(57)【要約】      （修正有）【課題】種々の用途に好適な天然繊維から実質的に作られる新規の多層スタック材料又はウェブ材料、その使用、及び製造方法を提供する。【解決手段】多層スタックを含む不織材料であって、この多層スタックは個別の相互接続層を含み、これらの層の各々は、同じものでも異なるものでもよく、約８０〜１００％ｗ／ｗの葉繊維又は茎繊維と約１〜２０％ｗ／ｗのポリマーの複合繊維を含み、ここで、このポリマーは、約１８０℃以下の温度で可融性である、不織材料が記載されている。葉繊維及び／又は茎繊維を酵素脱ガム化する新規の方法も記載されている。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
多層スタックを含む不織材料であって、前記多層スタックは個別の相互接続層を含み、前記層の各々は、同じものでも異なるものでもよく、約８０−１００％ｗ／ｗの葉繊維又は茎繊維と約１−２０％ｗ／ｗのポリマーの複合繊維を含み、ここで、前記ポリマーは、約１８０℃以下の温度で可融性である、不織材料。
【請求項２】
前記葉繊維又は茎繊維が、パイナップル科の１以上の植物の葉を含む、請求項１に記載の不織材料。
【請求項３】
前記多層複合葉又は茎／ポリマー繊維が、エアレイイングのプロセスによって多層材料に形成される、請求項１又は２に記載の不織材料。
【請求項４】
前記繊維が、顔料を含むさらなる親水性アクリル樹脂の表面コーティングでコーティングされている、請求項１−３のいずれか一項に記載の不織材料。
【請求項５】
前記不織材料が、約１６ＭＰａの引張強度を有する、請求項１−４のいずれか一項に記載の不織材料。
【請求項６】
前記不織材料が、約１０−２０テックスのデニールを有する、請求項１−５のいずれか一項に記載の不織材料。
【請求項７】
多層スタックを含む不織材料を製造するプロセスであって、前記多層スタックは、個別の相互接続層を含み、前記層の各々は、同じものでも異なるものでもよく、約８０−１００％ｗ／ｗの葉繊維又は茎繊維と約０−２０％ｗ／ｗのポリマーの複合繊維を含み、ここで、前記ポリマーは、約１２０℃以下の温度で可融性であり、前記プロセスは：
ａ）複数の層の各々の繊維が、隣接する層の繊維と相互接続している、葉繊維又は茎繊維の複数の層から構成されるスタックを形成させること；
ｂ）前記複数の層を相互接続させて、不織多層マットを形成させること；
ｃ）可融性材料を前記マットに塗布すること
を含む、プロセス。
【請求項８】
相互接続の方法がエアレイイングを含む、請求項７に記載のプロセス。
【請求項９】
葉繊維又は茎繊維を脱ガム化することを含む、請求項７又は８に記載のプロセス。
【請求項１０】
前記脱ガム化プロセスが、化学的脱ガム化を含む、請求項７−９のいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項１１】
前記脱ガム化プロセスが、酵素脱ガム化を含む、請求項７−１０のいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項１２】
葉繊維及び／又は茎繊維を脱ガム化する方法であって、前記葉繊維及び／又は茎繊維を、ポリガラクツロナーゼ、ペクチンエステラーゼ、ペクチンリアーゼ、ヘミセルラーゼ、ペクチナーゼ、及びセルラーゼ、並びにそれらの組合せからなる群から選択される１以上の酵素で処理することを含む、方法。
【請求項１３】
前記酵素が、ポリガラクツロナーゼ、ペクチンエステラーゼ、ペクチンリアーゼ、及びヘミセルラーゼ、並びにそれらの組合せのうちの１つ又は複数から選択される、請求項１２に記載の脱ガム化方法。
【請求項１４】
前記酵素が、ポリガラクツロナーゼとペクチンエステラーゼとペクチンリアーゼとヘミセルラーゼ（バイオペクチナーゼ）の混合物であるか、又はポリガラクツロナーゼとヘミセルラーゼの混合物である、請求項１２又は１３に記載の脱ガム化方法。
【請求項１５】
前記酵素が、ポリガラクツロナーゼとヘミセルラーゼの混合物である、請求項１２−１４のいずれか一項に記載の脱ガム化方法。
【請求項１６】
前記酵素が、５％ポリガラクツロナーゼと１％ヘミセルラーゼの混合物である、請求項１２−１５のいずれか一項に記載の脱ガム化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、種々の用途に好適な天然繊維から実質的に作られる新規の多層スタック材料又はウェブ材料、その使用、及び製造方法に関する。本発明はまた、天然繊維を調達し、それを天然の不織材料に加工する新規の方法に関する。
【０００２】
より具体的には、本発明は、とりわけ、皮革の外観を有することができる天然の多層不織スタック材料又はウェブ材料に関する。
【０００３】
新規の天然ウェブ材料の使用は以下に記載するような皮革代用物に限定されるべきではないことが理解されるべきである。
【背景技術】
【０００４】
本発明は、例えば、パイナップル葉繊維（ＰＡＬＦ）を含む、広範な天然の葉繊維又は茎繊維に関する研究に基づくものである。
【０００５】
パイナップルの主要な供給源は、ブラジル、タイ、及びフィリピンに由来する。２００８年には、下記の表Ｉに示すように、上位２０のパイナップル生産国が１７００万ＭＴを上回るパイナップルを生産した：
［表Ｉ］
2020045602.tif 000002
出典  国連食糧及び農業統計
【０００６】
ブラジル、タイ、フィリピンなどでは、パイナップルの果実が収穫されるとき、パイナップルの葉は、大半が放置されて腐敗する。これまでは、わずかな量を用いてパイナップル葉繊維を抽出しており、それは、フィラメントとして用いられるか、或いは綿、ナイロン、又は同様の天然もしくは合成系繊維と混合され、紡績糸に紡がれる。生産される紡績糸は、織布などを製造するのに用いることができる。
【０００７】
以下に記載される新しい天然不織材料を製造するために用いられるパイナップル葉繊維は、パイナップル果実の収穫の副産物である。現在、それらは、果実の収穫後、放置されて腐敗する。したがって、タイ、フィリピンなどのパイナップル農家の所得は、以下に記載されるこの新しい天然不織材料の生産において必要とされる繊維抽出プロセスによって増加するであろう。この技術は、完成すれば、パイナップルの巨大産地である世界の他の地域に移転可能となるであろう。
【０００８】
パイナップル葉繊維の好適な使用は、パイナップル農家にとって経済的に有益なものとなり、それは、そうでない場合は、廃棄物として捨てられることが多い再生可能資源由来の材料を提供することにもなる。
【０００９】
天然不織材料は環境面で有利であるが、それは、とりわけ、天然不織材料が、綿などの他の天然繊維の場合のように、作物用のさらなる土地、エネルギー、及び肥料を必要としないからである。また、それは、食品産業で用いられる土地資源を競合することもなく、これは、綿やＰＬＡとは対照的である。
【００１０】
本発明は、優れた引張強度と細デニールとを有する生体分解性材料に基づく材料を提供する。さらに、とりわけ、天然不織繊維、例えば、パイナップル繊維材料は、縫い合わせることができ、例えば、家具、衣類、ホームインテリア、パネル、袋、かばん、自動車産業、靴、アクセサリーなどを製造する際の代用材料として用いることができる。
【００１１】
本発明は、そのような天然不織繊維が、限定するものではないが、先に記載したような人工皮革を含む、種々の用途を有する可能性があることを提供する。
【００１２】
欧州特許出願第１０１３２９０号には、セルロース木材パルプ繊維の吸収性コアを含む多層吸収性複合材が記載されている。この吸収性複合材は、エアレイイングプロセスによって生産される。
【００１３】
植物の葉材料及び茎材料からの天然不織繊維の調製において、葉材料及び茎材料を処理して、葉材料及び茎材料を結合させるガムを除去することが必要である。天然繊維を脱ガム化する従来の方法は、化学的プロセス、通常、水酸化ナトリウム水溶液又は水酸化アンモニウム水溶液などの塩基の使用を含む。しかしながら、苛性ソーダの使用は、繊維そのものを損傷することがあり、通常、さらなる柔軟剤の使用を必要とし得る粗悪な繊維が生成される場合がある。
【発明の概要】
【００１４】
それゆえ、環境に優しい技術を用いて現存資源から得ることができる天然材料が必要とされている。
【００１５】
したがって、本発明の第一の態様によれば、多層スタックを含む天然不織材料であって、この多層スタックは個別の相互接続層を含み、これらの層の各々は、同じものでも異なるものでもよく、約８０〜１００％ｗ／ｗの葉繊維又は茎繊維と約０〜２０％ｗ／ｗのポリマーの複合繊維材料を含み、ここで、このポリマーは、約１８０℃以下の温度で可融性である、天然不織材料が提供される。
【００１６】
好ましくは、天然不織複合材料は、可融性ポリマーを確実に含み、したがって、可融性ポリマー含有量は、約１〜２０％ｗ／ｗ、好ましくは約２〜２０％ｗ／ｗ、好ましくは約３〜２０％ｗ／ｗ、好ましくは約４〜２０％ｗ／ｗ、より好ましくは約５〜２０％ｗ／ｗであることができる。
【００１７】
葉繊維は、通常、高セルロース含有量、例えば、約７０％ｗ／ｗ以上を有する、天然に存在するか又は栽培された繊維を含む。本発明の多層スタック材料は、単一源の葉繊維又は葉繊維の複合材又は１以上の葉繊維と１以上の茎繊維の複合材を含むことができる。天然繊維は、葉繊維又は茎繊維、及びそれらの組合せを含むことができる。好ましくは、天然繊維は、葉繊維を含む。天然材料が葉繊維のみを含む場合、単一源の葉又は葉の混合物に基づくものであることができる。
【００１８】
好ましい葉繊維は、パイナップル科の１以上の植物、例えば、アナナス・コモスス（Ａｎａｎａｓ  Ｃｏｍｏｓｕｓ）（リンネ）の葉、例えば、ＰＡＬＦを含む。或いは、アバカ又はサイザル（サイザル麻（Ａｇａｖｅ  ｓｉｓａｌａｎａ））などの繊維は、単独で又はＰＡＬＦとの複合材として用いることができる。アバカ繊維は、バナナ植物、例えば、ムサ・アクミナータ（Ｍｕｓａ  ａｃｕｍｉｎａｔａ）又はムサ・バルビシアナ（Ｍｕｓａ  ｂａｌｂｉｓｉａｎａ）などに由来する葉繊維である。本発明が含むことができる複合材料に茎繊維が含まれる場合、種々の従来から知られている茎繊維、例えば、亜麻、ジュート、ラミー、及び麻を用いることができる。特に好適な葉繊維は、パイナップル科の１以上の植物、例えば、アナナス・コモスス（リンネ）というパイナップルの葉を含む。しかしながら、葉繊維と茎繊維の混合物、例えば、比較的高い含有量のパイナップル葉繊維を有し得る繊維を、本発明のこの態様の多層スタック材料に用いることができることが当業者に理解されるであろう。本発明の不織多層スタック材料が、葉繊維と茎繊維を含む複合材料を含む場合、この材料の大部分は、葉繊維、例えば、ＰＡＬＦを含むことが好ましい。したがって、複合材料において、葉繊維は、葉／茎繊維含有量の少なくとも５０％ｗ／ｗ、好ましくは葉／茎繊維含有量の少なくとも６０％ｗ／ｗ、好ましくは葉／茎繊維含有量の少なくとも７０％ｗ／ｗ、好ましくは葉／茎繊維含有量の少なくとも８０％ｗ／ｗ、好ましくは葉／茎繊維含有量の少なくとも９０％ｗ／ｗ、及び特に葉／茎繊維含有量の少なくとも９５％ｗ／ｗを含むことができる。葉繊維の混合物を用いる場合、葉繊維の大部分はＰＡＬＦであることが望ましい。したがって、葉繊維含有量の少なくとも５０％ｗ／ｗはＰＡＬＦであり、好ましくは葉繊維含有量の少なくとも６０％ｗ／ｗはＰＡＬＦであり、好ましくは葉繊維含有量の少なくとも８７％ｗ／ｗはＰＡＬＦであり、好ましくは葉繊維含有量の少なくとも８０％ｗ／ｗはＰＡＬＦであり、好ましくは葉繊維含有量の少なくとも９０％ｗ／ｗはＰＡＬＦであり、かつ特に葉繊維含有量の少なくとも９５％ｗ／ｗはＰＡＬＦである。葉繊維がＰＡＬＦである場合の本発明の一態様では、天然不織材料は、約１００％ｗ／ｗの葉繊維を含むことができる、すなわち、融剤（ｆｕｓｉｂｌｅ）は添加されない。好ましくは、葉繊維又は茎繊維を、当技術分野で公知の従来の脱ガム化法又は本明細書に記載の他の脱ガム化法を用いて、使用前に脱ガム化する。
【００１９】
可融性ポリマーを本明細書に記載されるように用いる場合、ポリマーは、約１８０℃以下、好ましくは約１７０℃以下、好ましくは約１６０℃以下、好ましくは約１５０℃以下、好ましくは約１４０℃以下、好ましくは約１３０℃以下、好ましくは約１２０℃以下、好ましくは約１１０℃以下、好ましくは約１００℃以下、より好ましくは約９０℃、より好ましくは約８０℃以下、より好ましくは約６０℃以下の温度で可融性であることができる。したがって、ポリマーは、約５０〜１２０℃、好ましくは約６０〜１１０℃、好ましくは約６０〜１１０℃、好ましくは約７０〜１００℃、より好ましくは約７０〜８０℃の温度で可融性であることができる。
【００２０】
多層葉／ポリマー繊維（上記のような１００％葉繊維を含む）を、当業者によって従来から知られている種々の方法において、上記のような多層材料へと形成させることができる。しかしながら、繊維層の各々をエアレイすることが好ましい。エアレイイングのプロセスは、一般に、当業者によって知られているであろう。
【００２１】
材料層のうちの１つ又は複数は、硬化性材料、例えば、樹脂と関連していてもよい。硬化性材料は、任意の従来手段によって硬化させることができ、したがって、それは、温度硬化性、例えば、熱硬化性；光硬化性、例えば、ＵＶ硬化性；化学硬化性；などであることができる。したがって、好適な硬化性材料は、樹脂、例えば、オレフィン系樹脂、例えば、アクリル樹脂、例えば、親水性アクリル樹脂、例えば、親水性のソフトアクリル樹脂を含むことができる。
【００２２】
好ましくは、材料層の各々は硬化性材料と関連しているが、好適な多層スタック材料は、層の一部が硬化性材料と関連し、かつ／又は各々の層のある領域だけが硬化性材料と関連している場合に得ることができることが当業者によって理解されるであろう。しかしながら、本発明の好ましい態様では、多層スタック材料の実質的に各々の層が硬化性材料と関連し、かつ各々の層の実質的に全てが硬化性材料と関連している。
【００２３】
不織多層スタック材料の層と関連した硬化性材料は、種々の従来から知られている方法で、不織材料の表面にコーティングするか、又は不織材料の中に浸透させることができる。しかしながら、硬化性材料を多層不織スタック材料の層の１つ又は複数に浸透させることが好ましい。
【００２４】
本発明の不織スタック材料に、例えば、コーティング、例えば、着色された硬化性材料の表面コーティングとして、着色された硬化性材料が提供されることが望ましい。本発明のこの態様の着色された硬化性材料は、上記のような材料、例えば、親水性アクリル樹脂と関連している硬化性材料と同一の、しかし、着色顔料を含む、硬化性材料を含むことができる。或いは、顔料を異なる硬化性材料に塗布してもよい。
【００２５】
そのような顔料の選択は、当業者によって十分理解され、かつ従来の顔料を含む。
【００２６】
不織材料に色仕上げが提供されるように、着色された硬化性材料をコーティングとして塗布することができる。
【００２７】
可融性ポリマーを含む不織材料を硬化させるために、この材料を適切な温度に加熱すると、本明細書に記載されているような適切な処理で、皮革のようになることができる不織材料が生成される。
【００２８】
本発明の不織材料は、好適な引張強度及び引張伸度を有する。引張強度は、とりわけ、葉繊維の源、脱ガム化の方法などによって、様々に異なり得る。
【００２９】
パイナップル葉繊維は、それが、とりわけ、微細である繊維を生成させる、例えば、それらが、約１０〜２０テックス、好ましくは約１４〜１８テックスのデニールを有し得るので、特に好適である。
【００３０】
本発明の天然不織材料は、人工皮革材料として有用であることができる。したがって、本発明の一態様によれば、人工皮革の製造における上記のような材料の使用が提供される。
【００３１】
本発明はさらに、多層不織スタックを含む硬化材料であって、この多層スタック不織布は個別の相互接続層を含み、これらの層の各々は、同じものでも異なるものでもよく、約８０〜１００％ｗ／ｗの葉繊維又は茎繊維と約０〜２０％ｗ／ｗの硬化ポリマーの複合繊維を含む、硬化材料を提供する。
【００３２】
本発明のこの態様では、ポリマーは、それが、上記のような約１８０℃以下の温度で可融性であるが、ポリマーは、その硬化した、すなわち、固化した状態にあるようなものである。
【００３３】
この硬化材料は、皮革のようになることができ、それゆえ、本発明のこの態様によれば、多層スタックを含む人工皮革であって、この多層スタックは個別の相互接続層を含み、これらの層の各々は、同じものでも異なるものでもよく、約８０〜１００％ｗ／ｗの葉繊維又は茎繊維と約０〜２０％ｗ／ｗのポリマーの複合繊維を含み、ここで、このポリマーは、約１８０℃以下の温度で可融性であり、かつこのポリマーは、その硬化した状態にある、人工皮革が提供される。
【００３４】
当業者に公知の種々の可融性ポリマーを本発明の材料に用いることができる。そのようなポリマーは、合成ポリマー又は好ましくは天然の、例えば、生体分解性ポリマーを含むことができる。そのようなポリマーとしては、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）；アクリル（ＰＭＭＡ）；ポリエーテルエーテルケトン；酢酸セルロース；環状オレフィンコポリマー（ＣＯＣ）；エチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）；エチレンビニルアルコール（ＥＶＯＨ）；フッ素プラスチック、例えば、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ、ＰＦＡ、ＣＴＦＥ、ＥＣＴＦＥ、及びＥＴＦＥ；イオノマー；アクリル／ＰＶＣ合金；液晶ポリマー（ＬＣＰ）；ポリオキシメチレン（ＰＯＭ又はアセタール）；ポリアクリレート（アクリル）；ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ又はアクリロニトリル）；ポリアミド（ＰＡ又はナイロン）；ポリアミド−イミド（ＰＡＩ）；ポリアリールエーテルケトン（ＰＡＥＫ又はケトン）；ポリブタジエン（ＰＢＤ）；ポリブチレン（ＰＢ）；ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）；ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）；ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）；ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）；ポリシクロヘキシレンジメチレンテレフタレート（ＰＣＴ）；ポリカルボネート（ＰＣ）；ポリヒドロキシアルカノエート（ＰＨＡ）；ポリケトン（ＰＫ）；ポリエステル；ポリエチレン（ＰＥ）；ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）；ポリエーテルケトンケトン（ＰＥＫＫ）；ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）；塩素化ポリエチレン（ＣＰＥ）；ポリイミド（ＰＩ）；ポリ乳酸（ＰＬＡ）；ポリメチルペンテン（ＰＭＰ）；ポリフェニレンオキシド（ＰＰＯ）；ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）；ポリフタルアミド（ＰＰＡ）；プリプロピレン（ＰＰ）；ポリスチレン（ＰＳ）；ポリスルホン（ＰＳＵ）；ポリトリメチレンテレフタレート（ＰＴＴ）；ポリウレタン（ＰＵ）；ポリ酢酸ビニル（ＰＶＡ）；ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）；ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）；及びスチレン−アクリロニトリル（ＳＡＮ）；などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。ポリマーは親水性であることが望ましい。
【００３５】
本発明のさらなる態様によれば、不織材料及び硬化材料、例えば、皮革代用材料を製造するプロセスが提供される。
【００３６】
したがって、本発明のさらなる態様によれば、多層スタックを含む不織材料を製造するプロセスであって、この多層スタックは個別の相互接続層を含み、これらの層の各々は、同じものでも異なるものでもよく、約８０〜１００％ｗ／ｗの葉繊維又は茎繊維と約０〜２０％ｗ／ｗのポリマーの複合繊維を含み、ここで、このポリマーは、約１８０℃以下の温度で可融性であり、このプロセスは：
ａ）複数の層の各々の繊維が、隣接する層の繊維と相互接続している、葉繊維又は茎繊維の複数の層から構成されるスタックを形成させること；
ｂ）この複数の層を相互接続させて、不織多層マットを形成させること；
ｃ）可融性材料をこのマットに塗布すること
を含む、プロセスが提供される。
【００３７】
前述のプロセスによって、本発明の不織材料が生産される。
【００３８】
硬化材料、例えば、人工皮革を、工程ａ）〜ｃ）、それに次ぐ：
ｄ）任意に可融性材料をプレスし、かつ例えば、熱的に融合させて、葉繊維又は茎繊維との複合材を形成させる工程；
ｅ）任意に着色された可撓性、親水性の硬化性材料を塗布する工程；
ｆ）この硬化性材料を硬化させる工程；及び
ｅ）任意にこの複合硬化材料をタンブリングする工程
に従うことよって生産することができる。
【００３９】
タングリングする工程は、当技術分野において、特に皮革製造の技術分野において公知である。タンブリングは、本発明による人工皮革を生産するのに必要であるが、他の材料、例えば、室内で使用されるもの、例えば、カーペット、家具、マットなどの生産には必要でない場合もある。
【００４０】
可撓性、親水性の熱可融性材料を含む層を熱的に融合させる工程は、マットをプレスする工程と同時に、連続的に、又は別々に実施することができる。繊維をエアレイする前に、カーディング及び／又はコーミングすることが望ましい。誤解を避けるために、カーディング及び／又はコーミングのプロセスは、エアレイイングの前に、繊維を開き、そのもつれを解き、かつそれを真っ直ぐに伸ばすことを意図したものである。
【００４１】
本発明のこの態様のプロセスでは、任意に葉繊維又は茎繊維の混合物を含む、種々の葉繊維又は茎繊維を用いることができる。しかしながら、葉繊維又は茎繊維は、実質的に又は完全にパイナップル葉繊維であることが好ましい。
【００４２】
本発明のこの態様のプロセスでは、複数の層の相互接続の方法は、当技術分野で従来から知られている任意のそのような方法を含むことができる。そのような方法としては、相互接続した不織材料を形成させるための、これらの層の各々のニードルパンチング、ハイドロエンタングルメント、エアレイイングなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。好ましくは、相互接続の方法はエアレイイングを含む。
【００４３】
当業者に従来から知られている、任意の硬化性材料、特に親水性の硬化性材料を、本発明の方法で用いることができる。そのような硬化性材料としては、１以上の樹脂、例えば、１以上の合成アクリル樹脂、例えば、アクリルイソシアネート樹脂、ポリメチルアクリレート（ＰＭＡ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）など、又は１以上の生体ポリマー、例えば、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリ−３−ヒドロキシブチレートなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００４４】
「硬化させる」という用語により、材料を固まらせるための当業者に従来から知られている任意の方法を意味する。したがって、硬化させるという用語は、熱的に、例えば、材料を加熱すること、例えば、樹脂の溶融温度を上回る温度で樹脂を加熱すること、可視光又は非可視光による硬化、例えば、ＵＶ硬化などを指すことができる。
【００４５】
本発明のこの態様によれば、皮革の外観を有する材料を製造するプロセスであって、このプロセスは：
ａ）各々の層の繊維が、隣接する１つ又は複数の層の繊維に対して互いにエアレイされる、葉繊維又は茎繊維、特に、パイナップル葉繊維の多層から構成されるスタックを形成させること；
ｂ）これらの層を、例えば、ニードルパンチングで合わせて、相互接続した不織マットを形成させること；
ｃ）可撓性、親水性の樹脂、例えば、アクリルイソシアネート樹脂をこのマットの表面に塗布し、かつこの樹脂をプレスし、融合繊維の融合温度を上回る温度で硬化させること；
ｄ）１以上の工程で、顔料を含む可撓性、親水性の樹脂、例えば、アクリル樹脂をこのマットの表面に塗布し、かつこの樹脂を硬化させて、ウェブを生成させること；及び
ｅ）このウェブをタンブリングすること
を含む、プロセスが提供される。
【００４６】
可撓性、親水性の樹脂を不織マットに塗布する前に、上記のようなプロセスは、１以上のネットをマットに適用する工程を任意に含むことができる。
【００４７】
パイナップル科の１以上の植物、例えば、パイナップルのアナナス・コモスス（リンネ）の葉／茎を含む葉／茎繊維（ＰＡＬＦ−パイナップル葉繊維）を、低コストでかつ軽量の複合材を開発するための熱可塑性かつ熱硬化性の樹脂における補強として用いることもできる。
【００４８】
既知のパイナップル栽培品種のいずれかを本発明の材料又はプロセスに用いることができることが当業者によって理解されるであろう。アナナス・コモススというパイナップルには、いくつかの栽培品種とその他の亜種分類群がある。ここでは、それらを、果樹園芸学上（果実の特徴によって）３つのグループに分けている：
・スペイングループは、白い果肉と縁に棘を持つ葉によって認識され得るグループである。
ｏレッドスパニッシュ（Ｒｅｄ  Ｓｐａｎｉｓｈ）
ｏシンガプールスパニッシュ（Ｓｉｎｇａｐｕｒ  Ｓｐａｎｉｓｈ）
ｏシュガーローフ（Ｓｕｇａｒ  Ｌｏａｆ）
・クイーングループ−それらは、黄色及び／又は黄金色の果肉と縁に棘を持つ葉によって認識され得る。
ｏアバカチ（Ａｂａｃａｃｈｉ）
ｏカバゾニ（Ｃａｂａｚｏｎｉ）
ｏペルナンブカ（Ｐｅｒｎａｍｂｕｃａ）
ｏクイーン（Ｑｕｅｅｎ）
ｏビクトリア（Ｖｉｃｔｏｒｉａ）
・カイエンヌ（Ｃａｙｅｎｎｅ）グループは、黄色い果肉と縁に棘を持たない葉によって認識され得る。
ｏバロンヌロスチャイルド（Ｂａｒｏｎｎｅ  Ｒｏｔｈｓｃｈｉｌｄ）
ｏカイエンヌ（Ｃａｙｅｎｎｅ）
・ヒロ（Ｈｉｌｏ）
ｏモンテリリオ（Ｍｏｎｔｅ  Ｌｉｒｉｏ）
【００４９】
本発明の不織材料及び／又は人工皮革は、単一源の葉繊維又は葉繊維の複合材又は１以上の葉繊維と１以上の茎繊維の複合材を含むことができる。
【００５０】
好ましい葉繊維は、パイナップル科の１以上の植物、例えば、アナナス・コモスス（リンネ）の葉、例えば、ＰＡＬＦを含む。或いは、アバカ又はサイザル（サイザル麻）などの繊維を、単独で又はＰＡＬＦとの複合材として用いることができる。アバカ繊維は、バナナ植物、例えば、ムサ・アクミナータ又はムサ・バルビシアナなどに由来する葉繊維である。
【００５１】
茎繊維が複合材に含まれる場合、種々の従来から知られている茎繊維、例えば、亜麻、ジュート、ラミー、及び麻を用いることができる。
【００５２】
したがって、本発明の材料は、限定するものではないが、（上記のような）人工皮革などを含む、種々の目的のために有用であることができる。
【００５３】
したがって、本発明の一態様によれば、人工皮革の製造における上記のような材料の使用が提供される。
【００５４】
皮革代用物という用語により、天然皮革に期待される外観、質感、柔軟性、風合いなどを有する材料を意味する。
【００５５】
上記のように、本発明による天然不織材料の製造は、脱ガム化された葉繊維及び／又は茎繊維を利用することが望ましい。脱ガム化の化学的プロセスは当技術分野で公知である。化学製品がＰＡＬＦの従来の脱ガム化プロセスに用いられている。より正確には、従来の脱ガム化は、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）を用いて行なわれている。
【００５６】
しかしながら、本発明は、葉繊維及び／又は茎繊維の新規の酵素脱ガム化プロセスも提供する。
【００５７】
酵素処理のために、様々な酵素タイプ、例えば、バイオペクチナーゼ（ポリガラクツロナーゼとペクチンエステラーゼとペクチンリアーゼとヘミセルラーゼの複合体）、ペクチナーゼ、ヘミセルラーゼ、及びセルラーゼを用いることができる。それらの酵素は、最も優れた脱ガム化製剤を決定するために、組み合わせて又は単独で用いられている。バイオペクチナーゼは、ペクチン、ヘミセルロース材料、及び他の材料を溶解させることができる。ペクチナーゼ、ヘミセルラーゼ、及びセルラーゼ酵素は、それぞれ、ペクチン、ヘミセルロース、及びセルロース材料を溶解させることができる。セルロース酵素は、綿織物の表面のフィブリルの艶出しでよく知られている。しかしながら、当技術水準によれば、セルラーゼは、繊維を分解し、その抵抗性を低下させてしまうことがあるので、一般には繊維処理に用いられない。本研究では、セルラーゼが、酵素プロセスへの添加剤として少量で用いられている。
【００５８】
したがって、本発明のさらなる態様によれば、葉繊維及び／又は茎繊維を酵素脱ガム化する方法であって、ポリガラクツロナーゼ、ペクチンエステラーゼ、ペクチンリアーゼ、ヘミセルラーゼ、ペクチナーゼ、及びセルラーゼ、並びにそれらの組合せからなる群から選択される１以上の酵素で葉繊維及び／又は茎繊維を処理することを含む方法が提供される。酵素の混合物を脱ガム化で用いる場合、それらを同時に、連続的に、又は別々に用いることができる。酵素を同時に用いることが好ましい。
【００５９】
言及し得る好ましい酵素群は、ポリガラクツロナーゼ、ペクチンエステラーゼ、ペクチンリアーゼ、及びヘミセルラーゼ、並びにそれらの組合せからなっている。言及し得る具体的な混合物としては、ポリガラクツロナーゼとペクチンエステラーゼとペクチンリアーゼとヘミセルラーゼ（バイオペクチナーゼ）の混合物、及びポリガラクツロナーゼとヘミセルラーゼの混合物が挙げられる。特に好ましい酵素は、ポリガラクツロナーゼとヘミセルラーゼの混合物である。
【００６０】
ポリガラクツロナーゼとヘミセルラーゼの混合物を用いる場合、この混合物は、１％〜１０％ｗ／ｗのポリガラクツロナーゼと０．５％〜２％ｗ／ｗのヘミセルラーゼ、例えば、５％ポリガラクツロナーゼと１％ヘミセルラーゼの混合物を含むことができる。
【００６１】
酵素の量は、とりわけ、脱ガム化される葉繊維及び／又は茎繊維の性質によって様々に異なり得る。
【００６２】
これから、ほんの一例として、添付の図面に関連して本発明を説明することにする。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】プラズマ処理の略図である。
【図２】Ｕｇｏｌｉｎｉ装置及び溶液容器を示したものである。
【図３】乾燥繊維の写真である。
【図４】脱ガム化後の繊維の顕微鏡写真である。
【図５】脱ガム化後の繊維の顕微鏡写真である。
【図６】脱ガム化後の繊維の顕微鏡写真である。
【図７】脱ガム化後の繊維の顕微鏡写真である。
【図８】脱ガム化後の繊維の顕微鏡写真である。
【図９】脱ガム化後の繊維の顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
【００６４】
特に明記しない限り、パーセンテージは全て重量で示されている。
【００６５】
詳細な開示
材料の主な構成要素は、葉繊維又は茎繊維、特にパイナップル葉繊維（ＰＡＬＦ）である。ＰＡＬＦは、手作業で又は機械的方法を用いて剥皮することにより、パイナップル科のアナナス・コモスス（リンネ）植物の葉から抽出される植物性繊維である。パイナップル葉繊維の主な化学成分は、セルロース（７５〜９０％）、リグニン（２〜５％）、及び灰分（１．１％）である。
【００６６】
特定の葉繊維、例えば、パイナップル、アバカ、及びバナナの物理的及び機械的特性を下の表ＩＩ、ＩＩＩ、及びＩＶに示す。
［表ＩＩ］
2020045602.tif 000003
［表ＩＩＩ］
2020045602.tif 000004
［表ＩＶ］
2020045602.tif 000005
(SITRA-マレーシア工科大学から)
米国標準試験材料協会(ASTM) 2003
【００６７】
パイナップル葉繊維の優れた機械的特性は、その高いセルロース含有量と関連している。それらは比較的安価であり、かつ豊富に得られる。ＰＡＬＦは、絹のような外観の強い繊維である。外側の長い葉が好ましい。ＰＡＬＦは、通常、パイナップルの果実を収穫した後、地面に放置される。使用することができる他の葉繊維又は茎繊維は、サイザル、バナナ葉繊維、麻、及び亜麻繊維である。
【００６８】
パイナップルの果実を植物から切り離した後すぐに、ＰＡＬＦをパイナップルの葉から抽出する。葉を剥皮し、その場合、繊維だけが残るように、尖っていない刃が付いた回転ホイールセットで葉を押しつぶし、打ちつける。次に、繊維を乾燥させ、それにブラシを掛け、大きな塊として回収する。この段階でのＰＡＬＦの長さは、平均７０／１００ｃｍ長である。
【００６９】
不要なガム／組織を取り除いて繊維を「掃除」し、分離した繊維を形成させる。化学的脱ガム化のために、従来のプロセスは、水酸化ナトリウムの水溶液で成っていた。より正確には、２％ｏ．ｗ．ｆ．を蒸留水に溶解させた。１：２５という溶液比を用いた。ＰＡＬＦ試料を、化学製剤中で、１０〜４０分間、例えば、３０分間、６０℃〜９０℃、例えば、８０℃で処理した。その後、処理した試料を蒸留水中ですすぎ、室温で乾燥させた。
【００７０】
繊維を洗浄し、すすいだ後、垂直真空タンクに積み、化学薬品を水に溶解させ、タンクに加える。この脱ガム化液は、水酸化ナトリウムとアンモニアの水溶液である。どの程度のガムを繊維に保持すべきかによって、浸漬に２〜６時間かかる。次に、柔軟剤を添加し、その後、繊維を水ですすぎ、天日干しにする。
【００７１】
上記の手順は、繊維を脱ガム化するための標準的な化学的プロセスである。或いは、脱ガム化手順は、上記のような酵素脱ガム化を含むことができる。
【００７２】
本発明では、不織材料を形成させる目的のために、繊維の最適な長さは、完成した材料の全体としての優れた機械的特性を提供しながら、簡単な取扱い及び加工を可能にするために、約２〜１２ｃｍ、例えば、４〜１０ｃｍ、特に、約６ｃｍであることが分かった。繊維は、標準的な裁断機で所望の長さに切断する。
【００７３】
約８０〜１００％ｗ／ｗの不織メッシュは、ＰＡＬＦで構成されている。残りの約０〜２０％ｗ／ｗは、長さ約５ｃｍの可融性ポリマー、例えば、ポリエステルの繊維で構成されている。これは、不織メッシュにおいて溶融繊維又はバインダーとして用いられる。上記の切断された繊維の混合物をエアレイド不織布の生産に好適な「エアレイイング機」でエアレイする。マットは、約１００〜約２０００ｇｐｓｍ、例えば、４００ｇｐｓｍの総重量の２以上のエアレイド層を積層することにより製造される。これは、標準的なエアレイイング機で達成され、その場合、繊維が機械に供給され、カーディングされ；これに続いて、エアレイイングが行なわれる。これらの層は、例えば、ニードルパンチングで機械的に結合される。
【００７４】
ニードルパンチされた不織布は、スパンボンドされた又はカーディングされたウェブの繊維を機械的に配向させ、交絡させることにより作り出される。この機械的交絡は、鉤のある多数のフェルティング針をウェブに繰り返し出し入れすることによって達成される。
【００７５】
上述のように、不織メッシュの約８０〜１００％ｗ／ｗは、ＰＡＬＦで構成されており、残りは全て、不織メッシュの溶融繊維又はバインダーとして用いられる、可融性ポリマー、例えば、ポリエステルである。得られる不織布は、約１００〜約２０００ｇｐｓｍ、例えば、約２００〜４００ｇ／ｍ2の密度を有し、厚さ約０．５ｍｍ〜約１５ｍｍ、例えば、厚さ約２．５ｍｍ〜約３ｍｍである。それは、例えば、幅２．１５ｍ×長さ５０ｍのロールに巻かれる。
【００７６】
例えば、約１００〜約４００ｇ／ｍ2の重量を有する不織メッシュ又は不織マットを、以下のプロセス工程のうちの１つ又は複数を用いて人工材料を形成させるように仕上げた:
【００７７】
不織材料は、とりわけ、それらが色を非常によく取り込み、使用される樹脂及び仕上げ剤と適合するので、有利である。さらに、それは生体分解性であり、有毒でかつ汚染を起こすなめし化学薬品を使用しないため、皮革よりも社会的責任を果たす。それは、例えば、ファッションアクセサリー、家具、衣類、ホームインテリア、パネル、袋、かばん、自動車産業、靴などを製造する際の代用材料として用いることができる。
【００７８】
１．不織マットの組を加熱する：
圧縮は、より大きい坪量又はＧＰＳＭ（グラム毎平方メートル）及び密度、より大きい体積、より大きい強度を得る上で有用であり、また、接着特性を向上させる。
【００７９】
マットを９０℃〜２００℃の温度で１〜３０秒間、例えば、１２０℃で３０秒間、１〜４ｋｇ／ｃｍ2の圧力でプレスした。この温度で、可融性ポリマー、例えば、ポリエステルは、溶融し、ＰＡＬＦ繊維と融合した。
【００８０】
２．メッシュでラミネート加工する：
コポリマー、ポリマー、及び／又は生体ポリマーのメッシュを、例えば、約９０℃〜約２００℃の温度、及び例えば、約１〜約４ ｋｇ／ｃｍ2の圧力を加えて、不織ＰＡＬＦの一面又は二面に塗布した。メッシュは、不織布から剥がれないように設計する。
【００８１】
このプロセスは、材料に付与することが望まれる性質によって任意である。それが提供する特性は、最終的な材料／織物を得るために不可欠であるというわけではない。
【００８２】
３．化学的処理
最終用途に応じた特定の性質を得るために、ＰＡＬＦ不織布に様々な化学薬品で仕上げをする。異なる化学仕上げ剤を以下で論じる。
【００８３】
４つの方法又は処理を記載し、ＰＡＬＦ不織布で異なる仕上げを得るために妥当性を検証する。
【００８４】
３．１  第一の方法。転写紙によるもの。
仕上げ用樹脂組成物でコーティングした転写紙：
これを用い、組成物を塗布する幅の広いブレードが付いたカレンダー機を用いて、樹脂を不織マットの表面に転写した。紙は、この段階では取り出さなかった。この組成物は、不織マットの中に浸透した。
組成物３．１．１
2020045602.tif 000006
【００８５】
その後、得られたコーティングされたマットを乾燥させ、９０℃〜１５０℃の温度及び１ｋｇ／ｃｍ2〜４ｋｇ／ｃｍ2の圧力で加熱及び加圧して（転写紙はそのままで）、１〜３０秒間、例えば、１２０℃、１．５ｋｇ／ｃｍ2〜２ｋｇ／ｃｍ2で１０秒間、又は１５０℃で６０秒間、プレス機で硬化させた。
組成物３．１．２
2020045602.tif 000007
【００８６】
３．２  第二の方法、浸漬式又は湿式プロセスによるもの。
ＰＡＬＦ不織布の染色；染料及び顔料を濃縮物として添加することができる。これらのプロセスは、生産者着色又は溶融染色と呼ばれている。
【００８７】
３．２．１  樹脂、及びフーラード機による染色
樹脂をフーラード（圧力による２つの水平ローラー：実験用フーラード）上のマットに塗布した。この組成物は、マットの中に浸透した。
製剤Ａを含む組成物
2020045602.tif 000008
【００８８】
マットを乾燥させ、樹脂の形状に応じて、１２０〜１６０℃の温度で１〜５分間、例えば、１２０℃で２分間、重合させた。
【００８９】
３.２.２  樹脂、及び染色機
このプロセスは、同じ染色溶液槽の中でわずか一工程で実施される。この方法は、一工程で染色するプロセスで樹脂を用いることを目的として有する。
【００９０】
調製される溶液は、ＰＡＬＦ不織布に色を付け、さらに、仕上げ樹脂を提供する。
2020045602.tif 000009
【００９１】
マットを乾燥させ、１２０〜１６０℃の温度で１〜５分間重合させた。温度は、樹脂の形状、及び水を排除する必要性によって決まる。
【００９２】
３.３  第三の方法、表面コーティング処理
この方法は、ＰＡＬＦ不織マットに樹脂及び色を提供するカバー又はコーティングの達成に基づく。この処理の後、不織マットは、圧縮された状態を保ち、着色されている。
【００９３】
この処理は、コーティングプロセスを用いて実施される。このコーティングは、ＰＡＬＦ不織布を被覆するための適切な装置又は機械、例えば、スクリーンプリンティング、カレンダリングなど、及び利用される製剤の粘着性によって得ることができる。使用された製剤３．３．１：
2020045602.tif 000010
【００９４】
その後、マットを１５０〜１６０℃の温度で１〜５分間、例えば、１５０℃で１分間乾燥させた。
【００９５】
このコーティング及び重合プロセスは、本出願のために的確な堅さが得られるまで、数回繰り返すことができる。
【００９６】
３.４  第四の方法、噴霧法
このプロセスは、先に３.２.１及び３.２で記載したプロセスの続きとして必要な場合、実施される。
【００９７】
この処理は色を提供し、表面／側面が噴霧により処理される。その目的は、不織布の両面に識別される２つの色を得ることである。２以上のコーティングを塗布することができる。この処理は、色を提供する液体製剤を塗布して行なわれる。
2020045602.tif 000011
【００９８】
その後、不織マットを１２０〜１６０℃の温度で１〜５分間、例えば、１５０℃で１分間乾燥させた。
【００９９】
４．仕上げプロセス
様々な仕上げ剤を不織マットに塗布することができる。いくつかの方法を用いて、ＰＡＬＦ不織マットの表面特性を向上させる。最終用途に応じた特定の性質を得るために、不織布に様々な化学薬品で仕上げをする。異なる化学仕上げ剤を以下で論じる。
【０１００】
４．１  撥水剤
撥水剤仕上げは、繊維表面の臨界表面張力を低下させるように働くバリアの一種である。最も効果的であるためには、繊維を全表面に対して均一に処理して、可能な限り最も低い臨界表面張力を生じさせることが重要である。撥水は、ワックス、ワックス分散剤、メラミンワックス増量剤、クロム錯体、シリコーン、及びフルオロケミカルなどの種々の化学仕上げ剤を用いて達成することができる。仕上げ剤は、最も良好な撥水性を生じさせるために硬化させる必要がある。
【０１０１】
４．２  プラズマ処理
また、プラズマ処理を用いて、いくつかの性質、例えば、追加の強度、表面仕上げなどを不織マットの表面に付与することができる。
【０１０２】
プラズマ処理を用いて、不織マットの表面に仕上げられるいくつかの性質を付与する。プラズマ処理は、本質的に等しい密度の正電荷及び負電荷を有する（例えば、グロー放電からの）イオン化ガスによる処理を含む。イオン化ガスは、極めて広い範囲の温度及び圧力にわたって存在することができる。必要に応じて、加工すべき材料（ＰＡＬＦ不織布）をプラズマで数秒間又は数分間処理する。本質的に、処理条件に応じて４つの主な効果を得ることができる。
・洗浄効果が、主に、湿潤性及び表面の触感の変化と組み合わされる。これにより、例えば、上質印刷、塗装、染料の取込み、接着などが増加する。
・ラジカルの生成。フリーラジカルの存在は、架橋のような副次反応を誘発する。さらに、グラフト重合を行なう他に、酸素との反応も行なって、親水性表面を生成させることができる。
・プラズマ重合。それにより、所望の特性を有する固体ポリマー材料の基材への沈着が可能になる。
・微小な粗さの増加。これにより、例えば、羊毛のアンチピリング仕上げがもたらされる。
【０１０３】
そのような処理の利点は、修飾が基材の最上部の層に限定され、したがって、接着する基材の全体的な望ましいバルク特性に影響を及ぼさないことである。
【０１０４】
４．３  皮革仕上げ剤
使用される方法は連続的なものであり、通常、圧力の下で作動する１対又は数対のローラーを必要とする。
【０１０５】
カレンダーは、不織布の仕上げでよく使われる。エンボス効果は、特別な効果、例えば、皮革のような肌理又は皮革のような質感を得るために用いられる。
【０１０６】
幅の広いブレードが付いたカレンダー機を用いて、市販の皮革仕上げ剤、例えば、標準的な製剤を塗布した。その後、不織マットを、１５０℃〜１６０℃の温度で１〜５分間、機械的タンブリングによって乾燥させた。
【０１０７】
幅の広いブレードが付いたカレンダー機を用いて、ＢＡＳＦ製の市販の皮革仕上げ製剤Ａｓｔａｃｉｎ  Ｆｉｎｉｓｈ  ＰＦＭ  ＴＦを塗布した。
【０１０８】
その後、マットを１６０℃の温度で１分間乾燥させた。
【０１０９】
４．４  熱可塑性バインダー、樹脂、及びエマルジョンポリマー
バインダーと樹脂は、強度を付加し、剛性を制御し、成形性又はプリータビリティ（ｐｌｅａｔａｂｉｌｉｔｙ）を付加し、耐久性のある難燃剤を提供し、着色し、リンティングを低減し、かつ収縮を制御するために、不織布の仕上げに広く用いられる。それらは、熱に曝したときに軟化し、冷却したときにその元の状態に戻るため、固めることができる。エマルジョンポリマーは、ラテックスとも呼ばれる。一般的なバインダー、樹脂、及びポリマーとしては、アクリル、ＰＶＣ、ポリアクリル酸、ウレタン、デンプン、酢酸ビニルなどが挙げられる。
【０１１０】
４．５．タンブリング（機械仕上げ）
このプロセスは、仕上げ後の柔らかさや不織布への処理を提供する。
【０１１１】
このプロセスは、それまでの処理の結果としてのＰＡＬＦ不織布の剛性を低下させる。
【０１１２】
この仕上げは、主に、滑らかさや感触の良い風合いを提供する。
【０１１３】
これらは、様々な方法及び装置：真空タンブリング機、シリンダーもしくはカレンダータンブリング機、及び／又はハンドタンブリングを用いて実行し、所望の手触りや柔らかさを提供することができる機械的プロセスである。
【０１１４】
５．脱ガム化
５．１．枯渇プロセスの説明
試料をＵｇｏｌｉｎｉ枯渇装置で処理した。処理中、繊維を、４０ｒｐｍの速度、並びに（供給元の情報に従って）決められた温度及び時間で、溶液中で枯渇させる。繊維を容量３００ｍｌの小型容器の内側に入れる。繊維がこの溶液槽に十分に含浸するように、この容器に酵素溶液を完全に満たす。Ｕｇｏｌｉｎｉ装置を図２に記載する。
【０１１５】
５．２．酵素プロセスの説明
最も優れた酵素製剤を決定するために、様々なプロセスを実現させた。温度及びｐＨパラメータは、供給元の技術情報に従って一定に保った。酵素製剤、酵素濃度、及びプロセス時間パラメータを変化させた。
【０１１６】
５つの酵素製剤を開発した。バイオペクチナーゼ酵素とポリガラクツロナーゼ酵素は単独で用いる。次に、繊維の脱ゴム化に対するその効果を観察するために、ポリガラクツロナーゼをヘミセルラーゼ酵素及びセルラーゼ酵素と関連させる。同じ理由で、バイオペクチナーゼＭ０１をセルラーゼと関連させる。しかしながら、バイオペクチナーゼは、それが既にヘミセルラーゼから構成されているので、この材料とは関連させない。次の表１は、この研究で用いられた様々な材料を示し、表２は、作られた様々な酵素の組合せを示す：
［表１］
2020045602.tif 000012
［表２］
2020045602.tif 000013
【０１１７】
各々の溶液槽の温度及びｐＨ値は、各酵素の最適な温度及びｐＨに従って決定された。例えば、ポリガラクツロナーゼ、キシラナーゼ、及びＢｉｏｓｏｆｔ  Ｌの最も良好な活性は、それぞれ、ｐＨ３〜５.５、ｐＨ４〜７、及び酸性ｐＨで存在する。したがって、製剤の最適ｐＨを５に固定した。したがって、ポリガラクツロナーゼの温度及びｐＨに適用した値を、それぞれ、５０℃及び５としたとき、バイオペクチナーゼＭ０１の温度及びｐＨに適用した値は、それぞれ、４０℃及び４.２５であった。
【０１１８】
次の表３は、酵素溶液槽の製剤を示す。濃縮溶液の比を１：４０に一定に保った。
［表３］
2020045602.tif 000014
【０１１９】
酵素溶液槽は、処理前は透明であるが、処理後は黄色味を帯びていることが観察された。これは、繊維が溶液槽に存在するそのペクチン材料から取り除かれてしまったことを意味する。従来のプロセスの場合、溶液槽の色はより濃かった（それはオレンジ色になった）が、繊維はあまり取り除かれず、より粗く、黄色である。また、本発明者らは、すすいだ後の溶液槽中に、化学処理した繊維の短い（４ｍｍ）部分を観察している。この最後の観察結果は、繊維がこの化学プロセスで損傷を受けたことを示している。
【０１２０】
５．３．酵素プロセスの最適化
本発明者らが視覚的分析で観察したように、最も良好な結果のほとんどは、最も長い時間のプロセス、すなわち、６時間で得られた。したがって、プロセス時間は、プロセスの最適化において増加させられるであろう。また、最も良好な結果は、５％ｏ．ｗ．ｆの酵素で得られた。これらの製品は、決められた濃度で最適活性を有し、この活性は５％を過ぎると減少し得るので、酵素濃度は増加させなかった。
【０１２１】
プロセス最適化は、プロセス時間を６時間から８時間に増加させることからなっていた。さらに、全ての酵素を５％ｏ．ｗ．ｆで用いた。プロセス温度を、ほとんどの酵素活性にとっての最適温度である４５℃に調整した。次の表４は、最適化された溶液槽製剤を示す。
［表４］
2020045602.tif 000015
【０１２２】
プロセスの観察結果：
溶液槽ｎ°１２と溶液槽ｎ°１４は、内側に短い破断繊維を示すことが観察された。溶液槽ｎ°１４は、溶液槽ｎ°１２よりも多くの量の破断繊維を示す。したがって、溶液槽ｎ°１２及び１４の組成を分析した後、本発明者らは、セルラーゼ酵素が繊維の破断に関与していると結論付けることができる。さらに、ヘミセルラーゼの存在は、繊維の分解を増大させる。
【０１２３】
試料の提示：
試料の乾燥後、その特徴付けのために、それらを手で分離した。実際、繊維は、乾燥後、粗い外観を有しているが、それらを開繊すれば、それらは前よりも柔らかくなる。商業段階では、手作業での開繊は、開繊機（従来のテキスタイル装置）によって行なわれるべきである。最適化された試料を図３ａ〜ｅに示す。
【０１２４】
これらの図に見られるように、未処理の試料及び従来の試料は黄色味を帯びた色をしている。酵素処理は繊維の外観を改善し、それらを白色にする。ポリガラクツロナーゼ、ヘミセルラーゼ、及びセルラーゼで処理した繊維（Ｂ１４  ８）は、他のものよりも損傷していることが最後の図で観察される。全ての繊維（従来のプロセス及び酵素プロセス）は、処理後、ざらざらとした手触りを示す。実際、これらの処理は、繊維に滑らかな手触りを与える繊維表面のワックスや他の成分を除去する。開繊プロセスの後、繊維は、前よりも柔らかい。環境問題が理由で、柔軟剤は用いなかった。
【０１２５】
未処理の繊維、従来通りに処理した繊維、及び酵素処理した繊維を、それらの長さ、それらの引張強度を測定することによって、及びそれらを顕微鏡で観察することによって特徴付けた。得られた結果をこのパートで示す。
【０１２６】
５．４．繊維の長さ
繊維の長さを標準的なＵＮＥ４０１５２：１９８４を用いて決定した。試料を２０℃±２℃及び６５％±５％ｈ．ｒ．（相対湿度）で２４時間慣らした。測定の条件を次の表５に示す：
［表５］
2020045602.tif 000016
【０１２７】
次の表６は、各試料について得られた結果を示している。
［表６］
2020045602.tif 000017
【０１２８】
観察結果：
未処理の試料は、最も大きい繊維長を有している。処理後、全試料の繊維長が減少した。本発明者らは、試料Ｂ１４  ８及び従来通り処理した繊維が、長さの最も大きい減少を示すことを観察した。この結果は、ヘミセルラーゼと組み合わせた化学薬品（ＮａＯＨ）及びセルラーゼ酵素の侵襲的作用によるものである可能性がある。同じくセルラーゼで処理された試料Ｂ１２  ８は、短い繊維長を示す。未処理の試料の次に、より大きい繊維長を有する試料は、ポリガラクツロナーゼとヘミセルラーゼで処理した繊維に対応する、試料Ｂ１３  ８である。
【０１２９】
５．５．繊維の繊度
繊維の繊度及びタイター（［ｔｉｔｅｒ］）を、顕微鏡ＺＥＩＳＳ  Ａｘｉｏｐｌａｎ、カメラ、及び解析プログラムＤｅｌｔａＰｉｘ  ３００を用いて決定した。試験は、試料から最も短い繊維を抽出し、それらを透過光により顕微鏡で観察し、それらの写真を２５倍で撮影することからなる。次に、このプログラムは、約１５０の繊維の繊度及びタイターを測定する。
【０１３０】
次の表７は、繊維の得られた繊度及びタイター（［ｔｉｔｅｒ］）を示す。
［表７］
2020045602.tif 000018
【０１３１】
観察結果：
表７は、結果が高い変動係数値を示すことを示している。これは、繊維の繊度の不規則性によるものである。例えば、試料Ｂ１１  ８は、未処理の試料よりも大きい直径を有する。これは、乾燥後の繊維間に生じた結合によるものである可能性がある。先にパート５．３で述べたように、繊維を結合させるペクチン材料は加水分解されてしまうが、繊維は結合したままである。この物理的結合は、開繊機によって除去することができた。
【０１３２】
従来の試料は、最も良好な結果と最小の変動係数を示す。これらの結果は、従来のプロセスが、繊維を損傷し得るものの、繊維を分離するのにより効率的であることを示している。従来の試料の次に、最も良好な結果は、バイオペクチナーゼ酵素とセルラーゼ酵素で処理された試料Ｂ１２  ８で得られた。
【０１３３】
５．６．顕微鏡検査
顕微鏡検査は、顕微鏡ＺＥＩＳＳ  Ａｘｉｏｐｌａｎ及びプログラムＤｅｌｔａＰｉｘ  ３００を用いて明らかにされた。各試料の縦断面を作製し、それらを×１２.５の画像倍率で顕微鏡を通して観察した。試料は、透過光で観察した。各試料について、次の画像を撮影した：
【０１３４】
未処理の試料
試料のより重要な領域の顕微鏡写真。本発明者らは、図４に示す、繊維から剥離したフィブリルの存在を観察している。
【０１３５】
従来の試料
試料のより重要な領域の顕微鏡写真。本発明者らは、繊維から剥離したフィブリルの存在を観察している。この例では、本発明者らは、図５に示す、最も多くの量の剥離したフィブリルを観察している。
【０１３６】
試料Ｂ１１  ８
試料のより重要な領域の顕微鏡写真。本発明者らは、図６に示す、繊維から剥離したフィブリルの存在を観察している。
【０１３７】
試料Ｂ１２  ８
試料のより重要な領域の顕微鏡写真。本発明者らは、繊維から剥離したフィブリルの存在を観察している。この例では、本発明者らは、先の例よりも少ない量の剥離したフィブリルを観察している。本発明者らは、これらの繊維の繊度及び形状が図７に示す他の繊維よりも規則的であったことも観察している。
【０１３８】
試料Ｂ１３  ８
試料のより重要な領域の顕微鏡写真。本発明者らは、図８に示す、繊維から剥離したフィブリルの存在を観察している。
【０１３９】
試料Ｂ１４  ８
試料のより重要な領域の顕微鏡写真。本発明者らは、繊維から剥離したフィブリルの存在を観察している。この例では、本発明者らは、図９に示す、先の例よりも少ない量の剥離したフィブリルを観察している。
【０１４０】
観察結果：
顕微鏡観察の間、本発明者らは、試料間の主な相違が、繊維から剥離したフィラメントの存在によって示される損傷であることを観察した。これらのフィブリルの形成は、摩耗又は化学作用という現象によるものであり得る。未処理の試料もフィブリルを示すが、従来の試料は、処理前よりも多くの量のフィブリルを示す。したがって、従来の処理は、繊維の分解とフィブリルの形成を増大させる。
【０１４１】
試料Ｂ１３  ８、Ｂ１１  ８、及び未処理の試料の分解は類似している。
【０１４２】
試料Ｂ１２  ８及びＢ１４  ８は、他の試料よりも少ない量のフィブリルを示す。実際、本発明者らは、処理後の溶液槽に大量のフィブリルを観察している。したがって、本発明者らは、セルラーゼが繊維表面のフィブリルの除去に関与していると結論付けることができる。より正確には、セルラーゼは繊維を艶出しする。さらに、セルラーゼは、一般に、綿織物の表面のフィブリルの除去に用いられる。
【０１４３】
５．７．繊維の引張強度
試料の引張強度を、標準的なＵＮＥ  ＥＮ  ＩＳＯ  ５０７９：１９９６に従ってＩＮＳＴＲＯＮ  ５５４４装置により測定した。試験時の温度及び湿度条件は、それぞれ、２０.９℃及び６３％であった。
【０１４４】
結果を次の表８に示す：
［表８］
2020045602.tif 000019
【０１４５】
観察結果：
従来の試料は、最も良好な結果を示し、次いで、未処理の試料及びＢ１１  ８試料であった。繊維を弱くする可能性の高い何らかの添加剤製品が適用されたので、未処理の試料が最大の引張強度を有するはずであった。しかしながら、従来の試料が、未処理の試料よりも良好な結果を得た。本発明者らは、従来の試料の大きい引張強度が、繊維に接着して、摩擦係数を増大させ、それにより、繊維により大きい強度を付加し得るフィブリルの存在によるものであると考えている（本発明者らが顕微鏡検査で見たとき、フィブリルは、この試料中により多く存在する）。また、従来の繊維の引張強度は、ＮａＯＨの存在によって増大した可能性がある。実際、綿のシルケット加工プロセスでは、２３％を上回るＮａＯＨの添加は、繊維の引張強度を増大させることができる。
【０１４６】
表から分かるように、最も低い引張強度を得る試料は、その処理溶液槽にセルラーゼ酵素が存在するために、試料Ｂ１２  ８及びＢ１４  ８である。また、本発明者らは、顕微鏡検査で得られた結果と引張強度測定で得られた結果を関連付けることができる。実際、フィラメントの量が少ない試料は、より低い引張強度を示した試料、すなわち、セルラーゼ酵素で処理した試料である。
【０１４７】
従来の試料の次に、最も良好な結果は、それぞれ、バイオペクチナーゼ及びポリガラクツロナーゼ＋ヘミセルラーゼで処理した、Ｂ１１  ８及びＢ１３  ８試料で得られる。
【０１４８】
結論
長さの測定は、化学処理とセルラーゼ酵素が繊維を損傷することを示した。試料Ｂ１３  ８（ポリガラクツロナーゼ＆ヘミセルラーゼ）は、未処理の試料の次に、最も長い繊維を有する。三番目に良好な試料は、長さが６２ｃｍのＢ１１  ８である。
【０１４９】
繊度測定は、最良の結果が従来のプロセスで得られることを示した。従来の試料の繊度は、繊維の脱フィブリル化によるものである可能性がある。より正確には、繊維の直径は、フィブリルが除去された場合により小さい。従来のプロセスの次に、最良の結果は、試料Ｂ１２  ８（４８ｄＴｅｘ）及びＢ１３  ８（６０ｄＴｅｘ）で得られた。
【０１５０】
顕微鏡検査は、従来のプロセスが繊維を損傷させ、表面のフィブリルの数を増加させることを示した。他方で、セルラーゼ酵素は、繊維のフィブリルの除去に関与している。
【０１５１】
引張強度値は、最も良好な結果が従来のプロセスで得られたことを示している。しかしながら、最も良好な酵素プロセスは、試料Ｂ１１  ８及びＢ１３  ８で得られた。結果は、セルラーゼ酵素が繊維の引張強度に影響を有することも示した。
【図１】
2020045602.tif 000020
【図２】
2020045602.tif 000021
【図３】
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【図４】
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【図５】
2020045602.tif 000024
【図６】
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【図７】
2020045602.tif 000026
【図８】
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【図９】
2020045602.tif 000028
【手続補正書】
【提出日】令和1年12月12日(2019.12.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多層スタックを含む不織材料であって、前記多層スタックは個別の相互接続層を含み、前記層の各々は、同じものでも異なるものでもよく、約８０−９５％ｗ／ｗの葉繊維又は茎繊維と約５−２０％ｗ／ｗのポリマーの、エアレイされた複合繊維を含み、ここで、前記ポリマーは、約１８０℃以下の温度で可融性であり、前記葉繊維又は茎繊維が、パイナップル科の１以上の植物の葉を含み、前記不織材料が、約１０−２０テックスのデニールを有する、不織材料。
【請求項２】
前記多層複合葉又は茎／ポリマー繊維が、エアレイイングのプロセスによって多層材料に形成される、請求項１に記載の不織材料。
【請求項３】
前記繊維が、顔料を含むさらなる親水性アクリル樹脂の表面コーティングでコーティングされている、請求項１又は２に記載の不織材料。
【請求項４】
前記不織材料が、約１６ＭＰａの引張強度を有する、請求項１−３のいずれか一項に記載の不織材料。
【請求項５】
多層スタックを含む不織材料を製造するプロセスであって、前記多層スタックは、個別の相互接続層を含み、前記層の各々は、同じものでも異なるものでもよく、約８５−１００％ｗ／ｗの葉繊維又は茎繊維と約５−２０％ｗ／ｗのポリマーの、エアレイされた複合繊維を含み、ここで、前記ポリマーは、約１８０℃以下の温度で可融性であり、前記葉繊維又は茎繊維が、パイナップル科の１以上の植物の葉を含み、前記不織材料が、約１０−２０テックスのデニールを有し、前記プロセスは：
ａ）前記葉繊維又は茎繊維を脱ガム化すること；
ｂ）複数の層の各々の繊維が、隣接する層の繊維と相互接続している、葉繊維又は茎繊維の複数の層から構成されるスタックを形成させること；
ｃ）前記複数の層を相互接続させて、不織多層マットを形成させること；
ｄ）可融性材料を前記マットに塗布すること
を含む、プロセス。
【請求項６】
相互接続の方法がエアレイイングを含む、請求項５に記載のプロセス。
【請求項７】
前記脱ガム化プロセスが、化学的脱ガム化を含む、請求項５又は６に記載のプロセス。
【請求項８】
前記脱ガム化プロセスが、酵素脱ガム化を含む、請求項５−７のいずれか一項に記載のプロセス。
【請求項９】
葉繊維及び／又は茎繊維を脱ガム化する方法であって、前記葉繊維及び／又は茎繊維を、ポリガラクツロナーゼ、ペクチンエステラーゼ、ペクチンリアーゼ、ヘミセルラーゼ、ペクチナーゼ、及びセルラーゼ、並びにそれらの組合せからなる群から選択される１以上の酵素で処理することを含む、方法。
【請求項１０】
前記酵素が、ポリガラクツロナーゼ、ペクチンエステラーゼ、ペクチンリアーゼ、及びヘミセルラーゼ、並びにそれらの組合せのうちの１つ又は複数から選択される、請求項９に記載の脱ガム化方法。
【請求項１１】
前記酵素が、ポリガラクツロナーゼとペクチンエステラーゼとペクチンリアーゼとヘミセルラーゼ（バイオペクチナーゼ）の混合物であるか、又はポリガラクツロナーゼとヘミセルラーゼの混合物である、請求項９又は１０に記載の脱ガム化方法。
【請求項１２】
前記酵素が、ポリガラクツロナーゼとヘミセルラーゼの混合物である、請求項９−１１のいずれか一項に記載の脱ガム化方法。
【請求項１３】
前記酵素が、５％ポリガラクツロナーゼと１％ヘミセルラーゼの混合物である、請求項９−１２のいずれか一項に記載の脱ガム化方法。