[发明专利]纺织品染色的方法和设备

说明书

本发明涉及用于纺织品染色的方法和设备，在进行该方法所需的所述设备中包含的固定化酶，以及酶促产生靛蓝及其衍生物的方法。

本发明涉及一种用于纺织品染色的方法和设备，以及涉及在进行该方法所需的所述设备中包含的固定化酶。

发明背景

还原染料是不溶性染料，其需要还原剂以溶解于水中。通常，用还原染料染色包括将染料以其可溶的还原形式施加于纺织品，然后将染料氧化回不溶的形式，这赋予纺织品以颜色。

靛蓝是式I的还原染料：

用一些基团，例如，卤素、烷基、烷氧基、氨基、芳基、芳氧基和羰基在靛蓝的芳环上取代提供了具有除蓝色以外的各种各样的颜色的化合物，它们是所谓的靛蓝衍生物的一部分。

靛蓝和靛蓝衍生物的很大一部分是通过合成产生的。霍伊曼(Heumann)合成(下述方案1)和普夫勒格(Pfleger)合成(下述方案2)是用于工业规模的靛蓝制备的最初的合成路线；这些方法的各种变化形式仍沿用至今。

上述合成路线也用于制备靛蓝衍生物；在这种情况下，化合物II’，II”，III’和III”在与要合成的所需靛蓝衍生物相同的位置上被相同的基团取代。

靛蓝及其衍生物以及其他还原染料的合成也可以通过酶或表达酶的细菌来进行。但是，这种酶促合成没有用于工业过程中。

靛蓝的前体(例如上述方案1和2的化合物II’，II”，III’和III”)可溶于水溶液，而靛蓝则不溶，并且在水溶液中合成后会沉淀出来。因此，如上所述，靛蓝或其衍生物必须被还原(通过用还原剂处理，例如如方案3所示)。

其中化合物I是靛蓝，化合物IV是水溶性和还原形式的靛蓝，称为隐色-靛蓝(或靛白，因为它是无色的)。

因此，使用靛蓝或其衍生物作为染料或通常使用还原染料的工业染色方法包括首先在反应器中通过已知方法在水溶液中合成靛蓝或其衍生物(或还原染料)(例如，上述方案1的合成)。以沉淀形式获得靛蓝或其衍生物(或还原染料)。然后用还原剂处理包含悬浮的靛蓝或其衍生物(或还原染料)的水溶液，以获得包含溶解的隐色靛蓝或其衍生物(或还原的还原染料)的水溶液。然后将包含溶解的隐色靛蓝或其衍生物(或还原的还原染料)的水溶液施加到纺织品上。一旦包含溶解的隐色-靛蓝的溶液润湿了纺织品，就通过隐色-靛蓝或其衍生物(或隐色-还原染料)的氧化获得靛蓝或其衍生物(或还原染料)，并因此将纺织品染色。这种氧化可以例如用空气中的氧气进行。通常，靛蓝染色过程需要几个浸渍和氧化步骤才能达到所需的色泽。

用于还原不溶性还原染料(例如靛蓝或其衍生物)的还原剂是刺激性化学品，即对使用者和/或环境有害的化学品，例如氢氧化钠和连二亚硫酸钠。实际上，在例如将靛蓝或其衍生物用作染料的常规染色过程中使用大量的还原性盐和氢氧化物，因此产生了大量废水，这些废水必须先经过处理再处置掉。此步骤增加了染色过程的成本。

因此，需要一种用还原染料，特别是靛蓝及其衍生物对纺织品进行染色的改进方法，该方法可以降低还原染色和水处理过程的成本。

已知的靛蓝染色方法的另一个问题是纺织品，特别是纤维素，可能因长时间暴露于碱性过程溶液和其中存在的副产物而受到损害。

发明内容

本发明的目的是解决上述问题，并提供一种使用不溶性染料，例如还原染料，特别是使用靛蓝及其衍生物对纺织品进行染色的方法，该方法是安全的，成本有效的并且对环境友好的。

本发明的另一个目的是提供一种使用靛蓝及其衍生物以及不溶性染料如还原染料对纺织品进行染色的方法，该方法相对于使用靛蓝及其衍生物或常规还原染料的常规染色方法而言更具可持续性。