Geschichte des Kunststoffs

Biografien von Pionieren der Kunststofftechnik

Fritz Klatte

* 28.03.1880 in Diepholz
† 12.02.1934 in Klagenfurt, Österreich

Fritz Klatte war ein deutscher Chemiker, der als erster einen Prozeß zur Herstellung von Polyvinylchlorid (PVC) patentieren ließ.


"Fritz Klatte - Dem PVC auf die Sprünge geholfen"

(Quelle: "Portraits in Plastik – Pioniere des polymeren Zeitalters", 1998, Siegfried Heimlich, Frankfurt am Main - mit sehr freundlicher Genehmigung des Autors)

PVC, die drei Versalien stehen als Kürzel für Polyvinylchlorid. Sie stehen aber auch für einen der umstrittensten Werkstoffe dieses Jahrhunderts. Wo immer in deutschen Landen eine Lagerhalle in Flammen aufgeht, wenn es in einem Warenhaus oder im Düsseldorfer Flughafen brennt, dann fällt garantiert der Name PVC. Der Stoff zählt nicht gerade zu den Favoriten in der Gunst des Publikums. Vor allem die ökologische Betroffenheitsszene und der grün agierende Politklüngel hat sich auf diesen Oldie des polymeren Zeitalters eingeschossen. Der kann auf eine Geschichte von anderthalb Jahrhunderten verweisen. Die Hälfte davon hatte er fast schon hinter sich, als sich am Anfang unseres Säkulums Fritz Klatte intensiver mit diesem Werkstoff beschäftigte und 1912 ein Patent zur Herstellung von PVC am kaiserlichen Patentamt des Deutschen Reichs anmeldete. Klatte war seiner Zeit zwar um eine ganze Nasenlänge voraus, doch seine Ideen scheiterten schlicht an den damaligen technischen Möglichkeiten. Die waren für eine großtechnische PVC-Produktion noch nicht gegeben. Erst 1935 lief in Deutschland die erste Anlage zur Herstellung dieses Kunststoffs an, der dann sehr rasch und vor allem nach dem 2. Weltkrieg (1939-1945) zu einem Massenpolymer avancierte. Nach wie vor gehört das Material zu den Knüllern auf der Angebotsliste der Plastkocher. Allein in Deutschland wurden 1996 etwa 1,3 Millionen Tonnen PVC polymerisiert. Schon richtig: Fritz Klatte hat in dieser jüngeren, rasanten Entwicklung des PVC wenig Aktien drin. Als in den 30er Jahren die Produktion anlief, war das nicht auf Basis seines Patents. Aber das kann seine Verdienste, dem PVC durch seine Arbeiten gehörig auf die Sprünge geholfen zu haben, nicht schmälern.

Ausgangsstoff für alles Sein des PVC ist Vinylchlorid (VC), ein gasförmiger Chlorkohlenwasserstoff, der bei der Reaktion von Acetylen mit Chlorwasserstoff (Salzsäure) entsteht. Am Anfang dieses Jahrhunderts wurde Acetylen massenhaft produziert. Ebenso reichlich wie Chlorwasserstoff, das als Überschußprodukt genau wie Chlor selbst anfiel. Doch kein Mensch wußte damit was anzufangen. Versuche, dieses überaus günstig zu gewinnende Material zu vermarkten, schlugen fehl. So schreibt es jedenfalls Horst Pohle in seiner im Berliner Springer-Verlag herausgegebenen Bestandsaufnahme "PVC und Umwelt". Eine direkte Verwendung konnte für das unter normalen Bedingungen gasförmige VC nicht gefunden werden. Also probierte man, verkaufsfähige Folgeprodukte dieser Überschußware zu finden.

Die ersten Versuche, das Vinylchlorid durch Polymerisation zu einem technisch verwendbaren Produkt umzumodeln, wurden dann auch bereits vor dem 1. Weltkrieg (1914-1918) von Fritz Klatte durchgeführt. Der läßt sich am 11. Oktober 1912 ein Verfahren zur Herstellung von PVC patentieren. Das damals noch kaiserliche Patentamt in Berlin gibt sich die Ehre, dem Begehren des Chemiker Fritz Klatte zu entsprechen. Ein Jahr später, 1913, wird von Klatte ein "Verfahren zur Herstellung einer auf Hornersatz, Filmen, Kunstfäden, Lacke u. dgl. verarbeitbaren plastischen Masse" aus Polymerisationsprodukten von Vinylhalogeniden zur Patentanmeldung nachgeschoben, ebenfalls von der kaiserlichen Behörde stattgegeben und unter dem Aktenzeichen DRP 281877 registriert.

Daraus jedoch ein auch verkaufsfähiges Produkt zu entwickeln, scheiterte - zu diesem Ergebnis kommt der promovierte Ingenieur Pohle in seinen Recherchen - zunächst jedoch an der thermischen Instabilität und der nahezu unmöglichen Verarbeitbarkeit des reinen PVC. Bei Temperaturen um den Siedepunkt begann das Zeug, Salzsäure abzuspalten und verfärbte sich rötlich wie mit Henna behandeltes Haar. Wenig überzeugend auch waren die Resultate erster Versuche, das Material auf Pressen der damals bekannten Art zu verarbeiten. Erst nach langjährigen Experimenten gelang es, durch Zusatz von allerlei Ingredienzien wie schwermetallhaltige Stabilisatoren, Gleitmittel und Weichmachern den Stoff zu bändigen, so daß sich daraus tatsächlich thermoplastische Masse und damit Fasern, Folien und solche Dinge machen ließen. Doch daran war Klatte direkt schon nicht mehr beteiligt. Dessen Patente wurden nicht weiter verfolgt, gerieten in Vergessenheit, dienten allenfalls noch den Nachgeborenen als Anleitung für eigene Forschungen.

Klatte, Sohn eines Bürgermeisters aus dem niedersächsischen Provinzstädtchen Diepholz, wird am 28. März 1880 geboren. Er gehört nicht gerade zu den schillernden Sternen am polymeren Himmel, nicht zu den Hyatts, Baekelands, Röhms oder Carothers. Doch seine Arbeiten haben entscheidend dazu beigetragen, daß mit dem Kunststoff PVC der erste wirtschaftlich zu verarbeitende Chemiewerkstoff in großen Mengen polymerisiert und damit - so propagierte es die Nazi-Terminologie - ein "deutscher Kunststoff" gewonnen werden konnte. Klatte hätte sich diese nationalistischen Töne vielleicht verbeten. Richtig aber ist: Acetylen wurde aus "heimischer" Kohle erzeugt, der ebenfalls zur PVC-Produktion erforderliche Chlorwasserstoff fiel als Nebenerzeugnis bei der Verwertung inländischer Salzvorkommen an. Insofern paßte der neue Kunststoff geradezu ideal in das ehrgeizige und größenwahnsinnige Autarkieprojekt der Machthaber im Dritten Reich.

Fritz Klatte, der Mann, der dem PVC auf die Sprünge half, ist gelernter Apotheker. 1896 hat er seine Ausbildung begonnen. Danach ist er als Apothekengehilfe ein bißchen in der näheren Welt herumgekommen. Er hat in Riesa, Meißen, Zürich und im toskanischen Florenz gearbeitet. Im Jahre 1902 nimmt er ein Studium der Pharmazie an der Universität Berlin auf, wechselt dann aber zur Chemie, macht auch in der Reichsmetropole noch sein Diplom, geht dann nach Tübingen, wo er 1907 promoviert. Nach einer kurzen Tätigkeit als Assistent steigt Klatte 1908 bei der damaligen Chemischen Fabrik Griesheim Elektron in Frankfurt a. M. ein. Dort arbeitet er insbesondere über Vinylacetat und Vinylchlorid, baut also damals schon an dem Fundament, auf dem später sein "PVC-Gebäude" stehen soll. Mit Vinylacetat führt er vorher noch den ersten im technischen Maßstab hergestellten Kunststoff ein und schafft - wie es in einem einschlägigen Fachlexikon heißt - die grundlegenden Patente zur Herstellung von Monomeren, zu ihrer Polymerisation und Verseifung.

Nun hatten sich mit dem Vinylchlorid, dem Ausgangsstoff für die Polymerisation von PVC, vor Klatte schon ein paar forschende Seeelen mehr beschäftigt. Dazu gehörte zum Beispiel der französische Chemiker und studierte Bergbauingenieur Henri Victor Regnault (1810-1878), Direktor einer Porzellan-Manufaktur in Sevrès. Dem war es 1835 bereits und zufällig gelungen, aus einer Mixtur alkoholischer Kalilauge und einem Lösungsmittel ein weißes Pulver zu gewinnen. Ohne es selbst zu ahnen, hatte er entdeckt, was erst ein gutes Jahrhundert später als das bewußte Polyvinylchlorid (PVC) zu polymeren Ehren kommen sollte.

Gewissenhaft, wie Chemiker, zumal noch gelernte Ingenieure sind, notierte Regnault seine Entdeckung, mit der er aber so recht nichts anzufangen wußte. Er veröffentlichte sogar die Resultate, aus denen zu dieser Zeit aber auch andere keinen praktischen Nutzen ziehen konnten. Auch der berühmte deutsche Chemiker Justus von Liebig (1803-1873), in dessen Laboratorien im hessischen Gießen der Franzose einige Zeit gearbeitet hatte, konnte seinem gallischen Kollegen nicht weiterhelfen. Liebig konzentrierte sich lieber auf seine Erfindungen wie Kunstdünger und Fleischextrakt; Regnault setzte seine Forschungen, nicht gerade erfolgreich und effektiv, in Lyon fort.

Da hatte es Klatte schon wieder ein bißchen einfacher als sein französischer Vorturner Regnault. Er konnte auf das um die Jahrhundertwende bereits bekannte und recht erschöpfend erforschte Acetylen zurückgreifen. Dieses Gas aus der Familie der ungesättigten Alkine entsteht aus der Verbindung von Wasser und Karbid. Es verbrennt mit heller, rußiger Flamme und wird nach wie vor im Metallbau als Schweißgas verwendet. Noch am Anfang unseres Jahrhunderts brachte es Licht in die Straßen diverser europäischer Großstädte. Und die Fischer der Ägäis oder auch der Balearen fahren noch heute mit riesigen Karbidlampen an ihren Booten aufs nächtliche Meer, um mit deren Lichtschein ihre schwimmende Beute aus den Tiefen des Mittelmeers anzulocken.

Die chemische Struktur dieses Acetylens war Klatte weitgehend geläufig. Mit Hilfe von Quecksilbersalzen als Katalysator gelang es ihm, eine der Kohlenstoffverbindungen des Gases zu knacken. So konnte es zu einer Reaktion mit der zugegebenen Salzsäure kommen. Der Rest ist uns heute bekannt. Das Ziel - so wissen wir jetzt ebenfalls - war damit noch längst nicht erreicht. Heute können wir nachlesen, daß fast zwei Dekaden nach dem Patentcoup des Dr. Klatte noch ins Land gingen, bevor sich in Sachen PVC Entscheidendes tat. Erst 1930 wurde unter der registrierten Nummer DRP 671889 wieder ein Patent auf eine Methode zur Herstellung von PVC erteilt. In diesem Fall war der Patentnehmer die IG Farben AG, ein riesiges Konsortium aller namhaften reichsdeutschen Chemiewerke. Und ein weiteres halbes Jahrzehnt war ins Land gegangen, als 1935 die Werke Wolfen und Bitterfeld innerhalb der IG Farben AG die industrielle Produktion von PVC aufnahmen.

Obwohl die Polymerisation dank des fleißigen Forscherdrangs des Dr. Klatte zu einem großen Teil in den Laboratorien der Hoechst AG im Werk Griesheim erarbeitet wurde, blieb sie in den Zeiten der IG Farben vor allem dem Werk Bitterfeld vorbehalten. Außerdem wurde bei der bayerischen Wacker Chemie das Suspensionsverfahren zur Polymerisation von PVC kreiert. In den Jahren von 1937 bis 1942 wurden alle wesentlichen Methoden der Verarbeitung und die wichtigsten Anwendungen für PVC entwickelt. In Frankfurt wurde die Produktion von PVC erst nach dem 2. Weltkrieg aufgenommen, mit dem Nachteil, jetzt dem Wettbewerb hinterher hecheln zu müssen. Der hatte schon einen beachtlichen Vorsprung. Doch in Hoechst, an der Wiege des PVC, machte man aus der Not eine Tugend und konzentrierte sich auf die Fertigung von PVC-Spezialtypen. Und das - quasi dem früheren Mitarbeiter Klatte posthum als Trost - durchaus erfolgreich.

Im Frankfurter Griesheim dagegen lief 1917 und auf Basis der Forschungen von Fritz Klatte die Produktion eines Polyvinylacetats an. Unter dem Markennamen "Mowilith" wurde ein Lack für die Flugzeugindustrie auf den Markt gebracht, der sich während des 1. Weltkriegs auch recht ordentlich verkaufte. Nach Ende des Kriegs jedoch bestand kein Bedarf mehr. Klatte, der zu dieser Zeit schon an einer Tuberkulose (Tbc) litt, experimentierte unverdrossen weiter. Aus gesundheitlichen Gründen wurde er 1930 in das badische Farbenwerk Rheinsfeld versetzt. Hier arbeitete er weiterhin an seinen geliebten Vinylpolymeren. Er führte eine rege Korrespondenz mit der damals auf die PVC-Forschung spezialisierten IG Farben-Dependance Bitterfeld, dem späteren VEB Chemiekombinat in der ostdeutschen DDR, das nach der Wende teilweise von westlichen Unternehmen übernommen, zum großen Teil aber abgerissen wurde.

Bei den Klattes wurde auch im Urlaub weiter geforscht. So berichtet Klattes Frau von den Sommerferien 1913, die das Ehepaar in Westerland auf der damals noch nicht so schrecklich verrummelten Nordseee-Insel Sylt zubrachte, daß die Begeisterung ihres Gatten für seinen Job offensichtlich keine Grenzen kannte. Die Familie stieg nicht in einem der großen Hotels ab, sondern mietete sich in einem der kleineren Bauernhäuser ein, die mit "bed & breakfast" dienten. Hier konnte der Gemahl seine mitgebrachten Reagenzgläser auf dem Dach des Pferdeschuppens aufbauen und die Auswirkungen des nördlichen Sonnenlichts auf die darin abgefüllten Chemiekalien beobachten. Noch vor dem Frühstück und dem traditionellen Gang ans Meer erfolgten seine Eintragungen in eine dicke Kladde, die schwarze Kladde des Dr. Klatte.

Ähnlich wie auf Sylt - so läßt es uns Frau Klatte auch noch wissen - sah es auch im Werk Griesheim am Arbeitsplatz ihres Mannes aus. Auch hier deuteten Dutzende von Glasfläschchen darauf hin, daß der Chemiker wieder eine seiner Versuchsserien laufen hatte. Der hatte bei seinen Experimenten zunächst mit Chloressig gearbeitet und dabei entdeckt, daß diese Substanz bei längerem Stehen dickflüssig wird. Er entdeckte darüber hinaus, daß sich dieser Vorgang durch Licht beschleunigen ließ, was er sich beim Aushärten von Lacken dann wieder zunutze machte.

Zugegeben: Im nachhinein liest sich manches so einfach, wie es damals so problemlos den Chemikern nicht in den Schoß fiel. Und so glatt, wie es sich Klatte in der Euphorie seines Entdeckungsfiebers vorstellte, war es dann auch ganz und gar nicht. Mit Hitze und Licht - so faßte der engagierte Forscher die Resultate seiner Arbeiten zusammen - ließe sich eben auch Vinylchlorid zu PVC polymerisieren. Aus diesem Material könnten dann Kämme, Knöpfe, Schnallen oder auch Filme hergestellt werden. Alles das jedenfalls, was bisher aus dem von dem Amerikaner John W. Hyatt (1837-1920) erfundenen "Celluloid" in den Werkstätten rund um den Globus produziert wurde.

Denn der Traum, den auch Fritz Klatte gemeinsam mit vielen seiner Kollegen in den Labors der chemischen Industrie zu Beginn unseres Säkulums träumte, drehte sich um einen besseren und preiswerteren Ersatz für "Celluloid". Da schien das PVC ein gangbarer Ausweg, um dem relativ teuren, vor allem aber so leicht entflammbaren "Celluloid" Paroli zu bieten. Nach der Überzeugung von Klatte hätte der bei der Herstellung von Hyatts "Celluloid" verwendete Kampfer auch das PVC erweichen können, das beim Formen von Artikeln aus "Celluloid" gebräuchliche Heißwasserbad auch seine zum Patent angemeldete PVC-Novität plastifizierbar werden lassen.

Klatte erhoffte sich von seinen "technisch wertvollen Produkten", wie er selbst einmal später beschrieben hat, von Produkten, die sich "durch Lichtechtheit, Filmbildevermögen und hervorragende Haftfestigkeit auf unterschiedlichen Oberflächen" auszeichneten, einen Durchbruch auf internationaler Ebene und im großen Stil. Aus seinem PVC sollten sich nicht nur Knöpfe und Spangen formen lassen, sondern auch Folien, Isolierungen von elektrischen Kabeln oder komplizierte technische Artikel. Für seine in immer neuen Anläufen entwickelten Polymerisate schwebten ihm auch Verwendungen wie "Filme und Fäden" (sprich: Folien & Fasern) vor, Lacke und Klebstoffe. Immerhin: Der Flugzeuglack im 1. Weltkrieg war ein, wenn auch kurzer, Erfolg. Denn kaum war der Krieg vorbei, war auch die Sternstunde dieses Lacks aus dem Chemie-Baukasten schon vorbei. Die Naturlacke waren sehr viel preiswerter zu haben. Klatte blieb auf seinen Patenten sitzen. Auch auf denen für das PVC. Die wurden nach Ende des 1. Weltkriegs als "nicht wichtig" fallengelassen. Damit war allgemein der Zugang zu diesem Gebiet wieder offen.

Doch Klatte hatte ja noch andere Eisen im Feuer. Der Mann aus Diepholz (ob wohl dort an seinem Geburtshaus schon eine Gedenktafel hängt?), der im Werk Griesheim der heutigen Hoechst AG seine erste und durchaus nicht unheimliche Begegnung mit dem PVC hatte, kann auch als einer der Ahnherren für die vollsynthetische Faserproduktion gelten. Als es ihm 1913 gelungen war, das im Laboratoriumsmaßstab schon bekannte PVC auch auf industrieller Basis herzustellen, kam ihm mit seinem Gespür für zukunftsträchtige Entwicklungen sofort eine Idee. Das PVC müßte doch auch ein idealer Rohstoff für die Fertigung chemischer Fasern sein. Doch noch fehlte es an Kenntnissen, aus der Theorie Praxis werden zu lassen. Noch wußte auch ein Fritz Klatte herzlich wenig über die Geheimnisse der molekularen Struktur. Die bahnbrechenden Arbeiten eines Hermann Staudinger (1881-1965) und die von ihm entdeckten Makromoleküle lagen noch in ferner, polymerer Zukunft.

Klatte hatte zwar den Weg gewiesen, hatte die Grundlagen geschaffen und die Möglichkeiten angedeutet, doch es sollten bis zur ersten vollsynthetischen Faserproduktion noch fast zwei Dezennien vergehen. Erst als die Chemiker Anfang der 30er Jahre die Polymerisation des PVC richtig in den Griff bekommen hatten, erinnerte man sich auch des von Klatte aufgezeigten Wegs, wie sich aus dem klassischen Vinylchlorid eine Faser herstellen läßt. Die kursierte am Ende als PeCe-Faser auf dem textilen Markt und wurde auf dem technischen Sektor aufgrund ihrer chemischen Resistenz ein echter Renner. Weniger geeignet war sie, um daraus Kleidungsstücke zu stricken, da sie ganz entschieden was gegen Waschen und Bügeln hatte. Schon bei Temperaturen von etwa 70°C näherte sich die Faser dem Erweichungspunkt. Die Kochwäsche solcher Fasern hätte am Ende nichts als eine schleimige PeCe-Suppe ergeben.

Das aber hat Klatte schon nicht mehr erlebt. Anfang der 30er Jahre, kurz nach seinem 50. Geburtstag, wurde sein gesundheitlicher Zustand immer kritischer. Mitte 1932 ließ er sich auf Anraten seiner Ärzte in das Lungensanatorium Klagenfurt einweisen. Am 12. Februar 1934 starb Klatte dort im österreichischen Bundesland Kärnten fern seiner norddeutschen Heimat. In Klagenfurt wurde er auch begraben. Vielleicht schmückt seine Grabstätte auf dem Friedhof St. Georgen am Sandhof wenigstens ein Strauß PVC-Blumen.



Premium-Partner
plasticker Newsletter
Wir informieren Sie schnell, umfassend und kostenlos über das, was in der Branche passiert.

Jetzt anmelden!

Jetzt Kosten im Einkauf senken!
Neuware-Restmengen, Regranulate oder Mahlgüter für Ihre Produktion erhalten Sie in der Rohstoffbörse.

Neue und gebrauchte Maschinen & Anlagen finden Sie in der großen Maschinenbörse.

Kostenfreie Nutzung aller Börsen! Registrieren Sie sich jetzt!

Neue Fachbücher
FEM zur Berechnung von Kunststoff- und Elastomerbauteilen

Im Entwicklungsprozess technischer Kunststoff- und Elastomerbauteile hat die Finite-Elemente-Methode eine immer größere Bedeutung. [mehr]

Deutsches Kunststoff Museum
Das Exponat des Tages

Handelsvertreter-Börse
Benötigen Sie für Ihre Produkte und Dienstleistungen Vertriebspartner im In- und Ausland?
Oder können Sie selbst eine Vertretung anbieten?
Hier finden Sie das optimale Umfeld!

2 Anfragen von Unternehmen
0 Anfragen von Handelsvertretern

Eigene Anfragen kostenfrei inserieren

Aktuelle Rohstoffpreise
Preise von Angeboten
in der Rohstoffbörse
PS Mahlgut [€/kg]