JPH1193066A

JPH1193066A - 植物繊維の着色成分除去方法

Info

Publication number: JPH1193066A
Application number: JP9251098A
Authority: JP
Inventors: Takuo Sakai; 拓夫坂井; Soichi Okabe; 宗一岡部
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-09-16
Filing date: 1997-09-16
Publication date: 1999-04-06

Abstract

(57)【要約】【課題】いわゆる環境及び繊維の双方にやさしい漂白
工程を提供することを目的とする。【解決手段】繊維製品への処理工程において、植物繊
維にプロテアーゼを作用させて着色成分を除去する植物
繊維の着色成分除去方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は植物繊維の着色成分
除去方法に関する。より詳細には、本発明は、繊維製品
への処理工程において、プロテアーゼを利用して、植物
繊維組織から着色成分を除去する方法に関する。本発明
の方法が適用される植物繊維には、糸状（紡績糸、加工
糸等）及び布状（織物、編物、不織布等）のものが含ま
れる。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】繊維製
品への処理工程では、通常、紡績糸や織物の形態で、精
錬工程、漂白工程、染色工程等の種々の工程に付され
る。このうち、精錬工程とは、繊維に含まれる一次不純
物を除去し、清浄にすることを意図したもので、通常、
石鹸やソーダ類を溶解した温液又は熱液に適当な時間浸
漬した後、水洗することにより行われている。

【０００３】漂白工程は、繊維に含まれる色素を酸化又
は還元して分解除去することにより、繊維を白くするこ
とを意味し、例えば、さらし粉、過酸化水素、過酸化ナ
トリウム、過マンガン酸カリウム等の無機酸化剤又は亜
硫酸、酸性亜硫酸ナトリウム、ハイドロサルファイト等
の無機還元剤が用いられている。しかし、これら無機酸
化剤や無機還元剤での処理は、繊維自体の強度を劣化さ
せる可能性があることや、排水処理に多大の費用を要
し、環境保護の面から問題が生じているため、いわゆる
環境及び繊維の双方にやさしい漂白工程が望まれてい
る。

【０００４】また、最近では、酸化剤として、酸化酵素
の１つであるペルオキシダーゼを利用する試みがなされ
ている。しかし、植物繊維の組織の構造や、表面に存在
する着色成分の化学構造、この着色成分の繊維表面への
結合様式等については、未だ十分に解明されていない。
特に、着色成分の化学構造や発色機序は複雑であり、そ
の上、着色成分自体は微量の有機物であるため、現在、
微量の無機物の分析に用いられている分析技術では、そ
の成分や化学構造の解明等ができないという問題があ
る。よって、ペルオキシダーゼ等の酵素を使用して漂白
する方法では、十分に酵素の作用機序、着色成分の化学
構造、作用等に適合した処理方法が確立されているとは
いえない。

【０００５】一方、近年、洗濯用洗剤成分の補助剤とし
てタンパク質分解酵素が洗濯洗剤中に添加されて使用さ
れているが、ここでのタンパク質分解酵素は、衣服に付
着した汗や汚れを構成するタンパク成分の除去を目的と
して、洗濯用洗剤中に少量添加されているものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の発明者は、環境
及び繊維の双方にやさしい微生物を用いた処理工程の可
能性を検討すべく、植物繊維等に存在する植物由来の油
脂着色成分について種々検討を行った結果、従来植物繊
維等の処理工程に使用されたことのないプロテアーゼ
が、意外にも、植物繊維等の着色成分の除去（漂白）に
有効であることを見いだし、本発明を完成するに至っ
た。

【０００７】すなわち、本発明によれば、繊維製品への
処理工程において、植物繊維にプロテアーゼを作用させ
て着色成分を除去する植物繊維の着色成分除去方法が提
供される。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明における繊維製品とは、一
般需要者に供給される形態の最終製品、つまり縫糸、ミ
シン糸、レース糸等の糸類、下着や衣服等の素材となる
織物、編み物、不織布、あるいはこれら織物、編み物、
不織布により製造された下着や衣服等の繊維完成品等を
含む。

【０００９】また、本発明において、プロテアーゼを作
用させるべき植物繊維とは、例えば、綿や大麻、マニラ
麻、亜麻、黄麻、ラミー麻等の麻類由来の繊維を意味
し、紡績糸、加工糸等の糸状の繊維、これら糸状の繊維
を用いた織物、編物、不織布等の布状の繊維が含まれ
る。なお、本発明においては、上記植物繊維を含んでい
るかぎり、合成繊維、半合成繊維又は天然繊維との混紡
でもよく、このような混紡を用いた織物等や交織物等で
もよい。

【００１０】一般に、繊維製品への処理工程とは、上述
したように、精錬工程、漂白工程、染色工程等の種々の
工程を含むが、特に本発明においては、精錬工程の一部
として又は漂白工程の一部として行われる処理工程を意
味する。具体的には、主として繊維組織に結合している
天然の着色成分を除去する工程をいうが、対象とする繊
維に残存するのり材や、繊維に本来から含まれている不
純物等や、紡績、織布工程中に付着した塵埃、油等を同
時に除去する場合も含まれる。

【００１１】例えば、本発明におけるプロテアーゼで作
用させる植物繊維としては、繊維を澱粉分解酵素（α−
アミラーゼ、β−アミラーゼ、糖化型アミラーゼ等）で
処理することにより、紡績や織布工程中に使用したのり
材が除去された繊維であってもよく、繊維にプロトペク
チナーゼを作用させることにより、繊維に本来から含ま
れている不純物等が除去された繊維であってもよく、繊
維に澱粉分解酵素及びプロトペクチナーゼを作用させ
て、のり材や不純物等が除去された繊維であってもよ
い。

【００１２】本発明におけるプロテアーゼとは、タンパ
ク質の鎖を構成するペプチド結合を加水分解する酵素
で、タンパク質を分解するプロティナーゼ、短いペプチ
ドを分解するペプチターゼのいずれをも含む。また、プ
ロテアーゼの作用機構から分類すると、長いペプチド鎖
の内部の結合を切るエンドペプチターゼと、鎖の端から
順次切断するエキソペプチダーゼとがあるが、本発明の
プロテアーゼはこれらのいずれをも含む。さらに、プロ
テアーゼの構成から分類すると、酵素活性の主役を担う
アミノ酸の１つとしてセリンをもつセリンプロテアーゼ
（例えば、トリプシン等）、システインをもつチオール
プロテアーゼ（例えば、パパイン等）、亜鉛イオン等を
もつ金属プロテアーゼ（例えば、カルボキシペプチダー
ゼＡ、サーモリシン等）、アスパラギン酸をもつアスパ
ラギン酸プロテアーゼ（酸性プロテアーゼ：ペプシン
等）など、種々のプロテアーゼが挙げられるが、本発明
はこれらのいずれをも含む。また、プロテアーゼが活性
となる至適ｐＨから分類すると、ペプシン、カテプシ
ン、麹カビ由来のプロテアーゼ等の酸性範囲で活性なも
の、パパイン、ブロメリン、フィシン等の弱酸性から中
性の範囲で活性なもの、デナザイム等の中性範囲で活性
なもの、トリプシン、キモトリプシン等の中性から弱ア
ルカリ性の範囲で活性なもの、プロテイナーゼＫ、ズブ
チリシン、ナガーゼ、サーモリシン等のアルカリ性範囲
で活性なものが挙げられ、これらのいずれをも含む。上
記のうち、特に、微生物由来のプロテアーゼ、例えば、
バシラス（Bacillus）、クロストリジウム（Clostridiu
m ）、シュードモナス（Pseudomonasu）、アスペリゲル
ス（Aspergillus ）、エンドミセス（Endomyces ）、エ
ンドマイコプシス（Endomycopsis）、サッカロミセス
（Saccharomyces ）、シゾサッカロミセス（Schizosacc
haromyces ）、ピキア（Pichia）、ハンセヌラ（Hansen
ula ）、デバリミセス（Debarymyces ）、ハンセニアス
ポラ（Hanseniaspora ）、トルロプシス（Torulopsi
s）、カンジダ（Candida ）、クリベロミセス（Kluyver
omyces ）、ガラクトミセス（Galactomyces）、リゾプ
ス（Rhizopus）、トリチラシウム（Tritirachium）、ト
ラメテス（Trametes）等の微生物由来のプロテアーゼが
好ましい。なお、このプロテアーゼは、市販されている
粉末状のもの、あるいは、例えば微生物を培養して得ら
れた培養液、培養液の濾過処理液又は濃縮処理液等の液
体状のもののいずれでもよい。また、培養液の濾過処理
液又は濃縮処理液等としては、遠心分離、濾過、透析等
によって菌体等の固形成分の全部又は一部を除いた酵素
液や、この酵素液をさらに通常の方法、例えばカラムク
ロマトグラフィー等によって精製して得た酵素を適切な
濃度に希釈した酵素液が挙げられる。

【００１３】なお、本発明の処理工程において使用する
ことができるプロトペクチナーゼとしては、例えば、特
開平６−２２０７７２号公報に提案されたプロトペクチ
ナーゼが挙げられる。具体的には、トリコスポロン属、
エンドマイセス属、エンドマイコプシス属、サッカロマ
イセス属、シゾサッカロマイセス属、ピヒア属、ハンセ
ヌラ属、デバリオマイセス属、ハンセニアスポラ属、ト
ルロプシス属、カンジダ属、クルイベロマイセス属、バ
チルス属、アスペルギルス属、リゾープス属およびトラ
メテス属の微生物が生産する、綿繊維からペクチン物質
を遊離させる酵素が挙げられる。

【００１４】植物繊維にプロテアーゼを作用させるため
の方法は、例えば、使用するプロテアーゼの種類により
至適ｐＨと至適温度とを適宜選択し、植物繊維にプロテ
アーゼを接触させる方法が挙げられる。一般には、至適
ｐＨの範囲で植物繊維にプロテアーゼを作用させるため
には、緩衝液にプロテアーゼを溶解して用いることがで
きる。プロテアーゼを溶解するための緩衝液は、一般に
酵素を保持するために使用される緩衝液であれば、その
種類及び濃度は特に限定されるものではない。例えば、
緩衝液としては、酢酸緩衝液、リン酸緩衝液、ホウ酸緩
衝液、メンツェル緩衝液、マッキンベイン緩衝液、グッ
ドの緩衝液、トリス緩衝液、ヘペス緩衝液等種々のもの
が挙げられる。なお、この緩衝液によって調整されるｐ
Ｈは、後述するプロテーアゼの種類により至適ｐＨが異
なるため、酸性からアルカリ性の範囲で、種々の値に調
整することが好ましい。また、緩衝液に溶解する際のプ
ロテアーゼの濃度は、プロテアーゼの活性度、緩衝液の
濃度により適宜調整することができるが、例えば、プロ
テアーゼ含有緩衝液に対して０．５w/v ％〜０．００１
w/v ％程度（２００〜０．４単位／ｍｌ程度）、より好
ましくは０．１w/v ％〜０．００５（４０〜２単位／ｍ
ｌ程度）、さらに好ましくは０．０５w/v ％〜０．０１
w/v ％（２０〜４単位／ｍｌ程度）の範囲とすることが
できる。

【００１５】植物繊維にプロテアーゼを接触させるため
に、プロテアーゼを含有する緩衝液に植物繊維を浸漬し
て一定時間、所定の温度で保持するか、植物繊維にプロ
テアーゼ含有緩衝液を塗布又は噴霧して植物繊維にこの
緩衝液を接触させた状態で一定時間、所定の温度で保持
することが好ましい。植物繊維の緩衝液への浸漬又は接
触は、攪拌、振動状態で保持又は静置して保持する方法
等があるが、静置して保持することが好ましい。植物繊
維を浸漬又は接触させる時間は、植物繊維の量、保持温
度、プロテアーゼの活性度又は濃度等により、適宜調整
することができるが、例えば１〜７２時間程度が挙げら
れる。また、この際の温度は、使用するプロテアーゼが
不活性化しない温度、例えば、室温から若干高められた
温度範囲が挙げられ、より具体的には２５〜７０℃程
度、より好ましくは３５〜６０℃程度、さらに好ましく
は４５〜５５℃程度の温度範囲が挙げられる。なお、こ
の際の温度は、一定の温度状態でもよいし、２〜４段階
程度温度を変化させてもよい。

【００１６】植物繊維にプロテアーゼを作用させた後
は、プロテアーゼの失活処理を行ってもよいし、失活処
理を行わずに、直接温水又は冷水等で１〜１０回程度洗
浄し、脱水、乾燥してもよい。上記処理工程において
は、植物繊維をプロテアーゼで処理する際に、同時に澱
粉分解酵素及び／又はプロトペクチナーゼを作用させて
もよい。例えば、プロテアーゼと澱粉分解酵素及び／又
はプロトペクチナーゼとを含有する緩衝液を調製し、ま
ず澱粉分解酵素及び／又はプロトペクチナーゼの至適ｐ
Ｈに調節し、次いでプロテアーゼの至適ｐＨに調節する
方法等が挙げられる。

【００１７】本発明においては、植物繊維に対する作用
機序の詳細は明らかではないが、植物繊維表面に、タン
パク質を介して結合している着色成分が、プロテアーゼ
によって切断されることにより、かかる着色成分を除去
することができると考えられ、これにより、繊維の白度
を増大させ、色味指数や黄色指数等を減少させることが
できる。

【００１８】以下に、本発明の植物繊維の着色成分除去
方法の実施例を説明する。実施例１；綿布（綿繊維）の着色成分除去（１）綿布の不純物等の除去処理２０ｍＭリン酸緩衝液（ｐＨ８．０）３０リットル
（Ｌ）の中に、常温でウオーミンＴＥ（東海化学社製）
３０ｍｌ（０．１Ｖ／Ｖ％）を加え、発泡しないように
静かに混合した後、６０℃に加熱した。溶液の温度を６
０℃に保持し、この中に浴比２０／１の比率（酵素−緩
衝液容量／布重量）で、のり抜きの前処理を施した綿布
を入れ、１５分間浸漬した。

【００１９】その後、プロトペクチナーゼ酵素溶液（ア
ラビナーゼ活性、２４，０００単位／ｍｌ）４３７ｍｌ
を加え、６０℃で２５分間振動・攪拌した。反応溶液を
９５℃に急速昇温して５分間だけ保持し、酵素を失活さ
せた。酵素溶液を排出した後、６０℃の温水で、綿布を
浴比２０／１で５回洗浄し、遠心脱水の後、４０℃で１
０分間乾燥させた。

【００２０】（２）綿布の着色成分除去処理１００ｍＭ酢酸緩衝液（ｐＨ４．０）２５ｍｌの中に、
トリプシン（８４単位／ｍｇ，Worthington Biochemica
l Co. 製、酸性プロテアーゼ）を１ｍｇ（０．００４w/
v ％）加え、静かに混合した後、上記（１）で得られた
綿布を浸漬し、３６℃で静置した。

【００２１】３時間後に４５℃に昇温し、振動・攪拌
し、さらに３時間処理した。酵素溶液を排出した後、処
理した綿布を４０℃の温水を加え、５回洗浄し、脱水の
後、４０℃で３０分間乾燥した。着色成分除去処理した
綿布の白色度を測定した。得られた結果を表１に示す。
なお、白色度は以下のようにして測定した。

【００２２】まず、６０℃で重量減少がなくなるまで乾
燥する。乾燥した綿布から２ｃｍ×２ｃｍの矩型の試験
片を切り取る。次いで、乾燥後の試験片に残る皺を圧着
して平らにした後、光源Ｄ６５の下でカラーアナライザ
ー（ＣＡ−３０００型、日立製作所製）の積分球に装着
し、分光測定をし、色彩空間のパラメーター、Ｙ，ｘ，
ｙ，ｘ_n，ｙ_nを求める。これらのパラメーターから次
の式〈１〉に従って、白色度Ｗを求める。

【００２３】Ｗ＝Ｙ＋８００（ｘ_n−ｘ）＋１７００（ｙ_n−ｙ） ……〈１〉ここで、Ｙは試料のｘｙｚ表色系における三刺激値のＹ
値ｘ，ｙは試料のｘｙｚ表色系における色度座標ｘ_n，ｙ_nは完全拡散反射綿のｘｙｚ表色系における色
度である。

【００２４】また、次の式〈２〉に従って、色味指数Ｔ
ｗを求める。Ｔｗ＝１０００（ｘ_n−ｘ）−６５０（ｙ_n−ｙ） ……〈２〉

【００２５】

【表１】

【００２６】表中、Ｗは国際照明委員会が１９８６年に
推奨した白色度を表し、この値が大きい程白さの度合い
が大きいことを示す。また、色味指数Ｔｗは、この値が
正の方向に大きい程緑味が強く、負の方向に大きい程赤
味が強いことを示す。表１から明らかなように、（１）
で処理した綿布に対して、白度は３０％以上向上してお
り、黄色指数でも若干の向上が認められた。このことか
ら、酸性プロテアーゼによる処理で、綿布の着色成分の
除去ができることが確認された。

【００２７】また、綿布の強度は、酸性プロテアーゼ処
理によってはほどんど変化しなかった。

【００２８】実施例２；綿布の着色成分除去（１）綿布の不純物等の除去処理実施例１と同様に、綿布を処理した。

【００２９】（２）綿布の着色成分除去処理１００ｍＭ酢酸緩衝液（ｐＨ６．８）２５ｍｌの中に、
デナザイム（Denazyme:XP-353,ナガセ生化学工業製、中
性プロテアーゼ）を１００ｍｇ（０．４w/v ％）加え、
静かに溶解した後、（１）で得られた綿布を浸漬し、３
６℃で静置した。

【００３０】３時間後に４５℃に昇温し、振動・攪拌
し、さらに３時間処理した。酵素溶液を排出した後、処
理した綿布を４０℃の温水を加え、５回洗浄し、脱水の
後、４０℃で３０分間乾燥した。着色成分除去処理した
綿布の白色度を測定した。得られた結果を表２に示す。
なお、白色度は実施例１と同様に測定した。

【００３１】

【表２】

【００３２】表２から明らかなように、原布に対して、
白度は２２％以上向上しており、黄色指数でも６％の向
上が認められた。このことから、中性プロテアーゼによ
る処理で、綿布の着色成分の除去ができることが確認さ
れた。また、綿布の強度は、中性プロテアーゼ処理によ
ってはほどんど変化しなかった。

【００３３】実施例３；綿布の着色成分除去（１）綿布の不純物等の除去処理実施例１と同様に、綿布を処理した。

【００３４】（２）綿布の着色成分除去処理１００ｍＭＴｒｉｓ−ＨＣｌ緩衝液（ｐＨ９．０）２５
ｍｌの中に、プロテイナーゼＫ（Proteinase K：１９単
位／ｍｇ、和光純薬工業、アルカリプロテナーゼ）を１
ｍｇ（０．００４Ｗ／Ｖ％）加え、静かに溶解した後、
バイオ精練処理した綿布を浸漬し、３６℃で静置した。

【００３５】３時間後に４５℃に昇温し、振動・攪拌
し、さらにに３時間処理した。酵素溶液を排出した後、
処理した綿布を４０℃の温水を加え、５回洗浄し、脱水
の後、４０℃で３０分間乾燥した。着色成分除去処理し
た綿布の白色度を測定した。得られた結果を表３に示
す。なお、白色度は実施例１と同様に測定した。

【００３６】

【表３】

【００３７】表３から明らかなように、原布に対して、
白度は４４％以上向上しており、黄色指数でも１０％の
向上が認められた。このことから、アルカリプロテアー
ゼによる処理で、綿布の着色成分の除去ができることが
確認された。また、綿布の強度は、アルカリ性プロテア
ーゼ処理によってはほどんど変化しなかった。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】繊維製品への処理工程において、植物繊
維にプロテアーゼを作用させて着色成分を除去すること
を特徴とする植物繊維の着色成分除去方法。
【請求項２】プロテアーゼを、０．５w/v ％〜０．０
０１w/v ％水溶液で使用する請求項１記載の植物繊維の
着色成分除去方法。
【請求項３】植物繊維にプロテアーゼを作用させる際
又はその前に、澱粉分解酵素で処理する請求項１又は２
に記載の植物繊維の着色成分除去方法。
【請求項４】植物繊維にプロテアーゼを作用させる際
又はその前に、プロトペクチナーゼを作用させる請求項
１〜３のいずれか１つに記載の植物繊維の着色成分除去
方法。