DE69816871T2

DE69816871T2 - Verwendung von oxidationsfördernden chemikalien für die oxidation von einem polymer, das die alkoholkonfiguration eines oxidierbaren galaktosetyps enthält.

Info

Publication number: DE69816871T2
Application number: DE69816871T
Authority: DE
Inventors: Lee Richard BRADY; Thomas Raymond LIEBFRIED
Original assignee: Hercules LLC
Current assignee: Hercules LLC
Priority date: 1997-12-31
Filing date: 1998-12-30
Publication date: 2004-04-15
Anticipated expiration: 2018-12-31
Also published as: WO1999034009A1; PT1058735E; ID25472A; BR9814519A; ATE246254T1; TW418270B; MY118864A; EP1058735B1; CA2313093C; CN1285877A; ID25471A; CN1190498C; AU740977B2; US6022717A; KR20010033748A; JP2002500018A; ZA9915B; ES2202928T3; AU2013899A; EP1058735A1

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft die Oxidation von Polymer, das oxidierbare Alkoholkonfiguration vom Galactose-Typ enthält, und insbesondere betrifft sie die Verwendung von oxidationsfördernden Chemikalien in einer solchen Oxidation durch Galactoseoxidase.
2. Beschreibung des Standes der Technik
Das Produkt der Oxidation wäßriger Lösungen von Guargummi und anderen Galactose-tragenden Polysacchariden unter Verwendung von Galactoseoxidase-Enzym wurde von F. J. Germino in US-PS 3 297 604 offenbart. Die Aldehydtragenden oxidierten Produkte werden durch Ausfällung aus den für Enzymreaktionen verwendeten wäßrigen Lösungen getrennt. Germino offenbarte die Verwendung der oxidierten Produkte in der Herstellung von Papier. Die Aldehyd-tragenden oxidierten Produkte wurden auch als geeignet zur Verwendung zum Vernetzen von Polyamino-Polymeren, Polyhydroxy-Polymeren und Proteinen offenbart.
C. W. Chiu et al., US-PS 5 554 745 , offenbart (1) die Herstellung von kationische Galactose enthaltenden Polysacchariden und (2) die enzymatische Oxidation in wäßriger Lösung der kationische Galactose enthaltenden Polysaccharide mit Galactoseoxidase. Von den oxidierten kationischen Polysacchariden wird offenbart, daß sie die Festigkeitseigenschaften von Papier verbessern.
Zusammenfassung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Oxidation der oxidierbaren Alkoholkonfiguration vom Galactose-Typ zu Aldehyd in Polymeren, die oxidierbare Alkoholkonfiguration vom Galactose-Typ enthalten, bereitgestellt, umfassend das Bereitstellen des Polymers, das oxidierbare Alkoholkonfiguration vom Galactose-Typ enthält, und Galactoseoxidase und oxidationsfördernder Chemikalie und deren Inkontaktbringen, wobei das Verfahren wie in den Ansprüchen definiert ist.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Es wurde überraschend gefunden, daß die Verwendung von oxidationsfördernden Chemikalien, z. B. 1,2-Benzisothiazolin-3-on, in der Oxidation von Polymeren, die oxidierbare Alkoholkonfiguration vom Galactose-Typ enthalten, z. B. Guar, durch Galactoseoxidase zu erhöhten Oxidationsgraden und einer entsprechenden Zunahme der Papierfestigkeitseigenschaften führt, wenn das Polymer, das oxidierbare Alkoholkonfiguration vom Galactose-Typ enthält, im Papierherstellungsverfahren eingesetzt wird.
Allgemein ist die oxidationsfördernde Chemikalie eine organische Carboxylat-Verbindung, eine organische heterocyclische Verbindung und/oder einer quaternäre Amin-Verbindung. Bevorzugt ist die organische Carboxylat-Verbindung Sorbinsäure, Salicylsäure, Benzoesäure, Toluensäure, Phthalsäure und ihre entsprechenden Salze, die organische heterocyclische Verbindung ist bevorzugt 1,2-Benzisothiazolin-3-on und/oder 2-Methyl-4-isothiazolin-3-on, und die quaternäre Amin-Verbindung ist bevorzugt Cetyltrimethylammoniumbromid und/oder quaternäre Epoxyamine. Am meisten bevorzugt ist die oxidationsfördernde Chemikalie 1,2-Benzisothiazolin-3-on.
Die oxidierbare Konfiguration vom Galactosealkohol-Typ wird durch die folgenden chemischen Strukturen beschrieben:
worin R1 eine Alkyl-Gruppe der Formel C(n)H(2n+1) ist, worin n 0 bis 20 ist;
z 0 oder 1 ist;
R2 eine Verbindungsgruppe ist, die aus einem Alkylen oder einem aromatischen Alkylen oder einem Alkylenether oder einem Alkylenester oder einem Alkylenamid oder einem Alkylenurethan-Diradikal zusammengesetzt ist. Solche Verbindungsgruppen haben eine Gesamtkohlenstoffanzahl von 2 bis 20. R3 ist -H, -OH, -OCH₃, -OC₂H₅, -OC₃H₇, -OC₄H₉, -COOR5 (worin R5 ein Alkylradikal mit 1 bis 5 Kohlenstoffen ist), -NH₂, -NH-CO-R5; und
y ist 0 oder 1.
Die Polymere, die oxidierbare Alkoholkonfiguration vom Galactose-Typ enthalten, werden aus Galactomannangummen oder ihren Ether-Derivaten, Arabinogalactangummen oder ihren Ether-Derivaten, anderen Gummen oder ihren Ether-Derivaten, Galactoglucomannanhemicellulosen oder ihren Ether-Derivaten und synthetisch oder enzymatisch modifizierten Polymeren ausgewählt. Bevorzugte Galactomannangummen sind Guargummi, Johannisbrotkernmehl, Tarakernmehl und Bockshornkleegummi. Bevorzugte Arabinogalactangummen sind Gummi arabicum, Lärchengummi und Tragacanthharz. Die synthetisch oder enzymatisch modifizierten Polymere sind Galactose-defiziente Polysaccharide, Polyacrylamide, Polyacrylate, Polyamide, Polyvinylalkohol und Polyvinylacetat. Am meisten bevorzugt sind solche Polymere Stärke und Polyacrylate. Der Begriff "Galactose-defizient", wie er in der vorliegenden Anmeldung verwendet wird, bedeutet, daß das Polymer, das oxidierbare Alkoholkonfiguration vom Galactose-Typ enthält, weniger als 20% oxidierbare Alkoholkonfiguration vom Galactose-Typ auf Basis des Gewichts des Polymers enthält, das oxidierbare Alkoholkonfiguration vom Galactose-Typ enthält. Bevorzugte andere Gummen sind Carubin, Lichenan, Tamarinde und Kartoffelgalactan. Die am meisten bevorzugten Polymere, die oxidierbare Alkoholkonfiguration vom Galactose-Typ enthalten, sind Guargummi und seine Ether-Derivate, wie kationisches, anionisches, amphoteres, Hydroxypropyl-, Dihydroxypropyl- und Hydroxyethylguar.
Synthetisch oder enzymatisch modifizierte Polymere können durch Anbringen der oxidierbaren Alkoholkonfiguration vom Galactose-Typ an Polymere oder durch polymerisieren eines Monomers erhalten werden, das oxidierbare Alkoholkonfiguration vom Galactose-Typ enthält.
Die Polymerkomponente der vorliegenden Erfindung, die oxidierte Alkoholkonfiguration vom Galactose-Typ enthält, weist wenigstens 5 mol-% ihrer oxidierbaren Alkoholkonfiguration vom Galactose-Typ zum Aldehyd oxidiert auf. Bevorzugt sind wenigstens 25 mol-% und am meisten bevorzugt wenigstens 50 mol-% eines solchen Alkohols zu Aldehyd oxidiert. Das zur Oxidation verwendete Polymer, das oxidierbare Alkoholkonfiguration vom Glactose-Typ enthält, kann über einen weiten Molekulargewichtsbereich reichen. Es kann mit hohem Molekulargewicht sein, oder alternativ kann es depolymerisiertes Polymer (mit reduzierter Viskosität) sein. Allgemein kann die Untergrenze des Gewichtsmittelwerts des Molekulargewichts des Polymers, das oxidierbare Alkoholkonfiguration vom Galactosetyp enthält, 5000 sein. Die Obergrenze des Gewichtsmittelwerts des Molekulargewichts des Polymers, das oxidierbare Alkoholkonfiguration vom Galactose-Typ enthält, kann 5 000 000 sein. Bevorzugt beträgt der Molekulargewichtsbereich, wie er durch die Brookfield-Viskosität bei Raumtemperatur angegeben wird, wenigstens 15 cps bei einer 2 Gew.-%igen Lösung in Wasser, am meisten bevorzugt wenigstens 100 cps bei einer 1 Gew.-%igen Lösung in Wasser. Bevorzugt kann die Brookfield-Viskosität bei Raumtemperatur bis zu 10 000 cps betragen, bevorzugt bis zu 6 000 cps bei einer 1 Gew.-%igen Lösung in Wasser (gemessen in einem Brookfield-LVT-Viskosimeter mit einem Kleinproben-Adapter, 25°C, Spindel 31, Geschwindigkeit 3 U/min).
Guar ist das bevorzugte Polymer zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung, das oxidierbare Alkoholkonfiguration vom Galactose-Typ enthält. Die vorliegende Anmeldung bezeichnet spezifisch in bestimmten Fällen Guar, jedoch wird der Durchschnittsfachmann erkennen, daß diese Lehren allgemein auf Polymer zutreffen, das oxidierbare Alkoholkonfiguration vom Galactose-Typ enthält.
Galactoseoxidase (EC 1.1.3.9) ist eine Kupferoxidase, die die oxidierbare Alkoholkonfiguration vom Galactose-Typ zur entsprechenden Aldehyd-Gruppe umwandelt (und dadurch oxidierte Galactose erzeugt), indem Wasserstoff zu Wasserstoffperoxid reduziert wird. Das Kupfer muß im richtigen Oxidationszustand sein (Cu²⁺), um diese Oxidation durchzuführen, und das Kupferion muß in der Galactoseoxidase zurückbehalten werden. Falls die Galactoseoxidase-Lösung anaerob mit einem beliebigen oxidierbaren Substrat gelagert wird, kann sie inaktiv werden. Galactoseoxidase kann durch Oxidieren des Kupfers mit Reagenzien wie Kaliumhexacyanoferrat(III) reaktiviert werden. Ein anderer Weg zur Oxidation des Kupfers in Galactoseoxidase wäre durch elektrochemische Oxidation.
Galactoseoxidase kann in jeder geeigneten Weise erhalten werden, z. B. durch Fermentieren verschiedener Wildtyp- und klonierter Pilze, aber wird gewöhnlich aus Fusarium spp. (NRRL 2903) erhalten. Kulturen können ebenfalls von der American Type Culture Collection unter Dactylium dendroides ATCC 46032 erhalten werden, und sie werden erfolgreich gemäß dem Verfahren von Tressel und Kosman fermentiert (Methods in Enzymology, Bd. 89 (1982), S. 163–172). Die Gene für aktive Formen des Enzyms wurden in E. coli und Aspergillus exprimiert, und diese Entwicklung kann zu stabileren und aktiveren Formen des Enzyms sowie zu größeren Produktionsstärken führen. Das Gen oder verbesserte Formen werden ebenfalls in Pflanzen exprimiert, die geernetet werden können, um höhere Enzymkonzentrationen ohne die Gefahr zu ergeben, das Enzym durch Proteasen in einer Fermentationsbouillon zu zerstören.
Das Enzym kann ebenfalls durch andere Organismen exprimiert werden, die Gibberella fujikoroi, Fusarium graminearum und Bettraniella porticensis einschließen.
Die Behandlung des Polymers, das oxidierbare Alkoholkonfiguration vom Galactose-Typ enthält, mit Galactoseoxidase und Katalase ist Gegenstand der parallelen Anmeldung WO 99/33879, eingereicht am 31. Dezember 1997.
Bevorzugt wird die Oxidation des Polymer, das oxidierbare Alkoholkonfiguration vom Galactose-Typ enthält, mit Galactoseoxidase in Gegenwart eines Mittel durchgeführt, das das während der Umwandlung der oxidierbaren Alkoholkonfiguration vom Galactose-Typ zu Aldehyd erzeugte Wasserstoffperoxid zersetzen kann. Bevorzugt ist das Mittel zur Zersetzung von Wasserstoffperoxid Katalase.
Andere Metallkomplexe und -verbindungen können ebenfalls verwendet werden, um das in der Oxidationsreaktion gebildete Wasserstoffperoxid zu zersetzen. Chemikalien, die eine Redoxchemie mit Wasserstoffperoxid erreichen werden, sind Eisenkomplexe, z. B. mit Polyaminen (insbesondere Triethylentetramin), und Persulfate.
Das Polymer, das oxidierbare Alkoholkonfiguration vom Galactose-Typ enthält, kann in fester Form, in Aufschlämmungsform oder in Lösung oxidiert werden. Die Oxidation kann enzymatisch durch Galactoseoxidase durchgeführt werden. Bevorzugt wird neutrales, kationisches oder anionisches oder amphoteres Guar, das durch Galactoseoxidase und Katalase oxidiert wurde, in der vorliegenden Erfindung verwendet. Galactoseoxidase kann auf feste, Aufschlämmungs- oder Lösungsformen von Guarprodukten angewendet werden: z. B. zerschnetzelte, Pulver-, Flocken- und Pelletformen von neutralem, kationischem, anionischem oder amphoterem Guar. Guar-Derivate wie diejenigen, die Hydroxypropyl-Gruppen enthalten, können ebenfalls verwendet werden.
Die Untergrenze der oxidationsfördernden Chemikalie kann 0,1% auf Basis des Gewichts des Polymers sein, das oxidierbare Alkoholkonfiguration vom Galactose-Typ enthält. Bevorzugt ist die Untergrenze der oxidationsfördernden Chemikalie 0,5%, und am meisten bevorzugt ist sie 1%. Die Obergrenze der oxidationsfördernden Chemikalie kann 5% auf Basis des Gewichts des Polymers sein, das oxidierbare Alkoholkonfiguration vom Galactose-Typ enthält, bevorzugt 3% und am meisten bevorzugt 2%.
Wenn das Polymer, das oxidierbare Alkoholkonfiguration vom Galactose-Typ enthält, mit Galactoseoxidase in wäßrigem Medium in Kontakt gebracht wird, kann die Untergrenze des Polymers, das oxidierbare Alkoholkonfi guration vom Galactose-Typ enthält, 0,001% sein, bevorzugt 0,2% und am meisten bevorzugt 8%. In diesem Fall kann die Obergrenze des Polymers, das oxidierbare Alkoholkonfiguration vom Galactose-Typ enthält, 50% sein, bevorzugt 30% und am meisten bevorzugt 20%, alle bezogen auf das Gewicht der Zusammensetzung.
Wenn festes Polymer, das oxidierbare Alkoholkonfiguration vom Galactose-Typ enthält, mit fester Galactoseoxidase in Kontakt gebracht wird, kann die Untergrenze der oxidierbaren Alkoholkonfiguration vom Galactose-Typ 50% auf Basis des Gewichts der Zusammensetzung sein. Bevorzugt ist die Untergrenze 70%, und am meisten bevorzugt ist sie 85%. Wenn festes Polymer, das oxidierbare Alkoholkonfiguration vom Galactose-Typ enthält, mit fester Galactoseoxidase in Kontakt gebracht wird, kann die Obergrenze des Polymers, das oxidierbare Alkoholkonfiguration vom Galactose-Typ enthält, 100% auf Basis des Gewichts der Zusammensetzung sein. Bevorzugt kann sie 98% und am meisten bevorzugt 95% sein.
Eine internationale Einheit (IE) Galactoseoxidase wird ein Mikroäquivalent des Polymers, das oxidierbare Alkoholkonfiguration vom Galactose-Typ enthält, zu Aldehyd pro Minute bei 25°C und pH 7,0 umwandeln. Die Einheit kann durch gekoppelte Tests gemessen werden, in denen das Nebenprodukt H₂O₂ durch Peroxidasen verwendet wird, um Farbstoffvorstufen zu oxidieren, was einen Chromophor ergibt. Die Erzeugung des Chromophors wird durch Lichtextinktion bei einer Wellenlänge gemessen, die geeignet für den verwendeten Farbstoff ist (o-Tolidin, 425 nm; o-Dianisidin, 436 nm; 2,2'-Azinobis(3-ethylbenzothiazolin-6-sulfonsäure)-Diammoniumsalz (ABTS), 405 nm). Das Verfahren, das den ABTS-Farbstoff verwendet, wird zur Bestimmung internationaler Einheiten (IE) verwendet.
Die Untergrenze der Galactoseoxidase kann ca. 10 IE pro Gramm des Polymers sein, das oxidierbare Alkoholkonfiguration vom Galactosetyp enthält. Bevorzugt ist die Untergrenze 25 und am meisten bevorzugt 35 IE pro Gramm des Polymers, das oxidierbare Alkoholkonfiguration vom Galactose-Typ enthält. Die Obergrenze der Galactoseoxidase kann 3 000 IE pro Gramm des Polymers sein, das oxidierbare Alkoholkonfiguration vom Galactose-Typ enthält, bevorzugt 2 000 und am meisten bevorzugt 1 000 IE pro Gramm des Polymers, das oxidierbare Alkoholkonfiguration vom Galactose-Typ enthält.
Die Untergrenze der Katalase kann ca. 1, bevorzugt 50 und am meisten bevorzugt 100 IE Katalase/IE Galactoseoxidase sein. Die Obergrenze der Katalase kann 10 000, bevorzugt 5 000 und am meisten bevorzugt 1 000 IE Katalase/IE Galactoseoxidase sein. Eins (1) IE Katalase wird ein Mikromol (10^–6 mol) Wasserstoffperoxid zu Wasser und Sauerstoff pro Minute pH 7,0 und 25°C umwandeln.
In den Beispielen wurden Handmuster auf einer Noble and Wood Sheet Machine (Noble and Wood Machine Co., Hoosick Falls, N.Y.) unter Verwendung von hartem Standardwasser bei einem kontrollierten pH von 7,5 hergestellt. Hartes Standardwasser (50 ppm Alkalinität und 100 ppm Härte) wurde hergestellt durch Vermischen von entionisiertem Wasser mit CaCl₂ und NaHCO₃. Die Kontrolle des pH-Wertes wurde erreicht durch Verwendung von NaOH oder H₂SO₄. Gebleichter Kraft-Zellstoff wurde zu einer Canadian Standard Freeness von 455 bei einer Konsistenz von 2,5 Gew.-% gemahlen. Der gemahlene Zellstoff wurde zum Dosierapparat in einer kontrollierten Menge (abhängig vom gewünschten Fertig-Flächengewicht) und auf 18 1 mit hartem Standardwasser verdünnt. Für ein Flächengewicht von 36,3 kg/279 m² (80 lb/3000 ft²) wurden 4000 ml Zellstoffmischung verwendet. Die Chemikalienadditionen und pH-Einstellungen wurden nach Wunsch am Dosierapparat und unter kontinuierlichem Vermischen vorgenommen.
Ein sauberes und benetztes Sieb mit 100 mesh wurde auf den offenen Schöpfkasten gesetzt, der dann geschlossen wurde. Hartes Standardwasser und 920 ml Zellstoffmischung aus dem Dosierapparat wurden dann zum Schöpfkasten gegeben und aufgeworfen. Da Wasser wurde dann aus dem Kasten ablaufen gelassen und das Blatt entfernt. Das Blatt wurde zwischen Filzen mit Preßgewichten naßgepreßt, die eingestellt waren, um einen Feststoffgehalt von 33–34% zu ergeben. Das Blatt und das Sieb wurden dann auf einem Trommeltrockner gegeben, der auf eine Temperatur von 109–111°C (228–232°F) und eine Durchlauf zeit von 50–100 s in Abhängigkeit vom Flächengewicht eingestellt war. Die Feuchtigkeitsgehalte der fertigen Blätter betrugen 3–5%. Mindestens 5 Blätter wurden für jeden experimentellen Satz untersucht.
Die Zuguntersuchung wurde an Handmustern gemäß dem TAPPI-Verfahren T 494 om-88 durchgeführt ("TAPPI Test Methods", TAPPI Press, Atlanta, GA 1996).
Der Aldehyd-Gehalt wurde durch iodometrische Titration oder das DNS-Verfahren gemessen. Der iodometrische Test auf Aldehyd (I₂ + CHO → COOH + 2I^-) verwendet die Titration von überschüssigem I₂ mit Natriumthiosulfat. Das DNS-Verfahren verwendet 3,5-Dinitrosalicylsäure zur Oxidation des Aldehyds, gefolgt von einer kolorimetrischen Titration, wie beschrieben von Ghose in Pure & Application Chem., 59, S. 257 (1987).
Die Viskosität wurde mit einem LVT Brookfield Viscometer gemessen, das mit einem konstanten Temperaturbad (25°C), einem Kleinprobenadapter, einer Spindel 31 und mit Geschwindigkeit 3 U/min ausgerüstet war.
Der Umfang dieser Erfindung wie beansprucht wird nicht durch die folgenden Beispiele beschränkt, die allein zur Erläuterung angegeben werden. Alle Teile und Prozentanteile sind gewichtsbezogen, wenn nichts anderes angegeben wird.
Beispiel 1
Dieses Beispiel zeigt die Wirkung verschiedener oxidationsfördernder Chemikalien auf die Oxidation von geschnetzeltem Guar. Geschnetzeltes Guar wurde mit 0,2% in entionisiertem Wasser durch Zugabe von 1% verschiedener oxidationsfördernder Chemikalien, 540 IE Galactoseoxidase (Sigma G7400)/g Guar und 1852 IE Katalase (Sigma C40)/IE Galactoseoxidase oxidiert. Die resultierenden Lösungen wurden für 3 Tage bei Raumtemperatur gerührt. Tabelle I zeigt die oxidationsfördernden Chemikalien und die Ergebnisse der iodometrischen Titration auf Aldehyd am Ende von 3 Tagen. Die theoretische vollständige Reaktion würde 2,06 meg/g für den Aldehyd ergeben. Alle oxidationsfördernden Chemikalien unterstützen die Oxidation, so daß ein höheres Maß an Aldehyd-Gehalt erhalten wird.
Tabelle 1 – Oxidation von Guar mit oxidationsfördernder Chemikalie
Beispiel 2
Dieses Beispiel zeigt die Wirkung höherer Mengen von Proxel GXL auf die Oxidation von Guar. Zu einer 0,2%igen wäßrigen Lösung von Supercol U neutralem Guarpulver wurden 1% oder 10% (bezogen auf Guar) von 1,2-Benzisothiazolin-3-on gegeben. Katalase (Sigma C40) wurde mit 1852 IE/IE Galactoseoxidase gegeben. Galactoseoxidase wurde mit 108 IE/g Guar hinzugegeben.
Die Lösungen wurden für 2 Tage gerührt, worauf die Lösungen auf den Aldehyd-Gehalt analysiert wurden. Tabelle II zeigt die prozentuale Umwandlung zu Aldehyd, gemessen durch das DNS-Verfahren. Die Verwendung von 10% Proxel GXL führte zu einer großen Verbesserung der Aldehydumwandlung.
Tabelle II – Oxidation von Supercol U neutralem Guar mit Proxel GXL
Beispiel 3
Dieses Beispiel zeigt die Verbesserung der Papierfestigkeit, die durch Verwendung einer oxidationsfördernden Chemikalie im Oxidationsverfahren erreicht werden kann. Neutrales geschnetzeltes Guar wurde mit 0,2% in Wasser verwendet. Proxel GXL wurde wie angegeben hinzugegeben, um einen Gehalt von 1,2-Benzisothiazolin-3-on von 1% bezogen auf Guar zu ergeben. Katalase (Sigma C40) mit 1852 IE/IE Galactoseoxidase (Sigma G7400) bei 540 IE/g Guar wurde zu den Lösungen gegeben. Die Proben wurden über Nacht vor dem Titrieren und der Papierherstellung vermischt. Handmuster wurden auf einer Basis von 36,3 kg/279 m2 (80 lb/3000 ft²) mit gebleichtem Kraftzellstoff und einem oxidierten Guar-Gehalt von 1%, bezogen auf das Trockengewicht des Zellstoffs, hergestellt. Tabelle III zeigt die Ergebnisse für den Aldehyd-Gehalt (iodometrische Titration) und die Papier-Trockenzugfestigkeit für oxidiertes Guar mit und ohne Proxel GXL. Die Verwendung von Proxel GXL führte zu einem viel höheren Oxidationsgrad und stark verbesserten Papiereigenschaften.
Tabelle III – Wirkung von Proxel GXL auf den Aldehyd-Gehalt und die Trockenfestigkeit

Claims

Verfahren zur Oxidation einer oxidierbaren Alkoholkonfiguration vom Galactosetyp zu Aldehyd in einem Polymer, das oxidierbare Alkoholkonfiguration vom Galactosetyp enthält, umfassend das Bereitstellen des Polymers, das oxidierbare Alkoholkonfiguration vom Galactosetyp enthält, und Galactoseoxidase und oxidationsfördernder Chemikalie und deren In-Kontakt-Bringen, worin die oxidierbare Konfiguration vom Galactosealkoholtyp durch die folgenden chemischen Strukturen beschrieben wird:
worin R1 eine Alkylgruppe der Formel C(n)H(2n+1) ist, worin n 0 bis 20 ist; z 0 oder 1 ist; worin R2 eine Verbindungsgruppe ist, die aus einem Alkylen oder einem aromatischen Alkylen oder einem Alkylenether oder einem Alkylenester oder einem Alkylenamid oder einem Alkylenurethan-Diradikal zusammengesetzt ist, worin die Verbindungsgruppe eine Gesamtkohlenstoffanzahl von 2 bis 20 hat; worin R3 -H, -OH, -OCH₃, -OC₂H₅, -OC₃H₇, -OC₄H₉, -OOCR5 (worin R5 ein Alkylradikal mit 1 bis 5 Kohlenstoffen ist), -NH₂, -NH-CO-R5 ist; und y 0 oder 1 ist; und worin das Polymer, das oxidierbare Alkoholkonfiguration vom Galactosetyp enthält, aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Galactomannangummen oder ihren Etherderivaten, Arabinogalactangummen oder ihren Etherderivaten, anderen Gummen oder ihren Etherderivaten, Galactoglucomannanhemicellulosen oder ihren Etherderivaten und Galactose-defizienten Polysacchariden, Polyacrylamiden, Polyacrylaten, Polyamiden, Polyvinylalkohol und Polyvinylacetat besteht, und worin die oxidationsfördernde Chemikalie aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus organischen Carboxylatverbindungen, organischen heterocyclischen Verbindungen und quaternären Aminverbindungen besteht.
Verfahren gemäss Anspruch 1, worin die Untergrenze des Polymers, das oxidierbare Alkoholkonfiguration vom Galactosetyp enthält, 0,001% auf Basis des Gesamtgewichts der Polymere, die oxidierbare Alkoholkonfiguration vom Galactosetyp enthalten, der Galactoseoxidase und der oxidationsfördernden Chemikalie ist und die Untergrenze von Galactoseoxidase 10 IE/g der Polymere ist, die oxidierbare Alkoholkonfiguration vom Galactosetyp enthalten, und die Untergrenze der oxidationsfördernden Chemikalie 0,1% auf Basis des Gesamtgewichts der Polymere, die oxidierbare Alkoholkonfiguration vom Galactosetyp enthalten, der Galactoseoxidase und der oxidationsfördernden Chemikalie ist.
Verfahren gemäss Anspruch 1, worin die Obergrenze des Polymers, das oxidierbare Alkoholkonfiguration vom Galactosetyp enthält, 99% auf Basis des Gesamtgewichts aus Polymer, das oxidierbare Alkoholkonfiguration vom Galactosetyp enthält, Galactoseoxidase und oxidationsfördernder Chemikalie ist, die Obergrenze von Galactoseoxidase 3.000 IE/g des Polymers ist, das oxidierbare Alkoholkonfiguration vom Galactosetyp enthält, und die Obergrenze der oxidationsfördernden Chemikalie 5% auf Basis des Gesamtgewichts aus Polymer, das oxidierbare Alkoholkonfiguration vom Galactosetyp enthält, Galactoseoxidase und oxidationsfördernder Chemikalie ist.
Verfahren gemäss Anspruch 1, umfassend die Zugabe eines Mittels, das Wasserstoffperoxid zersetzen kann, worin die Oxidation der oxidierbaren Alkoholkonfiguration vom Galactosetyp zu Aldehyd im Polymer, das oxidierbare Alkoholkonfiguration vom Galactosetyp enthält, in Gegenwart des Mittels durchgeführt wird, das Wasserstoffperoxid zersetzen kann.
Verfahren gemäss Anspruch 4, worin das Mittel zur Zersetzung von Wasserstoffperoxid aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Katalase, Eisenkomplexen und Persulfaten besteht.
Verfahren gemäss Anspruch 4, worin das Mittel zur Zersetzung von Wasserstoffperoxid Katalase in einer Menge von wenigstens 1 IE Katalase pro Einheit von Galactoseoxidase ist.
Verfahren gemäss Anspruch 4, worin das Mittel zur Zersetzung von Wasserstoffperoxid Katalase in einer Menge von bis zu 10.000 IE Katalase pro Einheit Galactoseoxidase ist.
Verfahren gemäss Anspruch 1, worin das Polymer, das oxidierbare Alkoholkonfiguration vom Galactosetyp enthält, aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Galactomannangummen oder ihren Etherderivaten, Arabinogalactangummen oder ihren Etherderivaten, anderen Gummen oder ihren Etherderivaten, Galactoglucomannanhemicellulosen oder ihren Etherderivaten und synthetisch oder enzymatisch modifiziertem Polymer besteht, worin die Untergrenze des Polymers, das oxidierbare Alkoholkonfiguration vom Galactosetyp enthält, ca. 0,001% auf Basis des Gesamtgewichts aus Polymer, das oxidierbare Alkoholkonfiguration vom Galactosetyp enthält, Galactoseoxidase und oxidationsfördernder Chemikalie ist, die Untergrenze der Galactoseoxidase 10 IE/g des Polymers ist, das oxidierbare Alkoholkonfiguration vom Galactosetyp enthält, und die Untergrenze der oxidationsfördernden Chemikalie 0,1% auf Basis des Gesamtgewichts aus Polymer, das oxidierbare Alkoholkonfiguration vom Galactosetyp enthält, Galactoseoxidase und oxidationsfördernder Chemikalie ist, die Obergrenze des Polymers, das oxidierbare Alkoholkonfiguration vom Galactosetyp enthält, 99% auf Basis des Gesamtgewichts aus Polymer, das oxidierbare Alkoholkonfiguration vom Galactosetyp enthält, Galactoseoxidase und oxidationsfördernder Chemikalie ist, die Obergrenze der Galactoseoxidase 3.000 IE/g des Polymers ist, das oxidierbare Alkoholkonfiguration vom Galactosetyp enthält, und die Obergrenze der oxidationsfördernden Chemikalie 5% auf Basis des Gesamtgewichts aus Polymer, das oxidierbare Alkoholkonfiguration vom Galactosetyp enthält, Galactoseoxidase und oxidationsfördernder Chemikalie ist, ein Mittel zur Zersetzung von Wasserstoffperoxid hinzugegeben wird und das Mittel zur Zersetzung von Wasserstoffperoxid Katalase in einer Menge von wenigstens 1 IE pro IE Galactoseoxidase und bis zu 10.000 IE pro Einheit Galactoseoxidase ist.
Verfahren gemäss Anspruch 8, worin die organische Carboxylatverbindung aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Sorbinsäure, Salicylsäure, Benzoesäure, Toluensäure, Phthalsäure und ihren entsprechenden Salzen besteht, die organische heterocyclische Verbindung aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus 1,2-Benzisothiazolin-3-on und 2-Methyl-4-isothiazolin-3-on besteht, und die quaternäre Aminverbindung aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Cetyltrimethylammoniumbromid und quaternären Epoxyaminen besteht.
Verfahren gemäss Anspruch 8, worin das Galactomannangummi aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Guargummi, Johannisbrotkernmehl, Tarakernmehl und Bockshornkleegummi oder ihren Etherderivaten besteht; das Arabinogalactangummi aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Gummi arabicum, Lärchengummi und Tragacanthharz oder ihren Etherderivaten besteht, das andere Gummi aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Carubingummi, Lichenangummi und Kartoffelgalactangummi oder ihren Etherderivaten besteht, und das synthetisch oder enzymatisch modifizierte Polymer aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Galactose-defizienten Polysacchariden, Polyacrylaten, Polyacrylamiden, Polyvinylalkohol und Polyvinylacetat besteht.
Verfahren gemäss Anspruch 8, worin die Untergrenze des Polymers, das oxidierbare Alkoholkonfiguration vom Galactosetyp enthält, 0,2% auf Basis des Gesamtgewichts aus Polymer, das oxidierbare Alkoholkonfiguration vom Galactosetyp enthält, Galactoseoxidase und oxidationsfördernder Chemikalie ist, die Untergrenze der Galactoseoxidase 25 IE/g des Polymers ist, das oxidierbare Alkoholkonfiguration vom Galactosetyp enthält, die Untergrenze der oxidationsfördernden Chemikalie 0,5% auf Basis des Gesamtgewichts aus Polymer, das oxidierbare Alkoholkonfiguration vom Galactosetyp enthält, Galactoseoxidase und oxidationsfördernder Chemikalie ist, und die Untergrenze der Katalase 50 IE pro Einheit Galactoseoxidase ist.
Verfahren gemäss Anspruch 8, worin die Obergrenze des Polymers, das oxidierbare Alkoholkonfiguration vom Galactosetyp enthält, 98% auf Basis des Gesamtgewichts aus Polymer, das oxidierbare Alkoholkonfiguration vom Galactosetyp enthält, Galactoseoxidase und oxidationsfördernder Chemikalie ist, die Obergrenze der Galactoseoxidase 2.000 IE/g des Polymers ist, das oxidierbare Alkoholkonfiguration vom Galactosetyp enthält, die Obergrenze der oxidationsfördernden Chemikalie 3% auf Basis des Gesamtgewichts aus Polymer, das oxidierbare Alkoholkonfiguration vom Galactosetyp enthält, Galactoseoxidase und oxidationsfördernder Chemikalie ist, und die Obergrenze der Katalase 5.000 IE pro IE Galactoseoxidase ist.
Verfahren gemäss Anspruch 8, worin die oxidationsfördernde Chemikalie 1,2-Benzisothiazolin-3-on ist.
Verfahren gemäss Anspruch 8, worin das Polymer, das oxidierbare Alkoholkonfiguration vom Galactosetyp enthält, aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Guargummi und seinen Etherderivaten besteht.
Verfahren gemäss Anspruch 8, worin die Untergrenze des Polymers, das oxidierbare Alkoholkonfiguration vom Galactosetyp enthält, 8% auf Basis des Gesamtgewichts aus Polymer, das oxidierbare Alkoholkonfiguration vom Galactosetyp enthält, Galactoseoxidase und oxidationsfördernder Chemikalie ist, die Untergrenze der Galactoseoxidase 35 IE/g des Polymers ist, das oxidierbare Alkoholkonfiguration vom Galactosetyp enthält, und die Untergrenze der oxidationsfördernden Chemikalie 1% auf Basis des Gesamtgewichts aus Guargummi, Galactoseoxidase und oxidationsfördernder Chemikalie ist, und die Untergrenze der Katalase 100 IE pro IE Galactoseoxidase ist.
Verfahren gemäss Anspruch 8, worin die Obergrenze des Polymers, das oxidierbare Alkoholkonfiguration vom Galactosetyp enthält, 95% auf Basis des Gesamtgewichts aus Polymer, das oxidierbare Alkoholkonfiguration vom Galactosetyp enthält, Galactoseoxidase und oxidationsfördernder Chemikalie ist, die Obergrenze der Galactoseoxidase 1.000 IE/g des Polymers ist, das oxidierbare Alkoholkonfiguration vom Galactosetyp enthält, die Obergrenze der oxidationsfördernden Chemikalie 2% auf Basis des Gesamtgewichts aus Polymer, das oxidierbare Alkoholkonfiguration vom Galactosetyp enthält, Galactoseoxidase und oxidationsfördernder Chemikalie ist, und die Obergrenze der Katalase 1.000 IE pro IE Galactoseoxidase ist.
Verfahren gemäss Anspruch 1, worin das Polymer, das oxidierbare Alkoholkonfiguration vom Galactosetyp enthält, im festen Zustand ist.
Verfahren gemäss Anspruch 1, worin das Polymer, das oxidierbare Alkoholkonfiguration vom Galactosetyp enthält, in Lösung ist.