A rézselyem folyamat - alapgondolat és történeti fejlődés
3.1 Alapgondolat és történeti fejlődés
Rövid változat
Az összes növény alapanyagából, a cellulózból származó, végtelenül hosszú pókfonal előállítására tett kísérletek a 17. századig nyúlnak vissza. Olyan rostot reméltek, amelynek rosttulajdonságai megfelelnek a selyemhernyók selyemfonalának (Réaumur, HOOKE). A poliszacharid-cellulóz felfedezésével olyan ígéretes kiindulási anyagot találtak, amely kémiai módosításokkal végső soron folytonos fonott szálként felhasználható a "műselyem" előállításához. Az első szabadalmakat Swan kapta 1883-ban és 1884-ben, aki tömény ecetsav permetezésével cellulóz-nitrát-szálakat készített és szálakat gyártott a növekvő izzólámpa-ipar számára. A 20. század elején végre kialakultak a technikailag kiforrott folyamatok (viszkóz eljárás, rézselyem eljárás), amelyek lehetővé tették a "műselyem" ipari feldolgozását.
Teljes verzió:
A rézselyem eljárás alapgondolata, hogy szintetikus textilszálat állítson elő az összes növény alapvető építőeleméből, a cellulózból. Ennek a rostnak az az előnye, hogy a természetben előforduló rostokkal (pamut, len, len) ellentétben alakja szinte önkényesen megváltoztatható. A rost hossza, átmérője akár üreges szálvá is változtatható. Ilyen módon cellulózfólia is előállítható, amelyet az orvostudományban a vérmosás fontos membránjaként alkalmaznak.
A rézselyem-folyamat történeti fejlődése azzal a gondolattal kezdődött, hogy mesterségesen előállítsák a selyemhernyó által szállított nemes, sima, végtelen szálat. Ezt Réaumur már 1734-ben kifejezte, aki ennek kiindulási anyagaként gumilemezeket javasolt. Hooke már 1665-ben tudományos munkát publikált a természetből származó tárgyak mikroszkópos megfigyeléséről.
A tudósok célja egy olyan szál előállítása volt, amely tulajdonságaiban a lehető legnagyobb mértékben hasonlít a természetes selyemre. Kísérleteket tettek szálak előállítására zselatinból, kazeinből és albuminból, de ezek tulajdonságai nem voltak hasznosak. A probléma itt az volt, a természetes selyem ? egy fehérje ? újrateremteni. Ez a mesterséges fehérjeszintézis nem sikerült kielégítő mértékben.
Csak a cellulóz, mint a műselyem gyártásának alapanyaga felfedezésével nyílt meg a mesterséges szálak előállításának módja. A cellulóz ma többszörös cukor. A természetes selyemmel (fehérjével) ellentétben, amely különféle aminosavakból áll, a cellulóz sok azonos glükózegységből áll. Félrevezető a mesterségesen cellulózból előállított rost nevezése műselyemnek, mert a cellulóz, mint szénhidrát, egyértelműen különbözik a fehérjéktől. A cellulózrostok rost tulajdonságai megegyeznek? főleg szálátmérőben ? a természetes selyem. Ennek eredményeként megkezdődtek a felhasználható, centrifugálható rost cellulózból történő mesterséges előállításának erőfeszítései a cellulózszármazék nitrocellulóz oldatba hozásával.
Chardonnet grófot a műselyemipar megalapítójának tekintik. Először mutatta be műselyme előállítását az 1889-es párizsi világkiállításon. Hosszú távon lehetetlennek bizonyult a Swan által már használt denitrálás megkerülése, bár ez jelentős gyengülést és nagy súlyveszteséget okozott az eredeti nitrocellulóz-szálnak; azonban a mai napig egyetlen más módszerrel sem sikerült megszüntetni a robbanékonyságot.
Németországban is a mesterséges selyem végezte az izzólámpák gyártását. Itt, az Aachen melletti Oberbruchban található rhenishi izzólámpa gyárban, a Fremery & Co-ban 1892 óta gyártanak izzólámpa-szálakat réz-oxid-ammóniában lévő cellulóz-oldatokból. Az angliai Weston (1882) és a franciaországi Despaissis 1890-ben tett korábbi kísérleteinek nem volt hatása. A német gyár 1897-ben Pauly álnéven vette át az első alapvető szabadalmat a rézselyemgyártáshoz, amelyet számos más szabadalom követett Fremery és Urban, valamint Bronnert cégtől.
Időközben az új műselyem eljárások kifejlesztésére tett erőfeszítéseket is siker koronázta Angliában, amikor 1891-ben Cross, Beyan és Beadle bejelentették az alkáli cellulóz reakcióját szén-diszulfiddal, hogy vízoldható vegyületet képezzenek, ami a világméretű viszkózfolyamat alapja. 1898-ban Stearn csapadékfürdőként az ammóniumsók oldatait javasolta. Az angol feltalálók ezen tettei fontos folytatást kaptak a cellulóz-acetátok gyártásának első szabadalmaiban 1894-ben.
A technikai siker csak 1899-ben Lederer és 1901-ben a Friedr festékgyár volt. A Bayer & Co jóváhagyta. Technikai jelentőségű fonóoldatot csak az úgynevezett acetonban oldódó acetátokból lehetett előállítani, amelyekhez Miles 1904 és a Friedr. A Bayer & Co 1905-ben utat mutatott. Az acetát selyem első fonási szabadalmait Wagner készítette 1901-ben, Mork, Little és Walker pedig 1902-ben.
A kezdetek óta gyorsan növekvő műselyemipar alakult ki. A Chardonnet gyárakat alapított Franciaországban (Besancon) és Svájcban (Spreitenbach); Németországban a "Vereinigte Glanzstoff-Fabriken A.G." (rézselyem) és 1900-ban a "Vereinigte Kunstseidenfabriken A.G." Frankfurtban a. M. (nitróselyem). Más országokban is alapítottak gyárakat, mind a Chardonnet, mind a rézselyem számára.
A viszkózfolyamat felfedezése a következő felfordulást idézte elő, amikor az angliai Courtaulds cég és a Fürst Guido Donnersmark műselyem- és acetátműve Sydowsaue-ban a századforduló környékén megszerezte a viszkóz szabadalmakat a Cross és a Stearn cégtől. Németországban 1905-ben Müller és Koppe felfedezték a "Müllerbad" -t (sav hozzáadott sóval) viszkózselyem fonókádaként, majd 1911-ben a Vereinigte Glanzstoff-Fabriken A.G. a Sydowsaue gyár és a viszkóz eljárás; a vállalat elhagyta a réz eljárást, és végül a viszkóz selyem gyártása felé fordult.
A következő évek számtalan fontos fejlesztést hoztak minden területen, amelyek közül néhányat az alábbiakban sorolunk fel. Alapvető szempontként meg kell említeni az úgynevezett centrifuga centrifugálási eljárás kidolgozását, amely a centrifuga Topham 1900-as találmányán alapul.
A rézselyem-folyamat új lendületet kapott, amikor a lehner nitro-selyem húzófonási eljárását 1890-től Tiele 1901-ben svájci megoldásokba helyezte át. Ez a feltaláló számos szabadalomban javította az eljárást; ennek alapján a J. P. Bemberg A.G. aki 1907-ben elkészítette a fonógépet, amelynek lényeges alkatrészeit ma is használják.
Az acetil-cellulóz lakkok iránti igény a háború alatt, különösen az antant részéről, nagy gyárak létrehozásához vezetett a Dreyfus testvérek részéről, akik annak megszűnése után átvették az acetát-selyem gyártermelését Spondonban (Anglia); Clavel-lel (Basel) együttműködve, aki más kutatókkal (különösen az angliai Green-szel) együtt tanította, hogyan lehet leküzdeni a festési problémákat, felépítették a brit Celanese Comp-ot. és leányvállalatai megalapították az első nagy és sikeres acetát selyemcéget.
Számos más cellulózszármazékot is kipróbáltak a műselyem előállításához. A lilienfeldi úgynevezett éterselyemnek (alkil-cellulóz) esélye lehetett a sikerre. De a viszkózselyem gyártását is tovább fejlesztették; Itt a háború után a húzófonási eljárást alkalmazták az „éretlen viszkóz” feldolgozásával, amellyel rendkívül finom titerek érhetők el; Ezenkívül meg kell említeni a viszkózoldatok erős kénsavban való fonását Lilienfeld szerint, amely által a szilárdság óriási mértékben növelhető. Végül meg kell említeni a tubulus műselyem előállítását regenerált cellulózból és viszkózból.
A történelmi fejlődés ezen ábrázolása nem állítja, hogy teljes. Csak a nagy fellendülés fő vonalait vázlatos vonalakban próbálták nyomon követni, hogy bemutassák azokat a nehéz munkákat, amelyek a műselyem mai jelentésének eléréséhez szükségesek voltak.