JPH06257074A - 微生物による繊維製品の加工方法及びその加工装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 加工コストや加工時間を大幅に節約し、地域
環境及び作業環境を汚染することなく、繊維製品を安価
にかつ簡便に風合改良又は染色する。 【構成】 繊維製品を改質可能な酵素等の天然物を生産
する微生物又は繊維製品に染着可能な色素を生産する微
生物のいずれか一方又は双方を用意し、用意した微生物
を増殖可能な培地にこの微生物を接種し、この接種の前
又は後で培地に繊維製品を浸漬し、この培地で微生物を
培養して増殖させることにより上記天然物又は色素を生
産させた後、増殖状態又は増殖の静止した状態にある微
生物を含む培養液で繊維製品を加工処理する。耐圧容器
１０の内部に設けられ上記培地又は培養液１１を貯える
培養液貯溜部１２と、繊維製品１３をこの培地又は培養
液内で移動させる繊維製品移動部１４と、この培地又は
培養液１１を所定の温度に維持する培養液温度調整装置
１５とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は天然繊維製品又は化学繊
維製品を微生物を用いて風合改良し、或いは染色する方
法（以下、加工方法という）及びそのための装置（以
下、加工装置という）に関する。更に詳しくは繊維製品
を改質可能な酵素、低分子化合物もしくは高分子化合物
を生産する微生物、或いは繊維製品に染着可能な色素を
生産する微生物を用いた加工方法及びその加工装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、天然繊維，化学繊維又はこれらの
混紡繊維、この繊維からなる糸、布帛等の繊維製品の風
合改良、染色等の繊維加工には、主として化学合成物質
が用いられてきた。この化学合成物質の中には難分解性
の色素や繊維改質剤等があり、或いは加工中に塩素等の
有毒ガスを発生する繊維改質剤がある。近年の地球規模
の環境保護運動により、これらの化学合成物質を含む排
水による水質汚濁やこれらの化学合成物質から生じた排
気による大気汚染の各種規制がなされ、環境に対する安
全性の強化が叫ばれるようになってきた。また、その一
方で環境に優しい天然染料、微生物から生産された酵素
等の天然物を用いた繊維製品の加工が見直されつつあ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、繊維製
品の染色加工のために天然染料として利用されている、
植物や昆虫から得られる色素は一般的に高価なものが多
く、またその生産量や品質も天候等で大きく変化するた
め、商品化には種々の問題を抱えている。一方、繊維製
品の風合改良加工においても、植物や微生物から得られ
る酵素、天然物であるキチンやキトサン等の糖類、又は
絹フィブロイン，羊毛ケラチン，コラーゲン等の蛋白分
解物などによって繊維を改質させる試みがなされている
が、それらの酵素や天然物の抽出又は精製には費用がか
さむために、それらを用いた加工品は高価なものになり
易い。

【０００４】本発明の目的は、微生物から生産された天
然物を抽出したり精製したりしないため加工コストや加
工時間を大幅に節約できる、微生物による繊維製品の加
工方法及びその加工装置を提供することにある。本発明
の別の目的は、地域環境及び作業環境を汚染することな
く、繊維改質や繊維染色に有用な天然物を微生物で発酵
生産させながら、或いは十分に天然物を生産させた培養
液そのものを用いて、繊維製品を安価にかつ簡便に風合
改良又は染色することができる、微生物による繊維製品
の加工方法及びその加工装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の加工方法は、先
ず繊維製品を改質可能な酵素、低分子化合物もしくは高
分子化合物等の天然物を生産する微生物又は繊維製品に
染着可能な色素を生産する微生物のいずれか一方又は双
方を用意し、次いで用意した微生物を増殖可能な培地に
この微生物を接種し、次にこの接種の前又は後で培地に
繊維製品を浸漬し、この培地で微生物を培養して増殖さ
せることにより上記天然物又は上記色素を生産させて、
増殖状態又は増殖の静止した状態にある微生物を含む培
養液で繊維製品を加工処理する方法である。

【０００６】また本発明の加工装置は、図１及び図２に
示すように耐圧容器１０の内部に設けられ上記培地又は
培養液１１を貯える培養液貯溜部１２と、繊維製品１３
をこの貯溜部１２に貯えられた培地又は培養液１１内で
移動させる繊維製品移動部１４と、貯溜部１２に貯えら
れた培地又は培養液１１を所定の温度に維持する培養液
温度調整装置１５とを備えたものである。

【０００７】以下、本発明を詳述する。本発明に用いら
れる繊維製品は、天然繊維，化学繊維又はこれらの混紡
繊維、この繊維から作られる糸、及び織物，編物，不織
布等の布帛である。布帛には混紡織物、混紡編物、混用
不織布、及び交織もしくは交編物を含む。本発明に用い
られる微生物は、繊維製品の種類とその加工目的により
選定される。この微生物は繊維製品の風合改良や染色に
効果がある酵素や糖類などの天然物を培養により生産す
るものであればよく、特に限定されない。好適な微生物
としては次のものがある。例えば繊維製品が獣毛、絹等
の蛋白繊維からなりその風合改良を行う場合には、微生
物には蛋白を分解する酵素を生産するプロテアーゼ生産
菌が用いられ、繊維製品が綿、麻等のセルロース繊維か
らなりその風合改良を行う場合には、微生物にはセルラ
ーゼ生産菌が用いられる。また繊維製品がキチン等の多
糖を主成分とする合成繊維からなりその風合改良を行う
場合には、微生物にはキチナーゼ生産菌が用いられる。
リパーゼによって精練可能なセルロース繊維や羊毛繊維
からなる繊維製品には、微生物としてリバーゼ生産菌が
用いられる。ラミー、亜麻等のレッティング（rettin
g）にはペクチナーゼ生産菌が用いられる。また綿やレ
ーヨン等の糊抜きにはα−アミラーゼ生産菌が用いられ
る。更に繊維製品が天然繊維又は化学繊維からなり、そ
の染色を行う場合には、微生物には色素生産菌が、また
多糖による改質を行う場合には多糖生産菌がそれぞれ用
いられる。

【０００８】この微生物を用いて繊維製品を加工するに
は、先ず微生物を増殖可能な培地に接種する。微生物は
風合改良のためのものと染色のためのものをそれぞれ単
独で用いる以外に、これらを併用してもよい。また微生
物は接種の前に前培養して生産菌を増やしておくこと
が、また培地は接種の前に滅菌処理しておくことがそれ
ぞれ好ましい。また繊維製品の培地への浸漬は接種の前
に行ってもよいし、或いは接種の後に行ってもよい。次
いでこの培地を所定の温度に維持し、好ましくは通気撹
拌及びｐＨ調整しながら培養することにより微生物を増
殖させる。この増殖状態又は増殖の静止した状態にある
微生物を含む培養液で繊維製品は加工処理される。微生
物の増殖状態では、酵素等が逐次培養液中で生産され蓄
積される。この状態の培養液を用いて繊維製品の加工を
行う場合には、微生物の増殖を主に考慮してこの微生物
が増殖可能な温度やｐＨ範囲内に加工条件を設定するこ
とが好ましい。また生育が止まって増殖が静止した状態
にある微生物の培養液を用いて繊維製品の加工を行う場
合には、繊維加工に必要な天然物が存在していれば、繊
維製品の加工性を主に考慮して、その加工条件が加工の
最後で培養液中の微生物を死滅させるような温度やｐＨ
であってもよい。

【０００９】

【作用】微生物の培養液の中に加工を必要とする繊維製
品を浸漬すると、微生物から生産された繊維改質又は繊
維染色に必要な色素、酵素、低分子化合物、又は高分子
化合物等の天然物が繊維製品に作用して、風合改良又は
染色が行われる。繊維製品の加工液に予め抽出し精製し
た天然物を添加する代わりに、微生物の培養液を繊維製
品の加工液として用い、この培養液中で生産される天然
物を繊維製品に反応させるので、安価にかつ簡便に加工
できる。また天然物の生成とともに繊維製品が逐次加工
されるため、フレッシュな天然物が常に繊維に作用して
その加工はマイルドにかつ的確に行われる。また本発明
の加工装置を用いれば、同一の装置で微生物の培養によ
る天然物生産と、この天然物による繊維製品の加工を一
括して簡便に行うことができ、合理的である。

【００１０】

【実施例】次に本発明の実施例を図面に基づいて詳しく
説明する。図１及び図２に示すように、加工装置は横置
きのドラム缶状の耐圧容器１０を備える。この容器１０
の内部には培地又は培養液１１を貯える培養液貯溜部１
２と、繊維製品１３をこの培養液１１に浸漬し又は引上
げる繊維製品移動部１４と、この培養液１１を所定の温
度に維持する培養液温度調整装置１５とを備える。

【００１１】繊維製品移動部１４は容器１０の両側壁に
架設された引取りリール１６とガイドロール１７を有す
る。リール１６は容器外に置かれたモータ１８により駆
動される。繊維製品１３は図示するようにガイドロール
１７と引取りリール１６に掛け渡した後、エンドレスに
縫合わされる。容器１０の上部には繊維製品１３を出し
入れし、かつ培地１１その他を入れるための蓋１９が設
けられる。温度調整装置１５は、容器底面に密着して設
けられ温水２０を貯溜可能なバス２１と、このバス内部
に配管された蒸気パイプ２２と、このパイプの途中に設
けられた電磁弁２３と、貯溜部１２に臨むように容器１
０に貫通して設けられた温度センサ２４と、このセンサ
出力により電磁弁２３の開度を調整するコントローラ２
５を備える。

【００１２】また培養液貯溜部１２には培地又は培養液
１１を吐出する培養液吐出パイプ２６と、この培養液１
１を吸入する培養液吸入パイプ２７と、この培養液１１
に空気を吹込む通気パイプ２８がそれぞれ配管される。
通気パイプ２８には図示しないエアタンクより圧縮エア
が供給される。パイプ２６〜２８はそれぞれ多数の通孔
（図示せず）を有し、吐出パイプ２６と通気パイプ２８
は貯溜部の上部に培養液又は空気を下向きに吐出するよ
うに設けられる。また吸入パイプ２７は貯溜部の下部に
設けられる。吐出パイプ２６と吸入パイプ２７とは接続
パイプ２９により接続され、その接続パイプの途中には
培地又は培養液１１を循環させるための循環ポンプ３０
が設けられる。３１は容器１０を支持する機台である。

【００１３】このような構成の加工装置は、オークトク
レーブ可能な微生物の耐圧培養装置に、繊維製品の風合
改良と染色の加工を同時に遂行できるウインス型装置を
組み入れた構造を有しており、微生物の生育に必要な通
気攪拌、温度、ｐＨの制御、培地の滅菌や反応終了後の
培養液の殺菌ができ、かつ加工に必要な液の昇温と攪
拌、染色あるいは反応ムラができないような繊維製品の
攪拌等の機能を有している。

【００１４】微生物の培養は培養液貯溜部１２で行い、
通気パイプ２８を通して細かい気泡を培地１１内に吹込
み、また培養液を循環させるパイプ２６、２７及びポン
プ３０により、液を容器底面に向けて噴出させ、気泡を
抱き込むように攪拌させることにより、通気攪拌培養を
行う。加工するときには、繊維製品１３をロープ状もし
くは広幅状にしてエンドレスにつなぎ、引取りリール１
６を定速で回転させながら、培養液１１中でたえず動か
すことによって均一な加工が行われる。この場合、培養
液循環機構であるパイプ２６、２７及びポンプ３０によ
り、更にムラの少ない加工を行うことができる。この加
工装置を使うことによって、培養工程から加工工程に移
行する際の微生物汚染の危険性を排除できる。また同一
の装置内に微生物の培養工程と繊維製品の加工工程に必
要な機能を持たせているため、両工程を同時に行う場合
には大幅な時間短縮がはかれる。

【００１５】図１及び図２に示す加工装置を用いて、次
の加工を行った。 ＜実施例１＞微生物としてプロテアーゼ生産菌であるバ
チルス・リケニホルミス（Bacilusliguenformis）ATCC
14580を用いて、羊毛布の風合改良を行った。先ずＬＢ
培地を調製した。即ち、培地１リットル当り、バクトト
リプトン１０ｇと酵母エキス５ｇと塩化ナトリウム５ｇ
とグルコース１ｇを入れ均一に混合した。ｐＨは７．０
に調整した。このＬＢ培地にバチルス・リケニホルミス
を入れ、３０℃で１６時間かけて振とう前培養した。

【００１６】羊毛布として幅３０ｃｍ、長さ３ｍで、目
方約１００ｇのウールモスリンを用意した。この羊毛布
をプロテアーゼ培地１０リットルとともに容器に入れ、
１気圧、１２１℃の蒸気を１５分間供給して滅菌した。
このプロテアーゼ培地は培地１リットル当り、リン酸２
カリウム３ｇと硫酸マグネシウム１ｇと硫酸アンモニウ
ム０．５ｇと塩化カルシウム１ｇとペプトン１０ｇを入
れ均一に混合し、１ＮのＮａＯＨでｐＨを７．５に調整
して作られた。

【００１７】引取りリールを駆動して羊毛布をプロテア
ーゼ培地に十分に浸漬した後、バチルス・リケニホルミ
スを含む前培養液を５容積％（５００ｍｌ）接種した。
培地はバスの温水により間接的に加熱され、温度センサ
の検出出力によりコントローラが電磁弁の開度を調整し
て温水の温度を３０℃に維持した。羊毛布を約５０ｍ／
分の速度で移動させながら、２日間この培地又は培養液
に対して浸漬と引上げを繰返し行った。これによりバチ
ルス・リケニホルミスは培養され、ペプトンを分解する
ためにプロテアーゼが生産された。この培養液中のプロ
テアーゼにより羊毛布を構成する羊毛ケラチンの一部が
分解された。

【００１８】２日間の処理後、羊毛布を容器から取り出
して水道水で２回煮沸処理し、羊毛布の殺菌と汚れの除
去を行った。羊毛布を乾燥した後、その重量変化、吸水
性、水蒸気透過度、強度、及びＫＥＳ−Ｆシステムによ
り基本風合を計測した。吸水性は、温度２５℃、相対湿
度６５％の恒温恒湿室に置かれた羊毛布に一滴（３８ｍ
ｇ）の純水を落とし、その水滴が吸収される時間を測定
した。また水蒸気透過度は、４０℃の恒温室に置かれた
４０℃の水が入ったビーカの上縁に１０ｍｍ×１０ｍｍ
の窓孔があいたプラスチックフィルムを被せ、更にその
上に羊毛布を広げた状態で被せて、１日放置することに
より窓孔からビーカ内の水を蒸発させてビーカ内の水の
減少量から求めた。

【００１９】処理前後の羊毛布の上記比較項目の結果を
表１に示す。表１より明らかなように、本発明の方法に
よれば、羊毛布を軽くて吸水性に優れ、かつしなやかな
風合に加工することができた。

【００２０】

【表１】

【００２１】＜実施例２＞微生物としてβ−グルコキシ
ダーゼ生産酵母であるハンセヌラ・アノマーラ（Hansen
ula anomala）OUT 6316を用いて、クチナシ色素抽出物
から製造される青色色素を含む培養液を用いて羊毛布を
青色に染色した。先ずＹＭ培地を調製した。即ち、培地
１リットル当り、麦芽エキス３ｇとペプトン５ｇと酵母
エキス３ｇとグルコース１０ｇを入れ均一に混合した。
このＹＭ培地に上記酵母を入れ、２５℃で２４時間かけ
て振とう前培養した。３％のクチナシ乾燥エキス（日本
粉末株式会社製）を含むＹＭ培地１０リットルを容器に
入れ、このＹＭ培地に上記前培養液５００ｍｌを接種し
た。実施例１と同様にして培地を３日間、２５℃に維持
した。これによりハンセヌラ・アノマーラからβ−グル
コキシダーゼが生産され、これがクチナシ乾燥エキスと
反応して青色色素を作り出した。

【００２２】一方、実施例１と同じウールモスリンの羊
毛布を６％ｏｗｆのカリミョーバンと２％ｏｗｆの酒石
英と２０ｏｗｆの水道水で６０分間煮沸してミョウーバ
ン先媒染した。この羊毛布を良く水になじませた後、容
器に入れ、実施例１と同様にエンドレスに縫い合わせ、
培養液に浸漬した。浸漬後、羊毛布を引取りリールで移
動させながら培養を１日継続して行った。この羊毛布が
浸漬された培養液を１Ｎの硫酸を徐々に加えて酸性にし
た。その後、電磁弁の開度を大きくして徐々に液温を上
げ、６０分間煮沸処理を行い、更に３０℃以下に冷める
まで放置した。容器から処理された羊毛布を取り出す
と、羊毛布は灰色がかった青色に染色されていた。この
羊毛布を軽く脱水して温湯でゆすぎ、再び脱水して陰干
しした。これにより、培養液からクチナシ青色色素を抽
出することなしに羊毛布を青色に染色することができ
た。

【００２３】なお、上記実施例の繊維製品移動部では、
ウインス型の引取りリールにより繊維製品を培地又は培
養液に対して浸漬と引上げを繰返し行ったが、この繊維
製品の移動部は一例であって、繊維製品の均一な処理を
助長する機構であれば、例えば液流染色機のように加工
中、繊維製品を培地又は培養液に完全に浸漬状態にする
ようにしてもよい。

【００２４】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、微
生物の発酵生産と繊維製品の風合改良又は染色の加工を
融合させることにより、発酵生産物の抽出工程や精製工
程を省略でき、それに必要な時間や費用を節約すること
ができる。特に、従来の繊維製品の加工法のように地域
環境及び作業環境を汚染することがなく、本発明によれ
ば繊維製品を安価にかつ簡便に風合改良又は染色するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例加工装置の図２のＡ−Ａ線断面
図。

【図２】図１のＢ−Ｂ線断面図。

【符号の説明】

１０ 耐圧容器 １１ 培地又は培養液 １２ 培養液貯溜部 １３ 繊維製品 １４ 繊維製品移動部 １５ 培養液温度調整装置 ２６ 培養液吐出パイプ ２７ 培養液吸入パイプ ２８ 通気パイプ ２９ 接続パイプ ３０ 循環ポンプ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 繊維製品を改質可能な酵素、低分子化合
   物もしくは高分子化合物を生産する微生物、又は繊維製
   品に染着可能な色素を生産する微生物のいずれか一方又
   は双方を用意し、 前記微生物を増殖可能な培地に前記微生物を接種し、 この接種の前又は後で前記培地に前記繊維製品を浸漬
   し、 前記培地で前記微生物を培養して増殖させることにより
   前記酵素、低分子化合物もしくは高分子化合物、又は前
   記色素を生産させ、 前記増殖状態又は増殖の静止した状態にある微生物を含
   む培養液で前記繊維製品を加工処理する微生物による繊
   維製品の加工方法。
2. 【請求項２】 増殖状態又は増殖の静止した状態にある
   微生物が菌体中又は培養液中に繊維製品に染着可能な色
   素、繊維製品を改質可能な酵素、低分子化合物又は高分
   子化合物を１種又は２種以上蓄積している請求項１記載
   の微生物による繊維製品の加工方法。
3. 【請求項３】 繊維製品を改質可能な酵素を生産する微
   生物がα−アミラーゼ生産菌、プロテアーゼ生産菌、セ
   ルラーゼ生産菌、リバーゼ生産菌、ペクチナーゼ生産菌
   及びキチナーゼ生産菌からなる群より選ばれた１種又は
   ２種以上の生産菌である請求項１記載の微生物による繊
   維製品の加工方法。
4. 【請求項４】 繊維製品に染着可能な色素を生産する微
   生物が色素生産菌である請求項１記載の微生物による繊
   維製品の加工方法。
5. 【請求項５】 耐圧容器(10)の内部に設けられ請求項１
   記載の培地又は培養液(11)を貯える培養液貯溜部(12)
   と、 繊維製品(13)を前記貯溜部(12)に貯えられた培地又は培
   養液(11)内で移動させる繊維製品移動部(14)と、 前記貯溜部(12)に貯えられた培地又は培養液(11)を所定
   の温度に維持する培養液温度調整装置(15)とを備えた微
   生物による繊維製品の加工装置。
6. 【請求項６】 培養液貯溜部(12)に培地又は培養液を吐
   出する培養液吐出パイプ(26)と、 前記貯溜部(12)の培地又は培養液を吸入する培養液吸入
   パイプ(27)と、 前記貯溜部(12)の培地又は培養液に空気を吹込む通気パ
   イプ(28)と、 前記吐出パイプ(26)と前記吸入パイプ(27)とを接続する
   接続パイプ(29)と、 前記接続パイプ(29)の途中に設けられた培地又は培養液
   を循環させる循環ポンプ(30)とを備えた請求項５記載の
   微生物による繊維製品の加工装置。