PL29777B1 - Sposób wytwarzania sztucznych wlókien, nici, blon itd. - Google Patents

Description

Proteiny, opisywane czesto w literatu¬ rze biochemicznej jako proteiny rodzime albo krystaliczne, np. globuliny z nasion, a zwlaszcza szczególowo opisane przez Ast- bury'ego, Dickinsona i Bailey'a (tamze) ja¬ ko proteiny globularne, skladaja sie, jak wiadomo obecnie, z duzych okraglawych czasteczek, wytworzonych z lancuchów wie- lopeptydowych pozwijanych w pewien swoisty sposób. W tym wlasnie znaczeniu uzyto wyrazenia „proteiny globularne", czego oczywiscie nie nalezy platac z globu¬ lina, która jest proteina, która moze sie skladac lub nie skladac z czasteczek okra¬ glawych, i która jest rozpuszczalna bez zmiany w rozcienczonych roztworach soli, i w tym wlasnie znaczeniu proteiny globu¬ larne nalezy odrózniac od protein wlókni¬ stych, np. miozyny, zelatyny, fibroiny, ke¬ ratyny itd., w których lancuchy wielopep- tydowe sa juz mniej lub bardziej rozcia¬ gniete i zgrupowane w równoleglych wiaz¬ kach. Zmiany nazywane w niniejszym opi¬ sie degeneracja i denaturacja powoduja niszczenie swoistej konfiguracji globular¬ nej, a tym samym wyprostowanie lancu¬ chów wielqpeptydowych, prowadzac osta¬ tecznie do aglomeracji czesciowej albo cal¬ kowitej w równolegle wiazki, jakie znaj¬ duja sie w /? - keratynie. Nie nastepuje tu zaden rozklad chemiczny, z wyjatkiem prawdopodobnie rozszczepienia pewnych pomocniczych wiazan poprzecznych, i oba te zjawiska róznia sie wyraznie od degra¬ dacji, która to nazwa oznacza rozszczepia¬ nie protein mocnymi kwasami, zasadami itd., przy czym czasteczka proteiny ulega rozerwaniu chemicznemu przez rozszcze^ pienie kwasowych wiazan peptydowych.Wedlug wynalazku niniejszego mozna stosowac wszelkie globularne proteiny ros¬ linne, zdolne do poddawania sie degenera¬ cji i (albo) denaturacji. Najmocniejsze wlókna, nici itd. otrzymuje sie, jezeli pod¬ czas wytwarzania uskutecznia sie przemia¬ ne poprzez bialko zdegenerowane do zde- naturowanego mozliwie calkowicie tak, aby po naprezeniu nici, blon itd. wykazywaly one typowa budowe keratynowa przy ana¬ lizie promieniami X (Astbury, Dickinson i Bailey). Najlepsze wyniki otrzymano zbialkami roslinnymi grupy globulin, np. globulina orzecha ziemnego, edestyna, glo¬ bulina z ziarn sojowych oraz z ziarn racz^ nika. Zreszta wynalazek pie ogranicza sie do stosowania globulin.Najodpowiedniejszymi rozpuszczalnika¬ mi sa wodne roztwory mocznika. Rozpusz¬ czalnik ten rozpuszcza bialko, powoduje degeneracje i denaturacje oraz wywiera dzialanie wysoce rozpraszajace na bialko zdegenerowane i zdenaturowane. Rozpu¬ szczalnikami, które stosuje sie zgodnie z wynalazkiem, sa wodne roztwory moczni¬ ka, tiomocznika, metylomocznika i innych podstawionych moczników i tiomoczników, tiocyjanianu sodowego, salicylanu sodowe¬ go, formamidu, acetamidu, uretanu i in¬ nych nizszych alkylowych estrów kwasu aminomrówkowego. Przy uzyciu niektórych z tych czynników dobrze jest opóznic stra¬ canie i przeprowadzanie w zel przez doda¬ nie koloidów ochronnych albo srodków rozpraszaj acych.Okazalo sie, ze dobrze jest regulowac lepkosc w zadanych granicach w niektó¬ rych przypadkach i zapobiegac przedwcze¬ snemu straceniu lub przeksztalcaniu w zel przez dodawanie do roztworów bialka w rozpuszczalniku wodnym lub innym malej ilosci substancji, która nadaje roztworowi bialka wlasciwosci, ulatwiajace przedze¬ nie oraz polepszajace jakosc wlókien.Takimi substancjami dodatkowymi sa np. polimery glioksalu, aldehyd mrów¬ kowy, aldehyd benzoesowy, tlenek ety¬ lenu, glicyd, kwas salicylowy, zela¬ tyna, acetofenon, trójacetyna, sorbit, gli¬ ceryna, wieloglikole, glukoza, trójetanolo- amina, oraz tiomocznik (o ile juz nie zo¬ stal wprowadzony). Dodatek np. 0,3% po¬ limeru glioksalu utrwala roztwór globuli¬ ny ziemnego orzecha w wodnym roztworze mocznika na kilka godzin, dzieki czemu otrzymuje sie wlókna o znacznie lepszym wygladzie i wytrzymalosci. Dzialanie do¬ datkowego srodka wprowadzonego badz to do roztworu, badz tez do kapieli przedzal¬ niczej albo do kapieli obróbki wtórnej mo¬ ze sluzyc równiez do zakonczenia i utrwa¬ lenia, dzieki pomocniczym wiazaniom che¬ micznym, procesu denaturacji zapoczatko¬ wanego przez rozpuszczalnik.Zwykle bialko degeneruje sie i denatu¬ ruje dzialaniem rozpuszczalnika, lecz w ra¬ zie potrzeby moze byc ono zdegenerowane albo zdenaturowane przed rozpuszczeniem.W tym przypadku niezbedne jest zastoso¬ wanie rozpuszczalnika, który dziala roz¬ praszajaco na bialko zdegenerowaiLe albo zdenaturowane, albo tez dodanie koloidu ochronnego i (albo) srodka rozpraszaja¬ cego.Lepkosc roztworów bialkowych mozna zmieniac (poza juz wspomnianymi sposo¬ bami regulowania) zmieniajac wybrane bialko albo stezenie wodnego roztworu mocznika, uzytego jako rozpuszczalnik.Otwór, przez który wytryskuje sie roz¬ twór, moze miec jakikolwiek dogodny roz¬ miar i ksztalt. W ten sposób mozna wytwa¬ rzac wlókna okragle lub eliptyczne, pelne lub rurkowate. Stosujac otwór w ksztalcie szpary mozna otrzymywac material w po¬ staci cienkich arkuszy.Rozpuszczalnikiem albo srodowiskiem regenerujacym moze byc woda lub rozcien¬ czona wodna ciecz, np. rozcienczone roz¬ twory soli (np. roztwory siarczanu amono¬ wego, siarczanu sodowego albo siarczynu sodowego), albo inne ciecze zdolne do prze¬ ciwdzialania od razu rozpraszajacemu dzia¬ laniu rozpuszczalnika. W niektórych przy¬ padkach dobrze jest dodawac do srodowi¬ ska regenerujacego niewielkie ilosci kwa¬ sów (kwasu siarkowego, octowego itd.) al¬ bo chlorku cynkowego, jednego lub kilku „srodków dodatkowych" wspomnianych powyzej, np. gliceryny albo sorbitu.Wlókna mozna wytwarzac w jakimkol¬ wiek ze znanych urzadzen do przedzenia wiskozy i innych nici sztucznych. Mozna je zbierac na cewki lub motowidla albo tez — 3 —pewna ilosc wlókienek mozna skrecac za pomoca wirówki przedzalniczej.Wlókna pojedyncze lub zlozone albo ar¬ kusze mozna poddawac obróbce wtórnej w celu zmiany ich wlasciwosci. Swiezo wy¬ przedzone wlókna mozna np. zanurzac w kapieli, zawierajacej jeden lub kilka wy¬ mienionych wyzej srodków dodatkowych, zwlaszcza gliceryne albo sorbit. Mechanicz¬ na wytrzymalosc mozna zwiekszac zanu¬ rzajac wlókna na rózny przeciag czasu w wodnych roztworach aldehydu mrówkowe¬ go, dwuchromianu potasowego, alunu chro¬ mowego, taniny, kwasu pikrynowego (o ile zólte zabarwienie nie jest szkodliwe), alu¬ nu potasowego, siarczanu glinowego albo chlorku glinowego. Miekkosc mozna ^pote¬ gowac przez krótkotrwale zanurzenie w roztworze wosku, np. wosku parafinowe¬ go, wosku karnauba, wosku kandelila, w olejach albo w alkoholu etylowym. Podczas tych obróbek i ewentualnie równiez pod¬ czas suszenia wlókna moga byc utrzymy¬ wane w stanie naprezonym.Wlókna i nici, wytworzone sposobem wedlug niniejszego wynalazku, posiadaja wiele wlasciwosci jedwabiu naturalnego i welny.Przeprowadzanie sposobu wedlug wy¬ nalazku objasniaja ponizej podane przykla¬ dy, nie ograniczajace jego zakresu. Czesci oznaczaja czesci wagowe.Przyklad I. 35 czesci wysuszonej na powietrzu globuliny z nasion orzecha ziem¬ nego, zawierajacej okolo 12% wilgoci, 25 czesci krystalicznego mocznika, 5 czesci krystalicznego tiomocznika i 1 czesc sorbi¬ tu rozciera sie na mialki proszek w moz¬ dzierzu. Rozpuszcza sie w 78 czesciach wo¬ dy 1 czesc arkuszowej zelatyny i 0,5 cze¬ sci polimeru glioksalu. Ten roztwór mie¬ szajac dodaje sie powoli do ^proszkowanej mieszaniny osiagajac latwo calkowite albo prawie calkowite rozproszenie. Roztwór tak otrzymany przesacza sie, a przesacz odwirowuje sie z duza szybkoscia, aby usu¬ nac pecherzyki powietrza. Tak otrzymany roztwór pozostawia sie w spokoju w ciagu okolo 20 godzin. W ciagu tego czasu lep¬ kosc szybko wzrasta i wtedy roztwór jest gotowy do przedzenia. Dojrzaly roztwór znajduje sie w warunkach najlepszych do przedzenia miedzy drugim a piatym dniem liczac od wytworzenia; po uplywie tego okresu czasu moze on przejsc w zel.Do przedzenia uzywa sie kapieli o na¬ stepujacym skladzie: siarczanu amonowego 15 czesci, chlorku cynkowego 2 „ stezonego kwasu siarkowego 4,5 „ gliceryny 10 „ wody 75 „ Kapiel utrzymuje sie w temperaturze okolo 50°C, a wytworzone wlókna nawija sie na cewke albo motowidlo, umieszczone w takim polozeniu, aby wlókna byly prze¬ ciagane przez roztwór na odcinku o dlugo¬ sci okolo 38 cm. Wlókna przy uzyciu dysz pojedynczych lub o kilku otworach wytwa¬ rza sie z szybkoscia 130 — 150 metrów na minute. Cewka albo motowidlo obraca sie ponad druga kapiela, stanowiaca roztwór, wytworzony przez zmieszanie równych objetosci wody i gliceryny, albo wodny roz¬ twór, zawierajacy 25% wagowych sorbi¬ tu, i tak umieszczona, ze wlókna zbieraja¬ ce sie na cewce albo motowidle sa stale za¬ nurzane w tej cieczy, utrzymywanej w temperaturze pokojowej.Skoro zbierze sie dostateczna ilosc wló¬ kien albo blony, usuwa sie ja z cewki albo motowidla i zanurza co najmniej na 2 go¬ dziny w trzeciej kapieli, zawierajacej roz¬ twór o skladzie takim samym, jak druga kapiel, i utrzymywanej równiez w tempe¬ raturze pokojowej. Tatrzecia kapiel dziala jako srodek zmiekczajacy.Nastepnie mase wlókien zanurza sie w czwartej kapieli, zawierajacej 40%-owy — : 4 —handlowy roztwór aldehydu mrówkowego, na przeciag 18 godzin w temperaturze po¬ kojowej. Wlókna zostaja dzieki temu wzmocnione. Potem wymywa sie je staran¬ nie woda i suszy. Jakosc i wyglad wlókien ulepsza sie dalej przez zanurzenie w ka¬ pieli zmiekczajacej, która stanowi l°/crOwy wodny roztwór mocznika, na przeciag 1 godziny w temperaturze pokojowej, po czym nastepuje pranie i suszenie. Zwiek¬ szenie polysku osiaga sie przez zanurzenie na 15 minut w cieplym 5%-owym roztwo¬ rze wosku parafinowego w oliwie.Przyklad II. 2 czesci 40°/o-owego alde¬ hydu mrówkowego, 2 czesci gliceryny, 25 czesci wysuszonej na powietrzu globuliny z nasion racznikowych, zawierajacej okolo 12% wilgoci, rozciera sie w mozdzierzu na papke z 78 czesciami wody. Nastepnie dodaje sie stopniowo podczas mieszania 30 czesci krystalicznego mocznika. Roz¬ proszenie bialka uskutecznia sie latwo i roztwór najpierw sie przesacza, a potem odwirowuje, aby usunac pecherzyki powie¬ trza. Lepkosc otrzymanego roztworu wzra¬ sta szybko w ciagu nastepnych 4 godzin.Roztwór jest wtedy dojrzaly do przedze¬ nia i zachowuje ten stan w ciagu 3 — 4 dni. Przedzenie odbywa sie jak w przy¬ kladzie I przy uzyciu kapieli stracajacej o nastepujacym skladzie: siarczynu sodowego 10 czesci, lodowego kwasu octowego 5 „ 400/c-owego aldehydu mrówko¬ wego 2,5 „ wody 80 „ utrzymywanej w temperaturze 40°C.Wlókna zbiera sie na cewce albo moto- widle z szybkoscia 70 — 80 m na minute.Cewka obraca sie w powietrzu albo jest czesciowo izanurzona w kapieli, jak poda¬ no w przykladzie I. Obróbki wtórne stosu¬ je sie takie, jak podano w przykladzie I. PL

Claims (11)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób wytwarzania sztucznych wlókien, nici, blon itd., znamienny tym, ze roztwór sztucznie zdegenerowanej i (al¬ bo) zdenaturowanej roslinnej proteiny glo- bularnej wytlacza sie przez otwór albo dy¬ sze do rozcienczacza albo innego srodowi¬ ska stracajacego.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tym, ze jako proteine stosuje sie glo¬ buline.
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 1 i 2, zna¬ mienny tym, ze jako rozpuszczalnik stosu¬ je sie wodny roztwór mocznika, tiomoczni¬ ka, metylomocznika oraz innych podstawio¬ nych moczników i tiomoczników, tiocyjaj- nianu sodowego, salicylanu sodowego, for¬ mamidu, acetamidu, uretanu i innych niz¬ szych estrów alkylowych kwasu amino- mrówkowego.
4. 4. Sposób wedlug zastrz. 2 i 3, zna¬ mienny tym, ze jako rozpuszczalnik stosu¬ je sie wodny roztwór mocznika, metylo¬ mocznika, tiocyjanianu sodowego, salicyla¬ nu sodowego, acetamidu, fenolu, uretanu i innych nizszych alkylowych estrów kwa¬ su mrówkowego.
5. 5. Sposób wedlug zastrz. 1 — 4, zna¬ mienny tym, ze jako rozcienczacz albo sro¬ dowisko stracajace stosuje sie wode albo rozcienczony roztwór soli.
6. 6. Sposób wedlug zastrz. 5, znamien¬ ny tym, ze do rozcienczacza lub srodowi¬ ska stracajacego dodaje sie kwasu albo chlorku cynkowego, gliceryny albo sorbir tu.
7. 7. Sposób wedlug zastrz. 1 — 4, zna¬ mienny tym, ze jako ciecz stracajaca sto¬ suje sie rozcienczony roztwór siarczanu amonowego, siarczanu sodowego albo siar¬ czynu sodowego.
8. 8. Sposób wedlug zastrz. 7, znamien¬ ny tym, ze do cieczy stracajacej dodaje sie kwasu albo chlorku cynkowego, gliceryny albo sorbitu. — 5 -
9. 9. Sposób wedlug zastrz. 2 — 8, zna¬ mienny tym, ze wlókna albo arkusze pod¬ daje sie obróbce dodatkowej roztworem glicydu, zelatyny, polimeru glioksalu, al¬ dehydu benzoesowego, tlenku etylenu, sor¬ bitu, kwasu salicylowego, trójacetyny, gli¬ ceryny, glukozy, acetofenonu lub trójmeta- noloaminy.
10. 10. Sposób wedlug zastrz. 2 — 9, zna¬ mienny tym, ze wlókna albo arkusze pod¬ daje sie obróbce dodatkowej przez zanu¬ rzenie w wodnym roztworze aldehydu mrówkowego, dwuchromianu potasu, alu¬ nu chromowego, taniny, kwasu pikryno- wego, alunu potasowego, siarczanu glino¬ wego albo chlorku glinowego.
11. 11. Sposób wedlug zastrz. 2 — 10, znamienny tym, ze wlókna albo arkusze poddaje sie obróbce dodatkowej przez za¬ nurzenie w roztworze wosku, np. w roz¬ tworze wosku parafinowego w oleju lub w alkoholu etylowym. William Thomas Astbury Albert Charles Chibnall Zastepca: M. Skrzypkowski rzecznik patentowy PL