CH122076A - Verfahren zur Herstellung von geformten Gebilden. - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von geformten Gebilden.Info
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Description
herfahren zur Herstellung von geformten Gebilden. Bisher werden sogenannte "Kunststoffe" entweder aus in wässerigen Alkalien lös lichen oder aus darin unlöslichen, in organi schen Lösungsmitteln löslichen Zellulosederi- vaten .hergestellt. Die ersten liefern Produkte, die zwar in Wasser unlöslich sind, in Berüh rung hiermit jedoch mehr oder weniger quel len und daher an Festigkeit einbüssen.
Die mit Hilfe der letzteren erzeugten "Kunst- stoffe" zeigen wohl diesen Übelstand nicht; sie sind jedoch sowohl in ihrer Darstellung wie auch, insbesondere wegen der Kostspie ligkeit der Lösungsmittel in der Verarbei tung viel weniger wirtschaftlich als die er steren und überdies mit dem Nachteil der mangelnden oder nur geringen Aufnahms- fähigkeit für Farbstoffe behaftet.
Das Fehlen eines Zellulosederivates, des sen Lösungen in wässerigen Alkalien sich auf technische Produkte verarbeiten lassen, die in Berührung mit Wasser mehr Festig keit aufweisen als die aus den bisher bekannt gewordenen alkalilöslichen Zelluloseabkömm- lingen hergestellten, wird daher als Lücke in der Technik der "Kunstsstoffe" empfunden.
In den Thiourethanen (Thiokarbamid- säureestern bezw: Xanthogenamiden) der Zel lulose, in denen mindestens ein Wasserstoff atom der Amidogruppe durch ein Alkohol radikal ersetzt ist, wurde eine Körperklasse gefunden, deren Vertreter berufen sind, diese Lücke auszufüllen.
Das Verfahren gemäss der vorliegenden Erfindung zur Herstellung von geformten Gebilden ist dadurch gekennzeichnet, dass man Thiourethane der Zellulose, in denen mindestens ein Wasserstoffatom der' Amido- gruppe durch ein Alkoholradikal ersetzt ist, in Lösung bringt und aus der Lösung einen geformten, festen Körper herstellt.
Aus ihren Lösungen in wässerigen Alka- lien lassen. sich aus den erwähnten Thioure- thanen der Zellulose "Kunststoffe" gewin nen, die viel wasserbeständiger, das heisst in Berührung mit Wasser fester sind als die mit Hilfe der bisher bekannten alkalilöslichen Zellulosederivate, zum Beispiel Viskose, her stellbaren.
Es wurde gefunden, dass sich auch die Lösungen vieler der durch Alkoholradikale .N-substituierten Thiourethane der Zellulose in andern Lösungsmitteln, zum Beispiel or ganischen Basen a zyklischer oder zyklischer oder heterozyklischer Struktur, sei es durch einfaches Eintrocknen solcher Lösungen, sei es durch Behandlung mit geeigneten Fäll mitteln, auf Kunststoffe mit Erfolg verar beiten lassen, die neben Durchsichtigkeit, Glanz.
Geschmeidigkeit und Biegsamkeit eine Wasserbeständigkeit aufweisen, die in vielen Fällen diejenige der in organischen Lösungs mitteln löslichen Zellulosederiva.te (zum Bei spiel Fettsäureester, Äther) erreicht oder da hinter nicht weit zurückbleibt.
Dio dem vorliegenden Verfahren zu brunde liegenden Ausgangsstoffe können zum Beispiel nach dem im deutschen Patente 138918 beschriebenen Verfahren hergestellt werden, indem man auf eine Zellulose zanthogenfettsäure oder ein Salz derselben oder aber auf das Reaktionsgemisch, das man erhält, wenn man Viskose mit einer Mono halogenfettsäure zusammenbringt, solche sich von Ammoniak ableitende Verbindungen, in denen mindestens ein Wasserstoffatom des Ammoniakes durch eine Alkyl- oder Aryl- oder Aralkylgruppe vertreten ist und die mindestens ein substituierbares Ammoniak wasserstoffatom enthalten, einwirken lässt.
Das Ergebnis dieser Reaktion ist in jedem Falle ein Thiourethan der Zellulose, in dem mindestens ein Wasserstoffatom der Amido- gruppe durch ein Alkoholradikal ersetzt ist.
Einige dem vorliegenden Verfahren zu grunde liegende Ausgangsstoffe, nämlich ein Phenylthiourethan der Zellulose, ein o-Tolyl- thiourethan der Zellulose, ein m-Tolylthiou- rethan der Zellulose und ein 1 : 3 : 4-Xylyl- thiourethan der Zellulose können zum Bei spiel nach den in den Schweizer Patenten Nr. 118235, Nr. 120030, Nr. 120031 und Nr. 120032 beschriebenen Verfahren herge stellt werden.
Nach einer Ausführungsform des vorlie genden Verfahrens löst man das betreffende, durch ein Alkoholradikal N-substituierte Thiourethan der Zellulose in einer wässeri gen Alkalilauge auf und bringt die Lösung oder Paste für sich oder im Gemisch mit einem oder mehreren weichmachenden Mit teln oder mit einem andern, in Wasser oder wässerigen Alkalien löslichen Kolloid oder mit einem Füllstoff oder Farbstoff oder Pig.. ment in die Form des gewünschten Kunst stoffes und trocknet oder dämpft oder trock net und dämpft denselben oder behandelt mit einem flüssigen,
das heisst gelösten oder gas förmigen oder nebelförmigen Fä.llmittel.
Der erste Weg (einfaches Trocknen) er gab sich aus der Beobachtung, dass die durch Eintrocknen der Lösungen der meisten durch Alkoholradikale N-substituierten Thioure- tha.ne der Zellulose in verdünnten wässerigen Alkalien gewinnbaren Rückstände (zum Bei spiel Schichten oder Häute oder Platten oder dergleichen) selbst dann, wenn die Trocknung bei verhältnismässig niedrigen Temperaturen (zum Beispiel 30 C) geschieht, mit Wasser ausgewaschen werden können. Die getrockne ten Gebilde können vor dem Waschen mit einem Fällmittel, zum Beispiel einer Säure oder dergleichen behandelt werden.
Der zweite Weg (Behandeln der geform ten alkalischen Lösungen mit Fällmitteln) ist gleichfalls sehr bequem, und zwar aus dem Grunde, weil die Auswahl der Fä.llmit- tel eine sehr grosse ist. Schon sehr schwache Säuren, wie Kohlensäure, Essigsäure usw., Salze, Alkohole, Crerb#äuren, Formalin usw. bringen die geformten Lösungen der durch Alkoholradikale N-substituierten Thioure- thane der Zellulose zum Erstarren.
Die koa gulierten Gebilde werden dann in üblicher Weise gewaschen und getrocknet.
Den mit Hilfe der wässerigen alkalischen Lösungen der durch Alkoholradikale N-sub- stituierten Thiouretha.ne der Zellulose herge stellten Kunststoffen kann man Geschmei digkeit geben bezw. ihre Geschmeidigkeit er höhen, wenn man sie für kürzere oder längere Zeit der Einwirkung von geeigneten flüchti gen Lösungsmitteln, zum Beispiel von wäs serigen Pyridin, in Lösung oder Dampfform aussetzt.
Man kann die fertigen Kunststoffe auch mit geschmeidig machenden Mitteln, wie Glyzerin, Zucker, Sirup, Türkischrotöl, Seife oder dergleichen nachbehandeln, indem man sie in diesen geschmeidig machenden Mitteln bezw. deren Lösungen entweder badet oder damit tränkt oder besprengt oder überzieht.
Die Lösungen bezw. Pasten der durch Alkoholradikale N-substituierten Thioure- thane der Zellulose in wässerigen Alkalien können in Gemeinschaft mit folgenden Kol loiden und weichmachenden Mitteln verar beitet werden:
Alkalilösliche Hydrat- oder Hydrozellu- lose, rohe oder nach irgend einem bekannten Verfahren gereinigte Viskose (Zellulose- xanthogenat), Eiweisskörper, Proteide, Leim (Gelatine), Am* yloid, Stärke und stärkeähn liche Stoffe, Dextrin, Gummiarten (arabi sches Gummi, Tragant, Rübengummi und dergleichen), Pektinstoffe, Tragasol, alkalilös- liche Harze,
alka.lilösliche harzartige Konden sationsprodukte von Phenolen oder aromati schen Aminen oder Harnstoffen mit Alde hyden, Schellacke, Glyzerin, Diglyzerin, Polyglyzerin, Glykole, Zuckerarten und Si rupe, ,Seifen,. Fette, Ammonium- bezw. Al kaliverbindungen der Fettsulfosäuren, wie Türkischrotöl und anderes mehr.
Vermöge ihres kolloiden Charakters kön nen solche Lösungen auch mit wasserunlös-_ liehen Kolloiden oderweichmachenden Mitteln zu nicht oder nicht leicht entmischbaren Emul sionen bezw. Suspensionen vermengt werden. Ihre Lösungen bezw.' Pasten vertragen daher einen Zusatz solcher Mittel, wie Kautschuk, Guttapercha, Balata, Fette, trocknende oder nicht trocknende Öle, fettsaure Metalle und dergleichen.
Eine andere Ausführungsform des vorlie genden Verfahrens besteht darin, dass man das betreffende, durch ein Alkoholradikal N- substituierte Thiourethan der Zellulose in einem flüchtigen Lösungsmittel, z.
B. einem primären, sekundären oder tertiären Amin der aliphatischen oder aromatischen Reihe oder einem mehrweritgen Amin oder Pyridin oder einem andern Körper aus der Pyridin- gruppe, vorteilhaft in Beisein von etwas Wasser, oder in einer wässerigen Ammoniak- lösung auflöst und die Lösung oder Paste ent weder für sich oder im Gemisch mit.
einem andern, in dem betreffenden Lösungsmittel löslichen Kolloid oder einem weichmachenden Mittel oder einem Füllstoff oder einem Farb stoff oder einem Pigment, nachdem man sie in die gewünschte Form gebracht hat, ent weder eintrocknet oder mit einem geeigneten Fallmittel behandelt. Die durch Eintrocknen solcher Lösungen erzielten Kunststoffe, wie Häute, Schichten, Platten, plastische Massen usw., sind (wenn kein Füllstoff oder Pig ment gegenwärtig ist) durchsichtig, glän zend und geschmeidig. Ihre Widerstands fähigkeit gegen Wasser ist bemerkenswert.
Manche durch Alkoholradikale N-substi- tuierte Thiourethane der Zellulose trocknen zu Kunststoffen ein, \welche sich in bezug auf Wasserbeständigkeit mit manchen Fett- säureestern oder Äthern der Zellulose messen können oder zumindest nicht weit hinter ihnen zurückbleiben.
Die durch Abscheidung aus Lösungen in organischen Lösungsmitteln (für diese Zwecke kann man sich auch weniger flüch tiger Lösungsmittel, zum Beispiel der Alkyl- aniline oder Alkyltoluidine oder des Anilins bedienen) hergestellten Kunststoffe sind denen durch Fällung der Lösungen in wässe rigen Alkalien ähnlich.
Den für das Eintrocknen oder das Fällen bestimmten Lösungen der durch Alkoholra dikale N-substituierten Thiourethane der Zel lulose kann man auch weichmachende Mittel, wie Kampfer oder dessen Ersätze, oder ein Öl, zum Beispiel Rizinusöl oder Leinöl oder Phosphorsäureester der Phenole oder derglei chen zusetzen. Man kann sie auch mit an dern, wasserunlöslichen Kolloiden, wie Alkyl- oder Aralkyläthern der Zellulose oder Kaut schuk oder Guttaperche oder dergleichen kombinieren.
Der Umstand, dass das vorliegende Ver fahren einen Weg zur Herstellung von Kunststoffen mit Hilfe der Abscheidung aus Lösungen in wässerigen Alkalien- einerseits und der Eindunstung der Lösungen in flüch tigen Lösungsmitteln anderseits eröffnet, hat zur Folge, dass die Anzahl der Kunststoffe, für deren Erzeugung die durch Alkoholradi kale N-substituierten Thiourethane der Zel lulose in Betracht kommen, eine recht grosse ist.
Sie eignen sich zum Beispiel für nach stehende Zwecke: Für die Herstellung von plastischen Massen jeder Art, welche als Er satz für Zelluloid, Horn, Ebonit" Elfenbein, Glas, Schildpatt, Holz usw. dienen sollen, für die Herstellung von Anstrich- und Lack schichten; für die Herstellung von veredelten Harzen und Harzersätzen; für die Herstel lung von Häuten (Films); für die Herstellung @-on künstlichen Fäden, insbesondere künst licher Seide; für die Herstellung von Kleb mitteln und Kitten;
für die Herstellung von Druckwalzen, hektographischen Massen und dergleichen; für Überzüge jeder Art, und zwar für Papierüberzüge., Papierappretur, Pa.pierleimung; für die Herstellung wasser dichter Stoffe; für die Herstellung von Wachstuch- und Oltuchersatz; für die Her stellung von Kunstleder auf Textilstoffen, Papier und mit Hilfe von Vliessen; für die Herstellung von Linoleumersatz und Fuss bodenbelag jeder Art; für die Herstellung von elektrischen Isolationsmassen; für die Herstellung von wasserdichtem und durch sichtigem Papier (Diaphanien usw.);
Lin- krustaersatz und wasserdichten Tapeten; für die Herstellung von Betteinlagen und für die Herstellung von Pausleinwand und Buch binderleinwand usw. <I>Ausführungsbeispiele</I> <I>I.</I> Filme <I>Beispiel 1:
</I> Eine 6 bis 10%ige Lösung eines alliali- löslichen Phenylthiourethanes (Zellulosexa.n- tliogenanilids) oder Toly thiourethans oder Nylylthiourethans oder Äthylthiourethans der Zellulose in 1- bis 10%iger Natronlauge wird auf geeigneten Giesstischen oder mittelst geeigneter Giessmaschinen in bekannter Weise durch Trocknung und nachträgliches Ablösen von der Unterlage auf Films verarbeitet und diese nach dem Ablösen mit Wasser ausge- waschen und getrocknet oder mit einer Salz-
oder Säurelösung behandelt, gewaschen und getrocknet.
Beispiel, <I>2:</I> Die in Beispiel 1 verwendete Lösung wird durch ein schlitzartiges Mundstück in 10 bis 20"/oige Schwefelsäure oder 25%ige Essig. säure oder ?0 bis 30\%ige Ammonchloridlö- sung oder 20%ige Tanninlösung oder 40%iges Formalin oder irgend ein aus der Viskose technik bekanntes, zum Beispiel aus einer Säure, einem Salz und einer organischen Sub stanz, wie Zucker,
bestehendes Fällbad ge- presst. Der erstarrte Film wird mit Wasser gründlich ausgewaschen und getrocknet. Nach oder vor dem Trocknen kann das end lose Filmband zwecks Erhöhung der Ge schmeidigkeit mit einer wässerigen, zum Bei spiel 10%igen CTlyzeriiil < isung behandelt wer den.
Die gemäss Beispiel 1 oder 2 hergestell ten Filme können nacherhitzt oder gedämpft werden. Beispiel <I>3:</I> Die in Beispielen 1 oder \? erzielten Filme können nach Fertigstellung durch eine wässe rige Pyridinlösung genommen und getrocknet oder in einem geschlossenen Raume einige Stunden über einer wä sserigen Pvridinlösung gehalten werden.
Beispiel <I>4:</I> 100 Gewichtsteile eines in wässerigem Pyridin löslichen Zellulosexanthogenanilids oder Zellulosexanthogentoluids werden in 80 bis 90 Gewichtsteilen einer 70%igen wässe rigen Pyridinlösung gelöst und die Lösung auf geeigneten Giesstischen oder mittelst ge eigneter Giessmaschinen durch Trocknung und nachträgliches Ablösen von der Unterlage auf Filme verarbeitet.
Beispiel. <I>5:</I> Dieses unterscheidet sich von Beispiel 4 nur dadurch, dass der Lösung noch ein ge- schmeidigmachendcs Mittel, zum Beispiel L0% o-Trikresylphosphat oder Kampfer oder Rizinusöl zugesetzt wird.
<I>Beispiel 6</I> Die Lösung einer in wässerigen Alkalien löslichen Xanthogenessigsäure der Zellulose in einer 1/2%igen Anilinlösung wird durch Eintrocknen auf einen Film verarbeitet. Die ser Film wird dann in eine 3%ige wässerige oder stärkere alkoholische Anilinlösung ge legt und darin 24 Stunden belassen und dann getrocknet oder ausgewaschen und getrock net.
II. Künstlicke <I>Fäden,</I> insbesondere Kunstseide <I>und</I> künstliches <I>Haar.</I> <I>Beispiel 1:</I> Eine wie im Ausführungsbeispiel I, 1, bereitete Lösung eines Zellulosexanthogen- anilids oder Zellulosexanthogentoluids wird durch feine Düsen in eines der 'im Ausfüh rungsbeispiel I, 2, genannten Fällbäder ge presst oder fallen gelassen, der sich bildende Faden nach dem Erstarren mit Wasser gründlich ausgewaschen und getrocknet.
Der fertige Faden kann durch ein wässeriges Pyridinbad genommen oder in einem ge schlossenen Raum mit Dämpfen einer wässe rigen Pyridinlösung behandelt werden. <I>Beispiel 2:</I> Eine Mischung von 50 Gewichtsteilen Viskose (in üblicher Weise dargestellt), die in 100 Gewichtsteilen 8 bis 12. Gewichtsteilen Zellulose enthalten, mit 50 Gewichtsteilen einer gemäss Ausführungsbeispiel I, 1, darge stellten Zellulosexanthogenanilids- oder -To luidlösung in wässerigem Alkali wird, wie im Beispiel 1I, 1, auf künstliche Fäden ver sponnen.
<I>Beispiel 3:</I> Eine 6- bis 8%ige Lösung eines Zellulose- xantliogenanilids oder Zelluloseganthogen- toluids in 1 bis 5%iger Natronlauge wird durch feine Düsen gesponnen, der austre tende Faden, zum Beispiel im heissen Luft- Strom, getrocknet, ausgewaschen und ge trocknet.
Die im Sinne der Beispiele 1 oder 2 oder 3 hergestellten Fäden können nacherhitzt oder gedämpft werden.
<I>Beispiel</I> .4: Eine Pyridinlösung eines Zellulosexan- thogenanilids oder -Toluids wie im Beispiel I, 4, wird durch feine Düsen oder Öffnungen versponnen und der austretende Faden ent weder getrocknet oder durch ein geeignetes Fällbad, zum Beispiel eine Salzlösung, ge leitet, ausgewaschen und getrocknet.
III. Plastische <I>Massen</I> Eine Pyridinlösung eines Zellulosegan- thogenanilids oder -Toluids wie im Beispiel I, 4, wird im Gemisch mit einem plastisch machenden Mittel, zum Beispiel Kampfer, o-Triphenylphosphat, einem Öl oder der gleichen, bei An- oder Abwesenheit von Farb stoffen oder Pigmenten durch Kneten der Lösung im Vakuum, Auswalzen in einem Kalander und Pressen in einer Blockpresse in bekannter Weise auf eine zelluloidartige Masse verarbeitet.
Der Ausdruck "durch Alkoholradikale N- substituierte Thiourethane" in der Beschrei bung und den Patentansprüchen bedeutet Thiourethane (Thiokarbamidsäureester, Xan- thogenamide) der Zellulose oder Zelluloseum- wandlungsprodukte (wie Zellulosehydrat oder Hydrozellulose), in denen mindestens ein Wasserstoffatom der Amidogruppe durch ein Alkoholradikal vertreten ist, also Produkte, die man zum Beispiel erhält, wenn man solche,
sich von Ammoniak ableitende Ver bindungen, in denen mindestens ein Wasser stoffatGm des Ammoniaks durch ein Alkohol radikal ersetzt ist und welche mindestens ein substituierbares Ammoniakwasserstoffatom enthalten, auf diejenigen Substanzen bezw. Reaktionsgemische einwirken lässt, welche man bekommt, wenn man eine Monohalogen fettsäure auf eine Zellulosexanthogensäure bezw. Zellulosexanthogenat (Viskose) ein wirken lässt.
Der Ausdruck "Arylthiourethan" bedeu tet ein Thiourethan der Zellulose, in denn ein Wasserstoffatom der Amidogruppe durch eine Arylgruppe ersetzt ist, also zum Bei spiel das Produkt der Einwirkung eines pri mären oder sekundären Arylamins auf eine Zellulosexanthogenfettsäure.
Der Ausdruck "Zellulosexanthogenanilid" bedeutet ein Thiourethan der Zellulose, in dem ein Wasserstoffatom der Amidogruppe durch das Phenylradikal ersetzt ist, also zum Beispiel das Einwirkungsprodukt von Anilin auf eine 7ellulosexanthogenfettsäure.
Claims (1)
- PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von geformten Gebilden, dadurch gekennzeichnet, dass man Thiourethane der Zellulose, in denen minde stens ein Wasserstoffatom der Amidogruppe durch ein Alkoholradikal ersetzt ist, in Lö sung bringt, und aus der Lösung einen ge formten, festen Körper herstellt. UNTERANSPRÜCHE: 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man aus einer wäs- serigalkalischen Lösung eines N-substi- tuierten Thiourethans der Zellulose durch ein geeignetes Fällungsmittel einen ge formten Körper herstellt.?. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man eine wässerig- alkalische Lösung eines N-substituierten Thiourethans der Zellulose durch ent sprechend geformte Öffnungen in eine Fällungsflüssigkeit eintreten lässt. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man aus einer Lö- sung eines N-substituierten Thiourethans der Zellulose in einem flüchtigen Lii- sungsmittels einen geformten Körper herstellt.Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gelzennzeiehnet, dass man der Lösung des N-substituierten Thiourethans der Zellu lose Füllstoffe zusetzt, bevor man sie auf geformte Gebilde verarbeitet. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man der Lösung des N-substituierten Thiourethans der Zellu lose Farbstoffe zusetzt, bevor man sie auf geformte Gebilde verarbeitet.G. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man der Lösung des N-substituierten Thiourethans der Zellu lose ein elastisch machendes Mittel zu setzt, bevor man sie auf geformte Ge bilde verarbeitet. 7. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man der Lösung des N-substituierten Thiourethans der Zellu lose Pigmente zusetzt, bevor man sie auf geformte Gebilde verarbeitet. B. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das geformte Ge bilde gedämpft wird. 9.Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das geformte Ge bilde gewaschen und getrocknet wird. 10. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet. dass als Thiourethan der Zellulose 7"ellulosephenylthioure- than (Zellulosexanthogenanilid) verwen det wird.
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