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Verfahren zur Herstellung von Kunstfasern aus hochmolekularen tierischen
Eiweißstoffen Es sind bisher vielfach Versuche gemacht worden, Fasern aus Lösungen
von Eiweißstoffen zu spinnen. Entweder wurde dabei von Lösungen leicht löslicher
niedrigmolekularer Stoffe, wie z. B. Gelatine, Kasein o. dgl., ausgegangen, wobei
auch Phenale als Lösungsmittel vorgeschlagen wurden, oder es wurde versucht, schwer
lösliche hochmolekulare Proteine, beispielsweise Woll-und Seidensubstanz, durch
energisch wirkende Agentien zu lösen, wobei ein weitgehender Abbau der Moleküle
in Erscheinung trat, um die Lösung zu verspinnen. In allen Fällen ließen sich aber
aus diesen Lösungen brauchbare Gespinste nicht herstellen. Die Produkte sind sö11vohl
bezüglich der Wasserbeständigkeit als auch der Festigkeitseigenschaften derart ungünstig,
daß eine praktische Verwendung ausgeschlossen erscheint. Auch war es bekannt, daß
Keratinsubstanzen entweder nach vorheriger Behandlung mit Alkalilaugen oder eine
solche Behandlung mittels Metallaminen gelöst werden konnten, und es war ferner
bekannt, daß sich z. B. Seide in Pyrogallol und Resorcin direkt dispergieren kann.
Es war jedoch nicht bekannt, daß diese Lösung versponnen werden kann, im 'Gegenteil
war die Nichtspinnbarkeit angegeben.
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Auch war vorgeschlagen worden, Horn unter Benutzung von Phenol in
Lösung überzuführen zwecks Verarbeitung zu plastischen gummiähnlichen Massen. Auch
bei diesem Vorschlag war von einer Spinnbarkeit der erhaltenen Lösung nichts bekannt.
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Es wurde nun gefunden, daß außerordentlich gut brauchbare Gespinste
hergestellt werden können aus einer Lösung, die gewonnen wird durch Quellenlassen
von hochinolekularer. tierischen Eiweißstoffen und gleichzeitiger oder darauffolgender
Auflösung mit Phenol oder dessen Homologen, wobei eine Temperatur angewendet wird,
bei der eine Zersetzung noch nicht stattfindet.
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Die Quellung kann durch Behandlung mit heißem Wasser eventuell unter
Druck bei höheren Temperaturen geschehen. Ist auf diese Weise keine genügende Quellung
erreichbar, so kann sie durch Säurezusatz gesteigert werden. Dabei ist aber zu beachten,
daß je nach der Stärke der Säure deren Menge so bemessen wird, daß kein Abbau des
Eiweißes erfolgen kann. Die gequollene Masse läßt sich dann in flüssigem Phenol
zu einer viskosen Flüssigkeit auflösen. Zeigt sich, daß der Eiweißstoff schon in
Phenol genügend quillt, so kann die Vorquellung unterbleiben; Quellung und Auflösung
werden dann in einem Arbeitsgange vollzogen. Der Lösungsprozeß kann durch Erwärmen
unterstützt werden, wobei aber eine Zersetzung der Eiweißstoffe vermieden werden
muß.
Die Phenole und deren Homologe und Derivate können für sich allein oder in Mischung,
gegebenenfalls unter Zusatz von wenig Wasser zwecks besserer Verflüssigung, angewendet
werden. Voraussetzung für die Verwendbarkeit eines Phenols ist sein niedriger Schmelzpunkt
bzw. die Möglichkeit einer Verflüssigung bei Temperaturen unter ioo° C.
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Die Spinnflüssigkeit liegt als unverfärbte oder praktisch unverfärbte
viskose Flüssigkeit vor, deren Verspinnen auf dem üblichen Weg unschwer möglich
ist,. und zwar kann dieses in bekannter Weise nach dem Naß-oder Trockenspinnverfahren
geschehen. Die erzeugten Kunstfasern stimmen in ihren Eigenschaften mit den natürlichen
Fasern weitgehend überein.
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Beispiel i ioooTeile fettarmer Fleischabfälle im natürlichen Quellzustand
wurden mit iooo Teilen kristallisiertem Phenol vermischt und bei 70° C unter Umrühren
gelöst. Die natürliche Azidität genügt hiexbei vollkommen, um ein leichtes Quellen
und Lösen zu erzielen. Nach erfolgter' Lösung kühlt man die Flüssigkeit ab, wobei
sie sich infolge Wasserabscheidung trübt. Durch Absetzenlassen, schneller aber durch
Zentrifugieren, trennt sich die Flüssigkeit in zwei Schichten, eine obere, wässerige,
die Salze, Säuren und wasserlösliche Proteine neben 8 % Phenol, und eine
untere, plhenolige, die neben 28 %
Wasser das Fleischfibroin enthält. Diese
untere Schicht, die Spinnlösung, wird durch Filtrieren usw. geklärt evtl. durch
Eindampfen verdickt, bis größte Spinnfähigkeit erzielt wird. Die Verspinnung geschieht
zweckmäßig in einem Phenol entziehenden Bad, wobei ein langsamer Entzug einem raschen
vorzuziehen ist. Als besonders günstig erweisen sich Bäder von Pflanzenölen. Der
aus dem Ölbad austretende Fäden ist sehr dehnbar und wird unter mäßigem Zug durch-
ein Entfettungsbad (z. B. Benzol) geführt und hierauf getrocknet.
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Beispiele Abfälle tierischer Haut werden mit der etwa fünffachen Menge
kristallisierten Phenols (bei naturfeuchten Abfällen) oder wässerig verflüssigten
Phenols (bei trockenen Abfällen) unter Einleitung von schwefliger Säure gelinde
erwärmt, wobei sie sich unter starker Quellung leicht auflösen. Die verdampfende
Wassermenge wird während des Lösungsvorganges wieder zugegeben, z. B. durch Rückflußkühlung.
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Die erzielte Lösung wird durch Eindampfen ,konzentriert, bis sie stark
fadenziehend wird, und wird dann zweckmäßig in warmer, feuchter Atmosphäre versponnen,
wobei sich das Phenol verflüchtigt und der Faden erstarrt. Die Spinngeschwindigkeiten
können außerordentlich hoch sein (bis zu io m/Sek.), und die erzielten Fädenfeinheiten
sind mit 1/1a,0 mm noch nicht erreicht.
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Die erhaltenen Fäden weisen eine Druckfestigkeit von etwa 2,4 g pro
Denier auf. Die Spinnfeinheit ist mit ih, Denier noch nicht begrenzt. Die Naßfestigkeit
ist etwa 11, der Trockenfestigkeit, bei nachfolgender Härtung (z. B. mit Formaldehyd)
ist sie sogar 112. Die Trockenelastizität bei Bruchbelastung beträgt 4o °/o, in
nassem Zustande 6o0/,.