PL102974B1 - Sposob wytwarzania sztucznych skor kolagenowych - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia sztucznych skór kolagenowych, przez zastoso¬ wanie mas kolagenowych, uzyskanych z odpadów skór naturalnych, do impregnacji podloza wlókni¬ nowego.

Od szeregu lat prowadzone sa na swiecie bada¬ nia nad poprawa wlasciwosci higienicznych mate¬ rialów skóropodobnych. Jednym z kierunków tych badan jest wprowadzanie do materialów wlókni¬ nowych kolagenu, uzyskiwanego z odpadów skór naturalnych, tak garbowanych jak i niegarbowa- nych.

Znany jest sposób wprowadzania zawiesin kola¬ genowych do nosnika wlókninowego (patrz opis pa¬ tentowy St. Zj. Am. nr 3.223.551). Wytwarzanie za¬ wiesin oparte jest na metodzie dzialania roztworów buforowych na odpady skór niegarbowanych. Pow¬ staja wówczas wlókienka kolagenu, które nie ule¬ gaja denaturacji. Wlókienka te utrudniaja operacje nasycania podloza wlókninowego. Niezbedne jest mieszanie ich z roztworem zelatyny i wprowadza¬ nie do wlóknin za pomoca urzadzen prózniowych.

Dodac nalezy, ze dzialanie roztworów buforowych na odpady skór pozwala uzyskiwac kolagen w za¬ wiesinie o stosunkowo malych stezeniach.

Wedlug patentu RFN nr 2.145,496 odpady skór rozpuszcza sie w stezonych kwasach mineralnych, jak siarkowy, solny, fosforowy i azotowy w pod¬ wyzszonych temperaturach. Wiadome jest, ze ste¬ zone kwasy mineralne w podwyzszonych tempera- turach powoduja rozpad kolagenu do zelatyny. Ze¬ latyna natomiast po wysuszeniu tworzy sztywne blony, które nie sa odporne na wielokrotne zgina¬ nie. Zelatyna po zmiekczeniu jest równiez malo odporna na zginanie i na tarcie. Zastosowanie jej do wytwarzania miekkich skór syntetycznych jest wiec bardzo ograniczone.

Inny sposób wytwarzania skór kolagenowych we¬ dlug patentu PRL nr 80.169 polega na rozpuszcze¬ niu odpadów skór niegarbowanych i przedzeniu na mokro wlókien kolagenowych. Wlókna te mie¬ sza sie z innymi wlóknami naturalnymi badz syn¬ tetycznymi i z mieszaniny wytwarza sie materia¬ ly wlókninowe. Niezbedne jest nasycenie wlóknin polimerami wiazacymi, które blokuja zdolnosc sor- bowania pary wodnej przez wlókna kolagenowe.

Kolagen pochodzacy z odpadów skór garbowa¬ nych wykorzystany zostal równiez do wytwarzania skór syntetycznych (patenty CSRS nr 143.150 i nr 146.692). W wymienionych patentach podaje sie, ze odpady garbowane, po obróbce chemicznej, roz¬ wlóknia sie mechanicznie na specjalnych urzadze¬ niach. Z uzyskanych naturalnych wlókien skórza¬ nych, po zmieszaniu z innymi wlóknami, wytwarza sie nosniki wlókninowe.

Znane dotychczas metody wytwarzania synte¬ tycznych skór kolagenowych nie prowadza do uzy¬ skania podstawowych parametrów higienicznych w powiazaniu z niektórymi parametrami wytrzymalo¬ sciowymi, a szczególnie z odpornoscia na wielo- 102974102 974 3 krotne zginanie i z odpornoscia na tarcie. Niektó¬ re syntetyczne skóry kolagenowe maja malo ko¬ rzystne wskazniki higieniczne. Parametry te w du¬ zym stopniu zalezne sa od rodzaju wprowadzone¬ go kolagenu i od sposobu wprowadzania. Rodzaj kolagenu okreslany jest miedzy innymi przez ma¬ se czasteczkowa, stopien denaturacji, skrecalnosc optyczna. Mase czasteczkowa przyjeto umownie - dla niezmienionego tzw. eukolagenu 300 tys. Po peir.ej denaturacji masa czasteczkowa spada do wartosci ^ 120 tys. Odpowiada to jednoczesnie najwyzszej wartosci masy czasteczkowej dla zela¬ tyn. Skrecalnosc wlasciwa dla niezmienionego ko¬ lagenu wynosi w wartosciach bezwzglednych po- wyzei ( —360°1. Wartosc ta dla zelatyn, o najwyz- szej masie czasteczkowej, dochodzi do ( — 130°).

¦ Wiadomo równiez, ze w procesie zelatynizacji .nastepuje degradacja lancuchów polipeptydowych ¦ rzecietna wartosc masy czasteczkowej ksztaltu¬ je sie na poziomie ~ 50 tys. Istotne jest wiec by przy rozpuszczaniu odpadów skór nie podwyzszac temperatury. Proces denaturacji biegnie wówczas znacznie wolniej, a degradacja lancuchów polipep- tydowych jest ograniczona. Otrzymuje sie wówczas kolagen, którego skrecalnosc wlasciwa osiaga war¬ tosc (-220c).

Istotna role odgrywa sposób wprowadzania ko¬ lagenu do. podloza wlókninowego, a szczególnie je¬ go procentowy udzial w gotowym materiale. Na- s--anie wlóknin roztworem kolagenu, lacznie z za¬ wiesina i zelatyna, a nastepnie garbowanie prowa¬ dz dv znacznych strat, poniewaz garbowanie od- t T,va sie w kwasnym srodowisku wodnym. Ko¬ la., jn. ulega czesciowemu rozpuszczeniu, poniewaz garbowanie jest w tych warunkach procesem wol¬ nie.; szym od rozpuszczania. W rezultacie tego maja miejsca straty bialka. Zmniejszenie ilosci bialka w podlozu wlókninowym wplywa na obnizenie wskaz¬ ników higienicznych.

Celem niniejszego wynalazku jest opracowanie sposobu wytwarzania sztucznych skór kolageno¬ wych o wlasciwosciach higienicznych zblizonych do wlasciwosci skór naturalnych.

Sposób wedlug wynalazku polega na garbowaniu w itanie rozpuszczonym kolagenu, którym nastep¬ nie impregnuje sie materialy wlókninowe. W tym 4o celu do stezonego roztworu kolagenu, zawieraja¬ cego 15—25% bialka, otrzymanego wedlug paten¬ tu PRL nr 68.845, wprowadza sie srodki zmiekcza¬ jace takie jak tluszcze sulfonowane i niesulfonowa- ne. oleje roslinne w ilosci od 5 do 40% masy bial- o0 ka, nastepnie dodaje sie srodki wypelniajace, naj¬ korzystniej sól sodowa karboksymetylocelulozy w ilosci od 5 do 30% masy bialka, po czym stosuje sie garbowanie roztworu przy pomocy garbników mineralnych i lub organicznych, przy czym ilosc 00 czynnego skladnika garbujacego w przeliczeniu do masy bialka wynosi w procesie od 1 do 5%. Ca¬ losc procesu prowadzi si ew temp. 15—25°C.

Ta* przygotowanym roztworem impregnuje sie %Q wlókniny. Po wysuszeniu skóry poddaje sie plu¬ kaniu, ponownemu suszeniu, szlifowaniu lub dwo¬ jeniu i powleka jednym ze znanych sposobów. Po¬ stepowanie technologiczne mozna prowadzic rów¬ niez w ten sposób, ze bezposrednio po impregnacji b. 65 wlóknine wprowadza sie do kapieli koagulacyjnej. skladajacej sie z roztworu wodnego soli nieorga¬ nicznej jak siarczan sodu lub siarczan amonu. Po plukaniu woda-, wysuszeniu i oszlifowaniu material powleka sie i wykancza jednym ze sposobów.

Impregnacje wi '*knin wykonuje sie w typowych urzadzeniach impregnacyjnych, skladajacych sie z wanien i systemu walców wyzymajacych, bez sto¬ sowania urzadzen prózniowych.

Sposób wedlug wynalazku pozwala na unikniecie . strat bialka i prowadzi do poromerycznych skór syntetycznych, majacych wlasciwosci higieniczne zblizone do wlasciwosci skór naturalnych:.

Sorpcja pary wodnej _ 12—30% Desorpcja pary wodnej — 10—23% Przepuszczalnosc pary — 300—38 mg (lOc m2) 24 h Skóry otrzymane sposobem wedlug wynalazku sa odporne na wielokrotne zginanie i na tarcie.

Wskaznik wielokrotnego zginiania wynosi od 200. tys. do 1 min zgiec, a wskaznik tarcia powyzej 1000 obrotów.

.Przyklad I. Do 100 kg roztworu kolagenu, uzyskanego wedlug patentu PRL nr 68 845 wpro¬ wadza sie przy ciaglym mieszaniu 2 kg karboksy¬ metylocelulozy, 2 kg oleju rycynowego, 6 kg oleju tureckiego, 2.4 kg chromalu. Calosc miesza sie w czasie od 2 do 5 godzin w temperaturze 15—25°C.

Sporzadzona w ten sposób masa kolagenowa na¬ syca sie 40 m2 wlókniny na zwyklych urzadzeniach * impregnujacych. Po wysuszeniu w temperaturze —30°C zaimpregnowana wlóknine plucze sie wo¬ da o temperaturze 15—25CC i po ponownym wy¬ suszeniu szlifuje lub rozwarstwia maszynowo. Po¬ dloze wlókniste powleka sie i wykancza jednym ze znanych sposobów.

Przyklad. II Do 100 kg roztworu jak w przykladzie 1. wprowadza sie przy ciaglym miesza¬ niu 1 kg karboksymetylocelulozy, 2 kg oleju rycy¬ nowego, 5 kg Garbolu JS, 1 kg p-benzochinonu.

Calosc miesza sie w czasie 2—5 godzin w tempe¬ raturze 15—25CC. Sporzadzona w ten sposób masat. kolagenowa nasyca sie 40 m2 wlókniny, jak w przykladzie I.

Przyklad III. Garbowanie kolagenu w sta¬ nie rozpuszczonym jak w przykladzie I. Po impreg¬ nacji wlóknine w7prowadza sie bezposrednio do ka¬ pieli koagulacyjnej, zawierajacej 1 Molowy wodny roztwór siarczanu amonu. Temperatura kapieli —20°C. Dalsze operacje jak wT przykladzie I.

Claims (1)

1. Zastrzezenia patentowe Sposób wytwarzania sztucznych skór kolageno¬ wych, polegajacy na impregnacji wlóknin roztworu kolagenu, znamienny tym, ze do stezonych roztwo¬ rów kolagenu, zawierajacych 10—25% bialka wpro^- wadza sie najpierw srodki zmiekczajace i wypel¬ niajace, nastepnie poddaje sie procesowi garbowa¬ nie w fazie cieklej przy zastosowaniu garbników mineralnych i/lub organicznych w ilosci od 1 do 5% czynnego skladnika garbujacego w przelicze¬ niu do masy bialka, przy czym calosc procesu pro¬ wadzi sie w temperaturze od 15 do 25°C, a na¬ stepnie tak przygotowanym roztworem impregnuje sie materialy wlókninowe. W.ZGraf. Z-d Glówny — 2474/80 — 105