DE1720131B1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Formkoerpers aus Proteinfasern - Google Patents

Description

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Elektroabscheidungsgefäß einführt, das wenigstens 10 mm lang sein. Auch kleine Fasern, die nur noch

eine Kathode und wenigstens eine Anode enthält, unter dem Mikroskop wahrgenommen werden kön-

und die wäßrige Suspension in dem Gefäß bei einer nen, sind brauchbar. Es ist nicht möglich, die Dicke

Temperatur von weniger als 60° C hält, wobei zur solcher Fäserchen in einer wäßrigen Suspension zu

Abscheidung der Fasern auf der Kathodenoberfläche 5 bestimmen, da die Fäserchen in einem beträchtli-

der pH-Wert der wäßrigen Suspension bei maximal chen Umfang gequollen oder hydratisiert sind.

6,0, zur Abscheidung auf der Anodenoberfläche bei Die Rohmaterialien werden nach der Entfernung

mindestens 9,0 gehalten wird. von Staub, Fett, Gerbmittel und anderen Verunreini-

Die Erfindung erstreckt sich auch auf eine Vor- gungen von einer Scheidevorrichtung, einem Schlagrichtung zur Durchführung des oben angegebenen io werk, einem Schrotwerk, einer Knetevorrichtung Verfahrens. Sie ist gekennzeichnet durch ein Elektro- oder einer Steinmühle in Fäserchen aufgespalten, abscheidungsgefäß zur Aufnahme einer wäßrigen Den Fäserchen wird Wasser zugegeben, um eine Proteinfasersuspension, in dem sich mehrere Elektro- wäßrige Suspension von hydratisierten Fibrillen zu den befinden, welche in die wäßrige Suspension ein- erzeugen. Wenn der pH der Suspension niedriger als tauchen, wobei von den Elektroden wenigstens eine 15 0,6 gehalten wird, werden die meisten Fäserchen an als Kathode und wenigstens eine als Anode geschal- der Kathodenoberfläche bei der anschließenden tet ist und wenigstens eine Elektrode die Größe und Elektroabscheidung abgeschieden. Wenn andererseits Form des gewünschten Formkörpers hat, ferner der pH höher als 9,0 gehalten wird, so werden die durch Anschlüsse zum Anlegen eines Gleichstrompo- Fäserchen an der Anodenoberfläche abgeschieden, tentials zwischen den Elektroden, durch eine Einrich- 20 Auf diese Weise ist es möglich, Fäserchen an jeder tung zum Einführen und Herausnehmen der Elektro- Elektrode durch Einstellen des pH abzuscheiden. Im de in der Gestalt eines Formkörpers aus dem Gefäß allgemeinen ist es bequemer, die Fäserchen an einer sowie durch eine Einrichtung zum kontinuierlichen Kathodenoberfläche abzuscheiden. Wenn die Fäser-Entfemen des an der Elektrode abgeschiedenen chen an der Kathode abgeschieden werden sollen, Formkörpers. 35 wird eine anorganische Säure oder eine freie organi-

Unter »Formkörper« werden Umhüllungen, Saiten sehe Säure mit den Fäserchen vermischt, um sie zu

oder Säcke mit gleichmäßiger Dicke und frei von quellen und den pH der Suspension auf einen Wert

fehlerhaften Stellen verstanden. Die darin enthalte- unterhalb von 6,0, vorzugsweise zwischen 2,0 und

nen einzelnen Proteinfäserchen sind miteinander ver- 4,0 einzustellen. Geeignete Säuren sind Salzsäure,

wickelt bzw. verschlungen. 30 Essigsäure oder Milchsäure. Sollen die Fäserchen an

Die erfindungsgemäße Elektroabscheidung ist zu der Anode abgeschieden werden, wird ein alkalisches unterscheiden von den üblichen Elektrolysevorgän- Mittel wie Kaliumhydroxyd, Natriumhydroxyd oder gen. Hierbei wird die abgeschiedene Substanz, z. B. Natriumphosphat zugegeben, um den pH der Suspenein Metall, kräftig an die Elektrodenoberfläche ge- sion auf einen Wert oberhalb von 9,0, vorzugsweise bunden und kann nicht so leicht abgestreift werden. 35 zwischen 10,0 und 13,0 einzustellen. Die entstandene Demgegenüber haften die erfindungsgemäß abge- verdünnte wäßrige Suspension von hydratisierten schiedenen Fäserchen locker an der Elektrodenober- fasrigen Proteinfibrillen hat ein weißes, opakes Ausfläche, so daß der Formkörper leicht von der Elek- sehen und eine Viskosität ähnlich wie verdünnter trodenoberfläche abgestreift werden kann. Mehl(-brei).

Die wichtigsten Rohmaterialien für die Zwecke der 40 Die Form der Elektrode der Elektroden, auf die vorliegenden Erfindung sind faserhaltiges Proteinma- die Fäserchen abgeschieden werden, spielt eine wichterial, wie Därme, Sehnen, Haut oder Unterhautge- tige Rolle bei der Bestimmung der Gestalt des Endwebe von Tieren. Andere geeignete Rohmaterialien produktes. Um einen sackähnlichen Gegenstand zu sind z. B. enthaarte und entfettete Rohhäute, chrom- erhalten, kann die als Abscheidungsfläche dienende gegerbte Haut, von der das Gerbmittel entfernt wor- 45 Elektrode die gleiche Form und Größe wie das geden ist und die ein ähnliches Aussehen hat wie Roh- wünschte Endprodukt haben. Bei der Herstellung haut. von großformatigen Umhüllungen für Lebensmittel

Der Ausdruck »fasriges Protein« bzw. »faserhalti- kann eine zylindrische oder rechteckige Säulenelekges Protein« bezieht sich auf Kollagen, das in den trode als Ablagerungsfläche verwendet werden; sie obenerwähnten Rohmaterialien enthalten ist, auf Fi- 50 kann mit einem Endabschnitt versehen sein, der dem broin in Rohseide von Seidenwürmern; Keratin in geschlossenen Ende der Umhüllung entspricht. Röh-Haaren; Fibrinogen in Blut; Myosin in Muskeln und ren aus rostfreiem Stahl mit einem Durchmesser von auf andere Proteine, wie diejenigen, die im Tinten- 45 mm und einer Länge von 200 mm mit einem abfisch oder Seeteufelfisch enthalten sind. Die Prüfung gerundeten Ende eignen sich für die Ablagerung bei solcher Proteine hat gezeigt, daß sie in fasriger Form 55 der Herstellung von Kondomen. Bei der Herstellung eine spiralförmige Struktur besitzen. Es gibt viele von langen kontinuierlichen Umhüllungen zur Ver-Fälle, bei denen die Proteine zusammen mit Muco- Wendung für Wienerwürstchen oder Salami kann die protein oder mit denaturiertem Protein vorkommen. Elektrode ein hohler Zylinder mit dem gleichen Die für die Zwecke der Erfindung verwendbaren Durchmesser wie dem Durchmesser des gewünschten Proteine müssen nicht notwendigerweise chemisch, ^6o Endproduktes sein. Die Elektrode ist mit einem ringreine Substanzen sein. förmigen Durchgang so versehen, daß Gas in das In-

Der Ausdruck »Fäserchen« bzw. »Fibrillen« be- nere des nassen schlauchförmigen Produktes eingelei-

zeichnet feine Fasern, die durch feines Verteilen des tet werden kann, um den nassen Schlauch zu stützen,

Protein-Ausgangsmaterials auf mechanischem, ehe- der vorzugsweise kontinuierlich von der Elektrode

mischem oder enzymatisch-chemischem Weg erhalten 65 durch geeignete Aufwickeleinrichtungen abgezogen

worden sind. Die Größe der Fasern ist so, daß sie wird.

vom unbewaffneten Auge noch erkannt werden kön- Um einen schnurförmigen bzw. saitenförmigen Genen; aber sie können auch beispielsweise bis zu genstand zu erhalten, ist die Ablagerungsfläche eine

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Elektrode mit einem weit größeren Durchmesser als ser. Die bevorzugten Temperaturen liegen im Bereich

der Durchmesser des Gegenstandes, oder die Elek- vom Gefrierpunkt der wäßrigen Suspension bis zu trode kann eine Platte mit glatter oder gebogener 25° C.

Oberfläche sein. Wenn man eine zylindrische Elek- Die Elektroden können aus Materialien beste-

trode für diesen Zweck verwendet, kann das Gas aus 5 hen, die vorzugsweise während der Reaktion in der

dem Inneren des nassen schlauchförmigen Produkts wäßrigen Suspension im wesentlichen inert und un-

abgesaugt werden, wenn der Schlauch von der Elek- löslich sind. Geeignete Materialien, die sich als Ka-

trode abgezogen wird. Dabei kann das anfangs thode eignen, sind z. B. rostfreier Stahl, Nickel, Gold,

schlauchförmige Produkt verdreht und gestreckt wer- Silber, Blei, Legierungen von solchen Metallen, mit

den, wenn es von der Elektrode abgezogen wird, um io Edelmetall überzogene Basismetalle, Graphit oder einen nassen, festen Streifen oder eine nasse, feste elektrisch leitende Pulver, wie Graphitformkörper,

Schnur bzw. Kordel zu bilden. Wenn man eine geeig- die mit Bindemittel wie Paraffinen oder syntheti-

nete Spannung auf die Schnur aufbringt, können die sehen Harzen versetzt skid. Beispiele für geeignete

Fibrillen in Richtung des Streckens orientiert werden. Anodenmaterialien sind Platin, Bleidioxyd und rost-

Wenn die zur Ablagerung verwendete Elektrode eine 15 freier Stahl.

gebogene Oberfläche hat, hat der Formkörper erne Um die Zugfestigkeit des fertigen Produkts zu verentsprechende Wölbung. bessern und ihm eine ferne Textur zu verleihen, kann Eine geeignete Gleichstromquelle wird angewen- die wäßrige Suspension partiell hydrolysiert werden det, um das erfindungsgemäße Verfahren durchzu- durch Erhitzen oder durch die Einwirkung eines ein führen; es kann sich um einen gleichmäßigen bzw. 20 Protein ersetzenden Enzyms, einer Säure oder von geglätteten oder um einen pulsierenden Strom han- Alkali, wodurch die Menge der hydrophilen Gruppen dein. Die Spannung oder das Potential zwischen den erhöht wird und die Hydratisierungsfähigkeit der Fi-Elektroden kann in einem weiten Bereich schwanken, brillen gefestigt wird. Man kann aber auch nicht hywobei mit höheren Potentialen größere Elektroab- drolysierte Fibrillen mit hydrolysierten Fibrillen verscheidungsgeschwindigkeiten erzielt werden. Mit hö- 25 mischen, wobei letztere die Rolle eines Bindemittels heren Potentialen entstehen jedoch zusätzliche Pro- spielen.

bleme wegen möglicher Leckströme, Metallkorro- Ein besonders wirksamer Weg, um die Zugfestigsion, der Gefahr von Überschlagen bzw. Funken. keit und die Reißfestigkeit des Produkts zu erhöhen, Wenn man niedere Spannungen anwendet, werden besteht darin, zu Proteinfibrillen etwas größere Fazwar die obigen Probleme verringert, jedoch ist die 3° sern hinzuzugeben, die vorzugsweise eine unregelmä-Bildungswirksamkeit wegen der langsameren Elek- ßige Oberfläche infolge der Einwirkung eines Schlagtroabscheidungsgeschwindigkeit geringer. Die Dicke werkes haben, und die Elektroabscheidung solcher der elektrisch abgeschiedenen Fibrillensehicht nimmt größeren Fasern gleichzeitig mit den Fibrillen durchmit steigender Spannung und steigender Zeit zu. Im zuführen. Solche zusätzlichen größeren Fasern könallgemeinen kann man ein Potential zwischen 5 und 35 nen Kokonseide, Seidengarn, Cellulose, Baumwolle, 1000 Volt anwenden. Eine Spannung zwischen etwa Stapelfasern, Polyvinylchlorid-Fasern, Polyvinylace-100 und 300 Volt ist zweckmäßig. tat-Fasern, Polyvinylidenehlorid-Fasem oder Polya-Die Konzentration der Elektrolytverunreinigungen midfasern sein. Größere Fasern von tierischen Sehin der wäßrigen Suspension wird vorzugsweise rded- nen oder Häuten, die fasriges Proteinmaterial darrig gehalten, da bei Anwesenheit von Elektrolyten in 40 stellen, sind für diesen Zweck ebenfalls geeignet,
hoher Konzentration ein zu großer Stromfluß verur- Um die Beständigkeit gegen heißes Wasser und die sacht wird und sowohl die Menge wie die Qualität Zugfestigkeit des Produkts zu erhöhen, kann ein des fasrigen Produktes ungünstig beeinflußt wird. Es Koagulationsmittel wie Formalin, Acetaldehyd, Crohat sich gezeigt, daß mit niedriger Konzentration von tonaldehyd, Methylglyoxal, Epichlorhydrin, Epoxyöl, Elektrolyten in der wäßrigen Suspension die Dicke 45 Glykoldialdehyd oder Acrolein der wäßrigen Suspender abgeschiedenen Fibrillenschichten zunimmt. Es sion in einer kleineren Menge entsprechend seiner besteht jedoch kaum eine Abhängigkeit zwischen der Aktivität zugegeben werden, so daß das Koagula-Konzentration der Fäserchen in der wäßrigen Sus- tionsmittel in die abgelagerte Fibrillensehicht eingepension und der Dicke des Produkts. Selbst wenn arbeitet ist. Das Koagulationsmittel bewirkt das Koaman eine sehr verdünnte wäßrige Suspension der Fä- 50 gulieren und Vernetzen durch Wärmehärtung wähserchen verwendet, die etwas wolkig bzw. trüb aus- rend der anschließenden Trocknungsstufe. Für den sieht, können die Fäserchen unter Bildung einer gleichen Zweck kann jedoch auch der Formkörper Schicht abgelagert werden, in der die Fibrillen mit- nach seiner Herstellung durch Eintauchen, Besprüeinander verwickelt sind, was sich sogar mit dem hen oder andere übliche Methoden mit einer vermenschlichen Auge beobachten läßt. Eine höhere 55 dünnten wäßrigen Lösung in Berührung gebracht Faserkonzentration als 3% sollte vermieden werden, werden, die eines der obenerwähnten Koagulationsda eine dicke Suspension dazu neigt, die elektrisch mittel enthält oder die zusätzlich Alaun, Aluminiumabgeschiedene Schicht abzustreifen. Infolgedessen sulfat oder Tannin enthält. Wenn das Koagulationswerden Fibrillenkonzentrationen zwischen 0,01 und mittel verdampfbar ist, kann sein Dampf mit dem 2,0 Gewichtsprozent besonders bevorzugt. 60 nassen Formkörper in Berührung gebracht werden.

Die Temperatur der wäßrigen Suspension während Um dem Produkt Flexibilität zu verleihen, kann

der Elektroabscheidung wird gewöhnlich unterhalb ein Mittel wie Glycerin, Äthylenglykol, Propylengly-

von 60° C gehalten, da oberhalb dieser Temperatur kol oder Sorbit in einer kleineren Menge in der wäß-

die Fibrillen leicht denaturiert werden, was zu einem rigen Suspension gelöst werden, so daß das Mittel in

brüchigen Endprodukt führt, wenn nicht die Elektro- 65 den Formkörper eingearbeitet wird. Der Formkörper

abscheidung sehr schnell vonstatten geht. Bei niede- kann aber auch mit dem Flexibilität verleihenden

ren Temperaturen ist die Abscheidungsgeschwindig- Mittel durch Besprühen oder Eintauchen in Berüh-

keit langsamer, jedoch die Qualität des Produkts bes- rung gebracht werden.

Ein oberflächenaktives Mittel, das entweder kationisch oder anionisch oder nicht-ionisch sein kann, kann der wäßrigen Suspension in einer kleineren Menge zugegeben werden, um das leichtere Abtrennen des abgeschiedenen Gegenstandes von der Elektrode zu erleichtern und um ein entschäumtes Produkt mit feiner Textur und guter Qualität zu erhalten.

Die hergestellte wäßrige Suspension kann leicht entschäumt werden, indem sie vor der Abscheidungs-

Die wäßrige Fasersuspension wird über eine Einlaßleitung 108 in das Gefäß 107 eingeleitet, das auch als Anode wirkt. Die Suspension kann vorher gekühlt werden, um einen zu starken Temperaturanstieg als 5 Folge des Stromflusses während der Elektroabscheidung in dem Gefäß zu verhindern. Ein ringförmiger Tank 109 ist rings um das untere Ende des Gefäßes 107 angeordnet, um Flüssigkeit aufzufangen, die über das offene obere Ende des Gefäßes 107 über

stufe unter verringertem Druck gehalten wird. Wenn io fließt. Diese überfließende Flüssigkeit wird von dem man eine entschäumte Suspension verwendet, sind Tank 109 über eine Abflußleitung 110 entfernt. Der keine Luftbläschen in den abgeschiedenen Fibrillen Tank 109 besteht aus einem geeigneten Isolierungsenthalten, und es wird ein gleichmäßigeres Produkt material, um Spannungsverluste zu verhindern, erhalten. In der Zeichnung ist in Das schlauchf örmige Produkt 100 wird kontinuier-F i g. 1 in seitlicher Ansicht eine Ausführungsform 15 lieh vom Gefäß 107 über eine Aufwickelrolle 140 der erfindungsgemäßen, teilweise geschnittenen Vor- entfernt, die im einzelnen in den Fig. 2a und 2b

dargestellt ist. Die Geschwindigkeit, mit der das Produkt 100 abgezogen wird, wird in Übereinstimmung mit der Geschwindigkeit der Faserabscheidung und

20 der gewünschten Dicke des Endproduktes reguliert. Wenn ein langer, schlauchförmiger Film das gewünschte Endprodukt ist, wird der Druck in dem Produkt 100 durch Einleiten von Gas über das Rohr 102 auf etwa einer Atmosphäre oder höher, z. B.

25 6,0 mm H₂O-Säule, gehalten, um ein Aneinanderhaften der Innenseite der Wand des nassen Schlauchs zu verhindern und den nassen Schlauch zu stabilisieren.

richtung gezeigt, bei der ein schlauchförmiger, elektrisch abgeschiedener Formkörper kontinuierlich gebildet und von dem Elektroabscheidungsgefäß abgezogen wird;

F i g. 2 a ist eine Seitenansicht einer Aufwickelrolle, die bei der Ausführungsform der F i g. 1 verwendet wird;

Fig. 2b ist eine Seitenansicht der Vorrichtung nach F i g. 2 a;

F i g. 3 ist eine seitliche, teilweise geschnittene Ansicht einer anderen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung von sackförmigen Gegenständen; Zu Betriebsbeginn wird ein Gazeschlauch, der Fig. 4 ist ein Querschnitt durch ein Elektroab- 30 nicht dargestellt ist, locker um die Kathode 101 gescheidungsgefäß der Fig. 3, welches die Lage der wickelt und über die Aufwickelvorrichtung 140 gelei-Anoden zeigt; tet. Nachdem eine kleine Menge Fäserchen auf der F i g. 5 ist eine vordere Ansicht einer anderen Aus- Gaze abgelagert worden ist, wird die Gaze nach oben führungsform gemäß der vorliegenden Erfindung, bei gezogen, wobei der Anfangsabschnitt des Gegenstander man sich einer drehbaren zylindrischen Elektrode 35 des 100 an ihm hängt. Während dieser Zeit ist es erals Abscheidungsfläche bedient; wünscht, daß in dem Schlauch mit Hilfe der Steuer-F i g. 6 ist ein senkrechter Querschnitt entlang der einrichtung 130 und dem Hahn 120 ein Druck etwas Linie A-A der F i g. 5; oberhalb Atmosphärendruck gehalten wird.

F i g. 7 ist eine Elektronenmikroskop-Fotografie F i g. 3 erläutert eine andere Ausführungsform der mit 9000facher Vergrößerung der Oberfläche eines 40 Erfindung, bei der mehrere sackähnliche Körper auf fasrigen Protein-Fibrillenfilms, der nach einem be- stabförmigen Kathoden 210 hergestellt werden könkannten Extrusionsverfahren hergestellt worden nen, die über eine endlose Führungsbahn 242 mit ist; Hilfe von isolierenden Manschetten 211 befestigt F i g. 8 ist eine gleiche Mikrofotografie (3000- sind. Die Manschetten 211 verhüten eine unerfache Vergrößerung) eines andeen bekannten Pro- 45 wünschte Ablagerung von Fäserchen rund um den duktes; Fuß der Kathoden. Die Kathoden werden durch den F i g. 9 ist eine Mikrofotografie mit 900Ofacher Mittelteil des zur Elektroabscheidung eingerichteten Vergrößerung von Proteinfibrillen, die erfindungsge- Gefäßes 220 mit Hilfe einer Antriebskette 241 gemäß hergestellt worden sind. führt, die parallel zu einer Führungsschiene 242 und In der F i g. 1 ist mit 100 ein schlauchförmiger, 50 zu Zahnrädern 243 angeordnet ist. Anoden 221 sind elektrisch abgeschiedener Gegenstand bezeichnet, der in einer Zick-Zack-Linie entlang einer Seite des Geauf einer ringförmigen Kathode 101 erzeugt worden fäßes 220 angeordnet. Sie werden von Trägern 222, ist, die sich innerhalb eines Gefäßes 107 befindet. In- 223 getragen, wie dies am besten in F i g. 4 zu sehen nerhalb der Kathode 101 ist eine Leitung 102 an- ist. Die Breite des Gefäßes 220 ist so, daß eine optigeordnet, deren unteres Ende mit einem 3-Wege- 55 male Entfernung zwischen dem Weg der Kathoden Hahn 120 so verbunden ist, daß das Innere des und der Anoden 221 eingehalten wird, die sich an Formkörpers 100 mit der Atmosphäre in Verbindung jeder Seite der Kathoden befinden, stehen kann oder mit einem Druckmedium aus einer Die wäßrige Fasersuspension wird in das Gefäß geeigneten Druck erzeugenden Einrichtung 130 be- 220 über die Einlaßleitung 230 eingeführt. Aus dem schickt werden kann. Kühl- und Waschwasser wird 60 Gefäß wird Flüssigkeit über die Abflußleitung 231 gegen das Innere des schlauchförmigen Produkts abgezogen, die dicht neben dem Kopf des Gefäßes über ein Einlaßrohr 105 und Öffnungen 103 an dem 220 so angeordnet ist, daß sich der Flüssigkeitsspieoberen Ende der Kathode 101 gesprüht. Das Wasser gel innerhalb des Gefäßes etwas oberhalb der oberen wird von dem Inneren des Gegenstandes durch ein Enden der Kathoden 210 während ihres Durchgan-Abzugsrohr 104 entfernt, das konzentrisch um die 65 ges durch den Tank zwischen die Zahnräder 243 beZuleitung 102 angeordnet ist und das an seinem un- findet. Die Kette 241 wird in Richtung der Pfeile mit teren Ende mit einem Wasserauslaßrohr 106 in Ver- einer vorbestimmten Geschwindigkeit gezogen, die bindung steht. der Zeit entspricht, die die Kathoden benötigen, da-

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mit sie innerhalb der wäßrigen Suspension die AbIa- mer eingeleitet und eine wäßrige Lösung von Kalium-

gerung mit der gewünschten Dicke der Fäserchen er- hydroxyd oder Natriumhydroxyd als Elektrolyt in der

halten. Lösung der Kathodenkammer verwendet. In diesem

Nachdem die Kathoden 210 durch die wäßrige Sus- Fall ist es vorzuziehen, daß die Lösung in der Katho-

pension geführt worden sind und die Fäserchen dar- 5 denkammer keine anderen Anionen als Hydroxylio-

auf niedergeschlagen worden sind, werden die Katho- nen enthält.

den aus dem Gefäß 220 entfernt, wie dies auf der Die Verwendung von Diaphragmen hat den Vorlinken Seite der Fig. 3 dargestellt ist, und durch ge- teil, daß keine Fibrillen an der Elektrode abgelagert eignete (nicht gezeigte) Behandlungsstufen geleitet, werden, die nicht in die wäßrige Suspension eintaucht, bei denen die Formkörper getrocknet und gegebenen- io so daß nur ein geringer Verlust an Material auftritt falls weiter behandelt werden können, um ihre physi- und es sehr unwahrscheinlich ist, daß sich denatukalischen Eigenschaften mit Hilfe einer der obener- rierte Fibrillen bilden, auch das Regulieren des pH wähnten Substanzen zu verbessern. Die Formkörper geschieht leichter, da nur geringe Änderungen des werden dann von den Kathoden entfernt, die dann in pH in der Kammer auftreten, in der der Formkörper dem Gefäß 220 erneut verwendet werden können. 15 hergestellt wird. Ferner ist die Gefahr, daß Anoden-Fi g. 5 erläutert eine weitere Ausführungsform der material von der Anode den Rest des Systems verun-Erfindung, bei der eine große Drehtrommel 301 als reinigt, gering. Andererseits erfordert die Verwen-Kathode dient. Die Trommel wird über eine Welle dung von Diaphragmen eine kompliziertere Ausfüh-302 gedreht, die auch als elektrische Leitung zu der rungsform des Elektroabscheidungsgefäßes, und es Kathode dient; die Welle wird über das Rad 303 und 20 können Probleme hinsichtlich des Diaphragmabrueinen geeigneten Riemen, der nicht dargestellt ist, ches oder seiner Blockierung auftreten. Wegen der angetrieben. Ein Ring 304 an dem oberen Ende der obigen Faktoren ist es vorzuziehen, Diaphragmen Welle dient zur Übertragung von elektrischem Strom nur dann zu verwenden, wenn ein Produkt mit beauf die Welle 302. Die Trommel 301 befindet sich in sonders guter Qualität erforderich ist. Im übrigen dem Elektroabscheidungsgefäß 308, in dem vier un- 25 kann der Zweck der Erfindung in befriedigender lösliche Bleidioxydanoden 305 befestigt sind, von de- Weise auch ohne Verwendung von Diaphragmen ernen sich jede in einem zylindrischen Diaphragma 306 reicht werden.

befindet und dicht neben einer Ecke des Gefäßes 308 Geeignete Diaphragmenmaterialien sind z. B. nicht

angeordnet ist. Die wäßrige Suspension wird in das glasiertes Porzellan, korundähnliches Material, syn-Gefäß 308 über einen Einlaß 309 eingeleitet, und es 30 thetische Harze, die die notwendigen Eigenschaften

wird Flüssigkeit durch eine Abflußleitung 310 ent- besitzen, oder Tuche mit einer geeigneten Maschen-

fernt, die am oberen Ende des Gefäßes 308 ange- dichte, die aus natürlichen Fasern wie Baumwolle

bracht ist. Ein Schaber 307 entfernt abgeschiedene oder Seide oder aus synthetischen Fasern hergestellt

Fäserchen von der Trommel 301. sind.

Es hat sich gezeigt, daß diese Ausführungsform 35 Wenn man eine erfindungsgemäße Vorrichtung

der Erfindung besonders brauchbar ist zum Abtren- der oben beschriebenen Ausführungsformen verwen-

nen von Proteinfäserchen von Elektrolyten, die in det, lassen sich Formkörper jeder gewünschten Dik-

den wäßrigen Suspensionen enthalten sind. Infolge- ke leicht durch Einstellen der Spannung und der

dessen ist diese Ausführungsform wirksam zum Rei- Elektroabscheidungszeit herstellen, ohne daß eine nigen von Proteinfäserchen, wobei diese Fäserchen 40 kompüzierte Einstellung der gesamten Vorrichtung

erneut der Elektroabscheidung in Ubereinstirnmung oder eine Einstellung der Strangpreßmündung erfor-

mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstel- derlich ist, wie dies für die bekannten Verfahren zu-

lung von Formkörpern ausgesetzt werden können. Es trifft. Dünne Filme, z. B. mit einer Dicke von weni-

ist darauf hinzuweisen, daß die Ausführungsform der ger als 0,01 mm, und feine Schnüre bzw. Kabel mit Erfindung auch zur Herstellung von Fäserchen in 45 einem Durchmesser von weniger als 0,01 mm, die

Form eines Flächengebildes verwendet werden kann, sich nach den bekannten Extrusionsverfahren nicht

das in dieser Form als Endprodukt für verschiedene herstellen lassen, können durch geeignete Einstellung

Anwendungszwecke dienen kann. von Spannung und Zeit der Elektroabscheidung mit

Die Verwendung eines Diaphragmas, wie es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugt werdem Bezugszeichen 306 in F i g. 6 angegeben ist, um 50 den.

das Elektroabscheidungsgefäß in Kathodenkammern Es ist ein kennzeichnender Gesichtspunkt der Er-

und Anodenkammern aufzuteilen, ist gegebenenfalls findung, daß die Fäserchen in Zufallsverteilung abge-

möglich. Wenn man Diaphragmen verwendet, wird schieden werden, so daß ein nicht orientierter Film

die Suspension der abzuscheidenden Proteinfasern in oder ein anderes Produkt erhältlich ist. Zusätzlich die Kammer eingeführt, welche die als Ablagerungs- 55 kann, wenn die Formkörper einer anschließenden

basis dienende Elektrode enthält, und der pH wird in- Streckbehandlung unterworfen werden, ein Gegen-

nerhalb der oben beschriebenen Bereiche gehalten. stand mit einer gewissen Orientierung erhalten wer-

Ein Elektrolyt wird in die andere Elektrodenkammer den. Demgegenüber werden bei den bekannten Ex-

eingeleitet. Wenn beispielsweise eine Suspension mit trudierverf ahren Filme erhalten, bei denen die Fäsereinem pH unterhalb von 6,0 in eine oder mehrere 60 chen von Anfang an hauptsächlich in Richtung des

Kathodenkammern eingeführt wird, wird erne wäßri- Auspressens und Streckens orientiert sind,

ge Lösung von verdünnter Salzsäure oder verdünnter Die obenerwähnten Unterschiede zwischen den

Schwefelsäure als Elektrolyt in der einen oder den erfindungsgemäßen Endprodukten und denen der be-

mehreren Anodenkammern verwendet. Vorzugsweise kannten Verfahren werden auf Elektronenmikroenthält die AnodenkammerlÖsung außer Wasserstoff- 65 skop-Fotografien der F i g. 7, 8 und 9 besonders

ionen keine Kationen. Wenn andererseits die Anode deutlich.

die Ablagerungsbasis ist, wird die wäßrige Suspen- Die Fig. 7 und 8 sind Elektronenmikroskop-Fotosion bei einem pH höher als 9,0 in die Anodenkam- grafien von Oberflächen von zwei Filmen, die aus

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Proteinfäserchen nach den bekannten Verfahren er- dreht sind und die Formkörper elektrochemisch neuhalten worden sind; sie wurden mit der sogenannten tralisiert sind.
Replica-Methode 900Ofach bzw. 300Ofach vergrö- . B e i s ρ i e 11
ßert. Diese Fotografien zeigen deutlich, daß die Fa- ^p

sern in beiden Filmen in einer gegebenen Richtung 5 Eine entfettete und enthaarte Schweinehaut wurde

angeordnet sind. in einer Nahrungsmittelzerkleinerungsvorrichtung

Fig. 9 ist eine Elektronenmikroskopaufnahme der zerhackt und dann unter Zugabe von Wasser zum

Filmoberfläche, die nach dem erfindungsgemäßen weiteren feinen Zerteilen in ein Schlagwerk gegeben.

Elektroabscheidungsverfahren erhalten worden ist. Die Masse wurde dann in einem Tuchsack kompri-Die Fotografie ist 9000fach vergrößert; sie zeigt io miert, um wasserlösliches Material zu entfernen. Die

deutlich, daß die Fäserchen in Zufallsverteilung vor- restliche Masse wurde aus dem Sack genommen, in

liegen. Im allgemeinen stellen die hell-dunklen Ab- einen Kneter gegeben und bis zu einer Konzentration

schnitte Fasern dar, die verhältnismäßig früh wäh- von 5 Gewichtsprozent mit Wasser verdünnt. Der pH

rend des Verfahrens abgelagert worden sind, wäh- wurde durch tropfenweises Zugeben von verdünnter

rend die tiefdunklen Abschnitte Fasern wiedergeben, 15 Salzsäure auf 3,0 eingestellt. Während die Masse

die zu einem späteren Zeitpunkt des Verfahrens ab- zwei Stunden lang fein zerteilt wurde, schwoll sie an

geschieden worden sind. Für eine gegebene Faser und hydratisierte sich.

werden die Abschnitte nahe der Filmoberfläche mit Die so erhaltene durchscheinende gelartige Masse tief dunklen Flächen abgebildet, während die weiter wurde in einen Kneter gegeben, und es wurde eine von der Oberfläche des Films entfernten Anteile, die 20 wäßrige Suspension gebildet, die Proteinfäserchen in sich beispielsweise unterhalb von anderen Fibrillen einer Konzentration von 1 %, bezogen auf Trockenerstrecken, durch hellere Flächen wiedergegeben basis, enthielt. Dann wurden 0,01 °/o Formalin und sind. Auf diese Weise zeigt die Fotografie, daß die 0,5 °/o Glycerin zu den Fasern gegeben. Die Suspeneinzelnen Fasern miteinander verschlungen bzw. ver- sion wurde mit Hilfe einer Vorrichtung behandelt, wickelt sind. 25 die im wesentlichen in den Fig. 1 und 2 dargestellt

Bei dem vorliegenden Verfahren ist es nicht not- ist, d. h., daß das Elektroabscheidungsgefäß und die

wendig, besondere Maßnahmen zum Beseitigen der Anode ein Zylinder aus rostfreiem Stahl mit einem

sauren Anteile nach dem Ausformen der Paste vor- Innendurchmesser von 10 cm und einer Höhe von

zusehen, wie dies bei den bekannten Extrusionsme- 20 cm ist. Die Kathode war ein rostfreies Stahlrohr

thoden erforderlich ist. Die Schicht der faserhaltigen 30 mit 20 mm Außendurchmesser, und seine Länge in-

Proteinfibrillen, die auf der Elektrodenoberfläche ab- nerhalb des Elektroabscheidungsgefäßes war 20 cm.

geschieden worden ist, bildet eine semipermeable Ein dünnes Kupferrohr mit 5 mm Außendurchmesser

Membran; die Nachbarschaft der Elektrode wird wurde in der Kathode angeordnet. Bevor mit der

neutralisiert, und zwar wegen des Unterschieds der Elektroabscheidung begonnen wurde, wurde die Ka-

Überführungszahlen zwischen Anionen und Kationen 35 thode locker mit einer zylindrischen Gaze bedeckt,

und ihrer Entladung. Infolgedessen wird die Schicht deren äußeres Ende mit der Aufwickelrolle 140 ver-

zwangläufig entsäuert oder entalkalinisiert, sie wird bunden war. Die Fasern, die nun mit Hilfe eines Po-

also während der Elektroabscheidung nahezu neu- tentials von 100 Volt, einer Stromstärke von 3,5 A

tral. Hinzu kommt, daß die Fäserchen ihr Hydratisie- und einer durchschnittlichen Stromdichte für die

rungswasser abgeben und somit eine zähe Schicht mit 40 Kathodenoberfläche von 3 A/dm² durch die Maschen

einer feinen Struktur erhalten wird. der Gaze auf der Kathode elektrisch abgeschieden

Die vorliegende Erfindung führt zu Produkten, in wurden, waren miteinander verwickelt. Die Tempe-

denen praktisch keine Schwächungsstellen bzw. keine ratur in dem Elektroabscheidungsgefäß wurde bei

winzigen Löcher vorkommen. Wenn nämlich große 20° C gehalten, indem eine vorher gekühlte wäßrige

oder kleine Fehlerstellen in dem elektrisch abgeschie- 45 Suspension im Kreislauf geführt wurde,

denen Film auftreten sollten, wird der elektrische Das Produkt war ein endloser Schlauch, der mit

Widerstand in den geschwächten Bereichen der einer Geschwindigkeit von 1 m/Min, abgezogen und zu

Fehlerstellen geringer als in anderen Bereichen, die einer milchfarbenen Umhüllung mit einer Dicke von

von den abgeschiedenen Fäserchen bedeckt sind, so 0,03 mm getrocknet wurde. Die Umhüllung war we-

daß stärkerer Stromzufluß durch die Fehlerstellenab- 5° der verfärbt noch mißfarben, und sie hatte eine genü-

schnitte stattfindet und damit im wesentlichen auto- gende Festigkeit für Verpackungszwecke, selbst wenn

matisch zu einem Abdecken und Verschließen der sie 30 Minuten oder langer in Wasser bei 80° C ein-

Fehlerstellen führt. Diese Abschnitte sind also letzt- getaucht wurde.

lieh hinsichtlich ihrer Dicke und Qualität mit dem Ein anderes schlauchförmiges Elektroabschei-

verbleibenden Teil des abgeschiedenen Films im we- 55 dungsprodukt zur Verwendung als Umhüllung wur-

sentlichen identisch. Dies ist ein weiterer Vorteil ge- de nach dem obigen Verfahren mit der Abweichung,

genüber der Extrusionsmethode, bei der es unmög- daß kein Formalin oder Glycerin verwendet wurde,

lieh ist, der Bildung von Fehlerstellen in ähnlicher hergestellt. Die Umhüllung hatte ebenfalls keine Ten-

Weise vorzubeugen. denz, aufzubrechen oder sich zu zerteilen, selbst

Die erfindungsgemäß hergestellten Produkte zei- 60 wenn eine Probe von 5 m Länge unmittelbar nach

gen eine bessere mechanische Festigkeit und stärkere dem Austritt aus dem Elektroabscheidungsgefäß in

hydrophile Eigenschaften als entsprechende Pro- Wasser gegeben wurde. Ferner wurde dieses

dukte der bekannten Extrusionsmethode. Deshalb schlauchförmige Produkt an einem Ende verschlos-

behalten die erfmdungsgemäß hergestellten Produkte sen, und am anderen Ende wurde Luft eingeblasen,

ihre Form, selbst wenn sie unmittelbar nach ihrer Er- 65 um einen Innendruck höher als 1 Atmosphäre bei

zeugung in Wasser gelegt werden. Diese besseren 12 mm H₂O zu halten und das Rohr rund zu ma-

Eigenschaften können darauf zurückgeführt werden, chen. Sobald das Rohr horizontal in Luft gehalten

daß die Fäserchen miteinander verwickelt und ver- wurde, indem beide Enden unterstützt wurden, be-

13 14

hielt es seine runde Form ohne Bruch oder Undich- BeisDiel3

tigkeit. Dies demonstriert, daß das Produkt eine hohe

Festigkeit hat und frei von Fehlstellen ist. In ähnlicher Weise, wie im Beispiel 2 wurde eine ge

quollene Fasermasse aus einer Schweinehaut herge-

Beispiel2 ⁵ stellt, und es wurden 0,5% eines oberflächenaktiven

Mittels zugegeben. Die Elektroabscheidung wurde

Eine enthaarte Ochsenhaut wurde in Stücke von bei einem Potential von 200 Volt und einer Strom-3 cm² geschnitten und weiter zerteilt, indem man stärke von 5 Ampere mit einer Abzugsgeschwindigeine erste Hackvorrichtung verwendete, die mit einer keit des Produkts von 2 m/Min, durchgeführt. Das perforierten Platte mit Löchern von 10 mm Durch- io schlauchförmige Produkt wurde 5 Minuten lang messer versehen ist, und eine zweite Hackvorrichtung, durch eine wäßrige Lösung geführt, die 1% Formain der die Plattenlöcher 5 mm Durchmesser hatten, lin enthielt. Danach wurde der Schlauch 5 Minuten und eine dritte Hackvorrichtung, in der die Plattenlö- lang in eine wäßrige Lösung gegeben, die 5% Alaun eher einen Durchmesser von 1,5 mm hatten. Die fein- enthielt. Dann wurde 10 Minuten lang mit Wasser geverteilte Hautmasse wurde zu einer wäßrigen Suspen- 15 spült, um überschüssigen Alaun zu entfernen. Man sion verarbeitet, deren Feststoffgehalt 5% betrug; erhielt eine Schweinehautumhüllung mit im wesentdie Suspension wurde in ein Knetwerk gegeben und liehen der gleichen Festigkeit wie die Ochsenhautumunter Zugabe von verdünnter Salzsäure geknetet, um hüllung. Anschließend wurde das Material 5 Minuden pH auf 3,0 einzustellen und die Fasern zum ten lang in eine wäßrige Lösung gegeben, die 6% Quellen zu bringen. Gleichzeitig wurden 0,5% Glyce- 20 Glycerin enthielt. Dann wurde getrocknet, und man rin zugegeben. Nach 5 Stunden langem Kneten ließ erhielt das Endprodukt, man die Masse bei 20° C 24 Stunden lang stehen, bis

das Quellen beendigt war. Die entstandene Masse BeispieH

wurde mit Wasser verdünnt bis zu einer Feststoffkonzentration von 0,5 % unter Verwendung eines 25 Entfettete Ochsensehnen wurden wie im Beispiel 1 Mixers. Zu diesem Zeitpunkt wurden 0,05 Gewichts- behandelt, um eine wäßrige Suspension mit Proteinprozent Glyoxal zugegeben. fasern in einer Menge von 35 %, bezogen auf Trok-

Der Mixer hatte 3 Flüssigkeitsröhren, von denen kenbasis, zu erhalten.

die erste ein Einlaß für die fließfähige Masse mit Ein an einem Ende verschlossener Glaszylinder

einer Konzentration von 5% war, die zweite ein 30 mit 15 cm Außendurchmesser und 20 cm Höhe wur-Auslaß für die verdünnte wäßrige Suspension mit de als Elektroabscheidungsgefäß verwendet. Ein aus einer Konzentration von 0,5 % Hautfeststoffen und rostfreiem Stahl gezogenes Rohr von 4 cm Außendie dritte ein Einlaß für die Überströmflüssigkeit aus durchmesser und 15 cm Länge mit einem abgerundeder Elektroabscheidung. Die verdünnte wäßrige Sus- ten Ende wurde als Kathode verwendet. Ein spiralpension wurde dann durch einen Entschäumer zur 35 förmiger Platindraht von 0,5 mm Durchmesser wurde Entfernung von Bläschen geschickt, und die ent- rund um die Kathode in einer Entfernung von 3 cm schäumte Flüssigkeit wurde in ein Elektroabschei- als Anode angeordnet. Die oben beschriebene Susdungsgefäß eingeführt. Die Elektroabscheidung wur- pension wurde in das Gefäß bis zu einer Höhe von de mit einer Vorrichtung, die der des Beispiels 1 ent- 2 cm oberhalb der Kathode eingefüllt und ein sprach, durchgeführt, wobei ein Gleichstrompotential 40 Gleichstrompotential von 112 Volt angelegt. Die von 100 Volt bei einer Anfangsstromstärke von 7 A Stromstärke war während der Anfangsperiode 2,3 eingehalten wurde, die bis auf 1 A nach 20 Sekunden Ampere und 1 Ampere unter gleichbleibenden Beverringert wurde. Dann wurde die Produktaufwickel- dingungen während der abschließenden Periode. Die vorrichtung in Betrieb gesetzt. Das f aserhaltige, Temperatur stieg von 15° C auf 20° C. schlauchförmige Produkt wurde aufgeblasen, indem 45 Das entstandene sackförmige Elektroabscheiman Gas unter Druck in den Schlauch einleitete. Der dungsprodukt wurde ohne von der Kathode zu entSchlauch wurde dann 10 Minuten durch eine Trok- fernen 10 Minuten lang in eine wäßrige Lösung einkenvorrichtung geführt, in der Luft bei einer Tempe- getaucht, die 0,1 % Glyoxal enthielt. Das Produkt ratur von 60° C und einer Feuchtigkeit von 15% im wurde an der Luft getrocknet und dann 10 Minuten Kreislauf geführt wurde, und dann von der Aufwik- 50 lang bei 80° C erhitzt, um die Wärmehärtung und die kelvorrichtung abgezogen. Der Schlauch wurde dann Vernetzungsreaktion zu beendigen. Das Produkt in einem Trockenraum 10 Stunden lang bei 80° C ge- wurde dann 1 Minute lang in eine wäßrige Lösung trocknet, um die Wärmehärtung zu vervollständigen mit einem Gehalt von 5% Sorbit eingetaucht, an und ein Endprodukt mit einer Dicke von 0,03 mm zu der Luft getrocknet und dann von der Kathode abgeerhalten. 55 streift. Man erhielt ein sackähnliches Produkt, das

Die Elektroabscheidungsflüssigkeit, die an der sich als Kondom eignete und eine Dicke von oberen Kante des Abscheidungsgefäßes überfloß, 0,04 mm besaß sowie eine befriedigende Flexibilität wurde durch einen Kühler geschickt und auf 10 bis und Festigkeit aufwies. 18° C gekühlt, um ein Ansteigen der Temperatur der

wäßrigen Suspension zu verhindern, das durch die 60 Beispiel5

Wärme des Stromflusses erzeugt wird. Die gekühlte

Flüssigkeit wurde dann in den obenerwähnten Mixer Eine chromgegerbte Abfallhaut wurde gereinigt

zur erneuten Verwendung zurückgeführt. Die für durch Entfernen von Staub und Haaren, mit Wasser einen Zyklus verwendete Flüssigkeitsmenge war 501, gewaschen und dann etwa einen Tag lang bei Raumund ihre Strömungsgeschwindigkeit betrug 3001/ 65 temperatur in ein annähernd gesättigtes Kalkwasser Stunde. Zusätzlich wurden frische Fasern mit einer eingetaucht. Die Feststoffe wurden dann abzentrifu-Feststoffkonzentration von 5% der Mischung in einer giert, mit Wasser gewaschen und in eine 2%ige Menge von 40 ml/Min, zugegeben. Salzsäurelösung bei Raumtemperatur einen halben

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Tag lang gegeben, um den Kalkgehalt zu neutralisie- war, wodurch man ein nasses Kabel erhielt, das ren, die Chrombestandteile löslich zu machen und sie durch Strecken orientiert werden konnte; man ließ es aufzuschließen. Die Behandlung mit Kalkwasser und dann durch eine Formalindampf-Kammer laufen, da-Salzsäure wurde abwechselnd wiederholt, bis die mit es koagulierte und gefestigt wurde. Danach wurblaue Farbe, die auf Chrom hinweist, verschwunden 5 de das Produkt getrocknet und durch eine Mündung war. Das entstandene, von Chrom befreite und mit gezogen oder poliert, so daß es sich als Wundgarn Wasser ausgespülte Material war ähnlich wie eine oder als Tennisschlägerbesaitung mit entsprechender Rohhaut beschaffen; es wurde dann durch einen Orientierung eignete.
Nahrungsmittelverkleinerer geschickt und mit Wasser . .
verdünnt. Um Elektrolyte wie Calciumchlorid von io Beispiel6
dem behandelten Material zu entfernen, wurde es Ein sackförmiger Film wurde in ähnlicher Weise durch eine Elektrolytvorbehandlung aufbereitet, bei wie im Beispiel 4 hergestellt. Jedoch wurde eine wäßder man eine ähnliche Vorrichtung verwendete, wie rige Fasersuspension mit einem pH von 3,4, einer sie in den F i g. 5 und 6 dargestellt ist. Eine Dreh- Viskosität von 0,75 Poise, einer Faserkonzentration trommel aus rostfreiem Stahl mit 30 cm Durchmesser 15 von 0,3 % verwendet. Als Diaphragma diente ein mit und 30 cm Breite wurde als Kathode verwendet und einem Boden versehener unglasierter Porzellanzylinin einem Elektroabscheidungsgefäß aus Kunststoff der von 25 mm Außendurchmesser und 150 mm befestigt und mit einem Schaber versehen. Vier Blei- Höhe. Eine Bleidioxyd-Anode von 15 mm Außendioxyd-Anoden von 6 cm Durchmesser und 35 cm durchmesser und 200 mm Länge wurde in das Dia-Länge wurden in das Gefäß eingesetzt. Die oben be- ao phragma eingesetzt. Als Kathode diente ein aus rostschriebene wäßrige Suspension von faserigem Pro- freiem Stahl versehener Zylinder mit verschlossenem teinmaterial wurde in das Gefäß unterhalb der Ebene Boden und 36 mm Außendurchmesser und 100 mm der Drehwelle der Trommel eingeführt. Sobald ein Höhe. In einen Becher von 100 mm Durchmesser Gleichstrompotential von 80 Volt angelegt war und wurde eine Kathode mit dem Boden nach unten eindie Trommel mit 2 UpM gedreht wurde, schied sich 25 gehängt, und der nicht glasierte Porzellanzylinder das faserförmige Proteinmaterial auf der Trommel wurde in einem Abstand nahe der Kathode angeordmit einer Filmdicke von 4 mm ab. Das elektrisch ab- net. Die oben beschriebene Suspension wurde in den geschiedene Material wurde kontinuierlich von dem Becher außen auf den Porzellanzylinder gegossen, in Kratzer abgekratzt. Auf diese Weise wurde eine pa- den verdünnte Salzsäure als Anodenflüssigkeit bei stöse Masse von faserigen Proteinfasern mit einem 30 einem pH von 2,2 eingeführt war. Bei Anlegen eines Wassergehalt von 95 % erhalten; dieses Material war Gleichstrompotentials von 100 Volt im Verlauf von relativ frei von Elektrolyten. 30 Sekunden und bei Austausch der Kathode durch 10 kg der pastösen Masse wurden mit 100 ml eine neue wurden 15 sackförmige Filme erhalten. 5°/oigem proteolytischem (Eiweiß spaltendem) En- Eine Anfangsstromstärke von 1,3 A und eine abzym, das im Handel unter dem Namen Protease zur 35 schließende Spannung von 0,5 A wurde bei jedem Verfügung steht, vermischt, und man ließ das ganze Zyklus gemessen. Der pH der Anodenflüssigkeit war über Nacht bei 25° C stehen. Die entstandene Mi- anfangs 2,2, und er fiel gegen Ende des abschließenschung wurde mit 20 kg der oben beschriebenen den Kreislaufes auf 1,8. Der pH der Kathode wurde Masse vermischt und dann in einen Kneter gegeben, bei dem Anfangszyklus von 3,4 auf 3,0 bei dem abin den allmählich Salzsäure und Wasser gegeben 40 schließenden Zyklus verringert. Jedes der 15 Produkwurde, damit sich ein Flüssigkeitsbrei mit einem pH te hatte eine Dicke von 0,02 mm.
von 3 und einer Faserkonzentration von 0,8 °/o, bezogen auf Trockenbasis, bildete. Ein Rohr aus rostfrei- Beispiel7
em Stahl mit 10 mm Durchmesser und 25 cm Länge

wurde als Elektroabscheidungsgefäß verwendet, in 45 Eine wäßrige Suspension mit einer Faserkonzendas ein Rohr aus rostfreiem Stahl von 5 mm Durch- tration von 0,5% wurde wie im Beispiel 4 hergestellt, messer eingesetzt war. Letzteres war an dem Boden wobei jedoch Kaliumhydroxyd zum Einstellen des des äußeren Rohres befestigt; es wurde an Stelle der pH auf 11,0 verwendet wurde. Ein am Boden geKathode des Beispiels 1 verwendet. Der oben be- schlossener Zylinder von 100 mm Durchmesser und schriebene Flüssigkeitsbrei wurde in den unteren Ab- 50 80 mm Höhe aus rostfreiem Stahl wurde als Kathode schnitt des Gefäßes eingefüllt, und zwar so, daß er an verwendet, während als Anode ein Rohr aus rostfreider oberen Kante überfloß, während ein Gleichstrom em Stahl mit 19 mm Durchmesser und 70 mm Länge von 3 Ampere und einem Potential von 150 Volt an- diente. Es wurde ein Gleichstrompotential von gelegt wurde. Dasentstandene Produktwurde mitHilfe 100 Volt zwischen den Elektroden angelegt, so daß einer zylindrischen Gaze abgezogen, wie dies im 55 sich eine Anfangsspannung von 1,4 A ergab, die auf Beispiel 1 beschrieben ist, und zwar mit einer Ab- einen konstanten Wert von 0,7 A abfiel, wenn die Zugsgeschwindigkeit von 2 m/Min. Der entstandene Elektroabscheidung voranschritt. In der Anode wurschlauchförmige Film wurde unter entsprechendem den miteinander verschlungene Proteinfasern in Verdrehen aufgenommen, und es wurde Gas aus der Form eines Films abgeschieden. Gleichzeitig hatte Innenseite des schlauchförmigen Films durch das in- 60 sich etwas Film auch an der Kathode durch Elektronere Rohr abgezogen, das in der Kathode befestigt abscheidung gebildet.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

1 2 Es ist bekannt, natürliche Produkte wie tierische Patentansprüche: Därme oder Sehnen bei der Herstellung von Einwik- kelmaterial für Schinken oder Würste zu verwenden

1. Verfahren zum Herstellen eines Formkör- sowie für Wundfäden, Darmsaiten für (Tennis-) pers aus Proteinfasern, dadurch gekenn- 5 Schläger oder Saiten für Musikinstrumente. Die zeichnet, daß man eine wäßrige Suspension Eigenschaften dieser Materiahen sollten denProteinvon feinverteilten Proteinfasern, die die Protein- Ausgangsmaterialien möglichst ähnlich sein. Außerfasern mit einer Konzentration von weniger als 3 dem sollten sie sich mit gleichbleibender Qualität bil-Gewichtsprozent, bezogen auf Trockenbasis, ent- hg und in großem Umfang herstellen lassen. Das für hält, in ein Elektroabscheidungsgefäß einführt, io Lebensmittel verwendete Einwickelmaterial sollte eßdas wenigstens eine Kathode und wenigstens eine bar sein.

Anode enthält, und die wäßrige Suspension in Wundfäden sollten aus einem Material bestehen,

dem Gefäß bei einer Temperatur von weniger als das für den menschlichen Organismus nicht schädlich 60° C hält, wobei zur Abscheidung der Fasern ist. Wiederaufgebautes natürliches faseriges Proteinauf der Kathodenoberfläche der pH-Wert der 15 material erfüllt die obigen Anforderungen, wäßrigen Suspension bei maximal 6,0, zur Ab- Das üblicherweise verwendete natürliche faserhal-

scheidung auf der Anodenoberfläche bei minde- tige Protein-Ausgangsmaterial enthält Fäserchen, die stens 9,0 gehalten wird. durch fernes Verteilen von Haut, Sehnen oder Där-

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- men von Tieren auf chemischem oder mechanischem kennzeichnet, daß man das Abscheidungsgefäß 20 Weg oder durch ein enzymatisch-chemisches Verfahmit einem Diaphragma versieht, das den Katho- ren erhalten worden sind. Bisher bedienen sich prakdenraum von jeder Anode abtrennt. tisch alle Verfahren zum Verformen solcher Fäser-

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch chen der sogenannten Strangpreßmethode. Bei der gekennzeichnet, daß man der wäßrigen Suspen- Strangpreßmethode kann Salzsäure oder eine ähnlision als Koagulationsmittel Formalin, Acetalde- 25 ehe Säure den Fäserchen zugesetzt werden, die dann hyd, Crotonaldehyd, Methylglyoxal, Epichlorhy- unter Bildung einer pastösen Masse quellen und hydrin, Epoxyöl, Glykoldialdehyd oder Acrolein dratisiert werden. Diese Masse wird komprimiert und

zufügt oder den abgeschiedenen Formkörper durch einen Ringschlitz oder eine Mündung in Form

nach dem Entfernen aus dem Gefäß damit be- eines nassen, klebrigen, schlauchförmigen Films ex-

handelt. 3° tradiert. Anschließend wird der Film durch ein Koa-

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gulationsbad geführt, um seine Festigkeit zu erhöhen, gekennzeichnet, daß man der wäßrigen Suspen- wobei er in gewissem Umfang dehydratisiert wird; sion als die Flexibilität verbesserndes Mittel GIy- dann läuft der Film durch ein alkalisches Bad, um cerin, Äthylenglykol, Propylenglykol oder Sorbit den Säuregehalt zu neutralisieren, schließlich wird zufügt oder den abgeschiedenen Formkörper 35 der Film gründlich mit Wasser abgespült, wobei eine nach dem Entfernen aus dem Gefäß damit be- Koagulation und Vernetzung des Films erfolgt. Anhandelt, schließend wird der nasse Film getrocknet, um das

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch Endprodukt zu erhalten.

gekennzeichnet, daß man der wäßrigen Suspen- Bei diesem bekannten Strangpreßverfahren müssen

sion ein oberflächenaktives Mittel zufügt. 40 jedoch die folgenden Probleme gelöst werden: Korro-

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch sion der Strangpresse durch die saure Paste; die Notgekennzeichnet, daß man die wäßrige Suspension wendigkeit des Entfernens von groben Fasern, welunter vermindertem Druck entschäumt, bevor das ehe die Strangpreßmündung verstopfen; die Beseiti-Gleichstrompotential angelegt wird. gung von Bläschen aus der sauren Paste; Herstellung

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfah- 45 einer Düse mit sehr enger und gleichmäßiger Öffrens nach Anspruch 1 bis 6, gekennzeichnet nung; die Notwendigkeit, die Strangpreßmündung durch ein Elektroabscheidungsgefäß zur Aufnah- oder die gesamte Strangpresse je nach der Größe des me einer wäßrigen Proteinfasersuspension, in gewünschten Produkts zu verändern; Orientierung dem sich mehrere Elektroden befinden, welche in des Films während des Strangpressens, um ein Aufdie wäßrige Suspension eintauchen, wobei von 5° reißen des Films zu vermeiden; die Notwendigkeit, den Elektroden wenigstens eine als Kathode und den ausgepreßten nassen Schlauch oder einen andewenigstens eine als Anode geschaltet ist und we- ren Formkörper genügend zu verfestigen, um der annigstens eine Elektrode die Größe und Form des schließenden Behandlung widerstehen zu können; gewünschten Formkörpers hat, ferner durch An- Neutralisieren der sauren Bestandteile des Formkörschlüsse zum Anlegen eines Gleichstrompoten- 55 pers; Notwendigkeit, das extrudierte Produkt gründtials zwischen den Elektroden, durch eine Ein- lieh mit großen Mengen Wasser zu waschen. Trotz richtung zum Einführen und Herausnehmen der der obenerwähnten Nachteile besteht eine größe Elektrode in der Gestalt eines Formkörpers aus Nachfrage nach solchen Gegenständen, sogenannten dem Gefäß sowie durch eine Einrichtung zum Kunstdärmen, vorbehandelten Därmen und Sehnen kontinuierlichen Entfernen des an der Elektrode 60 (Dannsaiten). Sie können wesentlich einfacher und abgeschiedenen Formkörpers. wohlfeiler mit dem erfindungsgemäßen Verfahren

8. Vorrichtung nach Anspruch?, dadurch ge- hergestellt werden.

kennzeichnet, daß die Elektrode als Stabelektrode Das Verfahren zum Herstellen eines Formkörpers mit einem axialen Durchgang ausgebildet ist und aus Proteinfasern ist erfindungsgemäß dadurch gemit einer Einrichtung zum Zuführen von Druck- 65 kennzeichnet, daß man eine wäßrige Suspension von gas durch den Durchgang in das Innere des Form- feinverteilten Proteinfasern, die die Proteinfasern körpers versehen ist. mit einer Konzentration von weniger als 3 Gewichtsprozent, bezogen auf Trockenbasis, enthält, in ein