(57)【要約】    【課題】  廃液中の水質汚濁物質を低減し、綿繊維の連続した処理に適し、さらに酵素溶液を簡単に調整できる精練方法を提供すること。    【解決手段】  一対の電極に電圧を印加してコロナ放電を発生させた状態で、前記一対の電極の間に綿繊維を通過させた後、ペクチン質を分解する酵素を含む酵素溶液を前記綿繊維に含ませてから絞り、前記綿繊維に前記酵素溶液を付与した状態で所定時間保管し、その後に前記綿繊維を洗浄し乾燥することで、綿繊維の吸水性が高くなり、綿繊維中のペクチン質が十分に除去され（ＭＢ値が低い）、効果的に酵素精錬が行なわれる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
綿繊維に放電処理をした後、ペクチン質を分解する酵素を含む酵素溶液を綿繊維にパディング法で付与することを特徴とする綿繊維の精練方法。
【請求項２】
一対の電極に電圧を印加してコロナ放電を発生させた状態で、前記一対の電極の間に綿繊維を通過させた後、ペクチン質を分解する酵素を含む酵素溶液を前記綿繊維に含ませてから絞り、前記綿繊維に前記酵素溶液を付与した状態で所定時間保管し、その後に前記綿繊維を洗浄し乾燥することを特徴とする綿繊維の精練方法。
【請求項３】
電圧が印加されると放電が発生する一対の電極を備え、前記一対の電極の間に綿繊維を通過させ綿繊維を放電処理する放電装置、及び、ペクチン質を分解する酵素を含む酵素溶液が入れられる容器と、前記容器に浸漬された綿繊維を絞る絞り部材とを備え、前記放電処理の後に前記酵素溶液を綿繊維にパディング法で付与する酵素処理装置を有することを特徴とする綿繊維の精練装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、綿繊維からペクチン質を除去するための精練方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
綿繊維の精練では、ペクチン質を除去するために水酸化ナトリウム水溶液によって処理が行なわれるが、水酸化ナトリウム水溶液の廃液は強アルカリ性であるため、排水処理の規模が大きくなりやすいという問題がある。これにかわって、ペクチン質を分解するペクチナーゼを使用して、綿繊維のペクチン質を除去することが提案されている（非特許文献１、２）。非特許文献１、２では、綿繊維と酵素溶液との親水性を高めるために、界面活性剤の添加や、有機溶剤系逆ミセルの利用が必要とされるが、これら界面活性剤などの廃液は水質汚濁の原因になるため特別な排水処理が必要となる。
【０００３】
一方、綿繊維にコロナ放電をしたのちにペクチナーゼを含む酵素精練浴に綿繊維を浸漬させると、コロナ放電によって綿繊維の吸水性が向上するため、界面活性剤が削減可能であるという提案がされている（非特許文献３）。この非特許文献３では、綿繊維に対して界面活性剤を添加して酵素処理を行なった場合と、界面活性剤を添加せずにコロナ放電前処理をして酵素処理を行なった場合とを比較して、綿繊維の吸水性についてコロナ放電前処理が界面活性剤の添加とほぼ等しい効果を有するという知見を得ている。このときに用いられた酵素処理はいわゆる浸漬法であって、綿繊維は、ペクチナーゼ５ｇ／Ｌ、界面活性剤を添加する場合では界面活性剤としてＴｒｉｔｏｎＸ−１００（ＴＸ−１００、ポリ（オキシエチレン）オクチルフェニルエーテル  エチレンオキサイド付加数  約９−１０、キシダ化学株式会社製の試薬）２ｇ／Ｌを含み、酢酸緩衝液でｐＨ４に調整して浴比を５０：１とした酵素精練浴に浸漬され、４０℃の恒温水槽中で６時間振とうされ、その後に水洗、乾燥される。
【非特許文献１】K. Sawada, S. Tokino, M. Ueda, X. Y. Wang, “Bioscouring of cotton with pectinase enzyme”, JSDC, 1998, 114, p.333
【非特許文献２】K. Sawada, S. Tokino, M. Ueda, “Bioscouring of cotton with pectinase enzyme in a non -aqueous system”, JSDC, 1998, 114, p.355
【非特許文献３】大萩成男、外６名、「綿布帛の染色前処理工程へのコロナ放電処理の応用」、和歌山工業技術センター研究報告（平成１２年度）、和歌山県工業技術センター、平成１３年１１月１日、ｐ．４−ｐ．５
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
非特許文献３では、酵素処理は浸漬法によって行なわれており、綿繊維は酵素精錬浴に６時間程度浸漬される。この浸漬法は、一つの酵素精錬浴に対してまとまった量の綿繊維が処理されるためバッチ処理に適する。しかし、綿繊維は酵素精錬浴に所定時間留まるため、長尺の綿繊維を連続的に処理するには適さないという問願がある。
【０００５】
また、非特許文献３では、ペクチン質とペクチナーゼの反応は酸性下で進行しやすいため、酢酸緩衝液を使用して酵素精錬浴をｐＨ４に調整している。そのため、酵素精錬浴の調整や管理、廃液の処理が複雑になるという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明の目的としては、廃液中の水質汚濁物質を低減し、綿繊維の連続した処理に適し、さらに酵素溶液を簡単に調整できる精練方法及びその装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る特徴的な綿繊維の精練方法においては、綿繊維に放電処理をした後、ペクチン質を分解する酵素を含む酵素溶液を綿繊維にパディング法で付与する。
【０００８】
本発明に係る特徴的な綿繊維の精練方法においては、一対の電極に電圧を印加してコロナ放電を発生させた状態で、前記一対の電極の間に綿繊維を通過させた後、ペクチン質を分解する酵素を含む酵素溶液を前記綿繊維に含ませてから絞り、前記綿繊維に前記酵素溶液を付与した状態で所定時間保管し、その後に前記綿繊維を洗浄し乾燥する。
【０００９】
本発明に係る特徴的な綿繊維の精練装置においては、電圧が印加されると放電が発生する一対の電極を備え、前記一対の電極の間に綿繊維を通過させ綿繊維を放電処理する放電装置、及び、ペクチン質を分解する酵素を含む酵素溶液が入れられる容器と、前記容器に浸漬された綿繊維を絞る絞り部材とを備え、前記放電処理の後に前記酵素溶液を綿繊維にパディング法で付与する酵素処理装置を有する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、廃液中の水質汚濁物質を低減し、綿繊維の連続した処理に適し、さらに酵素溶液を簡単に調整できる精練方法及びその装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明に係る実施の形態について説明する。本実施の形態における例示は本発明を限定するものではない。
【００１２】
本実施の形態は、綿繊維の精練において、綿繊維に放電処理を行なって、酵素処理をパディング法で行なうことを特徴とする。
【００１３】
綿繊維としては、ニット、織物、不織布などを用いることができる。実験用の小片から大量生産用の幅広の綿繊維に適用することができる。綿繊維は、織りあがったそのままの状態（生機）ではペクチン質、タンパク質、蝋分などが含まれるため、精練によってこれらを除去して染色や漂白など後工程の作業を順調にし仕上がりを良くする。生機の状態の綿繊維は、無極性であって静電気によってわずかに帯電される程度である。そのため、そのままでは極性の酵素溶液との親水性が低くて、十分に酵素溶液が吸水されない。そこで、酵素溶液を付与する前に放電処理を行なって、綿繊維を親水性に改質する。綿繊維に放電を行なうことで吸水性が高まるため、酵素液中の界面活性剤が削減でき排水処理が簡単になる。
【００１４】
放電処理は、一対の正負の電極に電圧をかけてコロナ放電を発生させた状態で、両電極間に綿繊維を通過させて行なわれる。放電処理での放電出力、綿繊維の通過速度、綿繊維と電極との距離、綿繊維の放電領域通過回数などによって、綿繊維の帯電性を調整することができる。綿繊維が長尺の場合には、特に、放電出力、通過速度、電極との距離を一様に保ち、綿繊維を放電領域に複数回通過させることで、綿繊維を均一に帯電させることができる。これによって、酵素処理で綿繊維は酵素溶液を均一に吸収するためペクチン質の除去も均一になって、染色や漂白などの後工程でムラを削減することができる。
【００１５】
放電にはコロナ放電を好適に用いることができる。このコロナ放電では、放電電極間は電離、発光しており、高濃度な化学的活性種や紫外線等が放電領域に存在し、放電領域において綿繊維は電荷によって帯電させられるだけではなく、活性種や紫外線等によって表面層が化学的に酸化作用を受ける。例えば、疎水性の炭化水素鎖などが酸化され、親水性の水酸基、カルボキシル基などが生じ、結果として綿繊維表面が親水化される。また、コロナ放電処理を行なった綿繊維を水中に浸漬させると、綿繊維の酸化によって低分子の有機酸が生成して、水溶液が酸性を呈する。ペクチン質とペクチナーゼは酸性溶液下で反応が行なわれるため、コロナ放電処理と酵素処理とを組み合わせれば、溶液を酸性にするためのｐＨ調整を不要にすることができる。
【００１６】
パディング法による酵素処理は、綿繊維に酵素溶液を含ませて、酵素溶液が蒸発しないようにして綿繊維を一定時間保持して、綿繊維中のペクチン質を酵素溶液と反応させて除去するものである。
【００１７】
パディング法の一例としては、綿繊維は酵素溶液に浸漬された後に絞られて、酵素溶液を含んだ状態で、温度調節されて所定時間保管される。このパディング法によれば、酵素溶液を容量の小さい容器に入れて、この容器の中に綿繊維を浸漬した後にローラで綿繊維を絞ることで、長尺の綿繊維を連続的に処理できる。また、酵素溶液が入る容器の中に綿繊維を移動させる程度で、綿繊維に酵素溶液が付与されるため、この容器の容量を小さくして酵素溶液を少量にすることができる。酵素溶液が付与された綿繊維は、酵素溶液が蒸発しないようにして一定時間保持され、その後に洗浄、乾燥される。酵素溶液は、ペクチン質を除去する酵素として例えばペクチナーゼを含む水溶液である。ペクチナーゼの濃度は、５ｇ／Ｌ以上１０ｇ／Ｌ以下が好ましい。また、ペクチン質とペクチナーゼとが効率良く反応するように、酵素溶液が付与された綿繊維は約４０℃に保持されることが好ましい。
【００１８】
ペクチン質とペクチナーゼは酸性化で反応するため酢酸緩衝液を使用して酵素溶液を酸性に調整する。パディング法では酵素溶液の使用量が少ないため、上記したようにコロナ放電された綿繊維を溶液に浸すと酸性になるという作用によって、このようなｐＨ調整を省略することが可能である。これに対し、浸漬法による酵素処理では、綿繊維に対して酵素溶液の量が多いため、コロナ放電の作用によってのみでは十分に溶液が酸性になりにくく、適宜ｐＨ調整を行なう必要がある。
【００１９】
図３に精練装置の一例を示す。図３において、放電処理は、一対の電極２に電圧を印加してコロナ放電を発生させ、この電極２間に綿繊維１を通過させて行なわれる。また、パディング法による酵素処理は、容器３に酵素溶液を入れて、容器３内のローラ４によって綿繊維１を酵素溶液中に案内し、酵素溶液から出たところで絞り部材である一対のローラ５によって綿繊維１を絞ることで行なわれる。酵素溶液が付与された綿繊維１は、その後、温調されながら所定時間保管され、乾燥、洗浄される（不図示）。
【実施例】
【００２０】
以下、本発明の実施例について説明する。
【００２１】
（実施例１）
本実施例１において、綿繊維には、染色試験用の綿ニット生機（色染株式会社製）をそのまま使用した。
【００２２】
放電処理には、線対円筒型のコロナ放電処理装置を使用した。この装置を用いて、綿ニット生機に、放電出力１ｋＷ、処理速度１ｍ／分、電極間隙３ｍｍ、放電領域通過回数２０回で両面処理を行なった。
【００２３】
酵素処理には、ペクチナーゼ（試薬、Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ  ｍｉｇｅｒ起源、約１，７００ｕｎｉｔ／ｇ、東京化成工業株式会社製）を用いた。
【００２４】
パディング法による酵素処理では、ペクチナーゼ５ｇ／Ｌを含み酢酸緩衝液でｐＨ４に調整した酵素溶液を用いて、酵素溶液を付与した綿ニット生機を乾燥しないようにチャック付のポリエチレン袋に入れて、４０℃で２４時間保管した。その後綿ニット生機を水洗し乾燥した。
【００２５】
綿ニット生機の脱ペクチン性の評価にはメチレンブルー吸着法を用いた。綿ニット生機１ｇあたりメチレンブルーの吸着モル数を１０５倍にしたものをＭＢ値として、綿ニット生機のペクチン質の量を評価した。
【００２６】
また、綿ニット生機の吸水性の評価には、ＪＩＳ  Ｌ１０９６の沈降法を用いた。
【００２７】
（実施例２）
実施例２では、上記した実施例１において酵素溶液の濃度を１０ｇ／Ｌとしたほかは、実施例１と同様の操作及び評価を行なった。
【００２８】
（実施例３）
実施例３では、上記した実施例１において酵素溶液のｐＨ調整を行なわないほかは、実施例１と同様の操作及び評価を行なった。具体的には、酢酸緩衝液を用いなかった。
【００２９】
（比較例１）
比較例１では、綿ニット生機に酵素処理及びコロナ処理のいずれも行なわないで、実施例１と同様の操作及び評価を行なった。
【００３０】
（比較例２）
比較例２では、上記した実施例１において酵素処理のみ行い、コロナ処理を行なわないほかは、実施例１と同様の操作及び評価を行なった。
【００３１】
実施例１−３、及び比較例１、２の評価結果を表すグラフを図１に示す。
【００３２】
図１に示すように、実施例１−３では綿繊維はいずれも界面活性剤を用いずに吸水性が良好であり、ＭＢ値が低いことから綿繊維中のペクチン質が十分に除去されたことがわかる。
【００３３】
特に、実施例３では、ｐＨ調整を行なわなくても、吸水性が良好で、ＭＢ値が低かった。これは、コロナ放電処理とパディング法とを組み合わせると、処理液のｐＨが低くなる作用があるからと考えられる。
【００３４】
図２には、綿ニット生機に対してコロナ放電処理を行なった回数に対して、綿ニット生機の水抽出液のｐＨ（ＪＩＳ  Ｌ  １０９６  ８．４０．１により測定）の関係を表したグラフである。図２に示すように、コロナ放電処理を行なった綿ニット生機の水抽出液は弱酸性を呈するが、これはコロナ放電処理による綿ニット生機の酸化によって低分子の有機酸が生成したためと考えられる。そのため、酵素溶液のｐＨ調整を行なわなくても、酵素溶液が弱酸性を呈するため、酵素処理によるペクチン質除去の効果が得られる。
【００３５】
一方、比較例１では、コロナ放電処理及び酵素処理を行なわないため、綿ニット生機は吸水性が改質されず、ペクチン質も除去されない状態であるため、吸水性が低くＭＢ値が高い。
【００３６】
比較例２では、コロナ放電処理が行なわれなかったため綿ニット生機は吸水性が低く、酵素処理が行なわれたが、綿ニット生機の吸水性が低く酵素溶液が十分に浸透しないため、ペクチン質が十分に除去されずＭＢ値が実施例１−３に比較して高かった。
【００３７】
このように、本実施の形態によれば、コロナ放電処理による綿繊維の親水化と、酵素処理によるペクチン質の分解の特徴を併せもつ環境適合型の酵素精錬方法を提供することができる。
【００３８】
また、コロナ放電処理によって綿繊維の親水性が確保されるため、従来の酵素処理で必要とされていた界面活性剤を削減しても、綿繊維の親水性を高めることができる。
【００３９】
また、パディング法による酵素処理によれば、酵素溶液の使用量を少なくし、また長尺の綿繊維を連続して処理することが可能となる。
【００４０】
また、パディング法では酵素溶液の使用量が少ないため、コロナ放電された綿繊維を溶液に浸すと酸性になるという作用が効果的になり、結果としてｐＨ調整を不要とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の実施例及び比較例の吸水性及びＭＢ値を表すグラフである。
【図２】本発明の実施例におけるコロナ放電処理をされた綿繊維の水抽出液のｐＨを表すグラフである。
【図３】本発明の実施の形態に係る精練装置の一例を示す模式図である。
【符号の説明】
【００４２】
１    綿繊維
２    電極
３    容器
４    ローラ
５    絞り部材
【図１】
2006132039.tif 000003
【図２】
2006132039.tif 000004
【図３】
2006132039.tif 000005