JPH0987977A - 繊維染色法 - Google Patents

繊維染色法

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JPH0987977A
JPH0987977A JP7249402A JP24940295A JPH0987977A JP H0987977 A JPH0987977 A JP H0987977A JP 7249402 A JP7249402 A JP 7249402A JP 24940295 A JP24940295 A JP 24940295A JP H0987977 A JPH0987977 A JP H0987977A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 環境を汚染することなく、pH、温度および
圧力等が穏和な条件で安全な作業環境にて、繊維を効率
よく簡便に染色する方法を提供することを目的とする。 【解決手段】 チロシナーゼおよびメラニン色素前駆体
を含有する水溶液により繊維を処理することを特徴とす
る繊維染色法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は酵素を用いる繊維染
色法、特にチロシナーゼを用いる繊維染色法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、繊維の染色に使用されている染料
は酸性染料、塩基性染料、直接染料、建染染料、分散染
料、反応性染料および蛍光染料等に大別される。繊維業
界で広く使用されているこれらの染料のほとんどは化学
合成品であるため、環境汚染やその廃液処理に多大の設
備と経費を必要とするだけでなく、極端なpH、高温、
高圧力の条件等の危険な作業環境のもとで染色しなけれ
ばならず、繊維に損傷を与えるという問題がある。
【0003】この問題の解決策の一つとして、特開平6
−316874号公報ではペルオキシダーゼ、ポリフェ
ノールオキシダーゼ、ビリルビンオキシダーゼ、ラッカ
ーゼ、アスコルビン酸オキシダーゼ、カタラーゼ等の酵
素が含有する水性媒体、好ましくは該媒体に該酵素の基
質が添加されたもの、に被処理綿を浸漬し、適切な処理
を施して染色する綿染色法が開示されている。しかしな
がら、該公報によると酵素としてチロシナーゼは言及さ
れておらず、また、被処理綿としては有色綿しか適用さ
れていない。
【0004】また、近年では特定の酵素とその基質を一
定の条件下で混合しメラニン色素を生成させ、該メラニ
ン色素を利用して染色しようとする試みがなされてお
り、該メラニン色素の合成方法や染色用組成物が、エー
ル・ジャーナル・オブ・バイオロジー・アンド・メディ
スン(46巻、500−507頁、1973年)、特開平
3−77813号公報および特公平6−69945号公
報で開示されている。
【0005】エール・ジャーナル・オブ・バイオロジー
・アンド・メディスン(46巻、500−507頁、1
973年)では、酵素としてマッシュルームのチロシナ
ーゼやマウスのメラノーマ(黒色腫)からの無細胞抽出
液、基質としてL−ドーパを用いメラニン色素を酵素的
に合成する方法が掲載されている。この方法で調製した
メラニンの性質は同誌に報告されているが、メラニンの
繊維への応用例および応用方法に関しては一切言及され
ていない。
【0006】特開平3−77813号公報では、酵素と
してチロシナーゼまたはラッカーゼ、基質としてチロシ
ン等を含むモノフェノールまたはドーパ等を含むジフェ
ノールを使用した毛髪染色用組成物が開示されている
が、メラニン色素を一旦生成させた後でなければ染色工
程に入ることはできないため、一連の工程は煩雑となっ
てしまうという問題がある。また、メラニン色素が生成
するまで6日間を要するという時間的な問題を生じてい
る。
【0007】特公平6−69945号公報では、ベータ
−チロシナーゼ(チロシンフェノールリアーゼ)等の酵
素、L−もしくはDL−セリンとピロカテコールまたは
ピルビン酸ナトリウムとピロカテコールと酢酸アンモニ
ウムからなるメラニン前駆物質および芳香族アミンから
なる毛髪染色用組成物が提供されている。この方法はメ
ラニン生成過程中に取り込まれたアミンと毛髪タンパク
のカルボキシル基とを結合させることにより、耐光堅牢
度を向上させる点に特徴がある。しかしながら、チロシ
ナーゼ(カテコールオキシダーゼ、モノフェノールモノ
オキゲナーゼ)によりチロシンまたはドーパ等のメラニ
ン前駆体からメラニンを生成して染色させるための組成
物に関しては一切言及されていない。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は環境を汚染す
ることなく、pH、温度および圧力等が穏和な条件で安
全な作業環境にて繊維に物理的および化学的に損傷を与
えずに、繊維を効率よく簡便に染色する新規な方法を提
供することを目的とする。
【0009】本発明はさらに、染色後において耐光堅牢
度の高い繊維を提供する繊維染色法を提供することを目
的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段および発明の実施の形態】
本発明はチロシナーゼおよびメラニン色素前駆体を含有
する水溶液により繊維を処理することを特徴とする繊維
染色法に関する。
【0011】本発明の染色法により処理できる繊維とし
ては、絹、麻、セルロース系再生繊維(レーヨン、キュ
プラなど)、セルロース系半合成繊維(アセテートな
ど)、精製セルロース系繊維(テンセル:コートル社
(オーストリア国)商標)、羊毛および絹等からなる繊
維、ならびにこれらと合成繊維との混紡品等を例示する
ことができる。本発明においては未加工の繊維でも、
糸、織物、編み物、不織布等の加工品でも染色すること
ができる。特に、本発明では絹、レーヨン、キュプラ、
テンセル等のセルロースを主成分とする繊維またはそれ
らの混紡品に好適に使用される。
【0012】精練されていない繊維の加工品を処理する
場合は、精練剤で前処理するか、または精練剤を酵素液
中に添加して処理することが好ましい。精練剤として
は、カチオン系、アニオン系、ノニオン系界面活性剤等
の通常の精練処理に用いられるものやペクチナーゼ、セ
ルラーゼ、マセレーティング酵素、リパーゼ、プロテア
ーゼ等の酵素精練剤がいずれも好適に用いられる。
【0013】本発明に用いられるチロシナーゼは別にカ
テコールオキシダーゼ、モノフェノールモノオキシゲナ
ーゼまたはフェノラーゼとも呼ばれている。チロシナー
ゼ酵素はメラニン色素前駆体であるチロシン、ドーパ、
ドーパキノン、およびロイコドーパクロム等に作用しメ
ラニン系色素を生成させる酵素である。マッシュルーム
や動物の皮膚細胞の抽出液、またはアスパージーラス
属、ノイロスポーラ属、ストレプトマイセス属等の菌培
養液より抽出されたチロシナーゼが好ましい。また、か
かる酵素を1種類または2種類以上混合して用いてもよ
い。
【0014】本発明の染色法に使用するチロシナーゼの
水溶液中での濃度は0.1〜10,000ユニット/ml
とするのが好ましい、0.1ユニット/ml未満では効率
よく染色することができず、10,000ユニット/ml
を越えると染色の制御(色彩の濃淡、明暗等)が困難とな
るため好ましくない。ここで、1ユニットとはL−チロ
シンを基質として1分間に280nmの吸光度を0.00
1増加させる酵素量として定義される量である。例え
ば、市販マッシュルーム由来チロシナーゼの1ユニット
は0.3μgである。
【0015】メラニン色素前駆体としてはチロシン、ド
ーパ、ドーパキノンおよびロイコドーパクロム等のメラ
ニン色素前駆体が使用され、これらメラニン色素前駆体
の水溶液中での濃度は0.0001〜0.5重量%とす
るのが好ましい。0.0001重量%未満では効率よく
染色できず、0.5重量%を越えること原料コストが嵩
み経済的に不利である。
【0016】また、水溶液のpHは3〜10に調整す
る。pH調整のため、水溶液としてリン酸緩衝液や酢酸
緩衝液等の緩衝液を用いるとよい。
【0017】本発明の染色法においては、かかる酵素お
よびメラニン色素前駆体を含む水溶液へ未加工または既
加工の繊維を浸漬処理する。または、該繊維を酵素水溶
液に浸漬させた後、メラニン色素前駆体水溶液に浸漬処
理してもよく、逆の順序、即ち、メラニン色素前駆体水
溶液に浸漬させた後、酵素水溶液に浸漬処理してもよ
い。好ましくは、酵素およびメラニン色素前駆体を含む
水溶液へ浸漬処理することである。
【0018】処理時間は酵素の力価や使用量およびメラ
ニン色素前駆体の濃度により適宜調節すればよい。例え
ば、酵素の力価が高く、使用量の多い場合には短時間と
し、力価が低く使用量の少ない場合には長時間とする
が、通常は0.5〜24時間で十分な染色効果が得ら
れ、好ましくは1〜4時間である。
【0019】浸漬処理は10〜80℃の温度で行うこと
ができ、特に20〜50℃が好ましい。この間、必要に
応じて処理液の撹拌、振盪を行う。
【0020】この後、好ましくは空気を吹き込むことに
より、被処理繊維を空気とよく接触させる。これは、メ
ラニン色素前駆体を完全にメラニン色素へ酸化させ、染
めむらをなくしたり、繊維への色素の沈着を良くしたり
するためである。
【0021】このように、比較的短時間の温和な染色処
理で十分な染色がなされる。また、温和な処理のため繊
維に物理的および化学的な損傷を与えることもない。
【0022】かかる穏和な条件下で安全な作業環境下に
て浸漬処理を行った後は十分に水洗し、風乾させると、
処理条件に応じて淡小麦色から黒褐色の天然色に染色さ
れた繊維が得られる。本発明により染色された繊維は手
触りが柔らかく、風合いもよい。被処理繊維にはメラニ
ン色素の紫外線遮断能も付与されている。また、廃液処
理は合成染料を用いる染色法の場合に比べて、極めて簡
単であり、作業衛生上の問題もほとんどない。
【0023】
【実施例】本発明を以下の実施例によりさらに説明す
る。
【0024】実施例1〜6および比較例1〜5 綿100%のトレーナー用生地(裏毛付き厚地ニット、
3cm×3cm、0.3g:品番A52736:倉敷紡績(株)
社製)をペクチナーゼPL(天野製薬(株)製)で酵素精
練した後、マッシュルーム由来のチロシナーゼ(製品番
号T−7755:シグマ・ケミカル・カンパニー社製)お
よびL−チロシンを表1に示す濃度(重量%)になるよ
うに溶解した20mMリン酸カリウム緩衝液(pH7.0)
9mlへ浸漬し(浴比1:30)、100rpmで往復振盪させ
ながら30℃で20時間処理した。
【0025】また、比較例として、緩衝液にチロシナー
ゼおよび/またはL−チロシンを添加しなかった以外、
上記実施例と同様にして、浸漬処理を行った。なお、比
較例1では浸漬処理は行わなかった。
【0026】処理後、これら綿織物を十分に水洗し、風
乾させたのち、目視により色を判定し、さらに色彩色差
計(CR−200型:ミノルタカメラ(株)社製)により上
記綿織物のL値、a値およびb値を判定した。結果を表1
に示す。
【0027】
【表1】
【0028】表1から明らかなように、L個、a個およ
びb値について、実施例1〜6を比較例1と比較すると
L−チロシンおよびチロシナーゼの添加量により様々な
変化を示しているが、この測定結果は目視結果と一致す
る。比較例2〜5より綿織物ではL−チロシンまたはチ
ロシナーゼのいずれかが欠けても染色効果は達成できな
いことが証明された。また、L−チロシン濃度およびチ
ロシナーゼ濃度を高くすると色彩の明度は低下した。目
視でも小麦色から黒褐色まできれいに染色できたことを
確認した。なお、色彩および色調とL値、a値およびb値
との関係は図1に示す通りである。
【0029】実施例7〜12および比較例6〜10 酵素精練した綿織物の代わりに洗絨処理後の平織りの毛
織物(品番G3525:倉敷紡績(株)社製)を用いた以
外、実施例1〜6と同様にして、浸漬処理した。
【0030】また、比較例として、緩衝液にチロシナー
ゼおよび/またはL−チロシンを添加しなかった以外、
実施例7〜12と同様にして、浸漬処理を行った。な
お、比較例6では浸漬処理は行わなかった。
【0031】処理後、これら毛織物を十分に水洗し、風
乾させたのち、実施例1〜6と同様にして、目視により
色彩を判別し、L値、a値およびb値を判定した。結果を
表2に示す。表2から明らかなように、毛織物において
も絹織物においてと同様に、小麦色から黒褐色まできれ
いに染色された。
【0032】
【表2】
【0033】実施例13〜14および比較例11〜13 酵素精練した綿織物の代わりにレーヨン100%の筒縫
い生地(品番KZ5698:東洋紡(株)社製)を用いたこ
とと、処理時間を3時間にしたこと以外、実施例1〜6
と同様にして、浸漬処理した。
【0034】また、比較例として、緩衝液にチロシナー
ゼおよび/またはL−チロシンを添加しなかった以外、
実施例13〜14と同様にして、浸漬処理を行った。な
お、比較例11では浸漬処理は行わなかった。
【0035】処理後、これらレーヨン生地を十分に水洗
し、風乾させたのち、実施例1〜6と同様にして、目視
により色彩を判別し、L値、a値およびb値を測定した。
結果を表3に示す。表3から明らかなように、レーヨン
生地においても綿織物においてと同様に、小麦色から黒
褐色まできれいに染色された。
【0036】
【表3】
【0037】実施例15〜16および比較例14〜16 酵素精練した綿織物の代わりに綿/レーヨン(経糸:綿、
横糸:レーヨン)の筒縫い生地(品番FZ3311:東洋紡
(株)社製)を用いたことと、処理時間を3時間にしたこ
と以外、実施例1〜6と同様にして、浸漬処理した。
【0038】また、比較例として、緩衝液にチロシナー
ゼおよび/またはL−チロシンを添加しなかった以外、
実施例15〜16と同様にして、浸漬処理を行った。な
お、比較例14では浸漬処理は行わなかった。
【0039】処理後、これら綿/レーヨン生地を十分に
水洗し、風乾させたのち、実施例1〜6と同様にして、
目視により色彩を判別し、L値、a値およびb値を測定し
た。結果を表4に示す。表4から明らかなように、綿/
レーヨン生地においても綿織物においてと同様に、小麦
色から黒褐色まできれいに染色された。
【0040】
【表4】
【0041】実施例17 第1剤 ・L−チロシン 0.05g ・酢酸アンモニウム 0.04g 第1剤として上記材料に精製水を加えて100ml(pH
7.0)とし、水溶液を調製した。 第2剤 第2剤としてマッシュルーム50gを裁断し、これに2
0mMリン酸カリウム緩衝液(pH7.0)200mlを
加え、4℃で18時間撹拌した後、不溶物を濾別しチロ
シナーゼ抽出液130mlを調製した。この抽出液のチロ
シナーゼ活性は1500ユニット/mlであった。
【0042】精練漂白した綿100%のトレーナー用生
地(裏毛付き厚地ニット、15cm×20cm、10g:品番
A52736:倉敷紡績(株)社製)を上記第1剤に浸漬
し、室温で15分間放置して十分生地内に浸透させた。
その後、上記第2剤の酵素液50mlを加え、30℃で5
時間放置した後、湯で洗浄し未反応のチロシン等を洗い
流し乾燥させた。目視により色彩を判別すると焦げ茶色
であり、実施例1〜6と同様にして、L値、a値およびb
値を判定したところ順に30.13、2.13および
5.10であった。
【0043】メラニン色素前駆体水溶液に浸漬させた
後、酵素水溶液に浸漬処理しても染色可能であることが
わかった。
【0044】
【発明の効果】本発明による染色法を採用することによ
り、環境を汚染することなく、pH、温度および圧力等
が穏和な条件で安全な作業環境にて、繊維を効率よく簡
便に染色することができる。また、淡小麦色から黒褐色
の天然色に染まった。手触りが柔らかく風合いもよい繊
維を得ることができる。さらに、該繊維にはメラニン色
素の紫外線遮断能も付与されている。
【図面の簡単な説明】
【図1】 色彩および色調とL値、a値およびb値との関
係を示す。

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 チロシナーゼおよびメラニン色素前駆体
    を含有する水溶液により繊維を処理することを特徴とす
    る繊維染色法。
  2. 【請求項2】 チロシナーゼがマッシュルーム、アスペ
    ルギルス属、ノイロスポーラ属、ストレプトマイセス属
    の菌または動物由来の酵素であることを特徴とする請求
    項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 メラニン色素前駆体がチロシン、ドー
    パ、ドーパキノンおよびロイコドーパクロムから選ばれ
    る請求項1記載の方法。
  4. 【請求項4】 繊維がセルロース系繊維である請求項1
    記載の方法。
  5. 【請求項5】 チロシナーゼおよびメラニン色素前駆体
    を含有することを特徴とする繊維染色用組成物。
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