DE337429C - Verfahren zur Herstellung von Dispersoiden aus festen Kolloidmassen und von Gegenstaenden aller Art aus diesen - Google Patents

Description

Es sind mehrere Verfahren bekannt, die den Zweck haben, aus festen Kolloiden (Gelform), ζ. Β. Leim, Gelatine, Agar-Agar, Tragant, Gummi, Stärke, Dextrin, Carragheenmoos usw., oder Eiweißarten, wie Kasein, Albumin, Hämoglobin, Hefe, oder Celluloseester, wie Formyl-, Acetyl-, Nitrocelluloseester ο. dgl., fein verteilte, lösliche oder unlösliche Pulver herzustellen.
ίο Nach allen diesen Verfahren wird zunächst eine Lösung des Kolloids hergestellt, und erst dann wird durch Zerstäuben der Lösung in eine Flüssigkeit, welche das betreffende Kolloid nicht löst, ein fein verteiltes Produkt erhalten.

Diese Ausführungsart hat aber den Nachteil, daß für die Herstellung solcher Pulver stets zwei Flüssigkeiten erforderlich sind: eine als Lösungsmittel und eine zweite als so Dispersionsmittel; in letzteren dürfen die Kolloide nicht lösbar oder quellbar sein. Zum Beispiel muß zur Herstellung von Gelatinepulver Wasser als Lösungsmittel und ein organischer Kohlenwasserstoff (Benzol, Peas troleum, Mineralöl usw.) als Trennungsmittel für die einzelnen Gelatinepartikel verwendet werden. Daraus ergibt sich die Notwendigkeit, diese beiden voneinander und vom Pulver zu trennen und dann noch die Schwierigkeit, das Lösungsmittel vollständig zu entfernen, ohne daß das Pulver von neuem zusammenklebt.
Im folgenden wird nun ein neues Verfahren beschrieben, welches kein vorheriges Auflösen der Ausgangsstoffe erfordert, und in einfachster, dem Großbetrieb gut angepaßter Weise auf maschinellem Wege zu feinen dispersen Pulvern führt, die z. B. zur Herstellung von Gegenständen aller Art Verwendung finden können.

Es wurde nämlich gefunden, daß sich feste Kolloidstoffe, wenn sie mit einer hinreichenden Menge einer Flüssigkeit, die das betreffende Kolloid nicht löst, längere oder kürzere Zeit bei gewöhnlicher oder höherer Temperatur in sogenannten Schlag-, Kreuz-, Stift-, Dismembrator- oder ähnlichen Mühlen behandelt werden, in eine äußerst feine Dispersion überführen lassen. Diese Stoffe können lange in diesem Zustande verbleiben, ohne wieder zusammenkleben; sie verhalten sich also ähnlich wie Organosole. Diese Wirkung wird aber nur erreicht durch Behandlung in sehr schnellaufenden Mühlen genannter Art mit mehr als 300 m Geschwindigkeit, am geeignetsten aber in solchen mit 2000 bis 3000 m Umlaufsgeschwindigkeit pro Minute.

Daß die festen Kolloidstoffe dabei tatsächlich einen hohen Dispersitätsgrad annehmen, und daß es sich nicht etwa um einen ein- 60' fachen Mahleffekt handelt, ist daraus zu ersehen, daß sie bei richtiger Auswahl der Dispersionsmittel und ausreichender Bearbeitung in Schlagmühlen zuletzt die typischen Eigenschaften eines Soles aufweisen: die disper- 65 ' gierten - Teilchen schweben im Dispersions-

mittel, und durch Zusatz eines beliebigen Elektrolyten wird ihre Abscheidung bewirkt. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, zu • einigen Kolloiden während der Bearbeitung kleine Mengen (etwa ι bis 5 Prozent) einer beliebigen Seife oder eines Stoffes, in dem das betreffende Kolloid sich löst oder aufquillt, zuzusetzen. Diese Mittel bewirken nur eine Beschleunigung der Dispersion, ihr Zusatz ist aber nicht unbedingt notwendig.

Es war nicht bekannt, daß sich feste Kolloidmassen (Gele) durch einfache Behandlung in einer Schlagmühle in äußerst feinpulverige, solartige Form überführen lassen, und zwar in Flüssigkeiten, die die Kolloidstoffe nicht lösen. Diese Behandlung läßt-sich mit dem Mahlen solcher Stoffe in gewöhnlichen, langsam laufenden Trocken- oder Naßmühlen, Kollergängen oder Walzmühlen in keiner Weise vergleichen, da bei letzteren niemals eine kolloidale Suspension erreicht werden kann.

In erster Linie können die Abfälle, welche bei der Herstellung von Gegenständen aus den

&5 obengenannten, festen Kolloidstoffen entstehen, unter Umgehung des kostspieligen Lösungsprozesses verarbeitet und wieder verwandt und aus den entstehenden dispersen Pulvern durch Pressen auf trockenem Wege

3w neue Gegenstände beliebiger Art hergestellt werden.

Selbstverständlich kann man aber nicht nur die Abfälle, sondern auch die Kolloidstoffe selbst auf diese Weise verarbeiten.

Die aus Gelatine usw. nach diesem Verfahren hergestellten dispersen Pulver können auch' in der Photographic und Pharmazie sowie für Nähr- und Klebzwecke, die aus Celluloseestern erzeugten zur Herstellung von Lacken und Kunstleder Verwendung finden. Aug..Eiweißstoffen, Haemoglobin, Hefe usw. können in gleicher Weise Nährpulver, ferner Klebemittel für plastische Massen, Kunstholz, Kunstleder usw. hergestellt werden.

Durch die folgenden Beispiele wird das Verfahren näher erläutert:

Beispiel 1.

In 100 Teilen 96prozentigem Alkohol wird ein Teil neutrale Seife aufgelöst und dann fünf bis zehn Teile zuvor grob zerkleinerte Gelatine hinzugefügt. Dieses Gemisch wird in einem Dismembrator, welcher an der Achse durch eine, Stopfbüchse gedichtet ist, 2 bis 5 Stunden lang andauernd geschlagen. Eine kontinuierliche Bearbeitung wird am besten dadurch erreicht, daß das Alkohol-Gelatine- ■ Gemisch nach einmaligem Durchlauf durch die Schlagmühle sofort mittels einer. Pumpe in ein Gefäß, welches sich zweckmäßig über der Schlagmühle befindet, gepumpt wird und von da aus wieder der Schlagmühle zuläuft.

Man erhält so im Laufe der Zeit eine äußerst feine Dispersion von Gelatine in Aikohol. Der Zusatz von kleinen Mengen Seife oder auch von Wasser dient nur zur Abkürzung der Bearbeitungsdauer; der gewünschte Dispersitätsgrad wird dadurch schneller er-. reicht. Sodann entfernt man entweder den überschüssigen Alkohol durch Zentrifugieren oder man läßt die Gelatine nach Hinzufügen kleiner Mengen von 'in Alkohol löslichen Salzen oder Säuren sich absetzen und filtriert sie ab. War die Gelatine rein, so kann sie sofort verbraucht oder in· Pastenform in den Handel gebracht werden, war sie aber mit Fett oder Harz verunreinigt, so muß sie mit wasserfreiem Alkohol ausgewaschen werden, bis die löslichen Teile entfernt sind. In ein homogenes Pulver kann man sie überführen, indem man unter vermindertem Druck bei einer 30 bis 40⁰ C nicht übersteigenden Temperatur und Unter fortwährendem Umrühren den restlichen Alkohol abdestilliert. Das so erhaltene, äußerst feine, gleichmäßige Pulver läßt sich für verschiedene Zwecke in der Nahrungsmittel-, Photo- und pharmazeutischen Chemie, sowie als Klebstoff und als Appreturmittel usw. mit besonderem Vorteil anwenden. Man kann es ferner allein oder mit verschiedenen Füllstoffen tinter Druck und oder Erhitzen auf 100 bis 125⁰ C zu den verschiedensten Gegenständen pressen,, ohne daß ein Zusatz von Bindemitteln nötig ist.

Statt Alkohol kann man auch eine andere organische Flüssigkeit als Dispersionsmittel verwenden, z. B. Benzol und dessen Homologe, Benzine, Petroleum, Chlorkohlenwasserstoffe, Ketone sowie auch Öle. Letztere io° müssen aber aus dem erhaltenen Organosol durch leichtsiedende Kohlenwasserstoffe ausgelaugt und das Auslaugemittel durch Destillation unter vermindertem Druck entfernt werden; da die Öle nicht bei niedriger Temperatur abdestilliert werden können, würde man sonst keine pulvrigen, sondern pastenartige Endprodukte erhalten.

Gleichzeitig kann man bei der Darstellung von Dispersoiden aus festen Kolloiden die no Eigenschaften des. zukünftigen Produktes verändern, z. B. kann Gelatine vor oder nach der Überführung in den dispersen Zustand wasserunlöslich gemacht werden, ohne die ■ · pulvrige Eigenschaf t einzubüßen. Man erreicht dies dadurch, daß man während des Schiagens oder, nachdem man den gewünschten Dispersitätsgrad erreicht hat, einen Stoff hinzufügt, der die Eigenschaft besitzt, die Gelatine unlöslich zu machen. Solche Stoffe sind, wie bekannt, Formaldehyd, dessen Polymere, Chromate, einige. Aluminiumsalze, Tan-

nin u. dgl. Man braucht nicht zu befürchten, •daß dadurch der Dispersitätsgrad der Endprodukte erheblich vermindert wird. Insbesondere eignen sich diese wasserunlöslichen Disperdoide direkt — oder nach Hinzufügen von Harzen, Ölen oder anderen mineralischen oder organischen Pulvern und Faserstoffen als Füllstoffe — zur Herstellung von wasserfesten Gegenständen, die durch einfaches

ίο Pressen und Erhitzen geformt werden können.

Wie Gelatine kann man unter gleichen Bedingungen auch andere feste Kolloide, wie Leim, Agar-Agar, Tragant, Gummi, Stärke, Dextrin, Carragheenmoos, ferner Kasein, Albumin, Hefe, sowie Phenolkondensationsprodukte, Hartgummi u. dgl. zu feinen Pulvern verarbeiten und aus jedem einzelnen derselben allein oder aus deren Mischungen Gegenstände herstellen.

Beispiel 2.

ioo Teile Benzin und io bis 15 Teile wasserfreies Eiweiß werden gemischt und wie in Beispiel 1 1 bis 2 Stunden geschlagen. Während dieser Zeit erhält man eine genügend feine Dispersion von Eiweiß in Benzin. War das Eiweiß rein, so kann durch Zentrifugieren und nachherigeDestillation unter vermindertem Druck bei einer 30⁰ C nicht übersteigenden Temperatur unter fortwährendem Umrühren direkt reines Eiweißpulver erhalten werden. Waren im Eiweiß Fette, Seifen o. dgl. Stoffe vorhanden, dann muß das Eiweiß mit neuen Mengen Benzin, Alkohol oder Äther so lange auf einer Zentrifuge nachgewaschen werden, bis die Waschflüssigkeit klar abläuft. Solches Waschen bewirkt eine gleichzeitige Raffinierung des Eiweißpulvers.

Fügt man vor oder nach Erreichung des gewünschten Dispersitätsgrades Formaldehyd, Tannin oder andere eiweißkoagulierende Stoffe zu dem Benzin-Eiweiß-Gemisch hinzu, so wird gleichzeitig ein Wasserunlöslichmachen oder eine Koagulation des Eiweißes erzielt. Letzteres kann aber auch durch Erwärmen auf 60 bis 80⁰C während des Schiagens erreicht werden, ohne daß befürchtet werden müßte, daß das Pulver gröber wird; nur muß man dann hochsiedendes Benzin als Dispersionsmittel verwenden. Das Eiweißpulver kann in gleicher Weise und für dieselben Zwecke wie das Gelatinepulver angewendet werden. Statt Benzin können Alkohole, Ketone und auch Benzol, Xylol usw. und in manchen Fällen auch Chlorkohlenwasserstoffe gebraucht werden.

Auf dieselbe Weise können auch Haemoglobin, Kasein, Hefe, Stärke, Mehlarten usw. zu homogenen, dispersen Pulvern verarbeitet werden. . .. . .

. B e i s pi e 1 3.

100 kg Xylol, 3,5 kg Aceton und S bis 10 kg acetonlöslicher Celluloseester (z. B. Formyl- oder Acetylcelluloseester) werden wie in Beispiel 1 einige Stunden zusammen gesehlagen.

Nach dieser Zeit ist der Celluloseester feinst dispergiert. Bei der weiteren Verarbeitung wie in Beispiel 1 erhält man ein staubfeines Celluloseesterpulver, welches als ausgezeichneter Ausgangsstoff zur Herstellung von Lacken oder Kunstleder usw. verwendet werden kann. Durch Pressen und Erhitzen unter geeignetem Druck mit oder ohne Zusatz anderer pulverförmiger, homogener Stoffe, wie Natur- oder Kunstharze, -asphalte, wasserunlöslich gemachten Kaseins, Stärke, Albumin, . Hefearten usw. können Gegenstände von den verschiedensten Eigenschaften und mannigfaltigstem Aussehen direkt hergestellt werden.

Wie Formyl- oder Acetylcelluloseester können auch Nitrocelluloseester o. dgl. Stoffe nach obigem Verfahren in feinste Pulver verwandelt werden. Bei acetonunlöslichen. Celluloseestern können zur Beschleunigung der Dispersion statt Aceton Dichlorhydrin oder Tetrachloraethan in geringer Menge zugesetzt werden.

An Stelle Xylol kann man Benzol und dessen Homologe, Benzin, Petroleum, auch Terpentin und flüssige Mineralöle usw. verwenden.

Chlorkohlenwasserstoffe, Ketone, Glycole, Alkohole, Ester usw. können in kleinen Mengen (bis 13 Prozent) als Dispersion beschleunigende Mittel hinzugefügt werden.

Für feste Kolloidmassen, welche in Wasser nicht löslich sind, kann auch letzteres als Dispersionsmittel genommen werden. In diesem Falle man 3 bis S Prozent Aceton oder Alkohol und ι bis 2 Prozent Seife als Dispersion beschleunigende Mittel hinzufügen. Die Seife kann hier auch, durch ein wasserlösliches Kolloid, wie Gelatine, Leim, Eiweiß, Kasein, ersetzt werden.

Aus vorgenannten Dispersoiden kann man Gegenstände auch in folgender Weise herstellen: Man vermischt die als Füllmaterial dienenden Stoffe, wie Holz, Asbest, Graphit, gefärbte Erde, Wolle, Filz, Papier, Lederoder Zeugabfälle verschiedener Art usw. mit in ihrem Dispersionsmittel suspendierten Dispersoiden, dampft das Dispersionsmittel am besten unter Vakuum ab und preßt das erhaltene Pulver zu Gegenständen verschiedener Art. Man erhält so je nach Auswahl der Ausgangsmaterialien gegen Elektrizität, Wärme, Feuchtigkeit usw. widerstandsfähige Gegenstände,.· ■

Claims (3)

1. Patent-Ansprüche:

   ι. Verfahren zur Herstellung von Dispersoiden aus festen Kolloidmassen und von Gegenständen aller Art aus diesen, dadurch gekennzeichnet, daß feste Kolloide, wie Lerm, Gelatine, Agar-Agar, Carragheenmoos, Gummi arabicum, Tragant, Dextrin, Stärke usw. oder Eiweißstoffe, wie Albumin, Kasein, Haemoglobin, Hefe usw., oder Celluloseester oder deren Mischungen in einer größeren Menge eines flüssigen Dispersionsmittels, welches das Kolloid nicht oder kaum lösen darf, durch Behandeln in sogenannten Schlag-, Kreuz-, Stift-, Dismembrator- öder ähnlichen Mühlen in An- oder Abwesenheit geringer Mengen von dispersionsbeschleunigenden oder als Schutzkolloide wirkenden Mitteln bei gewöhnlicher oder einer 6o° C nicht übersteigenden Temperatur dispergiert werden, und daß das erhaltene Produkt nach Entfernen des überschüssigen Dispersionsmittels bei möglichst niedriger Temperatur im Vakuum unter fortwährendem Umrühren oder Durchblasen von Luft oder neutralen Gasen zu einem staubfeinen Pulver eingetrocknet wird, worauf es allein oder gemischt mit beliebigen Füllstoffen zu Gegenständen gepreßt wird.
2. 2. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die wasserlöslichen Kolloide (Gelatine, Leim, Kasein, Hefe, Albumin u.dgl.) während oder nach der Behandlung in der Mühle durch Zusatz von Formaldehyd, dessen Polymeren, Trioxymethylen, Hexamethylentetramin usw. sowie von Alaunen, Chromaten, Tannin und ähnlichen Stoffen wasserunlöslich gemacht und die erhaltenen Produkte dann nach Entfernung des überschüssigen Dispersionsmittels wie nach Anspruch 1, weiter verarbeitet werden.
3. 3. Ausführungsform der Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erhaltenen Organosole bevor das Dispersionsmittel abdestilliert wird, mit einem beliebigen Füllstoff gemischt werden, worauf das Gemisch nach Entfernung des Dispersionsmittels getrocknet und zur Herstellung von Gegenständen usw. verwendet wird.