对含纤维素的材料同时进行 酶促脱浆和漂煮的方法 本发明涉及一种对含纤维素的材料，特别是对棉花同时进行酶促脱浆和漂煮的方法。
含纤维素的材料，优选是适用于纺织产品中用于制造纤维和织物的棉花的加工过程包含有许多步骤。首先要将纤维纺成纱，然后才能纺织成织物。接着要将这种织物染色和用各种纺织砑光剂(Ausrustungmittel)进行处理。
为用于织物的纱线具有耐力，通常就要用浆料处理或快速上浆。而在上浆过程中通常都涉及到浆料的溶液、乳脂、分散液或乳液，它们能赋予纱线以光泽、紧凑性、柔性和硬度，从而改善在织机上的加工性。紧接着纺织过程经常还要进行染色和加压过程。这些方法的前提通常是，在织物上不再存有任何浆料。因此，在棉花加工过程中的一个重要步骤是对所纺成的中间产品进行脱浆。这种脱浆过程本身很大程度上取决于所用的浆料。通常的浆料是，例如，聚丙烯酸酯、聚乙烯醇或羧甲基纤维素。另外也可以使用淀粉作为浆料。对以淀粉处理过的织物进行脱浆，除了过去的纯的化学物理洗涤法外还发展了许多酶促处理方法。可以使用，如α-淀粉酶来去除植物纤维中的淀粉。所用的酶可以分解淀粉，且其然后紧接着能在纤维的洗涤过程中除去淀粉。
除了脱浆外，还必须对棉织物进行蒸煮或煮炼。这里就涉及到一种用于此目地的工序，通过优选用稀的氢氧化钠来煮纤维素纤维来破坏来自纤维表面的脂肪、树脂、淀粉、蜡及类似的杂质，并由此而使得纤维更易于进行以下的漂白剂和染色剂的处理。当在常压下进行蒸煮时，通常将煮炼过程设定在约120℃下的压力下进行。
蒸煮的过程也可以在有酶存在的情况下进行。因此DD264947A1中公开一种用于以酶来预处理棉花的方法，其中使用一种真菌酶络合体，优选一种纤维素酶络合体作为脱浆剂。在去除淀粉浆料的同时也通过水解而除去伴随棉花的杂质。然而，DD264947中所记载的方法完全没有给出精确的工艺参数，特别是酶处理时的pH值。
US2002/0002746A1中公开了一种对棉织物进行碱性的酶促脱浆的方法。为此目的，在pH值为9或以上并温度为50℃的条件下使一种含有果胶酶的水溶液与棉织物相接触。其中关键在于要将水溶液中的钙含量尽可能地调低。
这种目前在纺织工业中广泛使用的方法的缺点在于必须在较为碱性的pH值下进行工作。而这样就会因碱性废水而导致不期望的环境污染。
因此，本发明的任务在于寻找到一种没有上述这些缺点，且能用于对含有纤维素的材料，优选对棉花同时进行脱浆并漂煮的方法。
现已惊奇地发现，通过选择特定的工艺参数就能同时实现脱浆和漂煮。
本发明内容在于一种对含纤维素的材料同时进行酶促脱浆和漂煮过程的方法，其中(a)一种至少含有一种果胶酶的水溶液并在步骤(b)中使其与含有纤维素的材料相接触，其中溶液的pH值小于7并且必须调节温度到至少50℃以及在步骤(c)中接着在更高的温度下用含有润湿剂或分散剂和络合剂的水溶液洗涤经处理的含纤维素材料，并且适当时再送入到其他加工步骤中。
本发明的方法优选是用于棉花。而所谓的棉花不仅理解为是5000多年来在热带至亚热带地区所种植的棉葵属、而且也是开黄花(棉黄苷(Gossypetin))的棉灌木(棉毛(Gossypium))的植物纤维，也应该理解为由此根据DIN60001TI.4(08/1991)所得到的缩写为CO的纺织纤维。长纤维由超过90％的平均摩尔质量为320000且平均聚合度为10000-14000(提纯后500-3000)的纤维素构成。在纤维主体，即所谓的内壁(Sekundarwand)中只含有约5％的非纤维素物质。相反，薄的外皮或外壁(Primarwand)是由约90％的棉蜡和果胶组成，而只有至多约10％是由纤维素组成(而实际上还能有更高的纤维素值)。根据电子显微镜试验，单个种子毛(samenhaar)(直径约20mm)由单个细胞组成，且其细胞壁由不同取向并且直径为3-5mm的纤维素原纤维的不同层所构成。
除了纯棉花也可以用本发明的方法来处理含棉花的混合织物。这种混合织物既可以含天然纤维也可以含合成纤维，如聚烯烃纤维、聚酯纤维、尼龙或者，作为天然纤维实例的亚麻纤维和其他合适的织物。
本发明方法使用果胶酶对含淀粉的浆料进行脱浆处理。如果存在其果胶酶活性≥75PTF/mg且α-淀粉酶活性≥22400α-TU/g的这种酶制剂或酶，则是有利的。特别优选的是有CAS号9033-35-6的果胶酶的变体。这种产品由AB Enzym公司以商品名BiotouchPTA提供。IUB号为EC 4.2.2.10。这里所涉及的是一种果胶酶-α-淀粉酶混合物，其由非病原性微生物的基因改性株而获得。
根据本发明的方法，首先要在步骤a)中制备果胶酶的水溶液。该溶液以水溶液计含有浓度为0.5至最大5重量％，优选1至3重量％的果胶酶。接着使来自步骤(a)的水溶液和含纤维素材料相接触。
其既可以以间歇法也可以以所谓的连续法进行。
在间歇式处理过程中，首先要将织物浸渍于一装有水溶液的贮槽中。该过程中须注意的是，在处理时水溶液的温度要保持在至少50℃，从而保证酶有足够的活性。此外，本发明中关键还在于，水溶液的pH值必须调整到小于7，优选在5.5到6.5的范围内。这种pH值的调节可以用常规的酸的添加来完成，如用醋酸。在用水溶液浸渍织物后，还要将其，如在支架(Docke)上卷绕并保持长时间的潮湿，直至果胶酶和棉织物已进行反应。优选含纤维素的材料必须和水溶液保持接触至少1分钟，但其中特别是在间歇法中，如上所述，接触时间需要10分钟到20小时以使反应完全。
在反应时间结束后，要在更高的温度，即超过60℃，优选80到100℃下，用含有润湿剂或分散剂和络合剂的水溶液洗涤该织物。在此步骤中一般要将温度调节到90至95℃。润湿剂的添加要基于以下原则，要保证棉花充分湿透和足够浸湿。合适的润湿剂是为技术人员所公知的，其可以是非离子性或阴离子性的，而优选使用的是乙氧基化的脂肪醇。
此外还必须要添加络合剂以用于从水分散液中除去特别是天然含于棉花内的钙离子。此处特别合适的有膦酸，但也可以是技术人员所公知的所有用于纺织工业的其它络合剂。如果不使用络合剂，则由于成盐和沉淀作用，残渣会保留在纤维上。在洗涤步骤结束后就可以干燥织物并将其输送入其他加工步骤中去，优选漂白工序。
除了上述的间歇法外，还可以以连续过程实施本发明的方法。在这种情况下要将织物连续地导入穿过含有果胶酶和润湿剂的槽，接着在洗涤和干燥织物后，可以如进行漂白和进行其他一些处理步骤，如染色。在这连续法中，水溶液(a)的停留时间优选在1到10分钟。并且在这步骤中通常必须将反应温度升高，优选升高至60℃以上，从而保证充分脱浆。
本发明方法对所处理的织物能进行很好的脱浆并同时进行漂煮过程。该法既适合于纯棉也适合于含棉的混合织物。此外还表明，通过使用本发明方法，可以使在其后的碱性漂白步骤中所使用的漂白剂的量降低到多达30％。
此外有利的还有，将果胶酶和其他合适的酶，优选如纤维素酶一起使用，其中果胶酶和纤维素酶的重量比优选为10∶1到1∶1。另外，在本发明方法过程中还可以使用技术人员所公知的其他助剂，如消泡剂。
实施例
如下实施本发明的方法。在50℃下使待试棉织物(100％荨麻和100％斜纹织物)和含有5m/l润湿剂(Cottoclarin BAM，Cognis公司)与5m/l果胶酶(CAS号9035-35-6，Biotouch PTA，AB Enzymes)的水溶液相接触。用醋酸将水溶液的pH值调整到6.5。将织物各浸渍入装有含果胶酶的水溶液的槽中，并接着在支架上卷绕，保持潮湿20小时和进行旋转。
然后在95℃下用含有润湿剂或分散助剂(Cottoclarin BAM，1ml/l)和一种络合剂(Securon540，Cognis公司，1ml/l)的水溶液洗涤织物。接着将织物在空中干燥。另外再将干燥后的织物用含6ml/kg NaOH，3ml/kg Cottoclarin BAM，5ml/kg Stabilol P(Cognis公司)和40ml/kg H2O2(35％)的水溶液浸渍，接着用100℃的热饱和水蒸气处理15分钟。
用分光光度计测量织物的白度(表1)。
表1 白度(Berger) ％反射比(460mm) 荨麻(100％)未处理 21 61 脱浆/漂煮后 23 60 漂白后 79 87 斜纹织物(100％)未处理 22 60 脱浆/漂煮后 26 61 漂白后 74 86
用毛巾布(100％棉)在Thies Ecosoft设备上进行另一项试验。漂洗比(纺织品∶用于处理的漂洗液)为1∶10。纺织品是以100mm/min的速度通过设备。
首先要将纺织品加热至40℃并添加入防皱剂(Falten verhinderungsmittlels)以及润湿剂(1ml/l Breviol PAN-N，1ml/l Foryl 5678)。用醋酸将漂洗液的pH值调整到5.5。接着加热漂洗液至55℃，然后一种含有3％果胶酶(ForylasePA)和1％纤维素酶(Foryase CE)的水溶液。在55℃下将纺织品静置于漂洗液中45分钟。接着在95℃下用含润湿剂和络合剂的水溶液进行洗涤步骤。然后再次在90℃下用含分散剂的水溶液洗涤该纺织品。
如实施例1测试毛巾布的白度，所得结果列于表2中： 白度(Berger) ％反射率(460mm)毛巾布(100％)未处理 7 52脱浆/漂煮后 22 60