DE833102C - Verfahren zur Herstellung von kuenstlichen, unloeslichen Faeden oder Fasern aus Proteinen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von künstlichen, unlöslichen Fäden oder Fasern durch Verspinnen von Lösungen aus tierischen oder pflanzlichen Proteinen, wie Casein oder Erdnußproteinen, in ein angesäuertes salzhaltiges Spinnbad.

Die fadenartigen Produkte, die aus dem Spinnbad erhalten werden, sind noch leicht löslich in verdünnten salzhaltigen Lösungen. Sie können durch eine Härtebehandlung mit Formaldehydlösungen gegenüber verdünnten salzhaltigen Lösungen und kaltem Wasser unlöslich gemacht werden. Sollen die koagulierten fadenartigen Produkte zu Textilgebrauchszwecken verwendet werden, so müssen sie widerstandsfähig sein gegenüber der Einwirkung von siedendem Wasser, damit sie ohne aneinander zu kleben, getrocknet werden können, und müssen widerstandsfähig sein gegen heiße, verdünnte Säurelösungen, wie sie beim Färben mit sauren Wollfarbstoffen zur Verwendung gelangen. Die Unlöslichmachung zu diesem Zweck kann durch Formaldehyd in stark salzhaltigen Lösungen von' hohem Säuregehalt erreicht werden und insbesondere auch durch Behandlung der koagulierten fadenartigen Produkte, entsprechend dem in der britischen Patentschrift 513 910 beschriebenen Verfahren. Zu diesem Zweck kann vorteilhaft eine angesäuerte salzhaltige Formaldehydlösung verwendet werden, die ungefähr auf 100 Gewichtsteile Wasser 30 Gewichtsteile Natriumchlorid und genügend Salzsäure oder Schwefelsäure enthält, damit der p_H-Wert unter 1 liegt. Die Spinnbadflüssig-

keit, die gewöhnlich Natriumsulfat und Schwefelsäure enthält, wird gewünschtenfalls aus dem koagulierten fadenartigen Produkt vor der Zugabe zur unlöslichmachenden Lösung durch Eintauchen des Produktes in starke Salzlösung ausgewaschen. Die Behandlung zur Unlöslichmachung verläuft relativ langsam und kann daher nicht durchgeführt werden, während sich der Faden langsam aus dem Spinnbad fortbewegt. Nach dem ersten Zusammennehmen des frisch koagulierten Fadenmaterials aus der Spinnmaschine, welches in einem linearen Verhältnis, das größer ist als das Ausstoßverhältnis, durchgeführt wird, wird es meist anschließend gestreckt. Das sich ergebende, immer noch leicht lösliche Material, ist in diesem Stadium seiner Länge nach noch sehr stark schrumpfbar. Wenn es aber während des anschließenden Unlöslichmachens vor dem Schrumpfen bewahrt wird, so entstehen unlösliche Produkte mit guten physikalischen Eigenschaften und gewünschten Griff. Es ist nicht einfach, das koagulierte fadenartige Material unter Zug beim Unlöslichmachen unter Spannung zu halten und daher wurden schon verschiedene Vorbehandlungen vorgeschlagen, um die frisch koagulierte, nicht gehärtete Faser, gestreckt oder nicht gestreckt, vor dem Schrumpfen, vor oder während des Unlösiichmachens, zu bewahren. Werden die koagulierten und ungehärteten Produkte nicht vor dem Schrumpfen bewahrt, so zeigen die unlöslichgemachten Produkte im allgemeinen schlechten Griff, Glanz und Verlängerung im Bruch. Die vor dem Unlöslichmachen des kontinuierlich fortschreitenden fadenartigen Produktes zur Verhinderung einer übermäßigen. Längenschrumpfung durchgeführten Behandlungen, z. B. Zugbehandlungen, erfordern Apparate, in die das Produkt so eingebracht werden kann, daß jeder Einzelbestandteil der fortschreitenden Faser während einer genügenden Zeit unter Zug gehalten werden kann, was sehr umständlich und teuer ist. So'wird beispielsweise in der britischen Patentschrift 543 586 ein Verfahren beschrieben, bei dem die koagulierten Fasern zwecks Verringerung ihrer Längsschrumpfung unter Zug in einer gesättigten Natriumchloridlösung mehrere Minuten lang auf einer bestimmten Länge gehalten werden.

Im Fall von fadenartigen Produkten, die aus gewissen Pflanzensamenglobulinen, wie Erdnußglobulin, hergestellt sind, ist die Farbe der unter Verwendung von angesäuerten, salzhaltigen, unlöslichmachenden Formaldehydlösungen hergestellten Fäden oftmals weniger weiß als dies wünschenswert wäre.

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die nichtgehärteten koagulierten, fadenförmigen Produkte der Einwirkung von Formaldehyd in einer im wesentlichen gesättigten Natriumchloridlösung bei einem pn-Wert zwischen 4 und 6 bei gewöhnlicher Temperatur unterworfen. Diese Behandlung wird bei einer Temperatur durchgeführt, die nicht ausreicht, um die fadenartigen Produkte zu erweichen. Die so behandelten Produkte werden anschließend in einer angesäuerten salzhaltigen Formaldehydlösung, die nicht weniger als ungefähr 30 Gewichtsteile Natriumchlorid auf 100 Gewichtsteile Wasser und genügend Salzsäure oder Schwefelsäure, um den p^-Wert unter 1 zu bringen, enthält, unlöslich gemacht.

Es ist ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens, daß es unnötig ist, die koagulierten Fäden während der Behandlung mit salzhaltiger Formaldehydlösung bei einem p_H-Wert 4 bis 6 unter Zug zu halten, da gewöhnlich während dieser Behandlung nur eine geringe oder gar keine Schrumpfung stattfindet. Ebenso ist es unnötig, die Behandlung der koagulierten Fäden mit salzhaltiger Formaldehydlösung, die auf einen ρπ-Wert unter 1 angesäuert ist, unter Zug durchzuführen. Auch wenn in irgendeinem der beiden Bäder eine Schrumpfung eintreten sollte, werden trotzdem Produkte mit gutem Griff, Glanz und guten physikalischen Eigenschaften erhalten. Überdies werden z. B. die fadenartigen Produkte aus Erdnußproteinen weit eher weiß, als wenn das Unlöslichmachen nach dem bekannten Verfahren durchgeführt wird.

Zur Durchführung der Erfindung wird die ver wendete Spinnbadlösung, die vorteilhaft aus einer angesäuerten Natriumsulfatlösung besteht, gewünschtenfalls mit einer gesättigten Salzlösung aus dem fadenartigen Produkt ausgewaschen und dieses wird dann mit einem großen Überschuß der salzhaltigen Formaldehydlösung mit einem pn-Wert von ρ» 4 bis 6 in Berührung gebracht, und zwar einige Minuten bei 40⁰ bis zu einigen Stunden bei Zimmertemperatur.

In der salzhaltigen Formaldehydlösung vom p_H-Wert 4 bis 6 ist die erforderliche Formaldehyd- ·* konzentration nicht sehr hoch und beträgt etwa ι bis 3%. Die handelsüblichen Formaldehydlösungen besitzen eine saure Reaktion, so daß diese zur Herstellung der salzhaltigen Formaldehydlösung ausreicht, um den p_H-Wert in den gewünschten Bereich zu bringen. Ist die saure Reaktion zu gering oder zu groß, so wird sie durch Zugeben von Säure oder Alkali eingestellt.

Die anschließende Behandlung mit einer Lösung von Formaldehyd, Natriumchlorid und Salzsäure oder Schwefelsäure, mit einem p^-Wert unter 1, gemessen bei Zimmertemperatur, kann vorteilhaft l>ei etwas erhöhten Temperaturen. /.. 1?. bei 35 bis 50⁰, durchgeführt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist in dem folgenden Beispiel näher erläutert.

Beispiel

Eine viskose gealterte Lösung von Erdnußglo'bulin, die ungefähr 24% des Proteins in einem Lösungsmittel, bestehend aus einer i,35%igen Natriumhydroxydlösung, enthält und eine Viskosität von etwa 80 Poiseeinheiten bei 20⁰ aufweist, 12p wird durch eine mehrlöcherige Spinndüse in ein Spinnbad ausgepreßt, das aus 2% Schwefelsäure, 20% Natriumsulfat und 78% Wasser von 30⁰ besteht. Die Umlaufgeschwindigkeit der Sammlerrolle ist so gewählt, daß die gesammelten Fäden ias mit einer linearen Geschwindigkeit aufgespult

. die mehrfach höher ist als die Geschwindigkeit, mit der die viskose Lösung durch die öffnungen der Spinndüse ausströmt. Die sich ergebenden Fadenbündel werden in einem Strom von gesättigter Natriumsulfatlösung zu Fasern zerschnitten. Diese Stapelfasern werden in einem relativ großen Volumen einer Lösung eingetaucht, die dadurch hergestellt wird, daß handelsübliche Formaldehydlösung in einer starken ίο Natriumchloridlösung gemischt wird, so daß eine

Formaldehydkonzentration entsteht, worauf Natriumchlorid bis zur Sättigung und Salzsäure oder Natriumchlorid, je nach Bedarf, zugegeben wird, um den p^-Wert auf 5,0 einzustellen. Die Temperatur der Lösung beträgt 20⁰, und die Stapelfasern bleiben 2 Stunden in der Lösung eingetaucht.

Sie werden dann herausgenommen, abtropfen gelassen und in ein unlöslichmachendes Bad eingetragen, das aus einer stark angesäuerten Formaldehydlösung besteht, die Natriumchloridlösung mit einem Überschuß an Natriumchlorid, iVaVo Formaldehyd und 2¹A⁰Ap Schwefelsäure enthält. Die Temperatur dieses Bades beträgt 38⁰, und die Stapelfasern verbleiben 18 Stunden in dieser Lösung. Die sich ergebenden Fasern werden mit Wasser gewaschen und zentrifugiert. Sie werden nun in einer verdünnten Suspension von Natriumcetylsulfat eingeweicht und der verbleibende Säuregehalt wird durch Einwirkenlassen der 25fachen Gewichtsmenge einer o,5%igen Natriumcarbonatlösung bei Zimmertemperatur während ungefähr 20 Minuten entfernt. Die Fasern werden anschließend erneut gewaschen, zentrifugiert und bei ungefähr 40⁰ im Luftstrom getrocknet.

Als Ergebnis dieser Behandlung zeigen die Fasern eine befriedigende Widerstandsfähigkeit gegen 90 Minuten lange Behandlung mit einem wäßrigen 90⁰ warmem Bad, das 0,1% Schwefelsäure und 0,25% Natriumsulfat enthält.

Die Faser ist blaß gefärbt und zeigt guten Glanz und guten Griff und wirft sich gut. Der Durchmesser beträgt 23 Mikron und die Dehnbarkeit bis zum Zerreißen ungefähr JJ⁰Zo.

Zwecks Feststellung der Behandlung von versponnenen Proteinfasern in der besonderen Formaldehydlösung werden Fasern aus einer Erdnußglobulinlösung in ein Spinnbad versponnen und zerschnitten und in einem Bad, das iV2% Formaldehyd und 2Vä% Schwefelsäure in gesättigter Natriumchloridlösung enthält, behandelt und in der üblichen Weise nachbehandelt. Fasern des gleichen Ursprungs werden jedoch einer vorhergehenden Formaldehydbehandlung in einem Salzbad mit einem p^-Wert von 5 unterworfen, und es wurde gefunden, daß die ohne eine solche Vorbehandlung hergestellten Fasern dunkler gefärbt sind, einen schwächeren Glanz und weniger befriedigenden Griff und schlechtere Eigenschaften als Fasern besitzen, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren einer Vorbehandlung unterworfen wurden. Der Durchmesser der Fasern, die ohne eine solche Vorbehandlung hergestellt wurden, ist auch etwas größer, und die Dehnbarkeit der Fasern bis zum Zerreißen ist wesentlich niedriger.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   i. Verfahren zur Herstellung von künstlichen, unlöslichen Fäden oder Fasern durch Verspinnen von Lösungen aus tierischen oder pflanzlichen Proteinen, wie Casein oder Erdnußproteinen, in ein angesäuertes salzhaltiges Spinnbad, dadurch gekennzeichnet, daß die von Spinnbadresten durch Spülen in einer gesättigten Salzlösung befreiten Fäden oder Stapelfasern während einiger Minuten mit einer mit Natriumchlorid gesättigten und 1 bis 3% Formaldehyd enthaltenden Lösung, die einen p_H-Wert von 4 bis 6 und eine Temperatur von etwa 40⁰ hat, behandelt und anschließend in einer mit Salzsäure oder Schwefelsäure angesäuerten Formaldehydlösung, die nicht weniger als 30 Gewichtsprozent Natriumchlorid und einen p_H-Wert unter 1 aufweist, bei einer Temperatur von l>eispielsweise 25 bis 50⁰ fertig gehärtet werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Formaldehydsalzbad von einem p_H-Wert von 4 bis 6 in großem Über- go schuß verwendet wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das koagulierte, ungehärtete Material mit dem Formaldehydsalzbad vom p_H-Wert 4 bis 6 einige Stunden bei Raumtemperatur in Berührung gelassen wird.

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