JP2006152524A - 光沢度を向上させた葛繊維及びその製法 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、葛繊維の光沢度を向上させることにより、光沢度の優れた繊維を得ることを目的とする。
【解決手段】 本発明の光沢度を向上させた葛繊維の製法は、葛の茎から靭皮組織を得る工程、得られた靭皮組織へ煮沸する工程、煮沸した靭皮組織を雑菌による自然発酵法により靭皮層と靭皮繊維とに分離する工程、及び、得られた靭皮繊維を、少なくともセルラーゼを加えた溶液に浸漬し、繊維の表面の平滑性を高める工程により製造するものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、光沢度を向上させた葛繊維及びその製法に関し、特に酵素処理により光沢度の改善をはかった葛繊維及びその製法に関する。

植物から繊維をとりだすためには、繊維を植物の茎の靭皮層から分離する、いわゆるレッティング処理が行われる。従来より行われているレッティング処理としては、化学薬品を用いる方法の他に、自然発酵として、空気中の雑菌により茎を腐敗させるにより繊維を茎から分離するバクテリアレッティングが採用されている。

上記の自然発酵によるレッティング処理は、屋外でも実施可能で便利な方法であるが、雑菌の活動に依存することになるため、発酵が不完全になったり、発酵し過ぎたりすることが多く、その調整が困難である。発酵が不完全である場合には茎から繊維が十分に分離されず、また発酵し過ぎると雑菌の影響で繊維が劣化して繊維の表面が粗くなる等の種々の問題がある。

ところで繊維の品質の重要な要素として審美性があり、この審美性は繊維の光沢度に大きく影響される。この光沢度を向上させるには繊維表面の平滑性を十分に高めることが不可欠である。植物繊維の中でも、特に葛繊維は独特なリボン状の構造をとるため、繊維表面の平滑性を十分に高めることができれば優れた独特の光沢を発現することができ、品質の高い繊維を提供することが可能となる。

しかし、従来の自然発酵のみによるレッティング処理では、上記したように発酵にバラツキが生じるため品質が一定せず、繊維表面の平滑性を十分に高めた葛繊維を確実に得ることは困難である。

植物繊維を構成する細胞間はペクチン、ヘミセルロースを主成分とする中間ラメラマトリックス組織によって膠着されている。上記の発酵法から得られた繊維の表面は、これらの成分を多く含む柔組織の痕跡が付着した状態になっている。これらの成分を除去するためには、ペクチナーゼやヘミセルラーゼによって酵素分解すれば達成されるとの予測のもとで、自然発酵で得られた葛繊維について、これらの酵素で処理することにより繊維表面の平滑性が高められるとの見地により試験を行った。

図２は酵素処理をしなかった葛繊維の表面の状態を示す顕微鏡写真である。この葛繊維は、一般に生えている葛の茎から、靭皮組織を剥ぎ取って、−３０℃以下で冷凍保存しておいた試料を蒸留水９０〜１００℃で３０分間煮沸による熱処理を行い、これを蒸留水１００ｍｌに発酵促進のために他の試料の発酵に使用した浸漬液を少量加えた溶液中に投入して密封し、日陰にて１週間放置して取り出し、流水にて洗浄することにより靭皮繊維を取り出して、暗所で風干したものである。

図３はヘミセルラーゼによって酵素分解処理をした葛繊維の表面の状態を示す顕微鏡写真である。この葛繊維は、一般に生えている葛の茎から、靭皮組織を剥ぎ取って、−３０℃以下で冷凍保存しておいた試料を蒸留水９０〜１００℃で３０分間煮沸による熱処理を行い、これを蒸留水１００ｍｌに発酵促進のために他の試料の発酵に使用した浸漬液を少量加えた溶液中に投入して密封し、日陰にて１週間放置して取り出し、流水にて洗浄することにより靭皮繊維を取り出して、暗所で風干する。このようにして得られた試料約５ｇを約１時間蒸留水に浸漬し、水を切って容量２００ｍｌの三角フラスコに投入し、ｐＨ５．５に調整済の酢酸水溶液１１００ｍｌに対してへミセルラーゼの濃縮溶液を５５ｍｌを加えた見掛け濃度５０μｌ／ｍｌのヘミセルラーゼ溶液を約１５０ｍｌ加え、シェイキングバスにて５５℃に加温しながら４時間浸漬して酵素処理を行ったものである。

図４はペクチナーゼとヘミセルラーゼを同時に使用して酵素分解した葛繊維の表面の状態を示す顕微鏡写真である。この葛繊維は、一般に生えている葛の茎から、靭皮組織を剥ぎ取って、−３０℃以下で冷凍保存しておいた試料を蒸留水９０〜１００℃で３０分間煮沸による熱処理を行い、蒸留水１００ｍｌに発酵促進のために他の試料の発酵に使用した浸漬液を少量加えた溶液中に投入して密封し、日陰にて１週間放置して取り出し、流水にて洗浄することにより靭皮繊維を取り出して、暗所で風干する。このようにして得られた試料約５ｇを約１時間蒸留水に浸漬し、水を切って容量２００ｍｌの三角フラスコに投入し、ｐＨ５．５に調整済の酢酸水溶液１１００ｍｌに対してペクチナーゼ、ヘミセルラーゼを含む酵素濃縮溶液ウルトラザイム（Ｕｌｔｒａｚｙｍ）（登録商標）を５５ｍｌを加えた酵素処理溶液を約１５０ｍｌ加え、シェイキングバスにて５５℃に加温しながら４時間浸漬して酵素処理を行ったものである。

図５はペクチナーゼのみによって酵素分解した葛繊維の表面の状態を示す顕微鏡写真である。この葛繊維は、一般に生えている葛の茎から、靭皮組織を剥ぎ取って、−３０℃以下で冷凍保存しておいた試料を蒸留水９０〜１００℃で３０分間煮沸による熱処理を行い、蒸留水１００ｍｌに発酵促進のために他の試料の発酵に使用した浸漬液を少量加えた溶液中に投入して密封し、日陰にて１週間放置して取り出し、流水にて洗浄することにより靭皮繊維を取り出して、暗所で風干する。このようにして得られた試料約５ｇを約１時間蒸留水に浸漬し、水を切って容量２００ｍｌの三角フラスコに投入し、ｐＨ５．５に調整済の酢酸水溶液１１００ｍｌに対してペクチナーゼの濃縮溶液５５ｍｌを加えた見掛け濃度５０μｌ／ｍｌのペクチナーゼ溶液を約１５０ｍｌ加え、シェイキングバスにて５５℃に加温しながら４時間浸漬して酵素処理したものである。

しかしながら、図２に示すように酵素処理をしない場合はもちろん、図３〜図５に示すように上記の酵素を使用して酵素処理をした場合でも、各図において明らかなように鱗状の皺のように現れる柔組織の痕跡を完全に除去することはできなかった。

そこで、本発明者は、鋭意研究を重ね、光沢度の向上を阻害する柔組織の痕跡を完全に除去するためにはセルラーゼを併用することが効果的であることを見出し、光沢度を向上させた葛繊維を完成させるに至った。

すなわち、自然発酵であるバクテリアレッティングにおいては、雑菌が作る酵素によって葛繊維中のペクチン質が分解される。しかしながらこの作用のみでは柔組織に含まれるセルロース質の分解が不可能であるため、処理後の繊維表面の柔組織の痕跡を完全に除去することが不可能となる。そこで、ペクチン質の分解反応速度を損なわないｐＨの範囲においてセルラーゼの活性も比較的高い環境で酵素処理を行うことを試み、その結果、セルラーゼを使用することにより、光沢度の向上を阻害する柔組織の痕跡を完全に除去することに成功した。

本発明に係る光沢度を向上させた葛繊維は、葛から得られた繊維の表面の平滑性を高めてなることを特徴とするものである。

また、本発明に係る光沢度を向上させた葛繊維の製法は、下記工程ａ〜ｄにより製造することを特徴とするものである。

ａ：葛の茎から靭皮組織を得る工程。

ｂ：得られた靭皮組織を煮沸する工程。

ｃ：煮沸した靭皮組織を雑菌による自然発酵法により靭皮層と靭皮繊維とに分離する工程。

ｄ：得られた靭皮繊維を、少なくともセルラーゼを加えた溶液に浸漬し、繊維の表面の平滑性を高める工程。

なお、工程ｄにおいて、靭皮繊維を浸漬する溶液が、少なくともペクチナーゼ、ヘミセルラーゼ、及び、セルラーゼを加えた溶液としてもよい。

上記工程ｂは、繊維質を靭皮組織から分離しやすくするための工程である。細胞間を膠着している親水性のペクチンやヘミセルロースからなるマトリックスが膨潤すると考えられる。

上記工程ｃは、工程ｂにおいて弛められたマトリックス組織を空気中の雑菌が作る酵素によって分解して繊維の分離を容易にする工程である。

上記工程ｄは、工程ｃで得られる繊維には網目組織が残っているので、これを取り除くために行う工程である。

なお、網目組織は繊維細胞と柔組織との界面に存在するためマトリックス組織と同様にペクチンやヘミセルロースを多く含んでいると予測されるため、これらの成分を分解するペクチナーゼやヘミセルラーゼを用いることが好ましく、ペクチナーゼとヘミセルラーゼに加えてセルラーゼを用いたときが葛繊維の繊維表面を最も平滑にすることができる。

葛という未利用植物繊維（バイオマス繊維）から、光沢性に優れた有用な植物繊維を製造することができたことにより、新規な繊維製品を製造することが可能となる。

以下に、本発明に係る光沢度を向上させた葛繊維及びその製法の実施例について詳述する。

なお、各実施例において、一般に生えている葛の茎から、靭皮組織を剥ぎ取って、−３０℃以下で冷凍保存しておいたものを原試料とする。

また、ｐＨ５．５に調整済の酢酸水溶液１１００ｍｌに対して、ペクチン質の分解反応速度を損なわないｐＨの範囲においてセルラーゼの活性も比較的高い状態で調製したペクチナーゼ、ヘミセルラーゼ、セルラーゼを含む酵素濃縮溶液を５５ｍｌを加えた酵素処理溶液を調製しておく。なお、ペクチナーゼ、ヘミセルラーゼ、セルラーゼを含む酵素として、ビスコザイム（Ｖｉｓｃｏｚｙｍｅ）（登録商標）を使用する。

上記の酢酸は、酵素処理溶液のｐＨを調節するために使用するものである。具体的には酢酸と酢酸ナトリウムからなる０．１規定の緩衝溶液を調製する際にｐＨを整えるために使用している。例えば上記のビスコザイム（Ｖｉｓｃｏｚｙｍｅ）（登録商標）では緩衝溶液のｐＨを５．５にしているが、他の酵素では全てｐＨを４．５としている。ｐＨは、酵素のカタログデータから酵素が最も活性が高くなる時（至適ｐＨ）を選ぶ。ビスコザイム（Ｖｉｓｃｏｚｙｍｅ）（登録商標）の特徴は含有されているペクチナーゼの至適ｐＨが他の酵素に比べてアルカリ側にあり５．５で最大になることにある。また、５．５におけるセルラーゼのセルロース分解活性が至適時の７０〜８０％と、比較的高いことにある。

試料１は、原試料をそのまま蒸留水１００ｍｌに発酵促進のために他の試料の発酵に使用した浸漬液を少量加えた溶液中に投入して密封し、日陰にて７日間放置してバクテリアレッティング処理を行って取り出し、流水にて洗浄することにより靭皮繊維を取り出して、暗所で風干したものである。

試料１’は、上記の試料２約５ｇを３０分間蒸留水に浸漬しておき、水を切って容量２００ｍｌの三角フラスコに投入し、調整済の前記酵素処理溶液約１５０ｍｌを加え、シェイキングバスにて５５℃に加温しながら８時間浸漬して酵素処理を行ったものである。

試料２は、原試料を蒸留水９０〜１００℃で３０分間煮沸による熱処理を行った後、蒸留水１００ｍｌに発酵促進のために他の試料の発酵に使用した浸漬液を少量加えた溶液中に投入して密封し、日陰にて８日間放置してバクテリアレッティング処理を行って取り出し、流水にて洗浄することにより靭皮繊維を取り出して、暗所で風干したものである。

試料２’は、上記の試料２約５ｇを３０分間蒸留水に浸漬しておき、水を切って容量２００ｍｌの三角フラスコに投入し、調整済の前記酵素処理溶液約１５０ｍｌを加え、シェイキングバスにて５５℃に加温しながら８時間浸漬して酵素処理を行ったものである。

図１は、試料２’の繊維表面の顕微鏡写真である。

試料３は、原試料を解凍して水に３０分間浸漬し、これを取り出して、暗所で風干したものである。

試料３’は、上記の試料２約５ｇを３０分間蒸留水に浸漬しておき、水を切って容量２００ｍｌの三角フラスコに投入し、調整済の前記酵素処理溶液約１５０ｍｌを加え、シェイキングバスにて５５℃に加温しながら８時間浸漬して酵素処理を行ったものである。

試料４は、原試料を蒸留水１２０℃で３０分間煮沸による熱処理を行った後、蒸留水１００ｍｌに発酵促進のために他の試料の発酵に使用した浸漬液を少量加えた溶液中に投入して密封し、日陰にて７日間放置してバクテリアレッティング処理を行って取り出し、流水にて洗浄することにより靭皮繊維を取り出して、暗所で風干したものである。

試料４’は、上記の試料２約５ｇを３０分間蒸留水に浸漬しておき、水を切って容量２００ｍｌの三角フラスコに投入し、調整済の前記酵素処理溶液約１５０ｍｌを加え、シェイキングバスにて５５℃に加温しながら４時間浸漬して酵素処理を行ったものである。

光沢性の測定及び評価

上記の実施例１〜４により得られた各試料１、１’、２、２’、３、３’、４、４’ついて、下記のように光沢性を測定し、その評価を行った。

試験方法

光沢計（日本電色工業株式会社製ＭＭＰ−３００Ａ）を用いて正反射（光の入射角度及び反射角度は４５度である。）の測定を行った。光源にはＣ光源、２度視野のものを用いた。スリットは直径１．０ｍｍのものを用いた。試料はスライドガラスに両面テープで貼り付け測定に供した。試料の形状はテープ状であったため、両面に対して測定を１０回（試料４、４’に関しては５回）ずつ行った。測定は光を当てる方向を繊維軸に対して平行方向と垂直方向の２つで行った。

試験結果

表１に各試料１、１’、２、２’、３、３’、４、４’における正反射の強度の平均値を示す。平均値の算出方法は、各試料の各面の測定値からそれぞれ最大値と最小値を取り除き、残りの測定値を平均したものを用いた。また、基準値として白板の正反射の強度測定値を用いた。さらに参考値としてシルク布の正反射の強度測定値を用いた。ちなみに鏡の正反射強度は１００％である。

表１
表２は、参考として試料の各面ごとの最大値と最小値を取り除いた残りの測定値を平均したものを示す。

表２
各試料の酵素処理前と処理後の測定値を比較すると、どの試料の値も処理後の方が大きくなっている。このことから、酵素によって処理することにより光沢度は上昇したといえる。これは酵素処理をすることによりバクテリアレッティングでは取り除くことができなかった部分を取り除くことができたからだと推定できる。また、参考として測定したシルク布の値と比べると葛繊維の値はシルクの２倍近い値を示していることから光沢性という点では葛はシルクより優れているといえる。さらに、３、３’の測定値を他の測定値と見比べても遜色のない値を出していることから、バクテリアレッティングを行わなくても酵素処理のみで繊維を取り出すことが可能であると推定できる。

本発明に係る光沢度を向上させた葛繊維は、長繊維として、また、裁断して短繊維として使用することができ、衣料品のみならず産業資材としても利用することが可能である。

実施例２においてペクチナーゼ、ヘミセルラーゼ、セルラーゼを含む酵素溶液によって酵素処理をした葛繊維の表面の顕微鏡写真である。 酵素処理をしなかった葛繊維の表面の状態を示す顕微鏡写真である。 ヘミセルラーゼによって酵素処理をした葛繊維の表面の状態を示す顕微鏡写真である。 ペクチナーゼ、ヘミセルラーゼを含む酵素溶液によって酵素処理した葛繊維の表面の状態を示す顕微鏡写真である。 ペクチナーゼによって酵素処理した葛繊維の表面の状態を示す顕微鏡写真である。

Claims (5)

1. 葛から得られた繊維の表面の平滑性を高めてなることを特徴とする光沢度を向上させた葛繊維。
2. 下記工程ａ、ｄにより製造することを特徴とする光沢度を向上させた葛繊維の製法。
   ａ：葛の茎から靭皮組織を得る工程。
   ｄ：得られた靭皮組織を、少なくともセルラーゼを加えた溶液に浸漬し、繊維の表面の平滑性を高める工程。
3. 下記工程ａ、ｃ、ｄにより製造することを特徴とする光沢度を向上させた葛繊維の製法。
   ａ：葛の茎から靭皮組織を得る工程。
   ｃ：得られた靭皮組織を雑菌による自然発酵法により靭皮層と靭皮繊維とに分離する工程。
   ｄ：得られた靭皮繊維を、少なくともセルラーゼを加えた溶液に浸漬し、繊維の表面の平滑性を高める工程。
4. 下記工程ａ〜ｄにより製造することを特徴とする光沢度を向上させた葛繊維の製法。
   ａ：葛の茎から靭皮組織を得る工程。
   ｂ：得られた靭皮組織を煮沸する工程。
   ｃ：煮沸した靭皮組織を雑菌による自然発酵法により靭皮層と靭皮繊維とに分離する工程。
   ｄ：得られた靭皮繊維を、少なくともセルラーゼを加えた溶液に浸漬し、繊維の表面の平滑性を高める工程。
5. 工程ｄにおいて使用する靭皮繊維を浸漬する溶液が、少なくともペクチナーゼ、ヘミセルラーゼ、及び、セルラーゼを加えた溶液であることを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載の光沢度を向上させた葛繊維の製法。