder 1 % des elastisehen Stoffes verwenden, während in   andexw    Fällen Bäder mit   2,    3, 5 oder mehr Prozent Gehalt vorzuziehen sind. Da man ohne weiteres so arbeiten kann, dass der im Bade vorhandene elastische Stoff vollständig koaguliert und sich auf die Gerippeteile absetzt, kann das Bad gerade die Menge an elastischem Stoff enthalten, die im fertigen Gegenstand enthalten sein soll. Wenn man mit einer einmaligen Behandlung nicht genügend elastischen Stoff ablagern kann, so lässt sich die Behandlung einmal oder   meh-    rere   AIale    wiederholen.



   Die Behandlung erfolgt vorzugsweise mit    verdünntem, natürlichem Kautsehuklatex,    z. B. mit in der übliehen Weise durch   Ammo-    niak konserviertem Latex. Man kann aber auch künstliche Dispersionen, sowohl von natürlichem oder regeneriertem Kautsehuk wie auch von synthetischen elastischen Stoffen, z. B. durch   Emulsionpolymerisation    oder -copolymerisation erhaltene Latices   veIsven-    den.



   Die Dispersionen können vor der Mischung mit der zu behandelnden Masse, mit verstärkenden oder anclern Füllstoffen, Weich  machern,    Vulkanisationsmitteln und Vulka  isationsbesehleunigern    (bei Verwendung von vulkanisierbaren elastischen Stoffen) gemischt werden. Auch können während oder nach der Vermischung   Koagulationsmittel    zugeführt werden.



   Mit Hilfe von Koagulationsmitteln kann die   Koaa ilation derart geregelt werden, daP    während des Schüttelns oder Schwingens die Koagulation sehr raseh erfolgt, z. B. innerhalb der Zeit von   1/2    oder 1 Minute. Hierdurch wird erreicht, dass die Partikelchen sich fast ausschliesslich auf die Gerippeteile absetzen und auf denselben einen dünnen, gut haftenden Film bilden. Als   Koagulations-    mittel können sowohl die bekannten Säuren, z. B. Essigsäure, als auch Elektrolyten mit mehrwertigen positiven Ionen verwendet werden.



   Nach der Koagulation kann die restliche Flüssigkeit vom Gegenstand abgetrennt werden. Der Gegenstand kann z.   B.    aus dem Bade gehoben werden, worauf er von der noch anhaftenden Flüssigkeit befreit,   getroeknet    und allenfalls vulkanisiert werden kann.



   Die im Falle der Verwendung von vulka   nisierbaren elastischen Stoffen zweckmässig    vorzunehmende Vulkanisation kann in irgendwelcher Weise vor sich gehen, entweder bei hoher oder bei niedriger Temperatur.



   Bevor der hergestellte Gegenstand aus dem Bade entfernt wird, können um der Gefahr des Einstürzens der allenfalls noch weichen Masse zu   begegnen, spezielle Massnah-    men getroffen werden. So kann es sich in bestimmten Fällen empfehlen, das ganze Bad, samt dem Inhalt, zu gefrieren und dann unter allmählichem freiem Abfluss der   Flüs-      sigkeit,    langsam auftauen zu lassen.



   Die Behandlung der durchbrochenen Masse mit der Dispersion kann in einer   geschlosse-    nen Form erfolgen. Gewünschtenfalls kann in der gleichen Form oder im gleichen Bad, in dem die Fasermasse imprägniert wurde, auch vulkanisiert werden.



   Das Verfahren gemäss der Erfindung ist nicht nur auf das Imprägnieren von Fasermassen anwendbar, es können auch andere ein Gerippe bildende und poröse Massen verschiedener Natur, wie z. B.   Kunstschwämme,    Drahtmetallmassen,   Metallwolle,    Glaswolle oder Schlackenwolle, in entsprechender Weise behandelt werden.



   Beispiel :
In eine Form mit einem Inhalt von etwa   200    Liter werden   1,    5 kg Schweinsborsten mit einer Länge von etwa 2 bis 4 em lose einge  schüttet,    wobei zur Erzielung einer sehr lockeren Füllung, die Haare eventuell durch ein Sieb hindurchgeschüttet werden können.



  Darauf wird das Gefäss mit einem Gemisch von 6 Liter Kautschuklatex   (ammoniakfrei,      Kautsehukgehalt 60  /o)    mit 180 Liter Wasser gefüllt. Dieser Dispersion können Ingredien  zen    zur Vulkanisierung, wie auch ein Koagulationsmittel, z. B. 100 g   Natriumsilikofluorid,    zugesetzt werden. Die Fasermasse wird vollständig in der Dispersion   untergetaucht.    Das Gefäss mit seinem Inhalt wird dann   verschlos-    sen und unmittelbar darauf einer   Schwing-    bewegung ausgesetzt, wodurch das Ganze regelmässig geschüttelt und die Flüssigkeit relativ zur Fasermasse bewegt wird. Das Schütteln erfolgt so lange, bis das Serum klar geworden ist.

   Dann wird das Serum abgelassen und die feuchte, mit Kautschuk   imprä-      gnierte    Fasermasse vorsichtig aus der Form herausgenommen, wobei sie an der obern Seite gestützt wird, um ein Zusammenfallen zu verhindern. Die Masse wird alsdann weiter entwässert, getrocknet und in bekannter Weise vulkanisiert.



   An Stelle einer Schwingbewegung kann die geschlossene Form auch einer Schaukeloder Drehbewegung ausgesetzt werden, wobei die Fasermasse der Bewegung der Form folgt, während die Flüssigkeit gewissermassen stehen bleibt und sich also nur relativ zur Fasermasse bewegt.



   Falls sich die Form dazu eignet, kann, nach   gründlicher    Entfernung des Serums, das imprägnierte Erzeugnis auch getrocknet und in der gleichen Form vulkanisiert werden.



   Falls die zu imprägnierende Masse nicht selbst schon mehr oder weniger steif ist, wird das Volumen des erzeugten Gegenstandes durch die Form des Behälters bestimmt, während die Porosität des Gegenstandes durch die Menge des Faser-oder sonstigen porösen Materials und die Konzentration des elastischen Stoffes im   Imprägnierungsbade    bestimmt wird.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE : I. Verfahren zur Herstellung von elastischen Gegenständen, wobei man in einen Behälter, weleher eine durchbrochene, ein Gerüst bildende Masse enthält, eine einen koagu- lierbaren elastischen Stoff enthaltende flüssige Dispersion einfüllt und den elastischen Stoff koagulieren lässt, dadurch gekennzeichnet, dass während der : Koagulation eine Rela- tivbewegung der durchbrochenen Masse gegenüber der Dispersion herbeigeführt wird, derart, dass der elastische Stoff hauptsächlich auf der Oberfläche der durchbrochenen Masse koaguliert, II. Nach dem Verfahren gemäss Patentan spruch I hergestellter Gegenstand.

   UNTERANSPRLCHE : 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter einer Schüttelbewegung ausgesetzt wird.

   2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter einer Drehbewegung ausgesetzt wird.

   3. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass eine in lockerem bis verfilztem Zustande befindliehe Fasermasse verwendet wird.

   4. Verfahren naeh Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass eine verdünnte Dispersion eines elastischen Stoffes verwendet wird.

   5. Verfahren nach Patentanspruch I und lfnteransprueh A, dadureh gekennzeiehnet, dass eine 0, 1 bis 10 /o des elastischen Stoffes enthaltende Dispersion verwendet wird.

   6. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Imprägnation mit einer durch Verdünnung von konserviertem natürlichem Kautsehuklatex erhaltenen Dispersion vorgenommen wird.

   7. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Imprägnation mit einer künstlichen erzeugten Dispersion vorgenommen wird.

   8. Verfahren nach Patentanspruch 1 und Unteranspruch 7, dadureh gekennzeichnet, da# eine durch Emulsionspolymerisation bzw.

   -copolymerisation erhaltene Dispersion eines koagulierbaren elastischen Stoffes verwendet wird.

   9. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass dem Bad Füllstoffe zugesetzt werden.

   10. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass dem Bad Weichmacher zugesetzt werden.

   11. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass eine Dispersion eines vulkanisierbaren elastischen Stoffes verwendet wird und dass ein Vulkanisiermittel zugesetzt wird.

   12. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass ausserdem ein Vulkanisationsbesehleuni- ger zugesetzt wird.

   13. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass dem Bade Koagu- lationsmittel zugesetzt werden.

   14. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, da# die durchbrochene Masse wiederholt mit einer verdünnten Dispersion behandelt wird.

   15. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurci gekennzeichnet, dass eine Dispersion eines vulkanisierbaren elastischen Stoffes verwendet wird und dass naeh der Koagulation die flüssige Phase vom imprägnierten Gegenstand abgetrennt wird, worauf der Gegenstand von der noch anhaftenden Flüssig- keit befreit, getrocknet und vulkanisiert wird.

   16. Verfahren nach Patentansprueh I, dadurch gekennzeichnet, dass das Bad mit der imprägnierten Masse gefroren wird, worauf man unter freiem Abfluss der Flüssigkeit, allmählich auftauen lä#t.