Neuerungen in der Herstellung wasserdichter Gewebe; von Emil Döring, technischer Chemiker, in Berlin. (Im Groſsbetriebe erprobte Methoden.) Mit Abbildungen. Neuerungen in der Herstellung wasserdichter Gewebe. Bei Gelegenheit einer Bearbeitung der gebräuchlichsten Methoden, Leinen und Baumwolle wasserdicht zu machen, haben sich einige interessante und für die Fabrikation wichtige Gesichtspunkte und Wege ergeben, die im Folgenden dargelegt werden sollen. Nicht daſs diese Methoden von Grund aus neu wären, aber die bekannten Mittel boten manche Unvollkommenheiten, die zu beseitigen mein Bestreben gewesen ist. Zum Theile wurde ich dazu durch schwierig zu behandelnde Rohwaaren gedrängt, wie sie z.B. durch locker gewebtes Leinen nur zu oft vorkommt, zum Theile auch durch den Wunsch, den Betrieb möglichst vortheilhaft zu gestalten. Die Literatur über diesen Gegenstand ist umfangreich genug, ihr ist eine ganze Abtheilung in Bolley's Handbuch der chemischen Technologie gewidmet. Auch in Fachzeitschriften findet man eine Fülle von Recepten, die um so unerfreulicher wirkt, als man den Eindruck empfängt, daſs ein Theil der – sagen wir Erfinder – mit und ohne Patent – niemals in der Lage gewesen sein kann, die eigenen Vorschriften praktisch zu bethätigen. Welche ungeheure Kluft aber zwischen einer Probe im Kleinen und der technischen Erprobung im Groſsen liegt, weiſs jeder, der inmitten der chemischen Technik steht. Die im Folgenden betretenen Wege sind im Groſsbetriebe als brauchbar befunden worden und haben bereits bei Herstellung von Hunderttausenden von Quadratmetern Erfreuliches geleistet, erheben aber trotzdem keinen Anspruch darauf, nicht noch verbesserungsfähig zu sein. Man kann die gebräuchlichen Methoden in zwei Gruppen sondern, in solche, welche das Gewebe mit fettsauren Metalloxyden füllen, und in solche, welche auf der Imprägnirung mit geschmolzenen oder gelösten, wasserabstoſsenden Substanzen beruhen. Im ersteren Falle klotzt man das Gewebe gewöhnlich auf der Klotzmaschine mit essigsaurer Thonerde, trocknet und bringt in ein Seifenbad. Die Thonerdebeize hat beim Trocknen unter Abgabe von Essigsäure ihre Löslichkeit verloren, auch wenn, wie es allgemein der Fall ist, ein bedeutender Antheil schwefelsaurer Thonerde darin vorhanden ist. Stellt man die Beize durch Umsetzung gleicher Gewichtsmengen schwefelsaurer Thonerde und Bleizucker her, so findet man in der klaren vom abgesetzten schwefelsauren Blei getrennten Flüssigkeit einen wechselnden Ueberschuſs an schwefelsaurer Thonerde, je nach dem Gehalte des käuflichen Sulfates daran. Die Ausfällung der Schwefelsäure durch Bleizucker zu Ende zu führen hat kein Interesse, weil das schwefelsaure Salz die Umsetzung mit der Seife ebenso gut eingeht wie das essigsaure. Man würde den Prozeſs dadurch nur unnöthig vertheuern. Es braucht vielmehr in der Beize nur so viel Acetat gegenwärtig zu sein, daſs eine Fixirung der Thonerdesalze durch Bildung basischer Verbindungen eintritt. Dazu reicht es stets aus, gleiche Gewichtsmengen Thonerdesalz und Bleizucker zu nehmen. Aus dem gleichen Grunde ist es für das in Rede stehende Verfahren zwecklos, die theure reine essigsaure Thonerde des Handels, wie sie durch Auflösen von Thonerdehydrat in Essigsäure gewonnen wird, zu kaufen. Ganz anders stellt sich jedoch – wie nebenher erwähnt werden mag – die Sachlage, wenn es sich um Herstellung wasserdichter und luftporöser Wollenstoffe handelt. Hier, wo ein nachheriges Seifen ausgeschlossen ist, muſs die essigsaure Thonerde allein wirken. Beim Trocknen umkleidet sich jede Faser mit einer Kette von mikroskopisch kleinen Luftbläschen, welche ungemein fest am Gewebe haften und die wasserabstoſsende Schicht bilden. In diesem Falle ist die Gegenwart jedes anderen Salzes als der essigsauren Thonerde schädlich. Bei der Trennung der in Lösung befindlichen essigsauren Thonerde von dem Niederschlage von schwefelsaurem Blei schlieſst letzterer eine erhebliche Menge von ersterer ein, die man durch mehrmaliges Aufgieſsen von Wasser zu gewinnen sucht. Man rührt jedesmal um und läſst absetzen. Meistens wird hierbei ein zweckmäſsiges Verhältniſs zwischen dem Volum des Niederschlages und dem Volum des aufgegossenen Wassers auſser Acht gelassen. Es entstehen dabei durch überflüssige Arbeit oder verschwendetes Material Verluste, deren jeder einzelne an sich geringfügig sein mag, deren fortgesetzte Summirung aber erhebliche Beträge liefert. Bezüglich einer ausführlichen Behandlung dieser Frage muſs jedoch auf die geistvolle und wichtige Arbeit von Bunsen in den Annalen der Chemie und Pharmacie, Bd. 148, hingewiesen werden. Die dort ursprünglich für chemische Analysen bestimmten Regeln geben überall einen vortrefflichen Anhalt, wo es sich darum handelt, Niederschläge auf möglichst günstigem Wege auszuwaschen. Hier sei nur Folgendes bemerkt. Man bestimmt zunächst das Verhältniſs des Niederschlagsvolums zum Volum des Gefäſses, in dem er ausgewaschen werden soll: Rauminhalt des Gefäſses ohne Niederschlag = V, Rauminhalt des Gefäſses mit Niederschlag, durch aufgefülltes Wasser gemessen = \frakfamily{v}, Volum des Niederschlages = V – \frakfamily{v} = v. Die a. a. O. gegebenen Tabellen zeigen an, nach wie viel Aufgüssen von bestimmten Mengen das Auswaschen bis zu einem bestimmten Grade fortgeschritten ist. Man erhält stets die für diesen Grad kleinste Wassermenge (W) und geringste Zahl (n) von Aufgüssen, z.B. v : V = 1 : 17; n = 4; W = 67,8; V = 72,04. Das nächste Abwasser würde im Liter 0g,01 Substanz enthalten. Die erste vom Niederschlage abgezogene Flüssigkeit hat eine Stärke von 9 bis 10° B. Da eine Stärke von 3° B. zum Beizen der Waare nothwendig, aber auch ausreichend ist, so verdünnt man mit den nächsten Aufgüssen. Für die nachfolgende Behandlung mit Seife ist es von groſser Bedeutung, nicht überflüssige Mengen freier Säure im Zeuge zu haben. Die schwefelsaure Thonerde des Handels enthält immer freie Schwefelsäure; die Folge davon ist, daſs die Beize freie Essigsäure enthält, wozu diejenige kommt, welche sich beim Trocknen noch entwickelt. Die Beize erhält deshalb einen Zusatz von Soda. Hierbei habe ich bei Beizen von 9° B. Schwankungen von 10 bis 80g (!) Soda für das Liter zu verzeichnen, wenn der Zusatz von Soda so weit getrieben wurde, daſs durch weiteres Hinzufügen ein bleibender Niederschlag von basischem Salze entstand. Diese Unsicherheit ist ein Uebelstand, der von der schwankenden Zusammensetzung der käuflichen schwefelsauren Thonerde herrührt. Bei der Verwendung krystallisirten Alauns, der allerdings bedeutend theurer ist, kann sie nicht stattfinden. Das Verhalten der essigsauren Thonerde gegen höhere Temperatur ist bekannt. Die Waare wird man am besten bei 50° C. beizen, aber man thut gut, diese Temperatur nicht durch direkt einströmenden Dampf zu erzielen, an dessen Eintrittsstellen in die Flüssigkeit eine sofortige Ausscheidung von basischem Salze eintritt, das sich übrigens beim Erkalten von selbst wieder auflöst. Beim Ansätze des Seifenbades benutze ich die wichtige Thatsache, daſs eine wässerige Seifenlösung im Stande ist, mit Wachs zusammengeschmolzene Fette, Harze, Mineralöle, selbst Kautschuklösung aufzunehmen, so daſs nicht nur eine Emulsion, sondern eine wirkliche Lösung entsteht. Als Wachs dient das als Japanwachs bekannte Pflanzenfett, als Kautschuklösung eine 10procentige, breiartige, durch ein Sieb gedrückte Lösung besten Paragummis in deutschem Terpentinöle oder Kampferöle. Man rechne auf jedes Quadratmeter Waare: 30g Talgseife, 25g JapanwachsGutes Japanwachs ist gelblichweiſs, stearinartig, nicht aber glasig und durchscheinend. Im letzteren Falle liegt ein hoher Wassergehalt vor., 1g,5 Paragummi (i. Lsg.), 1g,0 guten Firniſs zu 0l,5 Flüssigkeit in folgender Weise gelöst: Das Japan wachs wird geschmolzen, die Gummimasse und der Firniſs werden hinzugefügt, ebenso für jedes Kilogramm angewandten festen Gummis 0k,5 einer heiſs gesättigten Lösung von Schwefelleber, deren Zweck weiter unten besprochen werden soll. Nachdem alles gut durchgerührt ist, wobei ein deutlicher Geruch nach Schwefelwasserstoff sich bemerkbar macht, trägt man die Wachs-Gummi-Firniſs-Masse in die kochende Seifenlösung und wird sehen, daſs sie beim ferneren Kochen bald aufgenommen wird. Ist dies geschehen, so kann mit dem Seifen der Waare begonnen werden. Man kann sagen, daſs diese Methode das Mittel an die Hand gibt, Stoffe mit Gummi und Fetten in wässeriger Lösung zu imprägniren. Daſs damit gleichzeitig eine vorzügliche Füllung der Poren des Stoffes erzielt wird, ist klar, denn in dem Maſse, als die Seife durch die Thonerde zersetzt wird, scheiden sich gleichzeitig die Zusätze aus und setzen sich in der Faser fest. Es ist dadurch gelungen, eine Wasserdichtigkeit gegen Wasserdruck bis zu 30cm Höhe zu erzielen, während die fettsaure Thonerde allein nur von schwacher Wirkung war. Der Nutzen der Schwefelleber ist ein doppelter. Einmal ist sie leicht zersetzbar und scheidet schon durch die Kohlensäure der Luft unausgesetzt höchst fein vertheilten Schwefel ab, dann ist ihre Wirkung auf Thonerdesalze eine bekannte und sehr energische. Betupft man einen mit essigsaurer Thonerde getränkten und getrockneten Stoff mit einer schwachen Lösung von Schwefelleber, so wird er sofort durchsichtig, ein Zeichen, daſs die Ausfällung von Thonerdehydrat eingetreten ist. Sie wirkt also auflockernd auf die getrocknete Thonerdebeize, an welcher z.B. Wasser wie an einer Fettschicht abläuft und führt eine tiefgreifende Imprägnirung des Stoffes herbei. Für den Werth der Anwesenheit fein vertheilten Schwefels in der Masse spricht die Thatsache, daſs Gummilösung in Terpentinöl ohne Zusatz von Schwefelleber – deren Wirkung man erhöhen kann, wenn man sie mit pulverisirtem Schwefel vorher kocht – nach dem Verflüchtigen des Terpentinöles stets eine klebrige Masse gibt, die bald in vollständige Zersetzung übergeht. Bei Gegenwart des Schwefels entsteht eine vollkommen trockene Schicht, welche andauernd in gutem Zustande bleibt. Man kann mit Recht auch hier von einem Vulkaniseren der Kautschukmasse sprechen. Störungen beim Seifen können bei zu stark vorgebeizter oder zu saurer Waare dadurch entstehen, daſs in dem Kasten der Klotzmaschine durch die Wirkung der Thonerde trotz Nachfüllens von Seifenlösung eine Erschöpfung an Seife und in Folge dessen eine plötzliche Ausscheidung von Gummi und Wachs unter Bildung von Flecken auf der Waare eintritt. Ein Zusatz von bereitgehaltener dick eingekochter Seife und Aufkochen hilft sofort. Auſserdem vermeide man das andauernde Einströmen von Dampf in die Seifenmasse. So bequem und ausgezeichnet der direkte Dampf beim Kochen und Zertheilen der Masse wirkt, so schädlich ist seine beständige Anwendung, um die Masse warm zu halten, was doch nur unter zunehmender Verdünnung geschehen kann. Hier ist schwache Unterfeuerung oder ein doppelwandiger Kessel am Platze. Auſserdem habe ich durch andauernd wirkenden direkten Dampf Zersetzung des Japanwachses, das ja eigentlich nicht die Bezeichnung Wachs verdient, in Glycerin und Fettsäure bemerkt. Im Falle gefärbter Waare wird man selbstverständlich die Seifenlösung färben müssen. Dazu eignen sich am besten an Stelle der Farbholzextracte die fettlöslichen Anilinfarbstoffe der Actien-G. f. A. F. F. hierselbst. Man färbt die Wachs-Gummi-Masse und läſst sie von der Seife aufnehmen. Das fettlösliche Nigrosin und Ledergelb genügen allen Ansprüchen für schwarz und braun. – Trotz alledem erscheinen solche Stoffe im fertigen Zustande, besonders wenn sie einige Zeit auf Lager gewesen sind, mit einer weiſslichen Schicht bedeckt, die hauptsächlich von der Verwitterung der im Gewebe vorhandenen Natriumsalze herrührt und durch einen Gang über die Bürstmaschine leicht zu entfernen ist.Die Wasserdichtigkeit wird durch längeres Liegen sehr erhöht und erreicht ihren höchsten Werth nach etwa 6 Wochen, ohne sich nachher zu verschlechtern. Neben dieser Fabrikation ist in letzter Zeit in Schwarz eine Waare hergestellt worden, welche eine billige Appretur und groſse Widerstandsfähigkeit gegen Witterungseinflüsse besitzt, wenn auch die Farbe selbst ins Bräunliche spielt. Da es sich hierbei aber um einen Ersatz der getheerten Leinwand handelt, fällt der letztere Umstand nicht ins Gewicht. Die Billigkeit erfordert zunächst, daſs ein Vorfärben der Waare fortfällt, daſs die aufgebrachte Schicht also selbst die nöthige Farbe besitzt, daſs ferner kostspielige Ingredienzien oder sich verflüchtigende Lösungsmittel vermieden werden. Die verlangte Widerstandsfähigkeit gegen Stocken und Fäulniſs erheischt eine besondere Conservirung. Es scheint heute keinem Zweifel zu unterliegen, daſs die beste Faserconservirung durch Imprägniren mit den Theerölproducten der trockenen Destillation des Holzes erreicht wird. Das eigentliche Land der Holztheerölfabrikation ist Ruſsland, das aus seinen groſsen Birkenholzschweelereien einen ungeheuren Vorrath an brauchbarem Material zu liefern im Stande ist. Ich benutze das im Handel vorkommende Oleum Rusci unter Zusatz einer gleichen Gewichtsmenge Schwarzwachs. Zur Handhabung dieses Verfahrens reichte die gewöhnliche Klotzmaschine nicht mehr aus. Es war eine besondere Maschine nöthig, deren Beschreibung nach beifolgender Skizze zunächst erfolgen muſs (Fig. 1). a ist ein doppelwandiger Kasten, zwischen dessen Wandungen der Dampf strömt und ihn heizt. Er enthält die Imprägnirungsmasse. Die Walzen b, c, d sind Hartguſswalzen, c und d sind hohl und durch Dampf heizbar. Die Schrauben c pressen mittels stehr starker Spiralfedern die Walzen b und d gegen die festliegende, den Antrieb aufnehmende Walze c. f ist ein Breithalter, g und h sind Holz walzen, h wird von c aus durch eine (nicht gezeichnete) Kette in Richtung des Pfeiles gedreht und dient als Transportwalze. Die unterste Walze b schleppt den geschmolzenen Appreturbrei gegen c, c bedeckt sich während der Drehung in Folge seiner Wärme mit einer gleichmäſsigen sehr dünnen geschmolzenen Schicht Masse und legt sie ohne Unterbrechung auf die Waare, welche durch d an sie gepreſst wird. Die Kraft der Pressung ist, da jede Feder mit 25 Centner gespannt werden kann, so bedeutend, daſs die heiſse flüssige Masse durch die Poren des Gewebes hindurchdringt. Nach zwei Gängen ist die Waare einseitig präparirt, man kehrt sie um und behandelt die andere Seite in gleicher Weise. Fig. 1., Bd. 272, S. 190Fig. 2., Bd. 272, S. 190Wichtig ist hierbei die richtige Consistenz der Masse, die im Wesentlichen durch die Beschaffenheit des Oleum Rusci bedingt wird. Man wählt am besten Sorten, welche die Consistenz eines dünnflüssigen Theeres besitzen, selbst wenn dadurch die imprägnirte Waare nach dem Erkalten noch klebrig sein sollte. Ich werde im Folgenden die Einrichtung beschreiben, welche dazu dient, die leichten Theeröle aus dem Gewebe zu entfernen und es dadurch zu trocknen. Falls nur sehr schweres Oleum Rusci zur Verfügung steht, wird man nicht umhin können, durch Zusatz von Terpentinöl oder Kampferöl nachzuhelfen. Es ist fast selbstverständlich, daſs man der Waare in der Maschine auch den nebenstehend (Fig. 2) gezeichneten Lauf geben kann, wodurch sie mit einem Male vollständig imprägnirt wird. Im vorliegenden Falle hat sich dieser Weg, der sich sonst empfiehlt, nicht bewährt, weil die in den Poren enthaltene Luft zu schlecht entfernt werden kann und ein gutes Füllen des Gewebes verhindert. Nachdem die Waare imprägnirt ist, wird der Gehalt an leichten Theerölen und, nach Umständen, auch an ätherischen Oelen durch Wasserdampf entfernt. Hierzu dient halbstündiges Dämpfen im eisernen Dampfkasten bei ½at Ueberdruck. Dem Kasten ist die in Fig. 3 skizzirte eigenthümliche Einrichtung gegeben, die je nach der Gröſse des Betriebes für gleichzeitige Behandlung mehrerer Stücke getroffen werden kann.Alle Dämpfapparate mit Ueberdruck sind hierorts (Berlin) durch Polizeiverordnung den gleichen Bedingungen der Anmeldung und Controle unterworfen wie Dampfkessel. Hierbei sei mir eine Zwischenbemerkung gestattet. Im Interesse tadelloser Waare (keine Falten, Kniffe, Flecke u. dgl.) empfiehlt es sich, die Waare während ihres Ganges durch die Appretur stets gerollt zu halten, sie in die Maschine von einer Walze eingehen und aus der Maschine auf eine Walze auflaufen zu lassen und sie nur in diesem Zustande zu transportiren. Im vorliegenden Falle muſs jedes Stück beim Austritte aus der Maschine einen Wasserkasten passiren, indem es sofort abgekühlt wird und seine Klebrigkeit so weit verliert, daſs es aufgewickelt werden kann. Fig. 3., Bd. 272, S. 191Sobald nun der Kasten in Betrieb gesetzt werden soll, steigt ein Arbeiter durch den geöffneten Deckel d hinein und zieht einen sogen. Vorläufer von a nach b hin ein. An a wird das erste imprägnirte Stück befestigt, an dieses das zweite u.s.f., während mittels der Winde c der eingezogene Vorläufer herausgezogen und die imprägnirte Waare in den Kasten hineingezogen wird. – Dabei wird natürlich der Wasserkasten zunächst ausgeschaltet. Nach Schluſs der Oeffnungen bei a, b, d wird durch e Dampf eingelassen. Ein Manometer f und ein Sicherheitsventil g vervollständigen die Armatur. Der aus h austretende Wasserdampf ist mit dem Dampfe der leichten Theeröle u.s.w. beladen. Man condensirt ihn durch eine Kühlschlange und führt das condensirte Gemenge von Oel und Wasser in einen Scheidecylinder, wo es sich sofort in zwei Theile sondert. Das Oel flieſst durch eine am oberen Rande des Cylinders befindliche Oeffnung ab, das überflüssige Wasser wird durch einen am Boden befindlichen Hahn abgelassen. Nach Ablauf einer halben Stunde wird der Dampf abgestellt, a und b werden geöffnet, um sofort eine zweite Partie in den Kasten zu bringen, für welche die erste die Rolle eines Vorläufers übernimmt. Jetzt wird die Wasserkufe W eingeschaltet. Die hohe Temperatur des Dämpfers, verbunden mit der aufsaugenden Wirkung des Wasserdampfes für flüchtige Oele, bewirken, daſs man nach dem Wasserbade in W nur noch die anhängenden Wassertheile abzutrocknen hat, um eine ausgezeichnete Waare zu erhalten, deren Ansehen und Glanz durch eine scharfe Passage auf der Bürstmaschine erhöht werden kann. Die gewonnenen leichten Theeröle können zum Verdünnen der Imprägnirmasse dienen. Durch diese Methode sind die niedrig siedenden Lösungsmittel, wie Naphta u. dgl., entbehrlich geworden; sie waren früher allein anwendhar, denn schon Terpentinöl verdunstet an der Luft aus den damit getränkten Stoffen sehr schwerfällig, sehr leicht bei Gegenwart genügender Mengen Wasserdampf. Die Fabrikation hat durch Einführung dieser Methode einen ihrer gefährlichsten Punkte bei Seite gesetzt, bedenklich in Bezug auf Gesundheit und Feuergefährlichkeit. In ganz gleicher Weise können mit Terpentin-Gummi-Lösung getränkte und vulkanisirte Stücke behandelt werden.