DE3881033T2 - Enzymatische behandlung von wolle. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Wolle und Tierhaaren mit einer leicht filzenden oder filzfreien Ausrüstung und die so erhaltene Wolle und Tierhaare.
• Die Bereitung von filzfreier Wolle stellte während vieler Jahre ein Problem dar und viele Methoden inbegriffen enzymatische Behandlungen wurden vorgeschlagen um dieses Problem zu lösen. Eine Übersicht dieser Methoden wurde von E.P. Frieser in Textil-Praxis, 18 (1963,03), Seiten 236-340 beschrieben wobei er sich auf Artikel von W. R. Middlebrook und H. Phillips in J. Soc. Dyers and Colorists, 57 (1941), Seiten 137-144 und A. N. Davidson und R. Preston in J. Text. Inst. 47 (1956), Seiten 685-707 (ebenfalls beschrieben im BE-Pat 536 819) bezog. Obwohl nicht immer so deutlich dargestellt wie in der EP-A 134 267 war es der Zweck dieser enzymatischen Behandlung eine vollständige Entschuppung der Wolle zu erreichen, die in der Weise, daß die äußere Oberfläche der Fasern vollständig entfernt und die Beschaffenheit der Fasern so verändert wird, daß das natürliche Aussehen der Wolle verloren geht.
• Der Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Herstellung von Wolle und Tierhaaren die ihr natürliches Aussehen behalten und noch Schuppen haben, jedoch filzarm oder filzfrei sind. Dieser Zweck wird erreicht durch eine enzymatische Behandlung, die sich, im Gegensatz zu bekannten Behandlungen, auf die Oberfläche bezieht und kurz aber wirkungsvoll ist wobei ein Produkt erhalten wird das ohne negative Konsequenzen in üblichen Haushalt- Waschmaschinen gewaschen werden kann. Eine zuverlässige Methode um dieses Produkt von natürlicher Wolle zu unterscheiden ist die WS Testmethode 31 die vom Internationalen Wollsekretariat publiziert wurde. Während die unbehandelten Fasern spätestens nach 3 Arbeitsgängen(Zyklen) der beschriebenen 7A Wäschen zu verfilzen beginnen, kann die enzymatisch behandelte Wolle gemäß der Erfindung mindestens 5 dieser Arbeitsgänge(Zyklen) ohne Verfilzung überstehen.
• Eine andere Methode zur Feststellung ob die Wollfasern filzfrei genannt werden können ist der bekannte Cubextest gemäß IWS Test Methode 185, worin die Schrumpfungseigenschaften der Wolle durch Behandlung in Würfelform während einer Stunde in einem standartisierten Waschgerät festgestellt werden. In diesem Test sollte die Wolle eine Flächenschrumpfung von < 10% nach einem Cubextest mit einer Dauer von mindestens einer Stunde aufweisen. Unter Flächenschrumpfung versteht man die Summe des prozentuellen Schrumpfens in der Länge und des prozentuellen Schrumpfens in der Breite. Dies entspricht ungefähr 15-20 Maschinenwäschen bei hoher Geschwindigkeit in einer Haushalt-Waschmaschine ohne Schrumpfung oder ohne wesentliche Veränderung der Oberfläche und der Form. Ferner soll der Verlust an Garnfestigkeit der behandelten Wolle verglichen mit unbehandelter Wolle geringer sein als 15% und die Dehnung soll sich um weniger als 20% verschlechtern.
• Die Erfindung betrifft dementsprechend ein Verfahren zur Herstellung von Wolle oder proteinhaltigen Tierhaaren mit einer leicht filzenden oder filzfreien Ausrüstung die die nachfolgenden Eigenschaften aufweisen:
• a) eine Flächenschrumpfung (Summe der prozentuellen Längenschrumpfung und der prozentuellen Breitenschrumpfung) von < 10-% nach einem Cubextest von mindestens einer Stunde oder nach 5 Zyklen 7A gemäß IWS TM 31,
• b) einem Verlust an Garnfestigkeit im Vergleich zur unbehandelten Wolle oder Haaren von weniger als 15% und
• c) eine Dehnung die um weniger als 20% verschlechtert ist,
• durch eine oxidative Vorbehandlung der Wolle oder Haare, gefolgt von einer Behandlung mit einer Protease das dadurch gekennzeichnet ist, daß die oxidative Vorbehandlung eine Chlorierung mit aktivem Chlor ist, daß
• d) die Wolle oder Haare durch Imprägnierung in einer kurzen Flotte mit einem Flottenverhältnis im Bereich von 1 : 0, 7 bis 1 : 5 mit der Protease in Kontakt gebracht werden,
• daß die Wolle oder Haare abgequetscht werden und
• e) die Wolle oder Haare mit der Protease aus dem Bad darauf, bis zu einer Stunde bei einer Temperatur zwischen Raumtemperatur (20º) und 140ºC, einer thermischen Behandlung mit Hochfrequenz (HF)-Wellen unterworfen werden.
• Unter Protease werden jedwede proteinabspaltenden Enzyme verstanden. Geeignete Proteasen sind aus Bakterien gewonnene Enzyme, beispielsweise Esperase, Pronase E, Protease P, Subtilysin, Thermolysin als auch Enzyme tierischer oder pflanzlicher Herkunft, wie beispielsweise Trypsin, Pepsin, Pancreatin oder Bromelain. Mischungen verschiedener Enzyme können ebenfalls verwendet werden. Diese Proteasen befinden sich im Handel. Bevorzugte Proteasen für das Verfahren gemäß der Erfindung sind die tierischen und pflanzlichen Enzyme, insbesondere das Bromelain.
• Die Wirksamkeit des verwendeten Enzyms kann durch Zusatz spezifischer Aktivatoren wie beispielsweise Cystein, Dithioerythrol, Dithiothreitol oder Mercaptoethanol erhöht werden. Es können auch weitere Zusätze wie Salze, die für die Stabilisierung von Enzymen bekannt sind, beispielsweise Calzium- oder Zinkchlorid, eingesetzt werden. Diese Salze werden in einer dem Enzym entsprechenden Menge verwendet.
• Die Behandlung der Wolle oder Haare mit einer Protease wird durch Imprägnierung aus einer kurzen Flotte durchgeführt, beispielsweise durch Foulardieren, Besprühen, Beschichten oder Bedrucken. Die Protease kann aus einem wäßrigen Medium oder organischen Lösungsmittel oder auch als Paste oder Schaum aufgetragen werden. Das Flotten-verhältnis liegt zweckmäßigerweise in einem Bereich von 1 : 0, 7 bis 1 : 10 vorzugsweise von 1 : 1 bis 1 : 5
• Das Auftragen der Protease erfolgt vorzugsweise bei einer Temperatur zwischen Raumtemperatur und 60ºC. Die Behandlungsflotte oder Paste werden vorzugsweise auf einen pH Wert zwischen 4 und 9, insbesondere 5-7 unter Verwendung eines handelsüblichen Puffers eingestellt.
• Die Protease wird zweckmäßigerweise in einer Menge von 0.1 bis 5%, bezogen auf das Trockengewicht der Wolle, eingesetzt. Falls das Auftragen mittels Imprägnierung erfolgt wird die Protease in einer Menge von 0.1 bis 2% eingesetzt entsprechend einer Enzymaktivität von 400 bis 1500 CDU (Casein Verdaungseinheit)/mg. Vorzugsweise wird eine Menge von 0.5 bis 1% verwendet.
• Unmittelbar nach der enzymatischen Behandlung werden die Wolle oder Haare entweder verweilen gelassen und/oder einer thermischen Behandlung unterworfen. Das Verweilen kann von einer kurzen Zwischenablage bis zu mehreren Stunden mit teilweiser oder vollständiger Trocknung der Ware dauern. Die thermische Behandlung kann je nach Temperatur zwischen einigen wenigen Minuten bis zu mehreren Stunden, gegebenenfalls bis zur Trocknung der Wolle,dauern. Für die thermische Behandlung werden Hochfrequenz (H F)-Wellen verwendet. In dem HF-Trockner werden die Wolle oder Haare zweckmäßigerweise bei einer Temperatur von etwa 100-102ºC zwischen 10 Minuten und einer Stunde behandelt. Die Bedingungen für das Verweilen oder die thermische Behandlung werden so ausgewählt, daß die erhaltene Wolle die erwünschten Eigenschaften aufweist und vorzugsweise, daß das Enzym gleichzeitig am Ende der Behandlung desaktiviert ist. Ein noch aktives Enzym kann nach der Behandlung mit Hilfe bekannter Methoden ebenfalls desaktiviert werden.
• Die Wolle und Haare werden danach gewaschen und getrocknet und weiterverarbeitet.
• Das Verfahren gemäß der Erfindung kann sowohl für Wolle als auch für andere proteinhaltigen Tierhaare angewendet werden. Das Fasermaterial kann sich in verschiedenen Verarbeitungsstadien befinden wie beispielsweise in Form von Flocken, Kammzug und Lunten, Garn, Gewirken, Geweben, ungewirkten Materialien oder Filzen. Die Wolle kann in das Verfahren gemäß der Erfindung in rohem oder vorbehandeltem Zustand eingesetzt werden.
• Zur Erzielung bestimmter Effekte und/oder zur Optimierung der Wirkung der Protease mag es zweckmäßig sein, vor der enzymatischen Behandlung, spezielle Vorbehandlungen durchzuführen. Geeignete Vorbehandlungen für Wolle oder Haare können beispielsweise oxidative Behandlungen sein, beispielsweise mit Wasserstoffperoxid gegebenenfalls in Anwesenheit eines Stabilisators, mit Kaliumpermanganat, Caroscher Säure, Chlor oder chlorhaltigen Verbindungen wie Chlorgas, Hypochloriten oder organischen Chlorträgern oder mit Ozon.
• Nach der Vorbehandlung werden die Wolle oder Haare gespült und getrocknet.
• In einer bevorzugtem Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung werden die Wolle oder Haare oxidativ chloriert und anschließend mit einer Protease behandelt.
• Die oxidative Chlorierung der Wolle oder Haare wird vorzugsweise unter Verwendung von aktivem Chlor durchgeführt, beispielsweise in Form von Chlorgas in Wasser oder in Form von Natriumhypochlorit mit Chlorwasserstoffsäure. Diese Vorbehandlung kann unter Verwendung bekannter Verfahren durchgeführt werden. Vorzugsweise werden die Wolle oder Haare einer milden Chlorierung unterworfen. Die Wolle oder Haare werden vorzugsweise mit einer Menge von 0.1 bis 2% aktivem Chlor, berechnet auf das Trockengewicht der Wolle oder Haare, chloriert. Diese Behandlung erfolgt vorteilhafterweise bei einem pH Wert von 2-3 während 1 bis 10 Sekunden. Die Chlorierung wird vorzugsweise bei einer Temperatur zwischen 10 und 30ºC durchgeführt.
• Nach der Vorbehandlung ist es , um die erwünschte enzymatische Wirkung zu erzielen, vorteilhaft, daß die Wolle oder Haare frei sind von zurückgebliebenen Vorbehandlungsmitteln und einen pH Wert im neutralen Bereich aufweisen.
• Nach der Chlorierung wird das Fasermaterial von zurückgebliebenem Chlor befreit und anschließend oder gleichzeitig neutralisiert. Das auf der Faser oder in der Faser anwesende Chlor wird durch Behandlung mit einem Reduktionsmittel beispielsweise Natriumbisulfit, Natriumsulfit usw., entfernt. Die Neutralisation wird vorzugsweise mit Hilfe einer alkalischen Verbindung beispielsweise einem Alkalimetallcarbonat durchgeführt.
• Entsprechend den gewählten Verfahrensbedingungen, mit oder ohne Vorbehandlung, wird die Schuppenschicht der Wolle oder Haare teilweise oder nur wenig verändert oder aktiviert. Als Folge der Enzymbehandlung erhält man Wolle oder Haare mit verringertem Filzverhalten die keine Probleme während der weiteren Verarbeitung (Spinnen, Bleichen, Färben) und während des Benützens und Waschens der daraus hergestellten Artikel bereiten. Die erfindungsgemäß behandelte Wolle besitzt einen weichen und, was besonders vorteilhaft ist, natürlichen wolligen Griff. Wenn im Kammzug chloriert und wie oben erwähnt enzymatisch behandelt wird, werden speziell weiche Wolle oder Haare hergestellt. Das Färbeverhalten der erfindungsgemäß behandelten Wolle oder Haare und die Echtheitseigenschaften der gefärbten Wolle oder Haare sind ebenfalls nicht beeinträchtigt, im Gegenteil sie sind wesentlich verbessert.
• Die nachfolgenden Beispiele erläutern die Erfindung. Alle Prozentangaben sind Gewichtsangaben und alle Temperaturen sind in Grad Celsius angegeben.
Beispiel 1
• Wolle im Kammzug wird zuerst mit einem 0.4%igen aktivchlor-haltigen Chlor- Wasser auf einem Spaltfoulard für Kammzug während 3 Sekunden bei einer Temperatur von 10-20ºC foulardiert. Anschließend wird die Wolle gespült, dann mit einer Flotte enthaltend 4 g/l Natriumcarbonat und 1 g/l Natriumbisulfit während 45 Sekunden behandelt und zweimal gewaschen.
• Die Wolle im Kammzug wird bei 40ºC mit einer auf pH 6.0 gepufferten wäßrigen Flotte,welche 0.5% Esperase [Bac. lich., erhältlich bei der Firma Novo (Dänemark)] berechnet auf das Trockengewicht des Kammzuges enthält, foulardiert und dann auf einen Flottenauftrag von 50% abgequetscht.
• Anschließend wird der imprägnierte Kammzug zuerst in einer Zwischenablage verweilt und dann während 30 Minuten in einem HF-Trockner bei 100-102ºC behandelt. Nach dieser Behandlung wird der Kammzug ausgewaschen und dann getrocknet.
• Es wird eine weiche filzarme Wolle erhalten welche mit geringem Abfall spinnbar ist.
Beispiel 2
• Anstelle der Esperase kann im Beispiel 1 eine Protease wie Pancreatin verwendet werden. Es wird eine Wolle mit weichem wolligen Griff und schrumpfarmen Eigenschaften erhalten.
Beispiel 3
• Beispiel 1 wird wiederholt wobei anstelle von 0.5% Esperase 0.5% Bromelain eingesetzt werden.
• Es wird eine Wolle mit weichem wolligen Griff und schrumpfarmen Eigenschaften erhalten.

Claims (4)

1. Verfahren zur Herstellung von Wolle oder proteinhaltigen Tierhaaren mit einer leicht filzenden oder filzfreien Ausrüstung, die durch

a) eine Flächenschrumpfung (Summe der prozentuellen Längenschrumpfung und der prozentuellen Breitenschrumpfung) von < 10% nach einem Cubextest von mindestens einer Stunde oder nach 5 Zyklen 7A gemäß IWS TM 31,

b) einen Verlust der Garnfestigkeit im Vergleich zur unbehandelten Wolle oder Haaren von weniger als 15%, und

c) eine Dehnung, die um weniger als 20% verschlechtert ist, definiert sind

durch eine oxidative Vorbehandlung der Wolle oder Haare, gefolgt durch eine Behandlung mit einer Protease, dadurch gekennzeichnet, daß die oxidative Vorbehandlung eine Chlorierung mit aktivem Chlor ist, daß

d) die Wolle oder Haare durch Imprägnierung in einer kurzen Flotte mit einem Flottenverhältnis im Bereich von 1 : 0, 7 bis 1 : 5 mit der Protease in Kontakt gebracht werden

daß die Wolle oder Haare abgequetscht werden und

e) die Wolle oder Haare mit der Protease aus dem Bad darauf, bis zu einer Stunde bei einer Temperatur zwischen Raumtemperatur (20º) und 140ºC, einer thermischen Behandlung mit Hochfrequenz (HF)-Wellen unterworfen werden.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1 ,dadurch gekennzeichnet, daß die verwendete Protease Esperase, Pronase E, Protease P, Subtilysin, Thermolysin, Trypsin, Pepsin, Pancreatin oder Bromelain ist.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Protease in einer Menge von 0,1 bis 5%, berechnet auf das Trockengewicht der Wolle oder Haare verwendet wird.

4. Enzymatisch behandelte,harzfreie Wolle oder Tierhaare mit weitgehend unveränderter Schuppenschicht, die folgende Eigenschaften aufweisen:

a) eine Flächenschrumpfung (Summe der prozentuellen Längenschrumpfung und der prozentuellen Breitenschrumpfung) von < 10% nach einem Cubextest von mindestens einer Stunde oder nach 5 Zyklen 7A gemäß IWS TM 31,

b) einen Verlust der Garnfestigkeit im Vergleich zur unbehandelten Wolle oder Haaren von weniger als 15%,

c) eine Dehnung,die um weniger als 20% verschlechtert ist.