-
Verfahren zur Herstellung von Formlingen aus Casein
| Die Frfndung bezieht sich auf ein Verfahren zur |
| Verbesserung Gier Wasserbeständigkeit von plasti- |
| schen Massen oder Gebilden aus Casein. |
| Das bisher allgemein verwendete Verfahren zur |
| Herstellung von Caseinformlingen besteht darin, |
| granuliertes Lalicasein mit Wasser zu vermischen |
| und die feuchte Masse zri Stäben, Rohren und |
| anderen geeigneten Formen auszupressen, welche |
| mit einer wäßrigen L,5sung von Formaldehyd be- |
| handelt und schließlich getrocknet w:rden. Man |
| kann die Stäbe in _Blattforin auspressen, und es ist |
| auch möglich, (las feuchte Casein zu geformten |
| Gebilden zu verpressen, wobei dann die Behandlung |
| mit Formaldeh@-d und (las "Trocknen mit den ge- |
formten Erzeugnissen ausgeführt wird. Neben Wasser können Plastiziermittel, Pigmente,
Farbstoffe und andere modifizierende Mittel in geringen Mengen zugesetzt werden,
wie es dem Techniker geläufig ist.
-
Es sind zahlreiche Abwandlungen dieses Verfahrens vorgeschlagen worden;
aber keine dieser Abwandlungen ist technisch zur Ausführung gekommen; vielmehr blieb
das oben beschriebene ursprüngliche Verfahren irn wesentlichen lange -fahre hindurch
unverändert.
-
Caseinerzeugnisse, welche in der beschriebenen Weise hergestellt sind,
haben den Nachteil, daß sie hygroskopisch sind; sie quellen mit Feuchtigkeit.
und
schrumpfen in einer Atmosphäre von niederer Feuchtigkeit wieder ein. Dieser Nachteil
hat bis jetzt die Anwendung geformter Erzeugnisse aus Casein beschränkt.
-
Erfindungsgemäß ist nun festgestellt worden, daß geformte Erzeugnisse
aus Casein mit wesentlich verbesserter Wasser- und Feuchtigkeitsbeständigkeit erhalten
werden, wenn man dem Casein Melamin (2, 4, 6-Triamino-i, 3, 5-triazin) einverleibt,
es dann zu einer Masse oder einem Erzeugnis formt, mit Formaldehyd behandelt, trocknet
und schließlich erhitzt.
-
Demgemäß schafft also die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur
Herstellung eines Caseinerzeugnisses, welches darin besteht, daß ein Gemisch aus
Casein, Melamin oder Gemischen, welche durch Erhitzen von Melamin erhalten werden
und welche neben unverändertem Melamin auch Melon und Melam enthalten und Wasser
und bzw. oder einem mit Wasser mischbaren Alkohol hergestellt wird, welches zwischen
a,5 und 25 Gewichtsprozent Melam.in, berechnet auf das Gewicht des Caseins. enthält,
worauf man dieses Gemisch zu einer Mass oder einem Gebilde formt und die Formlinge
einer Behandlung mit Formaldehyd unterwirft, das so behandelte Produkt trocknet
und das getrocknete Produkt der Erhitzung unterwirft.
-
Vorzugsweise wird die Verformung des Gemisches zu einer Masse oder
einem Gebilde durch Auspressen aus entsprechende Öffnungen durchgeführt.
-
Wie oben angegeben, liegt die verwendete Menge melaminhaltiger Zusätze
zwischen 2,5 und 25%, berechnet auf das Gewicht des verarbeiteten technischen Caseins.
Unter 2,5% ist die Verbesserung der Wasserbeständigkeit zu gering, um praktische
Bedeutung zu haben. Bei Verwendung von mehr als etwa 25% melaminhaltiger Zusatzstoffe
tritt übermäßige Verunreinigung und Verlust durch die lösende Wirkung der Formaldehydlösung
ein, welche gewöhnlich für das Formalysierungsverfahren verwendet wird. Im allgemeinen
und vorzugsweise werden zwischen 2 und io% solcher Zusätze verwendet.
-
Die Konzentration des Formaldehydbades beträgt gewöhnlich etwa 5 bis
6 Gewichtsprozent an wirksamem Formaldehyd (C H2 O) ; es können gewünschtenfalls
aber auch verdünntere oder konzentriertere Lösungen verwendet werden.
-
Die Herstellung des verbesserten Erzeugnisses gemäß der Erfindung
erfolgt also in Anlehnung an die übliche Praxis, aber mit einem zusätzlichen Erhitzungsprozeß,
welcher eine Fortsetzung des Trocknens darstellen kann.
-
Es ist gefunden worden, das die Formaldehydbehandlung in ähnlicher
Weise durchgeführt werden kann wie bei Massen ohne Mela@min.
-
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird Casein mit
Wasser undgewünschtenfalls mit einem geeigneten Plastiziermittel in der üblichen
Weise zusammen mit einer geeigneten Menge Melamin innerhalb. des obengenannten Bereiches
vermischt. Verbessertes Wasserwiderstandsvermögen wird mit steigenden Anteilen des
Zusatzstoffes bis zu io% oder darüber erzielt. Die Verbesserung ist jedoch der zugesetzten
Menge nicht direkt proportional, und für viele Zwecke ergeben 5% eine xusreidiende
Versbesserung. DieseProzentsätze sind berechnet auf das Gewicht des technischen
Caseins oder eines sonst verwendeten, plastische Massen bildenden Caseins. Vorzugsweise
wird Labcasein verwendet.
-
Um die Einverleibung der Zusätze zu erleichtern. können diese durch
Mahlen in einen feinen Verteilungszustand gebracht werden. Man kann entweder naß
oder trocken mahlen; die Naßmahlung wird aber bevorzugt.
-
Die folgenden Beispiele erläutern, wie das erfindungsgemäße Verfahren
durchgeführt werden kann. Beispiel i
| Es wurde folgendes Gemisch hergestellt: |
| Labcasein . . . . . . .. .. . . .. . ioo Gewichtsteile |
| Wasser .................. 25 ' - |
| feingemahlenes Melamin .. io - |
| Glycerin ................ 5,5 - |
Wasser, feingemahlenes Melamin und Glycerin werden miteinander vermischt und in
einer geeigneten Mischmaschine langsam unter Bewegung dem Labcasein zugesetzt. Das
Mischen wird fortgesetzt, bis die Masse homogen ist, was je nach der Größe des Ansatzes
und der Wirksamkeit der Mischmaschine 1/: Stunde bis 2 Stunden dauern kann. Dann
wird das Mischen eingestellt und die :lasse bei Zimmertemperatur etwa 24 Stunden
stehengelassen. Die feuchte Masse wird dann einer Auspreßvorrichtung mit Schnecke
zugeführt, die mit einer kreisförmigen Düse ausgerüstet ist, so daß ein Stab von
etwa 3. mm Durchmesser gebildet wird. Der ausgepreßte Stab wird in Stücke von geeigneter
Länge geschnitten, und diese werden in eine Formalinlösung eingetaucht, welche 5
Gewichtsprozent Formaldehyd enthält, und in dieser 3 Tage bei einer Temperatur von
i8° belassen. Die Stäbe werden dann aus dem Formalinbad herausgenommen und bei einer
Temperatur von 38 bis 4c9° getrocknet. Die Stäbe werden dann in einen Ofen gebracht
und 16 Stunden auf 7o° erhitzt. Während des Erhitzens wird der Feuchtigkeitsgehalt
des Caseinerzeugnisses unter den für Material dieser Art normalen Wert verringert.
Der normale Feuchtigkeitsgehalt stellt sich aber wieder ein, wenn die Stäbe konditioniert
werden, indem man sie z. B. in einer feuchten Atmosphäre liegen läßt. Der normale
Feuchtigkeitsgehalt des verbesserten Materials gemäß der Erfindung ist praktisch
der gleiche, wie der von normalen Caseinformlingen, die nach bekannten Verfahren
hergestellt sind.
-
Erfindungsgemäß hergestellte Stäbe haben eine Reißfestigkeit und andere
physikalische Eigenschaften, welche praktisch denjenigen der in normaler Weise hergestellten
Produkten entsprechen: sie weisen aber verbesserte Widerstandsfähigkeit gegenüber
Feuchtigkeit auf. Es wurden Stäbe von 2, 5 und io mm Durchmesser in der vorstehend
beschriebenen
Weise -hergestellt. Die verbesserte Beständigkeit gegenüber Feuchtigkeit wird durch
die folgende Tabelle dargetan, welche in Prozent die Gewichtszunahme von Stäben
mit 2, 5 und 1o mm Durchmesser angibt, wenn diese Stäbe 120 Stunden bei einer Raumtemperatur
von etwa 16° in Wasser gequollen wurden, wobei die Prüfungsbedingungen in allen
Fällen gleich waren. Der Prozentsatz der Gewidlitszunahme ist berechnet auf die
ursprünglichen, Feuchtigkeit enthaltenden Stäbe, wobei der Prozentsatz der vorhandenen
Feuchtigkeit in allen Stäben zunächst praktisch gleich war.
| Stabdurchmesser Hergestellt nach Hergestellt gemäß |
| üblichem Verfahren vorstehendem Beispiel |
| 2 mm 26,8 16,1 |
| - 22,8 8,o |
| 1o - 10,7 6,5 |
Beispie12 Es wurde folgendes Gemisch hergestellt:
| Lal>casein . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
45360,09 |
| Titandioxvd . .. .. . . .. .. .. .. . . . . . 67,59 |
| feingemahlenes Melamin . . . . . . . . 2 268,o g |
| Wasser . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11340,09 |
| Glycerin . . . . . . . . . . : . . . . . . . . . . . . . 4536
g |
| Farbstoff ....................... 90,0 g |
Wasser, Glycerin, Farbstoffe, Titandioxyd und feingemahlenes Melamin werden miteinander
vermischt und dem Labcasein langsam wie nach Beispiel i zugesetzt.
-
Die feuchte Masse wird einer Auspreßmaschine zugeführt, welche mit
einer kreisförmigen Düse versehen ist, so daß ein Stab von etwa 4 mm Durchmesser
gebildet wird. Der ausgepreßte Stab wird in Stücke von geeigneter Länge zerschnitten,
und diese Stücke werden in eine Formalinlösung eingetaucht, die 5 Gewichtsprozent
Formaldehyd enthält. und in dieser 7 Tage bei 18° belassen. Die Stäbe werden dann
aus dem Formalinbad herausgenommen und bei 38 bis 49° getrocknet. Die Stäbe werden
darauf in einen Ofen gebracht und 16 Stunden auf c99° erhitzt. Die Gleichmäßigkeit
der Temperatur im Ofen wird durch Umführen der Luft oder durch andere geeignete
Mittel gesichert. Während des Erhitzens wird der Feuchtigkeitsgehalt des Caseinerzeugnisses
unter den für Material dieser Art normalen Gehalt verringert. Die Feuchtigkeit stellt
sich aber wieder ein, wenn die Stäbe konditioniert werden, indem man sie z. B. in
einer feuchten Atmosphäre beläßt. Der normale Feuchtigkeitsgehalt der verbesserten
Formlinge gemäß der Erfindung ist praktisch derselbe wie derjenige von normalen
Caseingebilden. die nach bekannten Verfahren hergestellt sind.
-
In der vorstehend beschriebenen Weise hergestellte Stäbe wurden durch
Eintauchen in Wasser geprüft.
-
Unter den Versuchsbedingungen, die Temperatur betrug etwa 16°, zeigte
ein Teil der so hergestellten Stäbe nach 120 Stunden eine Gewichtszunahme von 12.0°/o.
Ein Stab mit gleichen Abmessungen, welcher nach dem üblichen Herstellungsverfahren
erzeugt war, zeigte bei Prüfung unter den gleichen Bedingungen eine Gewichtszunahme
von 25,90/0.
-
Stäbe aus Melamin enthaltenden Massen können nach dem Auspressen in
Stücke geschnitten und in gleicher Weise wie Caseinmassen ohne Melamin zu Blättern
oder Folien verpreßt werden. Wenn diese Folien mit Formalin behandelt, getrocknet
und in der oben beschriebenen Weise erhitzt werden, haben sie eine Wasserbeständigkeit,
welche den ohne Melaminzusatz hergestellten Folien wesentlich überlegen ist. Aus
den noch nicht mit Formaldehyd behandelten Blättern können Scheiben oder andere
Formen ausgeschnitten, durch'Dtuck verformt, mit Formaldehyd behandelt und dann
erhitzt werden, so daß man Erzeugnisse, wie Knöpfe, erhält, welche die gute bezüglich
Was.serbestänidigkeit des erfindungsgemäßen neuen Materials aufweis-en.
-
Wenn auch ein Auspreßverfahren, wie es in den Beispielen i und 2 beschrieben
ist, vorgezogen wird, so ist die Erfindung doch nicht auf diese Arbeitsweise beschränkt.
Folien und andere Formen können ohne Einschaltung einer Auspressungsarbeitsstufe
hergestellt werden, wie sich aus dem folgenden Beispiel ergibt. Beispiel 3
| Es wird folgende Mischung hergestellt: |
| Lal>casein . . .. .. .. .. . . . . . ioo Gewichtsteile |
| feingemahlenes Melamin .. 5 - |
| Wasser . ...... ......... 40 - |
| Glycerin ................ 2 - |
Die angegebenen Bestandteile werden, wie in Beispiel i beschrieben, vermischt. Nach
24stündigem Stehen wird das Gemisch auf einer Zweiwalzenmühle mit auf 6o bis 8ä"
erhitzten Walzen in der Weise bearbeitet, wie sie bei der Herstellung von Kautschuk
und plastischen Massen üblich ist. Das Walzen wird fortgesetzt, bis eine homogene
Masse erhalten wird, die von nicht plastifizierten Caseinteilchen frei ist. Dies
dauert je nach den Arbeitsbedingungen 3 bis 5 Minuten.
-
Das rohe Blatt bzw. die auf der Walzenmühle gebildete Haut wird abgenommen
und in einer dampfbeheizten hydraulischen Presse zu einem Blatt von 0,25
cm Dicke gepreßt. Das so gebildete Blatt wird unter,Druck gekühlt, um Verformung
zu vermeiden, und nach Entfernung aus der Presse wird es etwa 4Tage mitFormaldehyd
behandelt, dann getrocknet und in ähnlicher Weise, wie in den vorstehenden Beispielen
beschrieben, erhitzt. Die Wasseradsorption eines so hergestellten Blattes beträgt
nach Ein tauchen in Wasser bei etwa 16° während 120 Stunden 1:5.,5 %. Ein in ähnlicher
Weise hergestelltes Blatt, welches aber kein Melamin enthält, hat unter den gleichen
Bedingungen eine Wasseradsorption von 28,00/e.
-
Man kann auch Blätter und andere Formen erzeugen, indem man das feuchte
Gemisch der Bestandteilepreßt. DiesoerhaltenenErzeugnis:ehabeti
jedoch
ungünstigere physikalische Eigenschaften als die durch Mahlen oder Auspressen erhaltenen.