DE601436C - Verfahren zur Herstellung von Kunstschwamm aus Viscoseloesungen - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von Kunstschwamm aus Viscoselösungen Es ist bekannt, Kunstschwämme aus einem vorzugsweise mit Faserstoffen durchsetzten Gemisch von Celluloseesterlösungen mit geeigneten Porenbildnern herzustellen, indem man durch Koagulation und Zersetzung der Celluloseester zu Cellulosehydrat unter Entfernung der Porenbildner die Entstehung eines porösen Cellulosegebildes bewirkt: Gemäß den bekannten Verfahren werden zur Regeneration der Cellulose Säure- oder Salzlösungen, heiße Luft oder Wasserdampf verwendet.
• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Kunstschwamm aus einem Gemisch von Viscoselösungen und Porenbildnern, -allenfalls unter Zusatz von Farb-oder Faserstoffen, unter Verwendung von flüssigen Regenerationsbädern. Das Verfahren gemäß der Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß die Einwirkung der flüssigen Regenerationsbäder unter Überdruck, vorzugsweise in der Wärme, auf den Schwammteig zur Einwirkung gebracht wird. Die Einpressung eines flüssigen, zweckmäßig heißen Regenerationsmittels unter Überdruck in den geformten Schwammteig hat den großen Vorteil, daß hierdurch die Erzeugung bedeutend größerer Formlinge von dürch und durch gleichmäßiger Beschaffenheit in kürzerer Zeit ermöglicht und infolgedessen die Entstehung von Abfällen (sogenannten Krustenabfällen) vermindert wird. Diese Arbeitsmethode bat ferner den großen Vorteil, daß zugleich mit der Einwirkung der Regenerationsbäder unter Druck Zusätze in den Schwammteig eingeführt werden können, die dann während der Entstehung des Schwammes durch die Koagulation der Viscose und ihrer Regeneration zu Cellulosehydrat in die Fasem des Schwammes eingeschlossen und dort verankert werden. In dieser Weise kann man z. B. Desinfektionsmittel, Geruchstoffe u. dgl. in die Schwammgebilde einbringen. Die dem Kunstschwamm durch das Regen:erationsbad einverleibten Zusätze werden viel langsamer im Laufe des Gebrauches aus der porösen Substanz entfernt, als dies etwa bei einer nachträglichen Imprägnierung einer beispielsweise mit gasförmigen Nachbehandlungsbädern regenerierten Cellulose mit den gleichen Stoffen der Fall wäre. Weiter ist es möglich, durch Zusätze von geeigneten Mitteln zum Regenerätionsbad eine Bleichung der schwammartigen Massen schon während ihrer Entstehung zu bewerkstelligen.
• Es ist weiter gefunden worden, daß es zweckmäßig ist, bei Verfahren dieser Art die flüssigen Regenerationsbäder in Form schwach alkalischer Lösungen anzuwenden. Bei Anwendung solcher Bäder wird die Zusammensetzung des Schwammteigs vor allem hinsichtlich der verwendeten Porenfüller von dem Grad der Reife der Viscose (der Menge des frei werdenden Alkalis und der Geschwindigkeit der Freisetzung des Alkalis aus dem Xanthogen.at) unabhängiger. Durch die größere Freiheit in der Zusammensetzung des Schwammteigs ist auch die Möglichkeit gegeben, diesen flüssiger zu halten. Hierdurch wird nicht nur das Füllen des Teigs in die Formen erleichtert, sondern in erster Linie erreicht, daß verfrühte Teilkoagulationen innerhalb des Teigs durch die Porenbildmer vermieden werden und daß von der Verwendung oder Mitverwendung wasserfreier oder wasserarmer Salze, die solche Teilkoagulationen häufig hervorrufen, ganz abgesehen werden kann. Schließlich wird durch den Überschuß eines schwach alkalischen Mediums während der Regeneration auch das Eintreten ungleichmäßiger Schrumpfungen vermieden.
• Der Grad der Alkalität bzw. die obere Grenze der Konzentration an Alkali in den Regenerationsbädern muß durch Vorversuche ermittelt werden, da bekanntlich durch die Einwirkung von konzentriertem Alkali ein Abbau des Cellulosemoleküls bewirkt wird, welcher nicht erwünscht ist. Die anwendbare Höchstkonzentration hängt von den verschiedenen Arbeitsbedingungen, insbesondere von der angewandten Temperatur, ab. Je höher die Temperatur ist, bei welcher die Regeneration vorgenommen wird, desto weniger freies All#:ali sollen die Bäder enthalten. Als Richtschnur kann dienen, daß mit einem Regenerationsbad, welches etwa i % freie Natronlauge oder äquivalente Mengen anderer Basen enthält, unter normalen Bedingungen gute Resultate erzielt werden. Es können jedoch auch bedeutend geringere Alkalikonzentrationen und unter geeigneten Umständen auch höhere Konzentrationen Anwendung finden.
• In allen Fällen -empfiehlt es sich, die Regenerationsbäder in Form gesättigter Salzlösungen zu verwenden, um vorzeitige Herauslösung der Porenbildner zu vermeiden. Im Zuge der Regeneration oder im unmittelbaren Anschluß an die Regeneration können die Lösungen verdünnt werden. In dieser Weise kann auch das Auswaschen der regenerierten Cellulose unmittelbar im Anschluß an die Regeneration vorgenommen werden, -wodurch der Nachteil beseitigt wird, daß durch Bildung wenn auch winziger Kristalle der Porenbildner das Gewebe gesprengt wird.
• Die geschilderte Behandlung des Schwammteigs unter Überdruck kann sich an eine Vakuumbehandlung anschließen, indem es sich als vorteilhaft erwiesen hat, den Schwammteig während des Mischens unter vermindertem Druck zu halten oder aber den fertigen Schwammteig in der Form vor der Einführung der flüssigen Regenerationsbäder der Einwirkung von Unterdruck auszusetzen.
• Diese Maßnahme trägt vor allem weiter dazu bei, daß mit dünnflüssigen Massen gearbeitet werden kann, die sich leicht mischen und verformen lassen, indem die Massen erst im Zuge des Mischprozesses bzw. nach der Verformung durch Einwirkung des Vakuums auf jene Konzentration gebracht werden, die für die weitere Verarbeitung die günstigste ist. Ferner bietet das Verfahren die wertvolle Möglichkeit, den Vorgang in dem Sinne zu beherrschen, daß die Viscose bei der Entstehung des porösen Gebildes nicht unmittelbar zu hydratisierter Cellulose regeneriert, sondern erst allmählich durch die Weiterbehandlung in Cellulosehydrat übergeführt wird, so daß. Koagulation und Zersetzung stufenweise aufeinanderfolgen. Z. B. entzieht man der aus Viscose Und Porenbildnern geformten Masse durch Erwärmung im Vakuum so viel Wasser, daß zunächst ein hauptsächlich aus uniersetztem Yanthogenat bestehendes Gebilde entsteht, das erst durch die Einwirkung der flüssigen Bäder unter Überdruck zu Gellulosehydrat zersetzt wird. Die Beschaffenheit der Erzeugnisse in bezug auf Griff, Elastizität und Reißfestigkeit wird durch diese Behandlung sehr günstig beeinflußt. Beispiele i. 12o kg einer Viscoselösung, die q. bis 6 o/o wenig abgebaute Cellulose enthält, werden, allenfalls nach Zusatz von Farbstoff, mit 3 o kg eines künstlichen oder natürlichen Faserstoffes sowie 3oo kg eines beliebigen gemischtkörnigen organischen oder anorganischen Stoffes, z. B. eines Gemisches von Natrium- und Magnesiumsulfat, innigst vermengt. Das entstehende breiartige Gemisch wird in Formen eingebracht und hierauf einige Zeit, zweckmäßig unter gleichzeitiger Erwärmung mit heißer Luft, unter vermindertem Druck gehalten. Auf diese unter vermindertem Druck stehenden Formlinge läßt man nun in einem Autoklaven das Regenerationsmittel z. B. in Form einer verdünnten Essigsäur elösung, die vorteilhafterweise den Füllkörper oder ein anderes Salz, wie beispielsweise Natriumacetat (wodurch gleichzeitig eine Pufferung bewirkt wird), bis zur Sättigung gelöst enthält, unter Zuhilfenahme von Überdruck bis zu 2oAtm. 1/4 bis zu 2 Stunden derart einwirken, daß die Formlinge von der Reaktionsflüssigkeit bedeckt sind. Dem Regenerationsbade können Geruchstoffe oder Desinfektionsmittel zugesetzt sein. Die so erhaltenen Gebilde werden im Anschluß an die Regeneration nach Bedarf gebleicht, gefärbt und schließlich in kleinere Stücke beliebiger Form geschnitten.
• 2. 12 o kg einer Viscoselösung, die q. bis 6 % Cellulose enthält und so hergestellt ist, daß bei der Bereitung möglichst wenig Cellulose abgebaut wurde, werden, allenfalls nach Zusatz von Farbstoffen, mit ßoo kg gemischtkörnigem Natriumsulfat und 3o kg eines künstlichen oder natürlichen Faserstoffes, wie Stapelfaser, Flachs, Jute, Ramie oder Kokosfaser, innigst vermengt. Es empfiehlt sich, fetthaltige Faserstoffe vorher m einer Alkali.-lösung quellen zu lassen, die höchstens io Alkali enthält. Das entstehende breiartige Gemisch wird in. offene Formen aus geeignetem Material einfließen gelassen. Auf die Formlinge läßt. man nun das Regenerationsmittel in Form einer heißen, gesättigten Nag S04-Lösung, welche i % freie Natronlauge enthält, unter Zuhilfenahme von Überdruck bis zu 2o Atm. 1/4 Stunde bis zu z Stunden einwirken. Dem Regenerationsbade können Geruchstorfe oder Desinfektionsmittel zugesetzt sein. Die so erhaltenen Gebilde werden im Anschluß an die Regeneration nach Bedarf gebleicht und gefärbt und schließlich in kleinere Stücke beliebiger Form geschnitten.
• Das Verfahren liefert in erster Reihe vorzügliche Ersatzmittel für natürliche Schwämme; die so entstehenden porösen Massen sind aber auch anderweitig vielfach verwendbar, z. B. als Filtermassen, Wärmeschutzmassen, Dichtungsmassen, zur Schalldämpfung usw.
• Bei der Herstellung von Kunstschwamm aus Viscose ist schon vorgeschlagen worden, den Schwammteig mit Wasserdampf unter einem Druck von 1/2 bis i o Atm. zu behandeln. Wasserdampf übt im Gegensatz zu den flüssigen Regenerationsbädern durch eine hohe Wärmekapazität wohl eine koagulierende Wirkung, aber keine verseifende und somit keine regenerierende Wirkung auf Viscose aus. = Die Regeneration wird bei dem. bekannten Verfahren durch die zum Teil in der Wärme geschmolzenen, zum Teil gelösten porenbildenden Salze bewirkt. Die Anwendung von gespanntem Wasserdampf muß erfolgen, um zur Durchkoagulation genügende Wärmemengen einzuführen. Das Verfahren besitzt aber den Nachteil, daß eine teilweise Kondensation des Wasserdampfes bei Beginn der Einwirkung stets eintritt, und bewirkt, daß die wasserlöslichen Füllkörper zu früh aus dem Schwammteig herausgelöst werden, bevor nämlich die Porenwände in der Oberflächenschicht regeneriert sind. Am fertigen Schwamm tritt dann eine mehr oder minder starke Schicht von flachgedrückten Poren zutage.
• Im Gegensatz zu bekannten Verfahren, bei denen flüssige Regenerationsbäder in der Hitze ohne Druck verwendet werden, sollen erfindungsgemäß die Koagulationsbäder unter Druck verwendet werden. Durch die Verwendung von Druck ist es nicht nur möglich, bei der Koagulation in der Hitze wesentlich höhere Temperaturen nutzbar zu machen, sondern auch bei niedrigen Reaktionstemperaturen die Koagulation beträchtlich zu beschleunigen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von Kunstschwamm aus einem Gemisch von Viscoselösungen und Porenbildnern, allenfalls unter Zusatz von Farb- oder Faserstoffen, unter Verwendung flüssiger Regenerationsbäder, dadurch gekennzeichnet, daß die Bäder, gegebenenfalls mit Zusätzen von Desinfektions- und Geruchstoffen, unter Überdruck, vorzugsweise in der Wärme, auf den verformten Schwammteig zur Einwirkung gebracht werden. z. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Regeneration verwendeten Bäder in Form schwach allz:alischer Lösungen verwendet werden. 3. Verfahren nach Anspruch a, dadurch gekennzeichnet, daß. die Bäder freie Natronlauge in Mengen unter i °'o -enthalten. q.. Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man gesättigte, allenfalls schwach alkalische Salzlösungen als Regenerationsbad verwendet. 5. Verfahren nach Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß der Schwammteig unter vermindertem Druck gebildet oder der fertige Schwammteig der Einwirkung von Unterdruck unterworfen wird, bevor die - Einwirkung der Regenerationsbäder unter Überdruck erfolgt. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man Koagulation und Zersetzung der Viscose stufenweise aufeinanderfolgen läßt, indem dem Gemisch durch Erwärmung im Vakuum so viel Wasser entzogen wird, daß zunächst ein hauptsächlich aus unzersetztem Xanthogenat bestehendes Gebilde ausfällt, das erst durch das Regenerationsbad in Cellulosehydrat übergeführt wird.