JP4768931B2

JP4768931B2 - 繊維製品の製造方法

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Publication number: JP4768931B2
Application number: JP2001230897A
Authority: JP
Inventors: 崇史三崎; 秀数塩見; 英幸山田; 勝栄長田
Original assignee: Seiren Co Ltd
Current assignee: Seiren Co Ltd
Priority date: 2001-07-31
Filing date: 2001-07-31
Publication date: 2011-09-07
Anticipated expiration: 2021-07-31
Also published as: JP2003041484A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、繊維製品の製造方法に関し、詳しくは一般衣料、生活関連資材、寝装材、医療衛生材料として吸水性や吸湿性、風合いなどによる快適性に優れ、人体に対する安全性が高く、なおかつ優れた耐久性を有する繊維製品の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、繊維製品の吸水性や吸湿性を改善するため、繊維に蛋白質を付与する方法が知られている。蛋白質が肌に移行することによるスキンケア効果を狙って、蛋白質を固着せずに、分離可能な状態で付着させる方法も知られているが（特許第２９９２８０２号）、多くはアルデヒド系やイソシアネート系などの架橋剤、あるいはアクリル系やエポキシ系などの造膜性バインダーを併用して蛋白質を不溶化し、耐久性を持たせたものである（特許第２５８８４４５号、特許第２９６９５８２号、特開平９−２７３０８０号）。これらは、下着、肌着、ランジェリー、ソックス、ワイシャツ、ブラウス、手袋などの一般衣類、シーツ、布団カバー、パジャマなどの寝装類、包帯、おむつ、ベッドシーツなどの医療衛生材料など、通常皮膚に直接触れて使用される繊維製品に適用されるが、架橋剤やバインダーなど、蛋白質の固着に用いられる合成樹脂は、人体、特に皮膚に対して必ずしも安全でなく、新生児など皮膚の弱い者に対し、かぶれなどの皮膚障害を生じさせるおそれがあった。天然物志向やエコロジー重視の風潮が高まる中、これらの問題に対する改善が強く望まれていた。
【０００３】
これに対し、トランスグルタミナーゼというアシル転移酵素を用いて蛋白質を架橋し、繊維に固着させる方法が提案されている（特開平９−３７７２号、特開平９−３７７３号）。しかしながら、上記方法で用いられるトランスグルタミナーゼは、グルタミン残基のγ−カルボキシアミド基とリジン残基のε−アミノ基間の反応を特異的に触媒するため、基質となる蛋白質の差異によって、反応性が異なるという問題があった。また、酸素に不安定である、失活温度が低い（４０℃）など、取り扱いが容易でなく、工業的実施が困難なものであった。さらに、得られた繊維製品の蛋白質皮膜は、洗濯耐久性に乏しく吸水性や吸湿性が持続しないのが実情であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような現状に鑑みて行われたものであり、耐久性に優れた吸水性、吸湿性を有すると共に、人体に対する安全性が高く、一般衣料、生活関連資材、寝装材、医療衛生材料として好適に使用できる繊維製品を、簡便な方法にて提供することを目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明に到達した。本発明は上記目的を達成するもので、次の構成よりなるものである。
【０００６】
すなわち、本発明にかかる繊維製品の製造方法は、蛋白質、ペルオキシダーゼ、および過酸化水素を含み、ｐＨが４〜１０であり、温度が５〜８０℃である混合水溶液を繊維に作用させることにより、繊維表面に架橋された蛋白質が固着されてなる繊維製品を製造する方法であって、
蛋白質がセリシンであり、
ＪＩＳＬ０２１７１０３法による洗濯１０回後の吸水性が、ＪＩＳＬ１０９６Ａ法（滴下法）に従って測定したとき吸水時間にして５秒以下であり、同じく洗濯１０回後の吸湿性が以下の方法に従って測定したとき２％以上である繊維製品を得ることを特徴とするものである。
＜吸湿性＞
１）試料を４０℃、９０％ＲＨの雰囲気中に２時間維持した後、重量を測定する（測定値Ａ）。
２）１）で重量を測定した試料を１０５℃で２時間絶乾した後、重量を測定する（測定値Ｂ）。
３）吸湿率（％）を次式により算出する。
吸湿率（％）＝（測定値Ａ−測定値Ｂ）／測定値Ｂ×１００
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
本発明に使用される蛋白質は、チロシン残基を有し、ペルオキシダーゼの触媒を受けるものであれば、その起源、性状に制約されず、いかなるものでも使用できる。天然物由来のものであっても、化学合成されたものであっても、または遺伝子工学的手段により得られたものであっても本質的には構わないが、人体への安全性、経済性の面から、天然物由来のものが好ましい。例えば、大豆蛋白質、小麦蛋白質であるグルテン、乳蛋白質であるカゼイン、皮膚や骨の組織蛋白質であるコラーゲン、その熱変性物であるゼラチン、羊毛蛋白質であるケラチン、絹蛋白質であるフィブロイン、セリシンなどが挙げられ、一種を単独または二種以上を組み合わせて用いることができる。中でも、取り扱い易さ、機能性の面から、セリシンを必須の蛋白質として用いるものとする。また、本発明において蛋白質は、加水分解物であっても、非加水分解物であってもよい。
【０００８】
本発明に使用されるペルオキシダーゼは、ＡＨ_２＋Ｈ_２Ｏ_２→２Ｈ_２Ｏ＋Ａ（AH₂は電子供与体）の反応を触媒する酸化還元酵素であり、動物や植物、微生物由来のもの、また遺伝子工学的手段により得られたものが利用できる。本発明においてペルオキシダーゼは、過酸化水素を酸化剤として、チロシン残基のフェノール性水酸基を酸化する反応を触媒する。酸化されたチロシン残基が、チロシン残基同士または他のアミノ酸残基と反応することにより、架橋化が進行する。基質となる蛋白質は、チロシン残基を有していれば良く、トランスグルタミナーゼを用いた場合に比べ基質特異性の影響を受けにくい。また、失活温度が８０℃と高く、工業的にも非常に扱いやすい。
【０００９】
本発明に使用される繊維は、特に限定されるものではなく、綿、麻、羊毛、絹などの天然繊維、レーヨン、キュプラなどセルロース系、カゼイン繊維など蛋白質系などの再生繊維、アセテート、トリアセテートなどセルロース系、プロミックスなど蛋白質系などの半合成繊維、ナイロン６、ナイロン６６などポリアミド系、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどポリエステル系、ポリエチレン、ポリプロピレンなどポリオレフィン系、ポリアクリロニトリル系、ポリビニルアルコール系、ポリウレタン系、ポリ塩化ビニル系などの合成繊維、ガラス繊維などの無機繊維が挙げられ、さらにこれらが組み合わされていてもよい。特に、吸湿性が十分でない合成繊維を用いた場合に、本発明の効果がより顕著に発揮できる。かかる繊維は、中空部を有しない中実繊維であっても、中空部を有する中空繊維であってもよく、また、横断面における外形や中空部の形状は円形であっても異形であってもよい。繊維の形態としては、糸状、織物、編物、不織布などいずれの形態であってもよい。
【００１０】
本発明の繊維製品においては、上記繊維の少なくとも表面に、蛋白質が固着されており、かつ該蛋白質がペルオキシダーゼによって架橋されている。ここで固着とは、蛋白質が繊維に強固に付着している状態をいい、蛋白質がペルオキシダーゼによって架橋、不溶化されているために、洗濯などに対する耐久性を有し、容易に脱落しない状態をいう。
【００１１】
本発明の繊維製品は、酵素反応に適したｐＨ、温度、および濃度に調整されたペルオキシダーゼ、蛋白質、および過酸化水素からなる混合水溶液を繊維に作用させることにより製造できる。作用方法は、一般公知の方法を用いることができ、パディング法、浸漬法、スプレー法、プリント法、コーティング法などが挙げられる。
【００１２】
混合水溶液のｐＨは４〜１０が求められ、５〜９がより好ましい。ｐＨが４〜１０の範囲外であると、酵素の立体構造や活性部位の荷電状態が変化し、触媒能が低下する。使用されるｐＨ調整剤は、酵素反応を阻害しないものであれば適宜選択して使用することが可能であり、例えば、酢酸バッファーやリン酸バッファー、トリスバッファーなどが挙げられるが、これに限定されるものではない。
【００１３】
反応温度は５〜８０℃が求められ、３０〜６０℃がより好ましい。反応温度が５℃より低いと、反応速度が著しく低下する。温度の上昇に伴い酵素反応は加速されるが、８０℃を超えると熱変性により失活する。
【００１４】
混合水溶液のｐＨや温度が不適正で、反応速度が低い条件下では、蛋白質の架橋不溶化に多大な時間を要し、従って生産性が低下する。蛋白質の架橋化が十分でないと、製膜性が得られず、容易に繊維から脱落してしまう。この他、蛋白質濃度、酵素濃度にもよるが、通常１０秒〜２時間加温することにより蛋白質を架橋し、繊維に固着させる。
【００１５】
繊維に固着させる蛋白質の量は、要求性能や用途、繊維組織に応じて広い範囲から適宜選択できるが、通常、繊維に対して０．０１〜５０重量％であることが好ましい。固着量が０．０１重量％より少ないと十分な吸水性、吸湿性が得られず、５０重量％より多いと風合いが硬くなるばかりか、効果に差が見られない。
酵素濃度は、基質となる蛋白質１ｇあたり０．０１〜１，０００，０００ｕｎｉｔｓが好ましく、２，０００〜４０，０００ｕｎｉｔｓがより好ましい。蛋白質１ｇあたりの酵素濃度が０．０１ｕｎｉｔｓより低いと蛋白質の架橋化が不十分で、１，０００，０００ｕｎｉｔｓより高いと混合水溶液に酵素が溶け切らない。
【００１６】
過酸化水素濃度は反応液あたり０．００１〜１．０重量％が好ましく、０．０１〜０．２重量％がより好ましい。過酸化水素濃度が０．００１重量％より低いと蛋白質の架橋化が不十分で、１．０重量％より高いと気泡を多く含む蛋白質皮膜が得られ好ましくない。
【００１７】
【実施例】
以下、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明は、かかる実施例によって何ら制限されるものではない。
実施例中の吸水性、吸湿性、風合いの評価、および洗濯処理は次の方法に従った。
【００１８】
＜吸水性＞
ＪＩＳＬ１０９６Ａ法（滴下法）
＜吸湿性＞
１）試料を４０℃、９０％ＲＨの雰囲気中に２時間維持した後、重量を測定する（測定値Ａ）。
２）１）で重量を測定した試料を１０５℃で２時間絶乾した後、重量を測定する（測定値Ｂ）。
３）吸湿率（％）を次式により算出する。
吸湿率（％）＝（測定値Ａ−測定値Ｂ）／測定値Ｂ×１００
＜風合い＞
試料を掴んだ触感により、次の基準で判定した。
◎：極めてソフトな風合いである。
○：ソフトな風合いである。
△：ややソフトな風合いである。
×：ソフト感がなく、硬い風合いである。
＜洗濯処理＞
ＪＩＳＬ０２１７１０３法
【００１９】
【実施例１】
セリシン（セーレン株式会社製）５重量％、過酸化水素０．０６重量％の水溶液を作製し、リン酸バッファーにてｐＨ６に調整した。この水溶液にセリシン１ｇあたり４６４０ｕｎｉｔｓとなるようにペルオキシダーゼ（西洋わさび由来、シグマ株式会社製）を添加し、処理液とした。この処理液を４５℃に加温し、ポリエステル平織物（経７５ｄ／３６ｆ、緯７５ｄ／９６ｆ、目付８０ｇ／ｍ^２）を２０分間浸漬した（浴比１：３０）。然る後に水洗し、次いで１５０℃で１分間熱処理を行い、目的の繊維製品を得た。
【００２０】
【実施例２】
セリシン（セーレン株式会社製）２０重量％、過酸化水素０．２４重量％の水溶液を作製し、リン酸バッファーにてｐＨ６に調整した。この水溶液にセリシン１ｇあたり４６４０ｕｎｉｔｓとなるようにペルオキシダーゼ（西洋わさび由来、シグマ株式会社製）を添加し、処理液とした。この処理液をナイフコーターでポリエステル平織物（経７５ｄ／３６ｆ、緯７５ｄ／９６ｆ、目付８０ｇ／ｍ^２）に塗布し、４５℃で２０分間インキュベートした。次いで１５０℃で１分間熱処理を行い、目的の繊維製品を得た。
【００２１】
【参考例１】
コラーゲン（ナカライテスク株式会社製）１０重量％、過酸化水素０．１２重量％の水溶液を作製し、リン酸バッファーにてｐＨ６に調整した。この水溶液にコラーゲン１ｇあたり４６４０ｕｎｉｔｓとなるようにペルオキシダーゼ（西洋わさび由来、シグマ株式会社製）を添加し、処理液とした。この処理液をポリエステル平織物（経７５ｄ／３６ｆ、緯７５ｄ／９６ｆ、目付８０ｇ／ｍ２）にマングルパッドし（絞り率８０％）、４５℃で２０分間インキュベートした。次いで１５０℃で１分間熱処理を行い、目的の繊維製品を得た。
【００２２】
【参考例２】
蛋白質としてゼラチン（ナカライテスク株式会社製）を用いたこと以外は、実施例１と同じ方法で目的の繊維製品を得た。
【００２３】
【参考例３】
炭酸水素ナトリウムバッファーにてｐＨ１１に調整したこと以外は、実施例１と同じ方法で目的の繊維製品を得た。
【００２４】
【比較例１】
処理液に過酸化水素およびペルオキシダーゼを添加しないこと以外は、実施例１と同じ方法で繊維製品を得た。
【００２５】
【比較例２】
セリシン（セーレン株式会社製）５重量％の水溶液を作製し、リン酸バッファーにてｐＨ６に調整した。この水溶液にセリシン１ｇあたり４６４０ｕｎｉｔｓとなるようにトランスグルタミナーゼ（モルモット由来、和光純薬工業株式会社製）を添加し、処理液とした。この処理液を３７℃に加温し、ポリエステル平織物（経７５ｄ／３６ｆ、緯７５ｄ／９６ｆ、目付８０ｇ／ｍ^２）を２０分間浸漬した（浴比１：３０）。然る後に水洗し、次いで１５０℃で１分間熱処理を行い、繊維製品を得た。
【００２６】
【比較例３】
セリシン（セーレン株式会社製）５重量％、エラストロンＢＮ−７（ポリイソシアネート化合物、第一工業製薬株式会社製）２．５重量％の水溶液を作製し、リン酸バッファーにてｐＨ６に調整した。この水溶液をポリエステル平織物（経７５ｄ／３６ｆ、緯７５ｄ／９６ｆ、目付８０ｇ／ｍ^２）にマングルパッドし（絞り率８０％）、１００℃で３分間予備乾燥を行った。次いで１５０℃で１分間熱処理を行い、繊維製品を得た。
【００２７】
【実施例３】
繊維基布としてナイロン平織物（経７０ｄ／３２ｆ、緯１６５ｄ／１４４ｆ、目付１００ｇ／ｍ^２）を用いたこと以外は、実施例１と同じ方法で目的の繊維製品を得た。
以上、実施例１〜３、参考例１〜３、及び比較例１〜３における評価結果を表１に示す。
【００２８】
【表１】

【００２９】
【発明の効果】
本発明によって得られる繊維製品は、蛋白質特有のソフトな風合いと耐久性に優れた吸水性、吸湿性を有するため、快適な着用が保証される。しかも、蛋白質のみが繊維に固着しているため無毒であり、かぶれなど皮膚への障害がないことから非常に安全である。従って、本発明で得られる繊維製品は、一般衣料、生活関連資材、寝装材、医療衛生材料など、様々な用途に好適に使用できる。

Claims

蛋白質、ペルオキシダーゼ、および過酸化水素を含み、ｐＨが４〜１０であり、温度が５〜８０℃である混合水溶液を繊維に作用させることにより、繊維表面に架橋された蛋白質が固着されてなる繊維製品を製造する方法であって、
蛋白質がセリシンであり、
ＪＩＳＬ０２１７１０３法による洗濯１０回後の吸水性が、ＪＩＳＬ１０９６Ａ法（滴下法）に従って測定したとき吸水時間にして５秒以下であり、同じく洗濯１０回後の吸湿性が以下の方法に従って測定したとき２％以上である繊維製品を得ることを特徴とする、繊維製品の製造方法。
＜吸湿性＞
１）試料を４０℃、９０％ＲＨの雰囲気中に２時間維持した後、重量を測定する（測定値Ａ）。
２）１）で重量を測定した試料を１０５℃で２時間絶乾した後、重量を測定する（測定値Ｂ）。
３）吸湿率（％）を次式により算出する。
吸湿率（％）＝（測定値Ａ−測定値Ｂ）／測定値Ｂ×１００