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Verfahren. zur Befestigung von Weich- und Hartkautschuk auf festen
Unterlagen Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befestigen von Weich-
und Hartkautschuk und von kautschukähnlichen Stoffen, wie Guttapercha, auf festen,
insbesondere glatten Unterlagen, wie Metall, Holz, Porzellan, Glas.
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Es ist bereits auf vielfache Weise versucht worden, die Verbindung
zwischen dem Kautschuk und der Unterlage möglichst fest und dauerhaft zu gestalten.
Man hat zu diesem Zwecke das Haftvermögen fördernde Zwischenschichten zwischen der
Kautschukauflage und dem Grundkörper aufgebracht. Als solche haben sich bis zu einem
gewissen Grade Schichten bewährt, die aus Kautschuk mit .einem Zusatz von Hämoglobin
bestanden und gegebenenfalls neben dem Hämoglobin noch ein Gerbungsmittel für dieses
enthielten. Auf diese Weise sind wohl ganz ansehnliche Klebwirkungen erzielt worden,
aber die Klebungen haben den großen Nachteil, daß sie nicht feuchtigkeitsbeständig
sind. Durch vorliegende Erfindung gelingt es, Weich- und Hartkautschuk mit den Unterlagen
so fest und feuchtigkeitsbeständig zu verbinden, daß die Festigkeit der Verbindungsstellen
die Reißfestigkeit des Kautschuks übertrifft, so daß bei Ausübung von Zug der Kautschuk
in sich reißt, nicht aber die Verbindung mit der Unterlage-gesprengt wird, und daß
ferner die Verbindung auch der Einwirkung von Wasser, selbst bei erhöhten Temperaturen,
standhält. Das Verfahren besteht darin, daß man den mit einem Kautschukbelag zu
versehenden Körper zuvor mit einer Schicht von Kautschuk überzieht, die Hämoglobin
arid ,einen oder mehrere Stoffe enthält, die durch Erhitzen eine fortschreitende
Erhärtung ;erfahren, und daß man dann durch Erhitzen den Kautschuk oxydiert und
die in der Wärme erhärtenden Stoffe und damit die ganze Schicht verfestigt.
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Der Kautschuk wird durch Oxydation in Produkte verschiedener physikalischer
Eigenschaften übergeführt, die je nach dem Grad der Oxydation sirupöse, plastische
bis lederartige und schließlich glasharte Konsistenz aufweisen. Diese Stoffe besitzen
sämtlicheine gewisse Haftfestigkeit an Metallen und anderen Stoffen mit glatter
Oberfläche; !es gibt aber darunter bestimmte Stufen, bei dealen die Haftfestigkeit
.einen Höchstwert erreicht und die sich deshalb zur Befestigung von Kautschuk auf
Metall besonders eignen. Durch den Zusatz von in der Wärme erhärtenden Stoffen wird
die Klebkraft der Kautschukoxydationsprodukte noch erheblich verbessert.
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Als durch Wärme härter und unlöslicher werdende Zusätze eignen sich
z. B. solche, die beim Erhitzen eine fortschreitende Polymerisation erleiden, z.
B. Kautschukchlorierungsprodukte oder die härtbaren Kondensationsprodukte von Formaldehyd
und Phenolen u. dgl.
Grundsätzlich ist das Verfahren das gleiche
für Weich- wie für Hartkautschuk, nur ist der Grad der Oxydation, der in den beiden
Fällen zur Erzielung der besten Wirkungen erforderlich ist, verschieden.
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Die Arbeitsweise gestaltet sich z. B. folgendermaßen: Eine wässerige
Kautschukdispersion, die Hämoglobin und einen oder mehrere beim Erhitzen tein.'e
fortschreitende Härtungerfahrende Stoffe, wie z. B. Chlorkautschuk oder Formaldehydphenolkondensationsprodukte,
enthält und der gegebenenfalls Vulkanisiermittel, wie z. B. Schwefel, Beschleuniger
und Beschleunigeraktivatoren, zugefügt sind, wird in dünner Schicht auf die mit
Kautschuk zu belegende, z. B. eine Metalloberfläche aufgebracht. Es hat sich als
vorteilhaft erwiesen, möglichst dünne Schichten zu verwenden. Die Schicht wird getrocknet
und der Einwirkung von Sauerstoff oder Luft ausgesetzt, entweder bei gewöhnlichem
oder erhöhtem Druck und bei gewöhnlicher oder erhöhter Temperatur. Druck, Temperatur
sowie Dauer der Einwirkung richten sich unter anderem nach den die physikalischen
Eigenschaften beeinflussenden Stoffen sowie der auf der Unterlage zu befestigenden
Mischung. Die genannten Faktoren werden z. B. verschieden sein, je nachdem man Weich-
oder Hartkautschukmischung aufzubringen wünscht, und von der Vulkanisationsdauer
und -temperatur, die diese Mischung erfordert, abhängen.
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Die auf der Unterlage zu befestigende Kautschukschicht wird entweder
in Form einer mastizierten Mischung aufgelegt oder in Gestalt einer dickflüssigen
Kautschuklösung oder als Mischung einer wässerigen Kautschukdispersion, z. B. Kautschukmilchmischung,
z. B. durch Tauchen, Aufpinseln oder Spritzen aufgebracht und gegebenenfalls nach
dem Trocknen in einer Form unter Druck oder frei in Dampf oder in heißer Luft vulkanisiert.
Beispiele i. Umeine Weichkautschukplatte auf Metall zu befestigen, verfährt man
folgendermaßen: Man stellt eine Grundmischung her, bestehend aus i oo Teilen Kautschuk
als 75%iges Kautschukmilchkonzentrat, 66 Teilen Hämoglobin, 3 Teilen Schwefel, 4
Teilen Zinkoxyd, i Teil Diphenylguanidin, etwa 250
Teilen Wasser.
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Zu dieser Mischung werden 6 Teile einer unter dem Handelsnamen Resinol-E-Lösung
bekannten, etwa 5o°/oigen Lösung eines Phenolaldehydkondensationsproduktes und hierauf
verdünnte Essigsäure bis zur schwach sauren Reaktion zugegeben.
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Die Metallunterlage wird mit der Mischung bestrichen, etwa i/2 Stunde
auf 12o° erhitzt; dann wird die Weichkautschukplatte aufgelegt und vulkanisiert.
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z. Um auf Metall einen Hartkautschuküberzug herzustellen, kann man
folgendermaßen verfahren: Man setzt der in Beispiel i angegebenen Grundmischung
3 Teile Resinol-E-Lösung, wie sie in Beispiel i näher gekennzeichnet wurde, zu und
säuert mit verdünnter Essigsäure bis zu schwach saurer Reaktion an.
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Die Mischung wird auf das Metall gestrichen, ungefähr i Stunde auf
i2o° erhitzt. Hierauf wird eine Kautschukmilch-Hartkautschuk-Mischung z. B. folgender
Zusammensetzung: ioo Teile Kautschuk als 75°/oiges Kautschukmüchkonzentrat, 35 Teile
Schwefel, 4o Teile Kaolin, 2 Teile- des unter dem Namen Vulkazit DM bekannten Vulkanisationsbeschleunigers
(Dibenzothiazyldisulfid), 5 Teile Mineralöl durch Spritzen mit der Spritzpistole
aufgetragen. Nach dem Trocknen des überzugs wird er in an sich bekannter Weise vulkanisiert,
wozu man sich. eines Heißluftschrankes oder auch eines unter Druck stehenden, außen
beheizten Vulkanisationskessels bedienen kann.
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Das Hämoglobin und der durch Erwärmung erhärtende Stoff braucht nicht
gemeinsam aufgetragen zu :werden, sondern sie lassen sich auch getrennt in dünnen
Schichten aufbringen, so daß erst nachträglich eine Mischung eintritt. Man kann
daher, z. B. wenn man einen Weichkautschukbelag auf einer Metallplatte anbringen
will, wie folgt verfahren: 3. Man versetzt eine Resinol-E-Lösung, wie sie in Beispiel
i näher gekennzeichnet wurde, mit 3 % Eisessig, bestreicht mit der so gewonnenen
Lösung die Metallplatte und erwärmt ungefähr i/2 Stunde lang auf i2o°. Hierauf streicht
man eine Mischung folgender Zusammensetzung auf: iooTeile Kautschuk (als 75 %iges
Kautschuktnilchkonzentrat), 66 Teile Hämoglobin, 3 Teile Schwefel, q. Teile Zinkoxyd,
i Teil Diphenylguanidin, etwa 25o Teile Wasser. Man erhitzt dann etwa ii/2. Stunde
im Trockenschrank auf 120', legt dann die Weichkautschukplatte auf ünd vulkanisiert.
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Welche Konstitution oder Zusammensetzung die Oxydationsprodukte des
Kautschuks, die die Klebwirkung hervorrufen, besitzen, ist nicht bekannt. Eindeutig
festgestellt ist aber, daß unter Bedingungen, unter denen keine Oxydation eintreten
kann, die Klebwirkung ausbleibt. Nimmt man z. B. in den obigen Beispielen die Erhitzung
anstatt in Sauerstoff in einer Atmosphäre von Stickstoff vor, so haftet der Kautschuk
praktisch überhaupt nicht auf der Unterlage.