DE1272887B - Verdickungsmittel fuer waessrige Loesungen - Google Patents

Verdickungsmittel fuer waessrige Loesungen

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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. Cl.:
BOIg
Deutsche KL: 12 c - 3
Nummer: 1 272 887
Aktenzeichen: P 12 72 887.9-43 (K 60524)
Anmeldetag: 21. Oktober 1966
Auslegetag: 18. Juli 1968
Erfindungsgegenstand ist die Verwendung der Kombination eines hydrophilen Xanthomonas-Kolloids und Johannisbrotbohnengummi, wobei das Gewichtsverhältnis aus hydrophilem Xanthomonas-Kolloid und Johannisbrotbohnengummi zwischen 95: 5 und 5: 95 liegt, als Verdickungsmittel für wäßrige Lösungen. Ein bevorzugt zu verwendendes Xanthomonas-Kolloid ist das, welches von Xanthomonas campestris gebildet wird.
Im allgemeinen liegt die Gesamtmenge an hydrophilem Xanthomonas-Kolloid und eingesetztem Johannisbrotbohnengummi zwischen etwa 0,02 °/o und etwa 4 Gewichtsprozent, bezogen auf das Wasser, um die gewünschten hitzereversiblen Gele zu erhalten. Vorzugsweise beträgt die Gesamtmenge an hydro- *5 philem Xanthomonas-Kolloid und Johannisbrotbohnengummi etwa 0,1 bis etwa 1%> bezogen auf das Gewicht des Wassers, da die besten Gele bei Konzentrationen in diesem Bereich gebildet werden.
Die Bestandteile hydrophiles Xanthomonas-Kolloid %° und Johannisbrotbohnengummi werden vorzugsweise in trockener feinverteilter Form zu einem homogenen Gemisch vermischt, so daß sie leicht in Wasser löslich sind. Die Teilchengröße des feinverteilten Johannisbrotbohnengummis und des hydrophilen Xanthomonas- *5 Kolloids wird vorzugsweise so gewählt, daß 100 % der Bestandteile durch ein Sieb Nr. 40 (100 mesh) hindurchgehen.
Feste Zusätze lassen sich leicht dadurch dem Gel einverleiben, daß man hydrophiles Xanthomonas- 3< > Kolloid und Johannisbrotbohnengummi zu heißem Wasser zusetzt und dann die festen Zusätze zugibt, nachdem auf eine Temperatur, z.B. 54 bis 60°C, abgekühlt wurde, bei der die Viskosität des Systems genügend hoch ist, um die zugesetzten Feststoffe zu suspendieren.
Das so erhaltene Gel ist im allgemeinen ziemlich zäh. Für bestimmte Anwendungen wäre ein weniger zähes Gel erwünscht. In diesem Fall läßt sich das Gel durch Einverleiben kleiner Mengen von Zusätzen verändern, 4<> die das Gel plastischer machen. Derartige Zusätze sind beispielsweise Guargummi, Carboxymethylcellulose, Karayagummi, Tragacanthgummi, Alginate, Gummiarabikum, Carrageenan-Gummi und Stärken. Die Mengen derartiger Zusätze können gegebenenfalls verändert werden, um das Kohäsionsvermögen bzw. die Zähigkeit der Gele auf den jeweils erforderlichen Grad zu verringern.
Die erfindungsgemäß verwendeten hydrophilen Xanthomonas-Kolloide sind kolloidale Stoffe, die durch Bakterien des Stammes Xanthomonas gebildet werden.
Verdickungsmittel für wäßrige Lösungen
Anmelder:
Kelco Company, San Diego, Calif. (V. St. A.) Vertreter:
Dr.-Ing. F. Wuesthoff, Dipl.-Ing. G. Puls und Dr. E. Frhr. v. Pechmann, Patentanwälte, 8000 München 90, Schweigerstr. 2
Als Erfinder benannt:
Harry Rüssel Schuppner jun.,
El Cajon, Calif. (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 22. Oktober 1965 (502446)
Andere kolloide Stoffe von Xanthomonas lassen sich nach üblichen Verfahren herstellen, indem man an Stelle des Bakteriums Xanthomonas campestris andere bekannte Xantomonas-Bakterien oder Organismen verwendet, wie Xanthomonas carotae, Xanthomonas incanae, Xanthomonas begoniae und Xanthomonas malvacearum.
Tabelle I
(Verdickungswirkung)
Hydrophiles Kolloid
von Xanthomonas
campestris		 Johannisbrot
bohnengummi		 Bloom-Gelometer-
Ablesung
% % g
0,95 0,05 15,1
0,90 0,10 21,4
0,85 0,15 26,4
0,80 0,20 31,5
0,75 0,25 42,3
0,70 0,30 40,3
0,65 0,35 39,6
0,60 0,40 42,2
0,50 0,50 41,0
0,40 0,60 40,0
0,35 0,65 34,6
0,30 0,70 29,9
0,25 0,75 26,6
0,20 0,80 23,6
0,15 0,85 18,3
0,10 0,90 15,3
0,05 0,95 —
809 570/463
Die umstehende Tabelle I zeigt die Verdickungseigenschaften der erfindungsgemäßen Kombination bei verschiedenen Konzentrationen. Eine trockene Mischung aus Xanthomonas-Kolloid und Johannisbrotbohnengummi wurden zu destilliertem Wasser mit einer Temperatur von 82° C gegeben. Nach 15 Minuten langem konstantem Rühren bei 82° C wurde jedes der verschiedenen Gemische in Bloom-Gelometer-Flaschen eingegossen und 17 Stunden lang bei Wie aus Tabelle II hervorgeht, wird bei einer Temperatur von annähernd 48° C ein stabiles Gel gebildet, wobei die Viskosität von diesem Punkt an schnell ansteigt. Es wurde gefunden, daß die Temperatur der Gelbildung im Bereich von etwa 46 bis etwa 51,5° C leicht variieren kann und die Umwandlungstemperatur verhältnismäßig unabhängig von der genauen Gelzusammensetzung ist. Wenn man das Gel abermals auf die Umwandlungstemperatur erhitzt, so wurde
Raumtemperatur stehengelassen. Von jeder der ver- io gefunden, daß sich dieses dann bei annähernd der schiedenen Proben wurde dann die BIoom-Gelfestig- gleichen Temperatur, bei der die Flüssigkeit in ein Gel
keit untersucht.
Wie aus der Tabelle hervorgeht, wurden Gele über einen breiten Bereich verschiedener Verhältnisse aus hydrophilem Xanthomonas-campestris-Kolloid und Johannisbrotbohnengummi hergestellt. Es wurde gefunden, daß die maximale Gelfestigkeit bei Gewichtsverhältnissen aus hydrophilem Xanthomonas-campestris-Kolloid und Johannisbrotbohnengummi im Bereich von etwa 75 :25 bis etwa 40: 60 auftritt.
Das Bloom-Gelometer ist ein Gerät, das von der Precision Scientific Company, 3737 West Cortland Street, Chicago 47, Illinois, vertrieben wird. Es wurde von Dr. Oscar Bloom, Swift & Company, entwickelt und wird zur Bestimmung der Gelfestigkeit verwendet.
Um die Erfindung noch weiter zu erläutern, wurden weitere Versuche durchgeführt, bei denen ein hydrophiles Xantomonas-compestris-Kolloid und Johannisbrotbohnengummi in feinverteilter Form trocken vermischt und zu destilliertem Wasser mit einer Temperatur von etwa 82° C zugesetzt wurde. Die Gesamtkonzentration aus dem hydrophilen Xanthomonascampestris-Kolliod und dem Johannisbrotbohnenumgewandelt wird, in eine Flüssigkeit umwandelt.
In einer weiteren Versuchsreihe wurde eine Vielzahl temperaturreversibler Gele hergestellt, wobei verschiedene hydrophile Xanthomonas-Kolloide in Gemisch mit Johannisbrotbohnengummi zur Anwendung kamen. Die Gele wurden, wie in Verbindung Jmit Tabelle I beschrieben, hergestellt. Nach 17stündigem Stehen wurden für jedes der verschiedenen Gele die
ao Gelometer-Meßwerte ermittelt. Die angegebenen Werte der Spalte 2 sind Mittelwerte aus drei getrennten Bloom-Gelometer-Ablesungen für jedes der Gele.
Tabelle III (andere Xanthomonas-Kolloide)
Hydrophiles Kolloid von Xanthomonas und Johannisbrotbohnengummi
Bloom-Gelometer-Ablesung
0,50% Xanthomonas campestris
0,50 % Johannisbrotbohnengummi
0,625 % Xanthomonas malvacearum
gummi betrug etwa 1 Gewichtsprozent des wäßrigen 35 0,50 % Johannisbrotbohnengummi Mediums, wobei 60 Teile des hydrophilen Kolloids von Xanthomonas compestris auf je 40 Teile Johannisbrotbohnengummi eingesetzt wurden. Nach Zusatz zu Wasser von 84° C wurde das Gemisch etwa 15 Minuten lang bei konstai
rührt. Man ließ die Temperatur dann langsam abfallen, wobei Viskositätsmessungen mit einem Brookfield-Viskosimeter, Modell LVF, und Verwendung einer Spindel Nr. 3 oder Nr. 4 bei einer Rotationsgeschwindigkeit von 60 UpM vorgenommen wurden. Die Ergebnisse dieser Versuche sind in der folgenden Tabelle gezeigt. In der ersten Spalte ist die Temperatur des Gemisches in Grad Celsius und in der zweiten die Viskosität des Stoffes in cP angegeben.
0,875 % Xanthomonas carotae
0,50 % Johannisbrotbohnengummi
OAO„ 0,825% Xanthomonas begoniae (St. 3)
Temperatur von 84 C ge- 40 0,50 »/0 Johannisbrotbohnengummi
0,55 % Xanthomonas begoniae (St. 9) 0,50% Johannisbrotbohnengummi
0,75% Xanthomonas incanae
0,50 % Johannisbrotbohnengummi
1,875 % Xanthomonas phaseoli
0,50 % Johannisbrotbohnengummi
Tabelle II
Temperatar(° Q Viskosität (cP)
80,0 630
72,2 875
67,2 1050
62,8 1060
58,9 1160
55,0 1050
52,2 1200
50,0 1320
47,8 1625
46,7 2300
45,6 2775
43,9 3400
41,1 5500
40,3
77,9
52,6
56,6
47,4
37,0
44,5
12,7
f 10,0
1,00% Xanthomonas campestris
0,00 % Johannisbrotbohnengummi
1,00 % Johannisbrotbohnengummi 0,00% Xanthomonas campestris
Wie aus obiger Tabelle hervorgeht, ergaben alle der verschiedenen hydrophilen Xanthomonas-Kolloide starke, zähe, thermisch reversible Gele. Die Tabelle zeigt ferner, daß das aus einem 50: 50-Gemisch aus hydrophilem Kolloid Canthomonas campestris und Johannisbrotbohnengummi hergestellte Gel eine Gelfestigkeit hatte, die in synergistischer Weise höher lag als die Gelfestigkeit, die sich durch alleinige Verwendung von hydrophilem Kolloid von Xanthomonas campestris oder Johannisbrotbohnengummi ergaben. Genauer gesagt, führten 1 Gewichtsprozent hydrophiles Kolloid Xanthomonas campestris zu einem Bloom-Gelometerwert von nur 12,7 g, und 1 Gewichtsprozent Johannisbrotbohnengummi ergab einen
Bloom-Gelometerwert von nur 10,0 g. Ganz unerwartet jedoch ergaben 0,50% hydrophiles Xanthomonas-compestris-Kolloid im Gemisch mit 0,5 °/o Johannisbrotbohnengummi ein festes, zähes Gel mit einem Bloom-Gelometerwert von 40,3 g. In ähnlicher Weise reagieren andere hydrophile Xanthomonas-Kolloide als die, die durch das Bakterium Xanthomonas campestris gebildet werden, synergetisch mit Johannisbrotbohnengummi. Hierbei ergeben sich feste, zähe Gele, deren Gelfestigkeit weit oberhalb deren liegen, die sich aus den einzelnen Wirkungen eines hydrophilen Xanthomonas-Kolloids und des Johannisbrotbohnengummis vorhersagen ließen.

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Verwendung der Kombination eines hydrophilen Xanthomonas-Kolloids und Johannisbrotbohnengummi, wobei das Gewichtsverhältnis aus hydrophilem Xanthomonas-Kolloid und Johannisbrotbohnengummi zwischen 95: 5 und 5: 95 liegt, als Verdickungsmittel für wäßrige Lösungen.
    In Betracht gezogene Druckschriften:
    Deutsche Patentschrift Nr. 634 625.
    809 570/463 7.68 © Bundesdruckerei Berlin
DEK60524A 1965-10-22 1966-10-21 Verdickungsmittel fuer waessrige Loesungen Pending DE1272887B (de)

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