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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein neues Verfahren zum Entfernen
von überschüssiger Farbe
von neu bedrucktem oder gefärbtem
Stoff oder Garn sowie ein System und eine Zusammensetzung zur Verwendung
im Verfahren.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Das
Bedrucken und Färben
von Textilien wird durch Aufbringen von Farbstoffen auf das Textil
durch ein geeignetes Verfahren zum Binden des Farbstoffs an den
Fasern in den Textilien durchgeführt. Überschüssiger löslicher
Farbstoff, der nicht an die Fasern gebunden ist, muss nach dem Färben entfernt
werden, um die Echtheit der gefärbten
Textilien zu gewährleisten
und einen unerwünschten
Farbübergang
während
des Waschens der Textilien durch den Verbraucher zu verhindern.
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Im
Allgemeinen ist eine große
Wassermenge zur vollständigen
Entfernung von überschüssigem Farbstoff
erforderlich. In einem herkömmlichen
Verfahren wird das bedruckte oder gefärbte Textil zuerst mit kaltem Wasser
gespült,
dann bei hoher Temperatur unter Zugabe eines geeigneten Additivs
zum Vermindern von Rückfärbung wie
Poly(vinylpyrrolidon) (PVP) gewaschen. Das Verfahren wird wiederholt,
bis eine zufrieden stellende Menge an Farbstoff (und Verdickungsmitteln)
entfernt wurde. PVP kann zugesetzt werden, um das Rückfärben während des
Spülens
zu reduzieren, jedoch bleicht diese Verbindung den Farbstoff nicht
und ist relative teuer. Weiterhin neigt die Abfalllauge von einem
herkömmlichen
Verfahren zur starken Färbung
und kann ein Entsorgungsproblem darstellen, das durch die Verwendung
von PVP nicht reduziert wird.
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WO
92/18687 offenbart ein Verfahren zum Bleichen von überschüssigem Farbstoff
von bedrucktem oder gefärbtem
Gewebe durch Behandeln mit einer Lauge, die ein Peroxidaseaktivität oder Oxidaseaktivität zeigendes
Enzym, je nach An wendung eine O2- oder H2O2-Quelle und gegebenenfalls
ein zusätzliches
oxidierbares Substrat wie ein Metallion, ein Halogenidion oder eine
organische Verbindung wie Phenol enthält.
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Jedoch
können
die Konzentrationen von solchen zusätzlichen Substraten, die für das enzymatische Bleichen
des überschüssigen Farbstoffs
in der Spüllauge
erforderlich sind, ein Risiko des Bleichens der gefärbten Textilien
selbst darstellt.
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Demzufolge
ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum
Entfernen oder Bleichen von überschüssigem Farbstoff
oder Bleichen des gefärbten
Textils bereitzustellen. Dies wird durch ein in Anspruch 1 offenbartes
Verfahren erzielt.
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In
der vorliegenden Erfindung bedeutet der Begriff „Vermittler" eine zusätzliche
oxidierbare Substanz, die die Bleichleistung verbessert.
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Durch
eine geeignete Kombination von Vermittler und Enzym ist es möglich, ein
Bleichen des gefärbten
Textils während
des Bleichens des Farbstoffs in Lösung zu vermeiden, wodurch
die Menge an ungebleichtem Farbstoff, der auf den Fasern abgelagert
ist, reduziert und folglich die Nassechtheit des gefärbten oder bedruckten
Textils erhöht
wird.
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Durch
dieses Verfahren ist es weiterhin möglich, die Anzahl an Spülschritten
und die Temperatur des Spülwassers
in den Spülschritten
verglichen mit den herkömmlichen
Verfahren zu reduzieren, wodurch Energie und Kosten gespart werden.
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Eine
andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist ein in Anspruch 16
offenbartes System.
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Die
Bestandteile des Systems können
abhängig
von den ausgewählten
spezifischen Enzymen und Vermittlern als Lösung, Aufschlämmung oder
Granulate kombiniert werden.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung der
vorstehend spezifizierten Bestandteile zur Herstellung eines Multikomponentensystems
zur Entfernung von überschüssigem Farbstoff
oder Druck von neu hergestelltem Stoff oder Garn.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Stoff oder
Garn
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Das
Verfahren der Erfindung ist auf alle Typen von Textilmaterialien,
sowohl aus natürlichen
Fasern als auch aus synthetischen Fasern sowie Gemischen davon anwendbar.
Typische Beispiele sind Cellulosefasern (Baumwolle und Flachs),
modifizierte Cellulosefasern (z.B. Acetat und Triacetat), Proteinfasern
(z.B. Wolle und Seide), Polyamidfasern (z.B. Nylon 6 und 6,6), Polyesterfasern
(z.B. Poly(ethylenterephthalat)) und Acrylfasern.
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Das
Verfahren der Erfindung kann auf gefärbtes Garn, Maschenware, Web-
oder Vliesstoff, oder auf aus gefärbtem oder bedrucktem Stoff
hergestellte Kleidung, insbesondere aus verschiedenen gefärbten Materialien
hergestellte Kleidung angewandt werden.
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Druckverfahren
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Das
Verfahren der Erfindung ist für
das Bleichen von überschüssigem Farbstoff
nach einer beliebigen Textildruckart geeignet. Beispiele für allgemein
verwendete Techniken sind das Bedrucken auf einer Drehfilm-, Rouleaux-,
Flashfilm- oder einer Transferfilmvorrichtung. Nach dem Bedrucken
wird der Farbstoff z.B. durch Bedampfen oder Behandlung mit heißer Luft
auf dem Textil fixiert.
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Färbeverfahren
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Das
Verfahren der Erfindung ist für
das Bleichen von überschüssigem Farbstoff
nach jeder beliebigen Färbeart
geeignet. Das Färben
von Textilien wird z.B. durch Leiten des Stoffes durch eine konzentrierte
Farbstofflösung,
gefolgt von Aufbewahrung des nassen Stoffes in einem dampfdichten
Gehäuse,
um vor dem Ausspülen
Zeit für
die Diffusion und die Reaktion des Farbstoffs mit dem Stoffsubstrat
von nicht umgesetztem Farbstoff zu gewährleisten. In einer anderen
Ausführungsform
kann der Farbstoff vor dem Spülen
durch anschließendes
Bedampfen des Textils fixiert werden.
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Das
Verfahren gilt für
jede beliebige Farbstoffart wie reaktive Farbstoffe.
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Enzyme
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Enzyme,
die Peroxidaseaktivität
oder Laccaseaktivität
zeigen, sind diejenigen, die unter Verwendung von Wasserstoffperoxid
beziehungsweise molekularem Sauerstoff eine Vielzahl an Verbindungen
wie Phenole und aromatische Amine oxidieren können.
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Erfindungsgemäß beträgt die Enzymkonzentration
0,005 bis 5 mg Enzymprotein pro Liter Spüllauge, vorzugsweise 0,02 bis
2 mg Enzymprotein pro Liter Spüllauge,
stärker
bevorzugt 0,05 bis 1 mg Enzymprotein pro Liter Spüllauge.
Gemäß dem Laugenverhältnis kann
dies auf Enzymdosierungen pro Kilogramm Stoff, z.B. mit einem Laugenverhältnis von
10:1 übertragen
werden, wobei die besonders bevorzugte Enzymdosierung 0,5 bis 10
mg Enzyme pro Kilogramm Textilstoff beträgt.
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Peroxidaseaktivität zeigende
Enzyme
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Ein
Peroxidaseaktivität
zeigendes Enzym kann eine beliebige Peroxidase, die von der Enzymklassifizierung
(EC 1.11.1.7) umfasst ist oder eine Halogenperoxidase wie eine Chloridperoxidase
(EC 1.11.1.10) oder ein beliebiges Fragment oder synthetisches oder
halbsynthetisches Derivat davon, das enzymatische Aktivität zeigt
(z.B. Porphyrinringsysteme oder Mikroperoxidasen sein, vergleiche
z.B.
US 4,077,768 ,
EP 537 381 , WO 91/05858 und
WO 92/16634). Solche Enzyme sind von mikrobiellen, pflanzlichen
und tierischen Ursprüngen bekannt.
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Vorzugsweise
ist die im Verfahren der Erfindung eingesetzte Peroxidase durch
Pflanzen (z.B. Meerrettich- oder Sojabohnenperoxidase), insbesondere
Sojabohnenperoxidase, oder durch Mikroorganismen wie Pilze (einschließlich Fadenpilze
und Hefen) oder Bakterien herstellbar.
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Einige
bevorzugte Pilze schließen
Stämme
ein, die zu der Unterteilung Deuteromycotina, Klasse Hyphomycetes,
z.B., Fusarium, Humicola, Tricoderma, Myrothecium, Verticillum,
Arthromyces, Caldariomyces, Ulocladium, Embellisia, Cladosporium
oder Dreschlera, insbesondere Fusarium oxysporum (DSM 2672), Humicola
insolens, Trichoderma resii, Myrothecium verrucana (IFO 6113), Verticillum
alboatrum, Verticillum dahlie, Arthromyces ramosus (PERM P-7754),
Caldariomyces fumago, Ulocladium chartarum, Embellisia alii oder Dreschlera
halodes gehören.
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Andere
bevorzugte Pilze schließen
Stämme
ein, die zu der Untergattung Basidiomycotina, Klasse Basidiomycetes,
z.B. Coprinus, Phanerochaete, Coriolus oder Trametes, insbesondere
Coprinus cinereus f. microsporus (IFO 8371), Coprinus macrorhizus,
Phanerochaete chrysosporium (z.B. NA-12) oder Trametes (einige Klassen,
die früher
als Polyporus bezeichnet wurden, wurden in Trametes umbenannt),
z.B. T. versicolor (z.B. PR4 28-A) gehören.
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Weitere
bevorzugte Pilze schließen
Stämme
ein, die zu der Unterklasse Zygomycotina, Klasse Mycoraceae, z.B.
Rhizopus oder Mucor, insbesondere Mucor hiemalis gehören.
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Einige
bevorzugte Bakterienstämme
schließen
Stämme
der Ordnung Actinomycetales, z.B. Streptomyces spheroides (ATTC
23965), Streptomyces thermoviolaceus (IFO 12382) oder Streptoverticillum
verticillium ssp. Verticillium ein.
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Andere
bevorzugte Bakterien schließen
Bacillus pumilus (ATCC 12905), Bacillus stearothermophilus, Rhodobacter
sphaeroides, Rhodomonas palustri, Streptococcus lactis, Pseudomonas
purrocinia (ATCC 15958) oder Pseudomonas fluorescens (NRRL B-11)
ein.
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Weitere
bevorzugte Bakterien schließen
Stämme
ein, die zu Myxococcus, z.B. M. virescens gehören.
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Die
Peroxidase kann weiterhin eine sein, die durch ein Verfahren herstellbar
ist, das das Züchten
einer Wirtszelle, die mit einem rekombinanten DNA-Vektor transformiert
ist, der eine die Peroxidase kodierende DNA-Sequenz sowie DNA-Sequenzen, die Funktionen
kodieren, die die Expression der die Peroxidase kodierenden DNA-Sequenz
gewährt,
trägt,
in einem Kulturmedium unter die Expression der Peroxidase gewährenden
Bedingungen und Gewinnen der Peroxidase aus der Kultur umfasst.
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Insbesondere
ist eine rekombinant hergestellte Peroxidase eine Peroxidase, die
von einem Coprinus sp., insbesondere C. macrorhizus oder C. cinereus
gemäß WO 92/16634
oder einer Variante davon abgeleitet ist.
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Im
Kontext dieser Erfindung umfassen als Peroxidase wirkende Verbindungen
Peroxidase-aktive Fragmente, die von Cytochromen, Hämoglobin
oder Peroxidaseenzymen abgeleitet sind und synthetische oder halbsynthetische
Derivate davon, z.B. Eisenkomplexe oder Porphyrin oder Phthalocyanin
und Derivate davon.
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Laccase und laccaseverwandte
Enzyme
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Im
Kontext dieser Erfindung bedeutet der Begriff „Laccaseaktivität zeigende
Enzyme" Laccasen
und laccaseverwandte Enzyme, eine beliebige Laccase, die von der
Enzymklassifizierung (EC 1.10.3.2) umfasst ist, eine beliebige Catecholoxidase,
die von der Enzymklassifizierung (EC 1.10.3.1) umfasst ist, eine
beliebige Bilirubinoxidase, die von der Enzymklassifizierung (EC
1.3.3.5) umfasst, ist oder eine beliebige Monophenolmonooxygenase
von der Enzymklassifizierung (EC 1.14.99.1) umfasst ist.
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Die
Laccasen sind vom mikrobiellen und pflanzlichen Ursprung bekannt.
Die mikrobielle Laccase kann von Bakterien oder Pilzen (einschließlich Fadenpilzen
und Hefen) abgeleitet sein, und geeignete Beispiele schließen eine
Laccase, ableitbar von einem Stamm von Aspergillus, Neurospora,
z.B. N. crassa, Podospora, Botrytis, Collybia, Fomes, Lentinus,
Pleurotus, Trametes, z.B. T. villosa und T. versicolor, Rhizoctonia,
z.B. R. solani, Coprinus, z.B. C. plicatilis und C. cinereus, Psatyrella,
Myceliophthora, z.B. M. thermophila, Schytalidium, Polyporus, z.B.
P. pinsitus, Phlebia, z.B. P. radiata (WO 92/01046), oder Coriolus,
z.B. C. hirsutus (JP 2-238885), insbesondere eine Laccase, erhältlich von
einem Fomes, Trametes, Rhizoctonia, Coprinus, Myceliophthora, Schytalidium
oder Polyporus, ein.
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Die
Laccase oder das laccaseverwandte Enzym kann weiterhin eines sein,
dass durch ein Verfahren herstellbar ist, das das Züchten einer
Wirtszelle, die mit einem rekombinanten DNA-Vektor transformiert
ist, der eine Laccase kodierende DNA-Sequenz sowie DNA-Sequenzen,
die Funktionen, die die Expression der die Laccase codierenden DNA-Sequenz
gewähren,
trägt,
in einem Kulturmedium unter die Expression der Laccase gewährenden
Bedingungen und das Gewinnen der Laccase aus der Kultur umfasst.
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Oxidationsmittel
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Erfordert
das oxidierende Enzym eine Wasserstoffperoxidquelle, kann die Quelle
Wasserstoffperoxid oder eine Wasserstoffperoxidvorstufe für die Herstellung
in situ von Wasserstoffperoxid, z.B. ein Percarbonat oder ein Perborat,
ein Persulfat wie ein Trioxo(peroxo)sulfat oder ein μ-Peroxobis(trioxosulfat),
eine Wasserstoffperoxid-Harnstoff-Additionsverbindung, eine Peroxicarbonsäure oder
ein Salz davon oder ein Wasserstoffperoxid bildendes Enzymsystem,
z.B. eine Oxidase und ein Substrat für die Oxidase, z.B. eine Aminosäureoxidase
und eine geeignete Aminosäure
sein.
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Wasserstoffperoxid
kann zu Beginn oder während
des Verfahrens, z.B. in einer Konzentration, entsprechend 0,01–50 mM H2O2, vorzugsweise
0,1 bis 5 mM, zugesetzt werden.
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Erfordert
das oxidierende Enzym molekularen Sauerstoff, liegt üblicherweise
molekularer Sauerstoff aus der Atmosphäre in ausreichender Menge vor.
Andernfalls kann reiner O2 der Spüllauge zugeführt oder
ein O2-bildendes enzymatisches System, z.B.
ein System auf der Basis von Wasserstoffperoxid und einer Katalase
zugesetzt werden.
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Vermittler
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Erfindungsgemäß wird mindestens
ein Vermittler der Spüllauge
zugesetzt. Der Vermittler ist eine Verbindung der allgemeinen Formel
I:
wobei R
1,
R
2, R
3, R
4 einzeln ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend
aus Wasserstoff Halogen, Hydroxy, Formyl, Carboxy und Salzen und
Estern davon, Amino, Nitro, C
1-C
12-Alkyl, C
1-C
6-Alkoxy, Carbonyl(C
1-C
12-alkyl), Aryl, insbesondere Phenyl, Sulfo,
Aminosulfonyl, Carbamoyl, Phosphon, Phosphonoxy und Salzen und Estern
davon, wobei R
1, R
2,
R
3, R
4 mit R
5 substituiert sein können, wobei R
5 Wasserstoff,
Halogen, Hydroxy, Formyl, Carboxy und Salze und Ester davon, Amino,
Nitro, C
1-C
12-Alkyl,
C
1-C
6-Alkoxy, Carbonyl(C
1-C
12-alkyl), Aryl,
insbesondere Phenyl, Sulfo, Aminosulfonyl, Carbamoyl, Phosphon,
Phosphonoxy und Salze und Ester davon darstellt,
[X] eine Gruppe
aus (-N=N-), (-N=CR
6-)
m,
(-CR
6=N-)
m, (-CR
7=CR
8-)
m darstellt,
und
m 1 oder 2 ist.
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In
einer stärker
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist der Vermittler eine Verbindung der allgemeinen
Formel II
wobei R
1,
R
2, R
3, R
4 einzeln ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend
aus Wasserstoff, Halogen, Hydroxy, Formyl, Carboxy und Salzen und
Estern davon, Amino, Nitro, C
1-C
12-Alkyl, C
1-C
6-Alkoxy, Carbonyl(C
1-C
12-alkyl), Aryl, insbesondere Phenyl, Sulfo,
Aminosulfonyl, Carbamoyl, Phosphon, Phosphonoxy und Salzen und Estern
davon, wobei R
1, R
2,
R
3, R
4 mit R
5 substituiert sein können, wobei R
5 Wasserstoff,
Halogen, Hydroxy, Formyl, Carboxy und Salze und Ester davon, Amino,
Nitro, C
1-C
12-Alkyl,
C
1-C
6-Alkoxy, Carbonyl(C
1-C
12-alkyl), Aryl,
insbe sondere Phenyl, Sulfo, Aminosulfonyl, Carbamoyl, Phosphon,
Phosphonoxy und Salze und Ester davon darstellt.
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Der
Vermittler kann auch ein Salz oder ein Ester der Formel I oder II
sein.
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Bevorzugte
Vermittler sind ausgewählt
aus der Gruppe, bestehend aus 1-Hydroxybenzotriazol,
1-Hydroxybenzotriazolhydrat, 1-Hydroxybenzotriazolnatriumsalz, 1-Hydroxybenzotriazolkaliumsalz,
1-Hydroxybenzotriazollithiumsalz, 1-Hydroxybenzotriazolammoniumsalz
1-Hydroxybenzotriazolcalciumsalz; 1-Hydroxybenzotriazolmagnesiumsalz
und 1-Hydroxybenzotriazol-6-sulfonsäure.
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Ein
besonders bevorzugter Vermittler ist 1-Hydroxybenzotriazol.
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All
die vorstehenden Spezifikationen von N-Hydroxyverbindungen sind
so zu verstehen, dass sie tautomere Formen wie N-Oxide einschließen, wo
immer es relevant ist.
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Gewöhnlich beträgt die Vermittlerkonzentration
in der Spüllauge
1 μM bis
1 mM, stärker
bevorzugt 10 μM
bis 0,5 mM.
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Additive
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Die
Spüllauge
kann ferner Additive wie oberflächenaktive
Mittel und/oder Wasserenthärter
umfassen.
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Mehrkomponentensystem
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Zur
Durchführung
des vorstehend beschriebenen Verfahrens wird in mindestens einem
der Spülschritte
ein Mehrkomponentensystem der Spüllauge
zugesetzt.
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Die
Bestandteile des Mehrkomponentensystems können einzeln in einer von mehreren
Produktformen wie als Aufschlämmung,
Lösung
oder Granulat vorliegen.
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In
einer Ausführungsform
der Erfindung werden zwei Bestandteile in der dargestellten Form
wie als Cogranulat, Lösung
oder Aufschlämmung,
umfassend Enzym und Vermittler, gemischt.
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Im
Falle von Cogranulaten kann das Cogranulat mindestens ein Enzym
und mindestens einen Vermittler umfassen. Ein anderes Beispiel für ein Cogranulat
ist ein Granulat, das zwei verschiedene Enzyme und gegebenenfalls
mindestens einen Vermittler umfasst.
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In
einer weiteren Ausführungsform
ist das System ein Gemisch aus Granulaten, wobei der (die) Bestandteile)
in einem Granulat ein Enzyme) ist (sind) und der (die) Bestandteile)
in einem anderen Granulat (ein) Vermittler ist (sind).
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Erfindungsgemäß wird ein
in Anspruch 16 offenbartes bevorzugtes Mehrkomponentensystem verwendet.
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Die
Peroxidaseaktivität
oder Laccaseaktivität
zeigenden Enzyme sind vorzugsweise wie vorstehen beschrieben.
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Das
System kann ein Oxidationsmittel umfassen, jedoch in Fällen, in
welchen das Enzym ein Laccaseaktivität zeigendes Enzym ist, ist
gewöhnlich
molekularer Sauerstoff aus der Atmosphäre ausreichend, und das verwendete
System umfasst kein Oxidationsmittel. Erfordern jedoch die Enzyme
die Zugabe eines Oxidationsmittels, sind diese wie vorstehend beschrieben.
In allen Fällen,
in welchen eine H2O2-Quelle
das Oxidationsmittel ist, dürfen
das Enzym und das Oxidationsmittel vor der Verwendung nicht gemischt
werden.
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Der
Vermittler ist eine Verbindung der wie vorstehend beschriebenen
allgemeinen Formel I.
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Ein
besonders bevorzugter Vermittler ist 1-Hydroxybenzotriazol.
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All
die vorstehenden Spezifizierungen von N-Hydroxyverbindungen sind
so zu verstehen, dass sie tautomere Formen wie N-Oxide einschließen, wo
immer es relevant ist.
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Ein
weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die wie in Anspruch
31 offenbarte Verwendung von Bestandteilen zur Herstellung eines
Mehrkomponentensystems zur Entfernung von überschüssigem Farbstoff oder Druck
von neu hergestelltem Stoff oder Garn.
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Verfahrensbedingungen
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Die
erfindungsgemäße Entfernung
von überschüssigem Farbstoff
kann das Spülen
mit einer Spüllauge
in 2 bis 6 Spülschritten,
starker bevorzugt in 2 bis 5 Spülschritten,
sogar noch starker bevorzugt in 2 bis 4 Spülschritten, insbesondere in
3 bis 4 Spülschritten
umfassen. Die Menge der Spülschritte
hängt von
der Vermittlerkonzentration und von der Peroxidasekonzentration
ab.
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Das
erfindungsgemäß definierte
Mehrkomponentensystem kann in jeden beliebigen der durchgeführten Spülschritte
verwendet werden, jedoch wird es vorzugsweise in einem der letzten
Spülschritte,
insbesondere im dritten oder vierten Spülschritt zugesetzt.
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Das
Verfahren kann im Chargenmodus oder im kontinuierlichen Modus betrieben
werden. Das Verfahren kann auf einer Winde, einem Trog, einem Düsenfärber, einer
Frontladewaschmaschine einer J- oder einer U-Box, einem Bedampfer
oder einer beliebigen anderen Apparatur, die für ein Spülverfahren geeignet ist, angewandt
werden.
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Die
Verfahrensbedingungen müssen
gemäß den Eigenschaften
des fraglichen Enzyms ausgewählt werden.
Die Temperatur beim ein wie vorstehend definiertes Mehrkomponentensystem
umfassenden Spülschritt
liegt vorzugsweise im Bereich von 40°C bis 80°C, hier von 50°C bis 70°C, und der
pH-Wert liegt typischerweise im Bereich von 5,5 bis 9,5 wie 6,5–9.
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Echtheit
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Die
Echtheit (Nass, ???, Licht usw.) kann durch verschiedene wie auf
dem Fachgebiet bekannte Verfahren gemessen werden. Die Nassechtheit
kann wie nachstehend beschrieben gemessen werden. Die Farbechtheit
gegenüber
???, die zum Bestimmen der Menge an Farbe, die von der Oberfläche von
gefärbten
Materialien auf andere Oberflächen
durch Reiben übertragen
wird, bestimmt ist, kann gemäß dem AATCC-Testverfahren
8-1996 gemessen werden. Die Farbechtheit gegenüber Licht, in welcher Materialproben,
die zu testen und durch Vergleichsstandards) in Einklang zu bringen
sind, gleichzeitig einer Lichtquelle unter spezifizierten Bedingungen
ausgesetzt werden, können
gemäß dem AATCC-Testverfahren 16-1993
gemessen werden.
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Nassechtheit
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Das
wie vorstehend definierte Mehrkomponentensystem wird der Spüllauge zugesetzt,
um die Wiederablagerung von angelöstem überschüssigem Farbstoff durch dessen
Bleichen in Lösung
zu verhindern.
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Die
Nassechtheit oder Wasserechtheit gibt den Grad wieder, mit welchem
dies erfolgreich erzielt wurde.
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In
der vorliegenden Erfindung wird die Nassechtheit durch das Standardverfahren
(DIN 54 006) gemessen. Kurz gesagt, umfasst das Verfahren, das Eintauchen
eines gefärbten
Stoffs und Verpressen mit Proben von weißem Stoff. Nach separatem Trocknen
der Stoffe werden die Proben auf Fleckenbildung bewertet. Der Grad
der Nassechtheit ist auf einer Skala angegeben, wobei gilt: je höher die
Zahl, desto besser die Nassechtheit. 1 bedeutet eine sehr geringe
Nassechtheit, wohingegen 5 eine sehr hohe Nassechtheit bedeutet.
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Farbmessung (Beispiel
5)
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Ein
Gretag-Mecbath Colour Eye 3100 wurde gemäß den Anleitungen des Herstellers
verwendet, um die Chromatizität
unter Verwendung der Änderung
der Farbraumkoordinaten L*a*b* (CIELAB-System) zu bewerten, wobei
wie gewöhnlich:
L*
die Änderung
von Schwarz/Weiß auf
einer Skala von 0 bis 100 angibt und eine Verminderung in L* eine Zunahme
von schwarzer Farbe (Verminderung von weißer Farbe) bedeutet und eine
Erhöhung
in L* eine Zunahme von weißer
Farbe (Verminderung von schwarzer Farbe) bedeutet.
a* die Änderung
von Rot/Grün
angibt und eine Verminderung in a* eine Zunahme von grüner Farbe
(Verminderung von roter Farbe) bedeutet und eine Zunahme von A*
eine Zunahme von roter Farbe (Verminderung von grüner Farbe)
bedeutet.
b* die Änderung
von Blau/Gelb angibt und eine Verminderung von b* eine Zunahme von
blauer Farbe (Verminderung von gelber Farbe) bedeutet und eine Zunahme
von b* eine Zunahme von gelber Farbe (Verminderung von blauer Farbe)
bedeutet (siehe auch WO 96/12846 NOVO).
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Das
Gretag-Macbeth Colour Eye 3100 wurde im L*a*b*-Farbraum betrieben.
Die Lichtquelle war D65-Standardlicht. Die für die Bewertung verwendete
Software war Optiview Quality Control 1.7c. Der Betrachtungswinkel
betrug 10°.
Das In strument wurde unter Verwendung einer Macbeth-Kalibrierungsplatte (weiß) kalibriert.
Jedes Ergebnis wurde aus 10 Messungen gemittelt. Ohne Enzym und
Vermittler gespülter Stoff
wurde gemessen, und die Koordinaten L*a*b* wurden berechnet und
als Bezug eingegeben. Die Koordinaten der Proben wurden dann für jeden
von L*, a*, b* als der Unterschied (Δ) des Mittels der Messungen
von jeder Probe von jedem Bezugswert berechnet.
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Die
vorliegende Erfindung wird weiter in den folgenden Beispielen veranschaulicht,
die in keinster Weise den Rahmen der Erfindung beschränken sollen.
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Beispiel 1
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Reaktives Färben von
Baumwollstoff, gefolgt von einem enzymatischen Spülprozess.
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Gebleichte
100%ige Baumwollmaschenware wurde in einem Mathis-Düsenfärber (Düsenfärbungsapparatur
im Labormaßstab)
unter den folgenden Bedingungen gefärbt:
Wasser: | enthärtetes Wasser,
10 l/kg Stoff |
Temperatur: | 50°C |
Farbstoff: | 4%
LEVAFIX Scarlet E-2GA (Reactive Red 123) |
Na2SO4: | 50
g/l |
Na2CO3: | 4
g/l |
NaOH
(32%): | 2
ml/l |
LEVEGAL
RL: | 1,0
g/l (Nivellierungsmittel) |
ERKANTOL
NR: | 1,0
g/l (Netzmittel) |
PERSOFTAL
L: | 1,0
g/l (Knitterschutz) |
RESPUMIT
S: | 1,0
g/l (Antischaummittel) |
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LEVAFIX
Scarlett E-2GA ist ein Produkt von DyStar.
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LEVEGAL
RL, ERKANTOL NR, PERSOFTAL L und RESPUMIT S sind Produkte von BAYER.
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Das
Färbeverfahren
begann bei 50°C
durch Zugabe von Farbstoff, Na2SO4, LEVEGAL RL, ERKANTOL NR, PERSOFTAL L und
RESPUMIT S. Na2CO3 wurde
30 Minuten nach Beginn und NaOH 60 Minuten nach Beginn zugesetzt.
Während
des gesamten Verfahrens wurde die Temperatur bei 50°C gehalten.
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60
Minuten nach der Zugabe von NaOH wurde das Färbeverfahren durch Abziehen
der Färbelauge gestoppt,
wonach das Spülverfahren
gestartet wurde.
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Das
Spülverfahren
wurde wie folgt durchgeführt:
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Erster Spülschritt:
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- Zugabe von frischem enthärtetem Wasser, 10 l/kg Stoff.
- Spülen
10 Minuten bei 40°C.
- Abziehen der Spüllauge.
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Zweiter Spülschritt:
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- Zugabe von frischem enthärtetem Wasser, 10 l/kg Stoff.
- Zugabe von 10 ml/l Essigsäure
(6%ige Lösung
in Wasser).
- Spülen
20 Minuten bei 95°C.
- Abziehen der Spüllauge.
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Dritter Spülschritt:
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- Zugabe von frischem enthärtetem Wasser, 10 l/kg Stoff.
- Zugabe von 5,0 ml/l Kaliumphosphatpuffer (1,0 M, pH = 7,0)
- Spülen
40 Minuten bei 60°C.
- Zugabe von 0,8 mg/l Peroxidase SP502, 55 mg/l (0,4 mM) HOBT
und 39 mg/l (0,4 mM) H2O2 (35%ige
Lösung in
Wasser).
- Spülen
10 Minuten bei 60°C.
- Abziehen der Spüllauge.
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P502
war ein Flüssigpräparat von
rekombinanter Peroxidase von Coprinus cinereus, geliefert von Novo
Nordisk A/S (hergestellt wie beschrieben in WO 92/16634). HOBT war
1-Hydroxybenzotriazol von Sigma.
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Der
Stoff wurde ausgewunden und getrocknet. Die Nassechtheit wurde gemäß DIN 54
006 bestimmt. Der Echtheitsgrad wurde als 3 befunden (in der Nähe von Baumwollstoff).
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Beispiel 2 (zum Vergleich)
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Herkömmlicher Spülvorgang mit 3 Schritten
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Das
Färbeverfahren
wurde wie in Beispiel 1 beschrieben durchgeführt. Die Spülschritte wurden wie folgt
durchgeführt.
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Erster Spülschritt:
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- Zugabe von frischem enthärtetem Wasser, 10 l/kg Stoff.
- Spülen
für 10
Minuten bei 40°C.
- Abziehen der Spüllauge.
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Zweiter Spülschritt:
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- Zugabe von frischem enthärtetem Wasser, 10 l/kg Stoff,
- Spülen
für 20
Minuten bei 95°C.
- Abziehen der Spüllauge.
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Dritter Spülschritt:
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- Zugabe von frischem enthärtetem Wasser, 10 l/kg Stoff.
- Spülen
für 10
Minuten bei 80°C.
- Abziehen der Spüllauge.
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Der
Stoff wurde ausgewunden und getrocknet. Die Nassechtheit wurde gemäß DIN 54
006 bestimmt. Der Echtheitsgrad wurde als 2 befunden (in der Nähe von Baumwollstoff).
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Beispiel 3 (zum Vergleich)
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Herkömmlicher Spülvorgang mit 4 Schritten
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Das
Färbeverfahren
wurde wie in Beispiel 1 beschrieben durchgeführt. Die Spülschritte wurden wie folgt
durchgeführt.
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Erster Spülschritt:
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- Zugabe von frischem enthärtetem Wasser, 10 l/kg Stoff.
- Spülen
für 10
Minuten bei 40°C.
- Abziehen der Spüllauge.
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Zweiter Spülschritt:
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- Zugabe von frischem enthärtetem Wasser, 10 l/kg Stoff,
- Spülen
für 10
Minuten bei 70°C.
- Abziehen der Spüllauge.
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Dritter Spülschritt:
-
- Zugabe von frischem enthärtetem Wasser, 10 l/kg Stoff.
- Spülen
für 20
Minuten bei 95°C.
- Abziehen der Spüllauge.
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Vierter Spülschritt:
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- Zugabe von frischem enthärtetem Wasser, 10 l/kg Stoff.
- Spülen
für 10
Minuten bei 40°C.
- Abziehen der Spüllauge.
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Der
Stoff wurde ausgewunden und getrocknet. Die Nassechtheit wurde gemäß DIN 54
006 bestimmt. Der Echtheitsgrad wurde als 2–3 befunden (in der Nähe von Baumwollstoff).
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Beispiel 4 (zum Vergleich)
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Herkömmlicher Spülvorgang mit 6 Schritten
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Das
Färbeverfahren
wurde wie in Beispiel 1 beschrieben durchgeführt. Die Spülschritte wurden wie folgt
durchgeführt.
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Erster Spülschritt:
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- Zugabe von frischem enthärtetem Wasser, 10 l/kg Stoff,
- Spülen
für 10
Minuten bei 40°C.
- Abziehen der Spüllauge.
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Zweiter Spülschritt:
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- Zugabe von frischem enthärtetem Wasser, 10 l/kg Stoff.
- Spülen
für 10
Minuten bei 70°C.
- Abziehen der Spüllauge.
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Dritter Spülschritt:
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- Zugabe von frischem enthärtetem Wasser, 10 l/kg Stoff.
- Spülen
für 10
Minuten bei 70°C.
- Abziehen der Spüllauge.
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Vierter Spülschritt:
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- Zugabe von frischem enthärtetem Wasser, 10 l/kg Stoff.
- Spülen
für 20
Minuten bei 95°C.
- Abziehen der Spüllauge.
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Fünfter Spülschritt:
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- Zugabe von frischem enthärtetem Wasser, 10 l/kg Stoff.
- Spülen
für 10
Minuten bei 70°C.
- Abziehen der Spüllauge.
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Sechster Spülschritt:
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- Zugabe von frischem enthärtetem Wasser, 10 l/kg Stoff.
- Spülen
für 10
Minuten bei 40°C.
- Abziehen der Spüllauge.
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Der
Stoff wurde ausgewunden und getrocknet. Die Nassechtheit wurde gemäß DIN 54
006 bestimmt. Der Echtheitsgrad wurde als 3 befunden (in der Nähe von Baumwollstoff).
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Schlussfolgerung:
Die Nassechtheit 3 (entsprechend dem herkömmlichen Spülvorgang mit 6 Schritten) wurde
ebenso durch das erfindungsgemäße Verfahren
erhalten (siehe Beispiel 1), wodurch eine wesentliche Menge an Spülschritten
vermieden werden kann (Sparen von Wasser und Energie und Verfahrenszeit).
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Beispiel 5
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Reaktives
Färben
von Baumwollstoff, gefolgt von enzymatischen Spülvorgängen unter Verwendung von zwei
verschiedenen Vermittlern.
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Gebleichte,
100%ige Baumwollemaschenware wurde in einem Mathis-Düsenfärber (Labormaßstabdüsenfärbeapparatur)
mit den folgenden Bedingungen gefärbt:
Wasser: | Zugabe
von enthärtetem
Wasser, 10 l/kg Stoff |
Färbemittel: | 1%
Remazol Yellow RR
1% Remazol Red RR
1% Remazol Blue RR |
Na2SO4: | 70
g/l |
Na2CO3: | 5
g/l |
NaOH
(32%ig in Wasser): | 3
ml/l |
LEVEGAL
RL: | 1,0
g/l (Nivellierungsmittel) |
ERKANTOL
NR: | 1,0
g/l (Netzmittel) |
PERSOFTAL
L: | 1,0
g/l (Knitterschutz) |
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Remazol
Yellow RR, Remazol Red RR und Remazol Blue RR sind Produkte von
DyStar.
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LEVEGAL
RL, ERKANTOL NR und PERSOFTAL L sind Produkte von BAYER.
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Das
Färbeverfahren
startete bei 30°C
durch Zugabe von Na2CO3,
NaOH (1 ml/l), Na2SO4,
LEVEGAL RL, ERKANTOL NR, PERSOFTAL L. Die Farbstoffe wurden 15 Minuten
nach Beginn zugesetzt. 30 Minuten nach Beginn wurde die Temperatur
auf 50°C
innerhalb von 20 Minuten erhöht.
30 Minuten nach Erreichen von 50°C
wurde die übrige
NaOH (2 ml/l) zugesetzt. 45 Minuten nach der Zugabe von (2 ml/l)
wurde das Färbeverfahren
durch Abziehen der Färbelauge
beendet, wonach der Spülvorgang
gestartet wurde.
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Das
folgende Spülverfahren
wurde jeweils (1-Hydroxybenzotriazol (erfindungsgemäß) und Methylsyringat
(Vergleich)) durchgeführt:
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Erster Spülschritt:
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- Zugabe von frischem enthärtetem Wasser, 10 l/kg Stoff.
- Spülen
für 10
Minuten bei 40°C.
- Abziehen der Spüllauge.
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Zweiter Spülschritt:
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- Zugabe von frischem enthärtetem Wasser, 10 l/kg Stoff.
- Zugabe von 10 ml/l Essigsäure
(6%ige Lösung
in Wasser)
- Spülen
für 20
Minuten bei 95°C.
- Abziehen der Spüllauge.
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Dritter Spülschritt:
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- Zugabe von frischem enthärtetem Wasser, 10 l/kg Stoff.
- Zugabe von 5,0 ml/l Kaliumphosphatpuffer (1,0 M, pH = 7,0)
- Spülen
für 40
Minuten bei 60°C.
- Zugabe von 0,8 mg/l Peroxidase SP502, 0,4 mM Vermittler und
9 mg/l (0,4 mM) H2O2 (35%ige
Lösung
in Wasser)
- Spülen
für 10
Minuten bei 60°C.
- Abziehen der Spüllauge.
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SP502
war ein Flüssigpräparat von
rekombinanter Peroxidase von Coprinus cinereus, geliefert von Novo
Nordisk A/S.
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Der
Stoff wurde ausgewunden und getrocknet. Eine Farbmessung wurde unter
Verwendung eines Farbmessgeräts
(Gretag-Macbeth Col-Eye 3100) wie vorstehend beschrieben durchgeführt.
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Ergebnisse:
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Vermittler: 1-Hydroxybenzotriazol
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- ΔL*
= 0,756
- Δa*
= 0,045
- Δb*
= 0,022
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Vermittler: Methylsyringat
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- ΔL*
= 3,142
- Δa*
= 0,134
- Δb*
= 0,834
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Schlussfolgerung:
Es ist ersichtlich, dass Methylsyringat einen deutlichen und unerwünschten
Einfluss auf die Chromatizität
des Stoffs ausübt.
Der positive Δb*
von 0,834 weist auf eine sehr starke jedoch nicht akzeptable Zunahme
der gelben Farbe hin, wohingegen ein Δb* von 0,022, der für 1-Hydroxybenzotriazol
zu finden ist, vernachlässigbar
und nicht sichtbar ist. Es ist klar, dass auch ΔL* und Δa* deutlich kleiner bei der
erfindungsgemäßen Behandlung
als bei der Vergleichsbehandlung ist.
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Beispiel 6
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Enzymatisches
Bleichen von löslichen
Farbstoffen
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Die
getesteten Farbstoffe waren Reactive Black 5 (Remazol Black B),
Reactive Red 198 (Remazol Red RB), Reactive Blue 220 (Remazol Brilliant
Blue BB), Reactive Blue 21 (Remazol Turquoise Blue G) und Reactive
Orange 107 (Remazol Golden Yellow RNL), alle von Dystar. Alle Farbstoffe
wurden in einem 0,5 mM Natriumphosphatpuffer (pH 7,0) auf eine anfängliche
Absorption von etwa 0,4 bei der Wellenlänge λmax von maximaler Absorption
innerhalb des sichtbaren Bereichs gelöst. Die Lösungen wurden dann in eine
wärmeregulierte
Quarzzelle in einem HP 8453 Diodenarrayspektrophotometer gegeben,
die drei Komponenten des enzymatischen Oxidationssystems wurden
zugesetzt (CiP bis 0,2 mg/l, HOBT bis 100 μM, Wasserstoffperoxid bis 200 μM) und die
Absorption ABS(λmax)
bei λmax über die
Zeit überwacht.
Der Bleichgrad bei 5 Minuten, d.h. die Zunahme an ABS(λmax) über 5 Minuten,
dividiert durch ABS(λmax)
bei t = 0, ist nachstehend dargestellt, gemessen bei drei Temperaturen.
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Bleichgrad bei 5 Min.
(%):
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- Reactive Black 5 (λmax
= 596 nm):
79 (60°C);
82 (70°C);
72 (80°C);
- Reactive Red 198 (λmax
= 517 nm):
97 (60°C);
100 (70°C);
88 (80°C);
- Reactive Blue 220 (λmax
= 608 nm):
100 (60°C);
98 (70°C);
30 (80°C);
- Reactive Blue 21 (λmax
= 663 nm):
100 (60°C);
88 (70°C);
61 (80°C);
- Reactive Orange 107 (λmax
= 408 nm):
00 (60°C);
67 (70°C);
36 (80°C).
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Dieses
Beispiel zeigt, dass einer der erfindungsgemäßen bevorzugten Vermittler,
HOBT (1-Hydroxybenzotriazole), kombiniert mit Peroxidase von Coprinus
cinereus (CiP) und Wasserstoffperoxid hohe Bleichgrade von löslichen
Farbstoffen in kurzer Zeit innerhalb eines breiten Bereichs an reaktiven
Farbstoffen bereitstellt.