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Verfahren zur Erzeugung geformter Kunstmassen durch Koagulieren von
Viscose Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung geformter Kunstmassen
von schaumartigem Charakter, d. h. mit im wesentlichen geschlossenen Poren durch
Koagulation von flüssiger Viscose, die mittels Luft und Schaumbildnern schaumig
gemacht wurde. Die Erfindung stützt sich auf die Beobachtung, daß die Stabilität
derartiger Schäume hinreichend groß ist, um die gegenüber der erzwungenen Koagulation
längere Zeit beanspruchende freiwillige, d. h. zufolge des natürlichen Reifeablaufes
eintretende Koagulation nutzbar zu machen.
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Poröse Massen aus Viscose sind bisher in Form von Luftseide u. dgl.
sowie von Schwämmen; d. h. Gebilden mit im wesentlichen offenen Poren, bekannt (vgl.
z. B. die französische Patentschrift 672 r36). Die dort angewendeten Koagulationsverfahren
bzw. Verfahren zur Herstellung der Porosität sind jedoch auf geformte Kunstmassen
mit schaumartiger Struktur, d. h. mit im wesentlichen geschlossenen Poren, nicht
übertragbar.
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Gemäß der Erfindung koaguliert man die schaumig gemachte Viscose ohne
Zuhilfenahme bekannter Fällmittel lediglich durch Fortsetzung des natürlichen Reifeprozesses.
gegebenenfalls unter Zusatz von Mitteln., welche diesen fördern, worauf man gegebenenfalls
auswäscht. Für die Gewinnung und Haltbarkeit des Schaumes ist es wesentlich, eine
Viscose von geeigneter Zähigkeit zu benutzen. Vorzugsweise verwendet man Viscose
mit einem Alkaligehalt unter 6%, also einem geringeren Alkaligehalt als in der Kunstseideindustrie
üblich. Um dies zu erreichen, kann das Nanthogenat statt in Natronlauge in Wasser
aufgelöst werden. Ferner kann man durch stärkeres Abpressen der Alkalicellulose
vor dem Sulfidieren eine weitere Herabminderung des Alkaligehaltes der Viscose ermöglichen.
Schließlich kann man auch überschüssiges Alkali vor der Auflösung des Xanthogenats
durch Essigsäure neutralisieren oder durch Salzlösungen, Spiritus o. dgl. verdrängen
oder auswaschen.
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Als besonders geeignete Schaumbildner sind zu nennen: Eiweiß, Seife,
Fettsäure, insbesondere Ölsäure; Saponine oder saponinhaltige Naturstoffe, Dextrine
und Gummistoffe.
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Zum Einschlagen und Einpressen der Luft können beliebige Misch- oder
Schlagvorrichtungen benutzt werden; auch kann man die Massen durch Ausspritzen aus
einer Spritzpistole in Schaum verwandeln usw. Der Schaum läßt sich in beliebige
Formen gießen und so zu allen möglichen Gegenständen verarbeiten, wie z. B. Platten,
Schalen, Hohlkörpern usw.
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Der auf die angegebene Weise gebildete Schaum wird anschließend durch
Regeneration der Celluilose verfestigt. Dies geschieht durch freiwillige Koagulation.
Die freiwillige
Koagulation wird zweckmäßig bei erhöhter Temperatur
durchgeführt und kann durch chemische Mittel unterstützt werden, z. B. durch die
Einwirkung von Salzlösungen, jedoch in einer Menge und Konzentration unterhalb der
Koagulationsgrenze, so daß die Masse noch gießbar bleibt. Soweit nötig, folgt auf
die Koagulation ein Waschprozeß; um ein späteres Ausblühen der Schäume zu vermeiden.
Hierauf wird in bekannter Weise getrocknet.
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Man kann auf die beschriebene Art sehr leichte und dennoch zugleich
feste Schäume erzeugen. Das spezifische Gewicht liegt je nach den gewählten Bedingungen
zwischen o,o-- bis etwa i,oo g.
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Trotz ihres geringen Raumgewichtes ist die Festigkeit der neuen Kunstmassen
ausreichend, um ihnen eine weit ausgedehnte technische Verwendung zu sichern. Die
Festigkeit hängt in gewisser Weise von dem spezifischen Gewicht und von der Art
der Bläschen ab, jedoch besitzen auch die leichtesten derart hergestellten Schäume
noch eine überraschende Festigkeit. Erfindungsgemäß koaguliert man den Schaum in
geeigneten Formen, die gegebenenfalls nach der Koagulation nicht entfernt werden
und die Oberfläche des Schaumkörpers verstärken. Hierdurch wird die Festigkeit des
fertigen Produktes erhöht. Besonders geeignet hierfür sind Formen aus Papier oder
ähnlichen Massen. Um die Oberfläche des Schaumkörpers zu verfestigen, kann man den
Koagulationsprozeß in trockener Luft vornehmen bzw. die Wärmeeinwirkung länger ausdehnen,
als zur Koagulation erforderlich ist, was zur Folge hat, daß sich an der Oberfläche
des Schaumkörpers eine krustenartige Verstärkung ausbildet, welche die innere lockere
und darum etwas weniger feste Schicht schützt.
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Die Schäume lassen sich beliebig färben und durch Zusätze weitgehend
in ihren Eigenschaften beeinflussen. Bei den Zusätzen kann man unterscheiden zwischen
Füllstoffen, Weichmachungsrnitteln und Bindemitteln. Die Füllstoffe wirken mechanisch,
die Weichmachungsmittel halten den Schaum mehr oder weniger elastisch, die Bindemittel
üben einen chemischen oder physikalisch-chemischen Einfluß aus.
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Als Füllstoffe kommen in bekannter Weise z. B. Textilfasern, Holzwolle,
Zellstoff, tierische Haare, Asbest u. dgl. in Frage. Durch derartige Zusätze wird
besonders die Festigkeit in günstigem Sinne beeinflußt. Ähnlich wirken Kork, Holzschliff
und indifferente Pulver. Weichmachungsmittel sind beispielsweise Glycerin, Glykol
und andere hygroskopische Stoffe. Es wird durch die wasseranziehenden Eigenschaften
dieser Stoffe eine vollständige Austrocknung des Schaumes verhindert, so daß er
geschmeidig bleibt. Diese Stoffe haben außerdem die Eigenschaft, die Zähigkeit der
Viscose zu erhöhen, und bewirken daher eine erhöhte Stabilität der Schäume beim
Koagulationsvorgang.
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Als Bindemittel können Gips, Zement und ähnliche wasserbindende Stoffe
in Mengen zugesetzt werden, die den Cellulosegehalt weit übersteigen. Es ergeben
sich Massen, die neben ihrer Porosität verhältnismäßig zäh und leicht zu bearbeiten
und feuerfest sind. Ausführungsbeispiel Alkalicellulose wird unmittelbar nach ihrer
Herstellung oder nach kurzer Vorreife in üblicher Weise sulfidiert und das entstandene
Cellulosexanthogenat in Wasser im Verhältnis i : 3 aufgelöst. Diese Viscose wird
der Reifung überlassen, bis 2° nach H o t t e n r o t h erreicht sind. Dann werden
500 g der Viscose mit 25o bis 5oo g Wasser versetzt und nach Zugabe von 5
ccm ßlsäure etwa io Minuten lang in einem der bekannten Schaumschlagapparate bearbeitet.
Der Schaum wird nach Vermischung mit io ccm 2o%iger Kochsalz-oder Glukoselösung
in eine Schale ausgegossen und bei 9o bis i oo° während 2 bis 3 Stunden stehengelassen,
worauf der entstandene Kuchen ausgewaschen und getrocknet wird. Die Masse hat nach
dem Verdünnungsgrad der Viscose das spei. Gewicht von o,o2 bis o,i g.