JP2004218179A - 綿繊維用精練液 - Google Patents

Abstract

【課題】 酵素を用いた精練法において、精練後の綿繊維の吸水性および染色性を改善すること。
【解決手段】 プロトペクチナーゼ、α−アミラーゼ、界面活性剤および綿ロウ除去剤を含有する、綿繊維用精練液を用いて、綿繊維を精練する。
【選択図】 なし

Description

本発明は、プロトペクチナーゼ、α−アミラーゼ、界面活性剤、および綿ロウ除去剤を含有する綿繊維用精練液に関する。

綿繊維の加工処理は、前処理と後処理とに大別される。前処理工程は、綿繊維が元来有する不純物（例えば、セルロース繊維を被覆しているペクチン、脂質、ロウなど）と織布工程で付着した不純物（例えば、紡績油剤、糊など）とを取り除くことによって、綿繊維を化学的に純粋かつ均一或いはこれに近いセルロース繊維とする工程である。この前処理工程は、後処理工程（染色および仕上げ加工工程）を容易にしかつ再現性をよくするために行われる。前処理として、通常は、化学法と呼ばれる強アルカリ性の液体による高温下での処理が行われている。この方法はエネルギーコストが高く、作業環境も良好とはいえず、強アルカリ性廃液が容易に処理できない等、種々の問題がある。

かかる問題を解決する手段として、省エネルギーや環境保護を考慮して、酵素を用いる精練法が検討されている。酵素精練法として、プロトペクチナーゼを用いた精練法が提案されている（例えば特許文献１参照）。しかし、この方法を用いて、綿繊維を精練した場合、プロトペクチナーゼ酵素はペクチンしか遊離しないので、完全な精練という目的は達成できない。この問題を解決するために、木野らによりバッチ式でα−アミラーゼとプロトペクチナーゼとを組み合わせた精練法が検討され（例えば非特許文献１参照）、田端らによりアミラーゼによる処理後にプロトペクチナーゼ処理を行うパテイング精練法についても検討されている（例えば非特許文献２参照）。しかし、いずれの精練後も、綿繊維の吸水性および染色の度合いは必ずしも満足できるものではなかった。これらの問題を解決するために、酵素精練後の洗浄工程で、洗浄温度を上げることや、界面活性剤およびキレート剤を含む洗浄液を使用すること等が試みられ、その結果、吸水性の改善効果が得られている（非特許文献３）。しかし、洗浄温度を上げることは省エネルギーを実践しているとは言えず、界面活性剤およびキレート剤を含む洗浄液の使用により廃水のＣＯＤ値が高くなるため、環境保護の観点から好ましくない。また、操作上新たな洗浄液調整槽やパイプラインが必要となるため、この方法はすべての場合に適用できると言えない。さらに非特許文献２の方法では、従来の方法と比べ、工程数が増加し、処理時間が長くなり、それに伴い生産性が低下し、水やエネルギーの使用量が増加している。
特許第２９４４３０６号公報（２〜５頁） 木野ら，繊維加工，２０００年，第52巻，第７号，ｐ．307−400 田端ら，加工技術，２０００年，第35巻，第９号，ｐ．528−531 ＬＥＮＴＩＮＧ，Ｈ．Ｂ．Ｍ．＆ＺＷＥＩＥＲ，Ｅ．，Ｎｅｔｈ. Ｔｅｘｔｉｌｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｊｏｕｒｎａｌ，２００２，７２（９），ｐ．８２５−８３１

そこで、酵素を用いた簡便な精練法が求められ、さらに酵素精練法における精練後の綿繊維の吸水性および染色性の改善も求められている。

本発明者らは、上記問題点を解決すべく、鋭意検討した結果、プロトペクチナーゼ、α−アミラーゼ、界面活性剤を含有する綿繊維用精練液に、さらに綿ロウ除去剤を添加することにより上記課題が解決できることを見出し本発明を完成した。

本発明の第１の局面は、プロトペクチナーゼ、α−アミラーゼ、界面活性剤、および綿ロウ除去剤を含有する綿繊維用精練液に関する。

好適な実施態様は、プロトペクチナーゼ、α−アミラーゼ、および界面活性剤を含有する主剤と、綿ロウ除去剤を含有する助剤とからなる二液型綿繊維用精練液に関する。

本発明の第２の局面は、上記いずれかの精練液に綿繊維を浸漬する工程を含む、綿繊維の精練方法に関する。

本発明の精練液を用いることにより、省エネルギーや環境保護が配慮された酵素を用いた精練法において、精練後の綿繊維の吸水性および染色性を改善することができる。

本発明において、「綿繊維」とは、未加工の綿繊維製品および未加工の綿繊維を含有する繊維製品をいい、例えば、糸、織物、編物、不織布などをいう。未加工の綿繊維は、セルロースと、それを被覆する一次膜から構成されている。一次膜は、ペクチン、コットンワックス、およびタンパク質を主成分とする。

本発明の綿繊維用精練液に含有されるプロトペクチナーゼは、綿繊維に付着しているペクチン類物質を除去する目的で用いられ、かかる目的を達成できるものであればいずれのものも使用することができる。例えば、Bacillus由来、Trichosporon由来、Aspergillus由来のペクチン分解酵素等が挙げられる。これらの中では、綿生地に損傷が少なくかつ精練効率が良い点で、Bacillus由来の弱アルカリ(pH8.0)に最適pHを持つプロトペクチナーゼを使用することが好ましい。

精練液中のプロトペクチナーゼの含有量は、精練を効率的に実施できる点で、0.001ｇ/Ｌ〜100ｇ/Ｌであることが好ましく、0.2ｇ/Ｌ〜2.0ｇ/Ｌであることがさらに好ましい。

精練液中のプロトペクチナーゼの酵素活性は、経済的に実施可能な点で、10Ｕ/ml〜5000Ｕ/mlであることが好ましく、100Ｕ/ml〜500Ｕ/mlであることがさらに好ましい。

本発明の綿繊維用精練液に含有されるα−アミラーゼは、綿繊維に付着しているデンプン類物質を分解し、除去する目的で用いられ、かかる目的を達成できるものであればいずれのものも使用することができる。例えば、植物由来のもの、微生物が生産するもの等が使用できる。植物由来のものとしては、例えば、麦芽由来のものが挙げられる。微生物が生産するものとしては、例えば、麹菌または細菌から生産されたものが挙げられる。これらの中では、経済的に実施できる点で、Bacillus菌由来のα−アミラーゼを使用することが好ましい。α−アミラーゼは、上記プロトペクチナーゼと相性の良いもの、すなわち、プロトペクチナーゼと互いに活性を阻害せず、そしてプロトペクチナーゼの最適反応条件下においても一定の活性を保持するものを使用することが好ましい。このようなα−アミラーゼとしては、例えば、「ビオテックスＮ−25」（ナガセケムテックス社製）、「α−澱粉酵素7658」（中国河北省刑台市酵素製剤工場製）等が挙げられる。

精練液中のα−アミラーゼの含有量は、0.05ｇ/Ｌ〜40ｇ/Ｌであることが好ましく、0.5ｇ/Ｌ〜5ｇ/Ｌであることがさらに好ましい。

精練液中のα−アミラーゼの酵素活性は、1.5Ｕ/ml〜1,200Ｕ/mlであることが好ましく、15Ｕ/ml〜150Ｕ/mlであることがさらに好ましい。

本発明の綿繊維用精練液に含有される界面活性剤は、綿繊維に付着した油脂類を除去して精練効率を向上させる目的で用いられ、かかる目的を達成できるものであればいずれのものも使用することができる。例えば、イオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、これらの組み合わせ等が挙げられる。イオン性界面活性剤としては、具体的にはサンモールPNT（アニオン性、日華化学株式会社製）等が挙げられ、そして非イオン性界面活性剤としては、具体的にはサンモールNPN（非イオン性、日華化学株式会社製）等が挙げられる。酵素活性を阻害しにくい点で、非イオン性界面活性剤を使用することが好ましい。

精練液中の界面活性剤の含有量は、0.5ｇ/Ｌ〜20ｇ/Ｌであることが好ましく、2ｇ/Ｌ〜10ｇ/Ｌであることがさらに好ましい。

本発明の綿繊維用精練液に含有される綿ロウ除去剤は、綿繊維に付着したロウを除去する目的で用いられ、かかる目的を達成できるものであればいずれのものも使用することができる。例えば、シリコーン油、シリコーン油の変性物、アルキルスルホサクシネート塩、多価アルコール脂肪酸エステルのアニオン活性剤乳化物等が挙げられる。ここでいうシリコーン油の変性物とは、シリコーン分子骨格の主鎖に、親水性を増加させるためにポリエーテルなどを導入したものである。後述する一液型精練液の場合は、酵素活性を阻害しにくいものを使用することが好ましい。

精練液中の綿ロウ除去剤の含有量は、後の染色工程が問題なく行われ得る点で、0.1ｇ/Ｌ〜40ｇ/Ｌであることが好ましく、2ｇ/Ｌ〜10ｇ/Ｌであることがさらに好ましい。

本発明の綿繊維用精練液は、他の成分として、キレート剤、酵素安定剤、酵素活性剤、漂白用助剤等を含有することができる。

本発明の綿繊維用精練液は、プロトペクチナーゼ、α−アミラーゼ、界面活性剤および綿ロウ除去剤、必要に応じてその他の成分を水に添加し、40℃以下の温度で均一になるまで混合して作製する。混合順序は問わないが、プロトペクチナーゼの安定性の点から、α−アミラーゼ、界面活性剤およびプロトペクチナーゼを含有する主剤と、綿ロウ除去剤を含有する助剤とからなる二液型綿繊維用精練液とすることが好ましい。この二液型綿繊維用精練液の場合は、α−アミラーゼ、界面活性剤、およびプロトペクチナーゼを、40℃以下の温度で均一になるまで混合し、これとは別に綿ロウ除去剤を含有する助剤を、40℃以下の温度にて水に分散して作製する。主剤と助剤とは、精練液の使用時に混合して用いてもよいし、あるいは、例えば、主剤のみを精練液中に入れ、そして後で用いる漂白液中に助剤を入れて、別々に用いてもよい。

本発明の綿繊維用精練液を用いて、以下のようにして綿繊維を精練することができる。まず、綿繊維を、毛焼きし、水および湯で洗浄する。次いで、一液型精練液または主剤と助剤とを使用直前に混合した精練液を用いる場合は、綿繊維を、本発明の綿繊維用精練液に浸漬し、55℃〜70℃にて５分〜２時間保温し、その後、湯洗いを数回を行い、通常の漂白処理を行う。二液型精練液を別々に用いる場合は、水または湯で洗浄した綿繊維を、主剤を含む精練液に浸漬し、55℃〜70℃にて５分〜２時間保温し、湯洗いを数回行った後、助剤を含む漂白液に浸漬し、漂白処理を行う。このようにして、綿繊維の精練が行われる。

本発明の綿繊維用精練液を用いて精練された綿繊維は、綿生地に損傷が少なく、染色性がよく、そして吸水性もよく、仕上げ加工による仕上がりが良好である。

以下に実施例に基づいて本発明を説明するが、本発明がこの実施例に限定されないことは言うまでもない。

（実施例１）
精製水に、プロトペクチナーゼ 1.5ｇ/Ｌ（ナガセケムテックス社製、商品名：プロトペクチナーゼナガセ）、α−アミラーゼ ４ｇ/Ｌ（中国刑台酵素製剤社製、商品名：BF-7658）、非イオン界面活性剤 ２ｇ/Ｌ（日華化学株式会社製、商品名：サンモールNPN）、綿ロウ除去剤 5.0ｇ/Ｌ（中国仙桃化工社製、商品名：CGF）、およびNaCl ２ｇ/Ｌを添加し、室温で均一になるまで混合し、ｐＨを7.0〜8.0になるように調整して、精練液を作製した。

薄く緻密な平織りの綿100％含有生地を、毛焼きし、水洗し、湯洗を２回行い、さらに水洗した後、上記の精練液に生地を一旦浸漬させ、0.5ｇプロトペクチナーゼ／kg生地以上の酵素量をピックアップした（生地に保持させた）後に、65℃で１時間保温した。湯洗を３回行った後、漂白液（PLC3000（日華化学株式会社製）２ｇ／Ｌ、Ｈ_２Ｏ_２ １２ｇ／Ｌ、NaOH ４ｇ／Ｌ、およびサンモールNPN（日華化学株式会社製）２ｇ／Ｌ）で漂白処理を行い、さらにシルケット加工を行った。

シルケット加工後、糊除去率（％）、精練度合い（ペクチン除去率％）、吸水性、および染色度合いを測定した。結果を表１に示す。

糊除去率は、原布の糊量および処理された生地中の糊量から算出した。糊量の測定は、次のように行った：生地中のデンプンをアミラーゼ（ナガセケムテックス株式会社製、商品名：ビオテックスL#3000）で液化し、水で抽出し、そしてその抽出液をアンスロン法でグルコース量を定量して、以下の式により糊量に換算した：
糊量（mg/g生地）＝グルコース量（mg/g生地）×換算係数（0.9）
したがって、糊除去率は、以下の式により算出した：
糊除去率（％）＝（原布の糊量−処理生地の糊量）÷原布の糊量×100％

精練度合いは、ペクチン除去率により表し、次のように測定した：未処理の原布および精練処理した生地を、１％（ｗ/ｖ）NaOHおよび0.1％（ｖ/ｖ）サンモールBK-57を含む液に（浴比1：20）浸漬し、煮沸により残留ペクチンを遊離ガラクチュロン酸に分解して、235nmの吸光度によって遊離ガラクチュロン酸を定量した。ペクチン除去率は下記の計算式で算出した：
ペクチン除去率（％）＝（原布の遊離ガラクチュロン酸量−処理生地の遊離ガラクチュロン酸量）÷原布の遊離ガラクチュロン酸量×100％

吸水性は、滴下吸水測定法およびパイレック測定法により測定した。滴下吸水測定法では、処理された生地に落とした水滴の浸透速度および浸透状態を目視し、評価した。パイレック測定法では、垂直に固定した生地の一端を水に浸漬し、毛細管現象によって水の上昇する速度を測定した。

シルケット加工後の生地を、活性染料（活性蔵青BES：活性紅BES：活性金黄BES＝９：1.6：1.3（上海万得製）を使用して、通常行われる方法で染色した。染色度合いは、色差計（MODEL Z-1001DP：日本電色工業（株）製）によりＬ値および測色機（AU Color-NF：クラボウ（株）製）によりＫ／Ｓ値を測定した。また、加工後の生地についての強伸度、減量率、縮水率、および堅ろう度を以下のように測定した。強伸度は、オートグラフ（島津製作所製AG-5000D）を用いて、たて方向とよこ方向について測定した。減量率は、未処理生地と処理後生地との単位重量差についての未処理生地の単位重量に対する比率で算出した。縮水率は、処理した生地を一回水洗し、更に乾燥した後に、たてとよこの縮んだ寸法と水洗前の寸法との比率で算出した。堅ろう度は、標準試験法ＪＩＳ Ｌ ０８４２、０８４９、０８４８、０８４４ Ａ−２に従って測定した。

（比較例１）
綿ロウ除去剤を添加しないこと以外は、実施例１と同様にして精練液を作成し、シルケット加工後、糊除去率（％）、精練度合い、吸水性、および染色度合いを測定した。結果を表１に示す。

（比較例２）
精練液の代わりにアルカリ混合液（NaOH 40ｇ/Ｌおよび界面活性剤10ｇ/Ｌを含む）用いたこと以外は、実施例１と同様にして精練処理を行い、シルケット加工後、糊除去率、精練度合い、吸水性、および染色度合いを測定した。結果を表１に示す。

表１からわかるように、綿ロウ除去剤を添加した精練液を用いることにより、綿ロウ除去剤無添加の場合（比較例１）と比べて、従来の化学法（比較例２）と同程度まで瞬時吸水性が向上し、その結果、染色性も良くなっていた。また、本方法で加工された生地の強度、堅ろう度、減量率、および縮水率は、従来の化学法（比較例２）と比べ、同等あるいは同等以上であった。

本発明の精練液および本発明の精練法を用いると、吸水性および染色性が従来よりも改善された綿繊維が得られる。この方法は、非常に簡便であり、かつ環境問題も引き起こすことがないため、綿繊維の精練に広く用いられ得る。

Claims (3)

1. プロトペクチナーゼ、α−アミラーゼ、界面活性剤、および綿ロウ除去剤を含有する、綿繊維用精練液。
2. プロトペクチナーゼ、α−アミラーゼ、および界面活性剤を含有する主剤と、綿ロウ除去剤を含有する助剤とからなる、二液型綿繊維用精練液。
3. 請求項１または２に記載の精練液に綿繊維を浸漬する工程を含む、綿繊維の精練方法。