DE1669531C3 - Verfahren zum Herstellen von Kollagenfasern - Google Patents

Description

die njisderwcrugaoa Gerberaabiillc — ?u besonders hochwemgtsm KolUgcnfascmatenal zu schaffen, welches ausgezeichneic hygienische Eigenschaften dadurch hat, daß die abgebauten Kollagent ei ic von „ten J-ascra entfernt sind.

Die Erfindung besteht darin, daß man so lance »schert, bis die Materialien bc-i einer anaiv nschen Bestimmung einen Gehalt an Amsdstkkstoff von 0.1 bis 0,5 ^e _o aufweisen, daß man sie nach dein Gerben in überschaß von Wasser der mechanischen Zerfaserung unterwirft, überschüssiges Wasser aus den Fasern bis auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 50 bis 55 '^ bcsciiict. die feuchten Fasern auflockert, trocknet und auf dseln der Textilindustrie übliche We;sc nachbehandeln

Wie es heute bekannt ist. verlaufen beim Aschern des Haurrohstoffcs vom Standpunkt der Zenssertechnologr; zwei geeensälrikhe Pro^esse. von denen der eine in der Beseitigung der nicht koliagienen Baüastkomponenren beruht, die in der Haut In der Menge bis !ö"_o enthalten suid. wodurch sich die Kollagenfaserstruktur locken, und der zweite beruht in dem partialen alkalischen Abbau der Kapillarf jder,-komponemen. insbesondere der Terrr.inalbercichc. Lediglich der erste Prozeß ist gewünscht. Deshalb ist es notwendig, den Grad der alkalischen, Enzxm- oder kombinierten Bearbeitung des Harnstoffes so tu lenken. daß überwiegend die Anteile der Nichtkoilageneiweißstoffe beseitigt wurden, wie Albumine. Globuline und He Gruppe der sogenannten Mukoide, die man in einer vereinfachenden Auffassung für eine Kittsubstanz halten kann, die die einzelnen Kollagenfasern verklebt.

Für die Erfindung ist die überraschende Feststellung der Abhängigkeit zwischen dem Gehalt des Amidstickstoffes in der Trockenmasse der Blöße und der Separationsstufe der Koilagenfasera von Wichtigkeit, was sich für die Bedingungen des Zerfasern* und für die Qualität der erzeugten Kollagenfasern günstig zeigt. Der günstige Bereich ist 0,1 bis 0,5 "„, wobei die Werte aber 0,5 ^e, eine genügende Beseitigung der ermahnten Ballastkomponenten nicht garantieren und die Werte unter 0,1 ^c ₀ schon zum Verletzen der Fibrillenstruktur führen. Der Rohstoff weist den größeren Inhalt des Amidstickstoffes auf. Durch Beseitigung der Ballastkomponenten sinkt sein Wert. Wenn auch der Gehalt des Amidstickstoffes in der geäscherten oder vorbereiteten Blöße nicht das einzige Kriterium für den Separationsgrad der Kollagenfasern und dadurch auch der Reinheit der Blöße ist. existieren die erwiesenen Abhängigkeiten zwischen diesem Parameter und den technologischen Bedingungen des Zerfaserns und der Qualität der bereiteten Kollagenfasern.

Bei der Erfindung ist es wichtig, daß die mechanische Zerfaserung im Überschuß von Wasser durchgeführt wird. Hierbei werden die abgebauten Kollagtnteile aus den Fascrbündeln herausgeschwemmt und somit den Fasern entzogen. Hierdurch werden die sehr \ iel besseren hygienischen Eigenschaften erhalten, da die erfindungsgemäß gewonnenen Fasern nun nicht mehr die Fähigkeit haben, Feuchtigkeit unter Bildung eines Gels anzunehmen, welches dann das Wasser nur sehr schwer wieder freigibt.

Das Wesen der Erfindung ist nachstehend an Hand einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert:

Beispiel 1

Rindspalt, das ist Rindschwarte (Corium) aus dem Halsteil ohne Backen, wurde nach der Gerberei-Äscherans; in fließendem Wasser gewaschen und auf Schnitzel von einer Größe etwa 10 χ löcra zerschnmen. Die Ecikalkuns wurde mil einer 0,3 Vs²² Ammoniumsuifatlösucg aasg^üiut, der FlüssiskejukoefSaeiät machte dabei 200 *₀. die Temperatur 25" C. die Dauer der Operation 4 Stunden aus. Die Ekkalkur.g verlief bei den stark«- Schnitzele erwa za ^ί _s. Dann folgte dir Beizung, der .-"iussigkdtskoefnZreiit betrug 200%. es wurden 2". eines enzyn:sat'

ia Präparats auf das Gewicht der Blöße und £33

einheilen Zugesetzt. Die Dauer der Heizung -nadne 24 Standen aus. Nach dieser Zeit wurde das 3eizbad ausgetauscht, worauf dieselbe frische Flüssigkeit und dieselbe Nienge des Beizpripariis verwendet wurde und die Schnitze! wehere 24 Sttmden sebeizi wurden. Nach der beendeten BeizunE wurde die Blöße 50 Minuten 'lang be: einer Temperatur von 25"C in fiießendern Wasser gewaschen. Dann folgte das Pickeln is einem Bad. enthaltend 9ö^:... Wasser. ?'\ Natrr-n--

se chlorid ursd 1.5°_;, Schwefelsäure, das Pickeln dauerte 2 Stunden. Die Kollagen masse wurde in einer Chromaiaunbrühe vor einer Sas^tat 2S ' Sch zu einem Gehalt von 2% ChronnliiK»xyd auf das Gewicht der BlöSe gegerbt, mit lU",, Soda ! Stunde lang neutralisiert.

worauf die gegerbte Kollagenrnasse 2 Stunden in reinem nieitenden Wasser gewaschen würde. Es folgte die Zeri'iserung der Masse an einem Desintegrator des Typus Condux HZ-i. Die Zerfaserung wurde unter Zusatz von Wasser bei einem Verhältnis Wasser zu Faserstoff = 2:1 durchgeführt. Nach der beendeten Zerfaserung wurde die Fasermasse durch Auspressen zwischen den Gummi walzen entwässert, aufgelockert. vorgetrocknet, die einzelner! Fasern wurden geeinigt, ausgetrocknet und zur Verarbeitung zu Kollagenvlies vorbereitet.

Beispiel 2

Spahleimgut wurde r.ach der Gerberei-Ascherung

4= 3 Monate lang durch Kalkung zum Zwecke der Gelatineerzeugung verarbeitet, die Entkalkung des Gutes wurde auf die in der Leimindustrie übliche Weise und die weiten; Verarbeitung ähnlich, wie im Beispiel 1 angegeben, durchgeführt, nur mit Ausnahme einer Verarbeitung mit proteolyiischen Enzymen, welche mit Rücksicht auf die lange Äscherung völlig ausgelassen wurde. Zum Pickeln wmrde ein Bad. bestehend aus 150^c _o Wasser. 3 % technischer Salzsäure und 6% Natriumchlorid (auf das Gewicht der Blöße), verwendet.

Die Dauer der Operation betrug 20 Stunden unter Rühren. Die Blöße wurde mit einer reduzierten Brühe in einer Menge von 2% Chrom(lll)-oxyd (auf das Gewicht der Blöße) mit einer Basizität von 35 bis 45^;Sch gegerbt. Das ausgegerbte Material wurde mit 0.4% Natriumcarbonat neutralisiert. 2 Stunden lang in fließendem Wasser gewaschen, dann folgte die Zerfaserung und Verarbeitung des Kollagenmaterials, wie im vorhergehenden Beispiel 1 angegeben.

Beispiel 3

Geweichte Abschnitzel aus den Rohhäuten — Rindbacken — wurden 4S Stunden lang in einem Bad folgender Zusammensetzung alkalisch verarbeitet: Flüssigkeitskorffizient 250°₀, Calciumhydroxyd 3,0 bis 3,5 °_o, Natriumsulfid 2.0 bis 2,5 % (auf das Gewicht der Abschnitzel), die Temperatur des Bades machte 25 bis 28^c C aus. Nach dem Enthaaren und Entfernen der

Oberschicht wurde das Rohmaterial 48 Stunden lang in einem Bad, enthaltend 3,5% Calciumhydroxyd, 3,5 % Natriumsulfat, nachgeäschert. Darauf wurde in das Bad 5% Natriumhydroxyd (auf das Gewicht der Abschnitzel) zugesetzt, und diese wurden im Bad weitere 48 Stunden lang belassen Es folgte ein Durchwaschen mit fließendem Wasser, was 2 bis 4 Stunden dauerte, und weitere Aufarbeitung, wie im Beispiel 2 angegeben, nur mit Ausnahme der Entkalkunrj, welche mit Amir\oniumsulfatlösung durchgeführt wurde, wie im Beispiel 1 angegeben.

Beispiel 4

Unterhautbindegewebe aus geäscherter Rindhaut and/oder aus Maschinenleimgut wird etwa 2 Stunden lang in fließendem Wasser gewaschen. Das Material wird auf einen pH-Wert von 6,0 bis 6,5 unter Rühren angesäuert, ausgequetscht und mit Benzin extrahiert, das eine kleine Menge von 0,5 bis 1,0% Netzmittel enthält. Man kann auch einen anderen Fettloser verwenden. Nach der Durchführung der Extraktion wird der Rest von Benzin im Vakuum abgedampft, das Material mit Wasser hydratisiert und in einem Bad, enthaltend 100% Wasser, 10% Natriumchlorid und noch eine solche Menge einer Säure, daß das Material einen pH-Wert von 3 bis 4 aufweist, gepickelt. Das Material wurde mit einer reduzierten Chrombrühe auf einen Gehalt von etwa 2% Chrom(III)-oxyd in der Trockensubstanz gegerbt. Nach dem Ausgerben v'ird die Kollagenmasse zerfasert, weiter verfährt man in gleicher Weise, wie im Beispiel 1 angegeben.

Beispiel 5

Unterhautbindegewebe aus geäscherter Rindhaut und/oder Maschinenleimgut wird mit fließendem Wasser etwa 2 Stunden lang durchgewaschen. Es folgt das Pickeln unter Rühren in einem Bad, enthaltend 10% Natriumchlorid und eine solche Menge von Salzsäure, daß das Bad einen pH-Wert von 3 bis 5 aufweist. Das Material wird mit einer reduzierten Chrombrühe gegerbt, bis der Gehalt an Chrom(IIl)-oxyd in der Trockensubstanz 2% ausmacht. Nach dem Ausgerben wird das Material zwischen den Gummiwalzen ausgepreßt und in einer Trockenanlage bei einer Temperatur von 40 bis 50⁰C ausgetrocknet. Das Material wird mit Benzin zur völligen Beseitigung des Fettes extrahiert. Nach der Entfettung wird der Rest des Lösungsmittels mit Hilfe von Vakuum abgedampft. Das extrahierte Material wird dann hydratisiert und zerfasert, wie im Beispiel 1 angegeben.

Technischer Fortschritt

Die technisch-ökonomischen Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens bestehen insbesondere darin, daß die nach der Erfindung gewonnenen Fasern im Vergleich mit den Fasern, welche nach anderen technologischen Verfahren hergestellt wurden, eine ganze Reihe von besseren Eigenschaften haben. Vor allem wird eine wesentliche Verbesserung der Qualität der

ίο gewonnenen Fasern erreicht. Da eine verhältnismäßig drastische Verarbeitung der Kollagenmasse mit Chemikalien entfällt, erfolgt überhaupt nicht oder nur in einem ganz geringen Ausmaß eine Denaturierung und Degradation der Kollagenmoleküle. Die Fasern sind

daher vom Standpunkt der physikalisch-mechanischen Eigenschaften von weit besserer Qualität. Weiter erreicht man eine gesamte Verkürzung des Prozesses. Mit Rücksicht darauf, daß die zeitmäßig anspruchsvolle Verarbeitung des Materials mit Chemikalien entfällt, bedeutet das erfindungsgemäße Verfahren eine wesentliche Verkürzung des Herstellungsprozesses.

Außerdem ist das neue Verfahren hinsichtlich der Technologie nicht sehr anspruchsvoll und stellt keine außerordentlichen Anforderungen an das Bedienungspersonal oder an die Maschinenausrüstung. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Verarbeitung von allen Arten der Kollagenfaser-Materialien einschließlich auch der minderwertigsten Gerberei-Abfälle, wie z. B. Maschinenleimgut, welches gemäß bisher bekannten technologischen Verfahren ganz unverarbeitbar war. Das erfindungsgemäße technologische Verfahren gestattet die Verarbeitung von Kollagenrohmaterialien in einem nur wenig beschädigten Zustand, deshalb kann man alle bekannten technischen Gerbereiverfahren ausnützen. Dieser Umstand stellt einen wesentlichen Unterschied und zugleich Vorteil im Vergleich mit anderen technologischen Verfahren dar, bei denen es durch intensive Einwirkung von Chemikalien leicht zu übermäßigem Schwellen des Kollagen-

materials kommt. Dieses Überschwellen erhöht dann beträchtlich die Ansprüche an die Durchführung von allen weiteren notwendigen Operationen, wie z. B. das Gerben. Dessenungeachtet sind die physikalischmechanischen Werte der gewonnenen Fasern stark herabgesetzt. Das technologische Verfahren nach der Erfindung wird mit allen diesen Schwierigkeiten nicht belastet, und die gewonnenen Fasern sind von bedeutend höherer Qualität als die nach den bekannten Verfahren hergestellten. Sie sind dabei leichter zu Vlies verarbeitbar.

Claims (1)

1. mäßig einwirken können und es nicht zu einer inten-Patentansnruchsiveren Bearbeitung der schwachen Stellen und zu

   Patentanspruch. . unvollkommenen Bearbeitung der stärkeren

   ^^ _u en

   Verfahren zum Herstellen von Kollagenfasern Stellen kommt, ist es nötig ein gleichmäßiges und woaus Tierhäuten, Gerbereiabfällen, wie Spalt, Unter- 5 möglich auchι von gleichen topographischen Te,l_en hautbindegewebe, Maschinenieinigut, Abschnitzel stammendes Rohmaterial zur Herstellung der KoUanach Entfernen der Oberseite von Haut, gegebenen- genmasse zu wählen und dabei nicht nur die Starke des falls auch Flechsen, bei dem diese Rohmaterialien Materials, sondern auch seine vorhergehende Verenzvmatisch gebeizt oder mit einer Kalzium- arbeitung zu berücksichtigen.

   hydroxydlösung, gegebenenfalls unter Zusatz von 10 So werden be. mm aus der DT-PS 6 46 085 be-Kalziumsulfid «äschert, dann entkalkt und gege- kanntgewordenen Verfahren 100 kg Rindshauiabfälle benenfalls zusätzlich enzymatisch gebeizt, gepickelt, 2 Wochen bei gewöhnlicher Temperatur in Kalkmilch gegerbt und zerfasert werden, dadurch ge- eingelegt, auf einem Reißwolf grob zerfasert wiederum kennzeichnet, daß man so lange äschert, 2 Wochen in Kalkmilch eingelegt, neutralisiert, von bis die Materialien bei einer analytischen Bestim- x₅ anhaftendem und gebundenem Kalk durch Waschen mung einen Gehalt an Amidstickstoff von 0,1 bis mit saurem Wasser befreit, gepickelt und nach einem 0,5% aufweisen, daß man sie nach dem Gerben in der üblichen Chromgerbverfahren gegerbt. Das geÜberschuß von Wasser der mechanischen Zertase- gerbte grobfaserige Produkt wird anschließend in mehr rung unterwirft, überschüssiges Wasser aus den oder weniger weitgehend getrocknetem Zustand, nach-Fasern bis auf einen Feuchtigkeitsgehalt von 30 bis 20 dem es gegebenenfalls vorher noch in eine wäßrige 35^ü,; beseitigt, die feuchten Fasern auflockert, Dispersion von Eierol, Lederfett od. dgl. getaucht trocknet und auf die in der Textilindustrie übliche wurde, über eine Krempel geführt. Bei dieser Fein-Weise nachbehandelt. zerfaserung fällt ein in feinste Fibrillen aufgespaltenes

   langfaseriges Erzeugnis von wollähnlichen Eigen-25 schäften an, das wie Wolle auf Gespinste, Gewebe, Filze u. dgl. verarbeitet werden kann. In Ausübung dieses Verfahrens wird die tierische

   Haut durch eine an sich bekannte Behandlung mu

   quellend wirkenden Mitteln, z. B. mit alkalischen 30 Flüssigkeiten, wie Kalkmilch, verdünnter Natronlauge, Ammoniak, oder mit sauren Flüssigkeiten, wie z. B. Ameisensäure, Essigsäure, Milchsäure, Salzsäure,

   Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum schweflige Säure, oder mit Salzlösungen, wj_e z.B. Herstellen von Kollagenfasern aus Tierhäuten, Gerbe- Rhodaniden, Soda, in einen Zustand übergeführt, der reiabfällen, wie Spalt, Unterhautbindegewebe, Maschi- 35 eine schonende Zerteilung unter Erhaltung der Fasern nenleimgut, Abschnitzel nach Entfernen der Oberseite gestattet. Diese mehr oder weniger weitgehende Zervon Haut, gegebenenfalls auch Flechsen, bei dem diese teilung der vorbehandelten Haut kann ?.. B. im Hollän-Rohmaterialien enzymatisch gebeizt oder mit einer der oder mit einem Reißwolf vorgenommen werden. Kalziumhydroxydlösung, gegebenenfalls unter Zusatz Das hierbei anfallende Grobfasermateria! kann direkt von Kalziumsulh'd geäschert, dann entkalkt und gege- 40 oder nach vorhergehendem Pickeln mit Gerbstoffen benenfalls zusätzlich enzymatisch gebeizt, gepickelt, bzw. Scheingerbstoffen, z. B. wäßrigen Lösungen dieser gegerbt und zerfasert werden. Stoffe, behandelt werden. Man kann aber auch das

   Zur Herstellung von Kollagenfaserstoff, welcher zur Grobfasermaterial zunächst mit Stoffen, wie Wasser, weiteren technischen Verarbeitung geeignet ist, wurde Alkalien, Erdalkalien oder Säuren, behandeln. Kollagenrohstoff mit Chemikalien verarbeitet, bei 45 Bei diesem Verfahren wird bei der Bereitung des deren Einwirkung es zur Auflockerung der Fasern Faserstoffes ein Schutz vor dem Verkleben und Verkommt. Die stark iiberschwollene Kollagenmasse hörnen bei der Beseitigung des Wassers dadurch erbildet eine Dispersion, aus welcher einzelne Fasern reicht, daß man Gerbemittel benutzt. Aber gerade durch Entwässerung gewonnen werden können, wozu durch das Gerben tritt ein Ausfällen von abgebautem man Salzlösungen oder Lösungen von organischem 50 Kollagen an den Fasern ein. Die Klebekraft verLösungsmittel, welche mit Wasser mischbar sind, ver- schwindet zwar, aber die Kittsubstanz, das abgebaute wendet. Die gewonnenen Fasern werden vorwiegend Kollagen, wird nicht beseitigt. Es bleibt ausgefällt an nach den in der Lederindustrie bekannten technolo- der Faser und behält die Fähigkeit, Feuchtigkeit anzugischen Methoden gegerbt und dann nach den in der nehmen. Dieses abgebaute Kollagen bildet ein Gel, das 1 extilindustrie bekannten Methoden weiterverarbeitet. 55 dann das Wasser sehr schwierig löst, so daß das herge-Aus dem so gewonnenen Fasenchmaterial kann man stellte Material ungünstige hygienische Eigenschaften Vlies herstellen, welches weiter in eine ganze Reihe aufweist. Diese machen sich vor allem in einer schlechvon Erzeugnissen verarbeitet werden kann, z.B. in teren Desorption der Wasserdämpfe bemerkbar. Kunstleder u. dgl. Die bekannten Verfahren schaffen Möglichkeiten,

   Diese Verfahren weisen vom Standpunkt der techno- 60 hauptsächlich die höhenvertigen Gerbereiabfälle zu' logischen Verarbeitung Mangel auf. Durch Einwirkung verarbeiten. Nicht möglich ist es hingegen, die minderder Mittel, welche eine starke Uberschwellung des wertigsten Gerbereiabfälle, welche in der größten Kollagenfaserstoffes hervorrufen, kommt es nämlich Menge zur Verfugung stehen, wie das Maschinenleimzur Störung der Bindungen zwischen einzelnen KoIIa- gut, zu verarbeiten. Das Haupthindernis ihrer Vergenuntereinheiten, so daß das Endprodukt im Ver- 65 arbeitung ist die große Ungleichmäßigkeit und Ungleich mit Kollagenfasern in fertigem Leder ver- gleichartigkeit des Ausgangsmaterials, schlechterte physikalisch-mechanische Eigenschaften Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zuaufweist. Damit die einzelnen Chemikalien gleich- gründe, eine Möglichkeit der Verarbeitung — auch für