DE807439C - Verfahren zur Herstellung von Kunstschwaemmen aus Viskose - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von Kunstschwämmen aus Viskose Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung aus `'iskose von Kunstschwämmen mit gleichmäßiger Oberfläche.
• Eins der ältesten Patente auf diesem Gebiet, die deutsche Patentschrift ?So 11 t vom Jahre 1913, beschreibt zwei Verfahreil zur Herstellung von Kunstschwämmen aus Cellulose. Die erste geht von einem Teig aus, welcher aus Viskose, Baumwolle, fein gepulvertem Kochsalz und grob gekörntem Kochsalz besteht, welcher in die gewünschte Form gebracht und dann in Essigsäure gelegt wird, bis der Teig vollkommen damit durchdrungen ist und die Säure die Viskose koaguliert und zerlegt hat.
• Gemäß dem zweiten Verfahren wird eine \itrocelluloselösung benutzt; (las Cellulosenitrat wird in der bekannten Weise in einem flüchtigen organischen Lösungsmittel, nämlich in einer Mischung vori Äther und Alkohol, gelöst. Dieser Lösung werden dann Kampfer, Ricinusöl, Hanffaser, feines Glaubersalz und grobe Glaubersalzkristalle zugesetzt, wonach die Masse in die gewünschte Form gebracht wird. Die Form wird dann in einem Bindfadennetz so lange der Luft ausgesetzt, bis das Lösungsmittel verdampft und der Celluloseester stabilisiert ist, wonach das Salz mit Hilfe von `'Wasser ausgelaugt wird, so daß die gewiinschten Poren entstehen. Man kann auch von einer Lösung von Acetylcellulose in Aceton ausgehen.
• Das letzte Verfahren wird zu kostspielig, besonders mit Rücksicht auf die Verdampfung der organischen Lösungsmittel und auf den Preis des Celluloseesters. Wenn man aber das erste Verfahren versucht, so gibt dieses sogar in den Händen von Viskosefachleuten keine brauchbaren Resultate, da der Schwamm auseinanderfällt.
• Die holländische Patentschrift 16370 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Kunstschwamm aus einer Mischung, welche aus einer Lösung von Viskose, schmelzbaren oder in Wasser löslichen Stoffen und gegebenenfalls auch Faserstoffen besteht, wobei das Kennzeichen der Erfindung ist, daß die Mischung der Wirkung von Dampf ausgesetzt wird.
• Wenn man aber mit Dampf arbeitet, so muß man in Formen arbeiten. Die Koagulierung der Viskose kann nämlich in zweierlei Weise geschehen, erstens durch Hitze und zweitens durch Alkalientziehung. Das letzte ist nur möglich, wenn Wasser oder wenigstens eine Flüssigkeit anwesend ist, in der das Alkali sich lösen und dadurch entzogen werden kann. Bei Dampferhitzung kondensiert aber nicht reniigend Wasser, um Koagulierung durch Alkalientziehung zu ermöglichen. Bleibt also die Hitzekoagulierung, welche jedoch weniger schnell als der andere Koagulierungstyp, nämlich durch Alkalientziehung, vor sich geht. Durch die Hitze wird die Viskose aber so schnell weich, daß sie in einer Form oder einem Gefäß zusammengehalten werden muß. Es wäre nicht möglich, eine freie Einzelmenge Teig in Schwammform mit Hilfe von Dampf zu koagulieren; die Masse würde zu einem dünnen Pfannkuchen sich flach legen, welcher überdies unten und oben verschiedenartig sein würde.
• Dies ist die Ursache gewesen, daß man in den folgenden Jahren versucht hat, die Schwämme so herzustellen, daß man Viskose mit Faserteilchen und Salzkristallen mischte, wonach die blasse in Formen gebracht wurde und die Formen erhitzt wurden, Wodurch die Viskose koagulierte. Manchmal auch ließ man die Zerlegung durch Erhitzung nicht völlig vor sich gehen, so daß erst durch eine besondere Bearbeitung, wie Einwirkung von Säure, die Zerlegung beendet wurde. Danach wurde das Salz durch Auslaugen entfernt. Bisweilen wurde das Auslaugen und die Zerlegung kombiniert.
• Diese Formen hatten nahezu immer derartige .lbmessungen, daß die koagulierte Masse nachher in Stücke zerteilt werden mußte. Hierbei entstand immer das unangenehme Ergebnis, daß die Schwammteile, welche mit den Wänden der Formen in Berührung gewesen waren, eine Art Häutchen aufwiesen. Während das Schwamminnere und die durchgeschnittenen Flächen die normalen vom Salz gebildeten Löcher aufzeigten, entsprechend der Korngröße des benutzten Salzes, war dieses Häutchen immer sehr dicht und ihre Permeabilität sehr gering, was zur Folge hatte, daß das Auftreten dieses Häutchens auf irgendeiner Sch-,vammfläche immer als ein beträchtlicher Fehler angesehen wurde. Es sind deshalb zahlreiche Versuche bekanntgegeben worden, um mittels einer rohen Oberfläche mit Spitzen oder sogar mit Kieselsteinchen, welche nachher vom Schwamm entfernt wurden, diesen Fehler zu beheben; auch hat man schon versucht, dieses Übel zu vermeiden, indem man in die Formen ein Tuch einbringt, das nachher vom Schwamm entfernt wird.
• Befriedigende Resultate hat man jedoch nicht damit erreichen können; hinzu kam auch noch, daß die Kunstschwämme in der Form von Parallelepipeden nicht im geringsten einen natürlichen Eindruck machten und daher öfters vom Publikum verweigert wurden. Im Jahre 1930 ist man daher zu Kunstschwämmen, gebildet aus einem Teig von X-iskose, Hanffaser und Natriumsulfat, zurückgekehrt (holländische Patentschrift 29 307) ; diese Formstücke wurden, gegebenenfalls unter Hinzufügung von Milchsäure, in eine kochende Lösung von 25'10 Natriumsulfat oder eine kochende Lösung von 35 0/0 Ammoniumsulfat gelegt. Nach dem Kochen während einiger Stunden ist die Koagulierung und Zerlegung beendet, wonach die Schwämme salzfrei zu waschen sind. Dieses Auswaschen ist für Massenfabrikation ein zeitraubendes Verfahren, vor allen Dingen dadurch, daß der Salzinhalt des Schwamms, wenn dieser in kaltes `VaschNvasser gebracht wird, zu einem harten Salzkuchen erstarrt, welcher das Ausdrücken des Waschwassers aus dem Schwamm unmöglich macht. Trotzdem scheint eine Abänderung dieses Verfahrens nicht recht möglich zu sein, da in der genannten holländischen Patentschrift 29 307 mit. Recht schon bemerkt wird, daß es überraschend ist, daß die schwammartigen Massen nicht in der kochenden Salzlösung auseinanderfallen (S. i, Zeile 55 u. f.).
• Darum war es noch überraschender, daß es sich gerade als möglich herausstellte, Kunstschwämme aus Viskoseteig, gemischt mit Fasern und Salzkristallen, dadurch herzustellen, daß die schwammartigen Teigmassen direkt in Wasser gebracht werden, welches nur eine Temperatur von 20° oder höher hat, vorzugsweise 8o bis ioo°, worin dann die Koagulierung, die Zerlegung und die Lösung des Salzes in nur einer Arbeitsphase stattfinden.
• Obschon man erwarten sollte, daß in diesem Falle die Viskose in dem Wasser von niedrigerer Temperatur in Lösung geht, das Wasser also erheblich weniger stark koaguliert, so geschieht dies doch nicht. Die Ursache hiervon ist zwar noch nicht gefunden worden, und es könnte sein, daß die Entfernung des Alkalis aus der Viskose oder das anfangende Lösen des Salzes eine Rolle spielen. Tatsache ist, daß, wenn man einen schwammartigen Ballen Viskoseteig in Wasser bringt, das eine Temperatur von 2o bis ioo° hat, diese 'Masse ihre ursprüngliche Form völlig behält. Man läßt dann die Masse so lange im warmen Wasser, bis die Koagulierung und die darauffolgende Zerlegung des Xanthogenats vollkommen sind. Das ganze Salz löst sich während dieser Zeit völlig auf. Die dazu benätigte Zeit hängt, wie man verstehen wird, von der Schwammgröße und von der Temperatur ab. Während für diesen Prozeß bei ioo° einige Stunden genügen, dauert es bei 6o° viel länger, bei 20° viele Tage. In der Praxis wird man also meistens bei Temperaturen von 8o bis ioo° arbeiten. Im Vergleich zu der Arbeit mit Dampf ist das vorliegende Verfahren einfacher und billiger. Es bildet sich ein Häutchen um die ganze Teigmasse. Obschon dieses Häutchen weniger große Poren als das Schwamminnere aufzeigt, so ist es dennoch derartig porös, daß es durchaus als günstig beurteilt werden kann. Besonders für die Benutzung dieser Schwämme zum Waschen von Fenstern ist es wichtig, daß die Poren in der Oberfläche mäßig groß sind, was mittels des vorliegenden Verfahrens erreicht wird. Die Koagulierung mittels Dampf oder einer gesättigten Salzlösung ergibt eine mehr geschlossene, erheblich weniger brauchbare Haut.
• Der Viskoseteig kann vorher mit einem Farbstoff gemischt sein, wodurch dem Schwamm die natürliche gelbe Farbe oder eine Fantasiefarbe gegeben werden kann. Solche mit Hilfe von substantiven Farbstoffen gefärbten Schwämme sind jedoch oft nicht lichtecht, so daß dieselben bereits während der Ausstellung im Schaufenster und weiter auch im Gebrauch verbleichen. Falls man als Farbstoff ein lichtechtes Pigment, wie gelben Ocker, benutzt, so sind die hinzugesetzten Fasern nicht gefärbt, so daß die an der Oberfläche liegenden Fasern dem Schwamm ein unregelmäßiges Aussehen geben. In diesem Falle ist es empfehlenswert, den zu benutzenden Faserstoff vor der Mischung gesondert alkaliecht und chlorecht in derselben Farbe zu färben, z. B. mittels Naphtholfärbung.
• Das neue Verfahren ergibt dabei den Vorteil, daß der Farbstoff bei der niedrigeren Temperatur weniger der Gefahr ausgesetzt ist, sich zu zersetzen, als wenn Dampf einiger Atmosphären Druck verwendet würde.
• Die Teigmasse kann leicht rund oder eiförmig gestaltet werden, entweder mit der von einem Gummihandschuh geschützten Hand oder mittels einer geeigneten Vorrichtung, was diesen Schwämmen ein sehr natürliches Aussehen gibt.
• Es hat sich hierbei herausgestellt, daß ein sehr günstiges Ergebnis entsteht, wenn man eine Seite mehr oder weniger flach läßt; vor allen Dingen beim Waschen von Fenstern stellt dies einen großen Vorteil dar, während die kugelförmige Seite ein angenehmes Halten des Schwamms in der Hand ermöglicht.
• Dadurch, daß es sich erfindungsgemäß als möglich herausgestellt hat, diese Herstellung von Kunstschwämmen in Wasser anstatt in einer konzentrierten kochenden Salzlösung vor sich gehen zu lassen, entstehen sehr viele Vorteile.
• Bei der Zersetzung entstehen ja viele gefärbte Produkte neben Lauge, welche zum Teil in die koagulierende Flüssigkeit kommen, so daß dieselbe regelmäßig aufgefrischt werden muß. Die Benutzung einer Natriumsulfatlösung als Koagulierungsmittel beansprucht beispielsweise eine sehr große Menge an Natriumsulfat oder eines anderen Salzes, was jetzt wegfällt. Wie oben bereits erwähnt, muß nach der Koagulierung in einer Salzlösung erst wieder eine langwierige Auswaschung vorgenommen werden, bis sich alle im Schwamm anwesenden Kristalle aufgelöst haben. Dies ist ein langwieriges und schwieriges Verfahren.
• Beim neuen Verfahren geht das Auswaschen größtenteils gleichzeitig mit der Koagulierung und der Zerlegung vor sich, weil die ganze 1`Ienge Salz während der Behandlung in der Hitze in Lösung geht, so daß nach Beendigung der Koagulierung und der Zerlegung im Wasserbad der Schwamm bereits fast salzfrei ist. Das Wasser, womit ausgewaschen wird, kann zuweilen aufgefrischt werden. Wenn für das erste Bad 1o 1 Wasser für jedes Kilogramm \'iskoseteig genommenwerden, enthält der Schwamm nach der Koagulierung sowenig Salz, daß mit einem einfachen Nachspülen, gegebenenfalls ein- oder zweimaligem Auspressen, dieser letzte Rest sofort entfernt -,werden kann, zumal er nur als eine Lösung im Schwamm anwesend ist und nicht als Kristall. Beispiel Cellulose wird in der bekannten Weise in etwa 18 % Natronlauge getränkt. Nachdem Alkalicellulose entstanden ist, wird dieselbe in bekannter Weise gemahlen. Die gemahlene Alkalicellulose wird sofort nach dem Mahlen in bekannter Weise xanthogeniert, wobei 4 kg Schwefelkohlenstoff pro 301,9 Alkalicellulose verwendet werden. Das entstandene Yanthogenat wird in 86 kg 6,25o/oiger Natronlauge zu einer Viskose mit einem Cellulosegehalt von ungefähr 8,5 % aufgelöst. Pro 1o kg werden 42,5 kg kristallisiertes Glaubersalz, 0,3 kg Baumwollfaser und o,1 kg gelber Ocker hinzugefügt.
• Nach innigem Mischen werden Ballen oder Klumpen des Teigs von ungefähr looo g in kochendes Wasser geworfen, wofür ein Gefäß von Zoo 1 Wasser pro 1o kg Teig geeignet ist. Nach 5 Stunden Aufenthalt in diesem heißen \\"asserbad werden die rohen Schwämme daraus entfernt. Die Schwämme werden noch zweimal in kaltes Wasser gebracht, wozu wieder Zoo 1 Wasser benutzt werden. Dies geht sehr schnell, weil die Schwämme an einem Druckapparat vorbeigehen, wo die heiße Flüssigkeit herausgepreßt wird, wonach die Schwämme in kaltes Wasser fallen. Nachdem sie noch einmal ausgepreßt und aufs neue in frisches Wasser gebracht worden sind, sind die Schwämme vollkommen salzfrei, so daß sie nur noch, wenn gewünscht, gebleicht und getrocknet, zu werden brauchen.
• Im allgemeinen ist die zur Reaktion im warmen Wasser benötigte Zeit nahezu dem Durchmesser des Teigballs. also der Kubikwurzel, aus dem Gewicht proportional.
• Für jede 1o° Erhöhung geht die Reaktion normalerweise zweimal so schnell.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstellung von Kunstschwämmen aus Viskose, Salzkristallen und Fasern, durch Koagulieren des erhaltenen Teigs in Form eines Schwamms ohne Umhüllung in einem wäßrigen Medium, dadurch gekennzeichnet, daß man den schwammartigen oder nahezu schwammartigen Teig in Wasser von 20° oder höher untertaucht, bis die Koagulierung und die Zerlegung der Viskose beendet sind.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der nahezu schwammartige Teil wenigstens eine nahezu flache Seite aufweist, während das ganze in großen Zügen eiförmig ist.
3. 3. Verfahren nach Anspruch l oder 2, dadurch gekennzeichnet. daß man die zur Teigbildung zu benutzenden Fasern vor dem Mischen alkaliecht und chlorecht in dem gleichen Farbenton färbt, wie ihn der für die Viskose zur Verwendung gelangende Pigmentfarbstoff besitzt.