ES2267205T5 - Biopulido continuo de tejidos que contienen celulosa. - Google Patents
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Abstract
Método para tratar un tejido con celulosa, dicho método comprendiendo (a) la puesta en contacto del tejido con una solución a granel acuosa con un pH entre 4 y 12 que comprende una celulasa, donde dicha celulasa carece de un dominio de unión a la celulosa funcional, y (b) el sometimiento del tejido contactado a una temperatura superior a 65ºC, donde dichas fases de puesta en contacto y sometimiento ocurren consecutivamente o simultáneamente y donde dicho tejido tratado presenta al menos una propiedad mejorada de biopulido seleccionada del grupo que consiste en: nota de frisado, tacto, y apariencia, respecto a un tejido no tratado.
Description
Biopulido continuo de tejidos que contienen
celulosa.
La presente invención se refiere a métodos para
tratar tejidos que contienen celulosa para conseguir un mejor tacto
del tejido, apariencia y resistencia al frisado, particularmente
usando procesos de biopulido continuos o semicontinuos.
Muchos de los tejidos que contienen celulosa
recién fabricados tienen un tacto que es más bien duro y rígido a
menos que éstos sean tratados con componentes de acabado. Además, la
superficie del tejido no tiene apariencia homogénea debido a
pequeñas fibras rizadas que sobresalen de su superficie. Además,
después de un periodo relativamente corto de uso, aparece un
frisado en la superficie del tejido, dándole un aspecto sin
atractivo y gastado. Por estas razones, uno de los objetivos
principales de la industria textil es mejorar el tacto, apariencia
y resistencia al frisado del tejido. No obstante, sólo se ha
conseguido un éxito parcial.
Se puede obtener un alto grado de suavidad y
alisado del tejido usando hilos finos, es decir, con un denier
bajo, en el momento del tejido. No obstante, el coste resultante es
alto cuando la salida del telar se reduce proporcionalmente con
respecto al diámetro del hilo de la trama.
Una vía menos cara de asegurar un tacto del
tejido suave y liso es impregnar el tejido acabado con un agente
suavizante, normalmente un compuesto tensioactivo, catiónico, a
veces a base de silicona. No obstante, este tratamiento no elimina
el frisado ni los rizos. Además, el tejido queda con un tacto algo
grasiento y no es resistente al lavado y su absorbencia de la
humedad es con frecuencia considerablemente reducida.
Un método químico es entrecruzar las fibras para
reducir la fibrilación (Nicolai et al, 1996, Textile Res.
J. 66(9) 575-580). No obstante, este método
causa una reducción en la tenacidad de la fibra.
Otro método conocido para obtener un tejido
suave y liso consiste en tratar los tejidos celulósicos con
celulasas. Véase, Bazin et Al., "Enzymatic
Bio-Polishing of Cellulosic Fabric", presentado
en el 58º Congreso de la Asociación de químicos e Industria Textil
en Mulhouse, Francia (Octubre 25,1991) y Asferg et al.,
"Softening and polishing of cotton fabrics by cellulase
treatment", ITB Dyeing/Printing/Finishing (Febrero 1990).
El tratamiento con celulasa de la superficie del tejido mejora la
calidad del tejido en cuanto al tacto, apariencia y resistencia al
frisado. Los efectos más importantes son menos rizos y frisado,
brillo/lustre aumentado, tacto del tejido mejorado, suavidad
duradera aumentada, y absorbencia de agua mejorada. A estos efectos
se les hace referencia como efectos de biopulido. Las condiciones
particulares que son utilizadas son importantes para determinar los
resultados del tratamiento.
Muchos procesos requieren exponer el tejido a
agitación mecánica para obtener resultados del biopulido
satisfactorios. Véase, por ejemplo, WO 9320278;
Cavaco-Paulo et al. (1994,
Biocatatysis 10:353-360); y
Cavaco-Paulo et al. (1996, Textile Res.
J. 66;287-294). No obstante, bajo algunas
condiciones, se observa también una pérdida de peso y una pérdida
de resistencia significantes.
Unos métodos actuales de biopulido con celulasa
son principalmente los procesos discontinuos. Los procesos
continuos o semicontinuos normales tales como
pad-steamer/J-box no se usan porque
no proporcionan una acción mecánica elevada y usan sólo volúmenes
pequeños de solución y por ello resultan en un biopulido
insuficiente y/o desigual. Por ejemplo, un biopulido no uniforme
puede resultar del uso de un complejo de celulasa, en parte porque
las ce-
lulasas diferentes presentan afinidades diferentes a la celulosa y por lo tanto se unen diferencialmente por el tejido.
lulasas diferentes presentan afinidades diferentes a la celulosa y por lo tanto se unen diferencialmente por el tejido.
WO 96/17994 concierne un método para obtener un
textil celulósico con tendencia reducida al frisado que usa una
celulasa capaz de realizar una hidrólisis parcial de la superficie
de la fibra.
Así, en la técnica hay una necesidad de métodos
de biopulido eficaces que puedan ser usados en los procesos
continuos o semicontinuos convencionales.
La presente invención proporciona un método para
tratar un tejido con celulosa según la reivindicación 1.
Preferiblemente, el método adicionalmente comprende, después de la
fase (a), la eliminación del tejido contactado por el dominio de
la solución a granel. En las formas de realización preferidas, el
tejido es puesto en contacto con la solución a granel durante menos
de aproximadamente 5 minutos, más preferiblemente, durante menos de
aproximadamente 1 minuto.
En las formas de realización preferidas, los
métodos de la invención suponen una mejora en la nota de frisado de
al menos aproximadamente 0.25; más preferiblemente, al menos
aproximadamente 0.5; simultáneamente y en la que dicho tejido
tratad exhibe al menos una propiedad de biopulido mejorada
seleccionada del grupo 20 que consiste en: nota de frisado, tacto,
y apariencia, relativo a y más preferiblemente, al menos
aproximadamente 1.0.
Las celulasas son preferiblemente enzimas que
presentan actividad celulasa termoestable. Normalmente, la solución
a granel contiene menos de aproximadamente 200 CMCU/ml de actividad
celulasa, preferiblemente menos de aproximadamente 100 CMCU/ml, y
más preferiblemente, menos de aproximadamente 50 CMCU/ml.
En otros aspectos, la invención proporciona
métodos de biopulido y coloración combinados, o de biopulido y
descrudado combinados. En estas formas de realización, la solución
acuosa con la cual el tejido es puesto en contacto contiene, además
de la celulasa, otros componentes apropiados tales como, p. ej.,
tintes y compuestos auxiliares.
La presente invención proporciona métodos de
biopulido que realzan la calidad de los tejidos celulósicos.
El biopulido según se utiliza en este caso se
refiere a un tratamiento que está dirigido a mejorar las
propiedades siguientes: tacto del tejido, apariencia, y resistencia
al frisado. Los métodos permiten una acción uniforme por
la(las) celulasa(s) en el tejido y resultan en mejoras
apreciables en una o más de estas propiedades, mientras que se
minimiza la pérdida de peso del tejido y/o la resistencia del tejido
y se obvia la necesidad de agitación mecánica. La presente
invención minimiza la pérdida de celulasa de la solución acuosa por
medio de la adsorción al tejido, y de ese modo permite el uso de un
equipamiento convencional en la industria textil continuo. Los
métodos de la invención pueden también ser combinados con procesos
tales como la preparación química alcalina, la coloración del
tejido, la impresión, y el acabado, de ese modo ofreciendo una
flexibilidad aumentada en la producción textil. Además, el uso
simultáneo de otras enzimas, tales como, p. ej., la lipasa, la
proteasa, las hemicelulasas, y/o las pectinasas, permite la
eliminación simultánea de materiales celulósicos y no celulósicos.
Finalmente, los métodos de la invención pueden reducir la formación
de pelusas durante una posterior costura y lavado doméstico de
tejidos tratados según la invención.
Los tejidos celulósicos según se utilizan en
este caso comprenden tanto estructuras tejidas como de punto hechas
de fibras celulósicas, incluyendo, sin limitación, algodón, lino,
ramio, cáñamo, yute, rayón/viscosa, Tencel/liocel, o sus mezclas,
al igual que tejidos de mezclas de fibras celulósicas y otras fibras
naturales y/o artificiales tales como, p. ej., lana, seda,
poliéster, nilón, y similares.
Un aparato continuo según se utiliza en este
caso se refiere, sin limitación, a un equipamiento convencional tal
como, p. ej., cajas de lavado de pad-steamer o cajas
de pad-J, donde el tejido es humedecido por contacto
con una solución a granel, y, una vez pasada a través de ésta, ya
no está en contacto directo con la solución a granel. Este se
distingue del equipamiento en el que el tejido está en contacto
continuo con una solución a granel en todo el tratamiento (métodos
discontinuos batch). En un aparato discontinuo, la proporción
líquido:tejido (peso de la solución usada por peso de tejido) es
generalmente superior a aproximadamente el 400%, en comparación con
una absorción de humedad (peso de solución absorbida por peso de
tejido) de entre aproximadamente 50% y aproximadamente 150% en un
aparato continuo. Será entendido que la presente invención comprende
el uso de cualquier configuración o aparato donde el tejido está
sólo expuesto a la solución a granel durante un periodo breve con
respecto al tiempo de tratamiento total, con o sin fulardado para
eliminar la solución en exceso del tejido.
"Temperatura elevada" según se utiliza en
este caso se refiere a temperaturas por encima de aproximadamente
70ºC, y más preferiblemente por encima de aproximadamente 90ºC.
En la práctica de la presente invención, un
tejido celulósico es puesto en contacto con la celulasa que carece
de un dominio de unión a la celulosa funcional. Una celulasa o
enzima celulolítica es una enzima que hidroliza celulosa,
incluyendo, sin limitación, la
1,4-\beta-D-glucan
celobiohidrolasa (EC 3.2.1.91),
endo-\beta-1,4-D-glucan-4-glucanohidrolasa
(EC 3.2.1.4), y \beta-glucosidasa (EC 3.2.1.21).
La actividad enzimática de la celulosa (expresada como unidades de
endoglucanasa o CMCU) está normalmente determinada incubando una
enzima con carboximetilcelulosa (CMC) a pH 7.5 durante 20 min, tras
lo cual la formación de azúcares de reducción es determinada usando
la reacción de ácido
p-hidroxibenzoico-hidrazida (PHBAH)
(Lever, 1972, Anal. Biochem. 47:273-279, con la
modificación consistente en la adición de 5 g de tartrato potásico
de sodio además de 1.5 g de PHBAH).
El uso de enzimas con una afinidad más alta a la
celulosa es desventajoso en un aparato continuo, puesto que resulta
en (a) adsorción no uniforme de la enzima al tejido y (b) pérdida de
la enzima de la solución a granel por adsorción al tejido.
La celulasa carece de un dominio de unión a la
celulosa funcional (CBD), bien intrínsecamente o bien después de la
modificación de la secuencia de la celulasa. Los CBDs son secuencias
peptídicas que confieren una unión de alta afinidad a celulosa,
incluyendo, sin limitación, las secuencias definidas por Peter Tomme
et al. en "Cellulose-Binding Domains:
Classification and Properties" en Enzymatic Degradation of
Insoluble Carbohydrates. John N. Saddler y Michael H. Penner
(Eds.), ACS Symposium Series. No. 618, 1996. Tomme et al-
clasificaron más de 120 dominios de unión a la celulosa en diez
familias (designadas I-X), e identificaron los CBDs
en varias enzimas tales como celulasas, xilanasas, mananasas,
arabinofuranosidasas, acetil esterasas y quitinasas, así como en
proteínas de unión a polisacáridos no hidrolíticas.
\newpage
Según la invención, un tejido que ha sido puesto
en contacto con una celulasa carente de un dominio de unión a la
celulosa funcional es también expuesto a altas temperaturas. En
consecuencia, las celulasas usadas en la práctica de la invención
son preferiblemente termoestables, es decir, presentan una actividad
enzimática de la celulasa óptima a una temperatura de al menos
65ºC, más preferiblemente al menos aproximadamente 75ºC y más
preferiblemente al menos aproximadamente 85ºC. Cualquier celulasa
carente de un CBD funcional puede ser usada en la práctica de la
invención, siempre que exhiba al menos aproximadamente el 20% de su
actividad enzimática máxima a unas temperaturas por encima de
aproximadamente 65ºC. Preferiblemente, la celulasa muestra al menos
aproximadamente el 50% de su actividad máxima a una temperatura de
aproximadamente 65ºC.
Ejemplos no limitativos de las celulasas útiles
en la práctica de la presente invención incluyen la celulasa de
Pyrococcus cuya secuencia está representada en la SEC ID NO:1
y la celulasa de Dicryoglomus cuya secuencia está
representada en la SEC ID NO:2. Otras celulasas adecuadas incluyen,
sin limitación, las celulasas derivadas de las celulasas
termofílicas siguientes, que han sido modificadas en caso de
necesidad de manera que carezcan de un CBD funcional:
\beta-glucosidasa de Pyrococcus furiosus
(Kengen et Al., 1993, Eur. J. Biochem. 213:305);
exoglucanasa de Thermotoga sp. (Ruttersmith et Al.,
1991, Chem. J. 277:887); celulasas de Thermotoga
maritima (Bronnenmeier et Al, 1995, Appl. Environ.
Microbiol. 61:1399; Microbiology 142:2532,1996);
\beta-glucosidasa de Thermotoga maritima
(Gabelsberger et al., 1993, FEMS Microbiol. Lett.
109:131); endoglucanasa B de Thermotoga neapolitania (Bok
et al., 1994, ACS Symp. Ser. 566: 54); endoglucanasa de
Arqueobacterias (WO 97/44361); endoglucanasa de Acidothermus
cellulolyticus (WO 96/02551); celulasa de Rhodothermus
marinus (Hreggvidsson et Al., 1996, Environ. Microbiol.
62:3047); y una exocelulasa/endocelulasa de Caldocellum
saccharolyticum (Saul, Nuc. Acids Res. 17:439, 1989).
Las celulasas pueden ser obtenidas a partir de
su célula de origen o de un organismo recombinante que ha sido
programado para sintetizar la celulasa de un gen heterólogo.
Preferiblemente, las celulasas son enzimas monocomponentes, es
decir, son polipéptidos individuales con una actividad enzimática
definida que no están sintetizados como parte de un complejo
multicomponente que presenta múltiples actividades enzimáticas. Las
celulasas pueden ser recuperadas por procedimientos convencionales
incluyendo, pero sin limitarse a, centrifugación, filtración,
secado por pulverización, evaporación, o precipitación. Según se
utiliza en este caso, celulasa "purificada" o "aislada"
es una celulasa que ha sido tratada para eliminar material sin
celulasa derivado de la célula en la que se sintetizó que podría
interferir con su actividad enzimática. Si la celulasa es segregada
en el medio de cultivo, la purificación puede comprender la
separación del medio de cultivo de la biomasa por centrifugación,
filtración, o precipitación, usando métodos convencionales. De forma
alternativa, la celulasa puede ser liberada de la célula huésped
por ruptura celular y separación de la biomasa. En algunos casos,
una purificación adicional puede ser conseguida por los métodos de
purificación de proteínas convencionales, incluyendo, sin
limitación, la precipitación de sulfato amónico; extracción ácida o
caotrópica; intercambio iónico, filtro molecular, y cromatografía
hidrofóbica, incluyendo FPLC y HPLC; isoelectroenfoque preparatorio;
y electroforesis en gel de poliacrilamida preparatoria. De forma
alternativa, la purificación puede conseguirse usando la
cromatografía de afinidad, incluyendo la cromatografía por
inmunoafinidad. Por ejemplo, las celulasas híbridas recombinantes
pueden ser usadas con una secuencia de aminoácidos adicional que
sirve como una afinidad "tag", que facilita la purificación
usando una matriz de fase sólida apropiada.
\vskip1.000000\baselineskip
En algunas formas de realización de la
invención, la solución a granel que contiene la celulasa carente de
un CBD funcional también comprende otros componentes, incluyendo sin
limitación otras enzimas, al igual que uno o más de tensioactivos,
blanqueadores, agentes antiespumantes, sistemas constructores, y
similares, que realzan el proceso de biopulido y/o proporcionan
efectos superiores relacionados con, p. ej., la teñibilidad y/o la
humectabilidad. La solución acuosa puede también contener agentes
colorantes.
Unas enzimas adecuadas para el uso en la
presente invención incluyen sin limitación:
Enzimas que digieren la pectina: las
enzimas que digieren la pectina adecuadas (algunas de ellas
identificadas por sus números de clasificación enzimática conforme a
las recomendaciones (1992) de la Unión Internacional de Bioquímica
y Biología Molecular (IUBBM)) incluyen, sin limitación, las enzimas
degradadoras de la pectina tales como la pectato liasa, la pectina
liasa, la pectina metilesterasa, la poligalacturonasa (3.2.1.15), y
la ramnogalacturonasa (WO 92/19728).
Hemicelulasas: las hemicelulasas
adecuadas incluyen sin limitación la
endo-arabinanasa (3.2.1.99, Rombouts et al.,
Carb. Polymers 9:25,1988), arabinofuranosidasa,
endo-\beta-1,4-galactanasa,
endo-xilanasa (3.2.1.8), mananasa, y
xiloglucanasa.
Amilasas: las amilasas adecuadas incluyen
\alpha-amilasas (\alpha-1,4
glucan-4-glucanohidrolasa, EC
3.2.1.1), incluyendo, sin limitación, las
\alpha-amilasas de Bacillus (que en el
contexto presente se denominan "\alpha-amilasas
tipo Termamyl"), incluyendo la \alpha-amilasa
de B. licheniformis, B. amyloliquefaciens, y B.
stearothermophilus. Las \alpha-amilasas
comercialmente disponibles tipo Termamyl de B. licheniformis
son Optitherm® y Takatherm® (disponibles por Solvay), Maxamyl®
(disponibles por Gist-brocades/Genencor), Spezym
AA® (disponible por Genencor), y Keistase® (disponible por Daiwa).
Las \alpha-amilasas distintas del tipo Termamyl
incluyen, sin limitación, elementos de la familia de
\alpha-amilasa tipo Fungamyl.
\newpage
Proteasas: las proteasas adecuadas
incluyen las de origen animal, vegetal o microbiano, preferiblemente
de origen microbiano. La proteasa puede ser una serina proteasa o
una metaloproteinasa, preferiblemente una proteasa alcalina
microbiana o una proteasa tipo tripsina. Ejemplos de proteasas
incluyen aminopeptidasas, incluyendo la prolil aminopeptidasa
(3.4.11.5), X-pro aminopeptidasa (3.4.11.9),
leucil-aminopeptidasa bacteriana (3.4.11.10),
aminopeptidasa termofílica (3.4.11.12), lisil aminopeptidasa
(3.4.11.15), triptofanil aminopeptidasa (3.4.11.17), y metionil
aminopeptidasa (3.4.11.18); serina endopeptidasas, incluyendo la
quimotripsina (3.4.21.1), tripsina (3.4.21.4), cucumisina
(3.4.21.25), braquiurina (3.4.21.32), cerevisina (3.4.21.48) y
subtilisina (3.4.21.62); cisteína endopeptidasas, incluyendo
papaína (3.4.22.2), ficaína (3.4.22.3), quimopapaína (3.4.22.6),
asclepaína (3.4.22.7), actinidaína (3.4.22.14), caricaína
(3.4.22.30) y ananaína (3.4.22.31); endopeptidasas aspárticas,
incluyendo pepsina A (3.4.23.1), aspergilopepsina I (3.4.23.18),
penicillopepsina (3.4.23.20) y sacaropepsina (3.4.23.25); y
metaloendopeptidasas, incluida la Bacilolisina (3.4.24.28).
Ejemplos no limitativos de subtilisinas incluyen
subtilisina BPN', subtilisina amilosacarítica, subtilisina 168,
subtilisina mesentericopeptidasa, subtilisina Carlsberg, subtilisina
DY, subtilisina 309, subtilisina 147, termitasa, aqualisina,
proteasa PB92 de Bacillus, proteinasa K, proteasa TW7, y proteasa
TW3.
Las proteasas comercialmente disponibles
incluyen Alcalase^{TM}, Savinase^{TM}, Primase^{TM},
Duralase^{TM}, Esperase^{TM}, y Kannase^{TM} (Novo Nordisk
A/S), Maxatase^{TM}, Maxacal^{TM}, Maxapem^{TM},
Properase^{TM}, Purafect^{TM}, Purafect OxP^{TM}, FN2^{TM},
y FN3^{TM} (Genencor International Inc.).
También se contemplan para el uso en la presente
invención las variantes de la proteasa, tales como las descritas en
EP 130.756 (Genentech), EP 214.435 (Henkel), WO 87/04461 (Amgen), WO
87/05050 (Genex), EP 251.446 (Genencor), EP 260.105 (Genencor),
Thomas et al., (1985), Nature 318:375-376,
Thomas et al., (1987), J. Mol. Biol., 193, pp.
803-813, Russel et al., (1987), Nature
328:496-500, WO 88/08028 (Genex), WO 88/08033
(Amgen), WO 89/06279 (Novo Nordisk A/S), WO 91/00345 (Novo Nordisk
A/S), EP 525 610 (Solvay) y WO 94/02618
(Gist-Brocades N.V.).
La actividad de las proteasas puede ser
determinada como se describe en "Methods of Enzymatic
Analysis", tercera edición, 1984, Verlag Chemie, Weinheim, vol.
5.
Lipasas: las lipasas adecuadas (también
denominadas hidrolasas del éster carboxílico) incluyen aquellas de
origen bacteriano o micótico, incluyendo las triacilglicerol lipasas
(3.1.1.3) y fosfolipasa A2. (3.1.1.4.). Las lipasas para el uso en
la presente invención incluyen, sin limitación, lipasas de
Humicola (sinónimo de Thermomyces), tal como de H.
lanuginosa (T. lanuginosus) como se describe en EP 258
068 y EP 305 216 o de H. insolens como se describe en WO
96/13580; una lipasa de Pseudomonas, tal como de P.
alcaligenes o P. pseudoalcaligenes (EP 218 272), P.
cepacia (EP 331 376), P. stutzeri (GB 1.372.034), P.
fluorescens, Pseudomonas sp. cepa SD 705 (WO 95/06720 y
WO 96/27002), P. wisconsinensis (WO 96/12012); una lipasa de
Bacillus, así como de B. subtilis (Dartois et
al., Biochem. Biophys. Acta, 1131:
253-360, 1993), B. stearothermophilus (JP
64/744992) o B. pumilus (WO 91/16422). Otros ejemplos son
variantes de lipasa tales como las descritas en WO 92/05249, WO
94/01541, EP 407 225, EP 260 105, WO 95/35381, WO 96/00292, WO
95/30744, WO 94/25578, WO 95/14783, WO 95/22615, WO 97/04079 y WO
97/07202. Las enzimas de lipasa preferidas comercialmente
disponibles incluyen Lipolase^{TM} y Lipolase Ultra^{TM},
Lipozyme^{TM}, Palatase^{TM}, Novozym^{TM}435, y
Lecitase^{TM} (todas disponibles por novo Nordisk A/S). La
actividad de la lipasa puede ser determinada como se describe en
"Methods of Enzymatic Analysis", tercera edición, 1984, Verlag
Chemie, Weinhein, vol. 4.
Preferiblemente, las enzimas son derivadas de
microorganismos alcalofílicos y/o presentan actividad enzimática a
temperaturas elevadas. Las enzimas pueden ser aisladas de su célula
de origen o pueden ser producidas de forma recombinante, y pueden
ser modificadas químicamente o genéticamente. Normalmente, las
enzimas son incorporadas en la solución acuosa a un nivel desde
aproximadamente 0,0001% hasta aproximadamente 1% de proteína
enzimática en peso de la composición, más preferiblemente desde
aproximadamente 0,001% hasta aproximadamente 0,5% y más
preferiblemente de 0,01% a 0,2%. Será entendido que la cantidad de
unidades de actividad enzimática para cada enzima adicional para
usar en los métodos de la presente invención junto con una celulasa
particular puede ser fácilmente determinada usando ensayos
convencionales.
Agentes tensioactivos adecuados para el uso en
la práctica de la presente invención incluyen, sin limitación,
tensioactivos no iónicos (Patente estadounidense nº. 4.565.647);
aniónicos; catiónicos; y bipolares (Patente estadounidense nº.
3.929.678); que están normalmente presentes en una concentración de
entre aproximadamente 0,002% hasta aproximadamente 3% en peso,
preferiblemente desde aproximadamente 0,02% hasta aproximadamente
2% en peso. Los agentes tensioactivos aniónicos incluyen, sin
limitación, alquilbencenosulfonato lineal,
\alpha-olefinsulfonato, alquil sulfato (sulfato de
alcohol graso), alcohol etoxisulfato, alcanosulfonato secundario,
metil éster de alfa-sulfo ácido graso, ácido alquil
o alquenilsuccínico, y jabón. Agentes tensioactivos no iónicos
incluyen, sin limitación, alcohol etoxilato, nonilfenol etoxilato,
alquilpoliglicósido, alquildimetilaminaóxido, monoetanolamida de
ácido graso etoxilada, monoetanolamida de ácido graso, polihidroxi
alquil amida de ácido graso, y derivados N-acilo,
N-alquilo de glucosamina ("glucamidas").
Los sistemas constructores incluyen, sin
limitación, aluminosilicatos, silicatos, policarboxilatos y ácidos
grasos, agentes quelantes tales como tetraacetato de etilenodiamina,
aminopolifosfonatos, particularmente etilenodiamina de ácido
tetrametileno fosfónico, y dietilentriamina de ácido
pentametilenofosfónico, que se incluyen a una concentración de
entre aproximadamente 5% a 80% en peso, preferiblemente entre
aproximadamente 5% y aproximadamente 30% en peso.
Los sistemas blanqueadores pueden comprender un
agente oxidante tal como peróxido de hidrógeno, perborato,
peracetato, o percarbonato, que puede ser combinado con un activador
del blanqueamiento formador de perácido tal como
tetraacetiletilenodiamina o nonanoiloxibencenosulfonato. De forma
alternativa, el sistema blanqueador puede comprender peroxiácidos,
p. ej., del tipo amida, imida, o sulfona.
Los agentes antiespumantes incluyen sin
limitación siliconas (Patente estadounidense nº. 3.933.672;
DC-544 (Dow Corning), que están normalmente
incluidos a una concentración de entre aproximadamente 0,01% y
aproximadamente 1% en peso.
Las composiciones pueden también contener
agentes de supensión de la suciedad, agentes de liberación de la
suciedad, abrillantadores ópticos, abrasivos, y/o bactericidas, como
los conocidos de forma convencional en la técnica.
Los agentes colorantes incluyen, sin limitación,
los tintes descritos en Shores (ed.), Cellulosic Dyeing, 1995
(Society of Dyers and Colorists, Alden Press, Oxford).
\vskip1.000000\baselineskip
La presente invención proporciona métodos para
biopulir el tejido que comprende (a) la puesta en contacto de un
tejido celulósico, en un aparato continuo, con una solución acuosa
comprendiendo al menos una celulasa que carece de un dominio de
unión a la celulosa funcional y (b) el sometimiento del tejido
contactado a una temperatura elevada. La fase de puesta en contacto
conlleva la exposición del tejido durante un tiempo relativamente
breve (normalmente, durante menos de 5 min) a una solución a granel
conteniendo la enzima, tras lo cual el tejido puede ser fulardado
para eliminar la solución en exceso. Esto resulta en una absorción
de humedad (expresada como peso de solución: peso de tejido x 100)
de entre aproximadamente el 50 y aproximadamente el 200%,
preferiblemente entre aproximadamente el 50 y aproximadamente el
130%. Las fases de puesta en contacto y sometimiento pueden ser
realizadas simultáneamente (es decir, poniendo en contacto el tejido
con la solución a granel mientras que se calienta) o
consecutivamente (es decir, primero poniendo en contacto el tejido
con la solución a granel; opcionalmente eliminando la solución en
exceso; y, posteriormente, sometiendo el tejido húmedo a
temperatura elevada).
Para conseguir un biopulido eficaz, la
concentración de enzima en la solución acuosa (CMCU/ml), la
temperatura a la que el tejido es sometido, y el período de
incubación total, variará, dependiendo de:
- (i)
- la naturaleza del tejido;
- (ii)
- la celulasa particular usada;
- (iii)
- el pH de la solución;
- (iv)
- el tiempo durante el cual el tejido es contactado con la solución a granel; y
- (v)
- la presencia de otros componentes en la solución acuosa.
La determinación de la concentración enzimática
adecuada para ser usada, al igual que la optimización de otras
variables, puede ser conseguida usando sólo una experimentación
rutinaria estableciendo una matriz de condiciones y evaluando los
puntos diferentes en la matriz. Por ejemplo, se pueden variar la
concentración enzimática, la temperatura a la que la puesta en
contacto se produce, y el tiempo de contacto, tras lo cual la
resultante fibra o tela es evaluada en cuanto a (a) las propiedades
de biopulido, el tacto del tejido, la apariencia, y la resistencia
al frisado, y, opcionalmente, (b) la pérdida potencial en
resistencia y/o peso del tejido.
El tacto y apariencia del tejido son evaluados
por una prueba de panel, usando una puntuación de
1-3 (de peor a mejor).
El frisado puede ser medido usando cualquier
método convencional, tal como, p. ej., según el protocolo de la
American Society for Testing and Materials ASTM D
4970-89, usando un probador de abrasión y frisado
Martindale (James H. Heal & Co, Reino Unido). En este método, el
frisado es evaluado visualmente en una escala de 1 a 5, en la que 1
significa un frisado severo y 5 significa ningún frisado.
La resistencia del tejido es medida usando
cualquier método convencional, tal como, p. ej., según el protocolo
ASTM D 3786-87, usando un probador Mullen Burst
(Model C, B.F. Perkins, Chicopee MA).
En la práctica de la invención, las condiciones
son seleccionadas donde propiedades de biopulido, particularmente
el frisado, muestra mejoras sobre controles no tratados, pero donde
la pérdida de resistencia del tejido es mínima. Preferiblemente, un
aumento de la nota de frisado de al menos aproximadamente 0.25 es
observado, más preferiblemente al menos aproximadamente 0.5, y más
preferiblemente al menos aproximadamente 1.0. Preferiblemente, la
pérdida de resistencia del tejido es inferior a aproximadamente el
20%, más preferiblemente inferior aproximadamente al 10%, y más
preferiblemente inferior aproximadamente al 5%.
Normalmente, la solución a granel contiene una
celulasa carente de un CBD funcional a una concentración inferior a
aproximadamente 200 CMCU/ml, más preferiblemente inferior a
aproximadamente 100 CMCU/ml, y más preferiblemente inferior a
aproximadamente 50 CMCU/ml; a una temperatura de al menos
aproximadamente 70ºC, preferiblemente al menos aproximadamente
75ºC, y más preferiblemente al menos aproximadamente 85ºC; y a un
pH de entre aproximadamente 4 y 12, preferiblemente entre
aproximadamente 5 y 10, y más preferiblemente entre aproximadamente
7 y 10.
Métodos combinatorios: la presente
invención también comprende métodos combinatorios donde el biopulido
se realiza simultáneamente con descrudado y/o coloración. En estas
formas de realización, la solución a granel acuosa también contiene
otros componentes, incluyendo sin limitación las enzimas descritas
aquí, al igual que otros componentes, tales como, p. ej., tintes
(incluyendo sin limitación tintes reactivos, tintes directos,
tintes al azufre, y tintes a la tina) y auxiliares colorantes. Véase
Shore (ed.), Cellulosic Dyeing, 1995 (Society of Dyers and
Colorists, Alden Press, Oxford). El tejido contactado es luego
sometido a una temperatura elevada, que resulta en una coloración
simultánea o descrudado y biopulido.
Los ejemplos siguientes están previstos como
ilustraciones no limitativas de la presente invención.
El siguiente experimento fue realizado para
evaluar la capacidad de biopulido de la celulasa de Dictyoglomus en
un aparato continuo.
El tejido usado fue Knitted Fabric 460 (Test
Fabrics Inc.), que es 100% algodón entrelazado blanqueado. El
tejido fue cortado en piezas de 20 x 30 cm con un peso de
aproximadamente 12.5 g cada una. El peso de cada muestra fue
determinado después del acondicionamiento durante al menos 24 horas
a 65 \pm 2% de humedad relativa y 21 \pm 2ºC (70 \pm
3ºF).
La celulasa comprendía el dominio catalítico de
celulasa de Dictyoglomus (cuya secuencia está mostrada en la
SEC ID NO:2) que fue formulada en 15 mM de fosfato sódico. El pH y
la concentración enzimática fueron tal y como se muestra en la
Tabla 1 más abajo.
Las muestras fueron puestas en contacto con
soluciones enzimáticas durante menos de 45 segundos y luego
fulardadas a través de un fulard, tras lo cual éstas fueron pesadas
y colgadas inmediatamente en un Mathis a vapor (tipo
PSA-HTF) (Werner Mathis USA Inc. Concord, NC). El
porcentaje de solución en el tejido (% absorción de humedad) y
proporción de actividad celulasa para el tejido están mostrados en
la Tabla 1. Las muestras de tejido fueron tratadas a 90ºC y el 100%
de humedad relativa durante 90 minutos. Todas las muestras fueron
luego transferidas y enjuagadas en agua desionizada durante al menos
5 minutos, tras lo cual fueron secadas al aire. Finalmente, las
muestras fueron acondicionadas a 65 \pm 2% de humedad relativa y
21 \pm 2ºC (70 \pm 3ºF) de temperatura durante al menos 24
horas antes de la evaluación.
La resistencia del tejido fue medida en un
probador modelo C de Mullen Burst según ASTM
D3786-87: Método de ensayo estándar para la
determinación de la resistencia hidráulica al estallido de textiles
tejidos y no tejidos - Método de ensayo de diafragma de resistencia
al estallido. Los resultados se presentan como el promedio de al
menos 8 mediciones. La nota de frisado fue medida según ASTM D
4970-89: Método de ensayo estándar para la
determinación de la resistencia al frisado y otros cambios en la
superficie relacionados de textiles (Método de ensayo bajo presión
de Martindale). Después de 500 revoluciones, se evaluó el frisado
en el tejido visualmente contra una escala estándar de 1 a 5, donde
1 indica un frisado muy severo y 5 no indica ningún frisado. Los
resultados se presentan como el promedio de al menos dos
mediciones.
Los resultados están mostrados en la tabla 1
abajo y en la figura 1. Al aumentar la concentración enzimática, se
observó un aumento correspondiente en la nota de frisado. El aumento
en la resistencia al frisado es superior a pH 8.1 que a pH 6.0. En
las condiciones indicadas de concentración enzimática y pH, el
método de la invención resulta en una pérdida de resistencia del
tejido mínima (pérdida inferior al 5% a pH 6.0 y pérdida no
detectable a pH 8.1). Un frisado constante en la superficie también
indicaba que el tejido había sido expuesto uniformemente a la
celulasa.
Estos resultados demuestran que el biopulido del
tejido de algodón con la celulasa de Digtyoglomus mejora la
resistencia al frisado del tejido sin una pérdida de resistencia
significativamente detectable.
El siguiente experimento fue realizado para
evaluar la capacidad de biopulido de la celulasa de
Dictyoglomus en un aparato continuo.
El biopulido se efectuó esencialmente como se
describe en el ejemplo 1, con la excepción de que el tampón usado
consistió en 9.53 g de tetraborato de sodio decahidrato disuelto en
2.5 l de agua desionizada y ajustado a pH 9.2, y la celulasa fue
derivada de Pyrococcus (cuya secuencia está representada en
la SEC ID NO: 1).
Las muestras fueron fulardadas y tratadas como
se describe en el ejemplo 1. La absorción de humedad del tejido fue
del 94%. El tejido fue tratado durante 90 min a pH 9.2, 90ºC, y
humedad relativa al 100%. Los procedimientos de aclarado, secado,
evaluación fueron iguales a los del Ejemplo 1 excepto porque la nota
de frisado fue evaluada después de 125 revoluciones.
Ninguna pérdida de resistencia estadísticamente
significante fue detectada en ninguna de las muestras tratadas con
celulasa al compararse con controles que no fueron expuestos a
enzimas. En cambio, la nota de frisado aumenta conforme aumenta la
actividad enzimática (Figura 2). Estos resultados indicaron que las
celulasas de Pyroccocus son útiles para el biopulido,
mientras que provocan una pequeña pérdida de resistencia del tejido
en un aparato Pad Steamer. También se consiguió una mejor apariencia
y tacto del tejido.
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Los experimentos siguientes fueron realizados
para evaluar los métodos de la presente invención durante el
descrudado y biopulido combinados.
El tejido usado fue Fabric 4600, que es 100%
tejido de algodón sin lavar ni blanquear. La preparación del
tejido y el tampón fueron iguales a los que se describe en el
Ejemplo 2 arriba.
La solución a granel contenía: (a) la celulasa
de Pyroccucus descrita en el Ejemplo 2 arriba, a una
concentración de 6.12 CMCU/ml y 4.9 CMCU/g de tejido; y (b) la
pectato liasa termoestable a una concentración de 1.93
mv-mol/ml/min. Las muestras fueron fulardadas y
tratadas como se describe en el Ejemplo 1. La absorción de humedad
del tejido fue del 80%. Las condiciones de tratamiento fueron pH
9.2, 90ºC, humedad relativa (RH) al 100%, y el tratamiento duró 90
min.
Los procedimientos de aclarado, secado,
evaluación son los mismos que los que se describe en el ejemplo 1
arriba. La velocidad de humedecimiento fue evaluada según el método
de prueba de AATCC. Una gota de agua de una bureta de 1 cm de alto
fue permitida caer sobre la superficie tensa de una muestra de
tejido. El tiempo para la desaparición del agua de la superficie
del tejido fue registrado como tiempo de humedecimiento. Ocho
mediciones en cada muestra fueron realizadas y promediadas.
Resistencia al frisado del tejido mejorada
después del tratamiento con celulasa o bien del tratamiento
combinado con celulasa y pectinasa (Tabla 2). Además, el promedio de
tiempo de humedecimiento también disminuyó significativamente con
respecto a los controles tratados sin enzima (tabla 3). Estos
resultados indicaron que los métodos de la invención pueden ser
usados para el biopulido y descrudado combinados.
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\vskip1.000000\baselineskip
\bullet WO 9320278 A [0007]
\bullet WO 9617994 A [0009]
\bullet WO 9744361 A [0024]
\bullet WO 9602551 A [0024]
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\bullet EP 130756 A, Genentech [0034]
\bullet EP 214435 A, Henkel [0034]
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\bullet WO 8705050 A, Genex [0034]
\bullet EP 251446 A, Genencor [0034]
\bullet EP 260105 A, Genencor [0034]
[0036]
\bullet WO 8808028 A, Genex [0034]
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\bullet EP 525610 A, Solvay [0034]
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Gist-Brocades N.V. [0034]
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<110> Liu, Jiyin
\hskip1cmCondon, Brian
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<120> Biopulido continuo de tejidos que
contienen celulosa con celulasas termofílicas
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<130> 5464.204-WO
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<150> 60/068,274
\vskip0.400000\baselineskip
<151>
1997-12-19
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<160> 2
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<170> FastSEQ para versión 3.0 de
Windows
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 1
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 319
\vskip0.400000\baselineskip
<212> PRT
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Escherichia coli
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 1
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<210> 2
\vskip0.400000\baselineskip
<211> 288
\vskip0.400000\baselineskip
<212> PRT
\vskip0.400000\baselineskip
<213> Dictyoglomus sp.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip0.400000\baselineskip
<400> 2
\vskip1.000000\baselineskip
Claims (8)
1. Método de biopulido de un tejido que
contiene celulosa en un proceso continuo, dicho método
comprendiendo
(a) la puesta en contacto del tejido con una
solución a granel acuosa con un pH entre 4 y 12 que comprende una
celulasa, donde dicha celulasa carece de un dominio de unión a la
celulosa funcional, y
(b) el sometimiento del tejido contactado a una
temperatura superior a 70ºC,
donde dichas fases de puesta en contacto y
sometimiento ocurren consecutivamente o simultáneamente y donde
dicho tejido tratado presenta al menos una propiedad mejorada de
biopulido seleccionada del grupo que consiste en: nota de frisado,
tacto, y apariencia, respecto a un tejido no tratado.
\vskip1.000000\baselineskip
2. Método según se define en la reivindicación
1, comprendiendo además, después de la fase (a), la eliminación de
dicho tejido contactado de dicha solución a granel.
3. Método según se define en la reivindicación
1, donde el tejido con celulosa comprende una fibra celulósica
seleccionada del grupo que se compone de algodón, lino, ramio,
cáñamo, yute, rayón, liocel, y combinaciones de cualquiera de los
anteriores entre sí o con una fibra no celulósica.
4. Método según se define en la reivindicación
1, donde la celulasa es una enzima monocomponente.
5. Método según se define en la reivindicación
1, donde la solución a granel contiene menos de 200 CMCU/ml de
actividad celulasa.
6. Método según se define en la reivindicación
1, donde el pH de la solución acuosa es entre 5 y 10.
7. Método según se define en la reivindicación
1, donde dicha solución a granel adicional comprende una enzima
seleccionada del grupo que consiste en proteasas, lipasas, amilasas,
enzimas que digieren pectina, y hemicelulasas.
8. Método según se define en la reivindicación
1, donde dicha solución a granel adicional comprende un colorante
y/o un compuesto colorante auxiliar y donde dicho método resulta en
la coloración de dicho tejido.
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