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Verfahren zum Trocknen von Kautschukmilchmischungen durch Behandlung
mit hochfrequenten elektrischen Wechselströmen
Die Erfindung bezieht sich auf ein
Verfahren zum Trocknen von Kautschukmilchmischungen mittels hochfrequenter elektrischer
Wechselströme.
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Es ist bekannt, daß dielektrische Materialien erhitzt werden, wenn
sie in ein Feld zwischen zwei Elektroden gebracht werden, an die ein hochfrequentes
Wechselpotential angelegt ist. Diese Erscheinung ist z. B. als Verfahren zum Verdampfen
von Wasser aus feuchten Materialien oder zum Erweichen von thermoplastischem Material
in der Weise angewandt worden, daß das Wechselpotential bis zur Erzielung der gewünschten
Trocknung oder des erforderlichen Erweichungsgrades aufrechterhalten wurde.
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Es sind auch Vorrichtungen zum Trocknen von Holz oder anderen Materialien,
z. B. einer Porzellanmasse, unter Verwendung von durch hochfrequente Wechselströme
erzeugten elektrischen Feldern vorgeschlagen worden, bei denen ein oder mehrere
Elektronenröhrenhochfrequenzgeneratoren für die Zufuhr des Hochfrequenzstromes aus
einem Wechselstromnetz über einen oder mehrere Lichtbogengleichrichter mit Strom
versorgt werden und deren Ausgangsleistung durch Steuerung des bzw. der Lichtbogengleichrichter
geregelt wird. Bei einer Ausführungsform einer derartigen Vorrichtung zum Trocknen
von Holzabschnitten oder blöcken werden die Holzteile der Reihe nach zwischen einer
Anzahl
von Elektrodenpaaren hindurchgeführt, an die das hochfrequente Wechselpotential
angelegt ist, so daß Wärme in den Holzteilen erzeugt wird, wenn diese zwischen aufeinanderfolgenden
Elektrodenpaaren hindurchgehen und so die Trocknungstemperatur erhalten wird.
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Bei der Herstellung von Gegenständen aus Kautschukmilch ist es üblich,
die Kautschukmilch mit Vulkanisiermitteln zu versetzen, dann den Gegenstand durch
Tauchen oder eine andere Maßnahme zu formen und schließlich das Vulkanisieren und
Trocknen herbeizuführen. Wenn Schwammkautschukerzeugnisse hergestellt werden sollen,
werden Geliermittel in die mit den Zusatzstoffen versetzte Kautschukmilch eingeschlossen,
dieidann in Schaumform gebracht wird, bevor ein Gelieren eintritt, worauf der Schaum
gelieren gelassen und der gelierte Schaum vulkanisiert und getrocknet wird.
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Wenn die Trocknung von Gegenständen aus Kautschukmilch durch Erhitzen
in einem elektrischen Hochfrequenzfeld beschleunigt wird, welches so lange wirken
gelassen wird, bis die Gegenstände trocken sind, dann weisen diese eine niedrigere
Zugfestigkeit als Erzeugnisse auf, die auf natürlichem Wege trocknen gelassen wurden.
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Ein Zweck der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Trocknen
von Kautschukmilchmischungen in einem elektrischen Hochfrequenzfeld zu schaffen,
das zu Produkten mit einer Zugfestigkeit führt, welche mit derjenigen eines natürlich
getrockneten Kautschukmilcherzeugnisses vergleichbar ist.
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Gemäß der Erfindung ist das Verfahren zum Trocknen einer Kautschukmilchmischung
in einem elektrischen Hochfrequenzfeld dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung
zur Verdampfung ihres Wassergehaltes dadurch erhitzt wird, daß sie intermittierend
einem elektrischen Wechselfeld von Radiofrequenz unterworfen wird.
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Auf Grund der intermittierenden Anlegung des elektrischen Feldes
ist die Beschaffenheit des Erzeugnisses besser, als wenn das Feld kontinuierlich
wirken würde, und dies gilt um so mehr, als weder die Zugfestigkeit des Erzeugnisses
im Vergleich mit der Festigkeit von entsprechenden, natürlich getrockneten Erzeugnissen
wahrnehmbar verringert wird noch eine Verschlechterung des Kautschukes auftritt.
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Es ist auch gefunden worden, daß dadurch, daß das Feld intermittierend,
aber doch in solchen Zeitintervallen angelegt wird, daß die Temperatur oberhalb
des Siedepunktes des Wassers gehalten und somit Dampf kontinuierlich entwickelt
wird; sich eine Abnahme der Nettozeit ergibt, in welcher das elektrische Feld angelegt
werden muß, um die Trocknung zur Vollendung zu führen, und daß daraus eine entsprechende
Ersparnis an Energie folgt. Dies ist wahrscheinlich auf den Umstand zurückzuführen,
daß die in der Mischung während der Einwirkung des elektrischen Feldes erzeugte
Hitze während des Intervalls nach Aufhebung des elektrischen Feldes abgestrahlt
wird und Anlaß dazu gibt, daß mehr Dampf entwickelt wird. So wird sowohl während
der Zeiträume, in denen der Mischung Wärme zugeführt wird, als auch während der
Intervalle, in denen Wärme ausgestrahlt wird, Wasser verdampft. Durch geeignete
Regelung der Intervalle zwischen den aufeinanderfolgenden Zeiträumen, in denen das
Feld angelegt ist, wird so eine im wesentlichen kontinuierliche Entwicklung von
Dampf allein durch ein diskontinuierliches Anlegen des elektrischen Feldes erhalten.
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Wenn so eine Kautschukmilch unter Verwendung von elektrischen Wechs
elfeldern von Radiofrequenz getrocknet wird, beispielsweise in Feldern von 15 bis
50 MHz, die während einer Nettozeit von annähernd der Hälfte der Gesamttrocknungsdauer
angelegt werden, dann kann noch eine Dampfentwicklung aufrechterhalten werden, die
während der Intervalle, in denen kein elektrisches Feld angelegt ist, ebenso schnell
erfolgt, wie wenn es angelegt ist.
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Die Zeiträume des Anlegens und Aufhebens des elektrischen Feldes können
je nach dem Material beträchtlich geändert werden; beispielsweise kann das Anlegen
des Feldes in Zeiträumen von 10 Sekunden mit Intervallen von 10 Sekunden zwischen
den aufeinanderfolgenden Anlegezeiträumen erfolgen, obwohl die nicht heizenden Intervalle
nicht notwendigerweise dieselbe Länge wie die Heizzeiträume besitzen müssen und
die letzteren entweder länger oder kürzer als die obengenannte Zeit von 10 Sekunden
sein können. Wenn der Trockenvorgang vor sich geht, schwankt die Temperatur der
Kautschukmilch; sie erreicht ein Maximum am Ende der Heizzeiträume und ein Minimum
am Ende der nicht heizenden Intervalle. Um eine wesentliche Entwicklung von Dampf
während des ganzen Trocknungsvorganges aufrechtzuerhalten, soll die Temperatur des
Materials nicht unter den Siedepunkt des Wassers fallen gelassen werden, und es
werden daher gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Intervalle
zwischen aufeinanderfolgenden Feldanlegezeiträumen so geregelt, daß das Feld angelegt
wird, wenn die Temperatur der Kautschukmilch oder des anderen zu behandelnden Materials
im wesentlichen dem Siede punkt des Wassers entspricht.
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Die Erfindung ist insbesondere von Nutzen, wenn sie für die Behandlung
von geliertem Kautschukmilchschaum angewendet wird; das Material kann jedoch auch
durch Koagulation von Kautschukmilch durch ein elektrisches Abscheidungsverfahren
oder auf irgendeine andere übliche Weise erhalten sein. Allgemein wird die Kautschukmilchmischung,
wenn sie dem Trockenvorgang unterworfen wird, mit Vulkanisiermitteln, Beschleunigern,
Füllstoffen od. dgl. versetzt Ferner kann der Kautschuk ein natürlicher Kautschuk
oder ein synthetischer Kautschuk sein.
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Im folgenden wird beispielsweise die Trocknung eines gelierten Kautschukmilchschaumes
unter Anwendung der Erfindung näher beschrieben.
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Ion6 cm gelierter Kautschukmilchschaum, nach einem in der Technik
bekannten Verfahren geliert, wurden zwischen zwei Plattenelektroden gebracht.
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Ein elektrisches Wechselpotential von 6000 V und
einer
Frequenz von 15 MHz wurde an die Platten angelegt, wodurch eine Temperatur von ungefähr
I00° in dem Kautschukmilchschaum erzeugt wurde.
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Das Potential wurde während 10 Sekunden angelegt und dann während
10 Sekunden abgeschaltet. Dies wurde während einer Zeitdauer von 3 Minuten wiederholt.
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Bei Prüfung des Materials wurde gefunden, daß es vollständig getrocknet
war, wobei sich eine Gesamtzeit von I1/2 Minuten ergab, während der das Potential
angelegt war. Eine andere gleiche Probe wurde genommen und während 1172 Minuten
unter gleichen Bedingungen ohne Abschalten behandelt; es wurde am Ende dieser Zeit
festgestellt, daß sie nur 50°/o der Feuchtigkeitsmenge verloren hatte, welche die
vorhergehende Probe verloren hatte.
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Eine weitere Probe wurde genommen und ununterbrochen dem elektrischen
Potential bei einer Frequenz von 15 MHz, wie oben angegeben, während 3 Minuten unterworfen.
Es wurde ein gleichartiger Troclçenheitszustand erhalten. Bei einem Vergleich der
letztgenannten Probe mit der ersten Probe wurde festgestellt, daß der aus dem Kautschukmilchschaum
hergestellte Kautschuk sic11 in seiner Zugfestigkeit verschlechtert hatte und daß
zwischen der Beschaffenheit des Endproduktes und der Beschaffenheit des nach dem
ersten Versuch erzeugten Produktes kein Vergleich möglich war.
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Bei einem Verfahren zur Ausführung der Erfindung, das für eine fortlaufende
Arbeitsweise geeignet ist, werden Elektroden in solcher Weise angeordnet, daß ein
endloses Band zwischen den Elektroden hindurchläuft, auf welches der zu trockblende
gelierte Kautschukmilchschaum geführt wird.
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Eine der Elektroden oder beide Elektroden können dann periodisch in
waagerechter Richtung vor und zurück verschoben werden, wenn das Material auf dem
Band durchläuft, so daß das Feld periodisch vernachlässigbar klein ist. Auf diese
Weise werden die Unterbrechungen des angelegten Feldes erzielt, während jedoch der
Generator während der ganzen Zeit in Betrieb ist.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann eine Reihe
von schmalen Elektroden in zwei Reihen in Abstand angeordnet werden, so daß das
Material, das zwischen den Elektrodenreihen auf einem sich bewegenden Band od. dgl.
hindurchläuft, die Hochfrequenzwellen intermittierend aufnimmt. Wenn das Material
der Länge nach hindurchläuft. bewirkt die Vielzahl dieser Platten ein Anlegen und
Aufheben des Feldes, ohne daß der Hochfrequenzstromkreis unterbrochen wird.
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Es ist auch möglich, an eine Mehrzahl von Platten das Potential entweder
eines einzelnen Generators oder mehrerer Generatoren anzulegen, welche entweder
in Reihe oder einzeln arbeiten. Die Anord-Ifung kann auch so getroffen werden, daß
die dielektrische Fläche zwischen diesen Platten geändert wird, indem sie auf einer
mechanischen Vorrichtung, wie z. B. Schwingwellen, angebracht werden.
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Eine hin und her gehende horizontale Verschiebung der Elelitroden
kann durch irgendwelche bekannte, eine waagerechte Bewegung bewirkende Mittel, wie
z. B. eine Kurbelwelle, eine Nocken- oder eine Zalmstangen- und Zahnradumkehreinrichtung,
herbeigeführt werden.