Titel: | Verfahren zur Fabrication von Gegenständen welche mehr oder weniger hart, biegsam oder elastisch sind, aus Kautschuk und Gutta-percha in Verbindung mit anderen Stoffen; von Charles Goodyear. |
Fundstelle: | Band 139, Jahrgang 1856, Nr. XC., S. 377 |
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XC.
Verfahren zur Fabrication von Gegenständen welche
mehr oder weniger hart, biegsam oder elastisch sind, aus Kautschuk und
Gutta-percha in Verbindung mit anderen Stoffen; von Charles Goodyear.
Patentirt für das Königr. Hannover am 1. Mai 1855.
– Aus den Mittheilungen des hannoverschen Gewerbevereins, 1856, S.
293.
Goodyear's Verfahren zur Fabrication von Gegenständen aus Kautschuk
und Gutta-percha.
Seitdem man sich mit der Bearbeitung von Kautschuk und Gutta-percha
beschäftigte, hat man diese Stoffe zu zahlreichen industriellen Anwendungen benutzt
und entdeckt täglich neue Verwendbarkeiten theils mit Beibehaltung ihrer besonderen
Eigenthümlichkeiten, theils mit Veränderung ihrer Natur durch Vermischung mit anderen vegetabilischen
und mineralischen Stoffen. Durch gewisse Beimischungen z.B. kann man dem Kautschuk
mehr Härte und Widerstandskraft geben, folglich seine Elasticität vermindern. Ebenso
ist die Gutta-percha in Mischung mit gewissen Substanzen, nöthigenfalls mit
Kautschuk, bei hohen Temperaturen weniger erweichungsfähig und gibt verhältnißmäßig
feste, mehr oder weniger harte und dauerhafte Erzeugnisse.
Man kann also die Natur und die Eigenschaften dieser Grundstoffe nach Belieben
verändern, wenn man sie bei ihrer Zubereitung mit geeigneten Substanzen nach
gewissen Verhältnissen verbindet. Deßhalb habe ich diese sehr merkwürdigen
Eigenschaften des Kautschuks und der Gutta-percha in ihrer Mischung mit
anderen Stoffen zur Fabrication vieler Gegenstände zu benutzen gesucht, die bisher
aus Holz, Leder, Metall oder Mischmetall bereitet wurden, wobei ich so verfuhr, daß
die Gegenstände dieselbe Natur zu haben schienen und in Bezug auf Dauer, Dichtigkeit
und Biegsamkeit, auch Politurglanz, dieselben Vortheile gewähren.
Die auf solche Weise fabricirten Gegenstände haben den Vorzug, daß sie merklich
leichter sind, als die, deren Stelle sie vertreten, und wohlfeiler hergestellt
werden können. In vielen Fällen enthalten sie weniger Stoff, also auch weniger
Gewicht im Verhältniß zu ihrem Volumen, weil man, sie in gewissen Theilen hohl
machen kann.
Beschreibung des Verfahrens.
Ehe ich alle Gegenstände oder Artikel namentlich bezeichne, die man aus Kautschuk und
Gutta-percha in den genannten Verbindungen, zusammen oder vereinzelt und in
bestimmten Verhältnissen mit anderen Substanzen, fabriciren kann, muß ich nothwendig
von der eigentlichen Zusammensetzung sprechen, die nach Belieben mehr oder weniger
steif, mehr oder weniger biegsam gemacht wird, und welcher man theils die
Elasticität, theils die Eigenschaft, bei hohen Temperaturgraden flüssig zu werden
oder sich zu erweichen, ganz oder theilweise nehmen kann.
Die Kautschukmischung geschieht entweder mit Schwefel und Magnesiapulver nach
Verhältnissen, die man nach dem Grade der Härte, den man der Mischung geben will,
verändert; oder mit unterschwefligsaurem Blei oder Zink oder künstlichem
Schwefelblei.
Mischt man z.B. 1 Kilogr. Kautschuk mit 1/2 Kilogr. Schwefel und 1/2 Kilogr.
gebrannter Magnesia, so bekommt man eine Zusammensetzung, die sehr hart wird und wie
Holz polirt werden kann.
Man könnte verhältnißmäßig viel weniger Kautschuk und mehr Schwefel nehmen, den man
mit oder ohne Magnesia immer sehr sorgfältig in feines Pulver verwandeln muß.
Dieser letztere Stoff hat hauptsächlich den Zweck, die Kosten der Mischung zu
vermindern. Ebenso verhält es sich mit der Gutta-percha, die man auf gleiche
Weise mit dem Kautschuk und in ähnlichen Verhältnissen mit Schwefel und gebrannter
Magnesia verbindet.
Man ändert diese Verhältnisse sehr bedeutend, wenn man keinen Kautschuk hinzuthut.
Dann sind Magnesia und Schwefel in größerer Menge in der Mischung enthalten, als
Gutta-percha.
Auf einen Gewichtstheil der letztem z.B. nimmt man sechs Theile Schwefel und sechs
bis acht Theile gebrannter Magnesia. Auch kann man, theils mit, theils ohne
Magnesia, Kalk, Kreide, kohlen- und schwefelsauren Kalk, oder auch
kohlen- und schwefelsaure Magnesia, Alles in fein gepulvertem Zustande in die
Mischung nehmen, und eine gewisse Quantität Gummilack (Schellack), z.B. 200 bis 500
Gram. auf 500 Gram. Kautschuk oder Gutta-percha, zusetzen. Dann hat man den
Vortheil, dem Fabricat durch diese Mischung eine mehr oder weniger große Biegsamkeit
geben zu können.
Wenn man außerdem Oxyde oder Salze mit Blei- oder Zinkbasis, oder andere
vegetabilische oder mineralische Substanzen zusetzt, deren Farben bekanntlich sehr
verschieden sind, so wird man eine Mischung bekommen, die eine mehr oder weniger
helle, oder mehr oder weniger dunkle Färbung hat. Man kann also Fabricate von
beliebiger Färbung erzeugen, je nachdem man einen färbenden Stoff zur Beimischung
wählt.
Anstatt des Schwefels und der gebrannten Magnesia verwende ich vorzugsweise
unterschwefligsaures Blei oder Zink, das vor dem Schwefel den Vortheil darbietet, in
dem fabricirten Artikel keinen Geruch zu hinterlassen. Im Nothfalle mache ich zu
diesem unterschwefligsauren Blei oder Zink einen Zusatz von künstlichem Schwefelblei
oder Schwefelzink.
Mit 1 Kilogr. vollkommen gereinigter Gutta-percha verbindet man z.B. 1 bis 5
Hektogr. unterschwefligsaures Blei oder Zink, eine gleiche Quantität künstliches
Schwefelblei oder Schwefelzink und 1 bis 6 oder 7 Hektogr. pulverisirte
Schlämmkreide.
Eben so verhält es sich, wenn man anstatt der Gutta-percha die Mischung mit
Kautschuk oder mit diesen beiden Substanzen zusammen machen will. Man kann auch
diese Verhältnisse sehr vielfach verändern.
Um die Verbindung gut und vollkommen gleichartig herzustellen, ist es nützlich, den
Grundstoff, der die Basis der Mischung bildet (z.B. Gutta-percha oder
Kautschuk), vorläufig so zu Präpariren, wie es gewöhnlich geschieht, wenn er für sich allein in
Anwendung kommen soll. Man reinigt ihn nämlich und schneidet ihn in kleine Theile,
dann knetet man ihn in einem Geräthe, das für diese Arbeit genügend bekannt ist und
aus einer Walze mit hervorragenden Zähnen besteht, die in fortdauerndem Umlaufe
erhalten wird und in einem Kasten eingeschlossen ist, dessen Gehäuse man mit Dampf
oder mit heißem Wasser heizt.
Nach dieser ersten Vorbereitung bringt man den Schwefel und die Magnesia, die zuvor
in sehr feine Pulver verwandelt sind, in kleinen Mengen nach und nach in die
Mischung, oder wie gesagt, an deren Stelle das unterschwefligsaure Blei oder Zink,
und verreibt dann diese Substanzen mit einander, indem man sie in einem
Cylinder- oder Walzenapparat während einer gewissen Zeit hin und her
arbeitet. Dieser Walzenapparat hat eine ähnliche Einrichtung, wie die Maschinen, die
zum Zerreiben der Farben gebraucht werden, ist aber sehr stark gebaut, um die Arbeit
mit großer Kraft ausführen zu können. Die Reibcylinder müssen hohl seyn, um sie
entweder mit Dampf, warmem Wasser, warmer Luft, oder mit glühendem Eisen heizen zu
können.
Durch das Zusammenkneten dieser Substanzen bildet man eine Art von mehr oder weniger
dicken Platten oder Kuchen, die in allen ihren Theilen vollkommen gleichartig, weich
und streckbar genug beschaffen, und ähnlich dem Gläserkitt knetbar sind. Sodann kann
man diesen Kitt oder Teig mit Matrizen und Stempeln formen und pressen.
Man bringt die gefüllten Formen in einen Raum zum Trocknen oder in eine Art von Ofen,
den man zu einem geeigneten Grade heizt, um die Masse gehörig zu verschweißen oder
zu vulcanisiren. Da sie beim Erkalten sich etwas zusammenzieht, so geht das
Gemodelte sehr leicht aus den Formen heraus, wird dann hart und fest und behält
unverändert seine Gestalt. Soll die Mischung einen gewissen Grad von Biegsamkeit
erhalten, so muß man, wie oben erwähnt, gepulverten Gummilack zugleich mit den
andern Stoffen beimengen, um die Mischung mit dem Kautschuk, oder der
Gutta-percha, oder mit beiden zu gleichen oder ungleichen Theilen genommenen
Stoffen zu kneten.
Augenscheinlich ist es derselbe Fall, wenn die Mischung gefärbt seyn soll. Die
pulverisirten Oxyde und Salze werden ebenfalls mit den andern Mischungsstoffen
zugleich eingebracht und geknetet.
Ich halte es für nützlich, hier in einige Einzelheiten einzugehen, die ich
hinsichtlich der besonderen Vorbereitungen der bereits genannten Grundstoffe mit
meinem Privilegium in Verbindung zu bringen wünsche.
Zubereitung des zur Mischung mit Kautschuk oder
Gutta-percha geeigneten Zinks.
Zuerst stelle ich eine Lösung von Kali, Natron oder jedem anderen Aetzkali in
genügender Menge für meinen beabsichtigten Zweck her. Die Aetzlauge wird in ein
geeignetes Gefäß gegossen und ich lasse sie drei bis fünf Stunden so kochen, daß ich
eine sehr concentrirte Lösung von Kali etc. bekomme. Während des Aufkochens füge ich
Schwefelblumen hinzu und rühre das Ganze so lange, bis die Lauge keinen Schwefel
mehr aufnimmt, also gesättigt ist. Nach Bereitung dieser geschwefelten Flüssigkeit
lasse ich einen Strom von schwefligsaurem Gas durchstreichen, um eine Auflösung von
unterschwefligsaurem Kali zu bekommen.
Hierauf läßt man die Lösung ruhen und erkalten, gießt dann die klar gewordene
Flüssigkeit in ein anderes Gefäß, das eine gesättigte Lösung von essigsaurem Zink
oder jedem anderen löslichen Zinksalze enthält. Die Mischung der beiden Substanzen
bewirkt sogleich einen Zinkniederschlag in Form eines weißen Pulvers, das man
unterschwefligsaures Zink nennen kann.
Man kann noch eine Abänderung des vorstehenden Verfahrens in Anwendung bringen, um
ein Zinkpräparat zu bekommen, das sich für die Kautschukbehandlung eignet. Man macht
nämlich eine Kalilösung, wie beschrieben, anstatt aber in diese einen Strom von
schwefligsaurem Gas zu leiten, gießt man die gestandene und abgeklärte
Kaliflüssigkeit in eine gesättigte Lösung von schwefelsaurem Zink.
Die Vermischung der geschwefelten Kalilösung mit der schwefelsauren Zinklösung wird
den Niederschlag des in Lösung gehaltenen Zinks in Form des weißen Pulvers bewirken,
das dem vorbeschriebenen ähnlich wirkt und das man doppelt-geschwefeltes Zink
nennen kann. Wenn die vorbeschriebene Zinkbereitung nach einer der genannten
Verfahrungsweisen stattgefunden hat, sammelt man den Niederschlag, filtrirt und läßt
ihn trocknen. Dann zerreibt man ihn zu feinem, unfühlbarem Pulver und vermengt ihn
in diesem Zustande unter fortwährendem Reiben mit dem Kautschuk,.
Die Mischung wird während eines Zeitraums von drei bis fünf Stunden einer Hitze von
120 bis 150° Cels. ausgesetzt. Dann ist der Kautschuk vollständig zubereitet,
hat eine weiße Farbe, ist schwefelfrei und zeigt nicht die Nachtheile des mit Blei
behandelten, welcher schwärzlich ist oder sich in Berührung mit dem schwefligen Gase
schwärzt.
Ich muß bemerken, daß jenes Zinkpräparat alle anderen Behandlungsarten des Kautschuks
übertrifft. Es ist wenig kostspielig und verbindet sich als neutrales Element leicht
und ohne alle Schwierigkeit mit allen Farben, die bei der Fabrication der Kautschuk-Artikel in
Anwendung kommen können.
Man erspart dabei das Entfärbungs- oder Bleichverfahren, das bei allen auf
andere Weise behandelten Kautschuk-Artikeln vorgenommen wird. Man kann
demnach dieses System als eine bedeutende Verbesserung der bisher in Anwendung
gekommenen Verfahrungsweisen betrachten.
Werden die Mischungen auf die genannte Weise behandelt, so kann man sehr leicht und
hauptsächlich mit Ersparniß die verschiedenen Artikel anfertigen, die ich namentlich
bezeichnen werde. Die Ersparniß ist um so größer, da man in vielen Fällen hohle oder
ausgehöhlte Fabricate anfertigen kann, wodurch sie um so leichter werden.
Benennung der Gegenstände, die aus Kautschuk oder
Gutta-percha, mit einander oder gesondert mit anderen Substanzen
gemischt, fabricirt werden.
Meine ersten Anwendungsversuche von dergleichen Mischungen bestanden in der
Anfertigung von Formen oder Modellen und verschiedenen Reliefarbeiten oder
Verzierungen, wie z.B. Einbände, Rococoleisten, besonders aber flache und
bogenförmige oder gewölbte Klatschabdrücke (clichés) für jede Art von Druckerei, Kunststecherei, Papiertapeten,
Landkarten etc.
Obgleich es mir schwer wird, jetzt eine ganz ausführliche Benennung aller Gegenstände
zu geben, die man aus den vorgenannten Mischungen verfertigen kann, so glaube ich
doch wenigstens alle diejenigen bezeichnen zu müssen, deren Fabrication ich mir ganz
besonders vorzubehalten beabsichtige. Diese sind:
Ringe aller Art, Schreibtafeln, Schachteln und Büchsen von jeder
Form und Größe, Kleider-, Zahn- und Haarbürsten, Flaschen, Becken,
Schlauche, Fäßchen, Barometer, Billards, Schnallen, Knöpfe, Krückenstöcke, Gehäuse
(zu Uhren, Chronometern, Daguerreotypen und Instrumenten), Oblaten- und
Federschachteln, Arbeits- und Schwefelhölzchenschachteln, Ohrgehänge,
Fußbadewannen, Sitzbäder, Thürknöpfe, Verkleidungen, Ueberzüge der Schiffsplanken,
Schwitzbäder, Binden (Bandagentheile), Planen oder Wagendecken, Holzkasten,
Holznachahmung, Sattelgestelle, Spindeln zum Spinnen, Faßhähne, Schmucksachen,
Fischbeinbarden, Hefte und Griffe, Stöcke, Körbe, Becher, Bücher- und
Brieftaschendeckel, künstliche Korallen, Gerippe zu Rettungskähnen,
Modewaarenkasten, Stuhlkiffen, militärische Kopfbedeckungen, Leuchter,
Flaschenfutter, Armleuchter, Gesimse, Kränze und Zimmerverzierungen aller Art,
Helme, Fischmesser, Flinten- und Pistolenkolben, Scharniere,
Instrumentenschlüssel, Spiegel-, Bilder- und andere Rahmen,
Petschafte, wasserdichte Koffer, Papiermesser, Stühle, Krüge und Trinkgeschirr aller
Art und Form, Siebe, Schachorette, chirurgische Gegenstände, Kragsteine und Stützen,
allerlei Schuhwerk, Schuhsohlen, Schuhanzieher etc., Wandverkleidungen (in den
Schächten), Bottiche, Wannen etc., Damensteine, Winkelmaaße, Tintenfässer,
Schachspiele und Figuren, militärische Ausrüstungen, Trichter, Hutkapseln, Schirme,
Windschirme, Steigbügel, Schwimmer, Gabeln, Hufeisen, Pistolenhalfter,
Klempnerwaaren, Telegraphendraht, Peitschen, Lehnstühle, Wagengarnituren,
Patronentaschen, geometrische Instrumente, Globen, Eierbecher, Gasmesser,
Jagdtaschen, Harnische, Pferdegeschirr, Perspektive, Brillengestelle etc.,
Gagat-Nachahmung, Musikinstrumente aller Art, Spielsachen und Spiele,
Spielmarken, Sackbänder, Fischleinen, Lampen, künstliche Glieder, Feldgeräthe, Maaße
für Flüssigkeiten, emaillirte Pferdemundstücke, Medaillons, Reisekoffer,
Ziergeräthe, Handhaben und Hefte aller Art, Formen, Schreibfedern, nachgeahmter
Marmor, Muffe, Meter- und Linienmaaße, Reisebestecke, Schüsselunterlagen,
Schiffchen für die Weber, geflochtene Körbchen, allerlei Verzierungen, allerlei
Körbe, allerlei Kämme, Schreibpulte, Schüsseln, Töpfe, Geldtaschen, Cigarrenkapseln,
Blumentöpfe, Bleistiftfassungen, Pfeifen, Kutschen- und Thürfelder, Rollen,
Sandbüchsen und Pulverhörner, Klaviere, Federhalter, Beschläge für Feuergewehre,
Klammern für Vorhänge, Waageschalen, Schaufeln, Degengriffe, Sprachröhre,
Schlittschuhe, Regenschirm- und Sonnenschirmstäbe, Möbelfurnüre, Perlen
(Nachahmung des Gagat, Knochen, Horn, Schildpat, Elfenbein etc.), Kaffeebreter,
Uhrkissen, Mantelsäcke, Lineale, Wagenräder, Möbelrollen, Walzen für Druckereien und
dergleichen, Cylinder für Spinnereien, Serviettenringe, Wasser- und
Feuerlöscheimer, hydraulische Blasebälge, Spritzen und Pumpen, Soldatentaschen,
Pfeifen, Stethoskope, Standbildchen, Zuckerdosen, Untersätze, Garnituren zu Lampen,
Wanduhren etc., Triktrakspiele, Röhren zu allerlei Badevorrichtungen, Siebe für
Kaffee, Kaminröhren, Ofenröhren etc., elastische Röhren, Orgelpfeifen, Dachziegel,
Fernröhre, Triangel, Thermometer, Theekannen, Tasten für Pianos und andere
Instrumente, Schiffsgeräthe etc., Fuhrwerke aller Art, Schalen, Felleisen, Vasen,
Violinen, Schrauben zum Ersatz der Holzschraube, Sohlen für Stiefel und Schuhe
etc.
Bemerkungen.
Vorstehend aufgeführte Artikel werden, wie ich oben erwähnt habe, aus der genannten
Zusammensetzung theils in Formen gedrückt, theils durch Prägen und zuweilen durch
Strecken oder Walzen hergestellt.
Da diese Zusammensetzung (Composition) zu jenen verschiedenen Behandlungen vollkommen
geeignet ist, so ist es an sich klar, daß man diejenige wählen muß, die für
Herstellung des Fabricats die günstigste ist.
Will man z.B. Handgriffe zu Messern, Federmessern, Stöcken und Regenschirmen machen,
so genügt es, die dazu erforderliche Masse, die lediglich ein dichter und weicher
Teig ist, in zwei geeignete Modellformen zu drücken. Der Druck kann mit aller
erwünschten Kraft entweder dadurch geschehen, daß man die Formen unter eine Presse
bringt, oder sie durch Walzen gehen läßt.
Um Röhren jeder Art zu verfertigen, modelt, gießt, preßt oder streckt man zunächst
zwei Rinnen, von denen wieder zwei aufeinander zu einer Röhre mit Kautschuk oder
Gutta-percha-Kitt zusammen verbunden, vielleicht in der Wärme
zusammengeschweißt werden. Findet man es dann für zweckmäßig sie zu verlängern, so
streckt man sie mittelst eines Zieheisens oder eines ausgekehlten Walzwerks und heizt dabei bis zu
einem geeigneten Grabe. Ebenso ist es bei den anderen Stücken, die man ebenfalls in
einzelnen oder mehreren Theilen anfertigen kann, dann löthet oder auf irgend eine
andere Weise verbindet. Für gewisse Gegenstände, die einerseits fest und hart,
andererseits aber elastisch und sehr biegsam seyn sollen, kann man den ersten Theil
aus Mischung und den zweiten aus Kautschuk fertigen und sie dann auf gewöhnliche
Weise löthen.
Die verschiedenen so fabricirten Gegenstände werden (wenn man fürchtet, daß sie aus
ihrer Gestalt kommen könnten) in ihren Modellformen in einen Ofen oder in einen
passenden Heizungsapparat gebracht, um verschweißt oder vulcanisirt zu werden, wie
es bei Vulcanisirung des Kautschuks geschieht. Bei diesem Verfahren sorge man für
den geeignetsten Temperaturgrad und lasse sie längere oder kürzere Zeit im Apparat,
je nach dem Zweck, den man erreichen will.
Ein Gegenstand, der in gewissen Fällen, bei seiner Verwendung oder bei seiner
Dienstleistung einer hohen Temperatur ausgesetzt wird, muß nothwendig stärkerer
Hitze ausgesetzt werden als ein anderer, der in gewöhnlicher Temperatur zu bleiben
bestimmt ist.
Sind die Stücke vulcanisirt, so kann man sie leicht aus der Modellform nehmen, weil
sie sich beim Erkalten zusammenziehen.
Zum Schluß dieser allgemeinen Erklärungen glaube ich in einige besondere
Einzelnheiten über die oben erwähnten Anwendungen eingehen zu müssen. In gewissen
Fällen z.B. hängt die Anwendungsweise von dem Zustande der Zusammensetzung
(Composition) ab. Ist diese hart und steif, so kann die Masse wie Holz, Knochen und
Elfenbein bearbeitet werden.
In anderen Fällen werden die Compositionen geformt und bekommen ihre Gestaltung vor
dem Zusammenschweißen oder Erhitzen, durch welches sie gehärtet werden. Will man
also von Zusammensetzungen Gebrauch machen, die mit gewöhnlichem vulcanisirten
Kautschuk verbunden sind (wie z.B. zu Armbändern von künstlichem Gagat), so kann der
Theil, welcher gehärtet werden soll, mit den aus vulcanisirtem Kautschuk bestehenden
Verbindungsbändern vereinigt werden, wenn man die zu vereinigenden Flächen an
einander drückt, ehe man zum Erhitzen oder Vulcanisiren schreitet. Während des
Erhitzens werden die elastischen Flächen mit den nicht elastischen fest vereinigt
werden.
Eine andere Behandlungsweise besteht in dem Härten der Composition, der man irgend
eine Form gegeben hat, als sie noch im plastischen Zustande war. Dieß bewirkt man
mit Sand, mit Bimsstein oder mit jedem anderen pulverisirten Körper, der geeignet
ist, die Stücke in der Gestaltung zu halten, wie sie während des Erhitzens geformt
worden sind. Zu diesem Zweck werden die im teigigen oder plastischen Zustande genommenen
Kautschuk- oder Gutta-percha-Mischungen geschnitten, gepreßt
oder auf jede andere Weise in die gewünschte Form gebracht, die sie nach dem
Vulcanisiren behalten sollen. Die so bereiteten Artikel werden mit Sand oder
pulverisirten Steinen, oder mit jedem anderen nicht anklebenden Pulver bedeckt, dann
in Kasten gebracht, die mit feinem Sand oder jeder anderen ähnlichen fein
gepulverten Substanz gefüllt sind, so daß jeder einzelne Artikel isolirt und von dem
pulverigen Stoff völlig bedeckt und umhüllt ist.
Sollen die Gegenstände eine polirte Oberfläche bekommen, so umhüllt man sie
vollständig mit Talkpulver, sogar dann, wenn man über diese Talkpulverschicht noch
Sand bringt.
Die Gegenstände werden dann in einem Kasten mit dem Sand oder umhüllenden Pulver in
einen Ofen gebracht, um gehitzt oder vulcanisirt zu werden. Beim Herausnehmen
derselben nimmt man den Sand oder die Pulverumgebung weg und man findet, daß sie den
verlangten Härtegrad erreicht haben, ohne an der Form zu verlieren, die sie hatten,
ehe sie in den Sand gebracht wurden.
Mit Anwendung dieses Mittels kann man eine große Verschiedenheit von Gegenständen mit
beträchtlicher Zeit- und Arbeitsersparniß fabriciren, unter diesen namentlich
solche, welche geprägt, oder ausgeschnitten, in glatten Blättern oder in Massen von
unregelmäßiger Form, convex oder concav sind, z.B. Möbelverzierungen,
Bücherumschläge, Knöpfe, Spielzeuge verschiedener Art, Thürknöpfe, Messerhefte
etc.
Eine andere Anwendung dieser Composition besteht darin, sie im teigigen Zustande mit
Eisen, anderen Metallen oder harten Substanzen zu verbinden, die einen sehr hohen
Grad künstlicher Hitze ertragen können, ohne eine nachtheilige Veränderung oder
Beschädigung zu erleiden.
Zu diesem Behufe wird das Eisen- oder Metallstück, oder der steife Stoff
ausgekehlt, ausgefurcht oder ausgekerbt, um an dem Theile seiner Oberfläche, der mit
den Kautschuk- oder Gutta-percha-Compositionen in Berührung
gebracht werden muß, haftend zu werden. Die Compositionen werden dann auf der rauhen
Oberfläche angebracht.
Wünscht man die Kautschuk- oder Gutta-percha-Compositionen zur
Bedeckung der Oberfläche von Eisen oder anderen festen Körpern anzuwenden, so nimmt
man ein Blatt dieser Composition (von ungefähr 1/3 oder 1/4 Millimeter Dicke),
bringt es mit großer Vorsicht auf das Eisen oder andere feste Körper und drückt es
so darauf an, daß die zwischen beiden Flächen vorhandene Luft ausgetrieben wird. Um
eine vollständige Vereinigung zu bewirken, wird der so bedeckte Gegenstand mit
Leinwandbändern umwunden, um die Berührung während des Erhitzens recht innig zu machen.
Die so zusammengesetzten Artikel werden vortreffliche Eigenschaften haben, weil das
Eisen oder andere steife Körper die Kraft und den Widerstand, die Kautschukmasse
aber eine feste, der Oxydation nicht unterworfene Oberfläche herstellen.
Auf diese Weise kann man viele zu Pferdegeschirren, Kutschen, Sätteln etc. gehörige
Artikel fabriciren. Will man diese Kompositionen mit Holz verbinden, so muß dieses
Holz zuvor einige Stunden lang durch Dämpfen oder andere Mittel vorbereitet werden,
damit es sich bei der sehr hohen Temperatur des Erhitzungsverfahrens nicht schief
oder krumm ziehe.
Einige Veränderungen sind in der Zusammensetzung zu machen, wenn solchen
Gegenständen, die dessen bedürfen, ein gewisser Grad von Elasticität gegeben werden
soll, ohne Beeinträchtigung der ihnen nöthigen Kraft und Widerstandsfähigkeit.
Hieher gehört der unter dem Namen Fischbein bekannte
Artikel, der bei der Sonnen- und Regenschirmfabrication, so wie zu
Blankscheiten und Schnürleibern verwendet wird.
In diesem Falle bediene ich mich folgender Zusammensetzung. Auf ein Kilogramm
Kautschuk nehme ich:
0,25 Kilogr.
Schwefel, welchem man
0,20 „
Gummilack (Schellack),
0,20 „
Magnesia und endlich
0,25 „
Goldschwefel (sulphur auratum
antimonii) zusetzt.
Nach genügender Zubereitung und Mischung dieser Stoffe erhitzt man die gemodelten
oder zwischen Matrizen geformten Stücke in einem Ofen oder sonstigen Apparat bis auf
120–150° Cels.
Zur Fabrication anderer Gegenstände, die hart und widerstandsfähig seyn müssen, aber
nicht elastisch zu seyn brauchen, z.B. Stock- und Regenschirmgriffe,
Flinten- und Pistolenkolben und viele andere Gegenstände, verändere ich die
Zusammensetzung folgendermaßen: Zu einem Kilogr. Kautschuk mische ich:
0,25 Kilogr.
Schwefel,
0,50 „
Magnesia, und füge hinzu
0,50 „
Steinkohlentheer mit
0,50 „
Goldschwefel.
Die aus der Zusammensetzung entstandenen Stücke erhitzt man ebenfalls bis zu einer
Temperatur von 120–140° Cels.
Um einen wohlfeilen Stoff zu bekommen, verbinde ich zuweilen den Kautschuk mit einem
durch Einkochen erlangten Product des Steinkohlentheers und behandle diese
Zusamensetzung bei hohem Wärmegrade mit Schwefel oder den Producten des
Schwefels.
Man bekommt das Product des Kohlentheers, das zur
Ausführung meiner Erfindung angewendet wird, durch das Kochen des Kohlentheers, der
bei der Gasfabrication aus Steinkohlen ein Nebenproduct ist. Man läßt ihn 2 1/2 bis
3 Stunden ungefähr oder so lange kochen, bis er etwas weniger steif ist als Harz und
beinahe die Dicke des Burgunderpechs hat.
Bei diesem Kochen werden die wässerigen und flüchtigen Stoffe ausgetrieben, der
Rückstand kann dann beinahe ebenso leicht als Kautschuk bearbeitet werden, ohne der
Maschine anzukleben.
Dieses Kohlentheerproduct kann mit Kautschuk in starken Verhältnissen zusammen
angewendet werden und wird große Ersparung bei der Fabrication des vulcanisirten
Kautschuks und der steifen Stoffe zum Ersatz von Horn und
Fischbein gewähren. In diesem Falle kann man Bleiweiß
und färbende Stoffe hinzufügen, wie es bei den vorerwähnten Fabricationen
geschieht.
Besonders zur Ueberziehung grober Gewebe, die zum Ersatz der getheerten Decken
bestimmt sind, kann dieses Kohlentheerproduct in großem Maaßstabe angewendet werden.
In diesem Falle nimmt man zwei Theile davon auf einen Theil Kautschuk. Diese Stoffe
müssen mit einander vereinigt und zerrieben werden, wie man es mit dem Kautschuk
macht, wobei aber eine größere Menge Schwefel in Anwendung kommt, als geschehen
würde, wenn die in der Mischung vorhandene Kautschukmasse für sich allein erhitzt
werden müßte.
Das Vulcanisirungsverfahren durch Erhitzung der verbundenen Stoffe muß ebenso
geregelt seyn, gleich als ob man mit Kautschuk und Schwefel allein arbeitete.
Macht man Gegenstände von höherer Güte, so muß man eine kleinere Menge von
Kohlentheer anwenden, stets aber den Schwefel im Verhältniß zum Kautschuk
beibehalten, der in der Mischung ist, weil die Zuthat des Kohlentheers nur eine
leichte Zugabe des Schwefels verlangt. Ich muß bemerklich machen, daß man die
Elasticität des Kautschuks durch eine starke Beigabe des Kohlentheers vermindert.
Wenn man steife, dem Fischbeine oder dem Horn ähnliche Gegenstände macht, setzt man
der Mischung ein wenig mehr als einen Gewichtstheil von Schwefel (etwa 1/6 darüber)
auf zwei Gewichtstheile Kautschuk zu, und erhitzt auf dieselbe Weise wie bei der
Fabrication gleicher Artikel von Kautschuk und Schwefel ohne Beifügung des
Kohlentheerrückstandes. Beim fischbeinähnlichen Stoff und bei der Erzeugung
vulcanisirter Gegenstände wird man bei Anwendung des Kohlentheerrückstandes finden,
daß eine trockene Hitze dem Dampfe oder der feuchten Hitze vorzuziehen ist. Die auf
diese Weise erzeugten Blätter oder andere Gegenstände aus den verbundenen Stoffen
setzt man, wie hinsichtlich der Vulcanisirung oben gesagt ist, für die steife
Mischung ungefähr sechs Stunden lang der Hitze aus. Diese Hitze wird nach und nach
bis auf ungefähr 110° Cels. erhöht und zwar während eines Zeitraums von einer
halben Stunde. Dann wird die Hitze während 1 1/2 Stunden nicht weiter vermehrt,
endlich aber für den Rest der sechs Stunden nach und nach bis auf
145–150° Cels. gebracht.
Will man dicken Blättern oder anderen Artikeln dieser Zusammensetzung sehr starke
äußere Oberflächen geben, so bringt man vor dem Erhitzungsverfahren ein dünnes Blatt
aus Kautschuk und Schwefel mit oder ohne färbende Stoffe darauf an und preßt beide
Oberflächen stark zusammen, plattirt gewissermaßen.
Ich mache bemerklich, daß dicke Blätter glatt und dünn gemacht werden können, wenn
man sie zwischen harten und gut geglätteten Cylindern auswalzt, wobei sowohl die
Stoffe, als die Walzen auf ungefähr 95° Cels. erwärmt seyn müssen. Wenn sich
dann die Blätter oder fabricirten Stücke in diesem Wärmezustand befinden, kann man
sie auf jede Weise formen und ihnen vermittelst Platten, Stempeln oder Matrizen das
tiefe und scharfe Gepräge geben, das sie annehmen und behalten sollen.
In dieser Beschreibung habe ich nur von der Anwendung des Schwefels gesprochen, der
mir das geeignetste Mittel zu seyn scheint, um beim Erhitzungsverfahren die Producte
zu gewinnen, vermittelst welcher man die gewünschten Umwandlungen in den Stoffen
bewirken kann; es lassen sich aber auch andere Substanzen anwenden, die den durch
die Hitze erzeugten geschwefelten Produkten ähnlich sind. Man erzeugt Gegenstände
von großem Werth, wenn man Wechselschichten von Geweben oder anderen faserigen
Stoffen mit der vorgeschriebenen Composition zusammenwalzt oder auf andere Weise
vereinigt. Eine oder nach Belieben beide äußere Oberflächen können aus Kautschuk und
Schwefel mit oder ohne färbenden Stoff, ohne das Product des Kohlentheers bestehen;
eine oder beide Seiten können auch äußerlich die Fasern des Gewebes haben, um das
Zusammenleimen der beiden Flächen zu erleichtern.
Reinigung und Zubereitung des Kautschuks und anderer ähnlichen
Gummiarten vor dem weiteren Fabricationsverfahren.
Das Reinigungs- und Zubereitungsverfahren besteht darin, daß man alle Holz
– und Rindentheilchen oder andere Unreinigkeiten, die in sauren oder
alkalischen Flüssigkeiten mehr oder weniger löslich sind, dem Kautschuk dadurch entnimmt, daß man Säuren
oder Alkalien auf denselben einwirken läßt.
Die Reinigung des Kautschuks von allen ihm anhängenden fremden Stoffen ist bis jetzt
sehr unvollkommen ausgeführt worden. Man zerschneidet ihn vermittelst einer Maschine
von der Art, wie sie in den Papiermühlen gebräuchlich sind, in kleine Stücke und
entfernt dann die Unreinigkeiten durch's Waschen. Durch dieses Verfahren kann nur
ein mehr oder weniger beträchtlicher Theil von Unreinigkeiten entfernt werden, je
nachdem die Stücke mehr oder weniger klein geschnitten sind und das Verfahren
kürzere oder längere Zeit fortgesetzt wird.
Ich will eins der mir bekannten besten Mittel beschreiben, um meine Erfindung in
Ausführung zu bringen.
Ich schneide vermittelst jeder hierzu geeigneten Maschine den Kautschuk oder ein
gleichartiges Gummi in sehr kleine Stücke und wasche sie in Wasser, um allen Schmutz
herauszuziehen, der durch diese Behandlungsweise weggenommen werden kann. Auf die
kleinen Gummistückchen gieße ich nun entweder saure oder alkalische Flüssigkeiten,
die stark genug sind, um die Holz- und Rindenstoffe oder andere im Kautschuk
vorhandene Unreinigkeiten abzulösen.
Wenn ich Säuren anwende, so ziehe ich die Schwefelsäure vor, weil sie weniger theuer
ist und der Güte des Gummi weniger schadet. Folgende Mischungsverhältnisse halte ich
für die besten: Schwefelsäure circa 460 Gram., reines
Wasser circa 4 Liter. Doch muß man dieses
Mischungsverhältniß nach der Güte des Gummi und nach der Natur der in ihm
enthaltenen Unreinigkeiten abändern.
Bei weitem ziehe ich aber die alkalischen Lösungen den sauren vor, weil die Alkalien
der Güte des Gummi nicht schaden, wohlfeiler sind, ihre Anwendung sicherer und
weniger gefährlich ist, als die der Säuren.
Unter den Alkalien verwende ich vorzugsweise eine Auflösung von kohlensaurem Kali in
dem Verhältniß von 460 Gram. Kalisalz auf 4 Liter Wasser, aber diese
Mischungsverhältnisse müssen nach der Güte des Gummi und der Natur der
Unreinigkeiten verändert werden. Zur Kalilösung füge ich eine gewisse Menge Aetzkalk
hinzu, und zwar in dem Verhältniß von 16 Kilogr. 100 Gram. Kalk auf 23 Kilogr.
Kalisalz, um das Kali dadurch ätzend zu machen, daß ihm durch den Kalt die
Kohlensäure entzogen wird.
Die so bereitete Flüssigkeit von saurer oder alkalischer Natur wird auf die
Gummistückchen gegossen und muß diese vollkommen bedecken.
Die sauren oder alkalischen Flüssigkeiten wirken auf Holz-, Rinden- und
andere unreine Theile, lösen sie mehr oder weniger auf oder ziehen sie vom Gummi ab. Das Gummi muß
während eines Zeitraums, der bezüglich der Stärke der Säure oder des Alkalis und der
Menge und Güte des Gummi und seiner Unreinigkeiten von einer bis zu achtundvierzig
Stunden abweichen kann, in der Flüssigkeit bleiben. Dann wird das Gummi der Wirkung
einer Maschine ausgesetzt, wie sie in Papierfabriken gebräuchlich ist. Diese
schlägt, zerschneidet und wäscht es so, daß Säuren oder Alkalien, die es noch
enthalten kann, vollkommen davon ausgeschieden werden, womit das Verfahren beendigt
ist.
Unter dem Ausdruck Kautschuk verstehe ich hier nicht bloß
die unter diesem Namen allgemein bekannten Gummiarten, sondern auch die
Gutta-percha.
Ich habe in die Bereitung und Fabrication des Kautschuks noch andere Verbesserungen
eingeführt. Diese Verbesserungen bestehen in der Zusammensetzung und Verbindung der
Harzarten, genannt Gummilack, Schellack, Körnerlack, Stocklack – mit dem
Kautschuk. Ich verbinde dieses Harz mit dem Kautschuk, je nach der
Gebrauchsbestimmung, in verschiedenen Verhältnissen.
Man kann auf diese Weise acht und noch mehrere Theile Gummilack, Schellack etc. mit
einem Theil Kautschuk verbinden, oder umgekehrt. Je größer der Mischtheil des
Kautschuks ist, desto elastischer wird die Mischung seyn, und je schwächer das
Kautschukverhältniß darin ist, um so steifer und weniger elastisch wird die
Mischung.
Ich mische diese beiden Gemengtheile durch mechanisches Zusammenreiben oder durch
Lösungsmittel, die den Kautschuk-Fabrikanten wohl bekannt sind.
Unter anderen Vortheilen, welche die Verbindung des Gummilacks mit dem Kautschuk
gewährt, nenne ich: eine Ersparniß bei der Fabrication vieler Kautschukartikel und
Verleihung eines angenehmeren Geruchs.
Soll die Zusammensetzung zur Fabrication dünner Sachen verwendet werden, so habe ich
es nützlich gefunden, eine kleine Quantität Schwefelpulver beizumischen. Dieß
bewirkt man entweder durchs Zerreiben des Schwefels mit der andern Mischung oder
dadurch, daß man den in einem Lösungsmittel aufgelösten Schwefel hinzufügt, oder
aber, daß man den Schwefel in feinster Pulverform auf die Oberfläche der kleinen
Fabricate aufstreut. Ich habe es nützlich gefunden, die mit Schwefel gemischten oder
überstreuten Zusammensetzungen den Sonnenstrahlen so lange auszusetzen, bis sie das
klebende Wesen verloren haben.
Gummilack oder Schellack, vermittelst Kampher oder anderer Auflösungsmittel
verbunden, erzeugt eine zu vielen Verwendungen nutzbare Masse. Um diese Masse zu
machen, mische ich einen Theil Gummilack oder Schellack mit zwei Theilen Kautschuk durchs
Zusammenreiben und füge eine genügende Menge Kampher oder ein anderes Lösungsmittel
hinzu, um der Zusammensetzung die verlangte Dichtheit zu geben.
Am Allgemeinen mische ich mit der Masse eine kleine Menge sehr fein gemahlenen
Schwefels, ungefähr zwei bis drei Unzen auf ein Pfund der Composition. Wenn letztere
von Gummilack oder Schellack mit sehr fein gepulvertem oder aufgelöstem Schwefel
gemischt ist – zuweilen für die Fabrication kleiner Dinge, immer aber zur
Erzeugung dicker Gegenstände oder Massen – bringe ich die Composition auf
einen hohen Grad von künstlicher Hitze, etwa 220 Grad Fahrenheit, um den Kautschuk
zu vulcanisiren. Nach diesem Verfahren widersteht diese Zusammensetzung dem
Temperaturwechsel besser, als der nicht vulcanisirte Kautschuk, welcher durch die
Wirkung der kalten oder warmen Luft oder der wesentlichen Oele leichter angegriffen
wird. Ehe die so bereitete Composition auf einen hohen Grad künstlicher Hitze
gebracht wird, kann man noch eine große Menge verschiedener Stoffe, z.B. Oxyde,
kohlensaure Salze, Blei- und Zinksalze etc. in geeigneten Verhältnissen
hinzufügen.
Als einen der wichtigsten Punkte dieser Erfindung muß ich noch hervorheben, daß die
auf diese Weise in Gebrauchsformen gebrachten Massen einer Erneuerung bis ins
Unendliche fähig sind. Ueberreste, Staub, Abfälle und im Allgemeinen alle
unbrauchbar gewordenen Gegenstände solcher Art können wieder zu neuen Gestaltungen
dienen, wenn man sie unter Einfluß eines gewissen Hitzegrades mittelst Walzen und
Formen umarbeitet.