DEP0002739BA - Verfahren zur Herstellung von viskosen Lösungen von Erdnußglobulinen in Alkalilauge. - Google Patents

Description

zur "Patsntasseldung 4er
Imperial Chemical Xaduatriee MiBited_f Loadoa 1,

betreffend«

Verfahren say Herstellung von τΐββοββη Meaagaa von

Die Irioritlit der Araicldung ic GreEeteri tannien tos 12. Apri3. 1945 ist in Anspruch. genosscen.

Die BieSlMmig bsuien* wt®h auf ein Yerfaha*«» er 3exste2l8ag «oa Tisoceen Lösungen von JBrdnus sglobulinen in Alkali lauge, welche sua Verspinnen zu jCunstseidef&don geeignet ist·

Pie ersten, aas krdnussglobuJln ^esponnenoa Fäden waren jene« welche durch Lösen von SrSnnaaprotein in konsentrierten, wässrigen Hansatofflösungen und Altexnlasssn dieser lösungen erhalten worden« E3 wird vexautet, das» die Moleküle des Ärdnussglobalins won gewundener Struktur der Art der globularen Proteine sind und dass die Steigerung dsr Viseosität, welche heia Altern der LSsuag des Proteine in der wässrigen Hamstofflösung eintritt, eine Ualagerung der molekularen Stifuirtar In ein© angewandte und gea treckte Bor» mit sich bringeits, welche üsla^erang «sseheal als Benatmrieximg be-* seiohnet wird} es wird femer aagenoaaen, dass, solange eine solche Ualagemng der molekularen Struktur »tönt mindestes» begamaen Iat_f keine fäden ersielt werden können. Konsentrlerte_t wässrige HarastofflSsungen seheinen eine bemerkenswerte Leichtigkeit sua denaturieren des Proteins m. habeas, doofe Wirt durch die «or Emmnmmg der Päd en erforderliche hohe Harns toffkonsentration deren Terwezi-

kostspielig und für die technische Verwendung dung/unwirtschaftlich.

Ferner wurde vorgeschlagen, rädert durch IaaBXGBtFef von viscoeen thixo tropischen Lösungen, welche durch Erhitzen' und mechanisches Bearbeiten von Erdnuasproteindispersionen in verdünntem wässrigem /unmoniak erhalten werden, in einem Koagulierungsbad zu erzeugen. Obgleich fliege Sethode sar Erseugung von ausgezeichneten bore ti gen Gebilden und zu dicken Fäden führte, lässt sie sieh donnoeh nicht Bur Herstellung von dünnen, für Textilsrarecke erforderliche Täden verwenden, welche S¹Sdea von der Spinndüse in einem wesentlich ra» scheren ^rade weggeführt werden als die Geschwindigkeit dee Mm«~ 3 to s β em und welche hei gewissen Gtufen der Herstellung einem Beträchtlichen Zuge ausgesetzt sind. Während es gewöhnlich erforderlich ist, die thixotropischen, etramoniakalisehen Lösungen unter der ßohuhspannwng zu halten, um die Gelatinlsierung zu verhindern, beeteht keinerlei Schwierigkeit, g«etg||g||@ Araeumiakkonsentrationen für die Herstellung der auezustoesen/Lösung asu wählen«

Im Falle von kausti soh-alkali sehen Lösungen von Brdnueeprotein führte die äusserst* Eapfindliohkeit bei leichten Yeirandexungen der kaue tisch-alk&lieehea Konzentration der Lösung und die für die verschiedenen Koxusentrationen von Erdnueeglobulin erforderlichen, bestirnte» alkalischen Komsentrationen seit Jahren zu erheblichen Schwierigkeiten bei der Herstellung der für das Spinnen erforderlichen, geeigneten, kaustisch-alkalischen Lösungen« Befindet eieh die kau«31isch-alfcalische Konzentration ausserhalb der engen, statthaften Grenzen, so besitzt die Lösung entweder eine unerwünschte Yiscosität oder aber, sofern passende Viskosität vorliegt, let diese Viseoeitöt solch raschen Veränderungen unterworfen, daes diese Lösung für technische Zwecke wertlos ist, indem sie entweder in unkontroliierbarer Weise sich bis zur Gelatinisierung verdickt oder sieh unter unerwünschter Viscositäteeinbusse verdünnt·

Me in der britischen Patentschrift 537·740 vorgeschlagenen Heuerungen haben die Sraeugung von spinnbaren, kaus tlsch-alkalischen Erdnu8sglobullnl88ungen sehr erleichtert. Diese Patentschrift offenbart, dass β pinnbare Lösungen nur dann erhalten werden können, wenn nach der frischen Zubereitung der Proteinlösung diese letztere

einen Pg-Wert von mindesten» 12,5 aufweist» wobei eine legel aufgestellt wird, welche ©ine erste Anaabae der besten lcauetiach-alkaliechen Koiuientration für eine bestimmte Proteinfconzentratlon festlegt, Kit Hilfe dieser Angaben können die erforderlichen Konsentrationen durch Versuche festgestellt werden, wobei man nach und nach die Proteinkonzentration und die kaustisch-alkalisehe Konzentration durch geringe Zunahme und Abnahrae derselben solange verändert, bis man eine viscose Lösung erhSlt, welch« während einer vernunftigen Zeitdauer ihre apinnbaren Eigenschaften nicht verliert.

Diese kaust!sch-alkalischen Erdnussglobulinlösungen, welche bei gewöhnlichen atmoaphärischen Temperaturen erzeugt werden, ergeben ausgezeichnete Päd en für Text ilawecke, wenn sie in einem geeigneten Koagulierungebad gesponnen werden. Obgleich bei der geeigneten Auewahl der Alkalikoneentration die bisher bekannten k_austiach-alkalisehen Lösungen genagend beständig sind, um sie während einer gewissen Zeit zua Spinnen au verwenden, bleiben deren physikalischen Eigenschaften dennoch nient so lange unverändert, wie dies wünschenswert ist, sondern es treten wesentliche Veränderungen der Visoositlt und erhebliche Schwierigkeiten bei» kontinuierlichen Spinnen bereite nach einer sehr kurzen Lagerangsdauer ein.

Die Bildung von Aomonlak duroh alkalische Hydrolyse des Globuline kann in der Erdnuaeglobulinlösung selbst bei eolchen Konaentrationen en ¹ Ikali, die zur Bildung einer GlobullnlSeung vom pg-Wert 12,5 nicht genügen, wahrgenommen werden und veraehrt sich in dem Masse, wie die Alkalikonzentration zunimmt. Es ist wohl möglich» dass die besonderen Sohwierigke 11en, welchen man bei der Erzeugung von apinnbaren, alkalischen Erdnueeglobulinen begegnet, der zerstörenden Hydrolyse des ProteinaolekUls, welche in einer Losung Platz greift, deren Alkalinitat nicht mehr als genügend ist, um die Denaturierung des Globulins au bewirken, zuauachreiben sind.

aemäss der Sefintung -wird das Verfahren aar Herstellung von viecoaen Lösungen von Erdnuaaglobulinen in Alkalllauge, welohe zum Verepinnen au Kunstaeidefäden geeignet Iat₄ in der Weise vorgegangen, dass eine Lösung von Erdnuesglobulinen in Alkalilauge einer Konzentration von mindestens 0,8£, berechnet auf Batriumhydroxyd_t hergestellt wird, die jedoch geringer let als die Konaentration, welohe notwendig ist,

um die frische lösung bei Zinmeptemperatur a of einen pg-'*ert Ton 12,5 eu bringen, wobei die frisch, hergestellte LSmmg auf einer erhöhten Temperatur «wischen 35 und 60° »indestens solange gehalten wird, dass eins maximale Viscosität erreicht wird," worauf die Losung dann auf einer Temperatur «wischen 20° und einer so tiefen Temperatur gehalten wird, bei der das Mauser der Lösung noch nicht gefriert und sie "bis zum Terspinnen innerhalb dieses Tempeztäturbereiche gehalten wird« Zweckmässig ist der Pg-Wert der Globulinlösung 0,5° niedriger als der Wert, welcher notwendig ist« '-■enn die Reifung bei ZiDHaertemperatur durchgeführt wird.

Die Kons ent ration der kaustischen Alkalilösung, welche gemäss der Erfindung erfοrderlich 1st, mm eine Erdnussglobullnlösung m erzeugen, welche sich im höchsten Masse durch Stabilität der Visoosität und durch andere physikalische Eigenschaften nach deren Abkühlen auf die Torerwähnte, niedrige Temperatur auszeichnet, ist zweckmässig numerisch um 0,4£, berechnet als Katriumhydroxyd, niedriger als die Konzentration, welche dieselben Globulinlöeungen auf einen Pg-fert Ton 12,5 bringen Wirde. Die genaue Alkalikonzentration ist indessen τοη der Konzentration des (Jlobullae In der Ld*sung abhängig, Um eine gut lagerungsfähige SSsang τοη liest Irnrnt er Viseosität nach dem erf indungsgemäesen Yerfahren su erhalten, ist eine etwas höhere Koiiaentratloa an Erdnueeglobalia erforderlich als bei Verfahren, in welchen das Alkali bei normalen Temperaturen angewendet wird» Je höher die Temperatur bei der Barchführung des erfindungegemäseen Verfahrene 1st, umso hoher muss die Globulinkonaentration «ein, damit befriedigende spinn« bare LSsungen entstehen* ¥m spinnbare» lagerungefähige Globulln-ISsungen von geeigneter Vieoosität gemäss der Erfindung und nach den bisher bekannten Methoden zu erhalten, sind somit die nunmehrigen, kaue tisch-alkallschen Konxentratloneh₉ welche für die Zubereitung der LSmungeni Terwendet werden* gewöhnlich weniger stark divergierend als bisher« Wi· im Falle der bekannten Methodex cur Darstellung der kauetiech-alkalischen Lösungen τοη Tegetabilisohem GHobulin 1st ee wünschenswert, Versuche durchzuführen, indem man die Proteinkoneentratlon und die Konmentration des kaustischen Alkalis durch Zunahme und Abnahme der Koneentratlon Tarli ert. Die bessere Beständigkeit der erhitzten und gekühlten Lösung und

die kürzere Bamsr_f welche nur Erreichung eimer im wesentlichen be-· ständigen Viacoaltät benötigt wird, erleichtern die Durchführung solcher Versuch« j es let nicht immer nötig, bei jeder neuen Srdnussglobulimaenge die gleichen Tersuehe Yorzunehmen, da eine annähernde ScMtssong einer geeigneten Protein- und Alkalikonzentration für Spinnzwecfce durch Beohachtnng δ er Heigong iur Selatinlerung von lösungen von wesentlich höhere» Froteingehalt als die m. äpinnende Lösung bsi einer Änderung der ■Ikalikonzentration vorgenommen werden kann. Eian wird als kaustieehee Alkali zweckmässig Hatriuahydroxyd verwenden? aelbst veratandlic h können auch andere starke Alkalien, wie Kaliumhydroxyd_i in chemisch äquivalenten Konsentrationen verwendet werden.

Die Erfindung ist in folgenden Beispielen erläutert, Beispiel 1«

Ein Gemisch von 31 g einsr Probe Erdnuss globulin, behandelt mit 100 ©ar einer wässrigen Katrlumhydro xyd 18 suag, welche 1,7 Gewiehtsteil© Eatriumhydroxyd enthält, wird zunächst bei 20° hergestellt und hierauf plötzlich, auf 50° erhitzt, bei welcher Temperatur iss Gtemisch 20 Stunden lang gehalten wird. Während dieser Zeitdauer hat die Viseoaltät der lösung das Maxiarani erreicht und beginnt etwas nachzulassen. Elerapf wird auf 20 ^u gekühlt« Di« erzielte Lösung wird rait SrfeIg '^sa Spinnen is einem Soagulierungebad _f enthaltend eine wässrig® Lösung von mit Schwefelsäure angesäuertem Satrtmas«!- fat, unverzüglich nsoi des Irkalten_s nach 5 -lagen, nach. S fegen bezw. nach 11 verwendet; Me .Fildea weisen, η&οϊ) einem geeigneten tfjilöslichaiaehen, eine ausgezeichnete Testigkfiit und sine gate Dehnung auf.

Beispiel 2.

Als zur AnwendunK gelangendes ErdnusSglοImliη verwenösi sen das im Beispiel 1 erwähnte Erdnaeeglobulln. Eine aua diese."? Material hergestellte Lösung, welche eine Zusammen® et zun«; von f- Srd nus eglobu-Iin und 1,2$ Natriuahydroxyd aufweist, wird «ine halbe Stuiids nach deren Herstellung auf 50° err Itat und 20 Stunden |i* lang "bad dieser Temperatur reifen gelassen. Sie rauf wird auf 20° gekühlt. JDer P_a-Wert der gekühlten Lösung betrug 10,9· Die so erhaltene Lösung blieb langer als eine «bebe spinnbar, wobei man Textilfaden von guter Qualität ohne Schwierigkeiten erhielt, sofern die Lösung in ein

«armes, angesäuertes liatriuasulfatbad und- mm Iieeea

Bat alt gleiehmaesiger Geschwindigkeit, aber raecherer Geschwindigkeit als das Aueetoeaen entfernt wurden* die Fäden wurden nachher unlüslieh gemaeht«

Brfindungsgemee8 hergestellte Lösungen konnten erfolgreich im Terlauf von 1 bis 4 Woohen nach deren Abkühlen auf 2Immertemperatur gesponnen werden, während sie bei oinea längeren Lagern Seigung zur Fäulnis Eeigen. Ksustiech-alkalieche Lösungen von Erdnueeglobu-Iin_f welohe gemäss bisher bekannten Verfahren hergestellt wurden* haben ihre Blgnung su Spinnsweoken Btete lange vor Eintritt der FSnlml* YttAerttu

Claims (1)

Patentanspraohe .

1.) Verfahren sur Herstellung von vlseosen Lösungen von Erdnuesglobulinen. in iUkalilauge, »eiche zum Verspinnen «a Kunetseidefaden geeignet Iet_t dadurch gekennzeichnet dass eine Lösung von Erdnussglobuline» In Alkallleuge einer Koiusentration von Bindestens O_fSfS₈ berechnet auf Knti^uohydro xyd, hergestellt wird, die jedoch geringe: 1st als die Konsentration, welohe notwendig ist, um die frische Lösung bei Zlsasertemperatur auf einen P_a-Wert von 12,5 am bringen, wobei die frisch hergestellte Lösung auf einer erhöhten !Temperatur zwischen 35 und 60° mindestens so lange gehalten wird, dass eine maximale Yiecosität erreicht wird, woxasf die LSeung dann auf einer Temperatur zwischen 20° und einer so tiefen Temperatur gehalten wird, bei der das Wasser der LSsang noch nicht gefriert und sie bis mm Yereplnnen innerhalb dieses Teaperaturbereiohs gehalten «tri*

2«) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenneeichnet, dass der P₂-Wert der Globulinlöeung 0,5 niedriger ist als der Wert, welcher notwendig ist, wenn die Reifung bei Zimmertemperatur durchgeführt wird*