DE60595C - Verfahren zur Herstellung von Nitrocellulose - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 78: Sprengstoffe.

Verfahren zur Herstellung von Nitrocellulose.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 23. December 1890 ab.

Das bisher gebräuchliche Verfahren zur Erzeugung von Nitrocellulose (Schiefsbaumwolle oder Pyroxylin) in gröfserem Mafsstabe besteht darin, dais man sehr feines, reines und ungeleimtes Seidenpapier von weniger als V₂₀ mm Dicke ungefähr 30 Minuten in ein entsprechend concentrirtes Bad von Schwefelsäure und Salpetersäure bei gegebener Temperatur, etwa 35⁰C, eintaucht, hierauf dasselbe aus dem Säurebad herausnimmt, die anhaftende Säure ausdrückt und die letzten Säurespuren mit Wasser auswäscht.

Feines, reines und dünnes Seidenpapier ist vorzuziehen, weil in dem Augenblick, als das Papier mit dem Säurebad in Berührung kommt, dessen Oberfläche klebrig oder gallertartig wird und dadurch die vollkommene Umwandlung des Papiers, so dünn auch dasselbe ist, verhindert, weshalb auch ungefähr ^]/₂. Stunde Zeit erforderlich ist, um die Umwandlung auf eine Dicke von nur ^]/₂₀ mm durchführen zu können.

Während des Eintauchens in die Säuren nimmt das Papier beiläufig 40 pCt. Salpetersäure auf, nach beendigter Operation ist sein Volumen jedoch kleiner als vor' dem Eintauchen, so dicht und pergamentartig ist es geworden.

Diese Eigenschaft des dünnen, in Nitrocellulose verwandelten Häutchens schützt das Papier unter der Oberfläche vor der chemischen Einwirkung, was zur Wahl eines so feinen Papiers führte und ein so langes Eintauchen erforderlich machte; jeder dieser Umstände trägt nun natürlicherweise zur Vertheuerung des Pyroxylins oder der Schiefsbaumwolle bei, Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist nun der, die Kosten des angewendeten Rohmaterials dadurch zu verringern, dafs man statt des kostspieligeren ungeleimten Seidenpapiers ein Abfallpro duct, wie Baumwolllumpen, Baumwollfasern aus den Samenkapseln der Baumwolle und andere Stoffe, anwendet und die zur Umwandlung nothwendige Zeitdauer abkürzt, indem man gleichzeitig ein viel gleichförmigeres und daher besseres Product erzeugt.

Diese Resultate werden dadurch erreicht, dafs man sich die beim Krystallisiren eines Salzes, namentlich eines salpetersauren Salzes, in den Zellen der' Faserstoffe auftretende physikalische Wirkung zu Nutze macht, welche diese Zellen der Einwirkung des Säurebades öffnet, wodurch beim Eintauchen des Materials in ein Schwefelsäurebad aus dem Salz, wenn es ein salpetersaures Salz ist, Salpetersäure in statu nascendi frei wird, welche sofort auf die umgebenden Wände jeder Zelle, in welcher das salpetersaure Salz krystallisirt wurde, eine chemische Wirkung äufsert. Auf diese Weise wird eine schnellere Nitrirung mit billigerem Stoff bewirkt, als dies nach dem gegenwärtigen, oben angegebenen Verfahren möglich ist, bei dem die Nitrirung durch das an der Oberfläche sich bildende Pyroxylinhäutchen verhindert wird, welches sich auf ungeleimtem Seidenpapier in dem Augenblick bildet, als es mit dem Säurebad in Berührung kommt.

Bei den der Erfindung gemäfs auszuführenden Verfahren braucht man sich nicht auf eine besondere Form der Cellulose zu beschränken, da sowohl ungeleimtes Papier, Baumwolle aus

Ballen, Baumwollgarn oder Gewebe in Form von Baumwolllumpen, als selbst Wollfäden aus den Baumwollsamenkapseln verwendet werden können.

Jede dieser Cellulosearten wird entsprechend gereinigt, gebleicht und, bevor sie mit einem salpetersauren Salz getränkt wird, gewaschen, worauf aus derselben bei Anwendung des vorliegenden Verfahrens Pyroxylin mit geringeren Kosten und mit Umgehung der nachtheiligen Bildung eines die Nitrirung hindernden gallertartigen Ueberzuges erzeugt werden kann.

Wie früher gesagt, ist es nicht unbedingt nöthig, gerade ein salpetersaures Salz anzuwenden, da jedes krystallisirte Salz und selbst Wasser, welches durch Gefrieren zur Krystallisirung in den Zellen der Cellulose gebracht-wird, die Nitrirung erleichtert, indem es die Innenwandungen des Zellgewebes zur Aufnahme der Säuren des Eintauchungsbades geeigneter macht.

Gewisse Salze müssen nach der Krystallisation durch Auswaschen entfernt werden, weshalb denselben salpetersaure Salze, beispielsweise salpetersaures Natron, wegen des niedrigen Preises, der raschen Krystallisation und weil sie die in dem Säurebad frei werdende Salpetersäure mit der darin enthaltenen Schwefelsäure in Contact erhalten, vorzuziehen sind.

Im Nachstehenden soll nun die Ausführung des Verfahrens für zwei Arten von Pyroxylin, nämlich für Schiefswolle und für Collodiumwolle, beschrieben werden.

Bei der Verarbeitung von Baumwollstoff für Explosivzwecke werden auf ioo Theile reiner, trockener und gebleichter Lumpen 300 Theile kochendes Wasser und 25 bis 50 Theile salpetersaures Natron genommen; man löst zuerst das salpetersaure Natron in reinem Wasser, erhitzt hierauf bis zum Sieden und trägt nach und nach die Lumpen unter beständigem langsamen Umrühren der Masse ein, bis keine Luftblasen mehr aus der Lösung entweichen. Hierauf führt man die Lumpen durch Walzen, um den Ueberschufs an Salzlösung zu entfernen. Der Arbeiter hat hierbei zu beachten, dafs die Lumpen nach dem Durchgang durch die Walzen in trockenem Zustand zweimal so viel von der Lösung zurückhalten, als ihr Gewicht beträgt, weshalb er entweder durch Abwiegen der Lumpen oder indem er die in dem Behälter zurückbleibende Lösung in Abzug bringt, die Menge des von der Textilfaser aufgenommenen salpetersauren Natrons beiläufig berechnen kann.
. Nachdem die Lumpen nun aus dem Imprägnirungsbehälter durch Rollen gegangen sind, werden sie auf Rahmen geworfen, die vor Staub geschützt, sind, um sie langsam zu trocknen, wobei das Salz infolge der Osmosewirkung in die Zellen eindringt und in denselben krystallisirt. Hierauf werden die Faserstoffe sorgfältig getrocknet und sind nun zur Umwandlung in Schiefswolle geeignet.

Das für Schiefswolle angewendete Säurebad soll so concentrirt als möglich sein, d. h. man nimmt 2 Gewichtstheile Schwefelsäure vom specifischen Gewicht 1,84 auf 1 Gewichtstheil Salpetersäure vom specifischen Gewicht 1,52.

Bei der Verarbeitung von Baumwollstoff auf Collodiumwolle nimmt man auf 100 Theile gereinigter, trockener und gebleichter Lumpen 300 Theile Wasser und 10 bis 25 Theile salpetersaures Natron.

Das Imprägniren findet hierbei in der oben beschriebenen Weise statt; jedoch sind die Verhältnisse der Säuren zu einander und die Stärke der Säuren in dem Eintauchungsbade andere. So z. B. werden 67 Theile Schwefelsäure vom specifischen Gewicht 1,845, 17 Theile Salpetersäure vom specifischen Gewicht 1,520 und 16 Theile Wasser angewendet.

Verwendet man feines Seidenpapier und will man hierbei die kleinen, undurchsichtigen Flecken vermeiden, welche sich bei Anwendung dieses Verfahrens in denselben zeigen, so genügt eine schwache Salzlösung, bestehend aus 10 Theilen salpetersaurem Natron auf 100 Theile der Papiermasse für das Bad. Das Trocknen des Papiers darf nicht zu rasch durchgeführt werden, damit genügend Zeit für die Osmosewirkung bleibt.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Ein Verfahren zur Herstellung von Nitrocellulose, dadurch gekennzeichnet, dafs man Cellulose mit einer Lösung von salpetersaurem Natron tränkt, die Masse trocknet und das Salz in den Zwischenräumen oder in den Zellen zum Auskrystallisiren bringt, worauf die Cellulose in ein geeignetes Bad von Schwefel- und Salpetersäure eingetaucht und die so gebildete Nitrocellulose ausgewaschen und getrocknet wird.