MEMÓRIA DESCRITIVA
Campo do Invento invento relaciona-se com a manufactura de vestuário a partir de tecidos celulósicos tingidos. Mais em particular descreve processos usados na manufactura de peças de vestuário, de preferência de tecido de ganga tingido com indigo, que pode prodij zir numa peça de vestuário uma aparência de coçado, usado e abusado (used and abused) que virtualmente não se distingue da aparência de peças de vestuário lavadas com pedra (stone uashed) obtidas por processamento tradicional com pedra-pomes.
Antecedentes do Invento vestuário feito com tecidos celulósicos como o algodão, e em particular os tecidos de ganga tingidos com indigo, têm desde há muitos anos 'constituído artigos vulgares. Este tipo de artigos de vestuário é normalmente vendido após terem sido cosidos a partir de panos medidos e cortados. Estes panos e em particular os artigos em panos de ganga, apresentam uma rigidez na textura devj^ da à presença de composições de goma usadas para facilitar o corte, o manuseamento e montagem das peças de tecido e normalmente têm um aspecto de tingido escuro recente. Após um período de uso, os artigos de vestuário, em especial de ganga, podem apresentar, nos panos e nas costuras, áreas localizadas de variação da intensidade da cor na forma de zonas mais claras em profundidade ou den sidade da cor. Além desta descoloração, o tecido pode também apre sentar em conjunto com a superfície surrada, algumas pregas nas costuras e alguns riscos nos panos. Além disto, após lavagem em máquinas, a goma é substancialmente removida do tecido, ganhando um toque mais macio. Nos últimos anos este aspecto coçado ou usado e abusado tornou-se muito procurado, especial mente no ves tuário de ganga por uma proporção substancial do público. Pode .por produzir-se/processos de pré-lavagem ou pré-encolhimento, nal gu_ ma extensão, uma aparência de pré-uso limitado que tem uma intens_i dade de cor uniforme diferente da intensidade de cor típica do te eido lavado com pedra.
Os processos preferidos para se obter o aspecto coçado de usado e abusado envolvem a lavagem, de um artigo de vestuário,
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-3com pedra. A lavagem com pedra compreende o contacto do artigo ou artigos de ganga numa grande tina com pedras-pomes com uma dimensão de partículas de 2,54 cm a 25,4 cm e com partículas de pedra-pomes mais pequenas criadas pela natureza abrasiva do processo. Tipicamente, o artigo de vestuário é rolado com a pedra-pomes enquanto molhado, durante um período suficiente para que a pedra-p_o mes roce o tecido para produzir áreas coçadas, localizadas, mais claras nos panos e áreas aclaradas semelhantes, nas costuras. Além disto a pedra-pomes também amacia o tecido e produz um aspecto cq çado semelhante ao produzido por um uso prolongado do tecido.
As pedras-pomes de 2,54 cm a 25,4 cm e as partículas de pei dra-pomes sub-produtos da abrasão, podem causar problemas importantes no processo e no equipamento. As pequenas partículas de pedra-pomes têm de ser retiradas manual mente dos artigos de vestu ário processados (de-rocking) pois tendem a acumular-se nos bolsos, nas superfícies interiores, nas pregas e dobras. Numa máqu_i na de lavagem com pedra, as pedras podem causar, por sobrecarga, danos aos motores eléctricos, danos mecânicos nos mecanismos de transporte e tambores de lavagem e podem aumentar significativamente os cuidados na manutenção das máquinas. A pedra-pomes e o material em partículas podem obstruir a passagem de drenagem da máquina e obstruir as linhas de canos e condutas de esgotos do l_o cai. A pedra-pomes esfarelada pode ainda obstruir os colsctores de esgotos municipais, danificar o equipamento de tratamento de esgotos e aumentar significativamente os encargos de manutenção das instalações municipais de tratamento de esgotos. Estes problemas podem onerar muito o negócio e os preços de venda dos bens.
Em face dos problemas da pedra-pomes na lavagem com pedra tem-se procurado encontrar um processo que substitua a lavagem com pedra na manufactura do vestuário (ver Wall Street Journal, Maio 27, 1987, p. l). Uma via de investigação envolveu o uso de uma pedra substituta, p. ex. um abrasivo sintético. Em particular podem ser usadas esferas de cerâmica tais como as usadas nos moinhos de esferas e peças irregulares de borracha dura, as quais p_o dem ser usadas sem produzir sub-produtos esfarelados durante o processo de lavagem com pedra. Estes materiais reduzem os efeitos indesejados provocados pelas partículas de pedra-pomes mas
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-4não reduzem os danos provocados pelas pedras nas máquinas nem a manutenç3o necessária nas tinas da lavandaria que contêm a pedra. Em face destes resultadas tem havido um esforço significativo na procura de processos que não usem pedra nem pedra-pomes mas que possam produzir na ganga o aspecto de lavada com pedra.
Uma desvantagem do processamento com pedra-pomes é que esta não pode ser usada nas maiores máquinas de lavar do comércio, os túneis de lavagem. A pedra-pomes não pode circular pelas máquinas do túnel devido à geometria interna da máquina. 0 uso de túneis de lavagem em grande escala poderia aumentar a produtividade do processo significativamente se se usasse uma composição sem pedra ou sem pedra-pomes que produzisse um aspecto genuíno de lavada com pedra.
Barbesgarrd et al, na patente americana 4 435 307 descrevem uma enzima 'celulase específica que se pode obter da Humicola insolens que pode ser usada em composições detergentes removedoras de sujidade. Martin et al., pedido de patente europeia 177 165 revelam composições de lavagem de tecidos, contendo um surfactante, adjuvante e branqueadores, em combinação com uma composição de celulase e uma argila, em particular uma argila smectite. Murata et al, pedido de patente americana 2 095 275, descrevem composições detergentes contendo enzimas, que compreendem uma celulase alcalina e composições detergentes normais numa preparação inteiramente formulada para lavandaria. Tai, na patente americana 4 479 881 descreve um detergente melhorado para lavandaria contendo uma enzima celulase em combinação com uma amina terciária numa preparação para lavandaria. Murata et al, na patente americana 4 443 355, descrevem composições para lavandaria contendo uma celulase obtida de bactérias cellulosmonas. Parslouj et al, pat. am. NS, 4 661 289, descrevem composições de lavagem e amaciamento de tecidos, contendo um agente amaciador catiónico e uma celulase fúngica juntamente com outros ingredientes normais em lavandaria. Suzuki, pedido de patente americana nS.
094 826 descreve composições detergentes de lavandaria contendo uma enzima celulase.
Os tecidos celulósicos tingidos (como a ganga) têm sido tratados com enzimas removedoras de goma, detergentes, branqueado ν'» 68 056
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-5res, ácidos e amaciadores, nos processos de pré-lavagem e de pré-encolhimento. Estas variações não pretendem obter nem reforçar o aspecto da lavagem com pedra. Até agora ainda não tinha sido desenvolvido um processo lavado com pedra sem utilizar pedra-pci mes ou pedra que reproduzisse o verdadeiro aspecto do lavado com pedra.
Breve Descrição do Invento
Verificámos que a aparência de lavado com pedra, a qual toma a forma de variações locais da densidade de cor em panos e costuras de tecidos celulósicos tingidos, em particular nos artigos de vestuário de gangas, pode ser substancial mente obtido usan do um processo isento de pedra-pomes ou de pedra no qual os artigos de vestuário são agitados mecanicamente numa tina com uma coni posição aquosa contendo quantidades de uma enzima ceiulase que pçi de degradar o t-ecido celulósico e que pode libertar o corante ou corantes do tecido.
As composições aquosas de tratamento obtêm-se diluindo um novo concentrado de lavagem com pedra, sólido ou líquido, consis. tindo essencialmente numa enzima ceiulase e num diluente, tal como uma composição surfactante compatível, um solvente não aquoso ou um agente solidificador capaz de suspender a ceiulase sem perda significativa da actividade enzimática.
□ uso de preparações de enzima ceiulase é já conhecido em composições detergentes ou de limpeza de lavandaria. Estas composições detergentes destinadas à remoção de sujidade contêm tipic.a mente surfactantes (tipicamente aniónicos), cargas, agentes de brilho, argilas, ceiulase e outras enzimas (tipicamente proteases, lipases ou amilases) e outros componentes de lavagem para se obter uma preparação detergente de lavagem completamente funcional. As enzimas ceiulase nestas preparações de lavandaria são tipicamente usadas (numa concentração não inferior a 500-900 unidades CMC por litro de licor de lavagem) com o fim de remover partículas ou fibrilhas superficiais, produzidas pelo uso do tecido, as quais teri dem a dar ao tecido uma aparência desbotada ou usada. As enzimas ceiulase em combinação com os surfactantes usados nas composições vulgares de lavandaria para limpeza, podem aparentemente remover 2 sujidade em partículas e podem restituir a aparência de novas
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-6às peças de vestuário. Tais composições não são conhecidas como introdutoras, no vestuário, de áreas de variação da densidade da cor, o que geralmente é indesejável nos processos de lavandaria.
Para o objectivo deste invento, os termos aparência de la_ vado com pedra e variaçães localizadas na profundidade ou deri sidade da cor, em tecidos, são sinónimos. A aparência de lavado com pedra é produzida nos tecidos por um processo de abrasão cori vencional no qual a pedra-pomes aparentemente remove a cor ligada à superfície numa porção relativamente pequena da superfície do vestuário. Esta área roçada por abrasão distingue-se da cor circundante pela densidade ou profundidade e é substancialmente mais clara. A produção destas áreas localizadas relativamente pequenas com variação ou aclaramento da profundidade ou da densidade da cor é o objectivo tanto do processo de lavagem com pedra-pomes da arte anterior como dos métodos e composições de tratamento qu_í mico, sem pedra, da requerente.
Breve Descrição dos Desenhos
A Fig. 1 é um gráfico que demonstra a semelhança do carácter espectrofotométrico do visível das calças de ganga lavadas com pedra, autênticas,e das calças de ganga produzidas pelas compq sições e métodos do invento.
Descrição Detalhada do Invento
Os métodos de lavado com pedra, isentos de pedra, do invento envolvem pôr em contacto artigos de vestuário ou tecidos de ganga com uma solução aquosa contendo uma composição de enzima c_e lulase e agitar o tecido tratado durante um período de tempo suf_i ciente para produzir variações localizadas na densidade de cor do tecido. Os artigos de tecido podem ser molhados na solução e ag_i tados fora doslicores aquosos ou dentro do licor aquoso. Tipicamente a solução aquosa contém a enzima celulase e um surfactante compatível com a celulase o qual aumenta as propriedades molhantes da solução aquosa para melhorar o efeito da celulase.
As soluções aquosas de tratamento preparam-se tipicamente a partir de uma composição concentrada líquida ou sólida, que se pode diluir com água até à diluição adequada para realizar o tra68 056
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tamento aquoso. As composições de concentrado de lavado com pedra contêm tipicamente a enzima celulase e um diluente, tal como um surfactante compatível, um solvente não aquoso ou um agente formador de sólidos que possam produzir num licor de tratamento uma suspensão da enzima celulase sem perda significativa da actividade da enzima.
As composições concentradas sólidas contêm tipicamente uma suspensão da composição de enzima celulase numa matriz sólida. As matrizes sólidas podem ser de natureza inorgânica ou orgânica. Os concentrados sólidos podem tomar a forma de grandes massas ou a forma de composição granular ou pelotizada. Os concentrados súl_i dos podem ser usados nos processos comerciais colocando-os em dis. tribuidores que podem dirigir um jacto de água para dissolver o material sólido ou pelotizado, criando portanto uma solução concentrada do material em água que é então lançada pelo distribuidor sobre os licores de lavagem contidos nas máquinas de tambor r_o tativo comerciais.
Enzima Celulase
As enzimas constituem um grupo de proteínas que catalisam diversas reacções tipicamente bioquímicas. As preparações enzitná ticas têm sido obtidas a partir de fontes naturais e têm sido ada ptadas a diversas aplicações químicas. As enzimas são tipicamente classificadas com base no substrato alvo da acção enzimática. As enzimas úteis nas composições deste invento são as enzimas celulase (classificados como no I.U.B. NS. 3.2.1.4, numeração de EC de 1978). As celulases são enzimas que degradam a celulose por ataque das ligações glucosídicas (tipicamente beta) C(1-»4) entre unidades de repetição dos grupos glucose em materiais celulósicos poliméricos. 0 substrato para a celulase é a celulose e derivados da celulose, que é um polímero natural de elevado peso molecjj lar constituído por glucose polimerizada. A celulose é o polímero estrutural predominante nas plantas. Além disso a celulose é α componente estrutural predominante de várias fibras usadas na fabricação de tecidos como o algodão, o linho, a juta, o rayon, o rami e outros.
As celulases são normalmente produzidas por fontes bacterianas e fúngicas que usam as celulases na degradação da celulose
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-8para obterem uma fonte de energia ou para obterem meios estruturais durante o seu ciclo de vida. São exemplos de bactérias e fungos que produzem celulase, os seguintes: Bacillus hydroly ticus, Cellulobacillus mucosus, Cellulobacillus myxoqenes, Cellulomonas sp., Cellvibrio fulvus, Celluvibrio vulqaris, Clostridium thermocellulaseum, Clostridium thermocellum, Oorynebacterium sp., Cytophaga globulosa, Pseudomonas fluoroescens var. cellulosa,
Pseudomonas solanacearum, Bacterioides succinogenes, Ruminococcus albus, Ruminococcus flavefaciens, Sorandium composition, Butyrivibri□, Clostridium sp., Xanthomonas cyamopsidis, Sclerotium bataticola, Bacillus sp♦ , Thermoactinomyces sp., Actinobifida sp.,
Άc ti nomyce tes sp. , S treptomyces sp., A rthrobotrys superba, Aspergillus aureus, Aspergillus flavipes, Aspergillus flavus, Asperqillus fumigatus, Aspergillus fuchuenis, Aspergillus nidulans, Aspergillus niger, Aspergillus oryzae, Aspergillus rugulosus, Aspergillus sojae, Aspergillus sydrni, Aspergillus tamaril, Aspergillus terreus, Aspergillus unguis, Aspergillus ustus, Takamine-Cellulase, Aspergillus saitoi, Botrytis cinerBa, Botryodipiodia theobromae, Cladosporium cucummerinum, Cladosporium herbarum, Coccospora agrícola, Curvuiaria lunata, Chaetomium thermophile var.
coprophile, Chaetomium thermophile var. dissitum, Sporotrichum thermophile, Taromyces amersonii, Thermoascus aurantiacus, Humicola grisea var. thermoidea, Humicola insolens, Malbranchea puichel1 a var. sulfurea, Myriococcum albomyces, Stilbella thermophile,
To rui a thermophila, Chaetomium globosum, Dictyos teiium discoideum, Fusarium sp. , Fusarium bulbigenum, Fusarium equiseti, Fusarium lateritium, Fusarium lini, Fusarium oxysporum, Fusarium vasinfectum, Fusarium dimerum, Fusarium japonicum, Fusarium scirpi, Fusarium solani, Fusarium moniliforme, Fusarium roseum, Helminthosporium sp., Memnoniella echinata, Humicola fuooatra, Humicola grisea, Monilia sitophila, Monotospora brevis, Mucor pusillus, Mycosphaerella citrulina, Myrothecium verrcaria, Papulaspore sp., Penicil1 ium sp., Penicillium capsulatum, Penicil!ium chrysogenum, Penicillium frequentana, Penicillium funicilosum, Penicillium janthinellum, Penicillium luteum, Penicillium piscarium, Penicillium soppi, Penicillium spinulosum, Penicillium turbaturn, Penicillium
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-9digitatum, Penicillium expansum, Penicillium pusitlum, Penicill ium rub rum, Penicillium uortmanii, Penicillium variabile, Pestalotia palmarum, Pestalotiopsis mesterdijkii, Phoma sp. , Schizophyllum commune, Scopulariopsis brevicaulis, Rhizopus sp, , Sporptricum carnis, Sporotricum pruinosum, Stachybotrys atra, Torula sp., Trichoderma v i ride (reesei), Trichurus cylindricus, V ertic illium albo atrum, flspergillus cellulosae, Penicillium glaucum, Cunninghamella sp., Mucor mucedo, Rhyzopus chinensis, Coremiella sp. , Kar1ingia rósea, Phytophthora cactorum , Phytophthora citricola, Phytophtora parasitica, Pythium sp., Saprolegniaceae, Ceratocystis ui mi, Chaetomium globosum, Chaetomium i ndicum, Neu rospora crassa, Sclerotium rol Fs i i , flspergillus sp., Chrysosporium lignorum, Penicillium notatum, Pyricularia oryzae, Collybia v eltip es , Coprinus sclerotigenus, Hydnum henningsii, Irpex 1ac teus , Polyporus sulphreus, Polyporus betreus, Polystictus hirfutus, Trametes vitata, Irpex consolus, Lentines lepideus, Poria vaporaria, Fornes pinicola, Lenzites styracina, Merulius lacrimans, Polyporus palstris, Polyporus annosus, Polyporus versicolor, Polystictus sanguineus, Ppris vailantii, Puccinia graminis, Tricholome fumosum, Tricholome nudum,
Trametes sanguínea, Polyporus schmeinitzil FR., Conidiophora carebella, Cellulase AP (Amano Pharmaceutical Co., Ltd.), Cellulosin AP (Ueda Chemical Co., Ltd.), Cellulosin flC (Ueda Chemical Co. ,
Ltd.), Cellulase-Onozuka (Kinki Yakult Seizo Co. , Ltd.), Pancellase (Kinki Yakult Seizo Co., Ltd.), Macerozyme (Kinki Yakult Seizo Co., Ltd.), Meicelase (Meiji Selka Kaisha, Ltd.), Celluzyme (Negase Co., Ltd.), Soluble sclase (Sankyo Co., Ltd.), S anzyme (Sankyo Co. , Ltd.), Cellulase A-12-C (Takeda Chemical Industries, Ltd.),
Toyo Cellulase (Toyo Cozo Co., Ltd.), Driserase (Kyowa Hakko Kogyo Co. , Ltd.), Luizyme (Luipold Werk), Takamine-Cellulase (Chemische Fabrik), Wallerstein-Cellulase (Sigma Chemicals), Cellulase Type _I (Sigma Chemicals), Cellulase Serva (Serva Laboratory), Cellulase 36 (Rohm and Haas), Mil es Cellulase 4.000 (Miles), _R _à _H Cellulase 35 , 36 , 39 conc (Phillip Morris), Combizym (Nysco Laboratory), Cellulase (Makor Chemicals), Celluclast, Celluzyme, Cellucrust (NOVO Industry), e Cellulase (Gist-Brocades). Podem obter-se pre68 056
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-10parações de celulase na Accurate Chemical 4 Scientific Corp., Alltech, Inc., Arnano International Enzyme, Boehringer Mannheim Corp., Calbiochem Biochems, Carolina Biol. Supply Co. , Chem. Dynamics Corp., Enzyme Development, Div. Biddle Saujyer, Fluka Chem. Corp., Miles Laboratories, Inc., Novo Industriais (Biolabs), Plenum Diagnostics, Sigma Chem. Co., Un. States Biochem. Corp», e Weinstein Nutritional Products, Inc..
A celulase, como muitas preparações enzimáticas, ê tipicamente produzida num estado impuro e frequentemente é produzida s_o bre um suporte. 0 produto em partículas de celulase sólido é f o_r necido com a informação da número de unidades internacionais de enzima, presente por cada grama de material. A actividade do material sólido é usada para formular as composições de tratamento deste invento. Normalmente as preparações comerciais contêm cerca de 1000 a 6000 unidades CMC de enzima por grama de produto. Surfactante
Pode incluir-se um surfactante nas composições de tratameri to do invento. 0 surfactante pode aumentar a capacidade molhante da solução aquosa favorecendo a actividade da enzima celulase sobre o tecido. 0 surfactante aumenta a capacidade molhante da enzima e do tecido. 0 surfactante facilita a exclusão de bolhas de ar das superfícies do tecido e da preparação de enzimas e favorece o contacto entre a enzima e a superfície do tecido. As p rop ri. edades dos surfactantes derivam da presença de diferentes grupos funcionais.
0s surfactantes classificam-se segundo categorias bem conhecidas incluindo os não iónicos, aniónicos, catiónicos e anfoté ricos.
Os surfactantes não-iónicos são surfactantes que não apresentam carga quando dissolvidos ou dispersos em meio aquoso. A tendência hidrofilica dos surfactantes não iónicos deriva do oxigénio tipicamente nas ligações éter que são hidratadas por ligação de hidrogénio a moléculas de água. 0s grupos hidrofílicos nos não iónicos podem ainda incluir grupos hidroxilo e ligações éster e amida. São surfactantes não iónicos típicos os alcoxilatos de al^ quilfenóis, os alcoxilatos de álcoois alifáticos, os ésteres de
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-11ácidos carboxílicos, as amidas da ácidos carboxi1icos, copolímeros hetéricos e de blocos de óxido de pol i al qu il e no e outros.
Preferem-se em geral os surfactantes não iónicos para uso nas composições deste invento pois que fornecem a desejada acção molhante e não degradam a actividade da enzima. Os surfactantes não iónicos preferidos incluem moléculas poliméricas derivadas das unidades de repetição de óxido de etileno, óxido de propileno ou suas misturas. Estes surfactantes não iónicos incluem as moléculas surfactantes poliméricas de homopolímeros, heteropolímeros e p_o límeros de blocos. Na classe preferida de surfactantes não iónicos estão incluídos os polímeros de óxido de polietileno, polímeros de óxido de polipropileno, copolímeros de blocos de óxido de etileno-óxido de propileno, alquil(em ^g)-fenóis etoxilados, álcoois alifáticos(em )etoxilados, surfactantes plurónicos, surfactantes plprónicos inversos e outros.
Os surfactantes não iónicos particularmente preferidos incluem: alquil- ou alcenil-éteres de polioxietileno tendo os grupos alquilo ou alcenilo, em média, de 10 a 20 átomos de carbono e tendo 1 a 20 moles adicionados de óxido de etileno; alquilfeniléteres de polioxietileno tendo os grupos alquilo em média, 6 a 12 átomos de carbono e com 1 a 20 moles adicionados de óxido de etileno; alquil- ou alcenil-éteres de polioxipropileno tendo gru pos alquila ou alcenilo que tém em média 10 a 20 átomos de carbono e com 1 a 20 moles adicionados de óxido de propileno; alquilou alcenil-éteres de polioxibutileno tendo grupos alquilo ou alce^ nilo com uma média de 10 a 20 átomos de carbono e tendo 1 a 20 mo les adicionados de óxido de butileno; surfactantes não iónicos com grupos alquilo ou alcenilo de 10 a 20 átomos de carbono, em média, e tendo 1 a 30 moles, no total, de óxido de etileno e óxido de propileno, ou de óxido de etileno e óxido de butileno, adicionados (a relação molar de óxido de etileno para óxido de prop_i leno ou para óxido de butileno é de 0,l/9,9 até 9,9/0,l); ou alcanolamidas de ácidos gordos superiores ou seus aductos de óxido de alquileno. 0s surfactantes menos preferidos incluem os anióni. cos, catiónicos e anfotáricos.
0s surfactantes aniónicos são os que têm um grupo hidrofílico em estado aniónico ou carregado negativamente em solução aquo
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-12sa. Os surfactantes aniónicos vulgarmente disponíveis incluem os ácidos carboxílicos, ácidos sulfónicos, ésteres do ácido sulfúrico, ésteres fosfato e seus sais.
Os surfactantes catiónicos têm grupos hidrofílicos em que a carga é catiónica ou positiva, quando dissolvidos num meio aqu_o so. Os surfactantes catiónicos são normalmente encontrados em compostos aminados, aminas contendo oxigénio, composições de amidas e sais de amina quaternários. São exemplos típicos destas classes as aminas primárias e secundárias, óxidos de aminas, aminas alcoxiladas ou propoxiladas, amidas de ácidos carboxílicos, sais halogenetos de alquilbenzildimetilamónio e outros.
Os surfactantes anfotéricos, que contêm estruturas hidrofi licas tanto acídicas como básicas, são de reduzida utilidade na maior parte dos processos de tratamento de tecidos.
Solventes
Os solventes que podem ser usados nas composiçães concentradas líquidas do invento são produtos líquidos que podem ser usados para dissolver ou dispersar as composições de enzimas e surfactantes do invento. Devido à natureza dos surfactantes não iónicos preferidos, os solventes preferidos são solventes contendo oxigénio como os álcoois, ésteres, glicóis, éteres de glicol , etc.. Os álcoois que podem ser usados nas composições do invento incluem o metanol, etanol, isopropanol, butanol terciário, etc.. Os ésteres que podem ser usados incluem o acetato de amilo, aceta to de butilo, acetato de etilo, ésteres de glicóis e outros. Os glicóis e éteres de glicol que podem ser úteis como solventes no invento incluem o etileno-glicol, propileno-glicol e oligómeros e polímeros superiores de etileno ou de propileno-glicol sob a forma de polietileno- ou polipropileno-glicóis. Nos concentrados M quidos preferem-se os oligómeros de baixo peso molecular. Nos concentrados orgânicos sólidos preferem-se polímeros de elevado peso molecular.
Agentes Formadores de Sólidos
As composições do invento podem ser formuladas em forma sói lida tais como sólidos moldados, grânulos grandes ou pelotas. E_s tas formas sólidas são normalmente feitas combinando a enzima ce6Θ 056
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-13lulase com um agente de solidificação e conformando o material combinado sob forma sólida. Podem ser usados agentes de solidifi cação tanto orgânicos como inorgânicos. Os agentes de solidific_a ção devem ser solúveis ou dispersáveis em água, compatíveis com a enzima celulase e facilmente usáveis no equipamento de fabrico.
Os agentes formadores de sólidos inorgânicos que podem ser usados são tipicamente sais inorgânicos de metais alcalinos ou al_ calino-terrosos hidratáveis que possam solidificar por hidratação. Ostas composiçães incluem carbonato, bicarbonato, tripolifosfato-silicato de sódio, potássio ou cálcio e outros sais hidratáveis. Os agentes de solidificação orgânicos tipicamente incluem polímeros orgânicos solúveis em água como os polímeros de óxido de poli etileno ou de óxido de polipropileno, com peso molecular superior a cerca de 1000, de preferência superior a cerca de 1400. Outros polímeros solúveis em água podem ser usados, incluindo polivinil álcool, polivinilpirrolidona, polialquiloxazolinas, etc.. 0 ageri te de solidificação preferido compreende um polímero de óxido de polietileno com um peso molecular médio superior a cerca de 1000 até cerca de 20000, de preferência de 1200 a 10000. Estas compof R) sições estão disponíveis no comércio como CARBOWAX'· ' 1540, 4000, 6000. Na medida em que os surfactantes não iónicos e outros ingredientes são solúveis em composiçães polímeras sólidas, as matrizes orgânicas sólidas podem ser consideradas como solventes.
As composições sólidas, tipo pelota, do invento, podem ser obtidas pelotizando a enzima, usando técnicas bem conhecidas de pelotização por pressão, nas quais a enzima celulase combinada com um ligante é compactada sob pressão obtendo-se uma composição em comprimido ou pelota.
Electrólitos Alcalinos ou Inorgânicos
A composição pode também conter 1 a 50/6 em peso, de preferência 5 a 30% em peso de um ou mais sais de metais alcalinos escolhidos entre os seguintes compostos, como electrólitos alcalinos ou inorgânicos: silicatos, carbonatos e sulfatos. Além disto, a composição pode conter álcalis orgânicos como a trietanolamina, dietanolamina, monoetanolamina e triisopropanolamina.
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-14Agentss Mascarantes para Factores de Inibição da Actividade da
Celulase
As celulases são nalguns casos desactivadas na presença de iões de metais pesados que incluem os de cobre, zinco, crómio, me_r cúrio, chumbo, manganésio ou prata ou seus compostos. Os vários agentes quelantes de metais e agentes precipitadores de metal são eficientes contra estes inibidores. Incluem por exemplo agentes sequestrantes dos iões metálicos divalentes abaixo indicados com a referência a aditivos opcionais, bem como o silicato de magnésio e o sulfato de magnésio.
A celubiose, a glucose e a gluconolactona podem actuar como inibidores. Prefere-se evitar a co-presença destes sacáridos com a celulase se possível. No caso da co-presença ser inevitável, é necessário evitar o contacto directo dos sacáridos com a celulase, p. ex; por revestimento daqueles.
Os sais de ácidos gordos de cadeia longa e os surfactantes catiónicos agem, em certos casos, como inibidores. Contudo, a c.o -presença destas substâncias com a celulase é permitida se se ev_i tar o contacto directo entre eles por alguns meios tais como por revestimento ou formação de comprimidos.
Os agentes e métodos mascarantes acima mencionados podem ser utilizados, se necessários, no presente invento.
Açtivadores da Celulase
Os açtivadores variam com as celulases. Na presença de pro teinas, de cobalto e seus sais, de magnésio e seus sais, de cálcio e seus sais, de potássio e seus sais, de sódio e seus sais ou de monossacáridos como a manose e a xilose, as celulases são act_i vadas e os seus poderes detergentes podem ser melhorados.
A ntiox idantes
Os antioxidantes incluem, p. exemplo, terc-bu til-hid rox i t_o lueno, 4,4 '-butilidenobis(6-terc-butil-3-metilfenol), 2,2 '-butili denobis(6-terc-butil-4-metilfenol), cresol com monoestireno, cresol corri diestireno, fenol com monoestireno, fenol com diestireno e 1 ,l-bis(4-hidroxifenil)ciclo-hexano.
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-15Solubilizantes
Os solubilizantes incluem, p. ex., álcoois inferiores como o etanol, sais benzenossulfonato, sais de (alquil inferior)benzenossulfonato como os sais p-toluenossulfonato, glicóis como o pro pileno-glicol, sais de acetilbenzenossulfonato, acetamidas, amidas do ácida piridinodicarboxí1ico, sais de benzoato e ureia.
A composição detergente do presente invento pode ser usada numa gama alargada de pH, de cerca de 6,5 a 10, de preferência de
6,5 a 8.
Adjuvantes
Agentes 5equestrantes Divalentes
A composição pode conter 0-50% em peso de um ou mais compq nentes adjuvantes escolhidos entre os do grupo constituído por sais de metais alcalinos e sais de alcanoiamina dos seguintes com postos: fosfatos como o ortofosfato, pirofosfato, tripolifosfato, metafosfato, hexametafosfato e ácido fítico; fosfonatos como o etano-1,1-difosfonato, etano-1,1,2-trifosfonato, etano-l-hidroxi-i,1-difosfonato e seus derivados, etano-hidroxi-1,1,2-trifosfona to, etano-1,2 - dicarboxi-1,2-difosfonato e metano-hidroxifosfonato; fosfonocarboxiiatos como o 2-fosfonobutano-1,2-dicarboxilato, 1-fosfonobutano-2,3,4-tricarboxilato e ot-me til fos fo no-succ i na t o ; sais de aminoácidos como do ácido aspártico, ácido glutâmico e glicina; aminopoliacetatos como nitrilotriacetato, etilenodiaminotetraacetato, dietilenotriaminopentaacetato, iminodiacetato, glicol-éter-diaminotetraacetato, hidroxietiliminodiacetato e die_n colato; electrólitos de elevado peso molecular como ácido poliacrllico, ácido poliaconítico, ácido poliitacónico, ácido policitracónico, ácido polifumárico, ácido polimaleico, ácido polimesacónico, ácido poli-oé-hidroxiacrí1ico, ácido polivinilfos fónico, ácido polimaleico sulfonado, copolímero de anidrido maleico/diis_o butileno, copolímero de anidrido maleico/estireno, copolímero de anidrido mal eico/éter metilvinílico, copolímero de anidrido male.i co/etileno, copolímero recticulado de anidrido maleico/etileno, copolímero de anidrido maleico/acetato de vinilo, copolímero de anidrido maleico/acrilonitrilo, copolímero de anidrido maleico/ /éster acrílico, copolímero de anidrido mal eico/butadieno, copol_í mero de anidrido maleico/isopreno, ácido poli-/2-cetocarboxílico
6Β 056
M&G-163.721-ΡΤ-01
-16£s* derivado do anidrido maleico e monóxido de carbono, copolimero de ácido itacónico/etileno, copolimero de ácido itacónico/ácido aconítico, copolimero de ácido itacónico/ácido maleico, copolimero de ácido itacónico/ácido acrílico, copolimero de ácido malónico/ metileno, copolimero de ácido mesacónico/ácido fumárico, copollrne ro de etileno-glicol/tereftalato de etileno, copolimero de uinilpirrolidona/acetato de vinilo, copolimero de ácido l-buteno-2,3,4- tricarboxIIico/ácido itacónico/ácido acrílico, ácido poliéster-polialdeidocarboxílico contendo um grupo amónio quaternário, is_ó mero cis do ácido epoxi-succinico , pol i/~IM , N-bis (carboximetil) acrilamida_7, poli(ácido hidroxicarboxílico), amido/éster do ácido succínico ou ácido maleico ou ácido tereftálico, amido/éster do ácido fosfórico, dicarboxiamido, dicarboximetilamido e celulose/éster do ácido succínico; polímeros não dissociáveis como o polietileno-glicol, polivinilálcool, polivinilpirrolidona e polivinilálcool com uretano, solúvel em água fria; e sais de ácidos dicarboxílicos como o ácido oxálico, ácido malónico, ácido succínico, ácido glutárico, ácido adípico, ácido pimélico, ácido subérico, ácido azelaico e ácido decano-1,10-dicarboxílico; sais do ácido diglicólico, do ácido tioglicólico, ácido oxalacético, ácido hidroxidi-succinico, ácido carboximetil-hidroxi-succínico e do ácido carboximetiltartarónico; sais de ácidos hidroxicarboxílicos como o ácido glicólico, ácido málico, ácido hidroxipiválico, ácido tartárico, ácido cítrico, ácido láctico, ácido glucónico, ácido múcico, ácido glucurónico e ácido dialde-hidroamido; sais do ácido itacónico, ácido metil-succínico, ácido 3-metilglutárico, ácido 2,2-dimetilmalónico, ácido maleico, ácido fumárico, ácido glutámico, ácido 1,2,3-propanotricarboxí1ico, ácido aconítico, ác_i do 3-buteno-l,2,3-tricarboxílico, ácido butano-1,2,3,4-tetracarbo xilico, ácido etanotetracarboxílico, ácido etenotetracarboxílico, ácido n-alcenil-aconí tico , ácido 1,2,3,4-ciclopentanotetracarboxílico, ácido ftálico, ácido trimésico, ácido hemimelítico, ácido piromelítico, ácido benzeno-hexacarboxílico, ácido tetra-hidrofurano-1,2,3,4-tetracarboxílico e ácido tetra-hidrofurano-2,2,5,5-tetracarboxílico; sais dos ácidos carboxílicos sulfonados como o ácido sulfo-itacónico, ácido sulfotricarbalílico, ácido cisteico, ácido sulfoacético e ácido sulfo-succínico; sacarose carboxi
056
Μ&G-165.721-ΡΤ-01 //
-17metilada, lactose carboximetilada, e rafinose carboximetilada, pentaeritritol carboximetilado, ácido glucónico carboximetilado, condensados de açúcares ou álcoois poli-hídricos com anidrido maleico ou succínico, condensados de ácidos hidroxicarboxllicos com anidrido maleico ou anidrido succinico e semelhantes.
Mais pormenorizadamente, os artigos de vestuário podem ser postos em contacto com uma solução aquosa contendo enzima celulase e um surfactante para promover a acção da celulase durante um período de tempo suficiente para produzir variaçães locais na den sidade de cor à superfície do tecido. A quantidade de solução usada para tratar os artigos de vestuário normalmente depende da proporção de celulase no produto e do peso, em seco, dos artigos a serem lavados. Tipicamente as soluções usadas no processo do invento podem conter um mínimo de cerca de 6000 unidades CMC de celulase por. 0,455 kg (l libra) de roupa, de preferência 6500 a 75 000 unidades por 0,455 kg, ainda com maior preferência de 12 000 a 60 000 unidades por 0,455 kg, para obter o aspecto de l_a vado com pedra.
As soluções usadas para contactar as roupas podem tipicame_n te conter os seguintes ingredientes:
Quadro 1
|
Ingrediente |
Composições aquosas de tratamento |
Mais preferido |
|
Otil |
Preferido |
|
Enzima Cel_u |
> 1 000 |
2 500-50 000 |
6 000-20 000 |
|
1 ase* |
|
|
|
|
Su r factante |
0-1 000 ppm |
10-900 ppm |
15-750 ppm |
|
z
A gua |
Balanço |
Balanço |
Balanço |
Quantidades em unidades CMC por litro x
056
M4G-163.721-PT-01 ϋ,'€*
|
Ingrediente |
-18-
Quadro 2
Composições concentradas |
Mais preferido |
|
Útil |
P refe ri do |
|
Enzima celju |
1-90 %p |
2-80 %p |
5-75 %p |
|
lase |
|
|
|
|
Surfactante |
99-0 %p |
98-5 %p |
95-10 %p |
|
Solvente |
Balanço |
Balanço |
Balanço |
Quadro 3
Concentrado Sólido Inorgânico
|
Ingrediente |
Útil |
Prefe rido |
Mais preferido |
|
Enzima celjj
lase |
25-90 %p |
30-85 %p |
35-80 %p |
|
Sistema tampão salino inorgânico
hidratável |
2 0-60 %p |
20-55 %p |
25-50 %p |
|
Sequestrante |
0-25 %p |
5-20 %p |
7-15 %p |
|
X
Agua de hidratação |
Balanço |
Balanço |
Balanç o |
Quadro A
|
Ingrediente |
Concentrado Sólido Orgânico |
Mais preferido |
|
Útil |
Preferido |
|
Enzima cel_u |
25-90 %p |
30-85 %p |
35-80 %p |
|
lase |
|
|
|
|
Surfactante |
99-0 %p |
98-5 %p |
95-10 %p |
|
PEG* |
20-60 %p |
20-55 %p |
25-50 %p |
|
S eques trante |
0-25 %p |
5-20 %p |
7-20 %p |
|
Sistema tampão |
0-5 %p |
1-4 %p |
1,5-3,5 %p |
x
PEG = polietilano-glicol (P.M. 1 000-9 000).
056
M&G-163.721-ΡΤ-01
As composições concentradas líquidas deste invento podem ser formuladas em misturadores industriais vulgarmente disponíveis. Tipicamente prepara-se uma solução do surfactante no solvente e junta-se à solução de surfactante a enzima celulase de mo do suficientemente lento para criar uma dispersão uniforme da enzima no solvente. Os concentrados podem ser embalados em embalagens inertes típicas tais como o vidro, polietileno ou polipropileno ou PET. Deverá tomar-se cuidado para que a agitação não reduza significaticativamente a actividade da enzima celulase.
As composições concentradas sólidas, inorgânicas, deste ijn vento podem ser preparadas combinando a enzima celulase com um carbonato, bicarbonato, silicato ou sulfato hidratáveis, inorgân_i cos (de metais alcalinos ou alcalino-terrosos) , numa suspensão aquosa contendo água suficiente para provocar a hidratação e soli. dificação dos componentes inorgânicos. As suspensões podem ser preparadas a temperaturas elevadas para reduzir a viscosidade e aumentar a facilidade de manuseio. As composições em suspensão inorgânica podem ser moldadas em moldes e, após solidificação, p_o dem ser removidas do molde, embaladas e vendidas. Em alternativa, o material pode ser moldado em recipientes re-utilizáveis ou descartáveis, fechados e vendidos. Tais materiais são normalmente manufacturados em tamanhos de 28 g (l onça) a 4,5 kg. Os concentrados sólidos podem estar sob a forma de uma pelota com um peso de 1 g a 250 g, de preferência de 2 g a 150 g. Os produtos molda, dos, grandes, podem ir de 300 g a 5 kg, de preferência de 500 g a 4 kg.
As composições de concentrado de enzima, orgânicas, podem ser tipicamente obtidas preparando uma suspensão com o material enzimático e uma matriz polimérica fundida que contenha água a fim de controlar a viscosidade. Logo que a dispersão uniforme da enzima e outros ingredientes opcionais sejam incluídos na matriz polimérica orgânica, os materiais podem ser introduzidos em moldes ou em recipientes, re-utilizáveis ou descartáveis, arrefecidos, solidificados e vendidos. Em alternativa tanto os concentra dos sólidos orgânicos como os inorgânicos podem ser preparados com binando os ingredientes e pelotizando as composições em máquinas de pelotização disponíveis comercial mente, usando quer a solidif_i cação por temperatura e o mecanismo de solidificação por hidrata68 056
Μ&G-163.721-PT-01 ,;·1'/ rr*
-20ção, quer uma máquina de pelotização por compressão usando um agente ligante bem conhecido na arte. Todas as composições concentradas, líquidas ou sólidas, do invento podem incluir ingredientes adicionais que mantenham ou melhorem a actividade da enzima nos processos de lavagem com pedra, sem pedra-pomes, do invento.
As composições deste invento são tipicamente diluídas em água nas máquinas industriais, de instituições ou domésticas,'com tambor circular mantido na posição horizontal ou vertical de modo a produzir o aspecto de lavado com pedra sem recorrer à pedra-pomes ou outro abrasivo em partículas. Mais vulgarmente a ganga ou outros artigos de vestuário em tecido são colocados na máquina de acordo com a sua capacidade e instruções do fabricante. Típica mente o vestuário é colocado na máquina antes da introdução de água no tambor mas também se pode juntar roupa à água da máquina ou a uma composição de tratamento pré-diluída. 0 vestuário entra em contacto com a composição de tratamento e é agitado na máquina por tempo suficiente para assegurar que o vestuário ficou completamente molhado pela composição de tratamento e para assegurar que a enzima celulase teve a oportunidade de clivar a celulose do teci, do. Nesta altura, se a composição de tratamento se destinar a ser re-utilizada, é frequentemente drenada da cuba e armazenada para reciclagem. Se a composição de tratamento não se destinar a ser re-utilizada pode permanecer em contacto com o vestuário tanto tempo quanto o necessário para produzir variação de cor. Estes períodos de tratamento podem ser superiores a 5 minutos, superiores a 30 minutos e até 720 minutos, dependendo da quantidade de enzima, durante toda ou apenas parte da acção mecânica, usada para produzir no tecido tratado com celulase variações da densidade de cor. Cremos que haja uma interacção, entre o tecido modificado pela celulase e a acção ou rotação mecânica, que remove celul_o se da superfície do tecido e o corante índigo, para produzir uma variação na densidade da cor, de lugar para lugar, nos panos e costuras de tecido. Além disso, a acção da enzima parece franzir as costuras e criar um aspecto a machucado e suave a painéis de t_e eido.
A especificação anterior proporciona uma discrição das com posições do invento e métodos de preparação e uso de composições
056
M&G-163.721-ΡΤ-01
-21na lavagem com pedra de artigos de vestuário em tecido. Os Exemplos seguintes apresentam detalhes específicos relativos às composições e métodos do invento e incluem o melhor modo de exscu ção.
Exemplos I— 111
Numa máquina de lavar Milnor de 15,86 kg (35 lb) de capacj. d3de colocaram-se jeans novos de ganga azul e 113,7 dm^ (25 galões) a 48,99C (1209F) de água contendo uma composição removedora de goma com enzima amilase. A carga da máquina foi agitada duran te 9 minutos e eliminou-se a solução aquosa. Colocaram-se na máquina 113,7 dm5 de água a 48,99C contendo uma certa quantidade (ver Quadro 5 a seguir) de enzima celulase e 10 ml de um agente amaciador suave, ácido/compreendendo uma solução aquosa contendo 23)1 em peso de H^SiF^ e 50% em peso de ácido cítrico. Os jeans foram agitados -na composição de enzima celulase durante 1 hora e eliminou-se a composição aquosa. Os jeans foram então passados por água fria e por 3 passagens sucessivas de água quente a 48,990, 43,390 (ll09f) θ numa lavagem final a 37,89C (1009F), contendo 5 ml do produto amaciador ácido.
Quadro 5
|
Ex emplo |
Concentrado
Gramas/1 |
U.CMC/l*
6 000 |
U.CMC/lb* |
U.C MC/par |
Gramas/
/par |
|
I |
200 |
7 459 |
32 000 |
48 000 |
20 |
|
I I |
300 |
11 189 |
48 000 |
72 000 |
30 |
|
I I I |
400 |
14 918 |
64 000 |
96 000 |
40 |
Unidades de carboximetilcelulose
Quadro 6
|
e com o |
produto do Exemplo II |
|
|
|
C. D. 0 |
jeans lavados com pedra |
Exemplo II |
Diferenças |
|
380 |
11,50 |
11,01 |
-0,49 |
|
390 |
15,71 |
15,32 |
-0,39 |
|
400 |
18,57 |
18,49 |
-0,08 |
721-PT-Ol
|
-22- |
Λ
ό |
|
21,70 |
|
21,99 |
0,69 |
|
23,01 |
|
24,22 |
1 ,20 |
|
22,96 |
|
24,24 |
1,28 |
|
22,19 |
|
23,53 |
1,34 |
|
21,31 |
|
22,62 |
1,31 |
|
20,38 |
|
21,64 |
1,26 |
|
19,43 |
|
20,63 |
1,20 |
|
18,60 |
|
19,71 |
1,10 |
|
17,91 |
|
18,92 |
1,01 |
|
17,18 |
|
18,08 |
0,90 |
|
16,35 |
|
17,13 |
0,77 |
|
15,40 |
|
16,06 |
0,66 |
|
14,40 |
|
14,92 |
0,52 |
|
13,47 |
|
13,88 |
0,41 |
|
12,77 |
|
13,08 |
0,31 |
|
12,32 |
|
12,60 |
0,28 |
|
11,94 |
|
12,15 |
0,21 |
|
11,42 |
|
11,59 |
0,17 |
|
10,85 |
|
10,97 |
0,12 |
|
10,35 |
|
10,39 |
0,04 |
|
9,95 |
|
9,94 |
-0,01 |
|
9,60 |
|
9,56 |
-0,04 |
|
9,15 |
|
9,07 |
-0,08 |
|
8,75 |
|
8,64 |
-0,11 |
|
8,44 |
|
8,30 |
-0,14 |
|
8,35 |
|
8,21 |
-0,14 |
|
8,66 |
|
8,58 |
-0,08 |
|
9,70 |
|
9,73 |
0,03 |
|
11,83 |
|
12,12 |
0,29 |
|
15,83 |
|
16,60 |
0,77 |
|
22,62 |
|
23,99 |
1,37 |
|
32,13 |
|
33,84 |
1,71 |
|
42,55 |
|
43,96 |
1,41 |
|
51,26 |
|
51,92 |
0,65 |
|
57,04 |
|
57,03 |
-ο,οι |
056
M&G-163.721-ΡΤ-01 /Τ>
?
-23Descrição Detalhada do Desenho
A Fig. 1 é uma representação gráfica dos dados do quadro anterior. 0 gráfico parece ser uma so linha consistindo de pontos e de traços, no entanto o gráfico mostra que as percentagens de reflectância da ganga lavada com pedra-pomes e da ganga tratada com as composições e métodos deste invento são virtualmente idênticas. As diferenças indicadas na coluna 4 do quadro anterior iri dicam que a certos comprimentos de onda ocorrem diferenças minimas; as curvas, no entanto, são virtualmente sobreponíveis.
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