CZ304860B6

CZ304860B6 - Způsob zvýšení plstivosti živočišných vláken, zejména vlny nebo srsti

Info

Publication number: CZ304860B6
Application number: CZ2013-415A
Authority: CZ
Inventors: Jakub Wiener; Jana Šašková; Irena Šlamborová
Original assignee: Technická univerzita v Liberci
Priority date: 2013-06-03
Filing date: 2013-06-03
Publication date: 2014-12-10
Also published as: CZ2013415A3

Abstract

Je popsán způsob zvýšení plstivosti živočišných vláken, zejména vlny nebo srsti pro textilní použití, při kterém se naruší povrchová vrstva živočišných vláken, čímž se zvýší členitost jejich povrchu. Povrchová vrstva živočišných vláken se přitom naruší působením alespoň jednoho enzymu ze skupiny proteáz. Enzym nebo směs enzymů se aplikuje v množství 1 až 60 mg na 100 g živočišných vláken.

Description

Způsob zvýšení plstivosti živočišných vláken, zejména vlny nebo srsti

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu zvýšení plstivosti živočišných vláken, zejména vlny nebo srsti pro textilní použití, při kterém se naruší povrchová vrstva živočišných vláken, čímž se zvýší členitost jejich povrchu.

Dosavadní stav techniky

Živočišná vlákna, jako například vlna nebo srst, mají díky svému šupinovitému povrchu schopnost se do sebe za vhodných podmínek (teplota, vlhkost, atd.) a za působení vhodných chemických činidel zaklesnout a vytvořit tak netkanou plošnou textilii - plst. Pro průmyslové využití se tato jejich schopnost - plstivost dále zvyšuje chemickým narušením jejich povrchu a zvýšením jeho členitosti. Za tímto účelem se živočišná vlákna v současné době namáčejí do silně kyselé lázně, obsahující například minerální kyseliny a oxidovadla. Tyto způsoby úpravy jsou však technologicky značně náročné, neboť mají nejen vysokou spotřebu agresivních chemikálií, ale také energie, protože živočišná vlákna je při nich nutno ohřívat až na teplotu blízkou teplotě varu vody. Následné praní takto upravených živočišných vláken pak navíc produkuje velké množství toxické odpadní vody, která vyžaduje speciální zacházení a recyklací. Například v československém patentu 20779 je známo použití roztoku formaldehydu okyseleného kyselinou sírovou, solnou, apod.; z GB 498 105 použití mořicího roztoku obsahujícího kyselinu dusičnou, dusičnan čeřitý a případně i peroxid vodíku, a z GB 323 364 pak použití roztoku kyseliny fluorovodíkové nebo kyseliny hexafluorokřemičité, případně jejich solí.

Cílem vynálezu je odstranit nevýhody stavu techniky a navrhnout způsob zvýšení plstivosti živočišných vláken, zejména vlny a srsti, který by byl ekologicky i ekonomicky výhodnější.

Podstata vynálezu

Cíle vynálezu se dosáhne způsobem zvýšení plstivosti živočišných vláken, zejména vlny nebo srsti pro textilní použití, u kterého se naruší povrchová vrstva živočišných vláken, čímž se zvýší členitost jejich povrchu, jehož podstata spočívá v tom, že povrchová vrstva živočišných vláken se naruší působením alespoň jednoho enzymu ze skupiny proteáz, který enzymatickým působením naruší strukturu proteinů na povrchu vláken. Vzhledem k tomu, že použitelné enzymy jsou živočišného nebo mikrobiálního původu, nepředstavují látky, které by byly agresivní vůči životnímu prostředí a vyžadovaly drahé zacházení a recyklaci. Totéž platí i pro produkty jejich rozkladu. Enzym nebo směs enzymů se přitom aplikuje v množství 1 až 60 mg na 100 g živočišných vláken. Další výhodou tohoto postupu je dále i to, že pro požadovaný průběh enzymatické reakce postačuje živočišná vlákna s aplikovaným enzymem/enzymy ohřát, resp. udržovat na teplotě do 32 °C.

Vhodným enzymem je přitom například proteáza ze skupiny bromelin, papain, trypsin, chymotiypsin, proteáza produkovaná plísní kmene Aspergillus Saitoi, nebo směs alespoň dvou z nich.

Působení enzymu/enzymů na živočišná vlákna probíhá s výhodou při teplotě 23 až 32 °C v prostředí s pH 6,9 až 7,5.

Tento enzym nebo směs enzymů se pak na živočišná vlákna aplikuje ve formě vodného roztoku. V případě použití proteázy produkované plísní kmene Aspergillus Saitoi se tato plíseň buď aplikuje přímo na živočišná vlákna, kdy při své kultivaci produkuje proteázu přímo na ně, nebo se

-1 CZ 304860 B6 udržuje odděleně od nich, a k vláknům se přivádí pouze vyprodukovaná protéza, nebo její vodný roztok.

Po dosažení požadovaného účinku, resp. míry zvýšení plstivosti se enzym/enzymy a/nebo produkty jeho enzymatického působení z živočišných vláken dále odstraní opláchnutím těchto vláken fosfátovým pufrem a následně destilovanou vodou.

Dle charakteru živočišných vláken a způsobu aplikace enzymu, resp. směsi enzymů je nutné použít 1 až 60 mg enzymu, resp. směsi enzymů, na 100 g živočišných vláken. Pro většinu živočišných vláken přitom postačuje 5 až 50 mg enzymu, resp. směsi enzymů na 100 g živočišných vláken.

Příklady provedení vynálezu

U způsobu zvýšení plstivosti živočišných vláken, zejména vlny a srsti, podle vynálezu se povrch živočišných vláken naruší účinkem působení vhodného enzymu, případně směsi několika vhodných enzymů, který enzymatickým působením naruší strukturu proteinů na povrchu vláken, čímž zvýší jejich členitost, a tím i schopnost jejich vzájemného zaklesnutí a jeho pevnost. Vhodným enzymem je přitom zejména enzym ze skupiny proteáz, který může být živočišného původu, jako například bromelin, papain, trypsin, chymotrypsin, nebo mikrobiálního původu, jako například proteáza produkovaná plísní kmene Aspergillus Saitoi (někdy označovaná jako aspergillopeptidase A), apod., případně směs alespoň dvou takových enzymů.

Daný enzym nebo směs enzymů se na volná živočišná vlákna nebo kožku s výhodou aplikuje, dle charakteru živočišných vláken a způsobu aplikace enzymu, resp. směsi enzymů, v množství 1 až 60 mg na 100 g živočišných vláken, s výhodou 5 až 50 mg na 100 g živočišných vláken, a to např. ve formě předem připraveného vodného roztoku například nástřikem, nátěrem, ponořením, nebo jiným vhodným způsobem, případně jejich kombinací. Přitom je výhodné, pokud se během aplikace a/nebo po určitou dobu po ní živočišná vlákna udržují v podmínkách, které zajišťují optimální působení daného enzymu. V případě proteáz se jedná především o teplotu v intervalu cca 23 až 32 °C stupňů a o pH v intervalu 6,9 až 7,5. Nejvyšší účinnosti enzymatické reakce se dosáhne při teplotě 27 °C a pH 7,2. Pro dosažení vhodné hodnoty pH je možné do roztoku enzymu nebo směsi enzymů přidat například fosfátový pufr, případně jiné vhodné činidlo.

Po uplynutí doby potřebné pro dosažení požadované míry enzymatického působení, která se především v závislosti na množství aplikovaného enzymu, způsobu jeho aplikace, a rozložení a charakteru živočišných vláken pohybuje obvykle v intervalu 1 až 15 minut, se živočišná vlákna i s aplikovaným enzymem nebo směsí enzymů vysuší (odstraní se z nich podstatné množství vody aplikované s enzymem). V případě potřeby se pak enzym nebo směs enzymů a/nebo produkty enzymatického působení z živočišných vláken dále odstraní praním, resp. jejich opláchnutím fosfátovým pufrem a následně destilovanou vodou.

Živočišná vlákna upravená tímto způsobem dosahují srovnatelné plstivosti jako živočišná vlákna připravená dosud používanými způsoby, avšak bez použití agresivních chemikálií a vytvoření velkého množství odpadní toxické vody. Další výhodou je, že enzymatická reakce, resp. narušení struktury proteinů na povrchu vláken probíhá dle typu použitého enzymu nej efektivněji při relativně nízké teplotě cca do 32 °C, takže i energetické nároky jsou ve srovnání se stávajícími způsoby podstatně nižší.

Kromě výše popsaných způsobů aplikace je možné daný enzym, resp. směs enzymů získat, resp. do vodného roztoku pro aplikaci na živočišná vlákna dodat, jako metabolický produkt vhodných mikroorganismů, např. plísně kmene Aspergillus Saitoi, apod. V takovém případě se buď tyto mikroorganismy přivedou přímo do kontaktu s živočišnými vlákny, nebo se uchovávají odděleně od nich a k živočišným vláknům se přivádí pouze jimi vytvořený enzym, resp. enzymy.

Claims

PATENTOVÉ NÁROKY

1. Způsob zvýšení plstivosti živočišných vláken, zejména vlny nebo srsti pro textilní použití, zvýšením členitosti jejich povrchu narušením jejich povrchové vrstvy, vyznačující se tím, že se na živočišná vlákna působí alespoň jedním enzymem ze skupiny proteáz v množství 1 až 60 mg na 100 g živočišných vláken.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že enzymem je proteáza ze skupiny bromelin, papain, trypsin, chymotrypsin, proteáza produkovaná plísní kmene Aspergillus Saitoi, nebo směs alespoň dvou z nich.
3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že enzymatické působení na živočišná vlákna probíhá při teplotě 23 až 32 °C v prostředí s pH 6,9 až 7,5.
4. Způsob podle libovolného z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že se enzym aplikuje na živočišná vlákna ve formě vodného roztoku.
5. Způsob podle libovolného z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že se na živočišná vlákna aplikuje plíseň kmene Aspergillus Saitoi, která se následně kultivuje za uvolňování proteázy.
6. Způsob podle libovolného z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že po dosažení požadovaného narušení povrchu živočišných vláken se enzym nebo směs enzymů a/nebo produkty jeho enzymatického působení z živočišných vláken odstraní opláchnutím fosfátovým pufrem a následně destilovanou vodou.
7. Způsob podle libovolného z předcházejících nároků, vyznačující se tím, že enzym nebo směs enzymů se aplikuje v množství 5 až 50 mg na 100 g živočišných vláken.

Konec dokumentu