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Kautschukerzeugnisse und Verfahren zu ihrer Herstellung.
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Die vorliegende Erfindung bezieht-sieh auf die Herstellung von Kautschukerzeugnissen von beträchtlicher Dicke aus Latex auf gemusterten Abseheidungsunterlagen in der Weise, dass erhöhte und vertiefte Teile der Abscheidungsfläche sowohl auf der freien Oberfläche der Kautschukabscheidung als auch auf der Oberfläche der Abscheidung, die mit der Abscheidungsfläche in Berührung steht, nachgebildet werden. Die Erfindung kann bei der Herstellung von platten-bzw. bahnenförmigem Kautschuk- material oder geformten Artikeln aus platten-bzw. bahnenförmigem Kautsehukmaterial beliebiger Gestaltung mit einer Musterung auf beiden Seiten des Kautschukmaterials angewendet werden.
Man kann das Verfahren gemäss der Erfindung weiter dazu benutzen, um eine Form oder Grundlage, die eine gemusterte Oberfläche aufweist, mit bleibenden Überzügen von Kautschuk unter Verwendung von Latex als Ausgangsmaterial in der Weise zu überziehen, dass die freie Oberfläche des Kautschuk- überzuges das Muster der Abscheidungsfläche trägt.
Gemäss der vorliegenden Erfindung besteht das Verfahren zur Herstellung von Erzeugnissen, die aus Kautschuk bestehen oder Kautschuk enthalten, durch Abscheidung von Kautschuk aus Latex darin, dass man (um zu erzielen, dass die Kautschukfläche, die von der Abscheidungsfläche am weitesten entfernt ist oder bei der Herstellung des Erzeugnisses am weitesten entfernt war, das Muster der Abscheidungsfläche trägt) einen dünnen zusammenhängenden Latexfilm auf einer gemusterten Ab- scheidungsfläche, die erhöhte und vertiefte Teile aufweist, derart aufbringt, dass der Latex die Vertiefungen nicht ausfüllt und auf den zusammenhängenden Kautschukfilm Latex in der Weise aufsprüht,
dass die aufgesprühten Latexpartikel verfestigt werden und eine körnig genarbte oder schwamm- artige Abscheidung bilden, ohne zusammenzufliessen und die Vertiefungen auszufüllen, wenn der Film zu der gewünschten Dicke aufgebaut ist.
Vorzugsweise beträgt der durchschnittliche Abstand in der Höhenrichtung zwischen den erhöhten und vertieften Teilen der Musterung auf der gemusterten Abscheidungsfläche 0'4 ? KM.
Ferner bilden den Gegenstand der vorliegenden Erfindung Kautschukerzeugnisse, die auf beiden Flächen des beliebig gestalteten platten-oder bahnenförmigen Materials mit einem Muster versehen sind, wobei die erhöhten und vertieften Teile auf der einen Fläche den vertieften bzw. erhöhten Teilen der andern Flächen entsprechen und wobei zumindest eine Fläche des Kautschukmaterials überdies eine körnig genarbte oder schwammartige Oberfläche aufweist.
Der durchschnittliche Abstand in der Höhenrichtung zwischen den erhöhten und vertieften Teilen der genannten Erzeugnisse beträgt vorzugsweise angenähert 0'4 mm.
Die Erfindung soll nunmehr an Hand der schematischen Zeichnung erläutert werden :
Fig. 1 stellt eine Abscheidungsform dar, welche eine gemusterte Fläche mit erhöhten und vertieften Teilen in der gewünschten Musterung aufweist. Fig. 2 erläutert eine Arbeitsweise zur Durchführung des ersten Schrittes bei der Herstellung einer Kautschukabseheidung, deren äussere Ober- fläche das Muster auf der Abscheic1ungsunterlage nicht verdeckt. Fig. 3 erläutert die letzten Verfahrensstufen, durch welche man die Kautschukabscheidung zu der gewünschten Dicke aufbaut, ohne das Muster auf der Abscheidungsunterlage zu verdecken.
Gemäss der vorliegenden Erfindung wird zunächst ein dünner zusammenhängender Latexfilm auf der gemusterten Abscheidungsfläche abgeschieden, so dass der Latex sich auf den erhöhten und vertieften Teilen der Unterlage abscheidet, ohne die Vertiefungen auszufüllen. Der Film muss dünn sein, da sonst die Vertiefungen mit Latex ausgefüllt würden. Die Aufbringung des dünnen Latexfilms kann leicht durch Tauchen, Aufstreichen oder Aufsprühen bewirkt werden, worauf man in bekannter Weise mit Hilfe eines chemischen Koagulationsmittels oder durch Trocknen koaguliert.
Der so hergestellte zusammenhängende Film wird, wenn er entsprechend dünn ist, sich leicht den Konturen der Abscheidungsunterlage anschmiegen, ohne die Vertiefungen der gemusterten Fläche auszufüllen ; gewünschtenfalls können mehrere Latexüberzüge in dieser Weise auf die gemusterte Unterlage aufgebracht werden, ohne das Muster zu verdecken. Es muss indessen dafür Sorge getragen werden, dass nicht zu viel oder ein zu dicker Latex im Verhältnis zur Tiefe des Musters der Abscheidungsfläche verwendet wird, sonst würden die vertieften Teile ausgefüllt werden, wie dies bei der üblichen Arbeitsweise zur Herstellung von Kautschukerzeugnissen beträchtlicher Dicke der Fall ist.
Der aus Latex abgeschiedene dünne zusammenhängende Kautschukfilm, der das Muster der Abscheidungsunterlage trägt, bildet die Grundlage, auf welcher hernach eine genarbte oder schwammartige Abscheidung von Latex bis zu der gewünschten Dicke aufgebaut werden kann, ohne das Muster der Abscheidung, unterlage zu verdecken. Die dünne zusammenhängende Schicht von Latex kann auch mit Hilfe des elektrischen Stromes auf der Abscheidungsfläche abgeschieden werden, wenn dies gewünscht wird, oder sie kann gebildet werden, indem man vor der Aufbringung des Latexfilms ein Koagulationsmittel für Latex auf die ganze Fläche oder nur auf die erhöhten Teile der Fläche aufbringt.
Wenn der dünn" zusammenhängende Latexfilm, der die Grundlage bilden soll, durch Aufsprühen auf die Abscheidungfläche aufgebracht wird, so soll man den Latex in fein versprühtem Zustand aufbringen und die Latexpartikel auf der Abscheidungsfläche zusammenfliessen lassen, so dass sie einen dünnen zusammenhängenden Film, der sich über die erhöhten und vertieften Teile erstreckt, bilden.
Ein derartiges Aufsprühenist die derzeit bevorzugte Arbeitsweisefür die Aufbringung der dünnen zusammenhängenden, die Grundlage bildenden Kautschukschicht, insbesondere wenn es sich um kleine Abseheidungsunter-
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lagen handelt, da der äussere Teil der Kautschukabscheidung hernach, wie weiter unten beschrieben wird, durch ein Sprühverfahren zur gewünschten Dicke aufgebaut wird und, wenn die erste Latexabscheidung durch ein Sprühverfahren aufgebracht wird, keine Notwendigkeit besteht, das Arbeitsverfahren zur Aufbringung des Latex beim Aufbau der Schichte bis zur gewünschten Dicke zu wechseln.
Nachdem der zusammenhängende Latexfilm auf die Form, beispielsweise durch Sprühen, aufgebracht und vorzugsweise durch Trocknung oder chemische Koagulation koaguliert worden ist, baut man die Kautschukschicht bis zu der gewünschten Dicke auf, indem man Latex auf den zusammenhängenden Kautschukfilm derart aufsprüht, dass die aufgesprühten Latexpartikel sich verfestigen und eine genarbte oder schwammartige Abscheidung beim Aufbau des Films bilden, ohne zusammenzufliessen oder die Vertiefungen auszufüllen.
Vergröberung des aus der Düse austretenden Latexstrahles, Vergrösserung der Viskosität des Latex und seines Gehaltes an festen Bestandteilen und Erhöhung der Koagulationsgeschwindigkeit der Kantschukpartikel in dem Strahl sind alles Massnahmen, die dazu dienen, eine genarbte oder schwammartige Abscheidung von gesondert verfestigten oder koagulierten Latexpartikeln zu erzeugen.
Man kann den ausgesprühten Latexstrahl leicht so regeln, dass er eine zusammenhängende Abscheidung, wie sie für den die Grundlage bildenden Film erwünscht ist, bildet oder dass er eine diskontinuierliche Abscheidung, deren Beschaffenheit von einer körnig genarbten Oberfläche bis zu einer grob schwammartigen Oberfläche variieren kann, wie sie für den äusseren Film gewünscht wird, bildet, indem man die Viskosität oder die Konzentration des Latex oder die Feinheit des ausgesprühten Strahls variiert oder indem man die Düse selbst in geeigneter Weise handhabt oder indem man beispielsweise den Abstand der Düse von der Abscheidungsunterlage ändert.
Die körnig genarbte oder schwammartige Abscheidung kann erhalten werden, indem man die Partikel bevor oder in dem Augenblick, in dem sie die Abscheidungsfläche erreichen, rasch koaguliert oder trocknet und dies kann dadurch bewirkt werden, dass man die Abseheidungsfläche erhitzt oder indem man den Latex durch ein erhitztes Gas, wie beispielsweise erhitzte Luft hindurch auf die Abscheidungsfläche sprüht, um eine rasche Verfestigung oder Trocknung hervorzurufen, oder indem man abwechselnd Latex und ein chemisches Koagulationsmittel in rascher Aufeinanderfolge aufsprüht, so dass die Luft, die die Abscheidungsform umgibt, genügend Koagulationsmittel enthält, um die auf die Abscheidungsfläche aufgesprühten Latexpartikel zu koagulieren.
In der schematischen Zeichnung ist eine Ausführungsform der Erfindung als Beispiel dargestellt.
Fig. 1 zeigt eine Form 10 zur Herstellung einer Badehaube, welche auf einer rotierenden Welle 11 so angebracht ist, dass sie mit der Welle rotiert. Die Form weist eine gemusterte Oberfläche auf, wobei die Musterung durch die die Fläche durchlaufenden Rillen 12 gebildet wird. welche die vertieften Teile des Musters der Fläche zwischen den erhöhten Teilen 13 bilden. Ein weiterer Musterungseffekt ist bei 14 dargestellt, wo ein kleines erhöhtes Ornament auf der Form selbst angebracht ist. Die Formen können aus Metall, Glas, Kautschuk, Holz, Ton, Kunstharzen u. dgl. bestehen ; die Musterung der Flächen kann durch Gravieren oder Formen erzeugt sein oder dadurch, dass man auf in anderer Weise gemusterte oder glatte Flächen erhöhte ornamentale Teile aus dem gewünschten Material anbringt.
Bei der Herstellung eines Erzeugnisses nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung auf der in Fig. 1 dargestellten Form wird die Form so montiert, dass sie mit Hilfe eines drehbaren Schaftes 11 auf einem Träger 15 rotieren kann und durch ein Getriebe 17 mit Hilfe eines Motors 16 mit der erwünschten Geschwindigkeit in Drehung versetzt wird. Es hat sich als zweckmässig erwiesen, eine solche Form, die zur Herstellung einer B1dekappe dient, mit einer Geschwindigkeit von etwa 46 Umdrehungen in der Minute rotieren zu lassen.
Wie in Fig. 2 dargestellt, wird Latex aus einer Spritzpistole 18 derart aufgebracht, dass die Latexpartikel zusammenfliessen, um einen dünnen zusammenhängenden Film 19 auf der Form zu bilden, der sich über die erhöhten und vertieften Teile erstreckt, ohne dass die Vertiefungen auf der Abscheidungsunterlage ausgefüllt sind. Wenn man den Latex in einem fein zerteilten Strahl aufsprüht und ihn auf der Oberfläche der Form durch Trocknung oder chemische Koagulation verhältnismässig langsam koaguliert, so erhält man ohne Schwierigkeiten einen zusammenhängenden dünnen Latexfilm, der die vertieften Teile auf der Abscheidungsunterlage nicht ausfüllt.
Versucht man hingegen, eine zu starke Kautschukschicht in Form eines zusammenhängenden Films abzuscheiden, so werden die vertieften Teile ausgefüllt werden ; es ist daher notwendig, dass man nicht darauf ausgeht, eine zu dicke, gasundurchlässige Kautschukschicht auf der Abscheidungsunterlage unmittelbar zu erzeugen.
Nachdem man auf der Abscheidungsfläche einen dünnen Kautschukfilm aus Latex abgeschieden hat, ohne die vertieften Teile der Abscheidungsfläche auszufüllen, kann man die Kautschukschichte bis zu der gewünschten Dicke aufbauen, wie dies bei 20 dargestellt ist, indem man den Latex auf den zusammenhängenden Unterlagsfilm so aufsprüht, dass die aufgesprühten Partikel beim Aufbau des Films verfestigt werden und eine körnig genarbte oder schwammartige Abscheidung bilden, ohne zusammenzufliessen und die Vertiefungen auszufüllen.
Wie oben bereits ausgeführt wurde, wird rasches Koagulieren oder Trocknen der Latexpartikel auf ihrem Wege von der Sprühpistole 18 zur Abscheidungsfläche oder Verfestigen oder Koagulieren der Latexpartikel in dem Augenblick, in dem sie die Fläche erreichen, bewirken, dass sich gesonderte Partikel von verfestigtem oder koaguliertem Kautschuk ausbilden, die an der Fläche anhaften, ohne zusammenzufliessen und in Abhängigkeit von ihrer Grösse und Anzahl eine Oberflächenbeschaffenheit ergeben, die von einer körnig genarbten oder
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gesprenkelten Oberfläche bis zu einer sehr groben schwammigen Abscheidung variiert.
Das Aufbauen dieser gesondert verfestigten oder koagulierten Latexpartikel geht in gleicher Art auf den vertieften und erhöhten Teilen der dünnen zusammenhängenden Kautschukabseheidung auf der Abscheidungsfläche vor sich und es tritt daher kein Zusammenfliessen der Partikel oder Ausfüllen der vertieften Teile ein, wie dies bei der gebräuchlichen Ausführung des Aufstreichens, Tauchens oder Aufsprühens von Latex auf eine gemusterte Fläche der Fall ist, wenn man diese Massnahmen in der Art, wie sie heute durchgeführt werden, unter Bildung eines der ganzen Dicke der Abscheidung nach zusammenhängenden Films anwendet.
Das Verfestigen oder Koagulieren der Latexpartikel bevor sie die Form erreichen oder kurz nachher unter Ausbildung der anhaftenden aber nicht zusammenfliessenden Abscheidung kann verwirklicht werden, indem man den Latex in einem grob zerteilten Strahl aussprüht oder indem man die Luft, durch die der Latex gesprüht wird, erhitzt oder indem man alternativ ein flüchtiges Koagulationsmittel aussprüht, welches die die Abscheidungsfläehe umgebende Luft durchdringt und die Koagulierung der Partikel auf ihrem Weg von der Spritzpistole zur Form fördert.
Das gleiche Ergebnis kann in beträchtlichem Ausmass auch dadurch erreicht werden, dass man die Viskosität des Latex oder den Gehalt des Latex an festen Bestandteilen erhöht und es ist oft wünschenswert, für den Aufbau der körnig genarbten oder schwammartigen Abscheidung einen Latex mit höherem Gehalt an festen Bestandteilen und von grösserer. Viskosität zu verwenden, als er bei der Herstellung der ersten dünnen zusammenhängenden Abscheidung auf der Abscheidungsfläche verwendet wird.
Beispielsweise wurde eine zur Herstellung einer B. 1dekappe dienende Aluminiumform, deren Oberfläche eine Musterung aufwies, bei welcher die durchschnittliche Entfernung zwischen den vertieften und erhöhten Teilen der Form 0'4 mm betrug und die mit einer Geschwindigkeit von 46 Umdrehungen per Minute gedreht-wurde, zunächst mit einer zusammenhängenden Kautschukabseheidung überzogen, indem man einen fein zerteilten Strahl von Latex der im folgenden angebenen Zusammensetzung aus einer Sprühpistole, die in einem Abstand von etwa 30'5 cm von der Form gehalten wurde, aufsprühte :
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<tb>
<tb> Latex <SEP> (Gehalt <SEP> an <SEP> festen <SEP> Bestandteilen <SEP> 60%) <SEP> .............................. <SEP> 100 <SEP> Gewichtsteile
<tb> Schwefel.......................................................................... <SEP> 1#5 <SEP> #
<tb> Z <SEP> ; <SEP> nizoxyd <SEP> 2
<tb> Antioxydans <SEP> (symmetrisches <SEP> Dibetanaphtylparaphenylendiamin) <SEP> .............. <SEP> 0#25
<tb> Beschleuniger <SEP> (mercaptobenzotiazole) <SEP> ........................................ <SEP> 1
<tb> T <SEP> tanoxyd...............................................................
<SEP> 5.,
<tb>
Der zusammenhängende Unterlagsfilm wurde bis zu einer Dicke von etwa 0#1 mm aufgebaut, indem man abwechselnd die oben beschriebene L"texmischung und ein Koagulationsmittel, das at s einer 35% igen Essigsäurelosung bestand, aufsprühte. Hierauf wurde die Kautschukschicht ab schwammige Abscheidung bis zu einer gleichmässigen Dicke von etwa 0'76 mu aufgebaut, indem der gleiche Latex, aber in einem viel gröber zerteilten Strahl und von einer Entfernung von 61 cm, unter
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gesprüht wurde.
In diesem Falle wurden die zwischengeschalteten Sprühungen von Koagulationsmittel häufiger vorgenommen als bei der Ahscheidung des zusammenhängenden Films, um das Eintreten der Koagulation an der Abscheidungsfläche ohne Zusammenfliessen der abgeschiedenen Partikel zu einem zusammenhängenden Film und ohne Ausfüllen der Vertiefungen zu gewährleisten. Das fertige Erzeugnis wurde hierauf an der Luft trccknen gelassen und hierauf auf der Form in trockener Hitze bei etwa 1-100 C während etwa 25 Minuten vulkanisiert. worauf die Badekappe von der Form entfernt wurde.
Die Kappe kann natürlich auch vor ihrer Vulkanisation von der Form genommen und umgedreht werden und auf die gleiche oder eine andere Form aufgebracht werden, wie dies sonst notwendig ist, wenn die äussere Fläche der Abscheidung auf der Form das Muster der Abseheidungsfläche nicht annimmt, wie es bei der heute üblichen Arbeitsweise der Fall ist, wobei die Vulkanisation in irgendeiner fach üblichen Weise erfolgten kann.
Unter Latex"wird jede koagulierbare Dispersion von elastischen Stoffen einschliesslich von künstliehen Dispersionen von Kautschuk oder kmtsrhukartigen Stoffen ebenso wie natürlicher Latex verstanden, der präserviert oder mit Mischungsbestandteilen versetzt oder in anderer Weise, wie immer gewünscht, behandelt sein kann, und der in normalem, verdünntem oder konzentriertem uder ge-
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