DE1159387B - Verfahren zur Herstellung von waermebestaendigen organischen Fasern und Geweben - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von waermebestaendigen organischen Fasern und GewebenInfo
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- D06M13/10—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with compounds containing oxygen
- D06M13/184—Carboxylic acids; Anhydrides, halides or salts thereof
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- D06M13/10—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with compounds containing oxygen
- D06M13/224—Esters of carboxylic acids; Esters of carbonic acid
- D06M13/236—Esters of carboxylic acids; Esters of carbonic acid containing halogen atoms
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- D06M13/322—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with compounds containing nitrogen
- D06M13/325—Amines
- D06M13/328—Amines the amino group being bound to an acyclic or cycloaliphatic carbon atom
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- D06M13/325—Amines
- D06M13/332—Di- or polyamines
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- D06M13/322—Treating fibres, threads, yarns, fabrics or fibrous goods made from such materials, with non-macromolecular organic compounds; Such treatment combined with mechanical treatment with compounds containing nitrogen
- D06M13/325—Amines
- D06M13/335—Amines having an amino group bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring
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- D06M13/325—Amines
- D06M13/338—Organic hydrazines; Hydrazinium compounds
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- D06M13/325—Amines
- D06M13/342—Amino-carboxylic acids; Betaines; Aminosulfonic acids; Sulfo-betaines
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- D06M13/35—Heterocyclic compounds
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- D06M13/402—Amides imides, sulfamic acids
- D06M13/432—Urea, thiourea or derivatives thereof, e.g. biurets; Urea-inclusion compounds; Dicyanamides; Carbodiimides; Guanidines, e.g. dicyandiamides
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- D06M13/402—Amides imides, sulfamic acids
- D06M13/438—Sulfonamides ; Sulfamic acids
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Description
Die Erfindung betrifft die Herstellung von neuen und wertvollen synthetischen organischen Fasern und
daraus hergestellte Gewebe, die gute Biegsamkeit und Zugfestigkeit haben und als solche schwarz, inert,
temperaturbeständig, feuerfest und beständig gegenüber intensiver Hitze sind. Sie haben gute Wärme-
und Elektrizitätsisoliereigenschaften.
Diese neuartigen faserigen Substanzen werden durch thermochemische Umwandlung von entsprechenden
Kunstseidengeweben und -fasern (regenerierter Cellulose) hergestellt, die ihre Fasereigenschaften
beibehalten, aber in einen schwarzen Zustand mit anderer chemischer Zusammensetzung und völlig anderen
chemischen und physikalischen Eigenschaften umgewandelt werden.
So hat z.B. ein gewebtes Kunstseidentuch, wenn es in dieser Weise in den schwarzen Zustand übergeführt
worden ist, praktisch die gleiche Geschmeidigkeit wie das ursprüngliche Kunstseidentuch und
mindestens 20% der ursprünglichen Garnzugfestigkeit; kann aber bis zu etwa 40% oder mehr der ursprünglichen
Zugfestigkeit behalten. Es hat den gleichen physikalischen Aufbau und das gleiche Aussehen,
abgesehen von seiner glänzenden, pechschwarzen Farbe. Das Gewebe hat gute Abriebfestigkeit
und schwärzt die Finger nicht beim Reiben.
Die erfindungsgemäß aus Kunstseide hergestellten schwarzen Gewebe und Fasern haben die obenerwähnten
Stoffeigenschaften. Die ursprünglichen polymeren Cellulosemoleküle werden nicht nur durch
Pyrolyse, sondern auch durch die damit verbundene chemische Umsetzung verändert, wobei Stickstoffatome
(anscheinend an Kohlenstoff gebundene) chemisch in die beständigen polymeren Moleküle der
Kohlenstoffverbindungen der entstehenden Fasern eingebaut werden. Das Produkt wird nicht carbonisiert,
weil es nicht verkohlt ist, und enthält keinen elementaren Kohlenstoff.
Ein wasserlösliches Stickstoff enthaltendes Salz wird als Reaktionsteilnehmer verwendet, jedoch ist
kein Produkt außer den umgewandelten Fasern selbst für die obengenannten Eigenschaften des Produktes
verantwortlich. Das Produkt behält seine wesentlichen Eigenschaften bei, auch wenn es längere Zeit oder
wiederholt in Wasser ausgekocht wird (wodurch alle möglichen löslichen Rückstände herausgelöst werden)
und selbst wenn es mit heißer konzentrierter Schwefelsäure behandelt wird. Die Analyse zeigt, daß durch
diese Nachbehandlungen der schwarzen Gewebe und Fasern der Stickstoffgehalt in gewissem Umfange zunehmen
kann, doch nimmt dieser Gehalt nicht ab, woraus ersichtlich ist, daß der Stickstoff chemisch
Verfahren zur Herstellung
von wärmebeständigen organischen Fasern
und Geweben
Anmelder:
Minnesota Mining and Manufacturing
Company, St. Paul, Minn. (V. St. A.)
Company, St. Paul, Minn. (V. St. A.)
Vertreter: Dr.-Ing. H. Ruschke, Patentanwalt,
Berlin 33, Auguste-Viktoria-Str. 65
Berlin 33, Auguste-Viktoria-Str. 65
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 14. April 1960 (Nr. 22129)
V. St. v. Amerika vom 14. April 1960 (Nr. 22129)
Dr. Edward Myron Peters, Township, Minn.
(V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt worden
ist als Erfinder genannt worden
fest in den Fasermolekülen gebunden ist und daß die Anwesenheit äußerer Substanzen nicht für die charakteristischen
Merkmale verantwortlich ist.
Eine Prüfung von dünnen Querschnitten der schwarzen Fasern unter dem Mikroskop mit durchstrahlendem
weißem Licht zeigt eine praktisch gleichmäßige bernsteingelbe Farbe auf dem ganzen Querschnitt,
woraus zu ersehen ist, daß die gesamte Faser praktisch homogen und umgewandelt worden ist. Der
Schnitt ist durchscheinend und läßt keinen Kohlenstoff oder andere Teilchen erkennen. Das glänzende,
pechschwarze, undurchsichtige Aussehen der Gewebe und Fasern ist auf die praktisch vollständige Absorption
von einfallendem Licht aller Wellenlängen durch die Fasern zurückzuführen, die eine glatte Oberfläche
haben und durchscheinend in dem soeben angegebenen Sinne sind (einfallendes Licht dringt ein und wird
im Inneren der Faser absorbiert).
Diese thermochemische Umwandlung ist von der bereits bekannten thermischen »Carbonisierung« oder
Verkohlung von celluloseartigen Substanzen und Fasern zu unterscheiden. Außer den Unterschieden in
der chemischen Zusammensetzung der jeweiligen Produkte haben sie auffallende physikalische Unter-
309 769/421
schiede. Ein bemerkenswerter physikalischer Unterschied
ist darin zu erblicken, daß die erfindungsgemäßen Gewebe und Fasern den elektrischen Strom
nicht leiten.
Erfindungsgemäß werden Gewebe, Garne, Stapelfasern
und endlose Fäden von brauchbarer Festigkeit und Biegsamkeit hergestellt, die nichtbrennbar und
beständig gegenüber hohen Temperaturen und gute elektrische und Wärmeisolatoren sind. Sie werden
nicht brüchig, wenn sie längere Zeit oder wiederholt Temperaturen bis zu 320° C und darüber ausgesetzt
werden, und können kurzzeitig bis über 540° C erhitzt werden, ohne brüchig zu werden. Eine Lötlampenflamme
bewirkt keine Verbrennung, selbst wenn sie so lange einwirken gelassen wird, bis das Gewebe
schließlich zerstört und verdampft ist. Bei der Zersetzung unter ausreichend hohen Temperaturen
hinterbleibt kein Ascherückstand. Eine überzeugende Demonstration der ungewöhnlichen Eigenschaften
wurde vorgenommen, indem ein Stück Gewebe in einem ringförmigen Rahmen derart befestigt wurde,
daß ein frei hängender Beutel entstand. Etwa 230 g geschmolzener Stahl von etwa 1480° C wurden in den
Beutel gegossen und auf Raumtemperatur abkühlen gelassen. Das Tuch verbrannte oder zerfiel nicht und
blieb fest und biegsam genug, um den gegossenen Stahlklumpen in allen Stadien zu tragen. Bei einem
weiteren Versuch wurde ein derartiger Beutel mit etwa 450 g Bleistücken gefüllt und dann von unten
endlose Fäden können vorteilhaft zur Herstellung von faserverstärkten Kunststoffen verwendet werden, die
hohen Temperaturen ausgesetzt sind, einschließlich »Ablations«-Typen und solchen, die kein Metall und
keine Metallatome enthalten oder bei Zersetzung und Verdampfung einen Ascherückstand hinterlassen
sollen. Ferner als Träger oder verstärkende Fasern für Hochtemperaturklebstreifen, unter Einschluß
druckempfindlicher Klebstreifen. Ferner für inerte, säurefeste Filtertücher zum Filtrieren sehr heißer
Gase, Flüssigkeiten und selbst geschmolzener Metalle. Die erfindungsgemäßen Garne haben eine bessere
Wärmebeständigkeit als technische Asbestgarne, und die Gewebe haben bessere Wärmeisoliereigenschaften
als Asbestgewebe.
Das im folgenden beschriebene Verfahren dient zur erfindungsgemäßen Herstellung der genannten
Produkte aus Kunstseidenfasern, die in Form von Tuch (gewebt, gestrickt oder gefilzt), Fasermatten
oder dünnen Papieren aus Stapelfasern, Garnen oder Werg aus endlosen Fäden vorliegen können, deren
Aufbau während des Verfahrens unverändert bleiben kann. (Mit »Kunstseide« sind hier regenerierte Cellulosefäden
und die daraus hergestellten Textilfasern, -garne und -gewebe gemeint. Hierzu gehören z.B.
nicht Celluloseacetatfasern und -gewebe.) Ein wesentlicher wirtschaftlicher Vorteil liegt darin, daß diese
Kunstseidenfasern und -gewebe leicht und billig hergestellt werden können und daß das Verfahren ver
tier mit einem Bunsenbrenner erwärmt, der mit dem 30 hältnismäßig einfach und wirtschaftlich ist und keine
Tuch in Berührung kam, wobei das Blei schmolz, und ungewöhnliche oder kostspielige Vorrichtung erfordert.
Die gewebten Tuche können direkt und billig
dann weiter erhitzt, bis das geschmolzene Blei eine Temperatur von etwa 425° C aufwies, und V2 Stunde
bei dieser Temperatur gehalten. Bei diesen Versuchen war das Tuch nicht dicht gewebt; dennoch floß das
geschmolzene Metall nicht aus, benetzte also nicht die Fasern.
Die außerordentliche Beständigkeit dieses neuen Stoffs ist ferner daraus zu ersehen, daß noch kein
Lösungsmittel dafür gefunden werden konnte. Kunstseidenfasern lösen sich vollständig in einer sauren
Lösung von Calciumthiocyanat auf, aber die umgewandelten schwarzen Fasern werden nicht angegriffen.
Ferner werden Kunstseidenfasern von 60°/oiger Schwefelsäure bei Raumtemperatur vollständig aufgelöst,
während die schwarzen Fasern selbst bei Wasserbadtemperatur nicht angegriffen werden und sogar
gegenüber 70%>iger Schwefelsäure bei Wasserbadtemperatur mehr als 24 Stunden beständig sind. Die
aus gewebten Kunstseidentuchen mit gleichem physikalischem Aufbau hergestellt werden.
Das Kunstseidenausgangsmaterial in Form eines endlosen Vlieses, Garns oder Werg kann vom Anfang
bis zum Ende in kontinuierlicher Weise verarbeitet werden, eine Arbeitsweise, die in der Technik bevorzugt
wird, obgleich natürlich bei der Herstellung kleiner Posten oder im Versuchsmaßstab auch schubweise
gearbeitet werden kann. Die besten Ergebnisse werden erzielt, wenn das Material während der Verarbeitung
unter Zug gehalten wird, um ein Schrumpfen in allen Stadien auf ein Mindestmaß zu beschränken
und so ein Endprodukt mit größtmöglicher Festigkeit zu erhalten.
Die erfindungsgemäßen Verfahrensmaßnahmen sind:
(1) Das faserige Kunstseidenausgangsmaterial (be-
(1) Das faserige Kunstseidenausgangsmaterial (be-
erfindungsgemäß erhaltenen schwarzen Fasern werden 50 vorzugt als endloses Vlies, Garn oder Werg), wird
von 2O°/oiger Natronlauge in 24 Stunden auf dem gewaschen (z.B. mit siedendem Wasser), um Schlichte-Dampfbad
nur mäßig angegriffen,
obwohl die gewaschenen und getrockneten Fasern spröde geworden sind und den größten Teil ihrer Festigkeit eingebüßt
haben. Überraschenderweise kann die ursprüngliche Biegsamkeit dieser mit Lauge behandelten Fasern
durch Waschen mit verdünnter Schwefelsäure wiederhergestellt
werden.
Diese ungewöhnlichen Eigenschaften ermöglichen verschiedene praktische Verwendungszwecke. Hierzu
gehören z. B. wärmebeständige Isoliergegenstände für Kleidung, Schürzen und Handschuhe für Metall- und
Gießereiarbeiter und Feuerwehrleute; feuerfeste Verkleidungen; ferner für feuerfeste Isoliermuffen für
elektrische Konduktoren und Leitungen; ferner für feuerfeste faserige Isolierstäbe. Fasern in Flockenform
können zur Herstellung von wärmebeständigen geflockten Überzügen dienen. Gewebe, Garne und
mittel und andere Verunreinigungen zu entfernen. Es wird dann gründlich mit einer wäßrigen Lösung eines
wasserlöslichen Salzes einer starken Säure und einer stickstoffhaltigen Base getränkt, so daß das gesättigte
Fasermaterial, nachdem es bis zum feuchten Zustand ausgepreßt worden ist, um die überschüssige Flüssigkeit
zu entfernen und zu gewährleisten, daß alle Fasern behandelt worden sind, das Salz in einem so ausreichenden
Mengenanteil enthält, daß die Fasern unbrennbar und für die anschließende thermochemische
Umwandlung geeignet gemacht werden. Mit einer Konzentration von etwa 10 bis 3O°/o in der
Salzlösung werden die besten Ergebnisse erhalten. Ammoniumsulfat, Ammoniumsulfamat, zweibasisches
Ammoniumphosphat, Ammoniumchlorid und Methyl- und Äthylammoniumsalze von Phosphorsäuren und
verschiedene Gemische derselben sind die gegenwärtig
bevorzugten Salze. Eine Salzaufnahme von etwa 5 bis erwähnt, unter Spannung gehalten wird) beträgt nur
20% (Trockengewicht) ergibt anscheinend die besten etwa 10%. Bei längerem Erwärmen über diesen
Ergebnisse. Bevorzugt wird eine heiße Salzlösung Punkt hinaus wird sowohl Wasser als auch Kohlenverwendet
(z. B. etwa 60° C), um das Tränken der dioxyd entwickelt. Fasern zu beschleunigen. 5 (4) Das schwarze Produkt wird nach dem Abkühlen
(2) Das feuchte, mit Salz behandelte Fasermaterial bevorzugt gewaschen, um darin enthaltene lösliche
wird dann bis zum Trockenzustand erwärmt, bevor- Substanzen zu entfernen (die die gewünschten Eigenzugt
auf etwa 60 bis 120° C. Die trockenen Kunst- schäften des Produktes für bestimmte Zwecke beeinseidenfasern
sind mit dem Salz imprägniert (und nicht trächtigen könnten) und getrocknet. Dieses genur
überzogen) wegen der Durchlässigkeit der Faser- io waschene und getrocknete Endprodukt, das unter den
struktur für derartige wäßrige Salzlösungen. praktisch günstigsten Bedingungen hergestellt worden
(3) Die trockenen, mit Salz imprägnierten Kunst- ist, hat ein Gewicht von ungefähr zwei Drittel desseidenfasern
werden dann in einem Ofen lange genug jenigen der entsprechenden ursprünglichen Kunstauf
eine erhöhte Temperatur erwärmt, um die ge- seidenfasern (Trockengewicht). Es ist hygroskopisch
wünschte Umwandlung der Fasern in den zuvor be- 15 und kann etwa 20% seines Gewichts an Wasser abschriebenen
festen und biegsamen schwarzen Zustand sorbieren, wenn es einer Atmosphäre von 100% relazu
bewirken. Der allgemeine Temperaturbereich liegt tiver Feuchte bei 22° C ausgesetzt wird. Gewebe und
zwischen 230 und 320° C. Wenn die Temperatur zu Fasern, die durch Behandeln in einer feuchten Atmohoch
ist, tritt eine unkontrollierbare exotherme Um- Sphäre konditioniert worden sind, sind biegsamer
Setzung ein, und die Fasern oder das Gewebe glühen 20 und fester als diejenigen, die außerordentlich trocken
rot und ergeben ein sprödes Produkt. Wenn die sind.
Temperatur zu niedrig ist, ist eine zu lange Zeit er- Aus den obigen Ausführungen geht hervor, daß
forderlich, um die Umwandlung zu bewirken. Die man Kunstseidengewebe oder -fasern (selbst wenn sie
günstigste Kombination von Temperatur und Zeit mit einem unbrennbar machenden, Stickstoff enthalkann
durch Ausprobieren für alle Herstellungsbedin- 25 tenden Salz behandelt worden sind) auf erhöhte Temgungen
ermittelt werden. Die günstigsten Tempera- peraturen erwärmen kann, ohne die entscheidende
türen liegen gewöhnlich im Bereich von 260 bis 290° C und unerwartete Entdeckung zu machen, die der
und die entsprechenden günstigsten Zeiten umgekehrt vorliegenden Erfindung zugrunde liegt. Das erzwischen
30 und 5 Minuten. Die günstigste Erhitzungs- findungsgemäße Verfahren erfordert eine geregelte
zeit muß lang genug sein, um die größtmögliche Zug- 30 thermochemische Behandlung, die unter Anwendung
festigkeit zu entwickeln, ehe die Zugfestigkeit anfängt einer geeigneten Temperatur durchgeführt wird, bis
nachzulassen. Die Behandlung von leichten Kunst- ein brauchbares festes und biegsames Produkt erseidengeweben
erfolgt am besten 5 Minuten lang bei halten wird, jedoch nicht so lange, daß es wieder
etwa 2900C. Bei schweren, dichtgewebten Tuchen spröde wird. Ziel der Erfindung ist die Herstellung
(mit etwa 0,7 kg/m2) hat es sich als zweckmäßig er- 35 eines Produktes mit guter Festigkeit und Biegsamkeit,
wiesen, die Wärmebehandlung in aufeinanderfolgen- dessen Zugfestigkeit mindestens 20 % (und bevorzugt
den Stufen bei zunehmenden Temperaturen vorzu- mindestens etwa 40 %) derjenigen des ursprünglichen
nehmen, um einen zu raschen Temperaturanstieg im Kunstseidenausgangsmaterials beträgt. Die entspre-Inneren
des Gewebes (wegen der exothermen Reak- chende verbliebene Zähigkeit in Prozent ist höher,
tion und der geringen Wärmeleitfähigkeit der Fasern) 40 weil in die Zähigkeitswerte in Gramm je Denier das
zu vermeiden, z. B. durch jeweils 10 Minuten langes Fasergewicht je Längeneinheit eingeht und die
Erwärmen auf etwa 250, 260 und 270° C. Alle diese schwarzen Fasern weniger als die ursprünglichen
Temperaturen bedeuten die Temperatur der Luft in Kunstseidenfasern wiegen, aus denen sie hergestellt
der Nähe des Fasermaterials, die bei bedeutend worden sind.
tieferer Temperatur in den Ofen gelangt und sich 45 Die Elementaranalysen der verschiedenen ge-
sowohl durch die äußere Erwärmung als auch durch waschenen und getrockneten Proben, die unter ver-
die innere Erwärmung durch die exotherme chemische schiedenen Bedingungen mit verschiedenen, Stick-
Reaktion in den Fasern erwärmt. stoff enthaltenden Salzen hergestellt worden waren,
Während des ersten Teiles dieser thermochemischen auf Kohlenstoff, Wasserstoff und Stickstoff ergaben
Umwandlung werden die Fasern zu einem schwachen, 50 Zahlenwerte innerhalb der folgenden Bereiche (Ge-
aber selbsttragenden Zustand abgebaut, anscheinend wichtsprozent):
durch die Zersetzung und Ringspaltung, die die Cellu- T. ,, _ _. ,. _„,
losemoleküle — unter Freisetzung von Wasser — er- Kohlenstoff 54 bis 61 «/ο
leiden. Wenn die Umsetzung über diesen Punkt hin- Wasserstoff 3,4 bis 4,0%
aus fortschreitet, steigt die Festigkeit und Biegsamkeit 55 Stickstoff 3,1 bis 5,8 %
der Fasern wieder an, bis ein Maximum bei einer
Zugfestigkeit erreicht ist, die bis zu 40% oder mehr Phosphor, Schwefel oder Chlor wurden auch in
von derjenigen der ursprünglichen Kunstseidenfasern kleinen Anteilen bis zu etwa 2,5% in diesen Produk-
betragen kann. Während dieser Stufe der Festigkeits- ten gefunden, wenn sie unter Verwendung von Phos-
zunahme bilden die zersetzten Moleküle wieder eine 60 phaten, Sulfaten oder Chloriden hergestellt worden
neue Art von polymerem Fasermolekül, das gebun- waren. Der Rest war in jedem Falle Sauerstoff. Die
dene Stickstoffatome enthält. Der größtmögliche Ge- gewaschenen und getrockneten Endprodukte hatten
wichtsverlust ist erreicht, nachdem die geringste 60 bis 67% des Gewichts der als Ausgangsmaterial
Festigkeit erreicht worden ist. Wenn das Festigkeits- verwendeten Kunstseide. Hieraus ist die radikale
maximum erreicht ist, ist ein Verlust von ungefähr 65 chemische Umwandlung der Cellulosemoleküle und
Molekülen Wasser je Celluloseeinheit und ein zu ferner die erhalten gebliebene »organische« Natur
vernachlässigender Verlust an Kohlenstoff eingetreten. der Fasern erkennbar. Die Röntgenstrukturanalyse
Die Schrumpfung von gewebtem Tuch (das, wie oben der schwarzen Fasern zeigt, daß die ursprüngliche
Vor dem | Nach dem | 56,0 |
Waschen | Waschen | 3,8 |
Gewichtsprozent | 5,52 | |
51,4 | 2,6 | |
3,9 | 0,35 | |
5,37 | 31,7 | |
3,5 | ||
2,07 | ||
33,8 |
kristalline Struktur der Kunstseidencellulosefasern
verlorengegangen ist. Element
Eine Anzahl von Beispielen für die stickstoffhaltigen
Salze, die zum Imprägnieren des faserigen
Kunstseidenausgangsmaterials verwendet werden, 5 v ,, ~
wurde bei der Beschreibung von Stufe (1) des Ver- Konlenstori
fahrens angegeben. Alle Ammonium- und Aminsalze Wasserstoff
von starken Säuren scheinen für die Umwandlung Stickstoff wirksam zu sein, vorausgesetzt, daß sie mindestens
mäßig in Wasser löslich sind, so daß wäßrige Behänd- ίο Schwefel
lungslösungen von mindestens 10% Salzkonzen- Phosphor
tration hergestellt werden können; die Bezeichnung „ „ . .„
»wasserlöslich« wird hier in diesem Sinne gebraucht. »auerston U-»tterenz)
Beispiele für die starken Säuren sind Sulfamin-,
Schwefel-, Phosphor-, Salz-, Fluß-, Trichloressig- 15
und Trifluoressigsäure. Beispiele für die Amine sind
Mono-, Di- und Trimethyl- und -äthylamine; Hydrazin, Anilin, Morpholin, Pyridin und Äthylendiamin.
Eine Vielzahl von Salzkombinationen aus diesen
Säuren und Aminen sind erfolgreich als Behandlungs- so (Trockengewicht). Trotz der Umwandlung unter salze erprobt worden, obgleich sie natürlich in wirt- 40% Gewichtsverlust hatten die Garne des fertigen schaftlicher und praktischer Hinsicht nicht alle gleichzusetzen sind.
Schwefel-, Phosphor-, Salz-, Fluß-, Trichloressig- 15
und Trifluoressigsäure. Beispiele für die Amine sind
Mono-, Di- und Trimethyl- und -äthylamine; Hydrazin, Anilin, Morpholin, Pyridin und Äthylendiamin.
Eine Vielzahl von Salzkombinationen aus diesen
Säuren und Aminen sind erfolgreich als Behandlungs- so (Trockengewicht). Trotz der Umwandlung unter salze erprobt worden, obgleich sie natürlich in wirt- 40% Gewichtsverlust hatten die Garne des fertigen schaftlicher und praktischer Hinsicht nicht alle gleichzusetzen sind.
Die Phosphate werden bevorzugt, weil sie ein
hohes Maß an Unbrennbarkeit und Feuerfestigkeit 25 Griff, wies elastisches Zurückspringen und gute Reißverleihen.
Dies ist wesentlich, um ein Verbrennen festigkeit auf.
oder Verglühen während der Herstellung des schwär- Ein Vergleich der Zähigkeitsfestigkeiten und ther-
zen Produktes bei den höheren Temperaturen zu mischen Beständigkeiten der erfindungsgemäß herverhindern,
die bevorzugt angewendet werden, um gestellten schwarzen Garne mit denen von techeine
kurze thermochemische Behandlungszeit zu er- 30 rüschen Asbestgarnen ist von Interesse. Diese Asbestmöglichen. Sie verhindern ferner, daß das fertige garne enthielten 20 Gewichtsprozent Baumwollfasern,
Produkt verglüht oder nachglüht, wenn es intensiver di d
Wärme oder einer Flamme ausgesetzt wird, wie es bisweilen der Fall sein kann. Die vorteilhafte Wirkung
der Anwendung von Phosphaten bleibt selbst dann erhalten, wenn das schwarze Produkt gründlich
gewaschen wird. Es wurde bereits erwähnt, daß in diesem Falle bei der Elementaranalyse des gewasche-
nen und getrockneten Produktes eine kleine Menge g
Phosphor gefunden wird. Ein anderer Weg, um eine 40 eine anfängliche Zähigkeit von 0,31, die bei der gleihohe
Nachglühfestigkeit zu verleihen, wenn das ver- chen Behandlung auf 0,10 absank. Das schwarze
wendete Behandlungssalz nicht diese Wirkung gehabt Garn hatte also nach dem Erwärmen eine höhere
hat, besteht darin, das schwarze Produkt mit einer Zähigkeit als das nicht erwärmte Asbestgarn. Bei
Phosphatsalzlösung zu imprägnieren (z.B. einer einem anderen Vergleich, bei dem Proben 17 Stunden
10%igen wäßrigen Lösung von zweibasischem Am- 45 auf 200° C erwärmt wurden, sank die Zähigkeit des
moniumphosphat) und dann zu trocknen, obgleich schwarzen Garns auf 0,36 ab, wohingegen diejenige
Das mit Salz behandelte Tuch hatte 120% des Gewichts des unbehandelten Kunstseidentuchs; das
umgewandelte schwarze Tuch hatte noch 68% des Gewichts und nach gründlichem Waschen mit destilliertem
Wasser und Trocknen nur noch 60%
schwarzen Tuches eine Zugfestigkeit von etwa 40% derjenigen der Garne des ursprünglichen Kunstseidentuches;
das Tuch hatte einen guten Fall und
die zugesetzt worden waren, um ein Asbestgarn von ausreichendem Zusammenhalt und ausreichender
Festigkeit für die allgemeine technische Verwendung zu erhalten (derartige Asbestgarne werden in den
USA. als »Underwriters Grade« angeboten). Das schwarze Garn hatte eine anfängliche Zähigkeit von
0,94 g je Denier, die nach 5 Stunden in einem Ofen bei 260° C auf 0,46 absank. Das Asbestgarn hatte
hierbei kein Produkt erhalten wird, das frei von wasserlöslichen Bestandteilen ist. Für manche Zwecke
ist dies jedoch nicht wesentlich.
Ein Gemisch von Salzen, einschließlich eines 50 organischen Fasern und Garne.
Phosphates, kann sehr befriedigend verwendet werden, wie die folgende 20%ige Behandlungslösung
zeigt, die sich als sehr wirksam erwiesen hat:
zeigt, die sich als sehr wirksam erwiesen hat:
des Asbestgarns auf 0,16 absank. Diese Werte erläutern die überraschende Festigkeit und thermische
Beständigkeit der erfindungsgemäßen schwarzen
Claims (5)
1. Verfahren zur Herstellung von schwarzen, inerten, wärmebeständigen, nichtcarbonisierten,
organischen Fasern und Geweben mit guter Biegsamkeit und Festigkeit durch geregelte
thermochemische Umwandlung von regenerierter Cellulose ohne Verlust der Fasereigenschaft,
dadurch gekennzeichnet, daß man das Textilgut mit einem wasserlöslichen Salz einer starken
Säure mit einer Stickstoff enthaltenden Base, das derart gewählt und bemessen wird, daß die Umwandlung
bewirkt wird, belädt und das mit Salz imprägnierte Fasergut im trockenen Zustand auf
eine Temperatur im Bereich von etwa 230 bis 320° C erwärmt, bis es den Punkt der geringsten
Faserfestigkeit überschritten und eine Zugfestigkeit wiedererlangt hat, die mindestens 20% der
ursprünglichen Faserfestigkeit beträgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Salz ein Stickstoif enthaltendes
Phosphat verwendet.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur im Bereich
von 260 bis 290° C und die Erwärmungszeit im Bereich von 30 bis 5 Minuten liegt und daß die
10
Bedingungen derart geregelt werden, daß ein biegsames schwarzes Produkt erhalten wird,
dessen Zugfestigkeit mindestens etwa 40% der ursprünglichen Zugfestigkeit ausmacht.
4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren kontinuierlich
durchgeführt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch, gekennzeichnet, daß das erhaltene schwarze
faserige Produkt gewaschen wird.
Bei der Bekanntmachung der Anmeldung sind zwei Gewebemuster ausgelegt worden.
© 309 769/421 12.63
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US2212960A | 1960-04-14 | 1960-04-14 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1159387B true DE1159387B (de) | 1963-12-19 |
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ID=21807955
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
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DE (1) | DE1159387B (de) |
GB (1) | GB986637A (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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ATE1021T1 (de) * | 1978-06-07 | 1982-05-15 | Eric Frank Thomas White | Verfahren zur herstellung einer schwarzen, nicht leitenden, cellulosehaltigen textilfaser. |
-
1961
- 1961-04-07 GB GB1259061A patent/GB986637A/en not_active Expired
- 1961-04-13 DE DEM48679A patent/DE1159387B/de active Pending
- 1961-04-13 CH CH438061A patent/CH373730A/de unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
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CH373730A (de) | 1964-01-31 |
GB986637A (en) | 1965-03-17 |
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