DE357031C

DE357031C - Process for the production of glow bodies for incandescent gas light

Info

Publication number: DE357031C
Application number: DES46193D
Authority: DE
Original assignee: EHRHARD SUESSMANN
Current assignee: EHRHARD SUESSMANN
Priority date: 1917-01-07
Filing date: 1917-01-07
Publication date: 1922-08-10

Description

Verfahren zur Herstellung von Glühkörpern für Gasglühlicht. -Die Herstellung von Gasglühlichtkörpern, zu denen als Träger für die Leuchtsalze künstliche Fäden benutzt werden, bietet bekanntlich insofern Schwierigkeiten, als die mit den gebräuchlichen Leuchtsalzlösungen getränkten Gewebe bei der Veraschung kein zusammenhängendes Aschengerüst hinterlassen. Diesem Übelstande vermochte man bisher nur dadurch zu begegnen, daß man die mit den Leuchtsalzlösungen getränkten und getrockneten Gewebe einer Nachbehandlung unterzog, durch welche die Leuchterden in der Faser in eine unlösliche Form übergeführt wurden, während der Säureanteil der Salze anderweit in löslicher Form gebunden und durch Waschen mit destilliertem Wasser entfernt wurde. So benutzte man zur Nachbehandlung ein allkalisches Bad und konnte den die Veraschung der Gewebe störenden Säureanteil an Alkali gebunden durch Auswaschen beseitigen (Patentschrift =4z244). Wie sehr man die Gegenwart des Säureanteiles, in welcher Form es auch gebunden sein mochte, fürchtete, geht besonders daraus hervor, daß man es nicht als gleichgültig ansah, ob man das durch die Nachbehandlung im alkalischen Bade entstandene Alkalisalz in der Faser beläßt oder entfernt, sondern im Gegenteil das gewissenhafte Waschen mit destilliertem Wasser als Maßnahme von größter Wichtigkeit betrachtete (Journal für Gasbeleuchtung, zgrr, S. 1255, rechte Spalte, und S. =257, rechte Spalte).Process for the production of incandescent bodies for gas incandescent light. The production of incandescent gas light bodies, for which artificial threads are used as a carrier for the luminous salts, is known to present difficulties in that the tissues soaked with the common luminous salt solutions do not leave a cohesive ash structure when incinerated. Up to now this inconvenience could only be countered by subjecting the fabric soaked and dried with the luminous salt solutions to an aftertreatment by which the luminous earth in the fiber was converted into an insoluble form, while the acid content of the salts was otherwise bound in a soluble form and through Washing with distilled water was removed. For example, an alkaline bath was used for post-treatment and the alkali-bound acid component, which interfered with the ashing of the tissue, was eliminated by washing out (patent specification = 4z244). How much one feared the presence of the acid component, in whatever form it was bound, is particularly evident from the fact that it was not regarded as a matter of indifference whether the alkali salt formed by the aftertreatment in the alkaline bath was left in the fiber or removed, on the contrary, conscientious washing with distilled water was regarded as a measure of the greatest importance (Journal für Gasreinigung, zgrr, p. 1255, right column, and p. = 257, right column).

Wenn es auch gelang, auf diese Weise Glühkörper aus künstlichen Fäden zu erzeugen, so geschah es doch bekanntlich auf Kosten des Leuchtvermögens. Gegen diesen Übelstand konnte auch der Vorschlag, an Stelle des alkalischen Bades eine Wasserstoffsuperoxydlösung zu verwenden, keine Abhilfe bringen, weil durch Wasserstoffsuperoxyd nur das Thorium, aber nicht das Cerium in eine unlösliche Form übergeführt wird. Erst als man zur Tränkung der Gewebe eine Lösung von Thoriumacetat in Ameisensäure benutzte, gelang es mittels Wasserstoffsuperoxyds zugleich mit dem Thorium auch das Cerium in der Faser niederzuschlagen und den Verlust an Leuchtvermögen wieder zu heben (Patentschrift 26g643). Der hierdurch gegenüber dem Verfahren mit dem alkalischen Bade erzielte Fortschritt wurde jedoch mit einer Erhöhung der Erzeugungskosten erkauft, weil die Ameisensäure gegenüber dem destillierten Wasser ein kostspieliges Lösungsmittel darstellt und außerdem die Essigsäure im Thoriumacetat nicht wohlfeiler, sondern teurer ist als die Salpetersäure im Thoriumnitrat, dem gebräuchlichen Leuchtsalz.Even if it succeeded in this way incandescent bodies made of artificial threads It is well known that it was done at the expense of luminosity. Against The suggestion to use an alkaline bath instead of an alkaline bath could also alleviate this problem Using hydrogen peroxide solution does not bring any remedy, because hydrogen peroxide is used only the thorium, but not the cerium, is converted into an insoluble form. Not until a solution of thorium acetate in formic acid was used to soak the tissue used, it also succeeded by means of hydrogen peroxide at the same time as the thorium precipitate the cerium in the fiber and restore the loss of luminosity to lift (patent specification 26g643). This compared to the process with the alkaline However, the progress made by Bade was bought at the cost of an increase in production costs. because formic acid is an expensive solvent compared to distilled water and also the acetic acid in thorium acetate is not cheaper, but is more expensive than the nitric acid in thorium nitrate, the common luminous salt.

Allen Verfahren, welche ein Nachbehandlungsbad benutzen, haftet der gemeinsame Übelstand an, daß der Verbrauch des Fällungsmittels, Alkali, oder Wasserstoffsuperoxyd und des zum Waschen notwendigen destillierten Wassers sowie die Arbeitsgänge, welche durch die Nachbehandlungsbäder, das daran anschließende mehrfache Waschen und das nochmalige Trocknen des Waschgutes verursacht werden, nicht nur die Herstellungskosten vermehrt, sondern daß die vielen Arbeitsgänge zu Verzerrungen der Gewebe Anlaß geben, welche wieder beseitigt werden müssen und leicht Verluste an Stoff zur Folge haben. Es ist daher leicht begreiflich, daß man eifrig bemüht war, Verfahren ausfindig zu machen, durch welche sich die nassen Nachbehandlungsbäder gänzlich umgehen lassen. Die nach dieser Richtung zielenden Vorschläge, gemäß welcher zur Tränkung der Gewebe Lösungen basischer Salze oder kolloidale Lösungen der Leuchterden benutzt werden sollten, sind über den Versuch nicht hinausgekommen und ohne praktischen Erfolg geblieben.The is liable for all processes that use an aftertreatment bath common drawback is that the consumption of the precipitant, alkali, or hydrogen peroxide and the distilled water necessary for washing and the operations, which through the post-treatment baths, the subsequent multiple washes and the repeated drying of the laundry is caused, not just the production costs increased, but that the many operations lead to distortions of the tissue, which must be disposed of again and easily lead to material losses. It it is easy to understand, therefore, that one was eager to find procedures make, through which the wet aftertreatment baths can be completely avoided. The proposals aimed in this direction, according to which to impregnate the tissue Solutions of basic salts or colloidal solutions of the luminous earth can be used should, did not get beyond the attempt and without practical success remained.

Die Erfindung, welche sich ebenfalls die Vermeidung der nassen Nachbehandlungsbäder zur Aufgabe gemacht hatte, beschreitet eineu gänzlich neuen Weg, welcher auf der Erkenntnis beruht, daß es nicht notwendig ist, den die Veraschung störenden Säureanteil der Leuchtsalze als solchen aus den Fäden herauszuschaffen, sondern, daß es genügt, denselben durch reduzierende Mittel chemisch zn zerlegen und die entstandenen Zersetzungsprodukte in Gas- oder Dampfform auszutreiben. Zwecks Ausführung der Erfindung können die Gewebe zugleich mit den Leuchtsalzen mit reduzierend wirkenden Stoffen beladen werden, welche zufolge dieser Eigenschaft die bei der Veraschung der Gewebe auftretende Störung des Säureanteiles der Leuchtsalze unschädlich zu machen vermögen. Gleichzeitig kann durch die Wahl der Menge der reduzierenden Stoffe auch der Verbrennungsvorgang des Gewebestoffes willkürlich beeinflußt werden.The invention, which also involves avoiding the wet aftertreatment baths had made it his task, is treading a completely new path, which on the Knowledge is based that it is not necessary to add the acid component which interferes with the incineration to get the luminous salts out of the threads as such, but that it is enough chemically decompose it by reducing agents and the resulting decomposition products to be expelled in gas or vapor form. For the purpose of carrying out the invention, the Fabrics are loaded with reducing substances at the same time with the luminous salts, which, as a result of this property, is the one that occurs when the tissue is incinerated Ability to disrupt the acid content of the luminous salts. Simultaneously can also control the combustion process by choosing the amount of reducing substances of the fabric can be influenced arbitrarily.

Von Stoffen der genannten Art wird man in erster Linie solche organischer Natur ins Auge fassen, weil dieselben sich vollständig zersetzen lassen, ohne einen schädlichen Rückstand im fertigen Glühkörper zu bilden. Die reduzierenden Stoffe können auch in Verbindung mit den Leuchterden zur Anwendung kommen. Als Beispiele seien organische Säuren und ihre Salze angeführt und aus diesen ihrer Wohlfeilheit und starken Reduktionswirkung wegen die Ameisensäure und ihre Salze herausgegriffen. So wird Thoriumsulfat durch Ameisensäure schon bei gelinder Wärme unter Entwickelung von schwefliger Säure zersetzt; Thoriumnitrat, das gebräuchliche Leuchtsalz wird ebenfalls schon in gelinder Wärme nach der Gleichung Th (N 03)4 + 6 C H2 02 - Th 02 + 4 N 0 -j- 6 H2 0 + 6 CO? zerlegt. Organische Säuren, welche nicht so starke Reduktionsmittel darstellen, beispielsweise die Essigsäure eignen sich für den gedachten Zweck nicht so gut.Substances of the type mentioned will primarily be of an organic nature because they can be completely decomposed without forming a harmful residue in the finished incandescent body. The reducing substances can also be used in conjunction with the luminous earth. Organic acids and their salts are mentioned as examples, and formic acid and its salts are selected from these because of their cheapness and strong reducing effect. Thus thorium sulphate is decomposed by formic acid, even with mild heat, with the development of sulphurous acid; Thorium nitrate, the common luminous salt, is also heated in gentle heat according to the equation Th (N 03) 4 + 6 C H2 02 - Th 02 + 4 N 0 -j- 6 H2 0 + 6 CO? disassembled. Organic acids, which are not so strong reducing agents, for example acetic acid, are not so well suited for the intended purpose.

Das Wesen und die Wirkung der Erfindung läßt sich gut veranschaulichen, wenn man von einer Thoriumnitratlösung, welche die stöchiometrische Menge des Reduktionsmittels enthält, einen oder einige Tröpfen zur Trocknis verdampft und den Rückstand zum Glühen erhitzt. Der Verdampfungsrückstand einer Thoriumnitratlösung, welche Acetat enthält, verpufft bei der Erhitzung plötzlich und zerfällt zu einem grauen Pulver; ersetzt man in der Thoriumnitratlösung das Acetat durch das Formiat, so tritt die Verpuffungserscheinung nicht ein und der Rückstand bildet eine weiße, zusammenhängende und aufgeblähte Masse. Da diese Vorgänge sich in gleicher Weise bei der Veraschung der getränkten Gewebe abspielen, so geben die beschriebenen Versuche ein anschauliches Bild der Erfindung.The essence and the effect of the invention can be well illustrated, if one of a thorium nitrate solution, which is the stoichiometric amount of the reducing agent contains, evaporated one or several droplets to dryness and the residue to the Glow heated. The evaporation residue of a thorium nitrate solution containing acetate contains, suddenly evaporates when heated and disintegrates to a gray powder; If the acetate is replaced by the formate in the thorium nitrate solution, the There is no deflagration and the residue forms a white, cohesive one and bloated mass. Since these processes take place in the same way with incineration play the soaked tissue, the experiments described give a clear picture Picture of the invention.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung beruht auf der folgenden Erkenntnis über die Löslichkeitsverhältnisse der organischen Leuchtsalze, welche bekanntlich in Wasser unlöslich sind und der Auffindung geeigneter Lösungsmittel Schwierigkeiten entgegensetzen (vergl. Patentschrift 269643).An advantageous embodiment of the invention is based on the following Knowledge of the solubility ratios of the organic luminous salts, which are known to be insoluble in water and the discovery of suitable solvents Oppose difficulties (see patent specification 269643).

Trägt man in Ameisensäure Thoriumoxydhydrat nach und nach unter Umrühren ein, so löst sich dasselbe anfänglich vollständig auf. Obwohl die Lösung durch die dem nassen Thoroxydhydrat, wie es durch Fällen mit Ammoniak und Auswaschen entsteht, anhaftende Feuchtigkeit stark verdünnt wird, entsteht doch bald, nachdem erst ein kleiner Teil der zur Sättigung der Ameisensäure erforderlichen Menge eingetragen worden ist, eine Trübung gefolgt von einer kristallinischen Ausscheidung von Thoriumformiat.Thorium oxide hydrate is gradually added to formic acid while stirring one, it initially dissolves completely. Although the solution through the the wet thoroxide hydrate, as it is produced by precipitation with ammonia and washing out, adhering moisture is strongly diluted, but arises soon after only a entered a small part of the amount required to saturate the formic acid turbidity followed by crystalline excretion of thorium formate.

Es wurde nun gefunden, daß diese kristalliniscbe Masse sich glatt auflöst, wenn man ein anorganisches Salz, z. B. käufliches Thoriumnitrat, hinzufügt, und daß die Ausscheidung der kristallinischen Masse sich von vornherein vermeiden läßt, wenn man das anorganische Salz in der Ameisensäure löst oder eine Lösung des Salzes zur Ameisensäure hinzusetzt. Da die Lösung durch die Feuchtigkeit des nassen Thoriumoxydhydrates so stark verdünnt wurde, daß sie als Tränkungslösung sich nicht eignete, so mußte dieselbe konzentriert werden. Bei dem zu diesem Zweck vorgenommenen Eindampfen der verdünnten Lösung entstand eine immer stärker werdende Trübung, welche sich zu -einem Niederschlage verdichtete, der nicht wieder in Lösung zu bringen war. Erst als die Konzentrierung einer solchen verdünnten Lösung in gelinder Wärme vorgenommen wurde, gelang es, eine klar bleibende zur Tränkung der Gewebe genügend konzentrierte Flüssigkeit herzustellen.It has now been found that this crystalline mass becomes smooth dissolves when an inorganic salt, e.g. B. commercially available thorium nitrate, adds, and that the precipitation of the crystalline mass is avoided from the outset if one dissolves the inorganic salt in the formic acid or a solution of the Added salt to formic acid. As the solution through the moisture of the wet Thorium oxide hydrate has been diluted so much that it cannot be used as an impregnation solution was suitable, it had to be concentrated. With the one made for this purpose Evaporation of the diluted solution resulted in an increasing cloudiness, which condensed to a precipitate which could not be brought back into solution was. Only when such a dilute solution was concentrated in mild heat was made, it was possible to obtain a clear enough to soak the tissue to produce concentrated liquid.

Man kann nun das Verhältnis der beiden Salzarten in der zur Träukung der Gewebe bestimmten Lösung so wählen, daß es der Gleichung 2 Th (N03)4 + 3 Th (CHOZ)4 - 5 Th OZ + 8N0 + 6H,0 + i2 CO. entspricht. Auf diese Weise kann der Säureanteil des anorganischen Salzes vollkommen unschädlich gemacht werden. Durch Vermehrung der Menge an organischem Salz über dieses Verhältnis hinaus kann auch der Verbrennungsvorgang der Gewebefaser beeinflußt werden. Selbstverständlich kann die Lösung zur Tränkung der Gewebe auch so hergestellt werden, daß man Thoriumformiat in einer Auflösung von Thoriumnitrat löst.One can now choose the ratio of the two types of salt in the solution intended for opacification of the tissue so that it corresponds to the equation 2 Th (N03) 4 + 3 Th (CHOZ) 4 - 5 Th OZ + 8N0 + 6H, 0 + i2 CO. is equivalent to. In this way, the acid content of the inorganic salt can be made completely harmless. By increasing the amount of organic salt beyond this ratio, the combustion process of the fabric fiber can also be influenced. Of course, the solution for impregnating the tissue can also be prepared in such a way that thorium formate is dissolved in a solution of thorium nitrate.

Die beschriebene Ausführungsform der Erfindung bietet verschiedene wichtige Vorteile. Dadurch, daß das Reduktionsmittel, wie im vorliegenden Falle die Ameisensäure, nicht an eine fremde Basis, sondern an die Leuchterden gebunden verwendet wird, stellen sich die Kosten für die Tränkungslösung kaum höher oder wenigstens nicht erheblich höher als diejenigen für die bisher gebräuchlichen Lösungen, denn auch dann, wenn die Ameisensäure oder ein anderes Reduktionsmittel etwas teurer sein sollte als die Salpetersäure, verursacht doch andererseits das geringste Molekulargewicht der Ameisensäure wieder eine Minderung der Kosten. Der Vollständigkeit wegen sei noch darauf hingewiesen, daß das Trocknen der getränkten Gewebe, besonders derjenigen, aus künstlichen Fäden, bei nicht zu hoher Temperatur zu geschehen hat, da die Fäden bei zu scharfer Trocknung hart und brüchig werden. Man kann solche hart gewordenen Gewebe wieder biegsam machen, wenn man dieselben an der Luft liegen läßt, namentlich wenn man sie kurze Zeit an feuchte Luft bringt.The described embodiment of the invention offers several important advantages. In that the reducing agent, as in the present case formic acid, not bound to a foreign base, but to the luminous earth is used, the cost of the impregnation solution is hardly higher or at least not significantly higher than those for the solutions used up to now, because even if the formic acid or another reducing agent is a bit more expensive should be than nitric acid, but on the other hand causes the lowest molecular weight of formic acid again a reduction in costs. For the sake of completeness also pointed out that the drying of the soaked fabrics, especially those from artificial threads, at not too high a temperature has to be done, as the threads become hard and brittle if dried too sharply. You can get tough Making tissue pliable again if it is left to lie in the air, especially if you bring them to moist air for a short time.

Die nach der Erfindung- mit den Leuchtsalzen beladenen Gewebe lassen sich ohne Schwierigkeit und ohne daß eine Nachbehandlung in nassen Umwandlungsbädern notwendig ist, zu zusammenhängenden Aschengerüsten verarbeiten, und die veraschten und in üblicher Weise geformten Glühkörper stehen den mittels Nachbehandlung erhaltenen nicht nach. Die Vermeidung der Nachbehandlung durch vorliegende Erfindung bedeutet aber einen Fortschritt, welcher bisher vergeblich erstrebt wurde.Leave the tissues loaded with the luminous salts according to the invention without difficulty and without the need for post-treatment in wet conversion baths is necessary to process into coherent ash frameworks, and the ashed and incandescent bodies shaped in the usual way are those obtained by means of aftertreatment not after. Avoiding the aftertreatment by the present invention means but a progress which so far has been strived for in vain.

Wenn das beschriebene Ausführungsbeispiel auch verschiedentliche Vorteile bietet, so ist die Erfindung dennoch nicht an dasselbe gebunden, denn an Stelle der Ameisensäure können selbstverständlich auch andere Stoffe, welche die Reduktionskraft mit derselben teilen, treten. Hierbei ist es ohne Belang, ob diese Stoffe zu der Klasse der Säuren oder Salze zu zählen sind oder anderen Klassen der chemischen Einteilung angehören. Obwohl die Erfindung die Gewebe aus künstlichen Fäden erst dazu befähigt, ohne die nassen Nachbehandlungsbäder zu Glühkörpern verascht zu werden, und obwohl daher die Erfindung für die Verarbeitung der künstlichen Fäden besonders t;7ichtig ist, so bleibt dieselbe doch nicht hierauf beschränkt, denn sie gewährt auch bei Anwendung auf natürliche Fasern Vorteile bezüglich Haltbarkeit und Leuchtkraft der Glühkörper.If the described embodiment also has various advantages offers, the invention is nevertheless not bound to the same thing, because instead of The formic acid can of course also contain other substances which have the reducing power share with the same, step. It is irrelevant whether these substances are too To include class of acids or salts or other classes of chemical Belong to classification. Although the invention made fabrics from artificial threads only able to be incinerated to incandescent bodies without the wet aftertreatment baths, and although therefore the invention is particularly useful for the processing of artificial threads t; 7 is valid, it is not limited to this, because it grants advantages in terms of durability and luminosity even when used on natural fibers the incandescent body.

Claims

PATENT CLAIMS: x. Process for the production of incandescent bodies for incandescent gas light, characterized in that reducing agents which decompose and render harmless the inorganic acid radical are allowed to act on the fabric impregnated with the solutions of inorganic luminescent salts.

2nd embodiment of the method according to claim i, characterized in that solutions are used to impregnate the fabric of inorganic luminescent salts are used to which reducing agents are added that are caused by the acid radical during the drying or incineration of the impregnated fabric come into effect.

3. Embodiment of the method according to claim 2, characterized characterized in that solutions of inorganic luminescent salts are used to impregnate the fabric which contain organic reducing agents.

4th embodiment of the method according to claim 3, characterized in that the tissue with solutions inorganic luminescent salts are impregnated in which organic salts of such Acids are dissolved, which have reducing properties.

5th embodiment of the method according to claim 4, characterized in that for impregnation the Tissue dissolving thorium formate in thorium nitrate with the addition of an inorganic one Cerium salt or cerium formate with or without the addition of other inorganic salts or formats is used.

6. Embodiment of the method according to claim 5, characterized in that a solution is used for the impregnation of the fabric which contains 1.5 mol.