DE917087C

DE917087C - Verfahren und Vorrichtung zur Behandlung von laufenden Proteinfadenkabeln

Info

Publication number: DE917087C
Application number: DEP3051A
Authority: DE
Inventors: James Fargher Keggin
Original assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Current assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date: 1948-06-01
Filing date: 1949-05-26
Publication date: 1954-08-23
Also published as: US2720442A; NL70594C; FR987635A; GB642359A; CH280432A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von laufenden Proteinfadenkabeln in einem beschränkten Raum und betrifft insbesondere ein Verfahren zur Behandlung eines in ungespanntem Zustand befindlichen laufenden Proteinfadenkabels mit einer Behandlungsflüssigkeit, welche ein spezifisches Gewicht aufweist, das größer ist als das spezifische Gewicht des Kabels.

Es wurde gefunden, daß es schwierig ist, in befriedigender Weise ein laufendes Fadenkabel aus pflanzlichen Saatglobulinen oder Phosphorproteinen in einen unlöslichen Zustand zu versetzen, da diese Produkte in Form von Windungen in den unlöslich machenden Lösungen untersinken und sich dort ansammeln, wobei diese Lösungen, deren spezifisches Gewicht größer ist als das des Kabels, Formaldehyd, Natriumsulfat und Schwefelsäure enthalten, und diese Flüssigkeiten sich in einem feststehenden Behälter von größeren Abmessungen befinden. Das Fadenkabel bildet 'hierbei eine kompakte schwimmende Masse, in welche die Flüssigkeiten nur schwierig eindringen können und deren Oberseite mit den Flüssigkeiten nicht in Berührung kommt. Hinzu kommt, daß, wenn eine größere Länge des Fadenkabels in den Behältern abgelegt wird, um darin dem Einfluß der Behandlungsflüssigkeiten eine genügende Zeitlang ausgesetzt zu werden, dieses sich leicht verwickelt.

Unbefriedigende Ergebnisse sind auch festzustellen, wenn man das Fadenkabel in Form von Win-

düngen in die Behandlungsflüssigkeiten fallen läßt, welche durch einen feststehenden Trog strömen, da sich hierbei ebenfalls leicht Verwicklungen des Kabels ergeben.

Die Erfindung schlägt nunmehr ein Verfahren zur Behandlung von laufenden Proteinfadenkabeln in ungespanntem Zustand mit Formaldehyd enthaltenden sauren Salzlösungen vor, in denen das Fadenkabel durch einen Flüssigkeitsstrom durch ein Rohr ίο bewegt wird, dessen letzter Teil nach oben ansteigt, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Rohrsystem verwendet wird, dessen erster Teil eng ist und dessen letzter, ansteigender Teil einen größeren Durchmesser besitzt, wobei die Geschwindigkeit und das spezifische Gewicht der Behandlungsflüssigkeit sowie die Geschwindigkeit des Fadenkabels derart gewählt werden, daß das Fadenkabel in dem letzten, ansteigendenTeil des Rohrsystems schwimmt und sich in lockeren Windungen an der oberen Wanao dung dieses Rohrteiles die gewünschte Zeit lang bewegt.

Das den Gegenstand der Erfindung bildende Verfahren hat sich als besonders zweckmäßig für die Behandlung zum Unlöslichmachen von Proteinfadenkabeln mit angesäuerten konzentrierten Salzlösungen erwiesen, welche Formaldehyd enthalten. Hierbei werden Fäden behandelt, die ein niedrigeres spezifisches Gewicht besitzen als die Behandlungsflüssigkeit. Derartige Fäden sind mit Cellulosefäden nicht zu vergleichen. Das spezifische Gewicht von Proteinfäden ist 1,3, während Viskosefäden ein spezifisches Gewicht von 1,5 haben. Das spezifische Gewicht der meisten Behandlungsbäder für Cellulosefäden liegt bei etwa 1. Demgegenüber liegt das spezifische Gewicht der schwersten Behandlungsflüssigkeit für Proteinfaden, wobei gemäß der vorliegenden Erfindung derartige Bäder mit hohem spezifischem Gewicht zur Uhlöslichmachung der Proteinfäden verwendet werden, bei etwa 1,457. Gemaß der Erfindung werden also Behandlungsbäder verwendet, in denen Proteinfäden aufsteigen oder schwimmen.

Die Behandlungsflüssigkeit und das Fadenkabel durchlaufen den engeren Teil des Rohraufbaues mit verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit. Die Geschwindigkeit der Flüssigkeit an dieser Stelle, welche durch den Höhenunterschied der Flüssigkeit am Eintritt in das engere Rohr und am Austritt des weiteren Rohres bzw. durch den Pumpendruck geregelt wird, muß mindestens so groß sein wie die Geschwindigkeit des Fadenkabels an dieser Stelle. Beim Eintritt in das weitere Rohr faltet sich das Kabel unregelmäßig und bildet ein loses Kabel, welches S¹ICh langsam in dem Rohr gegen die obere Flüssigkeitsfläche hin nach oben bewegt. Die Laufgeschwindigkeit des Kabels in dem weiteren Rohr wird in einem gewissen Maße durch die Geschwindigkeit des Flüssigkeitsstromes in dem weiteren Rohr geregelt, was von den verschiedenen Durchmessern der Rohre und von der ursprünglichen Geschwindigkeit des Kabels abhängt. Weiterhin hängt diese Geschwindigkeit von der Steigung des weiteren Rohres ab, denn die Fadenmasse, welche eine geringere Dichte aufweist als die Flüssigkeit, hat das Bestreben, sich in dem Rohr nach oben zu schieben. So hängt also die Behandlungszeit des Fadenkabels, d. h. die Zeit, welche es benötigt, um das engere und das weitere Rohr zu durchlaufen, von den oben angegebenen Faktoren, welche die Durchlaufgeschwindigköit regeln, und auch von der Länge des weiteren Rohres ab bzw. genauer ausgedrückt von der Länge des Fadenkabels, welches sich in dem weiteren Rohr vor dem Abziehen ansammelt. Für ein Fadenkabel einer bestimmten Größe und einer bestimmten Laufgeschwindigkeit wird die Flüssigkeitsgeschwindigkeit in dem engeren Rohr so eingestellt, daß sie etwas größer ist als die Laufgeschwindigkeit des Fadenkabels. Die Weitenabmessung des engeren Rohres ist eine Frage der Erfahrung. Die Weite des einen größeren Durchmesser aufweisenden Rohres bestimmt sich dann durch die jeweils erforderliche Behandlungsdauer. Es ist möglich, diese Zeit innerhalb weiter Grenzen in der gleichen Apparatur zu ändern, da die Proteinfadenkabel durch beide Rohre in Form einer sehr kleinen Ansammlung in einem Teil 1 Minute hindurchgezogen werden können, oder sie können sich in Form eines längeren Fadenkabels ansammeln, wobei die Länge desselben durch die Länge des weiteren Rohres bestimmt ist, so daß die Durchgangszeit sich über mehrere Minuten erstrecken kann.

Es ist dafür Sorge zu tragen, daß das Abziehen des Fadenkabels aus der Behandlungsflüssigkeit in keiner Weise schädlich durch die aus dem Rohrsystem austretende Behandlungsflüssigkeit beeinflußt wird, und aus. diesem Grunde ist es zweckmäßig, am Austrittsende der Apparatur ein gelochtes Wehr oder eine entsprechend wirkende Vorrichtung vorzusehen.

Vorzugsweise steigt der letzte weitere Rohrteil unter einem Winkel an, der zwischen 5 und 30⁰ zur Horizontalen liegt.

Der engere Rohrtail nimmt an seinem Ende allmählich in der Weite zu, bis er sich der Weite des Rohres mit dem größeren Durchmesser angleicht, um hierdurch eine zu große Wirbelung in dem Flüssigkeitsstrom zu vermeiden, was zu einer Verwirrung der das Kabel bildenden Fäden führen kann, da diese nämlich das Bestreben haben, in der Behandlungsflüssigkeit beim Eintreten in das einen größeren Durchmesser aufweisende Rohr nach oben zu steigen.

Die Erfindung ist in dem folgenden Beispiel erläutert, worin die Teile Gewichtsteile sind, und zwar mit Bezug auf die in der Zeichnung schematisch dargestellte Apparatur, die eine Seitenansicht derselben darstellt.

Beispiel

Eine gereifte Natriumhydroxydlösung von Erdnußglobulin, welche aus einer Lösung hergestellt wurde, die 20 Teile Erdnußglobulin, 1,25 Teile Natriumhydroxyd, 1,0 Teile Natriumsulfit und 77,75 Teile Wasser enthält, wird in ein Koagulierungsbad ausgepreßt, welches pro Liter 200 g

Natriumsulfat und 20 g Schwefelsäure enthält. Das hierbei entstehende Fadenkabel, bestehend aus 15 000 Einzelfäden von je 3 bis 4 den, wird von Führungsrollen aufgenommen, welche eine Umfangsgeschwindigkeit von 30 m/min besitzen und auf andere Rollen übergeleitet, die eine Umfangsgeschwindigkeit von 45 m/min aufweisen.

Das Fadenkabel läßt man dann in einem Bad erschlaffen, welches pro Liter 300 g Natriumchlorid, 30 g Natriumsulfat und nicht mehr als 3 g Schwefelsäure enthält. Dieses Bad besitzt eine Temperatur von 20°; das Kabel wird mit Hilfe von Umleitrollen aus dem Bad abgezogen und gelangt dann in ein weiteres Behandlungsbad, welches eine Temperatur von 65° aufweist und das pro Liter 300 g Natriumchlorid, 30 g Natriumsulfat und nicht mehr als 3 g Schwefelsäure und 5 g Formaldehyd enthält. Aus diesem Bad wird das Fadenkabel 1 abgezogen, umläuft eine Führungsrolle 2, die eine Umfangsgeschwindigkeit von 26 m/min aufweist und gelangt dann auf eine weitere Führungsrolle 3 mit einer Umfangsgeschwindigkeit von 29 m/min und schließlich senkrecht nach unten in einen Einlauftrichter 4, in dem die Härtungsflüssigkeit in einer konstanten Höhe gehalten wird. Diese Härtungsflüssigkeit tritt durch ein Rohr 5 in den Zuführungstrichter ein, gelangt dann in das Rohr 6 und durch einen trichterförmigen Teil 7 aus Glas od. dgl. in das ansteigende weitere Rohr 8. Das Rohr 6 besitzt einen Durchmesser von etwa 18 mm, und der Glastrichter 7 besitzt an seinem oberen Ende einen Durchmesser von 100 mm. Die Härtungsflüssigkeit enthält pro Liter mg Natriumchlorid, 405g Natriumsulfat, 13g Formaldehyd und 303 g Schwefelsäure. Diese tritt in das Rohr 8 bei einer Temperatur von 90⁰ ein und verläßt dieses Rohr am Überlauf 9 mit einer Temperatur von 88°. Die Strömungsgeschwindigkeit der Flüssigkeit durch das Rohr 6 wird durch den Unterschied des Flüssigkeitsstandes im Einlauftrichter 4 und am Überlauf des Auslaßendes des Rohres 8 bestimmt. In dem in der Zeichnung dargestellten Beispiel beträgt dieser Höhenunterschied etwa 100 mm. Das Rohr 8 besteht beispielsweise aus Glas und weist einen Durchmesser von 150 mm und eine Länge von 1,80 m auf. Es steigt derart an, daß das Austrittsende 35 cm oberhalb des Einlaßendes liegt. Am Austrittsende des Rohres 8 ist eine aus Blei od. dgl. bestehende gelochte Lippe 9 vorgesehen, wodurch der Flüssigkeitsstand in dem Rohr 8 gehoben wird und wodurch erreicht wird, daß die Flüssigkeit abfließen kann, ohne daß die Flüssigkeit an gewissen Stellen mit hoher Geschwindigkeit abläuft. Die Einlaufgeschwindigkeit des Fadenkabels in den Zuführungstrichter 4 beträgt 29 m/min. Beim Eintreten im das ansteigende Rohr 8 durch den Trichter 7 bildet das Kabel lose Windungen in etwa 1,20 m Länge, welche sich gegen die obere Fläche der Innenseite des Rohres 8 legen und etwa drei Viertel des Querschnittes dieses Rohres ausfüllen. Das Fadenkabel wird dann durch eine oberhalb des Austrittsendes vorgesehene Führungsrolle 10 abgezogen. Die Umfangsgeschwindigkeit dieser Führungsrolle wird auf 21 m/min eingestellt, so daß also die Durchgangszeit durch das Rohr 8 konstant ist und etwa 3 Minuten beträgt, was ausreichend ist, um Proteinfäden in einen unlöslichen Zustand überzuführen.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Behandlung von laufenden Proteinfadenkabeln in ungespanntem Zustand mit Formaldehyd enthaltenden sauren Salzlösungen, in denen das Fadenkabel durch einen Flüssigkeitsstrom durch ein Rohr bewegt wird, dessen letzter Teil nach oben ansteigt, gekennzeichnet durch die Verwendung eines Rohrsystems, dessen erster Teil eng ist und dessen letzter, ansteigender Teil einen größeren Durchmesser besitzt, wobei die Geschwindigkeit und das spezifische Gewicht der Behandlungsflüssigkeit sowie die Geschwindigkeit des Fadenkabels derart gewählt werden, daß das Fadenkabel in dem letzten, ansteigenden Teil des Rohrsystems schwimmt und sich in lockeren Windungen an der oberen Wandung dieses Rohrteiles die gewünschte Zeit lang bewegt.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der letzte, weitere Rohrteil unter einem Winkel von 5 bis 30⁰ zur Waagerechten ansteigt.

Angezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 666 709, 501 300, 504995·

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen