Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erhöhung oder Erniedrigung
der Grünfestigkeit von natürlichem Gummi.
Hintergrund der Erfindung
Natürlicher Gummi wird in industriellen Gegenständen wie Automobilreifen,
Riemen und Adhäsiven und Hausgegenständen wie Handschuhen verwendet.
Zusätzlich zu seinen ausgezeichneten mechanischen Eigenschaften als
vulkanisierter Gummi ist natürlicher Gummi bezüglich der Ausgangsgummifestigkeit
(Grünfestigkeit) im Hinblick auf synthetischen Gummi deutlich besser. Demzufolge
ist natürlicher Gummi im Hinblick auf die Bearbeitungseigenschaften bei Knet-, Verbau-
und verschiedenen Formvorgängen ausgezeichnet. In der Form eines Latex hat natürlicher
Gummi eine hohe Gel-Festigkeit bei der Verfestigung und kann somit leicht zu einem
Film formuliert werden, was den natürlichen Gummi für verschiedene Produkte einschließlich
Kondome, Operationshandschuhe und diverse Katheter anwendbar macht.
Dieser natürliche Gummi wird als Hevea-Baumsaft erhalten, der in der
Form eines Latex vorliegt, der Gummikomponenten zusammen mit Wasser, Proteinen und
anorganischen Substanzen enthält. Ein Grünlatex, erhalten durch Abzapfen von Hevea-Bäumen,
wird in Bechern gesammelt und miteinander kombiniert. Dann wird er in einer Raffinieranlage
verfestigt, unter Erhalt eines Ausgangsgummis (d. h. eines Kreppgummis oder eines
geräucherten Blattgummis). Alternativ wird der Grünlatex durch Zentrifugieren konzentriert,
unter Erhalt eines raffinierten Latex. Während dieser Verfahren wird üblicherweise
Ammoniak zu dem Latex gegeben, um den Fortschritt des Fäulnisprozesses aufgrund
der Bakterien, die in dem Grünlatex enthalten sind, zu inhibieren und zu verhindern,
daß der Latex sich verfestigt. Sei einigen Jahren wurden Versuche gemacht, um die
Fäulnisbildung zu verhindern, indem zuvor eine kleine Menge an Zinkoxid und Tetramethylthiuramdisulfid
zu den Bechern gegeben wird, in denen der Grünlatex gesammelt werden soll. In jeder
Gummifarm wird der Grünlatex, der in Bechern gesammelt ist, kombiniert, und eine
kleine Menge Ammoniak wird weiterhin dazugegeben, mit anschließendem Transport zu
einer Raffinieranlage. In der Raffinieranlage wird der Grünlatex mit Wasser verdünnt,
unter Verwendung von Ameisensäure verfestigt und zu einem Rohgummi getrocknet. Alternativ
wird der Grünlatex auf eine Ammoniak-Konzentration von 0,5% eingestellt, von dem
Latexserum durch Zentrifugation getrennt, konzentriert und zu einem Latex mit hohem
Ammoniak-Gehalt mit einer Ammoniak-Konzentration von 0,7% formuliert, um so die
Fäulnisbildung zu verhindern und mechanisch zu stabilisieren, oder zu einem Latex
mit niedrigem Ammoniak-Gehalt mit einer Ammoniak-Konzentration von 0,2% und mit
einer kleinen Menge an Tetramethylthiuramdisulfid formuliert, mit anschließendem
Verschiffen.
Die Gummikomponenten in dem natürlichen Gummilatex werden verfestigt,
um dadurch einen Ausgangsgummi (einen Kreppgummi oder einen geräucherten Blattgummi)
zu ergeben, mit dem dann eine Mastikation, Vermischen mit Additiven, Formen und
Vulkanisieren durchgeführt wird, um dadurch die beabsichtigten Gummiprodukte zu
erzielen.
Die Mastikation bedeutet eine Behandlung, wodurch eine Scherkraft
auf den Latex auferlegt wird, um dadurch molekulare Aggregate zu lockern und Molekülketten
zu spalten, wodurch das Molekulargewicht vermindert wird. Um das Auftreten dieser
Reaktion zu beschleunigen, werden manchmal Lockerungsmittel zugegeben. Somit wird
die Elastizität des Gummis erniedrigt und der Gummi wird plastisch, was die Bearbeitungsvorgänge
nach dem Vermischungsschritt leicht macht.
Im allgemeinen wird die Plastizität des nicht-vulkanisierten Gummis
mit der Mooney-Viskosität ausgedrückt. Eine höhere Mooney-Viskosität bedeutet eine
höhere Elastizität und eine niedrigere Plastizität des Gummis. Im Gegensatz dazu
hat ein Gummi mit einer niedrigen Mooney-Viskosität eine niedrige Elastizität und
eine hohe Fluidität, was die Verarbeitung des Gummis leicht macht. Praktisch führt
eine hohe Mooney-Viskosität zu einem hohen Extrusionsdrehmoment, z. B. in dem anschließenden
Extrusionsschritt. Als Ergebnis vermindert sich die Extrusionsgeschwindigkeit, was
die Produktionseffizienz erniedrigt. Zusätzlich verursacht das hohe Extrusionsdrehmoment
die Akkumulation der Energie in dem Gummi. Folglich wird der Gummi heiß und verschmort
folglich. Es ist bekannt, daß die Zugabe eines Öls die Mooney-Viskosität des Gummis
erniedrigt. Jedoch ist es in einigen Fällen unmöglich, irgendein Öl zu verwenden.
Demzufolge ist es erforderlich, einen natürlichen Gummi mit ausgezeichneten Bearbeitungseigenschaften
anzugeben.
Auf der anderen Seite wurde vor kurzem in den Vereinigten Staaten
berichtet, daß medizinische Instrumente, bei denen natürlicher Gummi verwendet wird,
wie Operationshandschuhe, verschiedene Katheter und anästhetische Masken eine Dyspnoe
oder anaphylaktische Symptome (z. B. Angioödeme, Urtikaria, Kollaps, Cyanose) verursachen.
Es wurde ebenfalls berichtet, daß weibliche Patienten mit allergischer Anamnese
an Handschmerzen, Urtikaria und Angioödemen um die Augen herum aufgrund der Verwendung
von Haushaltshandschuhen aus natürlichem Gummi litten.
Demgemäß ist es erforderlich, Maßnahmen gegen solche Probleme zu entwickeln.
Die Verminderung des Gehaltes an Nicht-Gummikomponenten in natürlichem
Gummi trägt zu der Erniedrigung der Wasserabsorptionsfähigkeit des natürlichen Gummis
und zu der Verbesserung der elektrischen Eigenschaften (z. B. elektrischen Isolationseigenschaften)
von natürlichen Gummiprodukten bei. Durch nahezu vollständiges Eliminieren von Nicht-Gummikomponenten
kann ein vorteilhaftes Material zur Erzeugung von Gummiprodukten, die an einem geringen
Energieverlust leiden und ausgezeichnete mechanische Eigenschaften, verbesserte
Kreppeigenschaften und verbesserte Alterungsresistenz haben, zur Verfügung gestellt
werden. Es ist einer der starken Nachteile von natürlichem Gummi, daß die Materialeigenschaften
in Abhängigkeit von der Produktionsfläche und Produktionszeit variieren, was ein
Problem ist, das für natürliche Produkte charakteristisch ist. Daher macht die Eliminierung
der Nicht-Gummikomponenten, die dieses Problem verursachen, die Vulkanisiereigenschaften
stabil. Somit wird der natürliche Gummi ein Materialgummi mit stabilen Eigenschaften,
die synthetischen Gummis vergleichbar sind. Somit können die mechanischen Genauigkeiten
von natürlichen Gummiprodukten erhöht werden.
Bekannte Verfahren zur Verminderung des Gehaltes an Nicht-Gummikomponenten
im natürlichen Gummi umfassen das sorgfältige Waschen eines Latex mit Wasser. D.
h. es sind Verfahren dafür bekannt, die (i) das Aggregieren von Gummipartikeln in
einem hochverdünnten Latex; (ii) Zentrifugieren eines hochverdünnten Latex und Trennen
des somit konzentrierten Latex; oder (iii) das Dialysieren eines Latex umfassen.
Weiterhin sind andere Verfahren zur Reduktion des Gehaltes an Nicht-Gummikomponenten
in natürlichem Gummi bekannt, umfassend (a) Zersetzen der Nicht-Gummikomponente
mit Bakterien oder Enzymen; (b) Zugabe von Alkali zu einem Latex und Erwärmen der
erhaltenen Mischung, um dadurch die Nicht-Gummikomponenten zu zersetzen; oder (c)
Freisetzen der Nicht-Gummikomponenten, die durch Gummiteilchen adsorbiert sind,
unter Verwendung von Seifen.
In der Praxis werden deproteinisierte natürliche Gummis durch Kombinieren
einiger dieser Verfahren miteinander erzeugt. Beispiele solcher proteinisierter
natürlicher Gummis sind die folgenden.
(1) Krepp H:
Eine kleine Menge an Ammoniak wird zu einem Latex gegeben, um dadurch
den pH-Wert des Latex auf 7,1 einzustellen, mit anschließendem Rühren für 6 bis
48 Stunden. Während des Rührvorganges werden Proteine durch Bakterien und Enzyme
zersetzt, die den Latex nach dem Sammeln des Saftes kontaminieren. In diesem Fall
wird das verfestigte Produkt, das zuvor gebildet ist, entfernt und dann das Zersetzungsprodukt
durch Zentrifugieren oder Aufrahmung eliminiert. Als nächstes wird das verfestigte
Produkt zu einem Krepp formuliert.
(2) Krepp G:
Zu einem Latex, der mit Ammoniak stabilisiert ist, werden Seife oder
andere Tenside zugegeben, um dadurch Proteine zu adsorbieren. Dann werden Salze
und Proteine von dem Latex durch wiederholtes Zentrifugieren eliminiert. Als nächstes
wird der Latex hochverdünnt und verfestigt, unter Erhalt eines Krepps.
(3) Krepp CD
In diesem Fall wird ein frisch-verfestigtes Produkt vor dem Walzen
in fließendes Wasser getaucht und somit werden Proteine zersetzt. Nach dem Trennen
durch Dialyse wird das Produkt zu einem Krepp formuliert.
Auf der anderen Seite wurde ein verbesserter deproteinisierter natürlicher
Gummi vorgeschlagen, der durch Erniedrigen der Ammoniak-Konzentration eines konzentrierten
Latex, der in der Gegenwart von Ammoniak konserviert war, auf 0,2%, Zugabe von 0,4
phr (Teile pro hundert) Ammoniumnaphthenat als Konservierungsmittel, Durchführen
der Enzymreaktion für 20 h durch Zugabe von 0,25 phr Superase (eine Protease), anschließendes
Verdünnen des Latex und Verfestigen dieses mit Phosphorsäure hergestellt wird, wie
in Tennen Gomu (natural rubber), Band 6, Nr. 8, 274–281 (1974) offenbart ist.
Der Protein-Gehalt eines natürlichen Gummis wird im allgemeinen in
einer Menge ausgedrückt, die der 6,3-fachen Menge seines Stickstoffgehalts (N %)
entspricht, der durch das Kjeldahl-Verfahren bestimmt wird. Der Protein-Gehalt eines
frischen natürlichen Gummilatex (Feldlatex) liegt im Bereich von etwa 3 bis 5 Gew.-%
(etwa 0,5 bis 0,8 als N %), bezogen auf die festen Stoffe (Gummiteilchen). Der Protein-Gehalt
eines verkauften raffinierten Latex und eines Ausgangsgummis (geräuchertes Blattgummi)
sind etwa 2 Gew.-% (etwa 0,3 als N %) oder darüber. Obwohl die Protein-Gehalte der
oben erwähnten deproteinisierten natürlichen Gummis im Vergleich zu diesen auf dem
Markt erhältlichen natürlichen Gummis deutlich erniedrigt sind, ist der Wert N %
von Krepp CD 0,11, während der des deproteinisierten natürlichen Gummis, der durch
das zuletzt genannte verbesserte Verfahren erhalten ist, 0,06 ist. Somit ist keiner
von diesen vollständig deproteinisiert und daher als Material zur
Lösung der obigen Probleme zufriedenstellend.
GB-A-2098222 betrifft ein Verfahren zur Herstellung von festem koaguliertem
natürlichem Gummi, umfassend:
– Ammonieren von Feldlatex auf einen pH von wenigstens 9,0;
– Stabilisieren des ammonierten Latex mit einem nichtionischen oberflächenaktiven
Mittel;
– Fermentieren des ammonierten Latex für eine Periode von wenigstens 3
Tagen unter anaeroben Bedingungen;
– Behandlung des ammonierten, stabilisierten Latex mit zumindest einem
proteolytischen Enzym vor oder während der Fermentationsbehandlung;
– Halten des pH des Latex bei wenigstens 9,0, während der Fermentierung
und enzymatischen Behandlung, ggf. durch weitere Zugaben von Ammoniak;
– ggf. Verdünnen des fermentierten und enzymatisch behandelten Latex mit
Wasser; und
– Koagulieren des Latex mit Säure.
Gemäß diesem Dokument sind bevorzugte nichtionische oberflächenaktive
Mittel die Kondensationsprodukte eines Alkylenoxides, insbesondere Ethylenoxid,
mit einer lipophilen Komponente, die typisch der Rest eines Fettalkohols (eines
einwertigen Alkohols), einer Fettsäure oder eines Alkylphenols (einwertiger Alkohol)
ist.
Spezifische Beispiele des nichtionischen, oberflächenaktiven Mittels
umfassen Ethylenoxid-Kondensationsprodukte von Nonylphenol wie solche, die mit der
Markenbezeichnung Nonidet verkauft werden. Dieses Dokument lehrt die Verbesserung
der dynamischen Eigenschaften, insbesondere Wärmeaufbaueigenschaften des fermentierten
Latex.
Zusammenfassung der Erfindung
Diese Erfindung gibt Verfahren zur Erhöhung der Grünstärke eines natürlichen
Gummis an, umfassend die Zugabe von Ammoniak zu einem Feldlatex, Altern der Mischung
und anschließende Behandlung mit einer Protease und einem spezifischen Tensid oder
einer Kombination von spezifischen Tensiden.
Diese Erfindung gibt weiterhin Verfahren zur Erniedrigung der Grünstärke
eines natürlichen Gummis an, umfassend die Behandlung eines Feldlatex mit einer
Protease und einem spezifischen Tensid oder einer Kombination von spezifischen Tensiden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Diagramm, das das Infrarotabsorptionsspektrum
der entproteinisierten natürlichen Gummis zeigt, die in Beispiel 1 und den Vergleichsbeispielen
1 und 2 erhalten sind.
2 ist ein Diagramm, das die Viskoelastizitätsspektren
der vulkanisierten Proben zeigt, die in Beispiel 2 hergestellt wurden.
3 ist ein Diagramm, das die Ergebnisse
der Untersuchung der Proben der Beispiele 16 und 20 durch Gelpermeationschromatographie
zeigt.
4 ist ein Diagramm, das das Ergebnis
der Untersuchung der Probe von Beispiel 22 durch Gelpermeationschromatographie zeigt.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Diese Erfindung beinhaltet die folgenden Verfahren (1) und (2) zur
Erhöhung der Grünstärke von natürlichem Gummi und die folgenden Verfahren (3) und
(4) zur Erniedrigung der Grünstärke von natürlichem Gummi:
(1) Verfahren zur Erhöhung der Grünstärke eines natürlichen Gummis, umfassend:
Zugabe von wenigstens 0,2 Gew.-% Ammoniak zu einem Feldlatex;
Altern des Latex;
Behandlung des Latex mit einer Protease in einer Menge von 0,0001 bis 20 Gew.-%,
bezogen auf den Gummilatex, einem anionischen Tensid und einem nichtionischen Tensid;
und
Trennung von Gummiteilchen.
(2) Verfahren zur Erhöhung der Grünstärke eines natürlichen Gummis, umfassend:
Zugabe von wenigstens 0,2 Gew.-% Ammoniak zu einem Feldlatex;
Altern des Latex;
Behandlung des Latex mit einer Protease in einer Menge von 0,0001 bis 20 Gew.-%,
bezogen auf den Gummilatex, und einem anionischen Tensid, ausgewählt aus der Gruppe
bestehend aus Sulfonsäure-Tensid, Sulfat-Tensid und Phosphat-Tensid; und Trennung von Gummiteilchen.
(3) Verfahren zur Erniedrigung der Grünstärke eines natürlichen Gummis, umfassend:
Behandlung eines Feldlatex mit einer Protease in einer Menge von 0,0001 bis 20 Gew.-%,
bezogen auf den Gummilatex, einem anionischen Tensid und einem nichtionischen Tensid;
und
Trennung von Gummiteilchen.
(4) Verfahren zur Erniedrigung der Grünstärke eines natürlichen Gummis, umfassend:
Behandlung eines Feldlatex mit einer Protease in einer Menge von 0,0001 bis 20 Gew.-%,
bezogen auf den Gummilatex, und einem anionischen Tensid, ausgewählt aus der Gruppe
bestehend aus Sulfonsäure-Tensiden, Sulfat-Tensiden und Phosphat-Tensiden; und
Trennung von Gummiteilchen.
Der deproteinisierte natürliche Gummi dieser Erfindung ist im wesentlichen
frei von irgendwelchen Proteinen und dadurch gekennzeichnet, daß Proteine, die in
einem Ausgangsgummi enthalten sind, erhalten von einem natürlichen Gummilatex, bis
zu einem Gehalt an Stickstoff von weniger als 0,02 eliminiert sind.
Es ist im allgemeinen bekannt, daß natürlicher Gummi eine Mischung
aus hochmolekularen Komponenten mit einem Molekulargewicht von 1 000 000 bis 2 500
000 und niedermolekularen Komponenten mit einem Molekulargewicht von 100 000 bis
200 000 ist. Es wird angenommen, daß die niedermolekularen Komponenten miteinander
über abnormale Gruppen, die in dem natürlichen Gummi enthalten sind, gebunden und
verzweigt sind, unter Bildung der hochmolekularen Komponenten. Wenn ein Aminosäuremolekül
(d. h. ein Stickstoffatom mit einem Atomgewicht von 14) an ein Molekül eines niedermolekularen
Gummis mit einem Molekulargewicht von 100 000 gebunden ist, der scheinbar durch
die inhärente Biosynthese gebildet ist, wird der Stickstoffgehalt 0,014%. Es wird
daher überlegt, daß der Stickstoffgehalt, der dieser Menge entspricht, nicht eliminiert
ist, sondern verbleibt. Demgemäß wird verstanden, daß ein natürlicher Gummi, von
dem Proteine bis zu einem Gehalt von Stickstoff von 0,014% eliminiert wurden, vollständig
deproteinisiert ist. Jedoch ist das Molekulargewicht von natürlichem Gummi im allgemeinen
wie oben beschrieben verteilt, so daß ein natürlicher Gummi, aus dem Proteine bis
zu einem Gehalt von Stickstoff von weniger als 0,02% eliminiert wurden, als vollständig
deproteinisiert angesehen wird.
Der deproteinisierte natürliche Gummi ist ebenfalls dadurch gekennzeichnet,
daß Proteine bis zu einem solchen Ausmaß eliminiert wurden, daß in dem Infrarotabsorptionsspektrum
keine Absorption bei 3280 cm–1 gegeben ist, die für Polypeptide
charakteristisch ist, wenn die Messung in der Form eines Rohgummifilmes erfolgt.
Wie oben beschrieben, kann der Protein-Gehalt eines natürlichen Gummis
auf der Basis seines Stickstoffgehaltes abgeschätzt werden. Jedoch haben Studien
der Infrarotabsorptionsspektren von deproteinisierten und raffinierten Gummis durch
diese Erfinder ergeben, daß der Protein-Gehalt eines deproteinisierten natürlichen
Gummis, der auf der Basis seines Stickstoffgehaltes geschätzt wurde, nicht vollständig
akkurat ist. Der Grund liegt darin, daß Proteinbindungen an Gummimoleküle vorliegen
und somit Aminosäuren oder kurzkettige Peptidmoleküle an den Bindungsteilen von
Gummimolekülen selbst nach Vollendung der Hydrolyse durch enzymatische Reaktion
verbleiben.
Um genauer zu bestätigen, daß Proteine eliminiert worden sind, ist
es bevorzugt, eine analytische Technik unter Verwendung des Infrarotabsorptionsspektrums
anzuwenden, die durch diese Erfinder entwickelt wurde. Das heißt, diese Erfinder
haben Infrarotabsorptionsspektren von natürlichem Gummi, der bei verschiedenen Gehalten
raffiniert ist, unter Verwendung eines Fourier-Transform-Infrarotspektrometers aufgenommen.
Die somit erhaltenen Ergebnisse wurden durch Vergleichen der Infrarotabsorptionsspektren
von Peptiden, die von Naumann et al. (wie offenbart in Biopolymers, 26, 795) berichtet
werden, diskutiert. Folglich wurde klargestellt, daß nach der Eliminierung von Proteinen
eine Absorption bei 3280 cm–1, die Polypeptiden zuzuschreiben ist,
verschwindet, obwohl eine Absorption bei 3315 bis 3320 cm–1, die
der Gruppe von > N-H in kurzkettigen Peptiden oder Aminosäuren zuzuschreiben ist,
die an Gummimoleküle binden, verbleibt. Demgemäß ist der deproteinisierte natürliche
Gummi ein natürlicher Gummi, der bevorzugt bis zu einem solchen Ausmaß raffiniert
worden ist, daß das Infrarotabsorptionsspektrum seines Films keine Absorption bei
3280 cm–1 zeigt.
Zusätzlich neigt natürlicher Gummi während der Lagerungsperiode zur
Härtung (d. h. Lagerungshärtung), was das Mastizieren zum Weichmachen vor der Verwendung
erforderlich macht. Es wurde jedoch herausgefunden, daß ein natürlicher Gummi, von
dem Proteine vollständig eliminiert sind, dieses Phänomen niemals aufzeigt.
Demgemäß hat der deproteinisierte natürliche Gummi eine niedrige Mooney-Viskosität
und ausgezeichnete Bearbeitungseigenschaften. Unter Verwendung dieses deproteinisierten
natürlichen Gummis kann daher eine Gummizusammensetzung mit einer geringen Mooney-Viskosität,
einer hohen Stärke und einer verbesserten Reißfestigkeit erhalten werden. Insbesondere
hat der deproteinisierte natürliche Gummi eine niedrigere Mooney-Viskosität als
ein mastizierter Gummi, zu dem zuvor ein Lockerungsmittel gegeben wurde. Somit erfordert
der deproteinisierte natürliche Gummi keine Mastizierung, was im Hinblick auf die
Bearbeitung sehr vorteilhaft ist.
Ein zusätzlicher Nachteil des natürlichen Gummis liegt darin, daß
er gefärbt ist und daß die Färbung im Verlaufe der Zeit deutlicher wird, da er Carotenoid
enthält, das ein Polyen mit einer Isopren-Struktureinheit und einer Anzahl von konjugierten
Doppelbindungen ist. Jedoch werden diese Carotenoid-Verunreinigungen während des
Verfahrens zur Verminderung der Proteine eliminiert. Somit kann ein natürlicher
Gummi, der dem synthetischen bezüglich des transparenten und farblosen Aussehens
vergleichbar ist, erhalten werden.
Die Behandlung des Latex mit der Protease und dem oberflächenaktiven
Mittel kann durch Zugabe der Protease und dem bzw. den oberflächenaktiven Mitteln
zu dem Latex durchgeführt werden, um so die Protease und das bzw. die oberflächenaktiven
Mittel mit Gummiteilchen für eine ausreichende Zeitperiode zu kontaktieren.
Die Protease und das bzw. die oberflächenaktiven Mittel können gleichzeitig
zu dem Latex gegeben werden, oder die Protease kann zunächst zu dem Latex gegeben
und dann das bzw. die oberflächenaktiven Mittel zu der Latexmischung während oder
nach der Vollendung der Behandlung des Latex mit der Protease gegeben werden. Alternativ
können das bzw. die oberflächenaktiven Mittel zunächst zu dem Latex und dann die
Protease zu dem Latex gegeben werden. Weiterhin können das bzw. die oberflächenaktiven
Mittel bei dem Trennschritt der Gummiteilchen zur Durchführung der Behandlung mit
dem oberflächenaktiven Mittel und Trennung gleichzeitig zugegeben werden. Wenn die
Protease und das bzw. die oberflächenaktiven Mittel gleichzeitig zugegeben werden,
können sie weiterhin miteinander zuvor vermischt werden, zur Herstellung einer Zusammensetzung,
und die Behandlung des Latex kann durch Zugabe der Zusammensetzung durchgeführt
werden.
Bei der Behandlung des Latex mit Protease und/oder dem bzw. den oberflächenaktiven
Mitteln kann der Latex gerührt oder ohne Rühren stehen gelassen werden. Wenn der
Latex gerührt wird, wird das Rühren in einem Ausmaß durchgeführt, daß der Latex
keine Schaumbildung verursacht oder die enzymatische Reaktion der Protease nicht
verhindert wird.
Bei der Behandlung des Latex mit Protease kann die Temperatur des
Latex gesteuert werden, falls erforderlich. Im allgemeinen wird die Temperatur des
Latex auf 5 bis 90°C, bevorzugt auf 20 bis 60°C, mehr bevorzugt bei der
optimalen Temperatur der verwendeten Protease eingestellt. Wenn die Temperatur höher
als 90°C ist, neigt die Protease zur schnellen Deaktivierung, während dann,
wenn die Temperatur geringer ist als 5°C, die enzymatische Reaktion der Protease
schwer auftritt.
Die Zeitperiode für die Behandlung des Latex mit der Protease und
dem bzw. den oberflächenaktiven Mitteln ist nicht spezifisch beschränkt und kann
in Abhängigkeit von Faktoren bei der Behandlung wie dem Protein-Gehalt in dem Latex,
der Art und Menge der Protease, der Art und Menge des bzw. der oberflächenaktiven
Mittel bestimmt werden. Jedoch ist es bevorzugt, daß die Behandlung für eine Zeitperiode
von mehreren Minuten bis zu etwa einer Woche von der Zugabe der Protease durchgeführt
wird. In diesem Beispiel wird, falls erforderlich, die Vollendung der Deproteinisierungsreaktion
durch Probenziehen beim Latex und Messen des Protein-Gehaltes in dem Latex bestätigt.
Nach der oben erwähnten Behandlung werden die Gummiteilchen von der
Latexmischung in dem Trennungsschritt getrennt.
Die Trennung der Gummiteilchen von der Latexmischung kann durch ein
konventionelles, im Stand der Technik bekanntes Trennverfahren wie Zentrifugation,
Aggregation und Membranpermeation durchgeführt werden. Bei dem Trennschritt können
synthetische Gummiteilchen und ein synthetischer Gummilatex zu der Latexmischung
gegeben werden.
Der Trennschritt kann ein oder mehrere Male, je nach Bedürfnis durchgeführt
werden. Weiterhin umfaßt das Deproteinisierungsverfahren die Behandlung mit der
Protease und dem bzw. den oberflächenaktiven Mitteln, und die Trennung kann für
mehrere Male, falls erforderlich, durchgeführt werden.
Die erfindungsgemäß verwendete Protease ist nicht besonders beschränkt.
Z. B. sind alkalische Proteasen dafür verwendbar.
Obwohl Proteasen, die in Bakterien, Pilzen oder Hefen vorkommen, verwendet
werden können, ist es bevorzugt, solche zu verwenden, die von Bakterien stammen.
In dem Verfahren zur Erzeugung des deproteinisierten natürlichen Gummis
entsprechend dieser Erfindung wird die Protease in einer Menge von 0,0001 bis 20
Gew.-%, bevorzugt von 0,0001 bis 10 Gew.-%, bezogen auf den Gummilatex verwendet.
Wenn die Menge der zugegebenen Protease kleiner als 0,0001 Gew.-% ist, kann keine
zufriedenstellende Wirkung erzielt werden. Wenn mehr als 20 Gew.-% der Protease
verwendet werden, erhöht die überschüssige Menge an Protease die Produktionskosten.
In diesem Fall wird die Aktivität des Enzyms weiterhin vermindert.
Als oberflächenaktives Mittel, das in dem Verfahren zur Erniedrigung
oder Erhöhung der Grünstärke von natürlichem Gummi gemäß dieser Erfindung verwendet
wird, kann eines der nachfolgend angegebenen verwendet werden:
(1) + (3) (Nummerierung der Ansprüche) eine Kombination aus einem oder mehreren
anionischen oberflächenaktiven Mitteln mit einem oder mehreren nichtionischen oberflächenaktiven
Mittel; und
(2) + (4) (Nummerierung der Ansprüche) ein oder mehrere anionische oberflächenaktive
Mittel, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Sulfonsäure-Tensiden,
Sulfat-Tensiden und Phosphat-Tensiden.
Im Hinblick auf das Tensid gemäß (1) oder (3) umfassen Beispiele der
anionischen oberflächenaktiven Mittel Carbonsäure-Tenside, Sulfonsäure-Tenside,
Sulfat-Tenside und Phosphat-Tenside.
Beispiele der Carbonsäure-Tenside umfassen Fettsäuresalze, polyvalente
Carboxylate, Rosinate, dimere Säuresalze, polymere Säuresalze und Talgölfettsäuresalze
mit jeweils 6 bis 30 Kohlenstoffatomen. Unter diesen Tensiden sind Carboxylate mit
10 bis 20 Kohlenstoffatomen dafür bevorzugt. Tenside mit weniger als 6 Kohlenstoffatomen
sind bezüglich der Dispersion und Emulgierung von Proteinen und Verunreinigungen
unzureichend, während solche mit mehr als 30 Kohlenstoffatomen in Wasser schwer
dispergierbar sind.
Beispiele der oben erwähnten Sulfonsäure-Tenside umfassen Alkylbenzolsulfonate,
Alkylsulfonate, Alkylnaphthalinsulfonate, Naphthalinsulfonate und Diphenylethersulfonate.
Beispiele der Sulfat-Tenside umfassen Alkylsulfatsalze, Polyoxyalkylenalkylsulfatsalze,
Polyoxyalkylenalkylphenylethersulfate, tristyrolierte Phenolsulfatsalze und Polyoxyalkylen-distyrolierte
Phenolsulfatsalze.
Beispiele der Phosphat-Tenside umfassen Alkylphosphatsalze und Polyoxyalkylenphosphatsalze.
Beispiele der Salze dieser Verbindungen umfassen Metallsalze (z. B.
Na-, K-, Ca-, Mg-, Zn-Salze), Ammoniaksalze und Aminsalze (z. B. Triethanolaminsalze).
Als nichtionische Tenside können bevorzugt Polyoxyalkylenether-Tenside,
Polyoxyalkylenester-Tenside, mehrwertige Alkoholfettsäureester-Tenside, Zuckerfettsäureester-Tenside
und Alkylpolyglykosid-Tenside verwendet werden.
Beispiele der nichtionischen Polyoxyalkylenether-Tenside umfassen
Polyoxyalkylenalkylether, Polyoxyalkylenalkylphenylether, Polyoxyalkylenpolyolalkylether,
Polyoxyalkylen-styrolierte Phenolether, Polyoxyalkylen-distyrolierte Phenolether
und Polyoxyalkylen-tristyrolierte Ether. Beispiele der oben erwähnten Polyole umfassen
mehrwertige Alkohole mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen wie Propylenglykol, Glycerin,
Sorbit, Sucrose und Pentaerythrit.
Beispiele der nichtionischen Polyoxyalkylenester umfassen Polyoxyalkylenfettsäureester.
Beispiele der mehrwertigen Alkoholfettsäureester-Tenside umfassen
Fettsäureester von mehrwertigen Alkoholen mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen und Polyoxyalkylen-mehrwertige
Alkoholfettsäureester. Spezifische Beispiele davon umfassen Sorbitfettsäureester,
Sorbitanfettsäureester, Fettsäuremonoglyceride, Fettsäurediglyceride und Polyglycerinfettsäureester.
Weiterhin sind Polyalkylenoxid-Addukte dieser Verbindungen (z. B. Polyoxyalkylensorbitanfettsäureester,
Polyoxyalkylenglycerinfettsäureester) ebenfalls dafür verwendbar.
Beispiele der nichtionischen Zuckerfettsäureester-Tenside umfassen
Fettsäureester von Sucrose, Glucose, Maltose, Fructose und Polysaccharide. Weiterhin
sind Polyalkylenoxid-Addukte davon ebenfalls verwendbar.
Beispiele der nichtionischen Alkylpolyglykosid-Tenside umfassen Alkylglucoside,
Alkylpolyglucoside, Polyoxyalkylenalkylglucoside und Polyoxyalkylenalkylpolyglucoside
ebenso wie Fettsäureester davon. Weiterhin sind Polyalkylenoxid-Addukte dieser Verbindungen
ebenfalls dafür verwendbar.
Beispiele der Alkyl-Gruppen in diesen Tensiden umfassen z. B. solche
mit 4 bis 30 Kohlenstoffatomen. Beispiele der Polyoxyalkylen-Gruppen darin umfassen
z. B. solche mit Alkylen-Gruppen mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen. Z. B. kann Ethylenoxid
mit einer Additionsmolzahl von 1 bis 50 mol dafür genannt werden. Beispiele der
oben erwähnten Fettsäuren umfassen z. B. geradkettige oder verzweigte, gesättigte
oder ungesättigte Fettsäuren mit 4 bis 30 Kohlenstoffatomen.
In den erfindungsgemäßen Verfahren können die Tenside des oben erwähnten
Punktes (1) oder (3) bevorzugt in einer Gesamtmenge von 0,001 bis 20 Gew.-%, mehr
bevorzugt von 0,01 bis 10 Gew.-%, bezogen auf den Gummilatex verwendet werden.
Im Hinblick auf die oben erwähnten Tenside (2) oder (4) umfassen Beispiele
der Sulfonsäure-Tenside Alkylbenzolsulfonate, Alkylsulfonate, Alkylnaphthalinsulfonate,
Naphthalinsulfonate und Diphenylethersulfonate. Beispiele der Sulfat-Tenside umfassen
Alkylsulfatsalze, Polyoxyalkylenalkylsulfatsalze, Polyoxyalkylenalkylphenylethersulfate,
tristyrolierte Penholsulfatsalze, distyrolierte Phenolsulfatsalze, &agr;-Olefinsulfatsalze,
Alkylsuccinsäuresulfatsalze, Polyoxyalkylen-tristyrolierte Phenolsulfatsalze und
Polyoxyalkylen-distyrolierte Phenolsulfatsalze. Beispiele der Phosphat-Tenside umfassen
Alkylphosphatsalze und Polyoxyalkylenphosphatsalze. Unter diesen sind Salze von
Alkylbenzolsulfonsäuren, Alkylsulfaten, Alkylphosphaten, Polyoxyalkylenalkylsulfaten
und Polyoxyalkylenalkylphosphaten bevorzugt.
Beispiele der Salze dieser Verbindungen umfassen Metallsalze (z. B.
Na-, K-, Ca-, Mg-, Zn-Salze), Ammoniumsalze und Aminsalze (z. B. Triethanolaminsalz).
Beispiele der Alkyl-Gruppen in diesen Tensiden umfassen z. B. solche
mit 4 bis 30 Kohlenstoffatomen. Beispiele der Polyoxyalkylen-Gruppen darin umfassen
z. B. solche mit Alkylen-Gruppen mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen. Z. B. kann Ethylenoxid
mit einer Additionsmolzahl von 1 bis 50 mol dafür genannt werden.
In den Verfahren gemäß dieser Erfindung können die Tenside des oben
erwähnten Punktes (2) oder (4) bevorzugt in einer Gesamtmenge von 0,001 bis 20 Gew.-%,
mehr bevorzugt von 0,01 bis 10 Gew.-%, bezogen auf den Gummilatex verwendet werden.
Bei der Zugabe des Enzyms können andere Additive zusammen verwendet
werden. Z. B. können Phosphate wie zweibasisches Kaliumphosphat, einbasisches Kaliumphosphat
und Natriumphosphat; Acetate wie Kaliumacetat und Natriumacetat; Säuren wie Schwefelsäure,
Essigsäure, Salzsäure, Salpetersäure, Zitronensäure und Succinsäure und Salze davon;
Ammoniak; Natriumhydroxid; Kaliumhydroxid; Natriumcarbonat; und Natriumhydrogencarbonat
als pH-Einstellmittel verwendet werden. Weiterhin kann die Protease zusammen mit
anderen Enzymen wie Lipase, Esterase, Amylase, Lactase und Cellulase verwendet werden.
Weiterhin können Dispergiermittel wie Styrol/Sulfonsäure-Copolymere,
Naphthalinsulfonsäure/Formalin-Kondensate, Lingninsulfonsäure, polycyclische aromatische
Sulfonsäure-Copolymere, Acrylsäure und Maleinsäureanhydrid-Homopolymere und -Copolymere,
Isobutylen/Acrylsäure-Copolymere und Isobutylen/Maleinsäureanhydrid-Copolymere zusammen
verwendet werden.
Der als Ausgangsmaterial dieser Erfindung verwendete Latex bedeutet
einen Plantagen-Latex, der von natürlichen Gummibäumen erhalten wird. Erfindungsgemäß
kann ein verkaufter Ammoniak-behandelter Latex oder ein frischer Plantagen-Latex
verwendet werden.
Es ist im allgemeinen bekannt, daß natürlicher Gummi eine Mischung
aus hochmolekularen Komponenten mit einem Molekulargewicht von 1 000 000 bis 2 500
000 und niedermolekularen Komponenten mit einem Molekulargewicht von 100 000 bis
200 000 ist. Es wird angenommen, daß die niedermolekularen Komponenten über abnormale
Gruppen, die in dem natürlichen Gummi enthalten sind, miteinander verbunden und
verzweigt sind, wodurch die hochmolekularen Komponenten gebildet werden.
Unsere Studien haben ergeben, daß die Gummikomponenten in einem Plantagen-Latex
eine Molekulargewichtsverteilung aufweisen, die einen verhältnismäßig großen Peak
zeigen, der den niedermolekularen Komponenten zuzuschreiben ist; daß ein verkaufter
Hochammoniak-Latex eine Molekulargewichtsverteilung hat, worin ein Peak, der dem
niedermolekularen Teil zuzuschreiben ist, vermindert oder verloren ist; und daß
der zuerst genannte Latex wenige Gel-Komponenten enthält und eine geringe Grünfestigkeit
aufweist, während der zuletzt genannte eine große Menge an Gel-Komponenten enthält
und eine hohe Grünfestigkeit hat. Es wurde weiterhin festgestellt, daß deproteinisierte
natürliche Gummis, die jeweils nahezu frei sind von Gel-Komponenten und im wesentlichen
kein Protein enthalten, durch das Verfahren dieser Erfindung wie oben diskutiert
erzeugt werden können, indem ein Plantagen-Latex mit einer kleiner Menge an Ammoniak
und ein verkaufter Latex mit hohem Ammoniak-Gehalt verwendet wird, obwohl die Unterschiede
zwischen diesen deproteinisierten natürlichen Gummis in der Grünfestigkeit und Molekulargewichtsverteilung
unverändert verbleiben, was vermuten läßt, daß die Gel-Komponenten niemals daran
teilnehmen. Basierend auf der Tatsache, daß der Latex mit hohem Ammoniak-Gehalt
eine Molekulargewichtsverteilung aufweist, die einen kleinen Peak aufgrund der niedermolekularen
Komponenten zeigt, und daß dann, wenn Ammoniak zu dem Plantagen-Latex gegeben und
die Mischung gealtert wird, der Peak des niedermolekularen Teils verloren geht und
die Grünfestigkeit gleichzeitig erhöht wird, wird klar angezeigt, daß Ammoniak die
Bindung und Verzweigung der Gummimoleküle beschleunigt, obwohl der Mechanismus dafür
bisher noch nicht geklärt wurde. Es wird ebenfalls erwartet, daß ein deproteinisierter
natürlicher Gummi mit wenigen Gel-Komponenten verbesserte mechanische Eigenschaften
wie Scherresistenz hat.
Es wird bestätigt, daß Ammoniak keine Wirkung zur Erhöhung der Grünfestigkeit
ausüben kann, wenn er nach der Deproteinisierung, d. h. dem Raffinierschritt zugegeben
wird. Eine höhere Ammoniak-Konzentration kann die verbesserte Grünfestigkeit ergeben.
Wenn die Ammoniak-Konzentration weniger als 0,2 Gew.-% ist, kann in der Praxis keine
Wirkung erzielt werden. Die Ammoniak-Konzentration ist bevorzugt zumindest 0,5 Gew.-%.
Die obere Grenze der Ammoniak-Konzentration ist nicht besonders beschränkt und ist
auf der Basis von ökonomischen Faktoren zu bestimmen.
Nach der Zugabe von Ammoniak wird der natürliche Gummilatex durch
einfaches Stehenlassen gealtert. Eine längere Stehperiode gibt eine mehr verbesserte
Grünfestigkeit. Mehr besonders kann der natürliche Gummilatex 5 bis 30 Tage stehen
gelassen werden, wenn das Altern bei Raumtemperatur durchgeführt wird. Die Verbesserung
der Grünfestigkeit kann weiterhin durch Altern des natürlichen Gummilatex bei einer
erhöhten Temperatur gefördert werden.
Nach Vollendung des Alterns wird der natürliche Gummilatex raffiniert,
um dadurch den Protein-Gehalt zu vermindern. Das Raffinieren kann durch die verschiedenen
Verfahren zur Reduktion der Protein-Gehalte wie oben erwähnt durchgeführt werden,
indem der natürliche Gummilatex mit einer Protease und einem oder mehreren oberflächenaktiven
Mitteln gleichzeitig oder aufeinanderfolgend behandelt wird. Nach Vollendung der
Behandlung wird mit dem Latex eine Trennung durchgeführt, um dadurch Gummiteilchen
(die Gummikomponenten) zu trennen.
Wie in den folgenden Beispielen beschrieben wird, hat der somit erhaltene
deproteinisierte natürliche Gummi eine Grünfestigkeit von wenigstens 1 MPa, was
im Vergleich zu konventionellen deproteinisierten Gummis deutlich verbessert ist.
Denn der deproteinisierte natürliche Gummi mit einer erhöhten Grünfestigkeit,
der gemäß den erfindungsgemäßen Verfahren erhältlich ist, ist ausgezeichnet bezüglich
der Bearbeitungseigenschaften beim Kneten, Blattbilden, verschiedenen Formverfahren
und dgl. im Vergleich zu konventionellen natürlichen Gummis.
Auf der anderen Seite kann ein natürlicher Gummi mit verminderter
Grünfestigkeit durch Raffinieren eines Plantagen-Latex erhalten werden, d. h. eines
Latex, zu dem kein Ammoniak gegeben wurde oder der nach der Zugabe von Ammoniak
keine Alterung einging, um dadurch den Protein-Gehalt des Latex zu vermindern. Um
die Grünfestigkeit des natürlichen Gummis effizient zu erniedrigen, ist es bevorzugt,
einen Plantagen-Latex frisch von den Gummibäumen zu verwenden. Wenn Ammoniak zu
dem Latex in einer Menge von 0,2 Gew.-% oder weniger gegeben wird, kann mit dem
Latex ein Raffinieren innerhalb von etwa einem Monat durchgeführt werden, unter
Erhalt eines natürlichen Gummis mit einer verminderten Grünfestigkeit, da eine geringe
Ammoniak-Konzentration die Grünfestigkeit des natürlichen Gummis schwer erhöht.
Wenn Ammoniak in einer Menge von mehr als 0,2 Gew.-% zu dem Latex gegeben wird,
ist es wünschenswert, mit dem Latex die Raffinierbehandlung so schnell wie möglich
durchzuführen. Insbesondere wenn Ammoniak zu dem Latex in einer Menge von 0,5 Gew.-%
oder mehr gegeben wird, ist es wünschenswert, mit dem Latex die Raffinierbehandlung
innerhalb von 72 h von der Zugabe des Ammoniaks durchzuführen. Weiterhin ist es
bevorzugt, den Latex bei Raumtemperatur oder darunter zu lagern, weil die Lagerung
des Latex bei einer hohen Temperatur eine Erhöhung der Grünfestigkeit des resultierenden
natürlichen Gummis verursachen kann. Das Raffinieren des Latex kann auf gleiche
Weise wie für den Erhalt eines natürlichen Gummis mit einer erhöhten Grünfestigkeit
durchgeführt werden.
Der deproteinisierte natürliche Gummi mit einer verminderten Grünfestigkeit,
der somit erhalten ist, hat eine ausgezeichnete Fließfähigkeit, so daß er bezüglich
der Bearbeitungseigenschaften bei einem Spritzgußverfahren oder dgl. im Vergleich
zu konventionellen natürlichen Gummis ausgezeichnet ist.
Der natürliche Gummi, von dem das Protein in hohem Maße gemäß dieser
Erfindung eliminiert worden ist, kann für Produkte verschiedener Gebiete wie kontrazeptive
Anwendungen, medizinische Ausrüstungen, Gummifäden, feste Gummiprodukte, Sportausrüstungen,
Automobilreifen angewandt werden.
Der deproteinisierte natürliche Gummi kann mit anderen Komponenten,
die allgemein bei konventionellen Gummizusammensetzungen verwendet werden, vermischt
werden und somit als Gummizusammensetzung verwendet werden. Beispiele von solchen
Komponenten zur Herstellung einer Gummizusammensetzung umfassen konventionelle synthetische
Gummis; Vulkanisiermittel oder Vernetzungsmittel wie Schwefel, organische Schwefel-Verbindungen,
organische Peroxide und Metalloxide; Vulkanisierbeschleuniger wie Aldehyd/Amine,
Dithiocarbamate, Guanidine, Thiazole und Thiurame; Vulkanisierbeschleunigungshilfen
wie Metalloxide und Fettsäuren; verschiedene Alterungsinhibitoren; Verstärkungsmittel
wie Ruß und weißer Kohlenstoff; Füllstoffe; Klebrigkeitsentwickler; Plastifizierer;
Weichmacher; Färbemittel und Gleitmittel. Diese Komponenten können beim optimalen
Verhältnis für jedes Gummiprodukt auf konventionelle Weise vermischt werden.
Um diese Erfindung detaillierter zu erläutern, werden die folgenden
Beispiele angegeben.
Beispiel 1
2,0 M Alkalase (1,5 APU) (hergestellt von Novo Nordisk Bioindustry)
wurde als Protease verwendet, und ein natürlicher Gummilatex mit einem Feststoffgehalt
von 60,2% (hergestellt von Soctek Sendirian Berhad, Malaysia) wurde als natürlicher
Gummilatex verwendet.
15 ml des natürlichen Gummilatex wurden mit 200 ml destilliertem Wasser
verdünnt und 0,12% Natriumnaphthenat sterilisiert. Dann wurde dies auf pH 9,2 durch
Zugabe von Natriumdihydrogencarbonat eingestellt. 0,78 g 2,0 M Alkalase wurden in
10 ml destilliertem Wasser dispergiert und dann zu dem oben erwähnten verdünnten
natürlichen Gummilatex gegeben. Nach erneutem Einstellen des pH-Wertes auf 9,2 wurde
dieser Latex 24 h bei 37°C gehalten. Nach Vollendung der enzymatischen Behandlung
wurde ein nichtionisches Tensid, Triton X-100 (hergestellt von Toho Chemical Industry
Co., Ltd.) zu dem Latex bei einer Konzentration von 1% gegeben, mit anschließender
Zentrifugation des Latex bei 11 000 Upm für 30 min. Die somit gebildete cremige
Fraktion wurde erneut in 200 ml destilliertem Wasser, umfassend 1% Triton X-100,
dispergiert und dann erneut zentrifugiert. Diese Vorgehensweise, d. h. die Vorgehensweise,
umfassend das Zentrifugieren und Dispergieren der cremigen Fraktion in destilliertes
Wasser, wurde dreimal wiederholt. Dann wurde Calciumchlorid zu der Dispersion aus
der Creme gegeben, um dadurch einen festen Gummi zu trennen.
Der somit getrennte feste Gummi wurde im Vakuum getrocknet und 16
h mit Aceton extrahiert. Anschließend wurde er in Toluol bei einer Konzentration
von 1% aufgelöst und dann bei 11 000 Upm 30 min lang zentrifugiert. Die somit gebildete
transparente Gummilösung wurde getrennt und aus einem überschüssigen Volumen an
Methanol ausgefällt. Der somit erhaltene feste Gummi wurde im Vakuum bei Raumtemperatur
getrocknet.
Vergleichsbeispiel 1
Ein natürlicher Gummilatex wurde 15-fach mit destilliertem Wasser
verdünnt und mit 1% Triton X-100 stabilisiert. Dieser verdünnte Latex wurde bei
11 000 Upm 30 min zentrifugiert. Die somit gebildete cremige Fraktion
wurde erneut in der gleichen Menge an destilliertem Wasser, umfassend 1% Triton
X-100, dispergiert und erneut zentrifugiert. Diese Vorgehensweise wurde dreimal
wiederholt. Dann wurde Calciumchlorid zu der somit erhaltenen Creme-Dispersion gegeben,
um dadurch einen festen Gummi zu trennen. Der somit getrennte feste Gummi wurde
auf gleiche Weise wie bei Beispiel 1 behandelt.
Vergleichsbeispiel 2
Ein natürlicher Gummilatex wurde 5-fach mit destilliertem Wasser verdünnt,
und 1% Ameisensäure wurde dazugegeben, um dadurch einen festen Gummi zu trennen.
Der somit getrennte feste Gummi wurde auf gleiche Weise wie bei Beispiel 1 behandelt.
Der Stickstoffgehalt dieser festen Gummis wurde durch das RRIM-Testverfahren
(Rubber Research Institute of Malaysia (1973), "SMR Bulletin Nr. 7") analysiert.
Für die Infrarotabsorptionsspektren wurde ein Film aus jedem festen Gummi auf einer
KBr-Scheibe gebildet und die Absorbanz mit einem Fourier-Transfor-Infrarotspektrometer
JASCO 5300 bestimmt.
Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse der Analyse. Der Stickstoffgehalt der
Probe von Beispiel 1 war weniger als 0,01%. Wie 1 klar
zeigt, zeigt das Infrarotabsorptionsspektrum dieser Probe eine Absorption bei 3320
cm–1, die kurzkettigen Peptiden oder Aminosäuren zuzuschreiben
ist, aber keine Absorption bei 3280 cm–1, die hochmolekularen Polypeptiden
zuzuschreiben ist.
Obwohl die Probe des Vergleichsbeispiels ziemlich stark raffiniert
war, enthielt sie 0,04% Stickstoff. Bei diesem Gehalt verbleibt die Absorption bei
3280 cm–1, die Polypeptiden zuzuschreiben ist, zusätzlich zu der,
die kurzkettigen Peptiden oder Aminosäuren zuzuschreiben ist. Obwohl der Protein-Gehalt
der Probe von Vergleichsbeispiel 2 durch die Behandlung im Vergleich zu verkauften
Proben erniedrigt war, enthielt sie 0,16% Stickstoff und zeigte eine extrem intensive
Absorption wegen der Polypeptide.
Tabelle 1
(Ergebnis der Analyse des Stickstoffgehaltes und Infrarotabsorptionsspektrum von
deproteinisiertem natürlichem Gummi)Beispiel 2
Als natürlicher Gummilatex wurde ein verkaufter Latex vom Typ mit
hohem Ammoniak-Gehalt (hergestellt von Guthrie, Malaysia) verwendet. Der Gehalt
an festem Gummi des Latex war 62,0%.
Der oben erwähnte natürliche Gummilatex wurde mit einer 0,12%igen
wäßrigen Lösung Natriumnaphthenat derart verdünnt, daß ein fester Gummigehalt von
10 Gew.-% erhalten wurden. Dann wurde der Latex durch Zugabe von Natriumdihydrogenphosphat
auf pH 9,2 eingestellt, und 2,0 M Alkalase wurde bei einem Verhältnis von 0,87 g
pro 10 g der Gummikomponenten zugegeben. Nach erneutem Einstellen auf pH 9,2 wurde
der Latex 24 h bei 37°C gehalten.
Nach Vollendung der enzymatischen Behandlung wurde eine 1%ige wäßrige
Lösung von Triton X-100 zu dem Latex gegeben, um dadurch die Gummikonzentration
auf 8% einzustellen, mit anschließendem 30-minütigem Zentrifugieren bei 11 000 Upm.
Die somit gebildete cremige Fraktion wurde in einer 1%igen wäßrigen Lösung Triton
X-100 dispergiert und die Gummikonzentration auf etwa 8% eingestellt, mit anschließender
erneuter Zentrifugation. Die Zentrifugation wurde einmal mehr wiederholt und die
somit erhaltene Creme wurde mit destilliertem Wasser dispergiert. Somit wurde ein
deproteinisierter Gummilatex mit einem festen Gummigehalt von 60% erhalten.
Der Stickstoffgehalt eines rohen Gummis, erhalten von diesem Latex,
war 0,009%. In dem Infrarotabsorptionsspektrum davon wurde eine Absorption bei 3320
cm–1, nicht aber bei 3280 cm–1 beobachtet.
Ein Rohgummi-Testblatt wurde durch Gießen von 36 g Latex auf eine
Glasplatte (18 cm × 12 cm) hergestellt und durch Stehenlassen bei Raumtemperatur
getrocknet. Dann wurde es von der Glasplatte abgeschält und die Oberfläche, die
die Glasplatte kontaktiert, wurde über Tag getrocknet. Anschließend wurde dies im
Vakuum getrocknet, unter Erhalt einer Testprobe.
Ein Vulkanisiergummi-Testblatt wurde durch Einstellen des Festgummigehaltes
des Latex auf 50%, Mischen der Komponenten, die in der folgenden
Tabelle 2 angegeben sind, Stehenlassen der erhaltenen Zusammensetzung für 48 h und
anschließendes Behandeln auf gleiche Weise wie oben beschrieben hergestellt. Nach
Vulkanisieren nach Erhitzen in einem Ofen bei 100°C für 30 min wurde eine Testprobe
erhalten.
Zum Vergleich wurde ähnliche Proben von dem nichtraffinierten Latex
hergestellt.
Tabelle 2
(Zusammensetzung des Latex für den vulkanisierten Gummi)Anmerkung:: Dispersion-1 ist eine Dispersion, umfassend 20 Gew.-% ZnO, 20 Gew.-%
Schwefel und 10 Gew.-% Zinkdibutyldithiocarbamat.
Im Hinblick auf die mechanische Stärken des erhaltenen Rohgummiblattes
und vulkanisiertem Gummiblattes wurden die Zugfestigkeit, Dehnung beim Bruch und
der Modul gemessen, indem eine JIS Nr. 4-Hantel bei einer Testgeschwindigkeit von
500 mm/min verwendet wurde. Die Ergebnisse sind wie folgt. Die in Klammern angegebenen
Zahlen bedeuten die Daten der Vergleichsproben.
(1) Rohgummiblatt
Zugfestigkeit:7,18 MPa (7,85)Dehnung beim Bruch:1,180% (1160)500% Modul:0,45 MPa (0,52)
Der Rohgummi war ausgezeichnet im Hinblick auf das transparente und
farblose Aussehen. Weiterhin hatte es ein verbessertes Wasserabsorptionsvermögen
von 0,87 (Vergleichsprobe: 6,74%) und eine hohe elektrische Isolationseigenschaft
(Oberflächenwiderstand 6,6 × 1012 &OHgr; (Vergleichsprobe: 2,7
× 1010 &OHgr;), Volumenwiderstand: 6,9 × 1015
&OHgr;·m (Vergleichsprobe : 2,0 × 1014 &OHgr;·m)).
2 zeigt die Viskoelastizitätspektren
der vulkanisierten Proben bei diesem Beispiel. Obwohl die tan &dgr; Peaks sich nicht
stark voneinander bezüglich Lokalisation und Größe unterscheiden, ist der tan &dgr;
der Probe von dem Beispiel innerhalb eines Temperaturbereiches von –20°C
oder darüber offensichtlich erniedrigt, was anzeigt, daß diese Probe ein Material
ist, das an einem geringen Energieverlust innerhalb des praktisch verwendbaren Bereiches
leidet. Weiterhin zeigt Tabelle 3 die Ergebnisse eines Lagerungs-Härtungs-Beschleunigungstest
bei Rohgummis.
Eine Testprobe für den Plastizitätstest von Wallace wurde hergestellt,
indem zwei Rohgummiprobenfilme laminiert und mit einer Stanzeinheit für einen speziellen
Zweck gestanzt wurde.
Dann wurde die Plastizität von Wallace durch ein konventionelles Verfahren
gemessen und als Anfangsplastizität bezeichnet.
Anschließend wurde die Probe in einen Behälter mit einem 4A-Molekularsieb
eingeführt und konnte 24 h bei 60°C stehen, mit anschließendem Messen der Plastizität.
Der Unterschied zwischen diesen Plastizitäten wurde als Hinweis für die Lagerungshärtung
verwendet.
Tabelle 3
(Ergebnis des Lagerungshärtungsbeschleunigungstests beim deproteinisierten natürlichen
Gummi)
Tabelle 3 zeigt an, daß die Probe des Beispiels kaum eine Härtung
einging.
Beispiele 3 bis 8
Ein natürlicher Gummilatex mit hohem Ammoniakgehalt wurde verdünnt,
unter Erhalt eines Gummigehalts von 30% und auf pH 9 mit H3PO4
eingestellt. Dann wurde 1%, als effektive Komponenten, einer jeden Zusammensetzung
zur Behandlung des Latex wie in Tabelle 4 angegeben dazugegeben. Nach Stehenlassen
bei 30°C für 24 h wurde der Latex bei 13 000 Upm 30 min lang zentrifugiert.
Die somit getrennte obere cremige Schicht wurde gesammelt und erneut in der gleichen
Menge an Wasser dispergiert. Nachdem die Zentrifugation zwei- oder dreimal wiederholt
war, wurde die cremige Schicht mit einer 1%igen Lösung an oberflächenaktiven Mitteln
(ohne jegliche Protease) nach Vollendung der ersten Zentrifugation gewaschen und
dann 30 min bei 13 000 Upm zentrifugiert, mit anschließender Wiederholung der gleichen
Vorgehensweise, wie oben beschrieben, d. h. der Vorgehensweise, umfassend die Zentrifugation
und das Waschen der cremigen Schicht mit der 1%igen Lösung der Tenside. Dann wurde
sie in Methanol, umfassend eine kleine Menge an CaCl2, gegossen, um dadurch
den Gummi auszufällen, der dann unter vermindertem Druck über Nacht getrocknet wurde.
Als nächstes wurde der Stickstoffgehalt durch das Kjeldahl-Verfahren bestimmt und
als Gehalt der verbleibenden Proteine bezeichnet. Die Genauigkeit der Messung war
±0,0001%.
Tabelle 4Tabelle 4 (Fortsetzung)Bemerkung:: Gew.-Teile sind von dem spezifischen Enzym oder Tensid.: Warenname eines Produktes, hergestellt von Kao Corporation, das das
angegebene Tensid enthält.Vergleichsbeispiele 3 bis 6
Die Vorgehensweise der obigen Beispiele 3 bis 8 wurde wiederholt,
mit der Ausnahme, daß die Zusammensetzung zur Behandlung des Latex, wie in Tabelle
5 angegeben, verwendet wurde. Somit wurde der Gehalt von verbleibenden Proteinen
bestimmt.
Tabelle 5Bemerkungen:: Gew.-Teile sind von dem spezifischen Enzym oder Tensid.: Warenname eines Produktes, hergestellt von Kao Corporation, das das
angegebene Tensid enthält.
Tabelle 6 gibt die Behandlungsbedingungen und Testergebnisse an. In
Tabelle 6 bedeutet der Ausdruck "destilliertes Wasser" den Stickstoffgehalt einer
Blindprobe, bei der der Latex ausschließlich mit destilliertem Wasser behandelt
war. Bei Beispiel 4 ist der Stickstoffgehalt der Proben, die ein- und zweimal zentrifugiert
und gewaschen waren, angegeben.
Tabelle 6
Wie Tabelle 6 zeigt, können Proteine von natürlichem Gummi effizient
und leicht eliminiert werden, indem ein natürlicher Gummilatex mit dem Deproteinisierungsverfahren
dieser Erfindung behandelt wird.
Beispiele 9 bis 12
Ein Hoch-Ammoniaklatex von natürlichem Gummi wurde verdünnt, unter
Erhalt eines Gummigehaltes von 30%, und mit H3PO4 auf pH 9
eingestellt. Dann wurde 1%, ausgedrückt als effektive Komponente, einer jeden Zusammensetzung
zur Behandlung des Latex, wie in Tabelle 7 angegeben, dazugegeben. Nach 24-stündigem
Stehenlassen bei 30°C wurde der Latex 30 min bei 13 000 Upm zentrifugiert. Die
somit getrennte obere cremige Schicht wurde gesammelt und erneut in der gleichen
Menge in Wasser dispergiert. Nachdem die Zentrifugation zwei- oder dreimal wiederholt
war, wurde die cremige Schicht mit einer 1%igen Lösung an Tensiden (frei von jeglicher
Protease) nach der Vollendung der ersten Zentrifugation gewaschen und dann 30 min
bei 13 000 Upm zentrifugiert, mit anschließender Wiederholung der gleichen Vorgehensweise
wie oben beschrieben, d. h. der Vorgehensweise, umfassend das Zentrifugieren und
Waschen der cremigen Schicht mit der 1%igen Lösung der Tenside. Dann wurde sie in
Methanol, umfassend eine kleine Menge an CaCl2, gegossen, um dadurch
den Gummi auszufällen, der dann unter vermindertem Druck über Nacht getrocknet wurde.
Als nächstes wurde der Stickstoffgehalt durch das Kjedahl-Verfahren bestimmt und
als Gehalt der verbleibenden Proteine bezeichnet. Die Genauigkeit der Messung ±0,0001%.
Tabelle 7Bemerkungen:: Gew.-Teile sind von dem spezifischen Enzym oder Tensid.: Warenname eines Produktes, hergestellt von Kao Corporation, das das
angegebene Tensid enthält.Vergleichsbeispiele 7 bis 10
Die Vorgehensweisen der obigen Beispiele 9 bis 12 wurden wiederholt,
mit der Ausnahme, daß die Zusammensetzung zur Behandlung des Latex, wie sie in Tabelle
8 angegeben ist, verwendet wurde. Somit wurde der Gehalt der verbleibenden Proteine
bestimmt.
Tabelle 8Bemerkungen:: Gew.-Teile sind von dem spezifischen Enzym oder Tensid.: Warenname eines Produktes, hergestellt von Kao Corporation, das das
angegebene Tensid enthält.
Tabelle 9 faßt die Behandlungsbedingungen und Testergebnisse zusammen.
In Tabelle 9 bedeutet der Ausdruck "destilliertes Wasser" den Stickstoffgehalt einer
Blindprobe, wo der Latex ausschließlich mit destilliertem Wasser behandelt war.
Bei Beispiel 10 sind die Stickstoffgehalte der ein- und zweimal zentrifugierten
und gewaschenen Proben angegeben.
Tabelle 9
Wie Tabelle 9 zeigt, können Proteine effizient und leicht von natürlichem
Gummi eliminiert werden, indem ein natürlicher Gummilatex durch das Deproteinisierungsverfahren
dieser Erfindung behandelt wird.
Beispiel 13
1500 g eines verkauften natürlichen Gummilatex mit hohem Ammoniakgehalt
(Gummigehalt: 60%) wurde durch Zugabe von 1500 g reinem Wasser verdünnt. Dann wurden
0,6 g einer Protease und 30 g einer Mischung aus einem anionischen und einem nichtionischen
Tensid dazugegeben, und die Proteine wurden 24 h lang bei 30°C zersetzt. Anschließend
wurde dieser Latex zweimal zentrifugiert, um dadurch die Gummikomponenten zu konzentrieren,
dann luftgetrocknet, unter Erhalt eines festen Gummis. Der Gesamtstickstoffgehalt
in diesem festen Gummi, bestimmt durch das Kjeldahl-Verfahren, war 0,010%.
Dieser Gummi wurde in Toluol aufgelöst, und die Absorbans wurde durch
das Transmissionsverfahren unter Verwendung eines Fourier-Transform-Infrarotspektrometers
(hergestellt von Perkin-Elmer) gemessen. Als Ergebnis wurde keine Absorption bei
3280 cm–1 beobachtet, obwohl das Diagramm stark vergrößert wurde.
Die Mooney-Viskosität (ML1+4) dieses Rohgummis bei 130°C war 52,5.
Zusammensetzung:
Unter Verwendung des oben erwähnten deproteinisierten natürlichen
Gummis wurde die oben angegebene Zusammensetzung in einem Banbury-Mischer
geknetet. Während des Beginns für eine Minute wurde der Gummi alleine geknetet.
Dann wurden die Komponenten von Kohlenstoff ISAF bis zu dem Antialterungsmittel,
die in der obigen Liste angegeben sind, zugegeben, mit anschließendem 3-minütigem
Kneten. Nach Wiegen der erhaltenen Gummizusammensetzung wurden Schwefel und der
Vulkanisationsbeschleuniger dazu auf einer Walze gegeben. Obwohl 1239 g der Komponente
insgesamt zugegeben waren, litt die geknetete Zusammensetzung an einem Gewichtsverlust
von nur weniger als 2 g.
Tabelle 11 zeigt das Ergebnis der Messung der Viskosität dieser nicht-vulkanisierten
Gummizusammensetzung, bestimmt unter Verwendung eines Mooney-Viskosimeters. Die
Bestimmung wurde bei 130°C durchgeführt.
Dieser Gummi wurde bei 140°C für 20 min preß-vulkanisiert. Tabelle
12 zeigt die physikochemischen Eigenschaften des somit erhaltenen Produktes vor
und nach dem Altern bei 100°C für 48 h. Die physikochemischen Eigenschaften
wurden unter normalen Zustand (Temperatur: 23°C; Feuchtigkeit: 55%) gemessen.
Vergleichsbeispiel 11
Die Vorgehensweise von Beispiel 13 wurde wiederholt, mit der Ausnahme,
daß ein trockener, natürlicher Gummilatex mit hohem Polymer-Gehalt als Gummi verwendet
wurde. Dieser Gummi zeigte eine hohe Absorption bei 3280 cm–1 und
hatte eine Mooney-Viskosität (ML1+4 (130°C)) von 104,8. Der Gewichtsverlust
durch Kneten der gleichen Menge an Gummi wie bei Beispiel 13 war etwa 10 g.
Vergleichsbeispiel 12
Die Vorgehensweise von Beispiel 13 wurde wiederholt, mit der Ausnahme,
daß ein Kreppkautschuk als Gummi verwendet wurde. Dieser Gummi zeigt eine große
Absorption bei 3280 cm–1 und hatte eine Mooney-Viskosität (ML1+4
(130°C)) von 85,7. Der Gewichtsverlust durch Kneten der gleichen Menge an Gummi
wie bei Beispiel 13 war etwa 10 g.
Vergleichsbeispiel 13
Die Vorgehensweise von Beispiel 13 wurde wiederholt, mit der Ausnahme,
daß ein Standard-Malaysia-Gummi mit einer konstanten Viskosität (SMR-CV) als Gummi
verwendet wurde. Dieser Gummi zeigte eine große Absorption bei 3280 cm–1
und hatte eine Mooney-Viskosität (ML1+4 (130°C)) von 56,3. Der Gewichtsverlust
durch Kneten der gleichen Menge des Gummis wie bei Beispiel 13 war etwa 10 g.
Vergleichsbeispiel 14
Die Vorgehensweise von Beispiel 13 wurde wiederholt, mit der Ausnahme,
daß ein Gummi, der durch Zugabe eines Lockerungsmittels zu Gemisch RSS Nr. 3 und
durch vorherige Mastikation hergestellt worden war, als Gummi verwendet wurde. Dieser
Gummi zeigte eine große Absorption bei 3280 cm–1 und hatte eine
Mooney-Viskosität (ML1+4 (130°C)) von 59,2. Der Gewichtsverlust durch
Kneten der gleichen Menge an Gummi wie bei Beispiel 13 war etwa 3 g.
Tabelle 10
(Physikochemische Eigenschaften des Rohgummis)Tabelle 11
(Physikochemische Eigenschaften des nicht-vulkanisierten Gummis)Tabelle 12
(Physikochemische Eigenschaften des vulkanisierten Gummis)Bemerkungen:
TB
Gemessen entsprechend JIS K 6301
EB
Gemessen entsprechend JIS K 6301
HS
Gemessen durch ein Shore-A-Bruchhärten-Meßgerät
TR
Stärke (N) beim Bruch (gemessen durch ein Scher-Testgerät vom B-Typ, angegeben
in JIS K 6301) pro Breite (m) der Probe.
Beispiel 14
2,0 M Alkalase (hergestellt von Novo Nordisk Bioindustry) und ein
Plantagen-Latex unmittelbar nach dem Ernten (erhalten von Guthrie, Malaysia) wurden
als Protease bzw. natürlicher Gummi erhalten. Der Gesamtfeststoffgehalt des Latex
war 38,4%, während der Gummigehalt 33,0% war.
Wäßriger Ammoniak wurde zu dem oben erwähnten Plantagen-Latex gegeben,
unter Erhalt einer Ammoniak-Konzentration von 1%, mit anschließendem zweitätigem
Stehenlassen bei 30°C. Dann wurde der Latex durch Zugabe einer 0,12%igen wäßrigen
Lösung Natriumnaphthenat verdünnt, unter Erhalt eines festen Gummigehaltes von 10
Gew.-%. Weiterhin wurde Natriumdihydrogenphosphat zugegeben, um dadurch den Latex
auf pH 9,2 einzustellen. 2,0 M Alkalase wurden bei einem Verhältnis von 0,87 g pro
10 g des Gummigehaltes zugegeben. Der pH-Wert des Latex wurde auf 9,2 erneut eingestellt
und dann 24 h lang bei 37°C gehalten.
Nach Vollendung der enzymatischen Behandlung wurde eine 1%ige wäßrige
Lösung eines nichtionischen Tensides Triton X-100 (hergestellt von Toho Chemical
Industry Co., Ltd.) zu dem Latex gegeben und somit die Gummikonzentration auf 8
eingestellt, mit anschließendem Zentrifugieren bei 11 000 Upm für 30 min. Die somit
gebildete cremige Fraktion wurde in einer 1%igen wäßrigen Lösung Triton X-100 dispergiert
und die Gummikonzentration auf etwa 8 eingestellt, mit anschließendem erneutem Zentrifugieren.
Die Zentrifugation wurde einmal mehr wiederholt und die somit erhaltene Creme in
destilliertem Wasser dispergiert. Somit wurde ein deproteinisierter Gummilatex mit
einem festen Gummigehalt von 60% hergestellt.
Vergleichsbeispiel 15
Entsprechend der Vorgehensweise von Beispiel 14 wurde der Plantagen-Latex
unmittelbar nach dem Abzapfen auf eine Gummikonzentration von 8% unmittelbar nach
dem Erhalt durch Zugabe einer 1%igen wäßrigen Lösung eines nichtionischen Tensides
Triton X-100 eingestellt und dann 30 min bei 11 000 Upm zentrifugiert. Die somit
gebildete Creme wurde in destilliertem Wasser dispergiert. Somit wurde ein deproteinisierter
natürlicher Gummilatex mit einem festen Gummigehalt von 60% hergestellt.
Vergleichsbeispiel 16
Die in Vergleichsbeispiel 15 beschriebene cremige Fraktion wurde in
einer 1%igen wäßrigen Lösung Triton X-100 dispergiert, auf eine Gummikonzentration
von etwa 6% eingestellt und dann erneut zentrifugiert. Nach zusätzlichem dreimaligem
Wiederholen der Zentrifugation wurde die erhaltene Creme in destilliertem Wasser
dispergiert. Somit wurde ein deproteinisierter natürlicher Gummi mit einem Festgummigehalt
von 60% hergestellt.
Beispiel 15
Die Vorgehensweise von Beispiel 14 wurde wiederholt, mit der Ausnahme,
daß der bei Beispiel 14 verwendete Plantagenlatex durch den gemäß Vergleichsbeispiel
13 erhaltenen Latex ersetzt wurde. Somit wurde ein deproteinisierter Gummilatex
hergestellt.
Beispiel 16
Die Vorgehensweise von Beispiel 14 wurde wiederholt, mit der Ausnahme,
daß mit dem Plantagen-Latex eine enzymatische Behandlung und die anschließende Vorgehensweisen
unmittelbar nach dem Erhalt durchgeführt wurden.
Beispiel 17
Als natürlicher Gummilatex wurde ein frisch raffinierter Latex verwendet,
der durch Zugabe von 0,5% Ammoniak zu einem Plantagenlatex (erhalten von Felda,
Malaysia) hergestellt und zentrifugiert war. Die Ammoniak-Konzentration wurde auf
etwa 0,2% erniedrigt, und der Gummigehalt war 60,4%. Nach Erhöhen der Ammoniak-Konzentration
auf 0,7% konnte der Latex bei 30°C für 7 Tage und für 14 Tage stehen. Dann wurde
jeder Latex auf gleiche Weise wie bei Beispiel 14 behandelt, unter Erhalt eines
deproteinisierten Gummilatex.
Vergleichsbeispiel 17
Der in Beispiel 17 verwendete raffinierte Latex wurde unmittelbar
auf gleiche Weise wie bei Vergleichsbeispiel 15 ohne Einstellen der Ammoniak-Konzentration
behandelt. Somit wurde ein deproteinisierter natürlicher Gummilatex hergestellt.
Beispiel 18
Unter Verwendung eines verkauften Hoch-Ammoniaklatex (erhalten von
Guthrie, Malaysia) als natürlicher Gummilatex wurden die enzymatische
Behandlung und die folgenden Vorgehensweisen wie bei Beispiel 14 durchgeführt. Somit
wurde ein deproteinisierter natürlicher Gummilatex hergestellt.
Ein Rohgummitestfilm wurde durch Gießen von 36 g eines jeden Latex,
der in den obigen Beispielen oder Vergleichsbeispielen erhalten war, auf eine Glasplatte
(18 cm × 12 cm) hergestellt und durch Stehenlassen bei Raumtemperatur getrocknet.
Dann wurde er von der Glasplatte abgeschält und die Oberfläche, die die Glasplatte
kontaktierte, wurde über einen Tag getrocknet, mit anschließendem Trocknen im Vakuum.
Die Grünfestigkeit des Rohgummiblattes, d. h. der Testprobe, wurde
unter Verwendung einer JIS Nr. 4-Hantel bei einer Testgeschwindigkeit von 500 mm/min
gemessen.
Der Stickstoffgehalt wurde durch das Kjeldahl-Verfahren entsprechend
dem RRIM-Verfahren analysiert.
Der Gel-Gehalt wurde durch Schneiden von 0,5 g der Proben in kleine
Stücke, Zugabe der Stücke zu 100 ml Tetrahydrofuran, gesättigt mit Stickstoff, Stehenlassen
im Dunkeln bei 30°C für 14 Tage, anschließendes Zentrifugieren bei 12 000 Upm
für 15 min, Trocknen des somit getrennten Gels und Waschen des gleichen bestimmt.
Die Grünfestigkeit, Stickstoffgehalt und Gelgehalt einer jeden Probe
sind in der folgenden Tabelle angegeben.
Tabelle 13
Weiterhin sind die Ergebnisse der Gelpermeationschromatographie der
Proben von Beispiel 14 und 16 in 3 und die der Probe
von Beispiel 18 in 4 gezeigt.
Das Molekulargewicht des niedermolekularen Bereiches ist etwa 150
000, während das des hochmolekularen Bereiches bei etwa 2 500 000 liegt. Die Probe
von Beispiel 16, zu der kein Ammoniak gegeben ist, zeigt einen klaren Peak in dem
niedermolekularen Bereich.
Wie oben beschrieben, ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren das
effiziente und leichte Eliminieren von Proteinen, die in natürlichem Gummi enthalten
sind, und somit die Grünstärke zu erniedrigen oder zu erhöhen.
Weiterhin können die Verfahren gemäß dieser Erfindung leicht durchgeführt
werden und ergeben eine hohe Produktivität.
Weiterhin wurden von dem deproteinisierten natürlichen Gummi Proteine,
die in dem natürlichen Gummilatex enthalten sind, auf einen Stickstoffgehalt von
weniger als 0,02 eliminiert, oder die Proteine, die in dem Rohgummi enthalten sind,
erhalten von dem natürlichen Gummilatex, auf einen solchen Gehalt eliminiert, daß
keine Absorption in dem Infrarotabsorptionsspektrum bei 3280 cm–1,
die für Polypeptide charakteristisch ist, erhalten wird, wenn in der Form eines
Rohgummifilmes gemessen wird. Im Vergleich zu konventionellem natürlichem Gummi
hat der deproteinisierte natürliche Gummi weiterhin ein verbessertes Wasserabsorptionsvermögen,
eine hohe elektrische Isolationseigenschaft, ausgezeichnete Bearbeitungseigenschaften,
gute mechanische Eigenschaften und leidet an einem geringen Energieverlust und keiner
Variation von Charge zu Charge, die für natürliche Materialien
charakteristisch ist, wodurch dieses ein Material ist, das ausgezeichnet im Hinblick
auf die Genauigkeit und Qualitäten ist. Da die Proteine im wesentlichen vollständig
eliminiert sind, erfolgt niemals eine Härtung während der Lagerung. Weiterhin hat
er ein farbloses und transparentes Aussehen, das den synthetischen Gummis ähnlich
ist.
Wie die oben erwähnten Beispiele zeigen, kann weiterhin unter Verwendung
des natürlichen Gummis, der gemäß dieser Erfindung behandelt ist, der im Hinblick
auf die Bearbeitungseigenschaften ausgezeichnet ist, ein Gummi mit einer niedrigen
Mooney-Viskosität und guten Bearbeitungseigenschaften ohne Bewirkung der Mastikation
erhalten werden.
Zusätzlich würde natürlicher Gummi während der Lagerungsperiode härten
(d. h. Lagerungshärtung), was die Mastikation zum Plastifizieren bei der Verwendung
notwendig macht. Es wurde jedoch herausgefunden, daß ein natürlicher Gummi, aus
dem Proteine nahezu vollständig eliminiert sind, diese Phänomen niemals eingeht.
Demgemäß hat der deproteinisierte natürliche Gummi, erhältlich gemäß
dieser Erfindung, eine geringe Mooney-Viskosität und ausgezeichnete Bearbeitungseigenschaften.
Unter Verwendung dieses deproteinisierten natürlichen Gummis kann daher eine Gummizusammensetzung
mit einer niedrigen Mooney-Viskosität, einer hohen Stärke und einer verbesserten
Reißresistenz erhalten werden. Insbesondere hat der deproteinisierte natürliche
Gummi eine niedrigere Mooney-Viskosität als ein zerkleinerter Gummi, zu dem zuvor
ein Lockerungsmittel zugegeben worden ist. Somit erfordert der deproteinisierte
natürliche Gummi dieser Erfindung keine Mastikation, was im Hinblick auf die Bearbeitung
sehr vorteilhaft ist. Als ein Ergebnis kann die Extrusionsdrehkraft vermindertem
und die Extrusionsgeschwindigkeit erhöht werden, was verschiedene Vorteile mit sich
bringt, nämlich daß die Produktivität erhöht, das Brennen des Gummis inhibiert und
das Streuen von Staub beim Knetschritt unterdrückt werden.
Anspruch[de]
Verfahren zum Erhöhen der Grünfestigkeit eines natürlichen Kautschuks,
welches Verfahren umfaßt:
die Zugabe von mindestens 0,2 Gew.-% Ammoniak zu einem Feldlatex,
das Altern des Latex,
das Behandeln des Latex mit einer Protease in einer Menge von 0,0001 bis 20 Gew.-%,
bezogen auf den Kautschuklatex, einem anionischen Tensid und einem nichtionischen
Tensid, und
das Abtrennen der Kautschukpartikel.
Verfahren zum Erhöhen der Grünfestigkeit eines natürlichen Kautschuks,
welches Verfahren umfaßt:
die Zugabe von mindestens 0,2 Gew.-% Ammoniak zu einem Feldlatex,
das Altern des Latex,
das Behandeln des Latex mit einer Protease in einer Menge von 0,0001 bis 20 Gew.-%,
bezogen auf den Kautschuklatex, und einem anionischen Tensid, das aus einer Gruppe
ausgewählt wird, die aus einem Sulfonsäure-Tensid, Sulfat-Tensid und Phosphat-Tensid
besteht, und
das Abtrennen der Kautschukpartikel.
Verfahren zum Verringern der Grünfestigkeit eines natürlichen Kautschuks,
welches Verfahren umfaßt:
das Behandeln eines Feldlatex mit einer Protease in einer Menge von 0,0001 bis 20
Gew.-%, bezogen auf den Kautschuklatex, einem anionischen Tensid und einem nichtionischen
Tensid, und
das Abtrennen der Kautschukpartikel.
Verfahren zum Verringern der Grünfestigkeit eines natürlichen Kautschuks,
welches Verfahren umfaßt:
das Behandeln eines Feldlatex mit einer Protease in einer Menge von 0,0001 bis 20
Gew.-%, bezogen auf den Kautschuklatex, und einem anionischen Tensid, das aus einer
Gruppe ausgewählt wird, die aus einem Sulfonsäure-Tensid, Sulfat-Tensid und Phosphat-Tensid
besteht, und
das Abtrennen der Kautschukpartikel.