專利名稱：改善耐久性壓燙整理的纖維素材料的強(qiáng)度和抗磨損性的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及改善耐久性壓燙整理(durable press finishing)的纖維素材料、諸如棉的抗磨損性(abrasion resistance)和拉伸強(qiáng)度(tensile strength)的方法，更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及通過(guò)用酶組合物處理耐久性壓燙整理的纖維素材料來(lái)改善抗磨損性和拉伸強(qiáng)度的方法。
背景技術(shù)：
耐久性壓燙整理廣泛用于紡織品工業(yè)以賦予纖維素材料、諸如棉織物和服裝抗皺性能。耐久性壓燙整理劑、諸如二甲基二羥基亞乙基脲(DMDHEU)和二羥甲基丙基氨基甲酸酯(DMPC)反應(yīng)而在纖維素聚合物之間形成共價(jià)交聯(lián)以賦予棉織物抗皺性能。纖維/織物表面上的纖維素交聯(lián)可以因干燥和固化過(guò)程中反應(yīng)劑遷移至表面而加劇，從而導(dǎo)致表面上的交聯(lián)增加，這一結(jié)果使纖維表面的變脆增加，而抗磨損性降低。耐久性壓燙整理的織物的機(jī)械強(qiáng)度和抗磨損性顯著損耗已經(jīng)成為工業(yè)上主要關(guān)心的問(wèn)題。纖維素分子被基于甲醛的樹(shù)脂和與聚羧酸、諸如BTCA交聯(lián)導(dǎo)致纖維素大分子網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)硬化和纖維變脆，由此降低處理的棉織物的機(jī)械強(qiáng)度。這些相同的機(jī)理是導(dǎo)致纖維表面機(jī)械特性降低的原因，由此使抗磨損性較差。
已經(jīng)存在大量手段用于改善耐久性壓燙處理的棉織物的殘留強(qiáng)力保留強(qiáng)度，包括改善的處理效率以減少所用催化劑的量和應(yīng)用聚合物樹(shù)脂以獲得更具柔性的纖維交聯(lián)。
Lickfield等在“耐久性壓燙整理的棉的抗磨損性”(http//www.ntcresearch.orq/current/year10/Proiects/C00-C01.htm)中公開(kāi)了改善耐久性壓燙整理的棉織物的抗磨損性的技術(shù)的研發(fā)情況，通過(guò)防止纖維表面出現(xiàn)交聯(lián)和/或從其中除去交聯(lián)來(lái)進(jìn)行。參考文獻(xiàn)中描述了作者將其努力集中在使用兩種不同交聯(lián)化學(xué)手段設(shè)計(jì)的酶反應(yīng)系統(tǒng)。此外，參考文獻(xiàn)中記載目前沒(méi)有特異性破壞DMDHEU與纖維素之間的鍵的商購(gòu)酶系統(tǒng)且存在幾種具有降解DMDHEU上的脲鍵能力的蛋白酶系統(tǒng)并對(duì)它們進(jìn)行了評(píng)價(jià)。
發(fā)明概述本發(fā)明者已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了改善耐久性整理的纖維素材料、諸如棉的保留強(qiáng)度(strength tension)和抗磨損性的酶系統(tǒng)。
本發(fā)明提供了與傳統(tǒng)耐久性壓燙工藝相比生產(chǎn)含纖維質(zhì)纖維的織物、無(wú)褶皺/耐褶皺、同時(shí)改善諸如斷裂強(qiáng)度和抗磨損性這類特性的耐久性壓燙方法，所述的織物例如有棉；亞麻布；苧麻(ramie)；再生纖維素及其與其它纖維、諸如聚酯、尼龍等的混合物；該方法通過(guò)用包括能夠除去纖維素材料中的交聯(lián)、優(yōu)選纖維素材料表面上的交聯(lián)的酶的組合物處理耐久性壓燙整理的纖維素材料來(lái)進(jìn)行。還可以在該耐久性壓燙工藝過(guò)程中進(jìn)行酶處理以降低尤其是纖維素材料表面上交聯(lián)的程度。在該實(shí)施方案中，所述的組合物除包括酶外還包括至少一種耐久性壓燙整理劑。
因此，本發(fā)明在第一個(gè)實(shí)施方案中涉及改善耐久性壓燙整理的纖維素材料的抗磨損性和/或拉伸強(qiáng)度的方法，該方法包括用能夠防止纖維素材料中出現(xiàn)交聯(lián)和/或從其中除去交聯(lián)的酶對(duì)所述耐久性壓燙整理的材料進(jìn)行酶處理的步驟。
本發(fā)明在第二個(gè)方面中涉及用于處理耐久性壓燙整理的纖維素材料的組合物，它包括至少一種能夠防止纖維素材料中出現(xiàn)交聯(lián)和/或從其中除去交聯(lián)的酶。
本發(fā)明在第三個(gè)方面中涉及用于處理耐久性壓燙整理的纖維素材料的組合物，它包括至少一種耐久性壓燙整理劑和至少一種能夠防止纖維素材料中出現(xiàn)交聯(lián)和/或從其中除去交聯(lián)的酶。
發(fā)明詳述本發(fā)明涉及改善耐久性壓燙整理的纖維素材料的保留強(qiáng)度的方法。
術(shù)語(yǔ)″改善抗磨損性和/或拉伸強(qiáng)度″在本發(fā)明的上下文中指的是用本發(fā)明的酶處理的耐久性整理的纖維素材料的致斷載荷(breaking load)和/或韌性比未進(jìn)行酶處理的耐久性整理的材料提高?？鼓p性和拉伸強(qiáng)度為通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)方法測(cè)定的織物的物理特性。
術(shù)語(yǔ)″能夠防止纖維素材料中出現(xiàn)交聯(lián)和/或從其中除去交聯(lián)的酶″在本發(fā)明上下文中指的是能夠?qū)θ缟纤龅哪途眯詨籂C整理的纖維素材料提供改善的抗磨損性和/或拉伸強(qiáng)度的酶。
織物術(shù)語(yǔ)″纖維素材料″或″纖維質(zhì)纖維″指的是含纖維素的材料制備的任意類型的織物、特別是機(jī)織織物、含有例如來(lái)自木漿和棉的纖維素或纖維素衍生物的織物。在本發(fā)明的上下文中，術(shù)語(yǔ)″織物″還用以包括服裝和其它類型的加工加工織物。纖維質(zhì)纖維的實(shí)例為棉、粘膠、嫘縈、苧麻、亞麻布、lyocell或其混合物；粘膠、棉或lyocell與其它纖維、諸如聚酯的所有混合物；粘膠/棉混合物、lyocell/棉混合物、粘膠/羊毛混合物、lyocell/羊毛混合物、棉/羊毛混合物；亞麻(亞麻布)、苧麻和其它基于纖維素纖維的織物，包括纖維素纖維與其它纖維諸如羊毛、聚酰胺、丙烯酸和聚酯纖維的所有混合物，例如粘膠/棉/聚酯混合物、羊毛/棉/聚酯混合物、亞麻/棉混合物等。
纖維素材料、例如棉或棉混合物，可以為任意類型的織物，包括例如機(jī)織織物、非機(jī)織織物、氈合織物或針織物。優(yōu)選機(jī)織織物。
酶可以使用能夠除去耐久性壓燙整理的材料中的交聯(lián)、尤其是除去所述材料表面上的交聯(lián)的任意酶進(jìn)行本發(fā)明的酶處理。
酯水解酶可以使用羧酸酯水解酶、特別是脂解酶和/或生物聚酯水解酶進(jìn)行本發(fā)明的酶處理。這類酶是眾所周知的且如文獻(xiàn)中所定義，例如，參見(jiàn)BorgstrmB和Brockman H L，(Eds.)；Lipases；Elsevier Science Publishers B.V.，1984；和Kolattukudy P E；The Biochemistry of Plants，Academic Press Inc.，1980 4624-631。
在本發(fā)明的上下文中，將脂解酶分類為E.C.3.1.1且包括真脂酶、酯酶、磷脂酶和溶血磷脂酶。更具體的說(shuō)，所述的脂解酶可以為分類為EC 3.1.1.3、EC 3.1.1.23和/或EC 3.1.1.26的脂酶；分類為EC 3.1.1.1、EC 3.1.1.2、EC 3.1.1.6、EC 3.1.1.7和/或EC 3.1.1.8的酯酶；分類為EC 3.1.1.4和/或EC3.1.1.32的磷脂酶；分類為EC 3.1.1.5的溶血磷脂酶；和分類為EC 3.1.1.74的角質(zhì)蛋白酶。
脂解酶優(yōu)選來(lái)源于微生物，特別是來(lái)源于細(xì)菌、真菌或酵母。然而，脂解酶也可以來(lái)源于哺乳動(dòng)物，諸如來(lái)自豬肝的酶。
在具體的實(shí)施方案中，所用的脂解酶可以來(lái)源于犁頭霉屬的菌株，特別是Absidia blakesleena和傘枝犁頭霉；無(wú)色桿菌屬的菌株，特別是解毒無(wú)色桿菌(Achromobacter iophagus)；氣單胞菌屬的菌株；鏈格孢屬的菌株，特別是甘藍(lán)鏈格孢；曲霉屬的菌株，特別是黑色曲霉和黃色曲霉；無(wú)色桿菌屬的菌株，特別是解毒無(wú)色桿菌(Achromobacter iophagus)；短柄霉屬的菌株，特別是出芽短柄霉；芽孢桿菌屬的菌株，特別是短小芽孢桿菌、嗜熱脂肪芽孢桿菌(Bacillus strearothermophilus)和枯草芽孢桿菌；白僵菌屬的菌株；索絲菌屬的菌株，特別是熱殺索絲菌(Brochothrix thermosohata)；假絲酵母屬的菌株，特別是Candida cylindracea(皺摺假絲酵母)、Candidaparalipolytica、Candida tsukubaensis、Candida auriculariae、土生假絲酵母、葉生假絲酵母、Candida cylindracea(皺摺假絲酵母)和Candida antarctica；Chromobacter的菌株，特別是Chromobacter viscosum；Coprins的菌株，特別是Coprinus cinerius；鐮孢屬的菌株，特別是尖孢鐮孢、茄病鐮孢、Fusariumsolani pisi和Fusarium roseum culmorum；Geotricum的菌株，特別是Geotricumpenicillatum；漢遜氏酵母屬的菌株，特別是異常漢遜氏酵母；腐質(zhì)霉屬的菌株，特別是Humicola brevispora、Humicula lanuginosa、Humicola brevis var.thermoidea和Humicola insolens；Hyphozyma的菌株；乳芽苞桿菌屬的菌株，特別是彎曲乳芽孢桿菌；綠僵菌屬的菌株；毛霉菌的菌株；擬青霉屬的菌株；曲霉屬的菌株，特別是圓弧青霉、皮落青霉和擴(kuò)展青霉；假單胞菌屬的菌株，特別是銅綠假單胞菌、產(chǎn)堿假單胞菌、蔥頭假單胞菌(syn.Burkholderia cepacia)、熒光假單胞菌、莓實(shí)假單胞菌、嗜麥假單胞菌、門多茜娜假單胞菌、Pseudomonas mephitica lipolytica、產(chǎn)堿假單胞菌、Pseudomonas plantai、類產(chǎn)堿假單胞菌、惡臭假單胞菌、司徒茨氏假單胞菌和Pseudomonas wisconsinensis；絲核菌屬的菌株，特別是茄屬絲核菌；Rhizomucor的菌株，特別是Rhizomucor miehei；根霉屬的菌株，特別是日本根霉、小孢根霉和結(jié)節(jié)根霉；紅冬孢屬的菌株，特別是類酵母紅冬孢；紅酵母屬的菌株，特別是膠粘紅酵母；擲孢酵母屬的菌株，特別是Sporobolomyces shibatanus；Thermomyces的菌株，特別是Thermomyceslanuginosus(以前的Humicola lanuginosa)；Thiarosporella的菌株，特別是Thiarosporella phaseolina；木霉屬的菌株，特別是Trichoderma harzianum和Trichoderma reesei；和/或輪枝孢屬的菌株。
在更優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明所用的脂解酶來(lái)源于曲霉屬的菌株、無(wú)色桿菌屬的菌株、芽孢桿菌屬的菌株、假絲酵母屬的菌株、Chromobacter的菌株、鐮孢屬的菌株、腐質(zhì)霉屬的菌株、Hyphozyma的菌株、假單胞菌屬的菌株、Rhizomucor的菌株、Rhizopus根霉屬的菌株或Thermomyces的菌株。
在更優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明所用的脂解酶來(lái)源于短小芽孢桿菌的菌株、嗜熱脂肪芽孢桿菌、皺摺假絲酵母的菌株、Candida antarctica的菌株、特別是Candida antarctica脂酶B(如WO 88/02775中所述獲得)、Humicolainsolens的菌株、Hyphozyma的菌株、蔥頭假單胞菌的菌株或Thermomyceslanuginosus的菌株。
在本發(fā)明的上下文中，生物聚酯水解酶包括酯酶和聚羥基鏈烷酸酯解聚酶，特別是聚-3-羥基鏈烷酸酯解聚酶。實(shí)際上，酯酶為脂解酶和生物聚酯水解酶。
在更優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述的酯酶為角質(zhì)蛋白酶或suberinase。此外，在本發(fā)明的上下文中，角質(zhì)蛋白酶為能夠降解角質(zhì)的酶，例如，參見(jiàn)Lin TS & lattukudy P E，J.Bacteriol.1978 133(2)942-951；suberinase為能夠降解木栓質(zhì)的酶，例如，參見(jiàn)Kolattukudy P E；Science 1980 208 990-1000，Lin T S& Kolattukudy P E；Physio.Plant Pathol.1980 17 1-15；和The Biochemistry ofPlants，Academic Press，1980 Vol.4 624-634；且聚-3-羥基鏈烷酸酯解聚酶為能夠降解聚-3-羥基鏈烷酸酯的酶，例如，參見(jiàn)Foster等，F(xiàn)EMS Microbiol.Lett.1994 118 279-282。例如，角質(zhì)蛋白酶不同于傳統(tǒng)脂酶的方面在于在三丁精底物的臨界膠束濃度(CMC)左右沒(méi)有觀察到可測(cè)定的活化。此外，認(rèn)為角質(zhì)蛋白酶屬于絲氨酸酯酶類。
生物聚酯水解酶優(yōu)選來(lái)源于微生物，特別是來(lái)源于細(xì)菌、真菌或酵母。
在優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述的生物聚酯水解酶來(lái)源于曲霉屬的菌株，特別是米曲霉；鏈格孢屬的菌株，特別是甘藍(lán)鏈格孢；鐮孢屬的菌株，特別是茄病鐮孢、Fusarium solani pisi、Fusarium roseumculmorum或Fusariumroseum sambucium；長(zhǎng)蠕孢屬的菌株，特別是蒜頭長(zhǎng)蠕孢；腐質(zhì)霉屬，特別是Humicola insolens；假單胞菌屬的菌株，特別是門多茜娜假單胞菌或惡臭假單胞菌；絲核菌屬的菌株，特別是茄屬絲核菌；鏈霉菌屬的菌株，特別是瘡痂病鏈霉菌；或Ulocladium的菌株，特別是Ulocladium consortiale。在最優(yōu)選的實(shí)施方案中，所述的生物聚酯水解酶為來(lái)源于Humicola insolens菌株、特別是菌株Humicola insolens DSM 1800的角質(zhì)蛋白酶(例如，參見(jiàn)WO A1 00/34450和美國(guó)專利US 6,184,010)。
在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，聚-3-羥基鏈烷酸酯解聚酶來(lái)源于產(chǎn)菌桿菌屬的菌株，特別是糞產(chǎn)堿菌；芽孢桿菌屬的菌株，特別是巨大芽孢桿菌；Camomonas的菌株，特別是Camomonas testosteroni；青霉屬的菌株，特別是繩狀青霉；假單胞菌屬的菌株，特別是熒光假單胞菌、勒馬克納氏假單胞菌和食油假單胞菌；或紅冬孢屬的菌株，特別是Thodospirillumrubrum。
易于得到的商品脂酶的具體實(shí)例包括Lipolase(WO98/35026)LipolaseTMUltra、Lipozyme、Palatase、Novozym435、Lecitase(均購(gòu)自NovozymesA/S)。
其它脂酶的實(shí)例為L(zhǎng)umafastTM，購(gòu)自Genencor Int.Inc.的門多茜娜假單胞菌(Ps.mendocian)脂酶；LipomaxTM，購(gòu)自Gist Brocades/Genencor Int.Inc.的類產(chǎn)堿假單胞菌脂酶；購(gòu)自Unilever茄病鐮孢脂酶(角質(zhì)蛋白酶)；購(gòu)自Solvay enzymes的芽孢桿菌屬的脂酶。其它脂酶購(gòu)自其它公司。
纖維素酶在本發(fā)明的上下文中，術(shù)語(yǔ)″纖維素酶″指的是催化纖維素降解成葡萄糖、纖維二糖、丙糖和其它纖維寡糖的酶。
在本發(fā)明的上下文中，將術(shù)語(yǔ)″纖維素酶″理解為包括基本上具有全長(zhǎng)酶活性的成熟蛋白或其前體形式或其功能片段。此外，術(shù)語(yǔ)纖維素酶″用以包括所述酶的同源物或類似物。這類同源物包括與親本酶、即親本纖維素酶的氨基酸序列表現(xiàn)出至少60％同一性程度的氨基酸序列?？梢酝ㄟ^(guò)常規(guī)方法測(cè)定同一性程度，例如，參見(jiàn)Altshul等Bull.Math.Bio.48，1986，pp.603-616以及Henikoff和Henikoff，Proc.Natl.Acad.Sci.USA 89，1992，pp.10915-10919。
優(yōu)選用于本發(fā)明的維素酶為單成分(重組)纖維素酶，即基本上不含其它蛋白質(zhì)或纖維素酶蛋白質(zhì)的纖維素酶。可以按照本領(lǐng)域技術(shù)人員常用的標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)克隆和表達(dá)重組纖維素酶。
在本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方案中，用于本方法的纖維素酶為內(nèi)切葡聚糖酶(EC 3.2.1.4)、優(yōu)選單成分(重組)內(nèi)切葡聚糖酶。
優(yōu)選所述的纖維素酶為微生物纖維素酶、更優(yōu)選細(xì)菌或真菌纖維素酶。細(xì)菌纖維素酶的實(shí)例為來(lái)源于或可由細(xì)菌產(chǎn)生的纖維素酶，所述的細(xì)菌來(lái)自假單胞菌屬或芽孢桿菌屬組成的屬的細(xì)菌、特別是燦爛芽孢桿菌。所述的纖維素酶或內(nèi)切葡聚糖酶可以為酸性、中性或堿性纖維素酶或內(nèi)切葡聚糖酶，即它們分別在酸性、中性或堿性范圍表現(xiàn)出最大溶纖活性。
因此，有用的纖維素酶為酸性纖維素酶，優(yōu)選真菌酸性纖維素酶，其來(lái)源于真菌或可由真菌產(chǎn)生，所述的真菌來(lái)自由木霉屬、放線菌屬、漆斑菌屬、曲霉屬和葡萄孢屬組成的屬。
優(yōu)選的有用酸性纖維素酶來(lái)源于真菌或可由真菌產(chǎn)生，所述的真菌來(lái)自由綠色木霉、Trichoderma reesei、Trichoderma longibrachiatum、疣孢漆斑菌、黑色曲霉、米曲霉和灰色葡萄孢組成的種類。
另一種有用的纖維素酶或內(nèi)切葡聚糖酶為中性或堿性纖維素酶，優(yōu)選真菌中性或堿性纖維素酶，其來(lái)源于真菌或可由真菌產(chǎn)生所述的真菌來(lái)自由曲霉屬、青霉屬、毀絲霉屬、腐質(zhì)霉屬、耙霉屬、鐮孢屬、葡萄穗霉屬、帚霉屬、毛殼霉屬、疣孢霉屬、輪枝孢屬、漆斑菌屬、絲葚霉屬(Papulospora)、膠霉屬、頭孢屬和支頂孢屬組成的屬。
優(yōu)選的堿性纖維素酶來(lái)源于真菌或可由真菌產(chǎn)生，所述的真菌來(lái)自由Humicola insolens、尖孢鐮孢、Myceliopthora thermophila或頭孢屬組成的屬，優(yōu)選自Humicola insolens DSM 1800、尖孢鐮孢DSM 2672、Myceliopthorathermophila CBS 117.65或頭孢屬RYM-202組成的種類。
優(yōu)選的天然或親本纖維素酶的實(shí)例為堿性內(nèi)切葡聚糖酶，它與對(duì)來(lái)源于Humicola insolens DSM 1800的高度純化的～43kD內(nèi)切葡聚糖酶增加的抗體發(fā)生免疫反應(yīng)；或?yàn)楸憩F(xiàn)出纖維素酶活性～43kD內(nèi)切葡聚糖酶的衍生物。
其它有用的纖維素酶的實(shí)例為具有真菌來(lái)源的纖維素酶作為親本纖維素酶的變體，例如來(lái)源于真菌屬Humicola、木霉屬或腐質(zhì)霉屬的菌株的纖維素酶。
蛋白酶合適的蛋白酶包括那些來(lái)源于動(dòng)物、植物或微生物、優(yōu)選來(lái)源于微生物的蛋白酶。所述的蛋白酶可以為絲氨酸蛋白酶或金屬蛋白酶，優(yōu)選堿性微生物蛋白酶或胰蛋白酶樣蛋白酶。蛋白酶的實(shí)例包括氨肽酶，包括脯氨酰氨肽酶(3.4.11.5)、X-前氨肽酶(3.4.11.9)、細(xì)菌亮氨酰氨肽酶(3.4.11.10)、嗜熱氨肽酶(3.4.11.12)、賴氨酰氨肽酶(3.4.11.15)、色氨酰氨肽酶(3.4.11.17)和甲硫氨酰氨肽酶(3.4.11.18)；絲氨酸內(nèi)肽酶，包括胰凝乳蛋白酶(3.4.21.1)、胰蛋白酶(3.4.21.4)、姜黃蛋白酶(cucumisin)(3.4.21.25)、brachyurin(3.4.21.32)、cerevisin(3.4.21.48)和枯草桿菌蛋白酶(3.4.21.62)；半胱氨酸內(nèi)肽酶，包括木瓜蛋白酶(3.4.22.2)、ficain(3.4.22.3)、木瓜凝乳蛋白酶(3.4.22.6)、蘿藦蛋白酶(3.4.22.7)、actinidain(3.4.22.14)、caricain(3.4.22.30)和ananain(3.4.22.31)；天冬氨酸內(nèi)肽酶，包括胃蛋白酶A(3.4.23.1)、Aspergillopepsin I(3.4.23.18)、青霉天冬酰蛋白酶(3.4.23.20)和Saccharopepsin(3.4.23.25)；和金屬內(nèi)肽酶，包括Bacillolysin(3.4.24.28)。
枯草桿菌蛋白酶的非限制性實(shí)例包括枯草桿菌蛋白酶BPN′、枯草桿菌蛋白酶amylosacchariticus、枯草桿菌蛋白酶168、枯草桿菌蛋白酶mesentericopeptidase、枯草桿菌蛋白酶Carlsberg、枯草桿菌蛋白酶DY、枯草桿菌蛋白酶309、枯草桿菌蛋白酶147、熱酶(thermitase)、aqualysin、芽孢桿菌屬PB92蛋白酶、蛋白酶K、蛋白酶TW7和蛋白酶TW3。
商購(gòu)的蛋白酶包括Alcalase、Savinase、Primase、Duralase、Esperase、Kannase和Durazym(Novozymes A/S)、Maxatase、Maxaca、Maxapem、Properase、Purafect、PurafectOxP、FN2和Fun3(GenencorInternational Inc.)。
用于本發(fā)明的還有蛋白酶變體，諸如公開(kāi)在下列文獻(xiàn)中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等(1985)，Nature.318，p.375-376、Thomas等(1987)，J.Mol.Biol.，193，pp.803-813、Russel等(1987)，Nature，328，p.496-500、WO88/08028(Genex)、WO88/08033(Amgen)、WO89/06279(Novo Nordisk A/S)、WO91/00345(Novo NordiskA/S)、EP 525 610(Solvay)和WO94/02618(Gist-Brocades N.V.)。
可以如″Methods of Enzymatic Analysis″第3版 1984，Verlag Chemie，Weinheim，vol.5中所述測(cè)定蛋白酶的活性。
方法可以將本領(lǐng)域中公知的任意修飾用化學(xué)物質(zhì)或試劑用于對(duì)織物進(jìn)行化學(xué)處理以形成耐久性壓燙整理的織物，例如二羥甲基脲(dimethynol urea)；三甲基三嗪；烏龍(uron)；三嗪酮；4，5-/1，3-二取代的亞乙基脲，諸如4，5-二羥基亞乙基脲(DHEU)或4，5-二甲氧基亞乙基脲(DMEU)或1，3-二羥甲基-4，5-二羥基亞乙基脲(DMDHEU)或四甲基醚(DMDMEU)或聚羧酸；或N-取代的甲基氨基甲酸酯類，諸如1，2，3，4-丁四羧酸(BTCA)、馬來(lái)酸(MA)、衣康酸(IA)、檸康酸、反式-烏頭酸、二羥甲基乙基氨基甲酸酯(DMEC)。
可以使用將整理劑施用在織物上的任意方法、諸如使織物通過(guò)浴(bath)、在織物上進(jìn)行填充處理等來(lái)處理織物。在本領(lǐng)域技術(shù)人員知識(shí)范圍內(nèi)可以測(cè)定用于本發(fā)明方法的溫度、pH、加工時(shí)間等。
優(yōu)選通過(guò)使織物通過(guò)5％-20％重量的活性試劑浴、優(yōu)選約10％的浴來(lái)處理織物。為使織物吸收所述試劑，一般在約20psi-約80psi、優(yōu)選約50psi的壓力下施用活性劑。
可以將整理劑與提供試劑與纖維素交聯(lián)作用的任意酯化催化劑聯(lián)用。這類催化劑的實(shí)例為次磷酸鈉。催化劑的量取決于所用的試劑。優(yōu)選活性催化劑的用量范圍占反應(yīng)劑重量的1.0％-15％、優(yōu)選約5％。
在用整理劑處理后，可以通過(guò)本領(lǐng)域中公知的方法使織物固化。一般通過(guò)在約250°F或250°F以上的烘箱內(nèi)以5-10碼/分鐘干燥織物來(lái)進(jìn)行。此后使織物以約100碼/分鐘通過(guò)另一個(gè)設(shè)定在約400°F的干燥器。然而，可以使用不同的溫度和織物通過(guò)加熱工藝的速度。
可以在用整理劑進(jìn)行化學(xué)處理的過(guò)程中或在用化學(xué)整理劑處理織物后對(duì)織物進(jìn)行酶處理。酶處理的pH在約6-約10、優(yōu)選約7-約9的范圍，這取決于所用酶的類型。當(dāng)在化學(xué)處理后進(jìn)行酶處理時(shí)，一般在進(jìn)行酶處理前洗滌織物。在適合于獲得所需效果的溫度和酶的濃度下進(jìn)行酶處理。
實(shí)施例實(shí)施例1用來(lái)自Humicola insolens的修飾角質(zhì)蛋白酶處理將來(lái)自Gayley和Lord(型號(hào)1133090，批號(hào)4040)的白色和絲光處理的100％棉織物(Harbour斜紋織物)用于本實(shí)施例。織物重約80oz/平方碼。將其用于制備丁四羧酸(BTCA)-棉織物。
對(duì)BTCA-棉制品而言，制備浴并放入pad系統(tǒng)。
所述浴含有次磷酸鈉5％w/w丁四羧酸10％w/w水85％w/w使織物通過(guò)BTCA浴并在50psi/nip壓力下以5碼/分鐘的速度填充。然后在250°F下干燥織物并在360°F下以5碼/分鐘固化。在約20尺長(zhǎng)的設(shè)備中干燥或固化織物。將BTCA-棉織物切成27×45cm2樣品。在溫?zé)?溫?zé)釛l件下和典型的美國(guó)頂裝式洗滌機(jī)中用約將18加侖水和20g/l AATCC標(biāo)準(zhǔn)洗滌劑樣品洗滌10分鐘。每塊樣品重約30-31g。
首先將BTCA-棉樣品在0.1N NaOH中共同處理5分鐘且然后用去離子水中沖洗約15分鐘。在用酶處理前用手?jǐn)D壓出過(guò)量的水。在70℃下的Labomat(Werner Mathis，NC)中以50rpm和10∶1(v/w)液體∶織物比例進(jìn)行酶處理4小時(shí)。表1表示了酶的劑量。使用來(lái)源于菌株Humicola insolens DSM1800(Novozymes A/S)的蛋白質(zhì)工程的角質(zhì)蛋白酶。就1-A和1-B而言處理終點(diǎn)的pH分別為8.70和8.60。
使用應(yīng)用25mm扯邊紗條(1R-E)的Instron、按照ASTM D 5035-90測(cè)定織物的斷裂強(qiáng)度和韌性。5份樣品的平均值如表1中所示。在按照AATCC洗滌三次后，由三位轉(zhuǎn)業(yè)人員按照AATCC法124-1992評(píng)價(jià)織物的外觀。平均額定值(average rating)也如表1中所示。與不用酶處理相比，使用角質(zhì)蛋白酶處理的織物具有較高的致斷載荷和韌性且在三次洗滌循環(huán)后的外觀相同或相似。
表1
實(shí)施例2用來(lái)自豬肝的酯酶處理本實(shí)施例中所用的BTCA-棉樣品與實(shí)施例1中所述相同。首先將樣品在0.1N NaOH中共同處理5分鐘且然后用去離子水中沖洗約15分鐘。在用酶處理前用手?jǐn)D壓出過(guò)量的水。在50℃下的Labomat(Werner Mathis，NC)中以50rpm和10∶1(v/w)液體∶織物比例進(jìn)行酶處理2小時(shí)。表2表示了酶的劑量。來(lái)自豬肝的酯酶購(gòu)自SIGMA-Aldrich(E-3019)。就2-A和2-B而言處理終點(diǎn)的pH分別為9.05和8.85。
使用應(yīng)用25mm扯邊紗條(1R-E)的Instron、按照ASTM D 5035-90測(cè)定織物的斷裂強(qiáng)度和韌性。5份樣品的平均值如表2中所示。在按照AATCC洗滌三次后，由三位轉(zhuǎn)業(yè)人員按照AATCC法124-1992評(píng)價(jià)織物的外觀。平均額定值也如表2中所示。與不用酶處理相比，使用酯酶處理的織物具有較高的致斷載荷和韌性且在三次洗滌循環(huán)后的外觀更好。
表2
實(shí)施例3用來(lái)自Humicola insolens的角質(zhì)蛋白酶處理將原始100％棉用于比較，其不含BTCA。BTCA棉樣品與實(shí)施例1中相同。在65℃下的Labomat(Werner Mathis，NC)中以50rpm和10∶1(v/w)液體∶織物比例進(jìn)行酶處理1小時(shí)。將磷酸鈉緩沖液(5mM和pH7.5)用于本實(shí)施例。表3表示了酶的劑量。使用來(lái)源于菌株Humicola insolens DSM1800(Novozymes A/S)的蛋白質(zhì)工程的角質(zhì)蛋白酶。處理終點(diǎn)的pH如表3中所示。
使用應(yīng)用25mm扯邊紗條(1R-E)的Instron、按照ASTM D 5035-90測(cè)定織物的斷裂強(qiáng)度和韌性。5份樣品的平均值如表3中所示。在按照AATCC洗滌三次后，由三位轉(zhuǎn)業(yè)人員按照AATCC法124-1992評(píng)價(jià)織物的外觀。平均額定值也如表3中所示。與不用BTCA的織物相比，BTCA-棉織物具有極低的拉伸強(qiáng)度，而在三次洗滌后具有極好的外觀。與不使用酶處理相比，使用35.7mg/ml角質(zhì)蛋白酶處理的織物具有在三次洗滌循環(huán)后具有較高的致斷載荷和相同的外觀。
表3
實(shí)施例4用纖維素酶處理DMDHEU-棉將來(lái)自Gayley和Lord(型號(hào)1133090，批號(hào)4040)的白色和絲光處理的100％棉織物(Harbour斜紋織物)用于本實(shí)施例?？椢镏丶s80oz/平方碼。將其用于制備與二羥甲基二羥基-亞乙基脲(DMDHEU)交聯(lián)的棉。按照1996年Cotton Incorporated出版的Cottoon Dyeing and Finishing-A Technical Guide138-140頁(yè)上所述的標(biāo)準(zhǔn)制備DMDHEU-棉。
將DMDHEU-棉織物切成50×26cm2樣品。每塊樣品重約32g。在頂裝式洗滌機(jī)中用在熱水中的20g AATCC標(biāo)準(zhǔn)洗滌劑洗滌樣品10分鐘且然后在進(jìn)行本實(shí)驗(yàn)前在冷水中沖洗。
在55℃下和帶有28個(gè)球/燒杯的耐洗牢度儀(launder-o-meter)中用纖維素酶將DMDHEU-棉樣品處理2小時(shí)。在處理過(guò)程中使耐洗牢度儀以42rpm旋轉(zhuǎn)。緩沖液為20mM pH5.0的乙酸鈉和20mM pH7.0的磷酸鈉。纖維素酶為CellusoftL(木霉屬)、DenimaxL(腐質(zhì)霉屬)、EG V(Humicola insolens)和不含纖維素結(jié)合結(jié)構(gòu)域的EG V(即EG V芯來(lái)自腐質(zhì)霉屬)，它們的活性分別為750EGU/g、90EGU/g、4585ECU/g和6580ECU/g。全部纖維素酶均購(gòu)自Novozymes A/S。使用羧甲基纖維素(CMC)、分別按照AF 275/1-GB和AF 302.1/1-GB測(cè)定EGU和ECU活性。使用木霉屬纖維素酶在pH5下并使用腐質(zhì)霉屬纖維素酶在pH7下進(jìn)行處理。
表4表示使用應(yīng)用25mm扯邊紗條(1R-E)的Instron、按照ASTM D5035-90得到的強(qiáng)度結(jié)果。給出了至少3份樣品的平均強(qiáng)度和韌性值。在按照AATCC洗滌三次后，由三位轉(zhuǎn)業(yè)人員按照AATCC法124-1992評(píng)價(jià)織物的外觀。全部樣品均具有相同或不可區(qū)分的外觀。
表4
*％owg為酶占物品(即織物)重量的％。
實(shí)施例5用蛋白酶處理DMDHEU-棉來(lái)自Gayley和Lord(型號(hào)1133090，批號(hào)4040)的Harbour斜紋織物與實(shí)施例4相同。按照與實(shí)施例4中所述相同的方式制備DMDHEU-棉。在頂裝式洗滌機(jī)頂裝式洗滌機(jī)中用在熱水中的20g AATCC標(biāo)準(zhǔn)洗滌劑洗滌樣品10分鐘且然后在進(jìn)行本實(shí)驗(yàn)前在冷水中沖洗。
在55℃下和帶有28個(gè)球/燒杯的耐洗牢度儀中用蛋白酶將DMDHEU-棉樣品(一塊樣品/燒杯)處理2小時(shí)。在處理過(guò)程中使耐洗牢度儀以42rpm旋轉(zhuǎn)。用20mM pH8.5的磷酸鈉緩沖液、應(yīng)用具有2.5AU/g活性的Aicalase(Novozymes A/S)進(jìn)行蛋白酶處理。使用公開(kāi)文獻(xiàn)AF 218中所述的自動(dòng)動(dòng)態(tài)試驗(yàn)步驟測(cè)定Alcalase活性表5表示使用應(yīng)用25mm扯邊紗條(1 R-E)的Instron、按照ASTM D5035-90得到的強(qiáng)度結(jié)果。表示了至少3份樣品的平均強(qiáng)度和韌性值。在按照AATCC洗滌三次后，由三位轉(zhuǎn)業(yè)人員按照AATCC法124-1992評(píng)價(jià)織物的外觀。全部樣品均具有相同或不可區(qū)分的外觀。
表權(quán)利要求
1.改善耐久性壓燙整理的纖維素材料的抗磨損性和/或拉伸強(qiáng)度的方法，該方法包括用能夠防止纖維素材料中出現(xiàn)交聯(lián)和/或從其中除去交聯(lián)的酶對(duì)所述耐久性壓燙整理的物質(zhì)進(jìn)行酶處理的步驟。
2.權(quán)利要求1所述的方法，其中通過(guò)在適合于獲得纖維素材料交聯(lián)的條件下使所述纖維素材料與化學(xué)整理劑接觸而得到耐久性壓燙整理的纖維素材料。
3.權(quán)利要求1所述的方法，其中所述的纖維素材料選自棉、粘膠、嫘縈、苧麻、亞麻布、lyocell及其混合物組成的組。
4.權(quán)利要求1所述的方法，其中所述的化學(xué)整理劑選自二羥甲基脲、三甲基三嗪、烏龍、三嗪酮、4，5-/1，3-二取代的亞乙基脲、聚羧酸、N-取代的甲基氨基甲酸酯類、馬來(lái)酸(MA)、衣康酸(IA)、檸康酸、反式-烏頭酸和二羥甲基乙基氨基甲酸酯(DMEC)組成的組。
5.權(quán)利要求4所述的方法，其中所述的化學(xué)整理劑為4，5-二羥基亞乙基脲(DHEU)、4，5-二甲氧基亞乙基脲(DMEU)、1，3-二羥甲基-4，5-二羥基亞乙基脲(DMDHEU)、四甲基醚(DMDMEU)或1，2，3，4-丁四羧酸(BTCA)。
6.權(quán)利要求1所述的方法，其中所述的酶選自酯水解酶、纖維素酶和蛋白酶組成的組。
7.權(quán)利要求6所述的方法，其中所述的酶為角質(zhì)蛋白酶。
8.權(quán)利要求7所述的方法，其中所述的角質(zhì)蛋白酶來(lái)源于菌株Humicula insolens。
9.權(quán)利要求8所述的方法，其中所述的角質(zhì)蛋白酶來(lái)源于菌株Humicula insolens DSM 1800。
10.權(quán)利要求6所述的方法，其中所述的酶為酯酶。
11.權(quán)利要求6所述的方法，其中所述的纖維素酶來(lái)源于選自木霉屬和腐質(zhì)霉屬組成的組的菌株。
12.權(quán)利要求1所述的方法，其中所述的交聯(lián)位于纖維素材料的表面上。
13.用于處理耐久性壓燙整理的纖維素材料的組合物，包括至少一種能夠防止纖維素材料中出現(xiàn)交聯(lián)和/或從其中除去交聯(lián)的酶。
14.權(quán)利要求13所述的組合物，其中所述的酶選自酯水解酶、纖維素酶和蛋白酶組成的組。
15.權(quán)利要求14所述的組合物，其中所述的酶為角質(zhì)蛋白酶。
16.權(quán)利要求15所述的組合物，其中所述的角質(zhì)蛋白酶來(lái)源于菌株Humicula insolens。
17.權(quán)利要求16所述的組合物，其中所述的角質(zhì)蛋白酶來(lái)源于菌株Humicula insolens DSM 1800。
18.權(quán)利要求14所述的組合物，其中所述的酶為酯酶。
19.權(quán)利要求14所述的組合物，其中所述的纖維素酶來(lái)源于選自木霉屬和腐質(zhì)霉屬組成的組的菌株。
20.用于處理纖維素材料的組合物，包括至少一種耐久性壓燙整理劑和至少一種能夠防止纖維素材料中出現(xiàn)交聯(lián)和/或從其中除去交聯(lián)的酶。
21.權(quán)利要求20所述的組合物，其中所述的耐久性壓燙整理劑選自二羥甲基脲、三甲基三嗪、烏龍、三嗪酮、4，5-/1，3-二取代的亞乙基脲、聚羧酸、N-取代的甲基氨基甲酸酯類、馬來(lái)酸(MA)、衣康酸(IA)、檸康酸、反式-烏頭酸和二羥甲基乙基氨基甲酸酯(DMEC)組成的組。
22.權(quán)利要求21所述的組合物，其中所述的化學(xué)整理劑為4，5-二羥基亞乙基脲(DHEU)、4，5-二甲氧基亞乙基脲(DMEU)、1，3-二羥甲基-4，5-二羥基亞乙基脲(DMDHEU)、四甲基醚(DMDMEU)或1，2，3，4-丁四羧酸(BTCA)。
23.權(quán)利要求20所述的組合物，其中所述的酶選自酯水解酶、纖維素酶和蛋白酶組成的組。
24.權(quán)利要求23所述的組合物，其中所述的酶為角質(zhì)蛋白酶。
25.權(quán)利要求24所述的組合物，其中所述的角質(zhì)蛋白酶來(lái)源于菌株Humicula insolens。
26.權(quán)利要求25所述的組合物，其中所述的角質(zhì)蛋白酶來(lái)源于菌株Humicula insolens DSM 1800。
27.權(quán)利要求23所述的組合物，其中所述的酶為酯酶。
28.權(quán)利要求23所述的組合物，其中所述的纖維素酶來(lái)源于選自木霉屬和腐質(zhì)霉屬組成的組的菌株。
全文摘要
本發(fā)明涉及改善耐久性壓燙整理的纖維素材料、諸如棉的抗磨損性和拉伸強(qiáng)度的方法。按照本發(fā)明的方法，用能夠從纖維素材料中除去交聯(lián)、尤其是所述物質(zhì)表面上的交聯(lián)的酶組合物處理所述的纖維素材料。
文檔編號(hào)D06M15/423GK1653227SQ03810462
公開(kāi)日2005年8月10日 申請(qǐng)日期2003年4月4日 優(yōu)先權(quán)日2002年4月5日
發(fā)明者徐輝, 吉姆·劉, 卡羅琳·希, 索亞·薩蒙 申請(qǐng)人:諾維信北美公司