Table Of ContentCelluloseesterlacke
Die Rohstoffe, ihre Eigenschaften und lacktechnischen
Aufgaben; Prinzipien des Lackaufbaues und Beispiele
für die Zusammensetzung; technische Hilfsmittel
der Fabrikation
Von
Dr. Calisto Bianchi
Deutsche
völlig neubearbeitete Ausgabe
von
Dr. phi!. Adolf Weihe
Mit 71 Textabbildungen
Springer-Verlag Berlin Heidelberg GmbH 1931
Celluloseesterlacke
ISBN 978-3-662-38990-4 ISBN 978-3-662-39958-3 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-662-39958-3
Alle Rechte, insbesondere das der
ttbersetzung in fremde Sprachen, vorbehalten.
Vorwort des Bearbeiters.
Ein deutsches Originalwerk über Celluloseesterlacke existiert noch
riicht.
Schon aus der Tatsache, daß in Deutschland weit über 1 Million kg
Nitrocellulose jährlich für Lackzwecke verarbeitet werden (mehr als
in allen anderen Staaten Europas) und daß der Export an Nitrolack
erzeugnissen nicht unbeträchtlich ist, ergibt sich, daß die deutsche Lack
fabrikation auf hoher Stufe steht.
Es unterliegt ferner keinem Zweifel, daß Deutschland hinsichtlich
der meisten Rohstoffe für die Celluloseesterlackfabrikation die führende
Rolle in der Welt spielt. Synthetische Lösungsmittel, Harze, Weich
machungsmittel und vor allem lichtechte Pigmente werden in uner
reichter Güte hergestellt.
Auch die amerikanische Nitrocellulosefabrikation ist hoch ent
wickelt und befriedigt einen großen Markt, aber man kann nach sorg
fältiger vergleichender Prüfung im Zweifel sein, ob die besten deut
schen Erzeugnisse qualitativ in jeder Beziehung erreicht werden.
Auf dem Gebiete dllr übrigen Cellulose ester und insbesondere der
Cellulose äther besitzt Deutschland unbestreitbar die Führung dank
einer seit Jahrzehnten gepflegten wissenschaftlichen Bearbeitung des
Gebietes.
Das Fehlen eines deutschen Originalwerkes ist daher höchst merk
würdig.
Der rein literarisch an das Gebiet Herangehende muß zu ganz falschen
Schlüssen über die Bedeutung der deutschen Lack- und Lackrohstoff
industrie gelangen, besonders, da die verdienstvollen Übersetzungen
der bekannten Werke von Sproxton und Wilson durch Oberstleutnant
Meier ausschließlich amerikanische Methoden und Rohstoffe berück
sichtigen und als Übersetzungen berücksichtigen müssen.
Wenn nun mit der vorliegenden Bearbeitung des Bianchi sehen
Buches der erste Versuch gemacht wird, diese Lücke in der deutschen
fachwissenschaftlichen Literatur auszufüllen, so scheint es geboten, zu
erklären, weshalb gerade das italienische Werk zum Gegenstand dieser
Bearbeitung gewählt wurde.
Der Aufbau des Werkes, die Auswahl und die Anordnung des
Stoffes schienen besonders glücklich zu sein und einer Bearbeitung
entgegenzukommen.
VI Vorwort des Bearbeiters.
Als der Unterzeichnete die Bearbeitung übernahm, hatte er zugleich
die Bedingung des Verlegers zu erfüllen, das 1929 erschienene, aber
schon 1927 abgeschlossene Buch auf den heutigen Stand unseres Wissens
zu bringen und den Bedürfnissen des deutschen Interessenten anzupassen.
Beim Fortschreiten der Arbeit erwies sich jedoch der Inhalt in so
vielen Punkten von der Entwicklung überholt, daß sich der Bearbeiter
entschloß, alle Kapitel unter Berücksichtigung der Literatur von Grund
auf neu zu bearbeiten, ohne sich von der Anordnung und dem Umfange
des im Original Gebotenen allzuweit zu entfernen. Besonders ausführlich
sind daher auch die Celluloseester, ihre Herstellung, Eigenschaften und
Prüfungsmethoden behandelt worden. Nur in einem Punkte über
schreitet die vorliegende Bearbeitung den Rahmen des italienischen
Originals: In der Darstellung unserer heutigen Anschauungen vom
Feinbau der Cellulose und ihrer Derivate und in der Beschreibung der
Beziehungen zwischen Celluloseester und Lösungsmittel.
Da diese Ergebnisse der Forschung die Grundlage für eine wissen
schaftliche Durchdringung des Celluloseesterlackgebietes bilden, glaubte
der Bearbeiter auf ihre Darstellung nicht verzichten zu können.
Die Beibehaltung der Anordnung des Stoffes machte es erforderlich,
auch auf die Rohstoffe zur Herstellung der Celluloseester, also auf die
Cellulose selbst, die anorganischen und organischen Säuren einzugehen,
obgleich man über die Notwendigkeit einer Behandlung dieses Gegen
standes im vorliegenden Rahmen im Zweifel se~n kann.
Dem Lackfachmann ohne chemische Fachausbildung wird aber
vielleicht auch dieses etwas weite Ausholen willkommen sein, ist doch
gerade in letzter Zeit wiederholt aus der Praxis heraus der Wunsch nach
einer allgemeinverständlichen Darstellung des Celluloseestergebietes
geäußert worden.
Die Literatur und besonders auch die neuere Patentliteratur wurde
berücksichtigt, wenn auch auf Vollständigkeit mit Rücksicht auf den
Umfang verzichtet werden mußte.
Bei der Behandlung der technischen Hilfsmittel der Lackfabrikation
wurden, ihrer Bedeutung entsprechend, überwiegend die Fabrikate
deutscher Maschinenfabriken berücksichtigt. Neben altbewährten Vor
richtungen wurden aussichtsreiche neue Konstruktionen beschrieben.
Vollständigkeit war auch hier natürlich nicht möglich.
Eilen burg, im Dezember 1930.
A. Weihe.
Inhaltsverzeichnis.
Erster Teil.
Die Rohstoffe. Seite
1. Historischer Überblick
H. Celluloseester ..... (i
A. Einiges über Cellulose. G
1. Vorkommen, Isolierung G
2. Zur Konstitution der Cellulose. 7
3. Technologisches über die Vorbereitung der Rohbaumwolle zur
Veresterung . 11
a) Die Bäuche . . . ..... . . . . . . . . . 11
b) Die Bleiche . . . ..... . . . . . . . . . 11
4. Analytische Methoden zur Charakterisierung der Cellulose 14
a) Quantitative Bestimmung 15
b) Bestimmung der Barytresistenz 18
Anhang ............ . 19
B. Die Säuren ...... . . . . . 20
C. Allgemeines über die Bildung der technisch wichtigen Cellulosederivate 27
1. Die Alkoholatbildung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
2. Der Veresterungsvorgang . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
a) Der Stickstoffgehalt der Nitrocellulose ist eine Funktion des
Wassergehaltes der Mischsäure . . . . . . . . . . . . . 31
b) Die Temperatur des Nitriergemisches bestimmt die Viscosität
der Nitrocellulose . 32
c) Die Acetylisierung. . . . . . . . . . . . . . . . . 32
3. Die Verätherung . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 35
D. Einiges über die technische Herstellung der Kollodiumwollen 37
1. Die Topfnitrierung . . . 37
2. Die Zentrifugennitrierung . . 38
3. Das Thomson-Verfahren. . . 40
E. Eigenschaften der Nitrocellulose 44
1. Entzündlichkeit . . . . . . 44
2. Verhalten gegen Säuren und Basen 45
3. Entfernung der gebundenen Salpetersäure unter Rückbildung
der Cellulose . 45
4. Löslichkeit 45
a) Die Ketone 46
b) Die Ester . 46
c) Die Glykoläther 47
d) Die Acetale . . 47
e) Die Alkohole und die Mehrtypenlösungsmittel 48
f) Die Kollodiumwolletypen . 48
5. Verschnittfähigkeit . . . . . . . . . . . . . . 49
VIII Inhaltsverzeichnis.
Seite
6. Viscosität . . . 49
7. Stabilität . . . 51
F. Die technische Herstellung der Acetylcellulose . 63
G. Eigenschaften der acetonlöslichen Celluloseacetate 66
1. Löslichkeit im Zusammenhang mit dem Essigsäuregehalt 66
2. Verseifungsgrad und Teilchengröße . . . . 70
3. Verseifungsgrad und Naßfestigkeit . . . . 71
4. Viscosität und mechanische Eigenschaften 72
5. Einige wichtige Untersuchungsmethoden 73
a) Viscositätsmessungen. . . . 73
b) Essigsäurebestimmung ... 73
c) Stabilität der Acetylcellulose 74
H. Die Celluloseäther ....... . 75
1. Die im Handel befindlichen Celluloseäther und ihre Eigenschaften 76
2. Die Benzylcellulose . . . . . . . . . . . . . . 76
Anhang: Einige Bemerkungen über Viscositätsmessungen 76
III. Lösungsmittel. 78
A. Ketone 78
1. Aceton .. 79
2. Acetonöl. . 83
3. Diacetonalkohol 84
4. Mesityloxyd . . 85
5. Cyclohexanon und Methylcyclohexanon . 85
6. Ketole ............. . 86
B. Die Ester der Fettsäuren . . . . . . . 86
1. Methylacetat (Essigsäure.Methylester) 87
2. Äthylacetat (Essigester) ..... . 87
3. Normal-Propylacetat und Isopropylacetat . 88
4. Normal-Butylacetat und Isobutylacetat 88
5. Amylacetat . . . . . . . . . . . . . . 89
6. Acetat des Cyclohexanols und Methylcyclohexanols 90
7. Glykolmonoacetat . 91
8. Glykoldiacetat 92
9. Benzylacetat . 92
10. Die Formiate 92
11. Propionate 93
12. Die Buttersäure 93
C. Die Ester von Oxysäuren und Dicarbonsäuren. 94
1. Milchsäureäthylester 94
2. Milchsäurebutylester ......... . 94
3. Acetylglykolsäureäthylester . . . . . . . 94
4. Kohlensäurediäthylester (Diäthylcarbonat). 94
5. Äthylbutylcarbonat . . . . 95
D. Die Glykolderivate ....... . 96
1. Die Monoäther des Glykols . . . 96
2. Die cyclischen Äther der Glykole 98
3. Die Ätherester des Glykols 100
E. Die Acetale. . . 101
1. Dissolvan CA 101
2. Dissolvan DN 101
Inhaltsverzeichnis. IX
Seite
F. Äther einwertiger Alkohole. 102
IV. Verdünner . . 103
1. Methanol. . 103
2. Äthylalkohol 104
3. Isoprophylalkohol 106
4. Synthetisches n-Butanol 106
5. Das Fuselöl und dessen Bestandteile 107
6. Die aromatischen Kohlenwasserstoffe: Benzol, Toluol, Xylol 108
7. Benzin . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
Anhang: Vorschriften der ASTM für die Prüfung von Lösungs- und
Verdünnungsmitteln für Nitrocellulose (U. S. A.) ........ 110
Einige weitere Untersuchungsmethoden, die besondere Bedeutung für
das lacktechnische Verhalten haben. . . . . . . . . 112
Verseifungszahl . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
Prüfung von Lösungsmitteln auf Wasserempfindlichkeit 113
Explosive Eigenschaften von Lösungsmitteldämpfen . . 114
Preise der wichtigsten Lösungs- und Verdünnungsmittel 116
V. Weichmachungsmittel 117
1. Das Ricinusöl. . . . . 117
2. Das Leinöl . . . . . . 118
3. Das Holzöl (Wood-oil oder Tung-oil) 119
4. Gelatinierungsmittel . . . . . . . 120
a) Die Ester der o-Phosphorsäure 121
b) Die Ester der Phthalsäure 122
c) Die Ester der Adipinsäure 123
d) Verbindungen der p-Toluolsulfosäure 124
e) Triacetin ...... . . . . . . 124
5. Allgemeine Prüfung von Weichmachungsmitteln 125
Einige Prüfungsmethoden . . . . . . . . . . 125
VI. Harze . 126
A. Die Naturharze . 126
1. Dammar. 127
2. Mastix. 129
3. Sandarac 130
4. Elemiharze 131
5. Die Kopale 131
6. Akaroid . 133
7. Stocklack und Schellack 133
8. Kolophonium. 136
B. Die künstlichen Harze. 138
1. Cyklohexanonharz . 138
2. Polyivnylacetat-Harze. 139
3. Die Esterharze. . . . . 140
4. Kondensate aus mehrbasischen Säuren und Polyalkoholen 141
5. Die Phenol-Formaldehyd-Harze und die AlbertoIe . . .. 143
x Inhaltsverzeichnis.
Einige analytische Methoden zur Prüfung von Harzen: Seite
a) Die Bestimmung der Säurezahl - 144
b) Erweichungspunkt 145
Anhang. 146
VII. Farben 147
A. Lösliche Farbstoffe 148
B. Die Körperfarben 150
1. Weiße Farben . 150
a) Titanweiß. . 150
b) Zinkweiß (Zinkoxyd ZnO) 152
c) Lithopone 154
d) Zinksulfid 156
e) Bariumsulfat 156
f) Talkum .. 157
g) Asbestine _ 157
2. Blaue Farben 158
a) Ultramarin 158
b) Preußischblau 160
3. Schwarze Farben. 162
a) Flammruß . . _ 162
b) Lampenruß .. 162
c) Gasruß, Carbonlack 163
4. Rote Farben. . 163
a) Eisenrot 163
b) Cadmiumrot 164
5. Gelbe Farben . 165
a) Gelber Ocker 165
b) Siena 167
c) Chromgelb 167
d) Cadmiumgelb 168
{i. Grüne Farben . 169
7. Braune Farben 170
8. Die Broncen. . 170
Zweiter Teil.
Die lacktechnischen Aufgaben der Rohstoffe und der Aufbau der Lacke.
VIII. Die Filmbildung. Celluloseester und Lösungsmittel in ihren
wechselseitigen Beziehungen. . 172
A. Die CeIIuloseester als Filmb ildner . . . . . . _ 172
B. Lösungs- und Verdünnungsmittel . . . . . . . 178
1. Methoden zur Bestimmung der Lösefähigkiet . . . . 178
2. Erklärungsversuche für das Lösevermögen der Lösungsmittel 182
C. Über die Natur der Celluloseesterlösungen 183
1. Die Solvatation . . . . . . . . . . . 185
2. Die Konzentrationsfunktion . . . . . . 186
D. Die fraktionierte Fällung der CeIIuloseester und die Verwertung
solcher Messungen für ihre lacktechnische Beurteilung . . . . . 193