DE102005029107A1 - Verfahren zur Entschlichtung von mit Chitosan oder dessen Derivaten geschlichteten Textilien - Google Patents

Abstract

Bisher war bekannt, dass Chitosan (aminogruppenhaltiges, polymeres Kohlenhydrat) - wenn schon auf Festkörperoberflächen appliziert - weder durch Säurewaschung noch durch enzymatischer Behandlung restlos entfernbar ist. DOLLAR A Es wird nun ein Verfahren beschrieben/beansprucht, das es erlaubt, von chitosangeschlichteter Textilware ode anderen chitosanbeschichteten/modifizierten Oberflächen das Chitosan quantitativ, ohne Spuren zu hinterlassen, zu entfernen. DOLLAR A Das beanspruchte Verfahren nutzt die Abbaumöglichkeit von Chitosan durch Nitritionen in saurer Umgebung, die für den homogen ablaufenden Abbau durchaus bekannt ist, aber die unerwarteterweise auch auf Festkörpern verankertes Chitosan oder verankerte Chitosanderivate - zudem restlos - abzubauen vermag.

Description

• Es wird nun ein Verfahren beschrieben beansprucht, das es erlaubt, von chitosangeschlichteter Textilware oder anderen chitosanbeschichteten/modifizierten Oberflächen das Chitosan quantitativ, ohne Spuren zu hinterlassen, zu entfernen.
• Das beanspruchte Verfahren nutzt die Abbaumöglichkeit von Chitosan durch Nitritionen in saurer Umgebung, die für den homogen ablaufenden Abbau durchaus bekannt ist, aber die unerwarteterweise auch auf Festkörpern verankertes Chitosan oder verankerte Chitosanderivate – zudem restlos – abzubauen vermag.
• Beschreibung
• Einleitung
• Innerhalb der Textilbearbeitungs-/veredlungsindustrie stellt das Beschlichten von Garnen und später das Entschlichten wichtige Prozessschritte dar, sowohl ökonomisch als auch ökologisch. Das Schlichten (Aufbringen von filmbildenden Faserschutzmitteln auf ein zu verwebendes Garn) erfolgt üblicherweise beim Weber, während das Entschlichten meist einem Veredlungsbetrieb überlassen bleibt. In der Regel muß die in der Weberei applizierte Schlichte bestens vom textilen Flächengebilde entfernt werden, um weitere Bearbeitungsschritte wie etwa Färben, Ausrüsten nicht zu beeinträchtigen. Unter den verschiedenartigen, dem Fachmann bekannten Schlichtemitteln, befinden sich viele, vor allem jene für das Schlichten von Synthesefasern, die in der Abwasserfracht schwer biologisch abbaubar sind.
• Neuerdings ist bekannt geworden, daß Chitosan (ein Aminopolysaccharid) (CTS) als biologisch gut abbaubares, auf nachwachsenden Rohstoffen (Chitin) basiertes Polymer mit hohen Filmbildungseigenschaften als Schlichtemittel oder als Oberflächenbeschichtung von Fasern eingesetzt werden kann/soll [1-3). Eigenschaften von CTS sind vielfach in der Literatur beschreiben [4]. Zudem sind hier für das nach dem Schlichten/Verarbeiten notwendige Entschlichten in Ansätzen Verfahren bekannt:
• – Man kann unter sauren Bedingungen die Schlichte auswaschen, wobei durchaus das Risiko von Faserschädigungen vorliegt,
• – man kann enzymatisch das Chitosan abbauen und die Bruchstücke auswaschen [1].
• In beiden o.g. genannten Methoden ist es bisher nicht möglich, CTS restlos von Fasermaterial wieder zu entfernen. Nach beiden Methoden verbleiben CTS-Restauflagen , -auf cellulosischen Fasern stärker als auf synthetischen.
• Die vorliegende Erfindung zeigt nun ein Verfahren auf, mit dem CTS-Auflagen auf Fasermaterial restlos von Fasermaterial entfernt werden können.
• Zur Beschreibung des neuen Verfahrens muß vorangestellt werden, daß in Lösungen von Chitosan ein Abbau durch salpetrige Säure (bzw. Nitritsalzen in saurer Lösung) vielfach bekannt ist [5, 6]. Die vorliegende Erfindung nutzt ebenfalls das Reaktionspotential der salpetrigen Säure.
• Unerwartet und demnach Neuheit ist, daß der CTS-Abbau durch salpetrige Säure auch in einer Heterogenreaktion (geschlichteter Textilfestkörper/Behandlungsflotte) funktioniert – unabhängig von der Aufmachung des Textils – und außerdem zur völligen Entfernung der Schlichte führt.
• Die nachfolgenden Beispiele illustrieren das neue Verfahren.
• 1. Ausführungsbeispiel zum restlosen Abbau von CTS aus CTS-geschlichtetem Textil
• Es wird eine Behandlungflotte, bestehend aus 200 ml Puffer von pH 4,66 präpariert, enthaltend 80 mg nichtionisches Netzmittel und 2 g Natriumnitrit. In diese Flotte wird mit 2 %-ig CTS-Auflage geschlichtete Ware eingegeben und 2 h bei 50 °C im Linitester (ohne Kugeln) geschüttelt/umgesetzt. Nach dieser Nitritbehandlung wird mit kaltem Wasser abgespült und an Luft trocknen gelassen. Als Resultat erhält man eine Ware, auf der durch Färbetests kein CTS nachweisbar ist. Bei dem hier eingesetzten CTS handelt es sich um Präparate mit mittlerer Molmasse von ca. 250000 g/mol.
• (Als Färbe-Nachweistest gelten hier und für die weiteren Beispiele einerseits die Umsetzung der jeweiligen Gewebeproben mit Na-Hypochlorit zum Chloraminderivat auf der Oberfläche, gefolgt – nach Waschung – von Umsetzung mit Kaliumiodidlösungen unter Freisetzung von analytisch dem Fachmann einfach bestimmbaren Jod. Als weiterer Färbenachweis, spezifisch für das Vorhandensein von Aminogruppen auf Oberflächen kann die Testung mit Ninhydrin genutzt werden (bzw. das Ausbleiben der Färbung als Nachweis für aminogruppenfreie Oberflächen).
• 2. Ausführungsbeispiel
• Mit 2,3 Gew.-% Chitosan geschlichtetes Mischgarn Polyester/Baumwolle (50/50) wird als Strängchen in 1 %-iger Na-Nitritlösung bei pH 5 bei Raumtemperatur imprägniert (Flottenaufnahme ca. 150 %) und verweilen gelassen. Nach 16 h Verweilzeit bei Raumtemperatur ist durch Farbreaktionen kein Chitosan auf der ausgewaschenen Ware mehr nachweisbar.
• 3. Ausführungsbeispiel
• Weitere Beispiele, ausgehend von mit 2 Gew.-% geschlichtetem Baumwollgewebe bzw. von mit 2,3 Gew.-% beladenenem Mischgarn in Strängchen-Aufmachung, sind in der nachstehenden Tabelle aufgelistet.

  
• ^1*)CTS-Präparat mit mittlerer Molmasse von ca. 40000 g/mol.
• Literatur
• [1] Entwicklung von hocheffizienten, biologisch abbaubaren Schlichtemitteln auf der Basis von Chitosan, Förderkennzeichen des BMBF 0312689C ('Nachhaltige BioProduktion') (2001-2005).
• [2] Knittel, D.; Schollmeyer, E.: Permanent modification of fibrous materials with biopolymers, Adv. Chitin Sci. 4 (2000) 143-147.
• [3] Knittel, D.; Schollmeyer, E.: Chitosans for sizing natural and synthetic yarns, Adv. Chitin Sci. 8 (2005) in press. (EUCHIS'04-Kongreß, Poznan, PL, 31.08-03.09.04 (2004).
• [4] Muzzarelli, R.A.A.; Peter, M.G. (Hrsg.): Chitin Handbook, European Chitin Soc., Atec edizioni, IT-63013 Grottamare, IT, (1997) ISBN 88-86889-01-1.
• [5] Allan, G.G.; Peyron, M.: The kinetics of the depolymerization of chitosan by nitrous acid, Chitin and Chitosan, London (1989) 443-466.
• [6] Thomas, P.; Philip, B.: Production of partially degraded chitosan with desired molecular weight, Adv. Chitin Sci. 4 (2000) 63-67.

Claims (6)

1. Verfahren zur Entfernung von Chitosanschlichten (CTS-Schlichten) oder chitosanderivathaltigen Schlichten bzw. deren Mischungen von Garnen und/oder textilen Flächengebilden oder von ähnlichen Oberflächen gekennzeichnet dadurch, daß die zu entschlichtende Ware mit einer Lösung von salpetriger Säure oder mit Lösungen von Estern der salpetrigen Säure behandelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 gekennzeichnet dadurch, daß im pH-Wertbereich von 3-6,5 gearbeitet wird, bevorzugt im Bereich von 4-5.
3. Verfahren nach Anspruch 1 gekennzeichnet dadurch, daß bei Temperaturen von 15-80 °C gearbeitet wird, bevorzugt bei 20-50 °C.
4. Verfahren nach Anspruch 1 gekennzeichnet dadurch, daß eine 0.5 bis 5 %-ige Lösung eines Nitrits eingesetzt wird, die bevorzugt ein Netzmittel enthält und die bevorzugt im Konzentrationsbereich von 1-3 % liegt.
5. Verfahren nach Anspruch 1, daß die Entschlichtungsreaktion unabhängig von der molekularen Masse der Chitosanschlichte und unabhängig von der Aufmachung der Textilgüter durchgeführt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 gekennzeichnet dadurch, daß zur Entschlichtung ein Kaltverweilverfahren und/oder ein Tauchverfahren bei erhöhter Temperatur eingesetzt wird.