DE860239C - Verfahren zur Herstellung von in heissen, waessrigen, sauren oder alkalischen Fluessigkeiten bestaendigen Gebilden durch Verformung von waessrigen alkalischen Proteinloesungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung

künstlicher Gebilde, wie Fäden, Fasern oder Filme, durch Naßverformung von wäßrigen, alkalischen, vegetabilischen Proteinlösungen in salzhaltigen, wäßrigen, sauer reagierenden Fällbädern und durch Nachbehandlung der Gebilde in einem unlöslich machenden Bade, welches das verformte Protein gegen Behandlung mit kochendem Wasser, in heißen, sauren Färbebädern und in alkalischen Waschlösungen widerstandsfähig zu machen vermag.

Die Gebilde, welche durch Verformung in den zur Ausfällung der ausgestoßenen Proteinlösungen verwendeten Bädern erhalten werden, bedürfen einer weiteren chemischen Behandlung, um sie in Wasser unlöslich und gegen Quellen oder Auflösen in siedendem Wasser und in schwach sauren und alkalischen Lösungen, wie sie beim Färben und Reinigen verwendet werden, beständig zu machen. Zu diesem Zweck des Unlöslichmachens verwendet man gewöhnlich Formaldehyd, Chromsalze oder Aluminiumsalze, welche im allgemeinen als Härtemittel bezeichnet werden, in wäßrigen Lösungen, welche die genannten Verbindungen nebst anderen Stoffen, welche deren unlöslich machende Eigenschaften noch erhöhen,

enthalten. Man erreicht eine besonders wirksame unlöslich machende Wirkung des Gebildes beispielsweise durch das in der britischen Patentschrift 513 910 beschriebene Verfahren.

Es ist bekannt, daß das Strecken des gefällten Gebildes vor dessen Unlöslichmachen für die Stärke des erzielten Faserproduktes von Vorteil ist.

Es wurde auch schon vorgeschlagen, die noch

sauren, frisch gefällten Gebilde in einem Salzbad zu strecken, welches genügend warm ist, um die Gebilde in einen plastischen Zustand zu bringen; jedoch weist dieses Verfahren den Nachteil auf, daß beim Strecken eines Bündels von parallelen Gebilden in der genannten Weise diese nach der ersten Aufwicklung leicht zusammenbacken. Wird ein Salz von niedrigerer Temperatur verwendet, so zeigt sich dieser Nachteil nicht, jedoch kann das Gebilde, ohne ein Brechen desselben zu bewirken, weniger stark gestreckt werden, worauf das Fasergebilde zu starker Konzentration neigt.

Die unlöslich machende, chemische Behandlung erfordert zur Erreichung der Trocknung, ohne Zusammenkleben der Gebilde, eine längere Zeitdauer, als dies für ein kontinuierlich fortlaufendes Gebilde geeignet ist. Demgemäß ist es wünschenswert, daß während mindestens einer beträchtlichen Dauer der Periode, während welcher die unlöslich machende Behandlung erfolgt, das Gebilde sich in ungestrecktem Zustand befinden soll und daß die unlöslich machende Behandlung weitgehend erfolgen soll, nachdem die angewandte Streckung in der Koagulierungsstufe oder in irgendeiner späteren Streckstufe gelockert wurde. Obgleich verschiedene Behandlungen für das frisch gefällte fadenförmige Produkt zwecks Unlöslichmachens in ungestrecktem Zustand vorgeschlagen wurde, haben sich diese mehr oder weniger als ungeeignet erwiesen, da derartige Behandlungen entweder eine allzulange Zeitdauer beanspruchen, so daß sie sich nicht für sich kontinuierlich bewegende Produkte eignen, oder keine genügende, auch nach dem Nachlassen der Streckung bleibende Dehnung des Gebildes gewährleisten. Die schnellste und beste Behandlung besteht darin-, daß man das koagulierte Gebilde unter Streckung in im wesentlichen gesättigter Natriumchloridlösung hält, wie dies z. B. in der britischen Patentschrift 543 586 beschrieben wurde. Erfolgt diese Behandlung etwa 10 Minuten lang, so wird die Neigung zur Längskontraktion des .Materials weitgehend verringert, worauf das Unlöslichrnachen z. B. in Strang- oder Stapelform des Materials erfolgen kann.

Es wurde gefunden, daß in wünschenswertem Maße eine starke, dauerhafte Dehnung des gefällten Gebildes sowie bessere physikalische Eigenschaften des nachträglich unlöslich gemachten Produktes erzielt werden können, wenn das frisch gefällte und gewünschtenfalls bereits etwas gestreckte Produkt in einem wäßrigen Bad, welches die Gebilde zu quellen vermag und ein Mittel enthält, welches als Pufferstoff wirkt und das Produkt einen annähernd dem isoelektrischen Punkt des Proteins, aus dem es gewonnen wurde, naheliegenden pn-Wert verleiht, streckt und hierauf die gestreckten Gebilde ohne Nächlassen des Zuges in einem wäßrigen, nicht lösend wirkenden Bad, welches ein Schrumpfen bzw. Krausein der Gebilde bewirkt, wäscht.

Die vorliegende Erfindung betrifft somit die Erzeugung von geformten Produkten, wie künstlichen Fäden, Fasern oder Filme, aus wäßrigen, alkalischen Proteinlösungen, indem man das ausgefällte Gebilde, welches durch Naßverformung der genannten alkalischen Lösungen in ein salzhaltiges, saures Fällbad erhalten wird, in einem wäßrigen Streckbad, welches den frisch gefällten Formling zu quellen vermag, bei solcher Temperatur streckt, daß das angequollene und gestreckte Gebilde die Schrumpfbarkeit beibehält, wobei das Bad auf einen solchen pn-Wert gepuffert ist, der dem isoelektrischen Punkt des Proteins mindestens nahekommt, daß hierauf das angequollene und gestreckte Produkt ohne Nachlassen des Zuges in einem wäßrigen, nicht lösenden und nicht härtenden Dehydratisierungsbad gewaschen wird, wodurch ihm nicht schrumpfende Eigenschaften verliehen werden, und daß das erzielte nasse Gebilde schließlich ohne Anwendung von Zug in einem angesäuerten, konzentrierten, salzhaltigen Formaldehydbad behandelt wird, bis es gegen Behandlung mit heißem Wasser, in heißen sauren Färbebädern und in alkalischen Waschlösungen widerstandsfähig geworden ist.

Der Säuregrad des frisch gefällten Gebildes, welches in dem sauren, salzhaltigen Fällbad geformt wurde, wird zweckmäßig verringert, indem man das Material durch ein oder mehrere wäßrige, nicht lösend wirkende Bäder, beispielsweise neutrale salzhaltige Bäder, hindurchzieht, bevor dasselbe der Einwirkung des das Puffermittel enthaltenden Streckbades unterworfen wird.

Als Puffersubstanz kann eine schwache Base oder ein schwach alkalisches Salz einer starken Base mit einer schwachen Säure oder ein schwach saures Salz in Frage kommen. Als Beispiele von schwachen Basen und schwach basischen Salzen seien Anilin, o-Toluidin, Natriumacetat, Natriumeitrat und Dinatriumhydrophosphat genannt. Nötigenfalls kann man auch Citronensäure, Essigsäure, Phosphorsäure, Borsäure oder Mononatriumdihydrophosphat zusetzen. Das Bad kann bei gewöhnlicher Temperatur oder zweckmäßig bei einer etwas erhöhten Temperatur verwendet werden.

Das später zur Anwendung gelangende Schrumpfbad kann beispielsweise aus einer konzentrierten Lösung eines neutralen Salzes oder eines organischen Dehydratisierungsmittels, wie Alkohol in Wasser, oder einer anderen nicht lösenden Lösung von dessen osmotischem Druck bestehen.

Gewünschtenfalls kann man das frisch gefällte Produkt vor dessen Einführung in das Streckbad, beispielsweise im Verformungsbade oder einem Zwischenbade, z. B. einem neutralen, salzhaltigen Bad, einer vorherigen Streckbehandlung unterwerfen.

Das Verfahren gemäß der Erfindung hat den Vorteil, daß die Schrumpfbehandlung, welche auf die gestreckten, noch unter Zug stehenden Gebilde ausgeübt wird,keine derart langeDauer erfordert, wie dies bis dahin zum Strecken von Gebilden und zur Er-

reichung eines Produktes, das ohne Zug unlöslich gemacht wird, erforderlich war. Darüber hinaus kann das neue Verfahren mit Vorteil für kontinuierlich fortlaufende Gebilde zur Anwendung gelangen. Außerdem gestattet es gegenüber den bekannten Streckmethoden die Anwendung eines stärkeren Streckens, ohne daß dadurch die Gebilde klebrig werden.

Beispiel ι

ίο Eine 25 Gewichtsprozent Erdnußglobulin und i,3°/₀ Ätznatron enthaltende Lösung mit einer Viskosität von 200 Poiseeinheiten wird mit einer Geschwindigkeit von 40 ccm/Min. durch eine Spinndüse mit 500 öffnungen von je 0,09 mm Durchmesser in ein Verformungsbad von 20°/_Oiger Natriumsulfatlösung und 2°/_oiger Schwefelsäure in Wasser bei ^8° ausgestoßen. Die sich bildenden Fäden werden über eine Spinnhaspel von 16 cm Durchmesser, welche mit 90 Ümdr./Min. umläuft, gezogen und dann durch ein zweites Bad, das 20 % Natriumsulfat in Wasser enthält und eine Temperatur von 40⁰ aufweist, geführt und schließlich auf einer Walze mit einer Umlaufgeschwindigkeit von 60 m/Min, aufgewickelt. Dadurch werden die Fäden um etwa ein Drittel ihrer Länge gestreckt. Nachdem sie auf der Walze im Natriumsulfatbad annähernd 20 Minuten lang gehalten werden, werden sie darauf entfernt und in ein gesättigtes Salzbad von 20⁰ eingetragen. Der Faden wird nun aus dem Salzbad herausgenommen und auf das Doppelte seiner Länge in einer o,4°/₀igen Lösung von Anilin in Wasser bei 50⁰ ι Minute lang gestreckt, worauf der gestreckte Faden in ein gesättigtes Natriumchloridbad übergeführt und ι Minute lang in gestreckter Form in diesem Bad bei 40⁰ gehalten wird, wonach der Zug nachgelassen werden kann. Der p^-Wert des Fadens im Anilinbad beträgt etwa 4,5.

Hierauf werden die Fäden in ein unlöslich machendes Bad, welches I¹Z₂ % Formaldehyd und 2 °/₀ Salzsäure in gesättigter Natriumchloridlösung von 38° enthält, eingetragen und 18 Stunden lang darin belassen, worauf sie einer Behandlung in einem 0,1 °/₀ Schwefelsäure und 0,25 % Natriumsulfat enthaltenden Bad 90 Minuten lang bei 97⁰ zu widerstehen vermögen.

Die Länge der Fäden ist um 65 % größer als jene der Fäden, welche von der Walze entnommen werden, während der Durchmesser der Fäden entsprechend vermindert ist. Der isoelektrische p_H-Wert des Erdnußglobulins beträgt etwa 4,5.

Beispiel 2

Man verwendet das gleiche Fällbad wie im Beispiel ι und unterzieht die frisch gefällten Fäden nach Maßgabe ihres Fortschreitens einer ersten Streckung in einem 20 °/₀ Natriumsulfat in Wasser enthaltenden Bad von 40⁰ gemäß Beispiel 1, worauf die Fäden, anstatt auf einer Walze gesammelt zu werden, von der den Zug bzw. Dehnung verursachenden Rolle in eine o,4°/₀ige Anilinlösung in Wasser von 50° eingeführt werden, worin sie auf das Doppelte in ihrer Länge erneut gestreckt werden. Von diesem Streckbad werden die Fäden über eine Reihe von paarweise hintereinander angeordneten schiefen zylindrischen Rollen geleitet, welche mit der gleichen Umfangsgeschwindigkeit in parallelen Ebenen umlaufen und auf welche sie in Schneckenlinie derart aufgewickelt werden, daß sie zur Aufwicklung der Walzenlänge ι Minute benötigen. Die schiefen Rollen sind in eine gesättigte Natriumchloridlösung von 40⁰ ein- ' getaucht und halten demnach den fortlaufend wandernden, gestreckten Faden in seiner gestreckten Länge 1 Minute lang im gesättigten Natriumchloridbad.

Die vorrückenden Fäden werden gesammelt und zu Stapelfasern geschnitten. Die Stapelfaser wird hierauf in das im Beispiel 1 beschriebene, unlöslich machende Bad eingetragen, in welchem sie 18 Stunden lang bei 30⁰ gehalten werden kann.

Claims (3)

Patentansprüche.

1. Verfahren zur Herstellung von in heißen, wäßrigen, sauren oder alkalischen Flüssigkeiten beständigen Gebilden, wie Fäden, Fasern oder Bänder, durch Verformung von wäßrigen, alkalischen Proteinlösungen in einem salzhaltigen, sauren Fällbad, dadurch gekennzeichnet, daß man die das Verformungsbad verlassenden Gebilde, gegebenenfalls nach Waschen und VorverStreckung, in einem wäßrigen Bad, dessen Temperatur unter- go halb derjenigen liegt, bei welcher das Gebilde erweicht, und welches einen p_H-Wert innerhalb des isoelektrischen Bereiches des verwendeten Proteins aufweist, stark verstreckt, ohne Nachlassen des Zuges in ein neutrale Salze oder organische wasserentziehende Mittel, wie Alkohol in Wasser, enthaltendes, nicht lösendes und nicht härtendes Dehydratisierungsbad führt und anschließend ohne Anwendung eines Zuges in einem sauren, konzentrierten, salzhaltigen Formaldehydbad härtet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die frisch geformten Gebilde schon im Fällbad oder vor Eintritt in das warme Streckbad in einem wäßrigen, neutralen, salzhaltigen Zwischenbad vorverstreckt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das warme Streckbad eine schwache Base wie Anilin oder ein schwachsaures Salz oder eine schwache Säure oder ein schwaches alkalisches Salz einer starken Base mit einer schwachen Säure enthält.

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