JP2023532160A - Method for Enzymatic Treatment of Plant Biomass to Produce Textile Grade Fibers - Google Patents

Method for Enzymatic Treatment of Plant Biomass to Produce Textile Grade Fibers Download PDF

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    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01CCHEMICAL OR BIOLOGICAL TREATMENT OF NATURAL FILAMENTARY OR FIBROUS MATERIAL TO OBTAIN FILAMENTS OR FIBRES FOR SPINNING; CARBONISING RAGS TO RECOVER ANIMAL FIBRES
    • D01C1/00Treatment of vegetable material
    • D01C1/02Treatment of vegetable material by chemical methods to obtain bast fibres

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Abstract

本発明は、植物由来のバイオマスから高品質のテキスタイルを製造するための酵素ベースの方法を開示する。本発明は、過酷な化学処理を使用する従来の方法によってセルロース系バイオマスから製造されたテキスタイルグレードの繊維と比較して、品質パラメータの損失がない高品質のテキスタイルグレードの繊維の製造方法を開示している。この方法で原料天然繊維から製造された繊維は、自動化された手順で糸に紡ぐことができ、糸は手織機と同様に力織機で高品質の織物に織ることができる。The present invention discloses an enzyme-based method for producing high quality textiles from plant-derived biomass. The present invention discloses a method for producing high quality textile grade fibers with no loss of quality parameters compared to textile grade fibers produced from cellulosic biomass by conventional methods using harsh chemical treatments. ing. The fibers produced from raw natural fibers in this way can be spun into yarns in an automated procedure and the yarns can be woven into high quality fabrics on power looms as well as hand looms.

Description

本発明は、植物由来のバイオマスから酵素的方法を用いてテキスタイルグレードの繊維を得る分野に関し、具体的には、様々な種類の原料天然繊維を酵素的手段で処理してテキスタイルグレードの繊維を得る方法に関するものである。本発明は、特に、酵素活性を有する方法を用いてセルロース系バイオマスを処理することにより、過酷な化学物質または処理を用いることなく、高品質のテキスタイルグレードの繊維を製造することに関するものである。 The present invention relates to the field of obtaining textile grade fibers from plant-derived biomass using enzymatic methods, and in particular to methods of treating various types of raw natural fibers by enzymatic means to obtain textile grade fibers. More particularly, the present invention relates to treating cellulosic biomass with enzymatically active methods to produce high quality textile grade fibers without the use of harsh chemicals or treatments.

世界人口の増加に伴い、繊維素材の需要は増加の一途をたどっており、この16年ほどでほぼ倍増している。増え続ける世界人口に衣食を提供すると同時に、土地や資源を大切にする必要性も高まっている。そこで、同じ作物の土地資源から繊維と食品を得るための取り組みが行われている。さらに、石油系合成繊維は生分解性がないため、生態系に別の課題をもたらしている。これらの課題は、様々な種類の植物由来のバイオマス(その多くは農業の副産物でもある)から高品質のテキスタイルグレードの繊維を生産できれば解決することができる。セルロースは地球上で最も豊富に存在する有機物であり、その自然な形態と再生された形態で、テキスタイル産業にとって繊維の主要な原料となっている。植物は天然のセルロース系繊維の主要な供給源であり、これらのセルロース系繊維は様々な産業用途のための様々な異なるタイプの繊維の生産に使用することができる。これらのセルロース系繊維は、主に繊維のために栽培された植物から、または繊維が主に副産物とみなされる植物、例えばココナッツ、サトウキビ、バナナ、パイナップルから得られる。世界的に見ると、農業は毎年何百万トンもの農業副産物を生み出している。副産物の一部は、動物飼料や小規模な用途に使用されている。農業副産物の多くは、特に繊維状のセルロースを相当量含んでいる。副産物型の繊維は、入手しにくい、抽出が難しい、紡糸特性が劣る、高級品を製造するのに使えない低品質繊維である、栽培地域が限定されているなどの理由で、これまで広範に使用されてこなかった。農業副産物を川下で活用することは、生産者に経済的な利益をもたらすとともに、副産物の廃棄量を減らすことで環境面でもメリットがある。また、これらの農業副産物を利用した製品は、通気性、低アレルギー性、高吸湿性などの品質が付加された100%生分解性である。 As the world's population grows, the demand for textile materials continues to increase, and has nearly doubled over the past 16 years. At the same time as providing food and clothing for the world's growing population, there is also a growing need to conserve land and resources. Therefore, efforts are being made to obtain fiber and food from the same crop land resource. In addition, petroleum-based synthetic fibers are not biodegradable, which poses another challenge to the ecosystem. These challenges can be overcome if we can produce high-quality textile-grade fibers from various types of plant-based biomass, many of which are also agricultural by-products. Cellulose is the most abundant organic matter on earth and, in its natural and regenerated forms, is a major source of fiber for the textile industry. Plants are a major source of natural cellulosic fibers, and these cellulosic fibers can be used to produce a variety of different types of fibers for various industrial applications. These cellulosic fibers are obtained from plants grown primarily for fiber or from plants where fiber is primarily considered a by-product, such as coconuts, sugar cane, bananas, pineapples. Globally, agriculture produces millions of tons of agricultural by-products each year. Some by-products are used in animal feed and small-scale applications. Many agricultural by-products contain significant amounts of cellulose, especially fibrous. By-product fibers have not been widely used due to their limited availability, difficult extraction, poor spinnability, low-quality fibers that cannot be used to produce high-end products, and limited growing areas. Downstream utilization of agricultural by-products brings economic benefits to producers, as well as environmental benefits by reducing the amount of by-products discarded. In addition, products using these agricultural by-products are 100% biodegradable with added qualities such as breathability, hypoallergenicity, and high hygroscopicity.

農業副産物の多くは、特に繊維状でセルロースを相当量含んでいるため、それらを用いて様々な産業で使用可能な繊維を製造することができる。しかし、植物バイオマスから抽出される天然繊維は一般的に粗く、リグニンやヘミセルロースを多く含んでいる。このため、これらの繊維は非常に硬く、太いため、その用途は手工芸品、手織機、椅子張りなどのごく一部の分野に限られている。このような太くて硬い繊維をより柔らかい繊維に変換するプロセスには、非常に過酷で環境問題を引き起こす化学処理が含まれる。また、酵素を使った従来の方法によるいままでに到達した繊維の品質は、それを糸に紡ぐことが難しいためにテキスタイル用途に十分でなく、紡績可能なグレードにするにはさらに過酷な化学的工程が必要であるが、繊維がもろくなり、光沢が失われるなどの欠点がある。 Many agricultural by-products are particularly fibrous and contain significant amounts of cellulose, which can be used to produce fibers that can be used in a variety of industries. However, natural fibers extracted from plant biomass are generally coarse and rich in lignin and hemicellulose. Because of this, these fibers are very hard and thick, and their use is limited to a few areas such as handicrafts, handlooms, and upholstery. The process of converting such thick, stiff fibers into softer fibers involves chemical treatments that are very harsh and cause environmental problems. Also, the fiber quality achieved so far by conventional enzymatic methods is not sufficient for textile applications because it is difficult to spin into yarn, and spinnable grades require more harsh chemical processes, with drawbacks such as fiber brittleness and loss of luster.

酵素は、テキスタイル繊維製造のための化学的または機械的プロセスと比較していくつかの利点があることが知られているが、完全に酵素プロセスを使用して原料天然繊維からテキスタイルグレードの繊維を作る試みは、これまで成功していない。酵素を使用するプロセスのほとんどは、プロセス中に過酷な化学処理を使用したり、大量の酵素を長期間にわたって使用したりしている。さらに、これらのプロセスでは、原料繊維から高品質の繊維を生産することはできず、自動化された方法で糸に紡ぎ、得られた糸が力織機を使って織ることができることも示されていない。これらの工程で作られた素材は、何度も粗製乱造され、手織りされている。CN107385523A(7)やCN108977895A(8)などの文献には、大麻やトウモロコシから繊維を製造するために酵素を使用することが記載されているが、これらのプロセスには酸やアルカリによる前処理が含まれており、高濃度の酵素で長時間処理されているため、本発明の方法で得られる繊維ほど繊細で、力織機による糸に紡ぐことができる繊維は得られていない。 Enzymes are known to have several advantages over chemical or mechanical processes for textile fiber production, but attempts to make textile-grade fibers from raw natural fibers using entirely enzymatic processes have so far been unsuccessful. Most of the processes that use enzymes use harsh chemical treatments during the process or use large amounts of enzymes for long periods of time. Furthermore, these processes do not produce high quality fibers from raw fibers, nor have they been shown to be spun into yarn in an automated manner and the resulting yarn can be woven using a power loom. The materials made by these processes are rough-made and hand-woven many times. Documents such as CN107385523A (7) and CN108977895A (8) describe the use of enzymes to produce fibers from hemp and corn, but these processes involve pretreatment with acids and alkalis and are treated with high concentrations of enzymes for long periods of time, resulting in fibers that are not as fine as the fibers obtained by the method of the present invention and that can be spun into yarn on a power loom.

本発明は、過酷な化学的または機械的処理を用いることなく、植物由来のバイオマスを高品質なテキスタイルグレードの繊維に酵素的に変換する環境に優しい方法を提示するものである。本明細書に開示された方法は、主に酵素を使用し、通常過酷な化学的および/または機械的処理による従来の方法で得られる高品質のテキスタイル繊維を製造する。 The present invention presents an environmentally friendly method of enzymatically converting plant-derived biomass into high quality textile grade fibers without the use of harsh chemical or mechanical treatments. The methods disclosed herein use primarily enzymes to produce high quality textile fibers that are typically obtained by conventional methods through harsh chemical and/or mechanical treatments.

本発明は、原料天然繊維をテキスタイルグレードの繊維に変換する方法を包含し、該方法は、植物由来のバイオマスから得られる原料天然繊維を酵素処理してテキスタイルグレードの繊維に変換する工程を含み、テキスタイルグレードの繊維の繊維デニールは75dpf(繊維当たりのデニール)以下であり、破断強度は少なくとも50gである。一実施形態においては、繊維の破断強度は175gである。
一実施形態において、植物由来のバイオマスは、バナナ、パイナップル、大麻、イラクサ、亜麻、ジュート、サイザル、及びカラムシからなる群から選択される植物から構成される。
一実施形態では、繊維処理容器内の総酵素濃度は、0.5~1%である。
一実施形態では、原料天然繊維をテキスタイルグレードの繊維に変換するための酵素処理は、2~4時間行われる。
一実施形態では、原料天然繊維を酵素処理する工程に使用される酵素は、セルラーゼ、ペクチナーゼ、ヘミセルラーゼ、リグナーゼ、エステラーゼ、アミラーゼ、及びペルオキシダーゼからなる群から選択される。
一実施形態において、本方法は、酵素処理の工程の前に原料天然繊維をアルカリプロテアーゼ処理することをさらに含んでいる。
一実施形態において、繊維処理容器中に存在するアルカリプロテアーゼ濃度は、0.1~0.3%である。
The present invention encompasses a method of converting raw natural fibers into textile grade fibers, the method comprising enzymatically converting raw natural fibers obtained from plant-derived biomass into textile grade fibers, wherein the textile grade fibers have a fiber denier of 75 dpf (denier per fiber) or less and a breaking strength of at least 50 g. In one embodiment, the fiber has a breaking strength of 175g.
In one embodiment, the plant-derived biomass is composed of plants selected from the group consisting of banana, pineapple, cannabis, nettle, flax, jute, sisal, and ramie.
In one embodiment, the total enzyme concentration in the fiber treatment vessel is 0.5-1%.
In one embodiment, the enzymatic treatment for converting raw natural fibers into textile grade fibers is carried out for 2-4 hours.
In one embodiment, the enzymes used in enzymatically treating the raw natural fibers are selected from the group consisting of cellulases, pectinases, hemicellulases, lignases, esterases, amylases, and peroxidases.
In one embodiment, the method further comprises alkaline protease treatment of the raw natural fiber prior to the enzymatic treatment step.
In one embodiment, the alkaline protease concentration present in the fiber treatment vessel is 0.1-0.3%.

一実施形態において、本方法は、酵素処理の前に原料天然繊維を機械的又は手動で開繊する工程をさらに含む。
一実施形態では、植物由来のバイオマスは、酵素処理の前に原料天然繊維を開くための機械的又は手動的な処理を行わない。
一実施形態では、本方法は、いかなる化学処理工程も含まない。
一実施形態において、本方法は、酵素工程の前にいかなる化学的前処理工程も含まない。
一実施形態において、本方法は、酵素処理の後にマイルドな化学処理を行う工程をさらに含む。
一実施形態において、本明細書に開示される方法から製造されるテキスタイルグレードの繊維は、自動化された方法によって糸に紡ぐことができる。一実施形態では、製造された糸は、布地に織物に織られるか又は編まれる。一実施形態では、糸は、力織機または手織機を使用して布地に織られる。
一実施形態では、本明細書に開示された方法から製造されたテキスタイルグレードの繊維から作られた糸は、織物または編物される。
一実施形態では、繊維は、他の種類の繊維と混ぜることなく、布地にされる。
一実施形態では、本明細書に開示された方法によって製造されたテキスタイルグレードの繊維は、他の人工繊維または天然繊維とブレンドされて、少なくとも20番手の糸を作成する。
一実施形態では、本発明は、本明細書に開示された方法から製造されたテキスタイルグレードの繊維を包含し、それらは、高い引張強度、良好な伸縮性、高いテナシティ、およびより細い径を有する。
In one embodiment, the method further comprises mechanically or manually opening the raw natural fibers prior to enzymatic treatment.
In one embodiment, the plant-derived biomass is not mechanically or manually treated to open the raw natural fibers prior to enzymatic treatment.
In one embodiment, the method does not include any chemical treatment steps.
In one embodiment, the method does not include any chemical pretreatment steps prior to the enzymatic step.
In one embodiment, the method further comprises performing a mild chemical treatment after the enzymatic treatment.
In one embodiment, the textile grade fibers produced from the methods disclosed herein can be spun into yarn by automated methods. In one embodiment, the produced yarn is woven or knitted into a fabric. In one embodiment, the yarn is woven into the fabric using a power loom or hand loom.
In one embodiment, yarns made from textile grade fibers produced from the methods disclosed herein are woven or knitted.
In one embodiment, the fibers are made into fabrics without being mixed with other types of fibers.
In one embodiment, the textile grade fibers produced by the methods disclosed herein are blended with other man-made or natural fibers to create at least a 20 count yarn.
In one embodiment, the present invention encompasses textile grade fibers made from the methods disclosed herein, which have high tensile strength, good stretchability, high tenacity, and finer diameter.

図1は、本発明で開示する植物由来バイオマスからテキスタイルグレード繊維を製造する方法における手順を示すフローチャートである。FIG. 1 is a flow chart showing the steps in the method for producing textile grade fibers from plant-derived biomass disclosed in the present invention.

詳細説明
本発明は、植物由来のバイオマスからテキスタイルグレードの繊維を酵素的に製造するための方法を開示する。本発明は、特に、過酷な化学処理を使用せずに、酵素を用いた方法によってセルロース系繊維を処理することによって、高品質のテキスタイルグレードの繊維を製造することに関するものである。この方法は環境に優しく、さらに、製造された繊維は、綿から従来の方法で製造されたものと同等の高品質である。
セルロースは、地球上で最も豊富に存在する有機物であり、その天然および再生形態は、テキスタイルの主要な繊維源である。植物は、天然のセルロース系繊維の主な原料である。これらのセルロース系繊維は、様々な産業用途のための異なるタイプの繊維の生産に使用することができる。世界的に見ると、農業は毎年何百万トンもの農業副産物を生み出している。農業副産物の多くは、特に繊維状で相当量のセルロースを含んでいる。農業副産物をより多く利用することは、生産者に経済的な利益をもたらすとともに、副産物の廃棄量を減らすことで環境面でもメリットがある。さらに、この農業副産物を利用した製品は、100%生分解性である。副産物型繊維は、入手しにくい、抽出が難しい、最終製品としての品質が低いため高級製品への使用が制限される、紡績性が低い、目が粗い、硬い手触りであるなどの性能上の問題があるなどの理由で、広範囲に使用されてきていない。
DETAILED DESCRIPTION The present invention discloses a method for the enzymatic production of textile grade fibers from plant-derived biomass. More particularly, the present invention relates to producing high quality textile grade fibers by treating cellulosic fibers by enzymatic methods without the use of harsh chemical treatments. This method is environmentally friendly and the fibers produced are of the same high quality as conventionally produced from cotton.
Cellulose is the most abundant organic matter on earth and its natural and regenerated forms are the primary fiber source for textiles. Plants are the main source of natural cellulosic fibers. These cellulosic fibers can be used to produce different types of fibers for various industrial applications. Globally, agriculture produces millions of tons of agricultural by-products each year. Many agricultural by-products, especially fibrous, contain significant amounts of cellulose. Using more agricultural by-products brings economic benefits to producers, as well as environmental benefits by reducing the amount of by-product waste. In addition, this agricultural byproduct product is 100% biodegradable. By-product fibers have not been used extensively because of their limited availability, difficulty in extraction, poor end-product quality limiting their use in high-end products, and performance problems such as poor spinnability, rough texture, and stiff hand.

植物の茎や幹および葉から繊維を抽出する方法として、従来は"浸漬"と呼ばれる工程がある。従来の浸漬工程は、環境中のバクテリアと菌類を利用して繊維を脱リグニンし、従来のテキスタイル機械で使用するのに適した状態に変換する露地浸漬(Dew-Retting)である。露地浸漬は、結果が一定せず、繊維の品質が悪く、通常、限られた地域でしか行えず、浸漬プロセスの間農地を占有する。浸漬の化学的方法が使われ、これらは典型的により一定した、物理的特性も改善した繊維を生産するが、このような化学的な方法は、廃棄物処理の問題を含む多くの環境問題を引き起こす。それとは別に、完成した繊維製品は、輝度指数や低い引張強度の点で低品質である。
本発明は、植物ベースまたは植物由来のバイオマスを、高級なテキスタイル繊維に変換するための酵素法を提供する。本明細書に開示された方法は、少量の酵素を使用し、原料天然繊維のアルカリまたは酸の前処理を伴わない。この方法は、酵素処理の時間が短く、非常に高品質の指標を持つ紡糸可能な繊維を得ることができる。この繊維は、自動化された方法で糸に紡ぐことができ、得られた糸は力織機でも布に織ることができるため、工業規模で布/テキスタイルを作るために使用することができる。
Conventionally, there is a process called "immersion" as a method of extracting fibers from plant stems, trunks and leaves. The traditional dipping process is Dew-Retting, which utilizes bacteria and fungi from the environment to delignify the fibers and transform them into a state suitable for use in conventional textile machinery. Field dipping has inconsistent results, poor fiber quality, is usually limited to limited areas, and occupies agricultural land during the dipping process. Chemical methods of dipping are used and these typically produce fibers with more consistent and improved physical properties, but such chemical methods pose many environmental problems, including waste disposal problems. Apart from that, the finished textile products are of poor quality in terms of brightness index and low tensile strength.
The present invention provides an enzymatic method for converting plant-based or plant-derived biomass into high-grade textile fibers. The methods disclosed herein use small amounts of enzymes and do not involve alkaline or acid pretreatment of the raw natural fibers. This method allows short enzymatic treatment times and yields spinnable fibers with very high quality indicators. This fiber can be spun into yarn in an automated way and the resulting yarn can also be woven into cloth on a power loom, so it can be used to make fabrics/textiles on an industrial scale.

定義
本明細書で使用する「植物由来バイオマス」という用語は、植物から取り出されたバイオマスとして定義される。それは、そのバイオマスを得るために特別に栽培された植物からであってもよいし、主な作物の副産物であってもよい。植物由来のバイオマスは、自然に生育する植物、又は農作物を含む任意の植物からであることができる。
本明細書で使用する「原料(生の)天然繊維」という用語は、手動プロセスまたは機械抽出器を使用して植物バイオマスから機械的に取り出された繊維であると定義される。原料天然繊維の例としては、バナナ、大麻、竹、イラクサ、亜麻、パイナップル、カラムシ、ジュート、ケナフ、セサル、アバカ、ココナツから得られる繊維が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。
Definitions As used herein, the term "plant-derived biomass" is defined as biomass derived from plants. It may be from plants specifically grown for its biomass, or it may be a by-product of the main crop. Plant-derived biomass can be from any plant, including naturally-growing plants or agricultural crops.
As used herein, the term "raw (raw) natural fibers" is defined as fibers that have been mechanically removed from plant biomass using manual processes or mechanical extractors. Examples of raw natural fibers include, but are not limited to, fibers obtained from banana, hemp, bamboo, nettle, flax, pineapple, ramie, jute, kenaf, cesar, abaca, coconut.

生の繊維(原料繊維)は、機械抽出機によって植物バイオマスから抽出される。機械はバイオマスを剥がし、靭皮繊維を抽出する。 Raw fibers (raw fibers) are extracted from plant biomass by mechanical extractors. The machine peels off the biomass and extracts the bast fibers.

本明細書で使用する「脱ガム」という用語は、ペクチン、デンプン、ヘミセルロース、ガム、および繊維を結合させている他の生体分子などの生体分子を除去することにより、繊維同士を分離する工程と定義される。 As used herein, the term "degumming" is defined as the process of separating fibers by removing biomolecules such as pectin, starch, hemicellulose, gums, and other biomolecules that bind the fibers together.

用語「繊維処理容器」及び「処理浴」及び「浴」は、本明細書において互換的に使用され、生の繊維の酵素処理が行われる容器又は浴を意味する。使用される酵素の割合および浴に加えられる原料繊維の量は、浴の容積に依存するであろう。容器内の液体は、本明細書では、「溶液」または「液体」とも呼ばれる。それは、水または酵素の最適な作用のための添加物を有する他の任意の水性溶媒であってもよい。
植物の細胞壁の主成分は「リグノセルロース」で、リグニン(15~20%)、ヘミセルロース(25~30%)、セルロース(40~50%)で構成されている。これらの成分は、共有結合と非共有結合の相互作用によって結合した3次元の複雑なネットワークを形成している。
リグノセルロースは、例えば、植物の繊維、パルプ、茎、葉、外皮、節のある茎、殻、及び/又は穂軸、又は木及び/又は潅木の繊維、葉、枝、樹皮、及び/又は木材に一般的に見いだされる。リグノセルロース系材料の例としては、農業バイオマス、例えば、農業及び/又は林業材料及び/又は残渣、枝、茂み、節のある茎、森林、穀物、草、短回転木質作物、草本作物、及び/又は葉、トウモロコシ、キビ、および/または大豆などの作物残渣、草本材料および/または作物、森林、果物、花、針葉、丸太、根、苗木、低木、スイッチ草、野菜、果物の皮、つる、小麦中粒、麦殻、硬質および軟質の木材、またはそれらの任意の組合せ、が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
The terms "fiber treatment vessel" and "treatment bath" and "bath" are used interchangeably herein to refer to a vessel or bath in which enzymatic treatment of green fibers takes place. The proportion of enzyme used and the amount of raw fiber added to the bath will depend on the volume of the bath. A liquid in a container is also referred to herein as a "solution" or "liquid." It may be water or any other aqueous solvent with additives for optimal action of the enzyme.
The main component of plant cell walls is lignocellulose, which consists of lignin (15-20%), hemicellulose (25-30%), and cellulose (40-50%). These components form a complex three-dimensional network bound by covalent and non-covalent interactions.
Lignocellulose is commonly found, for example, in plant fibers, pulp, stems, leaves, husks, knotty stems, shells, and/or cobs, or wood and/or shrub fibers, leaves, branches, bark, and/or wood. Examples of lignocellulosic materials include agricultural biomass, e.g. agricultural and/or forestry materials and/or residues, branches, bushes, knotty stems, forests, cereals, grasses, short turnwood crops, herbaceous crops and/or leaves, crop residues such as corn, millet and/or soybeans, herbaceous materials and/or crops, forests, fruits, flowers, needles, logs, roots, saplings, shrubs, switch grasses, vegetables, fruit skins, vines, wheat grains, husks, hard and Softwoods, or any combination thereof, include, but are not limited to.

ヘミセルロースは、L-アラビノース、D-ガラクトース、D-マンノースなどの単糖と、酢酸、フェルラ酸、グルクロン酸などの有機酸で置換されたヘテロ多糖であるキシランがグリコシド結合やエステル結合で織り込まれて構成されている。この複合高分子の解重合が、異なる産業に適用されて効率的に利用するためには必要である。 Hemicellulose is composed of monosaccharides such as L-arabinose, D-galactose, and D-mannose and xylan, a heteropolysaccharide substituted with organic acids such as acetic acid, ferulic acid, and glucuronic acid, interwoven with glycosidic and ester bonds. Depolymerization of this complex polymer is necessary for its efficient utilization in different industrial applications.

本明細書で使用する「原料(生の)天然繊維」という用語は、手動プロセスまたは機械抽出器を使用して植物バイオマスから機械的に取り出された繊維であると定義される。原料天然繊維の例としては、バナナ、大麻、竹、イラクサ、亜麻、カラムシ、ジュート、ケナフ、セサル、アバカ、ココナツから得られる繊維が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。 As used herein, the term "raw (raw) natural fibers" is defined as fibers that have been mechanically removed from plant biomass using manual processes or mechanical extractors. Examples of raw natural fibers include, but are not limited to, fibers obtained from banana, hemp, bamboo, nettle, flax, ramie, jute, kenaf, cesar, abaca, coconut.

原料繊維(生の繊維)は、機械抽出機によって植物バイオマスから抽出され、機械はバイオマスを剥がし、靭皮繊維を抽出する。 Raw fibers (raw fibers) are extracted from plant biomass by a mechanical extractor, which delaminates the biomass and extracts bast fibers.

「酵素製剤」、「酵素カクテル」および「酵素組成物」という用語は、本明細書において互換的に用いられ、少なくとも1つの酵素を含む製剤を指し、それはいかなる化学物質も含んでいない。
本明細書で使用される「セルラーゼ(Cellulase)」又は「セルラーゼ(cellulases)」は、セルロースをグルコースに加水分解することができる酵素を意味する。セルラーゼの非限定的な例としては、マンナンエンド-1,4-β-マンノシダーゼ、1,3-β-D-グルカン グルカノヒドロラーゼ、1,3-β-グルカン グルコヒドロラーゼ、1,3-1,4-β-D-グルカン グルカノヒドロラーゼ及び1,6-β-D-グルカン グルカノヒドロラーゼが挙げられる。
The terms "enzyme preparation", "enzyme cocktail" and "enzyme composition" are used interchangeably herein and refer to a preparation comprising at least one enzyme, which does not contain any chemicals.
As used herein, "Cellulase" or "cellulases" means an enzyme capable of hydrolyzing cellulose to glucose. Non-limiting examples of cellulases include mannan endo-1,4-β-mannosidase, 1,3-β-D-glucan glucanohydrolase, 1,3-β-glucan glucanohydrolase, 1,3-1,4-β-D-glucan glucanohydrolase and 1,6-β-D-glucan glucanohydrolase.

本明細書で使用される「キシラナーゼ(Xylanase)」または「キシラナーゼ(xylanases)」は、キシランをキシロビオースおよびキシロトリオースに加水分解することができる酵素を指す。
キシラナーゼは、単糖およびキシロオリゴ糖にキシランが解重合している中に含まれる、エンド-1,4-β-d-キシラナーゼ (EC 3.2.1.8), β-d-キシロシダーゼ (E.C. 3.2.1.37), α-グルクロニダーゼ (EC 3.2.1.139) アセチルキシランエステラーゼ (EC 3.1.1. 72)、α-l-アラビノフラノシダーゼ(E.C. 3.2.1.55)、p-クマール酸エステラーゼ(3.1.1.B10)、フェルラ酸エステラーゼ(EC 3.1.1.73 )から構成される酵素群である。
As used herein, "Xylanase" or "xylanases" refers to an enzyme that can hydrolyze xylan to xylobiose and xylotriose.
Xylanases are involved in the depolymerization of xylan into monosaccharides and xylooligosaccharides, endo-1,4-β-d-xylanase (EC 3.2.1.8), β-d-xylosidase (EC 3.2.1.37), α-glucuronidase (EC 3.2.1.139), acetylxylan esterase (EC 3.1.1.72), α-l-arabinofuranosidase (EC 3.2.1.55), p-coumarate esterase (3.1.1.B10) and ferulic acid esterase (EC 3.1.1.73).

「ペクチナーゼ」という用語は、任意の酸性ペクチナーゼ酵素を含む。ペクチナーゼは、主にポリ-L,4-α-D-ガラクツロニドおよびその誘導体のペクチン物質のグリコシド結合を加水分解する酵素群であり、この酵素は、成熟タンパク質もしくはその前駆体形態、または本質的に全長酵素の活性を有するその機能的断片を含むと理解される。さらに、ペクチナーゼ酵素という用語は、そのような酵素の同族体または類似体を含むことが意図されている。ペクチナーゼは、その優先基質である高メチルエステル化ペクチンまたは低メチルエステル化ペクチンとポリガラクチュロン酸(ペクチン酸)、およびその反応機構であるβ-エリミネーションまたは加水分解により分類することができる。ペクチナーゼには、主に鎖内のランダムな部位でポリマーを切断してオリゴマーの混合物を与えるエンド型と、ポリマーの一端から攻撃してモノマーやダイマーを生成するエキソ型とがある。Enzyme Nomenclature (1992)によれば、ペクチンの平滑部に作用するいくつかのペクチナーゼ活性は、ペクチン酸リアーゼ(EC 4.2.2.2.2)、ペクチンリアーゼ(EC 4.2.2.10)、ポリガラクツロナーゼ(EC 3.2.1.15) 、エキソポリガラクツロナーゼ(EC 3.2.1.67)、エキソポリガラクツロナーゼ(EC 4.2.2.9)及びエキソポリα-ガラクツロニダーゼ(EC 3.2.1.82)のような酵素の分類に含まれる。 The term "pectinase" includes any acid pectinase enzyme. Pectinases are a group of enzymes that hydrolyze the glycosidic bonds of pectic substances, mainly poly-L,4-α-D-galacturonide and its derivatives, and are understood to include the mature protein or its precursor forms, or functional fragments thereof that have essentially the activity of the full-length enzyme. Furthermore, the term pectinase enzyme is intended to include homologs or analogues of such enzymes. Pectinases can be classified according to their preferential substrates, highly or poorly methyl-esterified pectin and polygalacturonic acid (pectic acid), and their reaction mechanism, β-elimination or hydrolysis. There are two types of pectinase: the endo-type, which mainly cleaves polymers at random sites within the chain to give a mixture of oligomers, and the exo-type, which attacks from one end of the polymer and produces monomers and dimers. According to Enzyme Nomenclature (1992), several pectinase activities acting on the smooth part of pectin are pectate lyase (EC 4.2.2.2.2), pectin lyase (EC 4.2.2.10), polygalacturonase (EC 3.2.1.15), exopolygalacturonase (EC 3.2.1.67), exopolygalacturonase are included in the class of enzymes such as Nases (EC 4.2.2.9) and exopolyα-galacturonidases (EC 3.2.1.82).

ラッカーゼは、マルチ銅酸化酵素(MCO)の酵素ファミリーに属し、ベンゼンジオール酸素還元酵素(EC 1.10.3.2)に分類され、ウルシオール酸化酵素、p-ジフェノール酸化酵素とも呼ばれる。基質特異性が低く、酸素を電子受容体とし用い、副産物として水を生成するため、多くのフェノール性、非フェノール性分子を酸化することができる万能酵素と考えられている。 Laccase belongs to the multicopper oxidase (MCO) enzyme family and is classified as benzenediol oxygen reductase (EC 1.10.3.2), also called urushiol oxidase, p-diphenol oxidase. Because it has low substrate specificity, uses oxygen as an electron acceptor, and produces water as a by-product, it is considered a versatile enzyme that can oxidize many phenolic and non-phenolic molecules.

エンド-1,4-β-d-マンナナーゼ (EC 3.2.1.78) は、ガラクトマンナン、グルコマンナン、ガラクトグルコマンナン、マンナンの主鎖内のβ-d-1,4-マンノピラノシル結合をランダムに開裂する触媒である。これらは短鎖のβ-1,4-マンノオリゴマーを遊離し、さらにβ-マンノシダーゼ(EC 3.2.1.25)によりマンノースへと加水分解されることが可能である。 Endo-1,4-β-d-mannanase (EC 3.2.1.78) is a catalyst that randomly cleaves β-d-1,4-mannopyranosyl bonds within the backbone of galactomannans, glucomannans, galactoglucomannans, and mannans. They release short-chain β-1,4-mannooligomers and can be further hydrolyzed to mannose by β-mannosidase (EC 3.2.1.25).

α-アミラーゼはデンプン加水分解酵素である。アミラーゼはデンプンをオリゴ糖にする加水分解する原因となる。α-アミラーゼはグルコース3分子以上を含む化合物の1,4-α-グルコシド結合を加水分解する。β-アミラーゼはデンプンや他の化合物から(主に)β-マルトースを遊離させる。 Alpha-amylase is a starch hydrolase. Amylase is responsible for hydrolyzing starch into oligosaccharides. α-Amylase hydrolyzes 1,4-α-glucosidic bonds in compounds containing 3 or more glucose molecules. β-amylase liberates (mainly) β-maltose from starch and other compounds.

一実施形態において、本発明で使用されるアミラーゼは、α-アミラーゼである。 In one embodiment, the amylase used in the present invention is α-amylase.

本明細書で使用する場合、酵素活性は単位で定義される。1単位の酵素(U)は、1分間に1μmolの基質の反応を触媒する酵素の量である。
本発明で使用する酵素の活性定義を以下に示す。活性測定に用いる基質は、所定の酵素について公知の基質であればよい。さらに、使用される酵素は、既知のどのようなものであってもよい。
As used herein, enzymatic activity is defined in units. One unit of enzyme (U) is the amount of enzyme that catalyzes the reaction of 1 μmol of substrate per minute.
The activity definitions of the enzymes used in the present invention are shown below. Substrates used for activity measurement may be known substrates for a given enzyme. Furthermore, the enzymes used can be any known ones.

セルラーゼ:
1単位の活性は、検定条件下で1分間1ml当たり1μmolのD形グルコース[ブドウ糖]還元糖(グルコース換算)を放出する酵素量に相当した。活性の評価には、任意の適切な基質を使用することができる。本明細書で使用する基質は、カルボキシメチルセルロースナトリウム塩-低粘性(SIGMA-ALDRICH)である。
Cellulase:
One unit of activity corresponded to the amount of enzyme that released 1 μmol of D-form glucose [glucose] reducing sugar (as glucose) per ml per minute under assay conditions. Any suitable substrate can be used to assess activity. The substrate used herein is carboxymethylcellulose sodium salt-low viscosity (SIGMA-ALDRICH).

キシラナーゼ:
活性の1単位は、検定条件下で1分間1ml当たり1μmolのキシロース還元糖(グルコース換算)を放出する酵素の量に相当する。本明細書でキシラナーゼ活性の評価に用いる基質は、ブナ材由来のキシラン(SRL)である。
Xylanase:
One unit of activity corresponds to the amount of enzyme that releases 1 μmol of xylose reducing sugar (glucose equivalent) per ml per minute under assay conditions. The substrate used herein for the evaluation of xylanase activity is xylan (SRL) from beech wood.

ペクチナーゼ:
1単位の活性は、検定条件下で1分間1ml当たり1μmolのD-ガラクツロン酸還元糖(グルコース換算)を放出する酵素量に相当する。本明細書で使用する基質は、リンゴ由来のペクチン(SIGMA)である。
Pectinase:
One unit of activity corresponds to the amount of enzyme that releases 1 μmol of D-galacturonic acid reducing sugar (glucose equivalent) per 1 ml per minute under assay conditions. The substrate used herein is apple-derived pectin (SIGMA).

ポリガラクツロナーゼ:
活性の1単位は、検定条件下で1分間1ml当たり1μmolのD-ガラクツロン酸還元糖(グルコース換算)を放出する酵素量に相当する。本発明において活性の評価に用いる基質は、ポリガラクツロン酸ナトリウム塩(SIGMA)である。
Polygalacturonase:
One unit of activity corresponds to the amount of enzyme that releases 1 μmol of D-galacturonic acid reducing sugar (glucose equivalent) per ml per minute under assay conditions. The substrate used for activity evaluation in the present invention is polygalacturonic acid sodium salt (SIGMA).

アミラーゼ:
活性の1単位は、検定条件下で1分間1ml当たり1μmolのマルトース還元糖(グルコース換算)を放出する酵素量に相当する。なお、本発明において活性の評価に用いる基質は、ジャガイモ澱粉可溶性(HIMEDIA)である。
amylase:
One unit of activity corresponds to the amount of enzyme that releases 1 μmol of maltose reducing sugar (glucose equivalent) per ml per minute under assay conditions. The substrate used for activity evaluation in the present invention is potato starch soluble (HIMEDIA).

マンナナーゼ:
活性の1単位は、検定条件下で1分間1ml当たり1μmolのマンノース還元糖(グルコース換算)を放出する酵素量に相当する。本発明において活性の評価に用いる基質は、イナゴマメ種子由来のローカストビーンガム(SIGMA)である。
Mannanase:
One unit of activity corresponds to the amount of enzyme that releases 1 μmol of mannose reducing sugar (as glucose) per ml per minute under assay conditions. The substrate used for activity evaluation in the present invention is carob seed-derived locust bean gum (SIGMA).

ラッカーゼ:
1IUは、1分間に1μmoleのグアイアコールを酸化するのに必要な酵素量と定義される。本発明の活性の評価に用いる基質は、基質がグアイアコール(SIGMA-ALDRICH)である場合である。
Laccase:
One IU is defined as the amount of enzyme required to oxidize 1 μmole of guaiacol per minute. The substrate used for evaluating the activity of the present invention is guaiacol (SIGMA-ALDRICH).

本明細書では、「テキスタイルグレード繊維」および「テキスタイル繊維」という用語は、互換的に用いられ、柔らかく、テキスタイルを作るのに適した特性を有する繊維を指す。
引張強度と破断伸縮性は、テキスタイルグレードの繊維にとって最も重要な機械的特性の2つである。繊維の引張強度は、1デニールまたは1テックス当たりの力を単位としたテナシティで表されることが多い。
As used herein, the terms "textile grade fiber" and "textile fiber" are used interchangeably and refer to fibers that are soft and have properties suitable for making textiles.
Tensile strength and elongation at break are two of the most important mechanical properties for textile grade fibers. The tensile strength of fibers is often expressed in tenacity in units of force per denier or tex.

本明細書で使用する「セルロース系繊維」という用語は、少なくとも20%のセルロースを含み、セルロースのエーテル又はエステルで作られた繊維と定義され、これらは植物由来であり、植物の樹皮、木材、葉、又は他の植物部分から得ることができる。繊維は、セルロースの他に、主要成分としてペクチン、ヘミセルロース、リグニンを、その他の微量成分とは別に、含んでいる場合がある。これらの成分の割合は、原料の種類によって異なり、繊維の機械的特性を変化させる。 As used herein, the term "cellulosic fibers" is defined as fibers containing at least 20% cellulose and made of cellulose ethers or esters, which are of plant origin and can be obtained from plant bark, wood, leaves, or other plant parts. In addition to cellulose, fibers may contain pectin, hemicellulose, lignin as major constituents, apart from other minor constituents. The proportion of these components varies with the type of raw material and changes the mechanical properties of the fiber.

本明細書で使用する「人工繊維」という用語は、自然界に存在しない繊維として定義され、通常、様々な化学物質から作られるか、植物繊維から再生されたものである。人工繊維の例としては、ポリエステル;ポリアミド-(ナイロン);アクリル;ビスコース、レーヨン、竹繊維、リヨセル、モダールなどの再生セルロース系繊維、ジアセテート繊維、トリアセテート繊維などが挙げられるが、これらに限定されるわけではない。 As used herein, the term "man-made fibers" is defined as fibers that do not occur in nature and are typically made from various chemicals or regenerated from plant fibers. Examples of man-made fibers include, but are not limited to, polyester; polyamide-(nylon); acrylic;

本明細書で使用する「デニール」という用語は、その材料の9,000mあたりのグラム数で表した材料の重量として定量化されるテキスタイル材料の繊度を表すために使用される。 As used herein, the term "denier" is used to describe the fineness of a textile material quantified as the weight of the material in grams per 9,000 meters of that material.

本明細書で示されるデニール値は、各繊維またはフィラメントに対するデニール値である。理論的には、デニールは糸についても測定できるが、本明細書で示されるデニール値は、本明細書に開示される方法によって製造された各テキスタイルグレードのフィラメント(繊維のもの)についてのデニール値を指す。2および単一フィラメント繊維に使用される。一般的な計算方法は以下の通りである。
1デニール=1g / 9000 m
=0.11 mg/m
Denier values given herein are denier values for each fiber or filament. Theoretically, denier can also be measured for yarns, but the denier values given herein refer to the denier value for each textile grade filament produced by the methods disclosed herein. 2 and single filament fibers. A general calculation method is as follows.
1 denier = 1g/9000m
= 0.11 mg/m

実際には、9000mを測定するのは時間がかかるし、現実的でない。一般的には900mのサンプルを計量し、その結果を10倍してデニール量とする(9)。 In practice, measuring 9000m is time consuming and impractical. Typically, a 900m sample is weighed and the result is multiplied by 10 to give the denier weight (9).

伸縮性という用語は、開始時の長さに対する割合で定義されている。弾性のないテキスタイル製品は使い物にならないので、弾性のある伸縮性は非常に重要である。それらは変形しやすく、また元に戻りやすいものでなければならない。テキスタイル繊維の伸縮性が高ければ加工がしやすくなり、また着用時の快適性も向上する。 The term stretch is defined as a percentage of the starting length. Elastic stretchability is very important because non-elastic textile products are useless. They must be easy to deform and easy to recover. If the textile fiber is highly stretchable, it is easier to process and it is more comfortable to wear.

本明細書で使用する繊維の「反射率」という用語は、材料によって反射される光の割合、またはその反射の尺度として定義される。
繊維の「破断強度」という用語は、本明細書では、材料が破断または変形する前に耐えることができる最大量の引張応力と定義される。
引張強度は、繊維を破断するときに到達する最大力の尺度である。テナシティは、同じ力を繊維または糸の線密度との関係で表す尺度である。試料を破壊するのに必要な荷重と、その試料の線密度との比をテナシティと呼ぶ。
As used herein, the term "reflectance" of a fiber is defined as the percentage of light reflected by the material, or a measure of its reflection.
The term "breaking strength" of a fiber is defined herein as the maximum amount of tensile stress a material can withstand before breaking or deforming.
Tensile strength is a measure of the maximum force reached when breaking a fiber. Tenacity is a measure of the same force in relation to the linear density of the fiber or yarn. The ratio of the load required to break a sample to the linear density of that sample is called tenacity.

破断強度とは、繊維の断面積に対して、繊維を破断させるために加える力のことで、破断強度と呼ばれている。 Breaking strength is the force applied to break the fiber relative to the cross-sectional area of the fiber, and is called breaking strength.

織機は、生地を得るために糸状のものを織るための装置である。織機は、縦方向に並んだ糸を、幅方向に並んだ糸と交錯させることで織物を作る。
手織機。手織機は、人力で動く、織ること(weaving)に使われる簡単な機械である。
力織機。力織機:人力ではなく、機械的な力で柄や糸状のものを生地に織り込むタイプの織機である。
A loom is a device for weaving threads to obtain fabric. A loom creates fabric by interlacing threads that are aligned in the machine direction with threads that are aligned in the width direction.
hand loom. A handloom is a simple, human-powered machine used for weaving.
power loom. Power loom: A type of loom that uses mechanical force to weave patterns and threads into the fabric instead of human power.

実施形態
本発明は、原料天然繊維をテキスタイルグレードの繊維に変換する方法を包含し、この方法は、植物由来のバイオマスから得られる原料天然繊維を酵素処理してテキスタイルグレードの繊維に変換する工程を含み、テキスタイルグレードの繊維の繊維デニールは75dpf(繊維当たりのデニール)以下で、破断強度は少なくとも50gである。一実施形態では、繊維の破断強度は175gである。
一実施形態において、植物由来のバイオマスは、バナナ、大麻、サイザル、パイナップル、イラクサ、亜麻、ジュート、及びカラムシからなる群より選択される植物からなる。
一実施形態では、繊維処理容器内の総酵素濃度は、0.5~1%である。
一実施形態では、原料天然繊維をテキスタイルグレードの繊維に変換するための酵素処理は、2~4時間行われる。
一実施形態では、原料天然繊維を酵素処理する工程に使用される酵素は、セルラーゼ、ペクチナーゼ、ヘミセルラーゼ、リグナーゼ、エステラーゼ、アミラーゼ、又はペルオキシダーゼからなる群から選択される。
一実施形態では、本方法は、酵素処理の工程の前に、原料天然繊維をアルカリプロテアーゼ処理することをさらに含んでいる。
一実施形態では、アルカリプロテアーゼは、0.1~0.3%の濃度で繊維処理容器に存在する。
Embodiments The present invention encompasses a method of converting raw natural fibers into textile grade fibers, the method comprising enzymatically converting raw natural fibers obtained from plant-derived biomass into textile grade fibers, wherein the textile grade fibers have a fiber denier of 75 dpf (denier per fiber) or less and a breaking strength of at least 50 g. In one embodiment, the fiber has a breaking strength of 175g.
In one embodiment, the plant-derived biomass consists of plants selected from the group consisting of banana, cannabis, sisal, pineapple, nettle, flax, jute, and ramie.
In one embodiment, the total enzyme concentration in the fiber treatment vessel is 0.5-1%.
In one embodiment, the enzymatic treatment for converting raw natural fibers into textile grade fibers is carried out for 2-4 hours.
In one embodiment, the enzyme used in enzymatically treating the raw natural fiber is selected from the group consisting of cellulase, pectinase, hemicellulase, lignase, esterase, amylase, or peroxidase.
In one embodiment, the method further comprises alkaline protease treatment of the raw natural fiber prior to the enzymatic treatment step.
In one embodiment, the alkaline protease is present in the fiber treatment vessel at a concentration of 0.1-0.3%.

一実施形態において、本方法は、酵素処理の前に、原料天然繊維を機械的又は手動で開繊する工程をさらに含む。
一実施形態では、植物由来のバイオマスは、酵素処理の前に、原料天然繊維を開くための機械的又は手動的な処理を行わない。
一実施形態では、本方法は、いかなる化学処理工程も含まない。
一実施形態では、本方法は、いかなる化学的前処理工程も含んでいない。
一実施形態において、本方法は、酵素処理の後にマイルドな化学処理を行う工程をさらに含む。
一実施形態において、本明細書に開示される方法から製造されるテキスタイルグレードの繊維は、自動化された方法によって糸に紡ぐことができる。一実施形態では、製造された糸は、織物に織られるか又は編まれる。一実施形態では、糸は、力織機または手織機を使用して布地に織られる。
一実施形態では、本明細書に開示された方法から製造されたテキスタイルグレードの繊維から作られた糸は、織られるまたは編まれる。
一実施形態では、繊維は他の種類の繊維と混ぜることなく、布地にされる。
一実施形態では、本明細書に開示された方法によって製造されたテキスタイルグレードの繊維は、セルロース系繊維、リネン、綿、テンセルまたはそれ以上から選択される他の繊維とブレンドされて、少なくとも20番手の糸が作成される。
一実施形態において、本発明は、本明細書に開示される方法から製造されるテキスタイルグレードの繊維を包含し、それらは、農業廃棄物からの原料天然繊維を処理する他の従来の方法で製造される繊維よりも高い引張強度、良好な伸縮性、高いテナシティ、及びより細い径を有する。
一実施形態では、テキスタイルグレードのバナナ繊維は、他の繊維と1:3の割合でブレンドされる。
In one embodiment, the method further comprises mechanically or manually opening the raw natural fibers prior to enzymatic treatment.
In one embodiment, the plant-derived biomass is not mechanically or manually treated to open the raw natural fibers prior to enzymatic treatment.
In one embodiment, the method does not include any chemical treatment steps.
In one embodiment, the method does not include any chemical pretreatment steps.
In one embodiment, the method further comprises performing a mild chemical treatment after the enzymatic treatment.
In one embodiment, the textile grade fibers produced from the methods disclosed herein can be spun into yarn by automated methods. In one embodiment, the yarn produced is woven or knitted into a fabric. In one embodiment, the yarn is woven into the fabric using a power loom or hand loom.
In one embodiment, yarns made from textile grade fibers produced from the methods disclosed herein are woven or knitted.
In one embodiment, the fibers are made into fabric without being mixed with other types of fibers.
In one embodiment, the textile grade fibers produced by the methods disclosed herein are blended with other fibers selected from cellulosic fibers, linen, cotton, tencel or higher to create at least a 20 count yarn.
In one embodiment, the invention encompasses textile grade fibers produced from the methods disclosed herein, which have higher tensile strength, better stretchability, higher tenacity, and smaller diameters than fibers produced by other conventional methods of processing raw natural fibers from agricultural waste.
In one embodiment, textile grade banana fiber is blended with other fibers in a 1:3 ratio.

一実施形態では、上記に開示された方法は、酵素処理の前に、原料天然繊維を機械的に処理する工程をさらに含む。一実施形態では、上記に開示された方法は、酵素処理の後に、原料天然繊維をマイルドな化学処理する工程をさらに含む。一実施形態では、マイルドな化学的処理は、漂白に続いて漂白剤の中和によって行われる。 In one embodiment, the method disclosed above further comprises mechanically treating the raw natural fiber prior to enzymatic treatment. In one embodiment, the method disclosed above further comprises mild chemical treatment of the raw natural fiber after enzymatic treatment. In one embodiment, mild chemical treatment is performed by bleaching followed by bleach neutralization.

一実施形態では、化学処理の後に、繊維から過剰な水分を除去すること、又はハイドロ抽出を行うことが挙げられる。一実施形態では、本方法は、ハイドロ抽出後に柔軟剤を用いて繊維を調製する工程をさらに含む。一実施形態では、柔軟剤は、シリコン柔軟剤、又は両性柔軟剤(例えば、Siligen、Sapamine、Zylon SFC)である。一実施形態において、使用される柔軟剤は両性柔軟剤である。 In one embodiment, the chemical treatment is followed by removing excess water from the fiber or hydro-extracting. In one embodiment, the method further comprises preparing the fabric with a softening agent after hydro-extraction. In one embodiment, the softener is a silicone softener or an amphoteric softener (eg, Siligen, Sapamine, Zylon SFC). In one embodiment, the softeners used are amphoteric softeners.

一実施形態は、原料天然繊維をテキスタイルグレードの繊維に変換する方法であり、該方法は、以下の工程を含む。(a)機械的処理によって植物バイオマスから繊維束をより小さな繊維束に開く工程、(b)小さな繊維束を少なくとも1つの酵素工程に付す工程であって、その酵素は、ペクチナーゼ、プロテアーゼ、セルラーゼ、ヘミセルラーゼ、アミラーゼ、及びマンナナーゼからなる群から選択されて、小さな原料繊維束からテキスタイルグレードの繊維を生成させる工程、および(c)繊維を軟化処理して、繊維径が75デニール以下、繊維破断強度が175g以下である、テキスタイルグレードの繊維を製造する工程。 One embodiment is a method of converting raw natural fibers into textile grade fibers, the method comprising the following steps. (a) opening fiber bundles from plant biomass into smaller fiber bundles by mechanical treatment, (b) subjecting the small fiber bundles to at least one enzymatic step, the enzyme being selected from the group consisting of pectinase, protease, cellulase, hemicellulase, amylase, and mannanase to produce textile grade fibers from the small raw fiber bundles, and (c) softening the fibers to a fiber diameter of 75 denier or less and a fiber breakage of 175 g. A process for producing textile grade fibers which is:

一実施形態では、方法は、繊維の酵素的脱ガムを行う工程を含み、ペクチン、ヘミセルロース、リグニンなどの生体分子が除去される。 In one embodiment, the method includes enzymatic degumming of the fibers to remove biomolecules such as pectin, hemicellulose and lignin.

一実施形態において、植物由来のバイオマスを抽出するために使用することができる植物部分の例としては、茎、葉、及び偽茎が挙げられるが、これらに限定されるものではない。 In one embodiment, examples of plant parts that can be used to extract plant-derived biomass include, but are not limited to, stems, leaves, and pseudostems.

一実施形態では、植物由来のバイオマスとして、バナナ、カラムシ、竹の茎を使用して、原料植物繊維を抽出する。
一実施形態では、原料天然繊維はセルロースベースの繊維であり、少なくとも20%のセルロースを含んでいる。一実施形態において、原料天然繊維は、ペクチン、ヘミセルロース、リグニンも含んでいる。
In one embodiment, raw plant fibers are extracted using banana, ramie, and bamboo stalks as plant-derived biomass.
In one embodiment, the raw natural fibers are cellulose-based fibers and contain at least 20% cellulose. In one embodiment, the raw natural fiber also includes pectin, hemicellulose, lignin.

一実施形態では、植物由来のバイオマスは、バナナ偽茎、トウモロコシの皮、トウモロコシの茎、稲藁、ソルガム葉、ソルガム茎、大豆藁、麦藁、綿茎、及び大麦藁、並びにそれらの組み合わせなどの農業廃棄物であってもよい。 In one embodiment, the plant-derived biomass may be agricultural waste such as banana pseudostem, corn husk, corn stalk, rice straw, sorghum leaf, sorghum stalk, soybean straw, wheat straw, cotton stalk, and barley straw, and combinations thereof.

一実施形態において、本明細書に開示される方法は、バナナ、大麻またはジュート繊維をテキスタイルグレードの繊維に変換するために使用される。
一実施形態では、植物由来のバイオマスまたは植物からの原料繊維は、より小さい繊維束に機械で抽出することなく、本明細書に開示される方法による処理にも直接使用することができる。
In one embodiment, the methods disclosed herein are used to convert banana, hemp or jute fibers into textile grade fibers.
In one embodiment, plant-derived biomass or raw fibers from plants can also be used directly for processing by the methods disclosed herein without mechanical extraction into smaller fiber bundles.

一実施形態では、原料天然繊維を酵素処理する工程に使用される酵素は、セルラーゼ、ペクチナーゼ、ヘミセルラーゼからなる群から選択される。 In one embodiment, the enzyme used in enzymatically treating the raw natural fiber is selected from the group consisting of cellulase, pectinase, hemicellulase.

一実施形態において、原料天然繊維をテキスタイルグレードの繊維に変換するための酵素活性は、本明細書に開示される方法によるペクチノリシス活性、加水分解活性、及びオキシド-レダクターゼ活性である。 In one embodiment, the enzymatic activities for converting raw natural fibers into textile grade fibers are pectinolysis, hydrolysis, and oxido-reductase activities according to the methods disclosed herein.

一実施形態において、加水分解酵素活性は、植物バイオマスから非セルロース性成分を除去する。
一実施形態において、オキシド-レダクターゼ活性は、繊維の輝度を向上させる。
In one embodiment, the hydrolase activity removes non-cellulosic components from the plant biomass.
In one embodiment, the oxido-reductase activity enhances the brightness of the fiber.

一実施形態において、本明細書に開示される方法は、白色度指数を高めるために、酵素処理の後にマイルドな化学処理を行う工程をさらに含む。 In one embodiment, the methods disclosed herein further comprise enzymatic treatment followed by a mild chemical treatment to increase the whiteness index.

一実施形態において、本明細書に開示される方法は、白色度指数を高めるための酵素処理の後にマイルドな化学処理を行う段階をさらに含み、そのマイルドな化学処理は、アルカリおよび/または過酸化物を用いて行われる。 In one embodiment, the methods disclosed herein further comprise enzymatic treatment to increase the whiteness index followed by a mild chemical treatment, wherein the mild chemical treatment is performed with alkali and/or peroxide.

本発明の1つの実施形態は、本明細書で与えられる方法によって製造されるテキスタイルグレードの繊維を包含する。 One embodiment of the present invention encompasses textile grade fibers produced by the methods provided herein.

一実施形態において、本明細書に開示される方法によって製造されるテキスタイルグレードの繊維は、原料天然繊維の化学処理によって得られる繊維と比較して、高い引張強度、良好な伸縮性、より良い紡糸性、高いテナシティ、低い抵抗、より細い径、及び高い輝度指数を有する。 In one embodiment, textile grade fibers produced by the methods disclosed herein have higher tensile strength, better stretchability, better spinnability, higher tenacity, lower resistance, smaller diameter, and higher brightness index compared to fibers obtained by chemical treatment of raw natural fibers.

一実施形態では、本明細書に開示される方法によって製造されるテキスタイルグレードの繊維の繊維径は、75デニール以下である。
一実施形態では、大麻から製造されるテキスタイルグレードの繊維の破断強度は、50g以上である。
一実施形態では、バナナから製造されるテキスタイルグレードの繊維の破断強度は、175g以上である。
In one embodiment, the textile grade fibers produced by the methods disclosed herein have a fiber diameter of 75 denier or less.
In one embodiment, the breaking strength of the textile grade fiber made from hemp is 50g or more.
In one embodiment, the textile grade fiber made from banana has a breaking strength of 175 g or more.

一実施形態において、本明細書に記載の方法によって製造された繊維のテナシティ又は強度は、2.5グラム/デニール以上である。
一実施形態では、本明細書に記載の方法によって製造された繊維の伸縮性は5%以上である。
一実施形態では、輝度(反射率)は65以上である。
一実施形態では、本明細書に開示された方法によって製造されたテキスタイルグレードの繊維は、アパレル、スーツ用生地-シャツ地、椅子張り、手工芸品、人形毛、及び履物を含むがこれらに限定されない任意の材料の製造に使用される。
一実施形態では、本明細書に開示される方法によって製造された繊維は、糸に紡がれる。
In one embodiment, the tenacity or strength of the fibers produced by the methods described herein is 2.5 grams/denier or greater.
In one embodiment, the stretchability of the fibers produced by the methods described herein is 5% or greater.
In one embodiment, the brightness (reflectance) is 65 or greater.
In one embodiment, the textile grade fibers produced by the methods disclosed herein are used in the production of any material including, but not limited to, apparel, suiting fabric-shirting, upholstery, handicrafts, doll hair, and footwear.
In one embodiment, the fibers produced by the methods disclosed herein are spun into yarn.

一実施形態では、本明細書に開示される方法によって製造されたテキスタイルグレードの繊維から紡がれた糸から布地を製造するために、力織機が使用される。
一実施形態では、本明細書に開示される方法によって製造されたテキスタイルグレードの繊維から紡がれた糸から布地を製造するために、手織機が使用される。
一実施形態では、本明細書に開示される方法によって製造されたテキスタイルグレードの繊維からの糸は、さらに布に織られるか、または編まれる。
一実施形態では、本明細書に開示された方法によって製造された繊維は、不織布製品を製造するために使用される。
In one embodiment, a power loom is used to produce fabric from yarn spun from textile grade fibers produced by the methods disclosed herein.
In one embodiment, a handloom is used to produce fabric from yarns spun from textile grade fibers produced by the methods disclosed herein.
In one embodiment, yarns from textile grade fibers produced by the methods disclosed herein are further woven or knitted into fabrics.
In one embodiment, fibers made by the methods disclosed herein are used to make nonwoven products.

一実施形態では、本明細書に開示される方法によって製造されたテキスタイルグレードの繊維は、他の天然繊維又は人工繊維とさらにブレンドされ、その例としては、再生セルロース繊維、リネン、綿、及び人工繊維が挙げられるが、これらに限定されるものではない。 In one embodiment, the textile grade fibers produced by the methods disclosed herein are further blended with other natural or man-made fibers, including, but not limited to, regenerated cellulose fibers, linen, cotton, and man-made fibers.

一実施形態では、植物由来のバイオマスからテキスタイルグレードの繊維を製造する方法は、酵素処理する少なくとも1つの工程を含む。 In one embodiment, a method of producing textile grade fibers from plant-derived biomass comprises at least one step of enzymatic treatment.

一実施形態では、本明細書に開示される方法を用いて、バナナ偽茎からテキスタイルグレードの繊維を製造する。一実施形態では、バナナバイオマスからテキスタイルグレードの繊維を製造する方法は、本明細書に開示される方法によって製造されたバナナ繊維を酵素処理する1つの工程を含む。一実施形態では、この工程は、ヘミセルラーゼ、ペクチナーゼ、エンドセルラーゼ、リグニンオキシダーゼ及びマンナナーゼからなる群から選択される酵素で処理することを含んでいる。 In one embodiment, the methods disclosed herein are used to produce textile grade fibers from banana pseudostems. In one embodiment, a method of producing textile grade fiber from banana biomass comprises one step of enzymatically treating banana fiber produced by the methods disclosed herein. In one embodiment, this step comprises treatment with an enzyme selected from the group consisting of hemicellulase, pectinase, endocellulase, lignin oxidase and mannanase.

一実施形態では、本明細書に開示される方法を用いて、大麻バイオマスからテキスタイルグレードの繊維が製造される。一実施形態では、大麻バイオマスからテキスタイルグレードの繊維を製造する方法は、酵素処理の2つの工程を含む。本明細書に開示される方法によって製造されたバナナ繊維。一実施形態では、第1の工程は、プロテアーゼによる処理を含む。一実施形態では、第2の処理は、ヘミセルラーゼ、ペクチナーゼ、エンドセルラーゼ、リグニンオキシダーゼ及びマンナナーゼからなる群から選択される酵素で行われる。 In one embodiment, the methods disclosed herein are used to produce textile grade fibers from cannabis biomass. In one embodiment, a method of producing textile grade fibers from cannabis biomass includes two steps of enzymatic treatment. Banana fiber produced by the methods disclosed herein. In one embodiment, the first step comprises treatment with a protease. In one embodiment, the second treatment is with an enzyme selected from the group consisting of hemicellulase, pectinase, endocellulase, lignin oxidase and mannanase.

一実施形態では、本明細書に開示される方法によって大麻から生成された繊維からの糸は、布地を生成するために他の繊維と1:1の割合でブレンドされる。一実施形態では、本明細書に開示された方法によってバナナから生成された繊維からの糸は、布地を生成するために他の繊維と1:3の割合でブレンドされる。
一実施形態では、酵素処理に要する総時間は、2~4時間である。
In one embodiment, yarns from fibers produced from hemp by the methods disclosed herein are blended with other fibers in a 1:1 ratio to produce a fabric. In one embodiment, yarns from fibers produced from bananas by the methods disclosed herein are blended with other fibers in a 1:3 ratio to produce a fabric.
In one embodiment, the total time required for enzymatic treatment is 2-4 hours.

一実施形態では、テキスタイルグレードの繊維に酵素的に加工するための原料繊維の処理に、洗浄剤を使用しない。
一実施形態では、本明細書に開示される酵素法において、化学処理または水処理による浸漬工程は行われない。
一実施形態では、本明細書に開示される酵素法における処理工程のいずれにも、キレート剤は使用されない。
一実施形態では、原料天然繊維をテキスタイルグレードの繊維に加工するために、本明細書に開示される酵素法では、酸処理工程は行われない。
In one embodiment, no detergent is used to treat raw fibers for enzymatic processing into textile grade fibers.
In one embodiment, no chemical or water soaking step is performed in the enzymatic methods disclosed herein.
In one embodiment, no chelating agent is used in any of the processing steps in the enzymatic methods disclosed herein.
In one embodiment, no acid treatment step is performed in the enzymatic method disclosed herein for processing raw natural fibers into textile grade fibers.

一実施形態では、原料天然繊維をテキスタイルグレードの繊維に加工するために、本明細書に開示される酵素法ではアルカリ処理工程は行われない。
一実施形態では、酵素処理の後に選択的にアルカリ処理工程を行い、酵素処理によって生成された繊維を漂白して、原料天然繊維をテキスタイルグレードの繊維に変換する。
In one embodiment, the enzymatic process disclosed herein does not involve an alkaline treatment step to process raw natural fibers into textile grade fibers.
In one embodiment, the enzymatic treatment is optionally followed by an alkaline treatment step to bleach the fibers produced by the enzymatic treatment and convert the raw natural fibers into textile grade fibers.

表1は、本明細書に開示された方法の特徴を強調したものである。
Table 1 highlights features of the methods disclosed herein.

実施例
酵素活性は、詳細な説明(参考文献1~6)に記載されている方法で検定した。
今回の実験に使用した酵素の供給源は以下の通りであった:
セルラーゼ/キシラナーゼ:Trichoderma reesei(トリコデルマ・リーセイ)
ペクチナーゼ、ポリガラクツロナーゼ、リパーゼ:Aspergillus niger(アスペルギルス・ニガー)
マンナナーゼ:Bacillus sp.(バシラス エスピー)
ラッカーゼ:真菌由来のもので、最小活性は25U/ml。
Example Enzyme activity was assayed by the method described in the detailed description (references 1-6).
The enzyme sources used in this experiment were:
Cellulase/Xylanase: Trichoderma reesei
Pectinase, Polygalacturonase, Lipase: Aspergillus niger
Mannanase: Bacillus sp.
Laccase: of fungal origin, with a minimum activity of 25 U/ml.

実施例1
A) バナナ繊維
素材:バナナ偽茎の原料のバナナ繊維(直径100~120デニール)
組成:バナナ繊維は、セルロース(40-45%)、ヘミセルロース(12-15%)、リグニン(10-12%)、ペクチン&ワックス(2-3%)、その他の物質(30-35%)で構成されている。
Example 1
A) Banana fiber material: Banana fiber (100-120 denier in diameter), which is the raw material of banana pseudostem
Composition: Banana fiber consists of cellulose (40-45%), hemicellulose (12-15%), lignin (10-12%), pectin & wax (2-3%) and other substances (30-35%).

プロセス条件:
得られた原料のバナナ繊維を、約40mmの長さに切断した。次に、繊維を、図1に説明するように段階的にプロセスするために、表2に説明したプロセス条件と時間でロンダロメーター(launderometer)(モデル番号WFT8X500、JK &PC Texlab)のステンレス鋼管に装填した。
第1工程、酵素:酵素プロセスに使用した酵素は、ヘミセルラーゼ(500000 IU/繊維のKg)、ペクチナーゼ(100000 IU/繊維のKg)、エンドセルラーゼ(50000 IU/繊維のKg)、リグニン酸化酵素(10000 IU/繊維のKg)およびマンナナーゼ(20000 IU/繊維のKg)であった。これらの酵素を含む酵素組成物を、水に浸した繊維に1リットルあたり5gの量で添加した。この処理は、最適条件である50℃、pH5で2時間行った。
処理後、水を抜いて再充填した。
第2工程、漂白: 0.5% アルカリ NaOHとH2O2 の溶液を用いて、100℃、1時間で漂白を行った。
第3工程、高温洗浄: 漂白後、浴を排水・再充填し、85℃の温度で10分間、高温洗浄を行った。処理後、浴の水を抜いた。
第4工程、中和処理は酢酸で50℃で10分間行った。この後、水を抜いた。
第5工程、柔軟剤を用いて、pH5.0、温度50℃で30分間、軟化処理を施した。処理後、浴の水を抜いた。
プロセス終了後、繊維を絞り、最後に風乾させた(水分率8~10%まで到達した)。
第6工程、乾燥後、繊維を手で開いて、互いにくっついた繊維を分離した。
表2:バナナ繊維処理のプロセス工程の条件
Process conditions:
The raw banana fibers obtained were cut into lengths of about 40 mm. The fibers were then loaded into stainless steel tubes of a launderometer (model number WFT8X500, JK & PC Texlab) with the process conditions and times described in Table 2 for stepwise processing as described in FIG.
First step, enzymes: The enzymes used in the enzymatic process were hemicellulase (500000 IU/Kg of fiber), pectinase (100000 IU/Kg of fiber), endocellulase (50000 IU/Kg of fiber), lignin oxidase (10000 IU/Kg of fiber) and mannanase (20000 IU/Kg of fiber). An enzyme composition containing these enzymes was added to the water-soaked fabric in an amount of 5 g per liter. This treatment was carried out at optimal conditions of 50° C. and pH 5 for 2 hours.
After treatment, the water was drained and refilled.
2nd step, bleaching: Bleaching was done with a solution of 0.5% alkaline NaOH and H2O2 at 100°C for 1 hour.
Third step, hot wash: After bleaching, the bath was drained and refilled and hot washed at a temperature of 85°C for 10 minutes. After treatment, the bath was drained.
The fourth step, neutralization, was performed with acetic acid at 50°C for 10 minutes. After this time, the water was drained.
In the fifth step, a softening treatment was performed at pH 5.0 and a temperature of 50° C. for 30 minutes using a softening agent. After treatment, the bath was drained.
After the process was finished, the fibers were squeezed and finally air-dried (reaching 8-10% moisture content).
Sixth step, after drying, the fibers were manually opened to separate the fibers that were stuck together.
Table 2: Process step conditions for banana fiber treatment

結果
バナナ繊維
* ASTM(American Society for Testing and Materials)は、国際的な標準化団体である。
** 変動係数(Coefficient of Variation: CV)は、標準偏差(SD)を平均値(CV % = (SD ÷ 平均値) x 100)に対する百分率で表したものである。それは、繊維の伸縮性測定と同じである。
result banana fiber
* ASTM (American Society for Testing and Materials) is an international standardization body.
** Coefficient of Variation (CV) is the standard deviation (SD) expressed as a percentage of the mean (CV % = (SD/mean) x 100). It is the same as the stretch measurement of fibers.

酵素法次いで漂白処理によって製造されたテキスタイルグレードのバナナ繊維は、目視評価において、繊度、柔軟性および白色度の点で優れた繊維特性を示し、試験結果においても繊維の強度を失うことなく優れた繊度および伸縮性を示した。 Textile grade banana fiber produced by enzymatic method followed by bleaching showed excellent fiber properties in terms of fineness, softness and whiteness in visual evaluation, and excellent fineness and stretchability in test results without loss of fiber strength.

実施例2
素材:原料の大麻糸(140~160デニール)
大麻の原料繊維の組成:セルロース(70-75%)、ヘミセルロース(15-20%)、リグニン(3.5-5.7%)、ペクチン(0.8%)、水溶性物質(1.6%)およびその他の物質(油脂・ロウなど、1.2-6.2%)。
プロセス条件:
大麻植物の茎から得られた原料繊維を40mmの長さに切断した。次に、繊維を、図1に説明するように段階的にプロセスするために、表4に説明したプロセス条件と時間でロンダロメーターのステンレス鋼管に装填した(繊維10gに対して150mlの溶液)。
Example 2
Material: raw hemp thread (140-160 denier)
Cannabis raw fiber composition: cellulose (70-75%), hemicellulose (15-20%), lignin (3.5-5.7%), pectin (0.8%), water-soluble substances (1.6%) and other substances (oils, waxes, etc., 1.2-6.2%).
Process conditions:
Raw fibers obtained from cannabis plant stems were cut into 40 mm lengths. The fibers were then loaded into the stainless steel tubes of a launderometer at the process conditions and times described in Table 4 (150 ml of solution for 10 g of fiber) for the stepwise processing as described in FIG.

第1工程、酵素処理1:酵素処理の最初の工程は、アルカリプロテアーゼ(50000U/繊維のKg)であった。繊維を水に浸し、与えられた酵素の用量は2gplであった。処理は、60℃、pH10で1時間行われた。処理後、繊維を50℃、10分間、酢酸で中和した。 First step, enzymatic treatment 1: The first step of enzymatic treatment was alkaline protease (50000 U/Kg of fiber). The fibers were soaked in water and the dose of enzyme given was 2 gpl. Treatment was carried out at 60° C. and pH 10 for 1 hour. After treatment, the fibers were neutralized with acetic acid at 50°C for 10 minutes.

第2工程、酵素処理2:酵素処理工程2に使用する酵素は、ヘミセルラーゼ(500000IU/繊維kg)、ペクチナーゼ(75000IU/繊維kg)、エンドセルラーゼ(20000IU/繊維kg)、リグニンオキシダーゼ(2000IU/繊維kg)およびリパーゼ(5000IU/繊維kg)のカクテルである。
酵素カクテルは、水に浸した繊維に5gplの用量で添加した。酵素カクテルのプロセス工程に最適な条件は、50o CかつpH 5-6である。処理は2時間行われた。水を排出し、再充填した。
Second step, enzyme treatment 2: The enzymes used in enzyme treatment step 2 are a cocktail of hemicellulase (500000 IU/kg fiber), pectinase (75000 IU/kg fiber), endocellulase (20000 IU/kg fiber), lignin oxidase (2000 IU/kg fiber) and lipase (5000 IU/kg fiber).
The enzyme cocktail was added to the water-soaked fibers at a dose of 5 gpl. The optimum conditions for the enzyme cocktail process step are 50 ° C. and pH 5-6. Treatment was carried out for 2 hours. Drained the water and refilled.

第3工程、漂白: 0.5%のアルカリNaOHとH2O2 の溶液で漂白し、プロセスは同じチャンバで1時間行われる。
処理後、繊維を85oCの水で10分間洗浄する。浴の水を抜き、水で再充填した。
第4工程、中和: さらに、浴を酢酸で50o Cの温度で10分間中和した。
第5工程、柔軟剤でpH5.0、温度50oCで30分間の軟化処理を施した。処理後、浴の水を抜いた。
プロセス終了後、繊維を絞り、最後に風乾した(水分8~10%まで)。
第6工程、乾燥後、繊維を手作業で開き、互いに付着した繊維を分離する。
表 4:大麻繊維処理のプロセス工程の条件
3rd step, bleaching: Bleaching with 0.5% alkaline NaOH and H2O2 solution, the process is done in the same chamber for 1 hour.
After treatment, the fabric is washed with water at 85 ° C for 10 minutes. The bath was drained and refilled with water.
Fourth step, neutralization: In addition, the bath was neutralized with acetic acid at a temperature of 50 ° C. for 10 minutes.
In the fifth step, a softening treatment was performed at pH 5.0 with a softening agent at a temperature of 50 ° C. for 30 minutes. After treatment, the bath was drained.
After the process, the fibers were squeezed and finally air-dried (to 8-10% moisture).
Sixth step, after drying, the fibers are manually opened to separate the fibers that are attached to each other.
Table 4: Process step conditions for cannabis fiber treatment

結果
result

結論:
本明細書に開示された方法で処理された大麻繊維は、目視評価により、繊度、柔らかさ、繊維の透明度の点で良い結果を示した。試験結果では、繊維の細さと破断強度は良好な結果を示した。また、処理後の繊維の長さも減少していない。
Conclusion:
The cannabis fibers treated by the methods disclosed herein showed good results in terms of fineness, softness and fiber clarity by visual evaluation. The test results showed good fiber fineness and breaking strength. Also, the fiber length after treatment is not reduced.

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8. Patent application number CN108977895A
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Claims (13)

原料天然繊維をテキスタイルグレードの繊維に変換する方法であって、植物由来のバイオマスから得られた原料天然繊維を酵素処理してテキスタイルグレードの繊維に変換する工程を含み、テキスタイルグレードの繊維は、フィラメント当たり75デニール以下で、破断強度が少なくとも50gであることを特徴とする方法。 1. A method of converting raw natural fibers into textile grade fibers, the method comprising the step of enzymatically treating raw natural fibers obtained from plant-derived biomass to convert them into textile grade fibers, wherein the textile grade fibers are no more than 75 denier per filament and have a breaking strength of at least 50 g. 植物由来のバイオマスは、バナナ、大麻、イラクサ、亜麻、ジュート、およびカラムシからなる群から選択される植物を含む請求項1に記載の方法。 2. The method of claim 1, wherein the plant-derived biomass comprises plants selected from the group consisting of banana, cannabis, nettle, flax, jute, and ramie. 繊維処理容器中の総酵素濃度は、0.5~1%である請求項1に記載の方法。 A method according to claim 1, wherein the total enzyme concentration in the fiber treatment vessel is 0.5-1%. 酵素処理を2~4時間行う請求項1に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the enzymatic treatment is performed for 2-4 hours. 原料天然繊維を酵素処理する工程に使用する酵素は、セルラーゼ、ペクチナーゼ、ヘミセルラーゼ、リグナーゼ、エステラーゼ、アミラーゼ、およびペルオキシダーゼからなる群から選択される請求項1に記載の方法。 2. The method according to claim 1, wherein the enzyme used in the enzymatic treatment of the raw material natural fiber is selected from the group consisting of cellulase, pectinase, hemicellulase, lignase, esterase, amylase, and peroxidase. 酵素処理の工程の前に原料天然繊維をアルカリプロテアーゼ処理することを含む請求項1に記載の方法。 2. The method of claim 1, comprising treating the raw natural fiber with an alkaline protease prior to the enzymatic treatment step. アルカリプロテアーゼは、繊維処理容器中に0.1~0.3%の濃度で存在する請求項6に記載の方法。 7. The method of claim 6, wherein the alkaline protease is present in the fiber treatment vessel at a concentration of 0.1-0.3%. いかなる化学的処理工程も含まないことを特徴とする請求項1に記載の方法。 2. A method according to claim 1, characterized in that it does not comprise any chemical treatment steps. 酵素処理後に漂白する工程をさらに含む請求項1に記載の方法。 2. The method of claim 1, further comprising bleaching after enzymatic treatment. 請求項1に記載の方法から製造されたテキスタイルグレードの繊維であって、該繊維は、自動化プロセスにより糸に紡ぐことができることを特徴とするテキスタイルグレードの繊維。 A textile grade fiber produced from the method of claim 1, characterized in that the fiber can be spun into yarn by an automated process. 該繊維から製造される糸は、織られるか又は編まれる請求項10に記載のテキスタイルグレードの繊維。 11. The textile grade fiber of claim 10, wherein the yarn made from said fiber is woven or knitted. 該糸は、力織機または手織機によって布地に織られる請求項10に記載のテキスタイルグレードの繊維。 11. The textile grade fiber of claim 10, wherein said yarn is woven into fabric by a power loom or a hand loom. 他の人工繊維または天然繊維とブレンドされ、少なくとも20番手の糸を作るために紡がれる請求項1に記載の方法から得られるテキスタイルグレードの繊維。 A textile grade fiber obtained from the process of claim 1, blended with other man-made or natural fibers and spun to make a yarn of at least 20 count.
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