DE573233C

DE573233C - Process for treating raw rubber

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Publication number: DE573233C
Application number: DEU11581D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1931-01-09
Filing date: 1932-01-05
Publication date: 1933-03-29
Also published as: FR729268A; GB368902A; NL33807C; BE385456A

Description

Bei der Verarbeitung des Rohkautschuks ist man genötigt, um ihn zwecks Beimengung von Füllstoffen genügend weich oder knetbar zu machen; die Kautschukmasse einer starken Mastikation zu unterwerfen, deren Dauer jedoch eine gewisse Grenze nicht überschreiten darf, da die zu lange Mastikation das Verhalten beim Vulkanisieren und die Eigenschaftendes fertigen Erzeugnisses beeinträchtigt. Es "sind zwar bestimmte Erweichungsmittel vorgeschlagen worden, die die Mastika-■ tion ganz oder teilweise entbehrlich machen sollen, sie haben sich aber nicht als. brauchbar erwiesen. Ferner wurde zu demselben Zweck des Weich- oder Knetbarmachens angestrebt, den Rohkautschuk in einer nicht oxydierenden Atmosphäre, z. B. entlüfteten Dämpf, zu behandeln, jedoch.mit negativem Erfolg, "da der Rohstoff nach der Behandlung noch spröder wurde und eich nur schwer vulkanisieren ließ. Versucht man hingegen den gewalzten Rohkautschuk in natürlichem wasserhaltigem Zustande, z. B. als Blätter, einer höheren Temperatur von etwa 150⁰ unter Luftzutritt auszusetzen, so hat sich gezeigt, daß die Masse infolge ihrer Klebrigkeit für die Verarbeitung ungeeignet wurde und nur geringe Haltbarkeit besaß. Die Erfindung ■ hat den Zweck, die Überführung des Rohkautschuks in den erweichten knetbaren Zustand zu bewirken, ohne gleichzeitig die Nachteile der geringen Haltbarkeit, ungenügenden Vulkanisiergrades und nachträglicher Sprödigkeit hervorzurufen. Zu diesem Zweck setzt man erfindungsgemäß den Rohkautschuk in trockenem Zustande ohne mechanische Bearbeitung und mit möglichst großer Berührungsfläche einem oxydierenden Mittel, wie z. B. Luft, bei einer Temperatur von 165 bis 175⁰ einige Zeit aus und senkt diese Temperatur unter weiterer Einwirkung des oxydierenden Mittels auf etwa 50⁰, bis eine Gewichtszunahme von wenigstens etwa 0,5 °/o und vorzugsweise eine .solche von etwa 2 °/o und darüber erfolgt ist. Zweckmäßig wird dabei die Masse vor dem Oxydieren in einer inerten Atmosphäre, vorzugsweise im Vakuum, so weit, daß sie im wesentlichen wasserfrei wird, jedoch auf niedrigere Temperatur als beim Oxydieren, erhitzt.When processing the raw rubber, it is necessary to make it sufficiently soft or kneadable for the purpose of adding fillers; to subject the rubber compound to a strong mastication, the duration of which, however, must not exceed a certain limit, since the too long mastication affects the behavior during vulcanization and the properties of the finished product. Certain emollients have been proposed which are intended to make mastication completely or partially dispensable, but they have not proven to be useful Atmosphere, e.g. vented steam, to be treated, however, with negative success, "because the raw material became even more brittle after the treatment and could only be vulcanized with difficulty. If, on the other hand, you try the rolled raw rubber in a natural water-containing state, e.g. B. as leaves to expose a higher temperature of about 150 ⁰ with access to air, it has been shown that the mass was unsuitable for processing due to its stickiness and had only a short shelf life. The purpose of the invention is to bring about the conversion of the raw rubber into the softened, kneadable state without simultaneously causing the disadvantages of poor durability, insufficient degree of vulcanization and subsequent brittleness. For this purpose, according to the invention, the raw rubber is used in the dry state without mechanical processing and with the largest possible contact area, an oxidizing agent, such as. B. air, at a temperature of 165 to 175 ^{0 for} some time and lowers this temperature with further action of the oxidizing agent to about 50 ⁰ , until a weight increase of at least about 0.5% and preferably .such of about 2 ° / o and above has occurred. In this case, the mass is expediently heated in an inert atmosphere, preferably in a vacuum, before the oxidation, to such an extent that it becomes essentially anhydrous, but at a lower temperature than during the oxidation.

Die Zeitdauer des Erhitzens im Vakuum kann wesentlich, und zwar bis auf ein Drittel abgekürzt werden, wenn man z. B. die Kautschukbrocken, falls dieselben sich nach der Behandlung in der Naßmühle in feuchtem Zustände befinden, einem Vortrocknen unter-The duration of the heating in a vacuum can be substantial, up to a third be abbreviated if one z. B. the rubber chunks, if the same after the Treatment in the wet mill are in a moist condition, subject to pre-drying

wirft. Dieses Vortrocknen kann entweder durch Frischluft oder durch Wärme allein oder zweckmäßiger durch Heißluftstrom bewerkstelligt werden.
Die Zeit und die Temperatur des Erhitzens • des Kautschuks sowohl im Vakuum bzw. unter vermindertem Druck als auch bei der Oxydation hängen von der besonderen Beschaffenheit und der Gestalt der Kautschukmasse und throws. This pre-drying can be accomplished either by fresh air or by heat alone or, more expediently, by a stream of hot air.
The time and temperature of heating • the rubber both in a vacuum or under reduced pressure and during oxidation depend on the particular nature and shape of the rubber compound and

ίο dem gewünschten Weichheitsgrad aib und werden durch Vorversuche bestimmt. Als allgemeiner Anhaltspunkt kann angegeben werden, daß die Temperatur im Vakuutribehälter 140° nicht überschreiten soll, während die Oxydation in den Grenzen zwischen 165 bis 175⁰ bewirkt wird.ίο the desired degree of softness and are determined by preliminary tests. As a general guideline can be given that the temperature in Vakuutribehälter 140 ° should not exceed, during the oxidation is effected within the limits of 165 to 175 ^0th

Wie erwähnt, erfolgt die Behandlung des Kautschuks in zerkleinerter Gestalt, wie Brocken und ähnliches. Die Verwendung von Kautschukblättern ist zwar unter Umständen zweckmäßiger, bietet jedoch einige Schwierigkeiten, wenn man einen besonders hohen Weichheftsgrad erzielen will, d. h. solchen, der bei Verwendung von Brocken ohne weitereis erzielbar ist. Es wird ferner eine größere Gewichtszunahme bei der Behandlung der Brocken als bei solcher der Blätter festgestellt. Die Blätter müssen jedenfalls, um die Wirkung zu verbessern, von möglichst geringer Dicke zur Verwendung kommen.As mentioned, the treatment of the rubber takes place in a comminuted form, such as Chunks and the like. The use of rubber sheets may be more expedient, but presents some difficulties if you have a particularly high one Wants to achieve a degree of softness, d. H. those that are used when using chunks without further ice is achievable. There will also be a greater weight gain when treating the patient Chunks found as those of the leaves. In any case, the leaves need to have the effect to improve, come from the smallest possible thickness to use.

Nachfolgende Beispiele erläutern das Verfahren in Anwendung auf das brockenartige und das blattartige Rohmaterial.The following examples illustrate the process as applied to the lump-type and the sheet-like raw material.

example 1

200 kg roher Plantagenkautschuk (Crepe-, Block- oder Plattenmasise) werden in verhältnismäßig kleine Stücke geschnitten. Je 25 kg des geschnittenen Materials werden in einer Werner-Pfleiderer- oder Baker-Perkinis-Wasch- und¹ Zerkleinerungsmaschine zu feinen Brocken vermählen, die Maschine wird entleert, weitere 25 kg eingefüllt und die Behandlung fortgesetzt, bis die ganze Masse von 200 kg in Brocken verwandelt worden ist. Die nasse Masse wind dann auf die Platten eines Paßburg-Vakuumtrookners aufgeladen und die Temperatur der Trockenkammer zunächst auf 170 bis 175° dadurch gesteigert, daß man durch die Heizmantelplatten gespannten Dampf von 7 bis 8 kg pro Quadratzentimeter Druck hindurchgehen läßt. Die Trockenkammer wird luftdicht abgeschlossen und die Vakuumpumpe angelassen, bis der Druck in der Trockenkammer auf einige Millimeter Quecksilbersäule sinkt. Das Erhitzen unter Vakuum wird während etwa zwei Stunden fortgesetzt, wobei die Temperatur, in der Mitte der Schicht von etwa 25 mm Dicke gemessen, etwa 140° betragen soll. Nachdem das Vakuum aufgehoben worden ist, wird Luft zu der Trockenkammer zugelassen und das Erhitzen noch während etwa ³/₄ Stunden bei 165 bis 175 ° fortgesetzt, indem man durch die Heizplatten den gespannten Dampf von dem genannten Druck durchtreten läßt.200 kg of raw plantation rubber (crepe, block or plate masise) are cut into relatively small pieces. 25 kg each of the cut material are ground into fine chunks in a Werner-Pfleiderer or Baker-Perkinis washing ^{machine and 1} shredding machine, the machine is emptied, a further 25 kg are poured in and the treatment is continued until the entire mass of 200 kg is in Chunk has been transformed. The wet mass is then charged onto the plates of a Passburg vacuum dryer and the temperature of the drying chamber is initially increased to 170 to 175 ° by letting steam of 7 to 8 kg per square centimeter of pressure pass through the heating jacket plates. The drying chamber is sealed airtight and the vacuum pump is started until the pressure in the drying chamber drops to a few millimeters of mercury. The heating under vacuum is continued for about two hours, the temperature measured in the middle of the layer, which is about 25 mm thick, should be about 140 °. After the vacuum has been removed, air is admitted to the drying chamber and heating continued still for about ^_3/4 hour at 165 to 175 ° by allowing passage of said pressure the pressurized steam by the heating plates.

Die Platten werden dann a/us der Trockenkammer herausgenommen und eine über der andern derart aufgeschichtet, daß zwischen je zwei benachbarten Platten ein freier Zwischenraum übrigbleibt und Luft über die Oberflächen der Masse auf jeder Platte frei umlaufen kann. Nach Verlauf von etwa 45 Minuten ist nunmehr die Temperatur der Masse auf etwa 50⁰ gefallen. Während dieses allmählichen Kühlens in Gegenwart von Luft wird ein Wechsel in der Beschaffenheit und Aussehen der Kautschukoberfläche festgestellt, welche fettähnlich wird. Es ist gefunden worden, daß eine Gewichtszunahme der Masse erzielt worden ist, welche etwa 2°/₀ beträgt, mit anderen Worten, daß man aus 200 kg Rohkautschuk 204 kg Weichkautschuk erhalten hat.The plates are then taken out of the drying chamber and stacked one on top of the other in such a way that a free space remains between every two adjacent plates and air can freely circulate over the surfaces of the mass on each plate. After the lapse of about 45 minutes, the temperature of the mass is now dropped to about 50 ^0th During this gradual cooling in the presence of air, a change in the nature and appearance of the rubber surface is observed, which becomes fat-like. It has been found that an increase in weight of the mass has been achieved which is about 2 ° / ₀ , in other words that 204 kg of soft rubber were obtained from 200 kg of raw rubber.

Nach dem Abkühlen wird die Masse in einem mit Dampfmantel versehenen Mischer, welcher vorher auf etwa 87 bis 90 ° vorerhitzt wurde, während 3 bis 5 Minuten geknetet, um sie zu homogenisieren und in einen zum Mischen geeigneten Zustand zu verbringen. Bei diesem Homogenisieren empfiehlt es sich, die Knetmaschine vor dem Einbringen der Masse auf die genannte Temperatur vorzuerhitzen. After cooling, the mass is placed in a mixer equipped with a steam jacket, which was previously preheated to about 87 to 90 °, kneaded for 3 to 5 minutes, in order to homogenize them and bring them into a state suitable for mixing. With this homogenization it is recommended to use the kneading machine before adding it preheat the mass to the stated temperature.

Example 2

Blattkautschuk von etwa 9mm Dicke wurde in ähnlicher Weise wie in Beispiel r behandelt. Die erweichende Wirkung ist weniger ausgesprochen als bei Brockenkautschuk. Die Gewichtssteigerung ist ebenfalls geringer, nämlich nur 0,5 bis 0,75°/₀.Sheet rubber about 9mm thick was treated in a manner similar to Example r. The emollient effect is less pronounced than with lump rubber. The increase in weight is also low, namely, only 0.5 to 0.75 ° / _0th

Der so hergestellte Weichkautschuk kann eine wesentlich größere Menge von Füllstoffen als der gewöhnliche oder solcher aufnehmen, der durch Erhitzen in Dampfatmosphäre vorbehandelt worden ist, und unterliegt auch viel weniger dem vorzeitigen Vulkanisieren oder Überhitzen, besonders wenn die Masse stark wirkende Beschleuniger enthält. Die nachfolgenden Arbeiten des Knetens, Mischens, Kalanderüs, Rohrzdebens oder Pressens können ferner rascher und mit geringerem Verbrauch der Maschinenkraft bewirkt werden. Die Erleichterung des Knetens und Mischens tritt namentlich dann hervor, wenn man größere Mengenverhältnisse von Füllstoffen, besonders trockenen, verwendet, die sich sonst schwierig verarbeiten lassen. Es ist gefunden worden, daß solches Mischen in etwa einem Fünftel der sonst erforderlichen Zeit ausgeführt werden kann. Ein weitererThe soft rubber produced in this way can contain a significantly larger amount of fillers than the ordinary or such take up by heating in a steam atmosphere has been pretreated, and is also much less susceptible to premature vulcanization or overheating, especially if the mass contains powerful accelerators. The subsequent work of kneading, Mixing, calendered meals, Rohrzdebens or Pressing can also be effected more quickly and with less consumption of the machine power will. The ease of kneading and mixing is particularly evident when larger proportions of fillers, especially dry ones, which are otherwise difficult to process. It has been found that such blending in about a fifth of the time otherwise required can be carried out. Another

Vorteil besteht darin, daß sich die Masse unbeschränkte Zeit ohne Veränderung hält, so daß man große Vorräte herstellen kann. Beim Kalandern wird beobachtet, daß sich die Geschwindigkeit des Kalanders ohne Nachteil wesentlich steigern läßt. Beim Rohrziehen oder Pressen durch Mundstücke und Herstellung von Kabeln wird der Vorteil erreicht, daß die Rohre eine wesentlich glattere Oberfläche erhalten, was ebenfalls beim Kalandern der Fall ist.The advantage is that the mass lasts indefinitely without change, so that great supplies can be made. During calendering it is observed that the speed of the calender can be increased significantly without disadvantage. When pulling pipes or pressing through mouthpieces and manufacturing cables, the advantage is achieved that the tubes get a much smoother surface, which is also the case with calendering the case is.

Der Weichkautschuk eignet sich ebenfalls für die Herstellung von mehr oder weniger zähflüssigen Lösungen zwecks Kautschukie-The soft rubber is also suitable for the production of more or less viscous solutions for the purpose of rubber

»5 rens von Geweben durch Tränken oder Zerstäuben, da die Zähflüssigkeit solcher Lösungen wesentlich geringer ist als diejenige aus dem gewöhnlichen Knetkautschuk hergestellter, wodurch es möglich ist, mit wesentlich»5 rens of tissues by soaking or spraying, since the viscosity of such solutions is significantly lower than that made from ordinary kneading rubber, making it possible with essential

so geringeren Mengen des Lösungsmittels auszukommen. Ferner ist der übliche Zusatz von erweichendem Faktis überflüssig. Insbesondere hat sich die Verwenidung des Weichkautschuks für die Fabrikation von Kautschuksohlen, Radreifen, Luftmänteln, Bodenbelagplatten, PflasterungsblöGken und ähnlichen Baustoffen als nützlich erwiesen.get by with smaller amounts of the solvent. Furthermore, the usual addition of softening factice is unnecessary. In particular, the use of soft rubber has increased for the manufacture of rubber soles, wheel tires, air jackets, paving slabs, paving blocks and the like Building materials proven useful.

Claims

Patent claims:

1. A method for the treatment of raw rubber, characterized in that the same in the dry state without mechanical processing and with the largest possible contact area an oxidizing agent, such as. B. air, at a temperature of 165 to 175 ° and this temperature is then lowered with further action of the oxidizing agent to about 50 ° until a weight increase of at least · about 0.5 ° / ₀ and preferably such of about 2 ° / ₀ and above has occurred.

2. The method according to claim 1, characterized in that the suitably pre-dried raw rubber before exposure to the oxidizing agent, the vacuum, at a higher temperature, preferably 140 °, measured in the mass, exposed, the heating for a relatively short time after lifting of the negative pressure, preferably at 165 to 175 ⁰ , and then the heated rubber under oxidizing influence, z. B. in a stream of air is allowed to cool.