DE906847C

DE906847C - Verfahren zur Herstellung von kuenstlichen Gebilden aus tierischen oder pflanzlichenProteinen

Info

Publication number: DE906847C
Application number: DENDAT906847D
Authority: DE
Inventors: Emlyn Williams; Robert Louis Wormell
Original assignee: Courtaulds PLC
Current assignee: Akzo Nobel UK PLC
Priority date: 1950-05-03
Publication date: 1954-02-04
Also published as: BE507677A; NL76966C; US2691568A; NL83770C; BE526592A; GB778258A; GB722934A; FR948704A; GB614506A; GB741740A; FR65531E; BE474353A; FR1045696A; DE898658C; FR62218E; BE502874A; US2684282A; NL65080C; DE905306C; NL79753C

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung künstlicher Gebilde, wie Fäden, Fasern, Bändchen oder Filme, welche im folgenden als Fäden bezeichnet werden, aus Casein tierischen oder pflanzlichen Ursprungs und anderen Proteinverbindungen mit ähnlichen Eigenschaften.

Das Patent 842 827 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung künstlicher Fäden aus Protein durch Verspinnen einer Proteinlösung in ein Fällmittel und darauffolgende Härtebehandlung. Die Widerstandsfähigkeit der Gebilde gegen heißes Wasser und heiße verdünnte Säuren wird dort durch Einverleiben von

Cyansäureanionen (CNCf") bildenden Verbindungen in die Spinnlösung oder durch eine auf das Härten folgende Behandlung der Gebilde in einem Bad, welches eine Cyansäureanionen (CNO^-) bildende Verbindung enthält, erhöht. Bei der Ausübung des Verfahrens nach dem genannten Patent auf vorgehärtete Fäden werden diese in ein wäßriges Bad eingetaucht, welches 4 bis 10 % einer Ionen bildenden Verbindung enthält, und, nachdem sie ausgequetscht sind oder die überschüssige Flüssigkeit auf andere Weise entfernt ist, erhitzt, gewaschen und getrocknet.

Zweck der Erfindung ist die Verminderung der Anzahl der Verfahrensstufen bei dem Stabilisierungsverfahren.

Nach der vorliegenden Erfindung besteht ein Verfahren zur Herstellung künstlicher Fäden aus Protein darin, eine Lösung des Proteins in ein Fällbad zu verspinnen, die frisch ersponnenen Fäden einem Härteprozeß zu unterwerfen, um sie gegen kaltes Wasser widerstandsfähig zu machen, und die gehärteten Fäden gegen die Wirkung von heißem Wasser und heißer verdünnter Säure zu stabilisieren, indem man den Faden in eine wäßrige Lösung eintaucht, welche eine Cyansäureanionen bildende Verbindung enthält, und zwar in einer solchen Menge, daß die die ig Ionen erzeugende Verbindung auf dem Faden nicht wesentlich die äquivalente Menge der sauren Rückstände des Proteins übersteigt, und dann den so behandelten Faden bei erhöhter Temperatur, vorzugsweise zwischen 50 bis 90⁰, trocknet. Das Aufbringen der Lösung der Anionen bildenden Verbindung auf den Faden wird durch Eintauchen des Fadens in eine ein Cyanat enthaltende Lösung und darauffolgendes Entfernen der überschüssigen Flüssigkeit durch Ausquetschen, Zentrifugieren oder ein anderes geeignetes Verfahren ausgeführt.

Die jeweils zur Neutralisierung der sauren Rückstände des Proteins erforderliche Menge der (CNO"") Ionen bildenden Verbindung wechselt nur wenig und hängt beispielsweise von der Art des verwendeten Proteins und der Aufnahmefähigkeit des Fadens ab. Bei der gewöhnlich verwendeten Art der fadenbildenden Proteine ist die Zahl bei Verwendung von Natriumcyanat ungefähr 2 %. Die äquivalente Menge der Ionen bildenden Verbindung für eine bestimmte Sorte von Faden kann durch Versuche festgestellt werden, indem man verschiedene Mengen einer Ionen bildenden Verbindung auf eine Anzahl Proben des Fadens bringt, die behandelten Fäden durch Erhitzen trocknet und nach den üblichen analytischen Methoden die von dem Faden noch zurückgehaltene Menge Cyanat feststellt. Im folgenden ist ein Beispiel für einen solchen Versuch angegeben. Es wurden Milchcaseinfäden, welche bei 55⁰ 2 Stunden in einem Bad gehärtet waren, benutzt. Das Bad enthielt pro Liter 10 g Formaldehyd, 380 g Natriumsulfat und 40 g kristallinisches Aluminiumsulfat. Hierauf folgte eine 2stündige Behandlung in einem Bad von 40⁰, welches pro Liter 10 g Formaldehyd, 300 g Natriumsulfat, 400 g Schwefelsäure und 40 g kristallinisches Aluminiumsulfat enthielt. Die Fäden wurden säurefrei gewaschen und abgepreßt.

Je eine Probe des erhaltenen Fadens wurde dann 20 Minuten in eines der Bäder getaucht, welche 1, 2, 3, 4, 5, 7 und 10 °/₀ Natriumcyanat enthielten. Die Fäden wurden dann auf nahezu 100 °/₀ ausgepreßt, wobei berücksichtigt wurde, daß die höheren Konzentrationen des Salzes einen höheren pn-Wert ergaben, so daß die Aufnahmefähigkeit verhältnismäßig höher war, und sie wurden schließlich durch 3stündiges Erhitzen bei 70⁰ getrocknet.

Die Menge von Cyanat an den getrockneten Fäden wurde dann analytisch bestimmt. Es ergaben sich folgende Zahlen:

^D/_o Cyanat	% Cyanat
im Bad	am Faden
I	0
2	0
3	0,98
4	1,97
5	3,37
7	5,24
IO	8,35

Die Ergebnisse sind in der Zeichnung graphisch dargestellt. Die Darstellung zeigt die Beziehung zwischen dem Prozentgehalt des auf den Faden aufgebrachten Natriumcyanats und dem von dem getrockneten Faden zurückgehaltenen Natriumcyanat. Sie zeigt, daß das Verhältnis bei ungefähr 2 °/₀ mit der entsprechenden Menge Natriumcyanat im wesentlichen in einer geraden Linie verläuft. Bei diesem besonderen Faden sollte daher die Menge des aufgebrachten Natriumcyanats 2 °/₀ nicht wesentlich übersteigen. Wenn andere Cyanate benutzt werden, soll die entsprechende chemisch-äquivalente Menge verwendet werden.

Es wird angenommen, daß die auf den Faden aufgebrachte Cyanatverbindung während des Trocknens mit den sauren Aminosäurerückständen, welche in dem. Faden stets im Überschuß über die äquivalenten basischen Rückstände vorhanden sind, reagiert. Es wird angenommen, daß die Cyansäure zuerst frei wird und daß diese entweder mit den benachbarten Aminowasserstoffatomen reagiert und eine stabile Bindung ergibt oder daß sie in folgender Weise zu Ammoniak und Kohlensäure zersetzt wird:

HCNO + H₂O = NH₃ + CO₂

Wenn die Ionen bildende Verbindung auf dem Faden in einem Überschuß über die Menge vorhanden ist, welche zum Neutralisieren der Säuregruppen erforderlich ist, so konzentriert sich das überschüssige Salz beim Trocknen auf den einzelnen Faden und bleibt als ein zu beanstandender Rückstand in den Poren des Fadens zurück.

Das wäßrige, eine Ionen bildende Verbindung enthaltende Bad kann auch ein weiches Appreturmittel enthalten, um den Griff des Fadens zu ver- no bessern. Wahlweise oder zusätzlich kann ein bakterientötendes Mittel, wie Cadmiumchlorid, zu dem Bad zugesetzt werden, um die Fäden gegen Fäulnis durch Bakterien widerstandsfähig zu machen.

Beispiel 1 "^s

Gestreckte Milchcaseinfäden wurden bei 55 ° 3 Stunden in einem wäßrigen Bad gehärtet, welches pro Liter 380 g Natriumsulfat, 10 g Formaldehyd und 40 g Schwefelsäure enthielt. Die Fäden wurden dann in Wasser gewaschen und bei 20° 20 Minuten in ein Bad getaucht, welches pro Liter 20 g Natriumcyanat und ι g eines weichen Appreturmittels enthielt. Die Fäden wurden dann zur Entfernung der überschüssigen Flüssigkeit zentrifugiert und 3 Stunden in feuchter Luft bei 70° getrocknet.

Die erhaltenen Fäden waren gegen saure Färbebäder stabil.

Man kann dem Cyanatbad ein bakterientötendes Mittel beigeben, z. B. 5 g Cadmiumchlorid pro Liter.

Beispiel 2

Gestreckte Caseinfäden wurden bei 55⁰ 2 Stunden in einem Bad gehärtet, welches pro Liter enthielt: 10 g Formaldehyd, 380 g Natriumsulfat und 40 g kristallinisches Aluminiumsulfat. Der ρπ-Wert des Bades war 4. Hierauf folgte eine weitere Behandlung bei 40⁰ während 2 Stunden in einem Bad, welches pro Liter 10 g Formaldehyd, 300 g Natriumsulfat, 400 g Schwefelsäure und 40 g kristallinisches Aluminiumsulfat enthielt. Der Faden wurde dann in Stapelfasern von 3,65 cm Länge geschnitten. Die Fasern wurden säurefrei gewaschen, abgepreßt und 20 Minuten in ein Bad von 20⁰ eingetaucht, welches pro Liter 20 g Natriumcyanat enthielt. Die Fasern wurden dann von Wasser befreit und bei 70⁰ 3 Stunden lang getrocknet.

Die Fasern wurden nach dem entsprechenden Verfahren für Baumwolle ohne Schwierigkeit auf einem Stapelfaseröffner gelockert, geschlagen und gekrempelt.

Beispiel 3

Gestreckte Fäden, welche aus nach dem Verfahren des britischen Patents 653 188 extrahierten Erdnüssen hergestellt waren, wurden 6 Stunden in einem Bad von 20° gehärtet, welches pro Liter 606 g kristallinisches Aluminiumsulfat, 40 g Formaldehyd und g Soda enthielt. Hierauf folgte eine Behandlung während 24 Stunden in einem Bad von 25°, welches pro Liter 360 g Natriumsulfat, 220 g Schwefelsäure und 59 g Formaldehyd enthielt. Die Fäden wurden in Wasser gewaschen und 20 Minuten in ein Bad von 20° getaucht, welches 20 g Natriumcyanat pro Liter' enthielt. Sie wurden von Wasser befreit und 3 Stunden bei 70° getrocknet.

Die Fäden waren gegen kochende Säurelösungen widerstandsfähig.

Claims

Patentansprüche:

1. Weiterbildung des Verfahrens nach Patent Nr. 842 827, dadurch gekennzeichnet, daß ein Cyansäureanionen bildende Verbindungen enthaltendes Bad mit dem Gebilde in Berührung gebracht wird, wobei die Anionen bildenden Verbindungen auf dem Formling das Äquivalent der sauren Rückstände des Proteins nicht wesentlich übertreffen, und das behandelte Gebilde dann bei erhöhter Temperatur, vorzugsweise bei 50 bis 90⁰, getrocknet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gebilde in die Lösung der Anionen bildenden Verbindung eingetaucht und dann die überschüssige Flüssigkeit entfernt wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen