3 Postup z medeného hodvábu

3.1 Základná myšlienka a historický vývoj

Krátka verzia

Pokusy o výrobu nekonečne dlhej pavúčej nite zo základného materiálu všetkých rastlín, celulózy, sa datujú do 17. storočia. Dúfalo sa v neho vlákno, ktorého vlastnosti vlákna zodpovedajú hodvábnej nite priadky morušovej (Réaumur, HOOKE). S objavom polysacharidu celulózy sa našiel nádejný východiskový materiál, ktorý by sa nakoniec mohol vďaka chemickým modifikáciám použiť ako súvislá pradená niť na výrobu „umelého hodvábu“. Prvé patenty boli udelené spoločnosti Swan v rokoch 1883 a 1884, ktorá vyrábala vlákna z dusičnanu celulózy striekaním koncentrovanej kyseliny octovej a vyrábala vlákna pre rýchlo sa rozvíjajúci priemysel žiaroviek. Na začiatku 20. storočia boli konečne ustanovené technicky vyspelé procesy (viskózový proces, proces medeného hodvábu), ktoré umožnili priemyselné spracovanie „umelého hodvábu“.

Plná verzia:

Základnou myšlienkou procesu medeného hodvábu je výroba syntetického textilného vlákna zo základného stavebného prvku všetkých rastlín, celulózy. Výhodou tohto vlákna je, že na rozdiel od prirodzene sa vyskytujúcich vlákien (bavlna, ľan, ľan) je možné jeho tvar meniť takmer podľa ľubovôle. Vlákno môže byť menené najmä vo svojej dĺžke, svojom priemere, a to aj na duté vlákno. Týmto spôsobom sa dá vyrobiť aj celulózový film, ktorý sa v medicíne používa ako dôležitá membrána na umývanie krvi.

Historický vývoj procesu s medeným hodvábom sa začal myšlienkou umelej výroby ušľachtilej, hladkej a nekonečnej nite dodávanej priadkou morušovou. Toto už vyjadril Réaumur v roku 1734, ktorý ako východiskový materiál navrhol gumové riešenia. Už v roku 1665 publikoval Hooke vedeckú prácu o mikroskopických pozorovaniach objektov z prírody.

Cieľom vedcov bolo vyrobiť vlákno, ktoré sa svojimi vlastnosťami čo najviac podobá prírodnému hodvábu. Boli urobené pokusy o výrobu vlákien zo želatíny, kazeínu a albumínu, ale ich vlastnosti neboli užitočné. Problém tu bol, prírodný hodváb ? bielkovina ? replikovať. Táto umelá syntéza proteínov neuspela v uspokojivej miere.

Až pri objave celulózy ako suroviny na výrobu umelého hodvábu sa otvoril spôsob výroby umelých vlákien. Celulóza je teraz viacnásobným cukrom. Na rozdiel od prírodného hodvábu (bielkoviny), ktorý sa skladá z rôznych jednotlivých aminokyselín, sa celulóza skladá z mnohých identických jednotiek glukózy. Je zavádzajúce nazývať vlákno vyrobené umelo z celulózového hodvábu, pretože ako sacharid sa celulóza jednoznačne líši od bielkovín. Avšak vláknové vlastnosti celulózových vlákien sú rovnaké? hlavne v priemere vlákna ? prírodný hodváb. Vo výsledku sa začali snahy umelo vyrábať použiteľné zvlákňovateľné vlákno z celulózy zavedením nitrocelulózy, derivátu celulózy, do roztoku.

Gróf Chardonnet sa dnes považuje za zakladateľa priemyslu umelého hodvábu. Po prvýkrát predviedol výrobu svojho umelého hodvábu na svetovej výstave v Paríži v roku 1889. Z dlhodobého hľadiska sa ukázalo ako nemožné obísť denitáciu, ktorú už používala spoločnosť Swan, aj keď to spôsobilo značné oslabenie a veľkú stratu hmotnosti pôvodnej nitrocelulózovej nite; dodnes sa však nijakej inej metóde nepodarilo vylúčiť výbušnosť.

Aj v Nemecku prešiel umelý hodváb výrobou žiaroviek. Rýnska továreň na žiarovky Fremery & Co v Oberbruch pri Aachene tu od roku 1892 vyrába žiarovkové vlákna z roztokov celulózy v amoniaku na báze oxidu medi. Predchádzajúce pokusy Westona v Anglicku (1882) a Despaissisa vo Francúzsku v roku 1890 nemali žiadny účinok. Nemecká továreň získala prvý zásadný patent na výrobu medeného hodvábu pod menom Pauly v roku 1897, na ktorý nadviazali mnohé ďalšie patenty od spoločností Fremery a Urban a Bronnert.

Medzitým boli v Anglicku úspešné aj pokusy o vývoj nových procesov umelého hodvábu, keď v roku 1891 Cross, Beyan a Beadle oznámili reakciu alkalickej celulózy so sírouhlíkom za vzniku vo vode rozpustnej zlúčeniny, ktorá je základom celosvetového procesu viskózy. V roku 1898 Stearn navrhol roztoky amónnych solí ako precipitačné kúpele. Tieto skutky anglických vynálezcov prijali dôležité pokračovanie prvých patentov na výrobu acetátov celulózy v roku 1894.

Technický úspech samozrejme nebol až do Ledereru v roku 1899, rovnako ako v roku 1901 v lakovniach Friedr. Spoločnosť Bayer & Co schválená. Zvlákňovací roztok, ktorý mal technický význam, sa dal vyrobiť iba z takzvaných acetónov rozpustných v acetóne, pre ktoré uvádzali Miles 1904 a Friedr. Spoločnosť Bayer & Co ukázala cestu v roku 1905. Prvé spriadacie patenty na acetátové hodváb vyrobili Wagner v roku 1901 a Mork, Little a Walker v roku 1902.

Od malých začiatkov vznikol rýchlo rastúci priemysel umelého hodvábu. Chardonnet založil továrne vo Francúzsku (Besancon) a Švajčiarsku (Spreitenbach); V Nemecku „Vereinigte Glanzstoff-Fabriken A.G.“ (medený hodváb) a v roku 1900 „Vereinigte Kunstseidenfabriken A.G.“ vo Frankfurte a. M. (nitrohodváb). Dcérske závody boli založené aj v iných krajinách, a to pre Chardonnet aj pre medený hodváb.

Objav viskózového procesu priniesol ďalšie otrasy, keď anglická spoločnosť Courtaulds a umelé hodvábne a acetátové práce Fürst Guido Donnersmark v Sydowsaue získali na prelome storočia viskózové patenty od spoločností Cross a Stearn. V Nemecku v roku 1905 objavili Müller a Koppe „Müllerbad“ (kyselina s prídavkom soli) ako zvlákňovací kúpeľ pre viskózový hodváb a potom v roku 1911 Vereinigte Glanzstoff-Fabriken A.G. továreň Sydowsaue a proces viskózy; spoločnosť opustila medený proces a nakoniec sa zamerala na výrobu viskózového hodvábu.

Nasledujúce roky priniesli nespočetné množstvo dôležitých vylepšení vo všetkých oblastiach, z ktorých niektoré sú uvedené nižšie. Ako základný aspekt je potrebné spomenúť vývoj takzvaného odstredivého odstredivého procesu, ktorý je založený na Tophamovom vynáleze odstredivkovej odstredivky v roku 1900.

Proces medeného hodvábu dostal nový impulz prevedením procesu zvlákňovania nitro-hodvábu z Lehneru z roku 1890 do švajčiarskych roztokov od Tieleho v roku 1901. Tento vynálezca vylepšil postup mnohými patentmi; na tomto základe spoločnosť J. P. Bemberg A.G. ktorý skonštruoval spriadací stroj v roku 1907, ktorého základné časti sa používajú dodnes.

Potreba acetylcelulózových lakov počas vojny viedla k tomu, že bratia Dreyfusovci založili veľké továrne, najmä na strane dohody; v spolupráci s Clavel (Bazilej), ktorý spolu s ďalšími výskumníkmi (najmä Green v Anglicku) učili, ako prekonať problémy s farbením, postavili britskú Celanese Comp. a jej dcérske spoločnosti založili prvú veľkú a úspešnú spoločnosť s acetátovým hodvábom.

Na výrobu umelého hodvábu bolo vyskúšaných tiež množstvo ďalších derivátov celulózy. Šancu na úspech mohol mať takzvaný éterický hodváb (alkylcelulóza) z Lilienfeldu. Ďalej sa však rozvíjala aj výroba viskózového hodvábu; Tu sa po vojne použil proces zvlákňovacieho zvlákňovania so spracovaním „nezrelej viskózy“, čím sa dajú dosiahnuť mimoriadne jemné titre; Ďalej je potrebné spomenúť zvlákňovanie viskózových roztokov v silnej kyseline sírovej podľa Lilienfelda, čím sa môže enormne zvýšiť pevnosť. Na záver je potrebné spomenúť výrobu trubicového hodvábu z regenerovanej celulózy a viskózy.

Toto znázornenie historického vývoja sa nenárokuje ako úplné. Pokusil sa iba vystopovať hlavné smery veľkého rozmachu v načrtnutých líniách, aby sa preukázali namáhavé stavebné práce potrebné na dosiahnutie súčasného významu umelého hodvábu.