DE908413C

DE908413C - Process and device for the production of foamed aqueous rubber dispersions containing additives

Info

Publication number: DE908413C
Application number: DEI3141D
Authority: DE
Inventors: E A Murphy; D W Pounder
Original assignee: International Latex Processes Ltd
Current assignee: International Latex Processes Ltd
Priority date: 1936-03-11
Filing date: 1937-03-07
Publication date: 1954-04-05

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Zusatzstoffe enthaltenden verschäumten wäßrigen Kautschukdispersionen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung von reversiblem S chaum aus wäßrigen Iautschu'kdispersionen.Method and device for the production of additives containing foamed aqueous rubber dispersions The invention relates to a method and a device for producing reversible foam from aqueous Iautschu'kdispersionen.

Es ist ein Verfahren zum Herstellen von porösem Kautschuk aus wäßrigen Kautschukdispersionen bekannt, bei welchem den Dispersionen schauml)ildende Stoffe zugesetzt werden und die Dispersionen durch kräftiges Rühren in einen Schaum verwandelt werden, der noch die nicht agglomerierteu Dispersionen enthält, worauf der Schaum durch Trocknen, wärmeempfindlich machende oder koagulierend wirkende Stoffe verfestigt wird. It is a method of making porous rubber from aqueous Known rubber dispersions, in which the dispersions foam-forming substances are added and the dispersions are transformed into a foam by vigorous stirring which still contains the unagglomerated dispersions, whereupon the foam solidified by drying, heat-sensitive or coagulating substances will.

Die bisher für diesen Zweck angewendeten Verfahren und Vorrichtungen führten zur Bildung von Abfall im Behälter und ließen die zur Erzeugung von Schaum mit vorbestimmter Dichte erforderliche genaue Regelung nicht zu, während sie außerdem zu Ungenauigkeiten in bezug auf die Beimischung verschiedener Bestandteile Anlaß gaben. The methods and devices previously used for this purpose resulted in the build-up of waste in the container and caused the generation of foam Precise regulation required with predetermined density does not become necessary while it as well to inaccuracies in relation to the Admixture of various components Gave cause.

Zweck der Erfindung ist, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, welche diese Schwierigkeiten überwinden oder ausschalten und dadurch die Erzeugung von reversiblem Schaum von bestimmten Eigenschaften aus wäßrigen Kautschukdispersionen ermöglichen. The purpose of the invention is to create a method and an apparatus, which overcome or eliminate these difficulties and thereby the generation of reversible foam with certain properties from aqueous rubber dispersions enable.

Es ist gefunden worden, daß bessere Ergebnisse erzielt werden. wenn reversibler Schaum aus Kautschukmilch in einer kontinuierlichen Weise erzeugt wird. It has been found that better results are obtained. if reversible foam is generated from rubber milk in a continuous manner.

Gemäß der Erfindung wird bei einem Verfahren zur Herstellung von Zusatzstoffe enthaltenden verschäumten wäßrigen Kautschukdispersionen eine durch Einleiten von Gas verschäumte Kautschukdispersion fortlaufend einem mit Überlauf versehenen Schaumerzeugungsgefäß entnommen und anschließend mit in Wasser dispergierten und fortlaufend zugeführten Zusatzstoffen unter Rühren innig gemischt. According to the invention, in a method for producing Foamed aqueous rubber dispersions containing additives a through Introducing gas foamed rubber dispersion continuously one with overflow provided foam generation vessel removed and then dispersed in water and continuously supplied additives intimately mixed with stirring.

Vorzugsweise stehen die wäßrige Kautschukdispersion und das Gas, die gleichzeitig in den Behälter gebracht werden, in einem gewünschten Volumenverhältnis. The aqueous rubber dispersion and the gas are preferably which are brought into the container at the same time, in a desired volume ratio.

Gegebenenfalls können Stoffe, die z. B. fähig sind, die verwendeten wäßrigen Kautschuk dispersionen zu verändern, mit den wäßrigen Kautschukdispersionen vor, während oder nach der Bildung des reversiblen Schaums vermischt werden. Es kann erwünscht sein, einige Stoffe in einer Stufe und einige Stoffe in einer anderen Stufe einzubringen. Einige der zusätzlichen Stoffe können mit geeigneter Geschwindigkeit auf die Oberfläche des Schaums gebracht werden, sobald dieser den genannten Behälter verläßt, wobei der Schaum dann durch einen anderen Behälter hindurchgeführt wird, der mit den erforderlichen Einrichtungen ausgestattet ist, um eine innige Vermischung der zusätzlichen Stoffe init dem Schaum herbeizuführen. Optionally, substances that z. B. are able to use the To change aqueous rubber dispersions with the aqueous rubber dispersions before, during or after the formation of the reversible foam are mixed. It may be desirable, some substances in one stage and some substances in another To bring stage. Some of the additional substances can be added at an appropriate rate be brought to the surface of the foam as soon as it reaches the said container leaves, whereby the foam is then passed through another container, who is equipped with the necessary facilities for intimate mixing to bring about the additional substances with the foam.

Die verwendeten wäßrigen Dispersionen umfassen solche, die Kautschuk, Guttapercha, Balata oder ähnliche natürlich vorliommende oder künstlich erzeugte Pflanzenstoffe enthalten oder daraus bestehen und sich in vulkanis i ertein oder unvulkanisiertem Zustand befinden. Auch wäßrige Dispersionen von koaguliertem Kautschuk, vulkani:siertem Kautschuk, synthetischem Kautschuk, Kautschukabfall oder Regenerat können gewünschtenfalls wahlweise allein oder als Nilischungen verwendet werden. The aqueous dispersions used include those containing rubber, Gutta-percha, balata or similar naturally occurring or artificially produced Contain or consist of plant substances and become vulcanized or unvulcanized state. Also aqueous dispersions of coagulated rubber, vulcanized rubber, synthetic rubber, rubber waste or reclaimed rubber can optionally be used alone or as Nile mixtures, if desired.

Dtie vorgenannten Dispersionen können auch die üblichen bekannten Füllstoffe enthalten. The abovementioned dispersions can also be the customary known ones Contain fillers.

Es können auch Konzentrate verwendet werden, wie sie gemäß den Verfahren nach der deutschen Patentschrift 589 573 und der britischen Patentschrift 219 635 erhalten werden und denen ein oder mehrere der üblichen Füllstoffe zugesetzt werden können, vorzugsweise mit Ausnahme derjenigen, die unlösliche Seifen zu bilden oder die Oberflächenspannting des Schaums zu vergrößern suchen. Den wäßrigen Kautschukdi spersionen können ein oder mehrere Füllstoffe einverleibt werden, indem man diese z. B. mit einer geregelten Geschwindigkeit vor, während oder bei der Vollendung der Einmischung des Gases einbringt. Concentrates can also be used, as they are according to the method according to German patent specification 589 573 and British patent specification 219 635 are obtained and to which one or more of the usual fillers are added can, preferably with the exception of those that form or insoluble soaps seek to increase the surface tension of the foam. The aqueous rubber di Dispersions can be one or more fillers incorporated by adding these z. B. at a controlled rate before, during or upon completion the mixing of the gas.

Beim Arbeiten nach der vorliegenden Erfindung können auch reversible Schäume olme den besonderen Zusatz von schaumbildenden Stoffen erzeugt werden, jedoch hat sich die Anwendung solcher Stoffe als vorteilhaft erwiesen. Beispiele solcher Stoffe sind Seife und seifebildende Zusätze. Solche Stoffe können dem iiauptzufuhrstrom aus wäßriger Kautschukdispersion zugesetzt werden, oder sie können mit einer geregelten Geschwindigkeit ununterbrochen in die Dispersion entweder vor oder während des Schaumerzeugungsvorgangs eingebracht werden. When working according to the present invention can also be reversible Foams olme the special addition of foam-forming substances are produced, however the use of such substances has proven advantageous. Examples of such Substances are soap and soap-forming additives. Such substances can be added to the main feed stream from aqueous rubber dispersion, or they can be added with a regulated Continuous velocity into the dispersion either before or during the foam generation process be introduced.

Die Stoffe, die fähig sind, die wäßrigen Isautschulcdispersionen zu verändern und mit diesen vermischt werden können, können folgender Art sein: Verfestigungs- oder Ätergelungsulittel in Form von Dispersionen oder Lösungen; Stabilisatoren, wie Kasein, Ätzalkalien oder an deren Stelle zu benutzende Substanzen, die fähig sind, den Ammoniakgehalt herabzusetzen, wie Formaldehyd; Substanzen, die durch chemische Einwirkung Gase zu bilden vermögen. The substances that are capable, the aqueous Isautschulcdispersionen can be changed and mixed with these, can be of the following types: Solidifying or aging gelling agents in the form of dispersions or solutions; Stabilizers, such as casein, caustic alkalis or substances to be used in their place that are capable are to reduce ammonia levels, such as formaldehyde; Substances by chemical Ability to form gases.

Das gasförmige Mittel, das mit der wäßrigen Dispersion vermischt wird, kann Luft sein oder eine Mischung von Gasen darstellen, oder es kann Dämpfe enthalten, welche die wäßrige Dispersion, den erzeugten Schaum oder das nach der Verfestigung erhaltene irreversible schwammartige oder zelienhaltige Material zu verändern vermögen. The gaseous agent that mixes with the aqueous dispersion can be air or a mixture of gases, or it can be vapors contain, which the aqueous dispersion, the foam generated or after the Solidification obtained irreversible sponge-like or celium-containing material ability to change.

Solche Dämpfe können Formaldehyd oderLösungsmitteldämpfe umfassen.Such vapors can include formaldehyde or solvent vapors.

Die zur Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung vorzugsweise verwendete Vorrichtung umfaßt einen Behälter, der sowohl mit einer Schaumerzeugungsvorrichtung als auch mit einem oder mehreren Einlässen in der Nähe des Bodens und einem Auslaß am oberen Ende ausgestattet ist, und eine Einrichtung zur Regelung der Flüssigkeitszufuhr sowie eine Einrichtung zur Regelung der Gaszufuhr. Those for carrying out the method according to the invention are preferred The device used comprises a container which is equipped with both a foam generating device as well as having one or more inlets near the bottom and an outlet is equipped at the top, and a device for regulating the fluid supply and a device for regulating the gas supply.

Der mit der Schaumerzeugungsvorrichtung versehene Behälter hat vorzugsweise zylindrische Form und ist am unteren Ende stromlinienförmig ausgebildet, um einen glatten Fluß der eingebrachten Flüssigkeit zu ermöglichen. The container provided with the foam generating device preferably has cylindrical shape and is streamlined at the lower end to a allow smooth flow of the introduced liquid.

Die Schaumerzeugungsvorrichtung innerhalh des Behälters kann einen Drahtkäfig, der sich innerhalb des Behälters (Verschäumungskammer) axial dreht und von diesem durch einen engen ringförmigen Zwischenraum getrennt ist, oder einer umlaufenden Metallzylinder aufweisen, aus welchem Drähte konzentrisch zu der Verschäumungskammer vorstehen. Die Drähte können vertikale Lage haben und mit ähnlichen Drähten, die an den \Ntäntdien der Verschäumungskammer befestigt sind und aus diesen vorstehen, ineinandergreifen. The foam generating device within the container can have a Wire cage that rotates axially within the container (foaming chamber) and is separated from this by a narrow annular space, or one have circumferential metal cylinder, from which wires concentric to the foaming chamber protrude. The wires can be vertical and with similar wires that are attached to the \ Ntäntdien of the foaming chamber and protrude from these, interlock.

Bei einer vorzugsweise anzuwendenden Ausführungsform weist die Schaumbildungsvorrich- tung zylindrisch aiigeordnete Drähte auf, die mit einer Sonnen- und Planetenbewegung rechtwinklig zur Achse der Verschäumungskammer umlaufen. In a preferred embodiment, the foaming device has tion cylindrically arranged wires with a sun and planetary motion at right angles to the axis of the foaming chamber.

Der Drehkörper erstreckt sich über den Auslaß für den austretenden Schaum hinaus und trägt vorzugsweise an seinem oberen Ende Flügel oder Flossen, um den Zutritt von Luft aus der Außenluft zu verhindern.The rotating body extends over the outlet for the exiting Foam and preferably has wings or fins at its upper end, to prevent the entry of air from the outside air.

Das Mittel zum Messern der Geschwindigkeit, mit welcher das Gas in den Behälter abgegeben wird, besteht vorzugsweise aus einem Strömungsmesser. The means of measuring the rate at which the gas is entering the container is dispensed, preferably consists of a flow meter.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung kann auch ein oder mehrere zusätzliche Pumpsysteme und wahlweise oder zusätzlich einen oder mehrere Strömungsmesser enthalten, außer dem Strömungsmesser, der zum Messern der Abgabegeschwindigkeit des Gases in den Behälter verwendet wird. The device according to the invention can also have one or more additional Pump systems and optionally or additionally contain one or more flow meters, except for the flow meter, which is used to measure the rate of discharge of the gas in the container is being used.

Der mit der Schaumerzeugungseillriclltung versehene Behälter kann an seinem Auslaß mit einer schrägen Fläche versehen sein, die in eine Mischkammer führt. Eine Anzahl von mit verschiedenen Speisebehältern verbundenen Düsen kann derart angeordnet sein, daß Flüssigkeiten mit geregelten Geschwindigkeiten auf die schräge Fläche abgegeben werden können.The container provided with the foam generating line can be provided at its outlet with an inclined surface which leads into a mixing chamber leads. A number of nozzles associated with different feed containers can be arranged so that liquids at controlled speeds on the sloping surface can be delivered.

Die wäßrige Dispersion wird aus dem Speisebehälter durch einströmende Luft herausbefördert, deren Geschwindigkeit durch einen Strömungsmesser gemessen wird, welcher dazu verwendet wird, die Zufuhr der Dispersion zu der Verschäumungskammer auf eine bestimmte Geschxvindigkeit einzuregeln. The aqueous dispersion is flowing in from the feed tank Air conveyed out, the speed of which measured by a flow meter which is used to supply the dispersion to the foaming chamber to regulate to a certain speed.

Die wäßrige Dispersion und das Gas werden vorzugsweise am unteren Ende der Verschäumungskammer in geregelten Volumenverhältnissen eingeführt. Die Regelung der Gaszufuhr erfolgt am Fuß der Verschäumungskammer durch eine abiiehmbare Düse. Die in geregelter Weise zugeführte wäßrige Dispersion tritt vorzugsweise in den Gasstrom ein, gerade bevor dieser in die Verschäumungskammer gelangt. Es wird ein grober Schaum erzeugt, sobald auf die Mischung aus Luft und wäßriger Dispersion der untere Teil des Drehkörpers zur Einwirkung kommt, welcher allmählich die Größe der Gasblasen bei ihrem Aufwärtssteigen durch die Kammer verringert, wodurch ein feiner Schaum erzeugt wird, der schließlich am oberen Ende der Kammer ausgestoßen wird. Das Volumenverhältnis des Gases zu der wäßrigen Dispersion bestimmt die gewünschte Dichte des austretenden Schaums. The aqueous dispersion and the gas are preferably at the bottom Introduced at the end of the expansion chamber in controlled volume ratios. the The gas supply is regulated at the foot of the foaming chamber by a detachable one Jet. The aqueous dispersion fed in in a regulated manner preferably occurs the gas flow just before it enters the foaming chamber. It will a coarse foam is generated once upon the mixture of air and aqueous dispersion the lower part of the rotating body comes into play, which gradually increases in size the gas bubbles are reduced as they rise through the chamber, creating a fine foam is produced which is eventually ejected at the top of the chamber will. The volume ratio of the gas to the aqueous dispersion determines the desired one Density of the emerging foam.

Wenn es erwünscht ist, ein Vergelungsmittel oder andere Stoffe in den Schaum einzubringen, kann die verwendete S chaumerzeugungsvorr ich tung oder der Drehkörper in der Nähe des mittleren Teils frei von Drähten sein und in diesem Zwischenraum mit einem Kegel aus dichtem Metall versehen sein der so befestigt ist, daß seine Spitze aufwärts gerichtet ist. Den Spritzstrahl läßt man auf den oberen Teil der Oberfläche des Kegels derart auftreffen, daß die Vergelungsmittel oder sonstigen Stoffe gleichförmig durch die ganze aufsteigende Scllamumasse verteilt werden. Solche Stoffe können in die Verschäumungskammer in geregelter Weise durch unmittelbares Einpumpen gebracht werden. If desired, a gelling agent or other substances in Bringing in the foam can be done by the foam generating device or the rotating body in the vicinity of the central part will be free of wires and in this The space in between must be provided with a cone made of dense metal which is fixed in such a way that that its point is directed upwards. The spray jet is allowed to hit the upper one Part of the surface of the cone impinge in such a way that the gelling agent or other substances evenly distributed through the whole ascending mass of the scllama will. Such substances can enter the foaming chamber in a regulated manner immediate pumping can be brought.

Eine bevorzugte Arbeitsweise zum Einbringen von Zusatzstoffen, wie z. B. Zinkoxyd, und Vergelungsmitteln, wie z. B. Natrium-Síliciumfluorild, wird nachstehend an Hand der schematischen Zeichnung beispielsweise näher erläutert. A preferred procedure for introducing additives such as z. B. zinc oxide, and gelling agents such. B. sodium Síliciumfluorild, is explained in more detail below with reference to the schematic drawing, for example.

Eine Kautschukmilchmischung bestimmter Zusammensetzung wird aus einem Vorratsbehälter mit einer geregelten Fließgeschwindigkeit durch eine Rohrleitung 2 in die zylindrische Verschäumungskammer 3 eingeführt, die ein Fassungsvermögen von i8 1 hat und mit einem Drehkörper 4 ausgerüstet ist. Ein geregelter Luftstrom wird in die Verschäumungskammer durch die Leitung 1 eingeführt. Die Luft und die Kautschukmilchmischung werden durch die Wirkung des Drehkörpers 4, dessen Geschwindigkeit ungefähr 200 Umdrehungen je Minute beträgt, vermischt und in einen feinen Schaum verwandelt, wenn die Mischung in der Kammer 3 hochsteigt. Da die Wirkung des Drehkörpers 4 eine solche ist, den Schaum zu verfeinern, hängt die Größe der Blasen in dem Schaum u. a. von der Drehgeschwindigke.it des Körpers 4 ab. Der überfließende Schaum gelangt über eine schräg abwärts gerichtete Fläche 5 in ein Mischgefäß 6. Der Drehkörper4 erstreckt sich über die Oberfläche des austretenden Schaums hinaus. Die Zusatzstoffe werden in den Schaum dadurch eingebracht, daß sie mit geregelten Geschwindigkeiten durch eine gewünschte Anzahl von Abgabeleitungen 7 auf die Oberfläche des Schaums gebracht werden, wenn dieser auf der schrägen Fläche 5 herabsinkt. Die Vermischung der Zusatzstoffe mit dem Schaum wird in dem Mischgefäß 6 mit Hilfe einer einfachen Schlagvorrichtung 8 herbeigeführt, die vorzugsweise eine Sonnen- und Planetenbewegung ausführt. Die Zeitdauer des Mischens wird von der in dem Gefäß 6 aufrechterhaltenen Schaumsäule bestimmt. Die Höhe der Schaumsäule wird durch die verstellbare Klemme g geregelt, die eine am unteren Ende des Gefäßes 6 befestigte Kautschukröhre 10 zusammendrückt. A rubber milk mixture of a certain composition is made from a Reservoir with a regulated flow rate through a pipeline 2 introduced into the cylindrical foaming chamber 3, which has a capacity of i8 1 and is equipped with a rotating body 4. A regulated flow of air is introduced into the foaming chamber through line 1. The air and the Rubber milk mixture are through the action of the rotating body 4, its speed is about 200 revolutions per minute, mixed and into a fine foam transformed when the mixture rises in chamber 3. Because the action of the rotating body 4 such is to refine the foam, depends on the size of the bubbles in the foam i.a. from the Drehgeschwindigke.it of the body 4. The overflowing foam arrives Via a downward sloping surface 5 into a mixing vessel 6. The rotating body 4 extends beyond the surface of the exiting foam. The additives are introduced into the foam by moving them at controlled speeds through a desired number of delivery lines 7 onto the surface of the foam be brought when it falls on the inclined surface 5. The mixing the additives with the foam is in the mixing vessel 6 with the help of a simple Impact device 8 brought about, which is preferably a solar and planetary motion executes. The time of mixing is maintained by that in the vessel 6 Foam column determined. The height of the foam column is determined by the adjustable clamp g regulated, the one attached to the lower end of the vessel 6 rubber tube 10 squeezes.

Bei der Erzeugung eines feinen Schaums mit einem Volumenverhältnis von Luft zu KautschukmilchmischunFg von 5 : I aus einer Kautschukmilchmischung mit 54°/o Feststoffgehalt erhält man mit der vorstehend beschriebenen Einrichtung eine Ausgangsleistung von I,6 kg Trockengewicht je Minute oder mit anderen Worten von I8 1 Schaum je Minute. Die Zeitdauer des iDurchgangs durch die Verschäumungskammer beträgt etwa I Minute, und wenn die zusätzliche Mischkammer verwendet wird, beträgt die Durchgångszeit durch diese ungefähr /2 Minute. In creating a fine foam with a volume ratio from air to rubber milk mixture of 5: 1 from a rubber milk mixture with 54% solids content is obtained with the device described above Output power of 1.6 kg dry weight per minute or in other words of I8 1 foam per minute. The time it takes to pass through the expansion chamber is about 1 minute, and when the additional mixing chamber is used, is the passage time through this approximately / 2 minutes.

Für Zusatzstoffe, die durch Einpumpen zugeführt werden, ergeben sich folgende typische Einspritzgeschwindigkeiten: Seifenlösung 36 ccm je Minute, Vergelungsmittel 60 ccm je Minute, Zinkoxyddispersion 100 ccm je Minute. For additives that are supplied by pumping in, result the following typical injection speeds: soap solution 36 ccm per minute, gelling agent 60 ccm per minute, zinc oxide dispersion 100 ccm per minute.

Bei Verwendung einer Einrichtung von der angegebenen Größe würden 4501 Schaum der obigen Zusammensetzung in 25 Minuten erzeugt werden. Using a facility of the specified size would 4501 foam of the above composition can be generated in 25 minutes.

Bei dem diskontinuierlichen Verfahren, bei dem ein Trog mit einem Fassungsvermögen von gol verwendet wird, würde die gesamte Verschäumungszeit, die erforderlich ist, um 450 1 eines ähnlichen Schaums zu erzeugen, ungefähr 8o Minuten betragen, und es würden wenigstens IO Teilposten erzeugt werden müssen.In the discontinuous process, in which a trough with a The capacity of gol used would account for the total foaming time that It takes about 80 minutes to produce 450 liters of a similar foam amount, and at least 10 subitems would have to be generated.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Process for the preparation of additives containing foamed aqueous rubber dispersions, characterized in that an in A rubber dispersion foamed in a manner known per se by the introduction of gas continuously taken from a foam generating vessel provided with an overflow and then with additives dispersed in water and continuously added is intimately mixed with stirring.

2. Apparatus for performing the method according to claim I, characterized characterized in that the overflow of the foam generating vessel as one into the mixing chamber leading inclined surface is formed above which, if necessary, nozzles for spraying the dispersed additives are arranged.

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the foam generating device carries wings at the level of the overflow.

4. Apparatus according to claim 2 or 3, characterized in that the foam generating vessel is cylindrical in shape and streamlined at its lower end is trained.

5. Apparatus according to claim 2 to 4, characterized by a foam generating device, which has cylindrically arranged vertical wires with a special PlWanetenbeueegunlg can circulate.

Referenced publications: German patent specification No. 551 467.