-
Verfahren und Einrichtung zum Herstellen mikroporöser Kautschukbahnen
aus Kautschukmilch
Es ist hekannt, mikroporöse Kautschukbahnen, wie z. B. mikroporöse
Hrtka'utschukhahnen, die sich beispielsweise zur Herstellung von Scheidewänden für
Batterien eignen, dadurch herzustellen, daß man eine nichtverschäumte Kautschukmilchmischung,
die Gelier- und Vulkani,siermittel enthält, auf einen sich bewegenden und mit einem
Koaguliermittel befeuchteten Band ausbreitet, die Kautschukmilchmischung gelieren
läßt, das Band mit der daraufliegenden gelierten Bahn um eine Trommel herumwickelt
und die gelierte Masse durch Erhitzung des zusammengesetzten Systems in gesättigtem
Wasserdampf oder in Wasser vulkanisiert, um dadurch das Entweichen von Wasser aus
den Poren der gelierten Masse während der Vulkanisation zu verhindern. Es ist dabei
vorgeschlagen worden, für den Träger ein Metallband zu verwenden, jedoch hat man
gewöhnlich Tragbänder aus Gewebe benutzt. Tragbänder aus Gewebe haben zwar den Vorteil,
daß sie biegsam, leicht und billig sind, aber sie arbeiten nicht zufriedenstellend,
weil die Maschen des Gewebes dazu neigen, Luft einzuschließen und dadurch Unregelmäßigkeiten
auf der Oberfläche des mit dem Gewebe in Berührung stehenden Kautschuks hervorzurufen.
Andererseits neigt die gelierte Masse dazu, an dem Band festzuhaften, und es ist
sch,wierig, sie nach der Vulkanisation von dem Band zu ent-
fernen.
Außerdem macht das Koaguliermittel das Gewebe schlaff, besonders wenn das Band wiederholt
verwendet und abwechselnd mit dem Koaguliermittel befeuchtet und der Vulkanisiertemperatur
ausgesetzt wird. Gleichgültig, ob ein Metall- oder ein Gewebeband als Träger für
die gelierte Masse verwendet wird, ist die Masse in inniger Berührung mit der Oberfläche
des Trägers, so daß es während der nachfolgenden Vulkanisierung schwierig ist, das
Heizmittel, in welche das zusammengesetzte System aus gelierter Bahn und Träger
gebracht wird, in unmittelbare Berührung mit den beiden Oberflächen des Gels zu
bringen. Infolgedessen erfordert die Vulkanisation eine längere Zeit als sie sonst
nötig sein würde.
-
Es ist weiterhin ein Verfahren zur Herstellung mikroporöser Kautschukbahnen
bekannt, bei welchen eine Kautschukmilchmischung auf ein langes Gießband gegossen
und geliert wird und danach die gelierte Bahn, während sie auf dem Gießband verbleibt,
aufgewickelt und dann vulkanisiert wird.
-
Ein solches Verfahren eignet sich wohl zur Herstellung kleinerer Mengen
des gewünschten Kautsohokmaterials, jedoch führt es, wenn es auf die Herstellung
von Kautschukbahn im Fließverfahren angewendet wird, zu dem Erfordernis, ein Gießbandlänge
vorzusehen, weiche gleich der Länge der in der Herstellung befindlichen Kautschukbahn
ist. dies ergibt den Nachteil, daß das Gewicht der aufgewickelten Längen aus Gießband
und gegossener Kautschukbahn so groß wird, daß, insbesondere wenn das Gießband aus
Metall besteht, die Handhabung solcher Wickel außerordentlich schwierig sein würde.
Außerdem würden wegen der erforderlichen großen Länge des sehr genau herzustellenden
Gießbandes sehr hohe Kosten entstehen.
-
Zweck der Erfindung ist die Schaffung eines verbesserten Verfahrens
und einer verbesserten Einrichtung zur Herstellung mikroporöser Kautschukbahnen
im Fließverfahren, durch welche die Nachteile der bekannten Verfahren behoben werden.
-
Gemäß der Erfindung wird eine nichtverschäumte Gelier- und Vulkanisiermittel
enthaltende Kautschukmilchmischung auf einen mit einem wäßrigen Koaguliermittel
befeuchteten endlosen glatten Band ausgebreitet und auf dem Band unter Bedingungen,
welche ein Entweichen von Wasser verhindern, geliert und dann die gelierte Bahn
auf ein poröses Tragband übertragen und auf diesem in aufgewickeltem Zustand vulkanisiert,
wobei ebenfalls Sorge getragen wird, daß ein Wasseraustritt vermieden wird.
-
Wenn die Kautschukmilchmischung zunächst auf einen glatten, undurchlöcherten
Träger ausgebreitet und dann nach der Gelierung auf einen porösen Träger übertragen
wird, werden, wie gefunden wurde, beide Oberflächen der mikroporösen Bahn frei von
Unregelmäßigkeiten erhalten, wie sie z. B. durch eingeschlossene Luftblasen verursacht
werden können. Ferner kommt im wesentlichen kein Koaguliermittel in Berührung mit
dem porösen Träger, auf den die gelierte Bahn übertragen worden ist. Es kann somit
ein Träger aus Gewebe benutzt werden, der im Gebrauch nicht schlaff wird und daher
eine längere Lebensdauer hat. Weiterhin kommt die gelierte Bahn mit dem porösen
Träger nicht in so innige Berührung, wie dies bei dem Träger der Fall ist, auf welchem
die Kautschukmilchmischung ausgebreitet wird, und so kann während der nachfolgenden
Vulkanisierstufe das Heizmedium in unmittelbare Berührung mit beiden Seiten der
gelierten Bahn gebracht werden, was zur Verbesserung der Vulkanisationsbedingungen
führt.
-
Weiterhin haftet die gelierte Bahn an dem Träger nicht fest und kann
von ihm nach der Vulkanisation ohne Schwierigkeiten abgenommen werden.
-
Kurze Längen der gelierten Bahn sind kräftig genug, um sidh selbst
zu tragen. Es ist somit möglich, ein kontinuierlich arbeitendes Herstellungsverfahren,
bei dem eine Übertragung der gelierten Bahn von einem sich bewegenden Band auf ein
anderes stattfindet, anzuwenden, obgleich die gelierte Bahn während der Übertragung
notwendigerweise kurzzeitig ununterstützt bleibt.
-
Das Verfahren gemäß der Erfindung kann zur Herstellung von mikoporösem
Weich- oder Hartkautschukmaterial, das z. B. zur Herstellung von Batteriescheidewänden
oder F ilt.ermembranen geeignet ist, angewendet werden.
-
Die Erfindung umfaßt auch eine Einrichtung zur Durchführung des genannten.
Verfahrens.
-
Eine Ausführungsform einer solchen Einrichtung wird nachstehend an
Hand der schematischen Zeichnung beispielsweise näher erläutert.
-
Die Einrichtung weist ein endloses Gießband t ans mit Kautschuk überzogenem
Gewebe auf, des von zwei Antriebswalzen 2 und 3 und zusätzlichen, frei drehbaren
Abstützwalzen 4 derart getragen wird, daß die obere Bahn des Bandes in waagerechter
Richtung von der Walze 2 über die Walzen 4 zur Walze 3 läuft. Am aufwärts laufenden
Endle der oberen Bandbahn legen sich gegen die Walze 2 eine Befeuchtungsrolle 5
und eine mit Filz überzogene Abstreichrolle 6, um auf das Band eine wäßrige Lösung
eines Koaguliermittels für Kautschuk aufzubringen, die aus einem zwischen der Befeuchtungsrolle
und der Abstreichrolle liegenden Auslaß 7 eines Behälters 8 austritt. Auf der dem
Auslaß 7 gegenüberliegenden Seite der Abstreidhrolle sind eine Leitung 9, die von
einem mit einem Mantel versehenen Behälter 10 zur Aufnahme der Kautschukmilchmischung
ausgeht, und eine Auftragvorrichtung 11 angeordnet.
-
Die Auftragvorrichtung 11 umfaßt einen. Trog 12 und eine Reihe von
einstellbaren Ausbreitmessern (nicht dargestellt). Die Auftragvorrichtung 11 ist
an einem drehbar gelagerten Arm mittels Scharnieren befestigt und durch Gegengewichte
derart ausbalanciert, daß die Vorrichtung auf der Oberfläche des endlosen Bandes
1 reitet.
-
Zwischen der Auftragvorrichtung 11 und der Walze 3 ist eine Wasserdampfkammer
13 mit Schlitzen 14 und 15 angeordnet, die gerade hoch genug sind, um das endlose
Gießband mit der darauf ausgebreiteten Kautschukmilchbahn durchzulassen. Es sind
Mittel (nicht dargestellt) vor-
gesehen, um in die Kammer I3 gesättigten
Wasserdampf zuzulassen und Kondenswasser ab zuführen.
-
Auf der Ausgangsseite der Dampfkammer 13 ist eine dem endlosen Gießband
1 benachbarte, aber von ihm getrennte Einrichtung vorgesehen, um die gelierte Kautschukmilchbahn
16 von dem Gießband auf ein Gewebeband 17 zu führen und das Gewebeband mit der darauf
befindlichen gelierten Bahn auf eine Haspel I8 aufzuwickeln. Diese Einrichtung umfaßt
eine auf einer Tragspindel 19 drehbar gelagerte Gewebebandspule 25, Klemmrollen
20 für den Abzug des Gewebebandes von der Spule 25, eine Mehrzahl von Walzen 21,
welche das abgewickelte Gewebeband und die auf dieses aufgebrachte gelierte Kautschukmilchbahn
in einer Ebene abstützen, die parallel zur oberen Bahn des endlosen Gießbandes I,
aber etwas über dieser verläuft. Dabei liegt eine der Walzen 21 in der Nähe der
Antriebswalze 3 für das Band 1. Die Aufweickelhaspel 18 ist mit Antriebsmitteln
versehen, die zwei Antriebswalzen 22 und 23 aufweisen, auf denen die Aufwickelhaspel
18 mit Flanschen aufliegt. Die Walze 22 kann durch eine (nicht dargestellte) Vorrichtung
mit der erforderlichen Geschwindigkeit angetrieben werden; die Aufwickelhaspel 18
wird ihrerseits durch die Reibung zwischen ihren Flanschen und der Walze 22 in Umdrehung
versetzt.
-
Das von der Spule 25 durch die Klemmrollen 20 abgezogene Gewebeband
I7 läuft auf die in der Nähe des endlosen Gießbandes I liegende Walze 2I und von
da über die übrigen Walzen 21 zur Aufwickelhaspel 18. Die Abzugsrollen 20 werden
für sich mit einer derartigen Geschwindigkeit angetrieben, daß sich das Gewebeband
I7 mit einer etwas größeren linearen Geschwindigkeit als das endlose Gießband 1
bewegt. Die Haspel 18 antreibende Walze 22 wird mit einer noch etwas größeren Geschwindigkeit
angetrieben, so daß zwischen den Flanschen der Haspel 18 und der Antriebswalze 22
ein Schlupf vorhanden ist. Es kann auf diese Weise gewährleistet werden, daß das
Gewebeband 17 mit der gleichen Geschwindigkeit aufgewickelt wird, mit der es durch
die Klemmrollen 20 von der Spule 25 abgezogen wird, und da die Anordnung so getroffen
ist, daß diese lineare Geschwindigkeit etwas größer ist als diejenige des endlosen
Gießbandes 1, wird die Kautschukmilchbahn leicht gestreckt, so daß sie auf dem Gewebeband
I7 glatt auflilegt. Es sind Sprühvorrichtungen 24 vorgesehen, die kaltes Wasser
auf die gelierte Kautschukmilchbahn aufsprühen, während sie von der Wasserdampfkammer
13 zur Haspel 18 läuft.
-
Mikroporöse Hartkautschukbahnen können mit der Einrichtung gemäß
der Erfindung wie folgt hergestellt werden: Das endlose Gießband 1 wird in Lauf
gesetzt und ein Koaguliermittel für Kautschuk, wie z. B. eine verdünnte wäßrige
Lösung von Aluminiumsulfat, der Befeuchtungsrolle 5 zugeführt, welche die glatte
Oberfläche des Gießbandes I gleichmäßig mit dem Koaguliermittel benetzt. Das endlose
Gießband geht darauf unter der Auftragvorrichtung 11 hinweg, wodurch die Kautschukmilchmischung
auf dem sich bewegenden Gießband in Form einer ebenen Bahn ausgebreitet wird, die
eine Dicke von z. B. o,8 bis I,3 mm haben kann.
-
Die Kautschukmilchmischung ist eine solche, die auf je 100 Teile
Kautschuk 30 bis 40 Teile Schwefel und 2 bis 3 Teile Calciumformiat als Geliermittel
enthält, wobei die Mischung z. B. 30 bis 45% Gesamtfeststoffe enthält. Das die Kautschukmilchbahn
tragende endlose Gießband I läuft in die Kammer 13, die mit gesättigtem Wasserdampf
gefüllt gehalten wird, wodurch die Kautschukmilchbahn geliert wird.
-
Das Gewebeband 17, auf welches die gelierte Bahn zu übertragen ist,
wird zwischen den Klemmrollen 20 hindurchgeführt, über die das Gewebeband waagerecht
abstützenden Walzen 21 gelegt und dann an der Aufwickelhaspel 18 befestigt, worauf
die Klemmrollen 20 und die Aufwickelhaspel 18 in Umlauf gesetzt werden. Wenn der
Anfang der gelierten Kautschukmilchbahn aus der Dampfkammer 13 heraustritt, wird
er von dem abwärts laufenden Ende des Gießbandes 1 mit der Hand abgenommen und auf
das stieh bewegende Gewebeband 17 aufgelegt. Nachher erfolgt die Übertragung der
gelierten Bahn auf das Gewebeband selbsttätig, wobei sie mit dem Gewebeband allmählich
vorwärtsbewegt wird, um dann zusammen mit diesem auf die Haspel I8 aufgewickelt
zu werden.
-
Auf die gelierte Bahn wird, während sie von der Dampfkammer zur Aufwickelhaspel
läuft, aus den Sprühvorrichtungen 24 Wasser aufgesprüht, um sie feucht zu halten
und so die Verdampfung von Wasser aus der gelierten Bahn zu verhindern.
-
Die Aufwickelhaspel wird dann mit dem Gewebeband und der daraufliegenden
gelierten Kautschukmilchbahn in einen Autoklav gebracht, mit Wasser bedeckt und
in bekannter Weise vulkanisiert, z. B. mit Hilfe von Wasserdampf bei einem Druck
von 2,8 bis 5,6 kg/cm2. Nach der Herausnahme der Haspel aus der Vulkanisiervorrichtung
wird sie wieder abgewickelt und die erzeugte dünne Hartgummibahn von dem Gewebehand
abgenommen. Die Kautschukbahn und das Gewebeband werden getrennt auf Vorratstrommeln
aufgewickelt. Die Hartgummibahn wird dann in warmer Luft getrocknet. Bei der Abnahme
der Hartgummibahn von dem Gewebeband treten keinerlei Schwierigkeiten auf, und das
Gewebeband bedarf keiner besonderen Reinigung, um von neuem verwendet zu werden.
-
Die erzeugte Hartkautschukbahn kann z. B. zur Herstellung von Filtermembranen
oder Batteriescheidewänden verwendet werden. Zu diesem Zweck wird die Bahn auf eine
Temperatur erhitzt, bei welcher sie plastisch wird. Danach wird die Bahn in eine
Vorrichtung gebracht, in welcher sie in üblicher Weise auf die erforderliche Breite
dadurch beschnitten wird, daß sie zwischen sich drehenden Messern hindurchgeht,
worauf sie itn Stücke von der gewünschten Größe zerschnitten wird. Zur Herstellung
von Batteriescheidewänden kann die Bahn, wie an stich bekannt, mit Wtellen versehen
werden,
bevor sie zerschnitten wird. Es können aber anwh, - anstatt
die Bahn in einem getrennten Arbeitsgang zu wellen unid dann in Stücke von den gewünschten
Abmessungen zu zerschneiden, was ebenfalls an sich bekannt ist, ein Paar Prägewalzen
vorgesehen sein, weiche die Wellungen erzeugen und von denen eine oder beide Walzen
auf ihrem Umfang in Abständen angeordnete Messer tragen, so daß die Bahn beim Durchgang
durch die Walzen gleichzeitig gewellt und in Stücke unterteilt wird.