DE662925C - Verfahren zur Herstellung von Kautschuk und organische Fasern enthaltenden Erzeugnissen - Google Patents

Description

Gegenstand der Erfindung bildet ein Verfahren zur Herstellung von Kautschuk und organische Faserstoffe enthaltenden Erzeugnissen, die als Kunstleder, Fiberpappen, Filze, Brandsohlen oder Formkörper Verwendung finden bzw. auf solche verarbeitet werden können.

Vereinigt man eine gewöhnliche natürliche oder künstliche Kautschukdispersion, z. B.

handelsübliche Kautschukmilch, mit organischen Faserstoffen, z. B. gewöhnlichem Papierzellstoff, so vermischt sich das ganze zu einem trüben Brei, dessen Dispersionsflüssigkeit auch bei längerem Stehen trüb und wolkig bleibt. Diese Erscheinung ist darauf zurückzuführen, daß die Kautschukteilchen keine Neigung haben, sich auf den Fasern abzulagern bzw. sich mit diesen zu vereinigen, sondern in ihrem kolloidal dispergierten Zustand verharren. Versucht man, derartige trübe Gemenge z. B. auf einer gewöhnlichen Papiermaschine zu verarbeiten, so geht der größte Teil des Kautschuks mit dem abfließenden Wasser verloren, während sich nur ein sehr kleiner Teil der Kautschukteilchen entsprechend der von den Fasern zurückgehaltenen Wassermenge mit den Fasern vereinigt.

Dieses unwirtschaftliche und nur zu sehr kautschukarmen Erzeugnissen führende Verfahren hat man dadurch zu verbessern versucht, daß man den Fasern bzw. Faserbreien vor ihrer Verarbeitung Koagulationsmittel zusetzte, welche zur Bildung von Kautschukkoageln führen, die von den dispergierten Fasern mitgerissen und festgehalten werden, so daß in der Flüssigkeit schließlich keine kolloidal dispergierten Kautschukteilchen mehr vorhanden sind. Man hat auch, vorgeschlagen, diese Verfahren mit sehr verdünnten Faserbreien und Kautschukdispersionen durchzuführen. Ferner ist empfohlen worden, Papierbrei mit alkalischer Kautschukmilch zu mischen, danach unter Rühren der Mischung die Kautschukteilchen durch Zugabe von Alaunlösung umzuladen und auf den Fasern niederzuschlagen. Nach diesen Methoden kann man zwar eine innige Vereinigung von organischen Fasern und koaguliertem Kautschuk erzielen und Kautschükverluste vermeiden, doch sind auch sie noch mit schwerwiegenden Nachteilen und Schwierigkeiten ,verbunden, die ihrer allgemeinen Anwendung hindernd im Wege stehen. So lassen sich danach wenigstens einigermaßen gleichmäßige Erzeugnisse

nur dadurch erzielen, daß das Koagulationsmittel sehr langsam und unter möglichst sorgfältiger, entsprechend schwieriger und kostspieliger Kontrolle beigemischt wird. Andernfalls, d. h. bei zu rascher oder ungleichmäßiger Zugabe des Koagulationsmittels, bilden sich verhältnismäßig große Koagulatklumpen' bzw. -brocken, die sich in der Fasermasse absetzen und diese ebenso wie die Weiterverarbeitungsprodukte ungleichmäßig machen und entsprechend entwerten. Doch auch bei noch so sorgfältigen Arbeiten sind wirklich gleichmäßige und feinteilige Erzeugnisse, insbesondere wenn Kautschuk im Vergleich zu der Fasermenge nur in geringen Mengen angewendet wird, nicht herstellbar, weil es ja in der Natur von Koagulationsmitteln liegt, Koagulate bzw. mehr oder weniger größere klumpige Aggregate zu bilden und den feinen, gleichmäßigen Verteiltingsz'ustand kolloidal dispergieren Kautschuks aufzuheben. Weiter ist die Mitverwendung von Koagulationsmitteln häufig von einem nachteiligen Einfluß auf die Alterungsfähigkeit der Erzeugnisse und mit dem weiteren Nachteil verbunden, daß durch die Koagulationswirkung auch Nichtkautschukbestandteile der wässerigen Kautschukdispersionen mit in die Erzeugnisse eingeführt werden, die häufig zu einer unerwünschten Wasserabsorptionsfähigkeit derselben führen.

Es Wurde nun gefunden, daß man alle diese Nachteile vermeiden und darüber hinaus auch noch besondere Vorteile nach verschiedenen Richtungen hin erzielen kann, wenn man wässerige Kautschukdispersionen, deren Teilchen positiv geladen sind, mit losem organischem Fäsermaterial in Gegenwart von verhältnismäßig großen Mengen Dispersionsmittel vermengt, die Mischung einer .mechanischen Durcharbeitung unterwirft, bis eine klare Ausscheidung des Dispersionsmediums eingetreten ist, was im allgemeinen schon in etwa 5 bis 20 Mimiten der Fall ist, im Gegensatz zu etwa 2 bis 3 Stunden bei den obenerwähnten bekannten/ mit Koagulationsmitteln arbeitenden Verfahren, nach erfolgter Vereinigung von Kautschuk und Fasern diese von der Flüssigkeit, z.B. durch Absetzen oder Abpressen, abtrennt und schließlich in üblicher Weise, z. B. auf Formkörper oder Pappen, weiterverarbeitet. Die Einzelteilchen dieser Kautschukdispersionen haben nämlich im Gegensatz zu solchen der üblichen wässerigen Dispersionen mit negativ geladenen Kautschukteilchen die'Eigenschaft, sich auch in Abwesenheit eines Koagulationsmittels innigst mit organischen Faserstoffen zu vereinigen. Dies hat zur Folge, daß bei dem Verfahren gemäß der Erfindung die Kautschukteilchen sich ohne weiteres in praktisch gleichbleibendem Zustand bzw. in der gleichen kolloidalen Größenordnung mit den Fasern verbinden und Fremdstoffe in den gegeri- -seitigen Verband nicht mit einbezogen wer-' den. Man kann so auf einfachste Weise und .ohnp Verluste außerordentlich gleichmäßige, ,fefhteilig zusammengesetzte und innig zusammenhaftende Erzeugnisse von geringer Neigung zur Wasseraufnahme herstellen, welche den bisher bekannten Erzeugnissen dieser Art weit überlegen sind.

Wässerige Kautschukdispersionen mit positiv geladenen Teilchen, wie sie im Sinne der vorliegenden Erfindung Verwendung finden, können aus den verschiedensten natürlichen, künstlichen oder konservierten wässerigen Kautschukdispersionen in bekannter Weise, z. B. durch Zusatz von starken Mineralsäuren oder Salzen mehrwertiger Kationen, erhalten werden.

Als organische Fasern können solche der verschiedensten Art, wie sie z. B. in der Baumwolle, in Jute, Ramie, Haaren, zerfasertem Leder, natürlicher Seide, Kunstseide oder Holzfasern vorliegen, benutzt werden. Es ist am zweckmäßigsten, sie in Form wässeriger Auf schlämmungen bzw. Breie zu verwenden. Solche können z. B. durch einfaches Verrühren mit Wasser oder, was für die meisten _go Zwecke noch vorteilhafter ist, durch Schlagen in einem Holländer oder durch Behandeln in einer sog. Jordanmaschine erzeugt werden. Im allgemeinen hat es sich dabei am zweckmäßigsten erwiesen, Faserbreie mit einem Fasergehalt von etwa* 2 bis io°/₀ zu verwenden, weil derartige Konzentrationen die Breie genügend dünnflüssig machen, um ein sehr rasches und trotzdem vollständiges Vermischen mit den Kautschukdispersionen zu sichern. Auch bezüglich der umgeladenen Kautschukdispersionen ist es vorteilhaft, dieselben in verdünnter, z. B. etwa in 5°/oiger Form anzuwenden und die Kautschukdispersion langsam in den Faserbrei einzutragen.

Das Mengenverhältnis zwischen Kautschukdispersion und Faserstoffen kann in verhältnismäßig weiten Grenzen schwanken und richtet sich insbesondere nach der Art der jeweils verwendeten Ausgangsstoffe und der für die Endprodukte jeweils gewünschten Bescha"frenheit. So genügt für viele Zwecke, wie Kunstleder oder Brandsohlenmaterial, ein Kautschukanteil von etwa 2O°/₀ und für die Zwecke der Papierfabrikation ein noch geringerer Zusatz von etwa 5°/„. Andererseits kann für gewisse Zwecke die zugesetzte Kautschukmenge aber auch etwa 50°/₀ betragen.

Die Vermischung der Kautschukdispersionen und organischen Faserstoffe wird unter mechanischer Durcharbeitung vorgenommen,

ζ. Β. derart, daß der Faserbrei geschüttelt oder gerührt und die Kautschukdispersion in denselben eingespritzt wird. Dies ist z. B. dann zu empfehlen, wenn die Mischung in einem Holländer erfolgt. Hierbei werden die besten Ergebnisse dann erzielt, wenn die Kautschukdispersion etwa in der Zeit zugesetzt wird, in welcher der Faserbrei innerhalb des Holländers einen etwa 2omaligen

ίο Kreislauf vollzogen hat.

Wie oben bereits erwähnt, können im Rahmen des vorliegenden Verfahrens wässerige, umgeladene Kautschukdispersionen der verschiedensten Art verwendet werden. Ebenso

t5 können diese in ihren sonstigen Eigenschaften natürlich auch den jeweiligen Anforderungen angepaßt werden. Wesentlich ist nur, daß sie stets elektrop'ositiven Charakter aufweisen. Dabei ist es im allgemeinen vorzuziehen,

ao solche zu verwenden, die eine verhältnismäßig hohe Kolloidstabilität aufweisen.

Die Kolloidstabilität bestimmt die Geschwindigkeit, mit welcher sich die Flüssigkeit nach Vereinigung von Kautschukdispersion und Fasern klärt. Je höher die Stabilität, um so langsamer vollzieht sich die Klärung und um so gleichmäßiger ist die Yerteilung des Kautschuks in den Mischungen und umgekehrt.

Die Kolloidstabilität der Kautschukdispersionen kann auch noch durch Zusatz geeigneter Schutzstoffe, wie Hämoglobin, Serumalbumin, saure Proteine oder mehrwertige Kationen, erhöht werden. Dabei darf naturgemäß die Kolloidstabilität nicht so hoch gewählt bzw. getrieben werden, daß eine Klärung der Gemengeflüssigkeit unterbunden und damit der ganze Zweck des Verfahrens vereitelt wird. In dieser Hinsicht können unter Umständen auch Schwierigkeiten entstehen, wenn Kautschukdispersionen verwendet werden, welche, wie dies manchmal der Fall ist,'* größere Mengen nichtpolarer hydrophiler Kolloide enthalten. Die Anwesenheit solcher Stoffe bzw. die Anwendung derartige Stoffe enthaltender Kautschukdispersionen ist also zweckmäßig zu vermeiden, da derartige Beimengungen außerdem auch noch ein unerwünschtes Wasseraufnahmevermögen der Erzeugnisse- hervorrufen können.

Gegebenenfalls kann es insbesondere bei gewissen Faserarten auch zweckmäßig sein, die Neigung der kolloidal dispergierten Kautschukteilchen zur Vereinigung mit den Fasern zu verstärken. Dies kann dadurch geschehen, daß die Vermischung der Kautschukdispersionen und organischen Faserstoffe in Gegenwart von Netzmitteln vorgenommen wird, wie z. B. Türkischrotölen, sonstigen sulfurierten Ölen oder basischen Salzen geeigneter Säuren, z. B. Kondensationsprodukten von /J-Naphthalinsulfonsäure mit Isopropylalkohol. Diese Zusätze werden zweckmäßig vorher z. B. in Mengen von etwa o,s °/₀ oder weniger mit den Faserstoffen vereinigt. Den Ausgangsstoffen kann man auch noch je nach der für die Endprodukte gewünschten Beschaffenheit oder der Art der Weiterverarbeitung Füllstoffe, Bindemittel, Vulkanisationsbeschleuniger oder Farbstoffe einverleiben. Am zweckmäßigsten werden dieselben dem Faserbrei zugesetzt, z. B. mit diesem in einer Färb- oder Kugelmühle vermählen, bevor man die Faserstoffe mit den Kautschukdispersionen vermischt. Als solche Zusatzstoffe sind z. B. Schlämmkreide, Baryt, Ruß, Eisenoxyd, Schwefel, Zinkoxyd, Graphit und Alterungsschutzmittel für Kautschuk zu nennen.

Kautschukdispersionen mit positiv geladenen Teilchen sind bereits zu verschiedenen Zwecken benutzt worden. So ist ein Verfahren bekannt, bei dem pastenartige Koagulate, die man durch Zugabe von gewissen Metallsalzen zu Kautschukmilch erhält, zum Streichen von Geweben benutzt werden. Bei diesem Verfahren wird, im Gegensatz zu dem vorliegenden, nicht bezweckt, Fasern miteinander zu verbinden. Daher brauchen dabei die Pasten nicht zwischen die einzelnen Fasern einzudringen, und sie sind auch nicht dazu geeignet. Es ist ferner bekannt, vor Zugabe von löslichen basischen Farbstoffen zu Kautschukdispersionen deren Teilchen durch geeignete Zusätze eine positive Ladung zu erteilen, um Koagulation der Kautschukdispersion durch die positiven Farbstoffkationen zu vermeiden. Das Verfahren hat mit dem Verbinden von Fasermaterial nichts zu tun. Schließlich ist noch vorgeschlagen worden, Gewebe abwechselnd mit positiven und negativen Kautschukdispersionen zu bestreichen, wobei die entgegengesetzt geladenen Teilchen der beiden Arten von Dispersionen sich gegenseitig ausfällen. Dieses Verfahren beruht auf einem völlig anderen Grundgedanken, wie das vorliegende, da dort zwei verschiedene Kautschükdispersionen erforderlich sind, während nach dem vorliegenden Verfahren nur mit einer einzigen gearbeitet wird.

Claims (3)

1. Patentansprüche:

   i. Verfahren zur Herstellung von Mischungen aus Kautschuk und organischen Faserstoffen durch Mischen von Kautschukmilch mit diesen Faserstoffen unter mechanischer Durcharbeitung bis zum Klarwerden des Dispersionsmittels, worauf das Wasser entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, daß man wässerige Dis-

   persionen von positiv geladenen Kaut schukteilchen mit losem organisch Fasermaterial in Gegenwart von ver nismäßig großen Mengen des Disperse mittels vermischt. ,
2. 2. Ausführungsform des Verfahr nach Anspruch i, dadurch gekennzeich net, daß man wässerige Auf schlämmungen.

   die etwa 2 bis 10 °/₀ Fasern enthalten, mit verdünnten etwa 5°/_oigen Kautschukdispersionen mischt.
3. 3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Vermischung der Kautschukdispersionen und organischen Faserstoffe in Gegenwart geringer Mengen \'on Netzmitteln vorgenommen wird.