新規繊維加工用酵素の諸性質の解析及びその遺伝子構造の解明
山本周治 * 1

北野道雄 * 1

Analysis of Some Characteristics of The New Enzyme for Fiber Processing andElucidation of Gene Structure
Shuji YAMAMOTO, Michio KITANO
Owari Textile Research Center, AITEC ＊ １

メディエータ６種類を添加したポリエステル処理布を作製し、風合 い試験、吸水性試験、帯電特性、強伸度、防しわ試験及び染色試験を行なった。その結果、一部のメディエータでは、酵素単独で処理するよりポリエステル繊維の破壊が進み、柔軟性が増して強伸度が低下し、吸水性、帯電性が向上することがわかった。しかし、防しわ性においては酵素とメディエータによる繊維への分解がより多く進むため、防しわ性は処理方法によっては悪くなった。

2.2 メ デ ィ エ ー タ 添 加 処 理

1. は じ め に６種類のメディエータを酵素と共に添加し、 表 1 の２

本年度の研究は、平成１２年度から始まった「遺伝子４種類の試料を作成した。

組み換え技術による有用酵素の創製と繊維加工への応用

実験用試料は JIS ポリエステル添付白布を用い、前処に関する研究」の一部である。今年は、微生物酵素の繊理として６０℃で１０分湯洗いし、自然乾燥後使用 した。

維加工への先発の研究として、反応を促進するメディエ

前処理した試料は至適温度、至適ｐＨで添加量を２０ータを市販品酵素に添加し、ポリエステル処理を行った。

０％o.w.f.とし、バイオシェーカーBR‑30L（タイテックリパーゼにメディエータ（Deni Lite Plus）を添加処理製）を用いて１２０ r.p.m.で５時間施回振とうした。そ後、ラッカーゼにメディエータ（Deni LitePlus）を添の後、９０℃で２０分間熱湯による失活処理を行った。

加 処 理 す る か リ パ ー ゼ に メ デ ィ エ ー タ （ABTS ＋ １ −ここで、ｐＨはリン酸二水素カリウムとリン酸二ナトリHydroxybenzotriazole）を添加処理後、ラッカーゼにメウムでｐＨ７に、また酢酸と酢酸ナトリウムでｐＨ５にディエータ（ABTS＋１−Hydroxybenzotriazole）を添加調整した。

処理する方法が、ポリエステル繊維の分解を促進するこ

2.3 実験方法とが判った。

2.3.1 電子顕微鏡による表面観察

2. 実 験 方 法
反応を強力にするメディエータ６種類を添加した２酵素処理したポリエステル布帛の繊維表面を走査型
電子顕微鏡 JSM‑T330（日本電子株式会社製）で観察した。
2.3.2 風合い測定 装 置 に よ る 評 価

４種類の処理布を作製し、風合い試験（引張り・せん断ポリエステル布帛を風合い測定装置（カトーテック株試験、曲げ試験、圧縮試験）、吸水性試験、帯電特性、強式会社製）を用いて引張り・せん断試験（KES‑FB1）、曲伸度、防しわ試験及び染色試験を行なった。

げ試験（KES‑FB2）及び圧縮試験（KES‑FB3）の試験を行2.1 酵 素 の 選 択った。

使用した酵素はリパーゼＰＳ（天野エンザイム株式会社製）とラッカーゼダイワ（大和化成株式会社製）である。
*1 尾 張 繊 維 技 術 セ ン タ ー 加 工 技 術 室

2.3.3 吸水性試験
吸水性の測定は JIS L 1907 繊維製品の吸水試験方法のうち、吸水速度（滴下法）を準用して行った。

表１番号

酵素とメディエータの組み合わせ

酵素名

メディエータ名

12‑1

ﾗｯｶｰｾﾞﾀﾞｲﾜ

1‑Nitroso‑2‑naphthol‑3,6‑disulfon

12‑2

ﾗｯｶｰｾﾞﾀﾞｲﾜ

2‑Nitroso‑1‑naphthol‑4‑sulfonic番号

酵素名

メディエータ名17‑4

ﾘﾊﾟｰｾﾞ PSなしic acid disodium solt
ﾗｯｶｰｾﾞﾀﾞｲﾜ

Violuric acid monohydrateacid

12‑3

ﾗｯｶｰｾﾞﾀﾞｲﾜAcetosyringone

12‑4

ﾗｯｶｰｾﾞﾀﾞｲﾜ

Violuric acid monohydrate

12‑5

ﾗｯｶｰｾﾞﾀﾞｲﾜ

Deni Lite Plus

12‑6

ﾗｯｶｰｾﾞﾀﾞｲﾜ

ABTS+1‑Hydroxybenzotriazole

15‑1

ﾘﾊﾟｰｾﾞ PS

1‑Nitroso‑2‑naphthol‑3,6‑disulfon

17‑5

ﾘﾊﾟｰｾﾞ PS

な

ﾗｯｶｰｾﾞﾀﾞｲﾜ

17‑6

17‑1‑1

Deni Lite Plus

ﾘﾊﾟｰｾﾞ PS

な

ﾘﾊﾟｰｾﾞ PS

ABTS+1‑Hydroxybenzotriazole

ﾘﾊﾟｰｾﾞ PS

1‑Nitroso‑2‑naphthol‑3,6‑disulfonicacid disodium solt

2‑Nitroso‑1‑naphthol‑4‑sulfonic

ﾗｯｶｰｾﾞﾀﾞｲﾜ

1‑Nitroso‑2‑naphthol‑3,6‑disulfonic

acid

15‑3

ﾘﾊﾟｰｾﾞ PS

しﾗｯｶｰｾﾞﾀﾞｲﾜ

ic acid disodium solt

15‑2

し

acid disodium solt

Acetosyringone

17‑2‑2

ﾘﾊﾟｰｾﾞ PS

2‑Nitroso‑1‑naphthol‑4‑sulfonic
acid

15‑4

ﾘﾊﾟｰｾﾞ PS

Violuric acid monohydrate

ﾗｯｶｰｾﾞﾀﾞｲﾜ

2‑Nitroso‑1‑naphthol‑4‑sulfonic
acid

15‑5

ﾘﾊﾟｰｾﾞ PS

Deni Lite Plus

15‑6

ﾘﾊﾟｰｾﾞ PS

ABTS+1‑Hydroxybenzotriazole

17‑1

ﾘﾊﾟｰｾﾞ PS
ﾗｯｶｰｾﾞﾀﾞｲﾜ

なし

17‑3‑317‑4‑4

1‑Nitroso‑2‑naphthol‑3,6‑disulfon

ﾘﾊﾟｰｾﾞ PS

Acetosyringone

ﾗｯｶｰｾﾞﾀﾞｲﾜ

Acetosyringone

ﾘﾊﾟｰｾﾞ PS

Violuric acid monohydrate

ﾗｯｶｰｾﾞﾀﾞｲﾜ

Violuric acid monohydrate

ﾘﾊﾟｰｾﾞ PS

Deni Lite Plus

ﾗｯｶｰｾﾞﾀﾞｲﾜ

Deni Lite Plus

ﾘﾊﾟｰｾﾞ PS

ABTS+1‑Hydroxybenzotriazole

ﾗｯｶｰｾﾞﾀﾞｲﾜ

ABTS+1‑Hydroxybenzotriazole

ic acid disodium solt

17‑2

ﾘﾊﾟｰｾﾞ PS
ﾗｯｶｰｾﾞﾀﾞｲﾜ

なし

17‑5‑52‑Nitroso‑1‑naphthol‑4‑sulfonicacid

17‑3

ﾘﾊﾟｰｾﾞ PS
ﾗｯｶｰｾﾞﾀﾞｲﾜ

なし

Acetosyringone

2.3.4 帯電特性

17‑6‑6

助剤：分散剤

スタチックオネストメータ H‑0110（シシド静電気株式会社製）を用いて、 JIS L 1094 織物及び編物の帯電性試

1.0g/l酢酸

2.0％o.w.f.

酢酸ナトリウム

1.0％o.w.f.

験方法のうち、半減期測定方法を準用して評価した。

温度及び時間：１３０℃×６０分

2.3.5 ポ リ エ ス テ ル 糸 の 強 伸 度 試 験

浴比：１：４３

酵素処理したポリエステル布帛 から、たて・よこ糸を取り出し、万能引張試験機 AG‑500A（島津製作所株式会社製）を用いて、JIS L 1095 単糸引張強さ及び伸び率をここで、2.3.2 から 2.3.6 までの試験は標準状態（温度２０℃、相対湿度６５％RH）で行った。

測定した。
2.3.6 防しわ試験
ポリエステル布帛を JIS L 1059 繊維製品の防しわ性試験方法によるしわ回復角の測定から、防しわ率で評価した。

3. 結 果 及 び 考 察
3.1 電 子 顕 微 鏡 に よ る 表 面 観 察
物性試験において変化の大きかった電子顕微鏡写真

2.3.7 染色試験を示す。写 真 １ （１０００倍）のブランクに比べると、ポリエステル布帛を以下の条件で染色して評価した。

写 真 ２ の１７‑５‑５で処理したものは繊維表面に大き染色方法な変化が認められた。これよりメディエータの種類によ

染料：Kayalon

Polyester T‑SF

1.0％o.w.f.っては酵素作用をさらに促進しポリエステル表面を大き417‐
617‐
2217‐
4417‐
66217‐

617‐

415‐

215‐

615‐

2412‐

3.2 風 合 い 測 定 装 置 に よ る 評 価12‐Ｂ

写真２0.160.140.120.1
0.08
0.06
0.04
0.02
012‐

写真１

曲げ剛性(g･cm2/cm)

く変化させることが判った。

図３ 曲げ剛性

酵素処理ポリエステル布帛のせん断剛性・引張り剛さ（KES‑FB1）、曲げ剛性（KES‑FB2）及び圧縮剛さ（KES‑FB3）

3.2.4 圧縮剛さ
曲げ剛性においては図 ４ のようにブランクと比較すを測定した。
3.2.1 せん断剛性

ると、メディエータ添加処理では５つの試料で増加した

図 １ のようにブランクと比較すると全てメディエー
タ添加処理で数値が減少し、せん断においては柔軟性がが、この他の１９の試料で減少した。圧縮剛さは各処理結果から１７‑５‑５の減少が大きかった。

増していることがわかった。
せん断剛性は各処理結果から１５‑５の減少が大きか

10.8った。
20.4

1.50.20.56417‐

6-24-‐

171717‐

2-6‐

417‐

217‐

64‐
1515‐

215‐

612‐

4‐

‐
1212201Ｂ

せん断剛性(g/cm/degree)

0.6

図４ 圧縮剛さ

646-以上の結果から風合いにおいては、柔軟性の付与には

17‐

217‐

4-

617‐

2-417‐

2‐
176‐
174‐
152‐
156‐
154‐
12‐
1212‐

Ｂ20１２‑５‑５の処理方法が最も有効であると思われる。

図1 せん断剛性

3.3 吸 水 性 試 験
3.2.2 引張り剛さ

吸水性においては図 ５ のようにブランクと比較する

図 ２ のようにブランクと比較すると全てのメディエータ添加処理で、引張り剛さの値が減少していた。引張り剛さは、各処理結果から１７‑５‑５の減少が大きかっ上がっていた。
吸水性は各処理結果から特に１７‑６‑６（３.８秒）と１７‑５‑５（３.９秒）が速かった。

図２ 引張り剛さ3.2.3 曲げ剛性

642‐

2-6‐
17174‐
172‐
176‐
154‐
152‐
156‐
124‐
122‐
12B

66‐

4-

4
1722-‐
176‐
17‐
174‐
172‐
176‐
154‐

2‐

15156‐4122‐‐1212Ｂ

06-0.2‐0.4170.64-時間(sec)

0.814121086420‐117た。とメディエータ添加処理は全て吸水時間が短く吸水性が

図５ 吸水性

3.4 帯電特性

図 ３ のようにブランクと比較すると全てメディエー

帯電特性においては図 ６ のようにブランクと比較す

タ添加処理では数値が減少していた。１７‑５‑５の減少

るとメディエータ添加処理は半減期、飽和電圧ともかなが大きかった。

り悪くなっているものがあった。ここでは飽和電圧よりも静電気を速く放出する時間である半減期の方が重要であるのでこれを比較することとした。

帯電性は各処理結果から、この中でも１７‑６‑６が最み反発性が低下したものと思われる。

も半減期が短かった。

たて

17―6-6

17―4-4

17―6

17―2-217―4

17―215―615―415―212―612―4B12―2

よこ

17―6-6

17―4-4

17―6

17―2-217―4

17―2

15―6015―40.1

015―25
12―60.2

12―40.3

10B15

防しわ率(％)

0.4

飽和電圧

飽和電圧(KV)

0.5
半減期

2012―2半減期(sec)

259088868482807876

図９ 防しわ試験

図６ 帯電特性

3.7 染 色 試 験
3.5 ポ リ エ ス テ ル 糸 の 強 伸 度 試 験

試料布の染色を行いその染色濃度をＫ／Ｓで図１０3 . 5 . 1 強度に示した。ここで、染色濃度は同浴で染色を行なわない

強度においては図 ７ のようにブランクと比較するとと染色濃度に差が出るため、前回行なった酵素単独処理

メディエータ添加処理したものは減少しているものが多との比較方法としてブランクよりどれだけ濃度が上がっかった。

たかを上昇率で比較した。この中でも、１５‑６が酵素単

強度は各処理結果からたて方向で１５‑３、よこ方向独処理と比べても濃度の上昇率が大きかった。

で１７‑６‑６の強度低下が大きかった。この内、たて、
15

よこ方向をあわせて考えると強度低下が大きかったのは、
濃度変化率(％)

105517‐

5-3

1317‐

1-5‐
173‐
17‐
171‐
175‐
153‐

15‐

15153‐
12‐‐

12-51210-10-15たて

図10 未処理との濃度変化率

17‐6-6

17‐4-417‐617‐2-2

17‐417‐215‐615‐415‐212‐612‐4

よこB

3.532.52
1.5
10.5
012‐2

強度(N)

１７‑６‑６であった。

4. 結び

図７ 引張試験(強度)

試験結果からメディエータを添加することによって3 . 5 . 2 伸度

酵素単独で処理するよりポリエステル繊維の破壊が進み、伸度においては図 ８ のように強度と同じ傾向であっ柔軟性が増して強伸度が低下し、吸水性、帯電性が向上た。この内、たて、よこ方向をあわせて考えると伸度低することがわかった。特にリパーゼにメディエータ（Deni下が大きかったものは１５‑３であった。

Lite（DeniPlus）を添加処理後、ラッカーゼにメディエータ

50

理 後 、 ラ ッ カ ー ゼ に メ デ ィ エ ー タ （ ABTS ＋ １ −30Hydroxybenzotriazole）を添加処理する方法が最もポリ

20

たて10

よこ‐
617‐
3317‐
66‐
31717‐
615‐
3‐
6151212‐30BPlus）を添加処理するかリパーゼにメディエータ（ABTS＋１−Hydroxybenzotriazole）を添加処

40伸度(％)

Lite

図８ 引張試験(伸度)エステル繊維の分解を促進する最も良い方法であると思われる。ただこの場合、防しわ性においては酵素とメディエータによる繊維への分解がより多く進むため、防しわ性は処理方法によっては減少すると考えられる。

文献

3.6 防 し わ 試 験
防しわ性においては図 ９ のように多くは向上する結果となった。防しわ性は、強度低下が大きいものが悪くなっているようであった。これは繊維内部まで破壊が進

山本、北野；テキスタイル＆ファッション，1 8 ，12, 616(2002)