繊維素酵素の繊維の織物の整理の中の応用

繊維素酵素のセルロース繊維の織物の整理の中の応用、木綿の織物の精密な加工、セルロースの繊維の織物の柔軟な整理、研磨の整理、デニムの織物が古い整理に帰ります、Lyocel繊維がもとの繊化の処理に行きますを含んで、繊維素酵素が紡織の加工の応用の中で存在する問題を指摘します。

作者：江南大學紡織服裝學院余円王強範雪栄

繊維素酵素の紹介

生物酵素製剤はその高効率性、専門性、作用條件が溫和で、環(huán)境に優(yōu)しい加工過程などの特徴で広く紡績染色加工に応用されています。

繊維素酵素は觸媒水分解セルロースのセットで、ブドウ糖を生成する酵素系の総稱です。現(xiàn)在、商品化された繊維素酵素は主に木かびと黒麹（Asppergillusniger）の2つの屬の菌株が発酵して生産されています。

線維酵素系の各成分はその性質と機能によって、主に3つの種類に分けられます。

（1）內接グルカン酵素（endo-l、4-D-vlucanase、EC 3.2.1.4、真菌からの略稱EG、細菌からの略稱Cen）。この酵素はランダムに加水分解セルロースの大分子鎖の中のp-l，4-グリセリンの結合によって新しい還元端を形成することができます。

（2）外切グルカン酵素（exo-l、4-p-D-jcanase、EC 3.2.91、真菌からの略稱CBH、細菌からの略稱Cex）。この酵素はセルロースの鎖の末端に沿って加水分解して、順次繊維の二糖を釈放します。

（3）p-グルコサミン酵素（3-D-～lucoidase、EC 3.2.12 l、BGともいう）は、繊維グリコーゲンとも呼ばれます。この酵素は、內接グルコサミンと外切グルコサミンの加水分解によって生成される繊維二糖、オリゴ糖、オリゴ糖を中心に加水分解を行い、ブドウ糖を生成します。

20世紀の80年代、米國の科學者はまず繊維素酵素を綿の織物に応用して整理して、その後各國の研究者は繊維維素酵素の紡織加工の中の応用に対して多くの研討を行いました。現(xiàn)在、繊維素酵素はセルロース繊維織物の洗練された前処理、柔軟な整理、研磨整理、デニム織物の古い整理などに応用されました。

繊維素酵素のセルロース繊維の織物の整理の中の応用

1.繊維素酵素の綿織物の精密な加工における応用

綿の織物は糊を取り除いた後に依然として大部分の天然の不純物（綿の種の殻、ペクチン、ろうの形の物質、蛋白質など）があって、スラリーと油剤が殘って、織物の濕潤性が悪くて、色合いが黃色が発生することを招いて、織物の外観、手觸りと後続の加工に影響しました。そのため、綿織物は糊を戻した後、精製加工を行い、天然不純物を除去する必要があります。綿織物の伝統(tǒng)的なアルカリ精練プロセスにはエネルギー消費が高く、廃水排出量が大きい、繊維損傷がひどいなどの欠點があり、すでに現(xiàn)代のグリーン紡績加工の要求に合わない。

繊維素酵素を利用して精密加工を行うことは各國の科學者が研究する重要な方向です。繊維素酵素は水分解セルロースを使用して、不純物が付著した微小繊維の加水分解を弱體化させ、機械的な作用の下で織物から脫落し、雑用の目的を達成し、繊維素酵素はまた綿繊維上の綿実殻を分解することができます。

胡映清は繊維素酵素の分解綿の種の殻に対して研究を行い、繊維素酵素が純粋な綿の種の殻の粉を処理する時、分解率は80%まで達し、繊維素酵素が綿織物の中に殘っている綿の実の殻を取り除くために理論的な支持を提供していることを発見しました。Csiszfirなどは1998年から繊維素酵素の綿織物の洗練された応用を研究し始めて、木綿の織物に対して繊維素酵素の前処理を行うとアルカリの精練の効果を高めることができます。同チームは商品化された繊維素酵素の降解綿の種子の殻についても研究したところ、商品化された繊維素酵素は綿織物の表面の綿の種を直接分解することができ、キレート剤ETAは繊維素酵素の降解綿の殻の能力を高めることができることがわかった。

繊維素酵素は綿織物を処理して一定の程度の上で雑用の目的に達することができますが、効果はそんなに理想的ではありません。酵素の洗練された効果をさらに高めるために、繊維素酵素と他の酵素製剤（ペプシン、リパーゼ、リパーゼ、木ポリグリコーゲン、角質酵素など）を使って再配合する研究が増えています。複合酵素製剤では、不純物がより多く、より速く水解されるように、各種の酵素成分間の協(xié)同作用があります。

現(xiàn)在、綿の織物の酵素法の洗練された訓練はまだ大規(guī)模な普及の応用を実現(xiàn)していないで、主に酵素がよく訓練して効果を処理する上にのためで、特に綿の種の殻の除去の方面で伝統(tǒng)のアルカリの精練の効果を達成することができなくて、それによってアルカリの精練に取って代わることができません。

酵素法の洗練された効果が悪い原因はたくさんあります。まず、綿織物の不純物成分は複雑です。これは単一の酵素成分を分解しにくいため、多種類の酵素の協(xié)同作用が必要です。これらの酵素製剤はまだ商品化製品が現(xiàn)れていません。例えば、ペクチン、角質酵素など、実験室のプロジェクト酵素の酵素活動はまだ高くないです。酵素法の洗練された研究を制限しました。つまり、酵素法の洗練には科學者のさらなる研究が必要です。

2.繊維素酵素のセルロース繊維織物の柔軟な整理における応用

生物は柔軟に整理するのは繊維素酵素のセルロース繊維に対する加水分解作用を利用して、繊維の剛性を低下させて、織物の柔軟な性能を高めます。

Yanvなどの研究によると、繊維素酵素を利用して、耐久性を処理し、アイロンをかけて整理した綿織物は、織物の風合いを改善することができますが、織物の強度と耐摩耗性が低下することが分かりました。呉賛敏氏は博士論文で生物化學結合の方法を研究し、綿織物の超柔軟整理を実現(xiàn)しました。本研究では，コットン織物は先に繊維素酵素の減量処理を経て，化學柔軟剤でそれを増分して整理した。繊維素酵素によって処理された綿織物はより多くの化學柔軟剤を吸著し、より多くの柔軟剤は繊維素酵素加水分解によって生成された細孔から繊維內部に入り、柔軟効果の耐久性を高めます。CSlszaFなどは繊維素酵素を用いて物理機械的作用と有機珪素柔軟剤を結合して亜麻及び亜麻織物を含めて整理していますが、酵素の整理は亜麻繊維の剛性を著しく弱め、麻織物の手觸りを効果的に改善することができます。王Guanなどは、線維酵素T 225処理の高支純ラミー織物の服用性能を研究した結果、線維素酵素T 225処理後、織物のしわ耐性がやや高くなり、手觸りがより柔らかく、かゆみが改善されることがわかった。

3.繊維素酵素のセルロース繊維織物の研磨整理における応用

セルロース繊維の表面には多くの突出した微小原繊維があり、外力と外界の摩擦を受けて、繊維表面のあらさと手觸りに影響を與えます。バイオ研磨は、繊維素酵素を利用してセルロース繊維織物の表面のあらさと柔軟性の整理を改善し、繊維素酵素を利用して水解織物の表面の綿毛とミクロ原繊維を利用して、それを脆弱にして、織物と織物あるいは織物と設備の間の摩擦を利用して、織物の表面から脫落させることができます。この整理は機織や編み物のセルロース繊維織物（綿、麻）に応用でき、繊維濕布加工の任意の段階で行うことができます。ほとんどの場合は漂白後に行うことができます。

Peteなどは、トランシェマルシェの繊維素酵素で綿繊維や糸を処理していますが、処理後は繊維が滑らかになり、糸の毛羽毛が減少していることが分かりました。Sreenathなどは繊維素酵素、ペクチン酵素と木ポリグリコーゲンの単獨または共同作用によって黃麻／綿混紡物を処理していますが、繊維素酵素は単獨で処理して織物の上の突起する黃麻と綿の繊維を取り除くことができます。繊維素酵素、ペクチナーゼと木ポリグリコーゲンの結合作用の時、繊維素酵素は比較的に低い用量の時にとても良い研磨の効果を達成することができて、ペクチナーゼと木のポリグリコーゲンの參加が繊維素酵素の研磨の整理に対して一定の促進の作用があることを説明します。Fuなどの研究によると、エチレンジアミンは繊維素酵素の活力、熱安定性を高め、酵素の最適溫度は50℃から65℃に高めることができます。グリセリンの研磨処理にエチレンジアミンを加えると、整理効果を高め、繊維素酵素の量を減らすことができます。

4.繊維素酵素のデニムの織物は古い整理の中の応用に帰ります。

デニムの織物は一般的にインディゴで染色した純綿糸を縦糸とし、染めない糸を橫糸として織った太い縞模様の布です。藍染料の耐濕摩擦色の堅牢さが悪いため、カウボーイ織物は特殊な水洗い方法で「著古」のファッション効果を得られ、消費者に人気があり、この整理はまたカウボーイ織物と呼ばれて、古い整理に戻ります。初期には、デニムの織物は石臼で水洗いする方法で「著古」効果が得られました。しかし、石臼の水洗い整理には避けられない欠點があります。例えば、軽石は機械的な撹拌作用の下で服裝の脫線、織物の強力な損失が大きすぎて、設備が壊れて、小さい軽石の粒子は設備排水システムの詰まりを引き起こします。

繊維素酵素はすでにデニムの織物の古い整理に応用しました。繊維素酵素によるデニム織物の表面の綿繊維の加水分解作用により、機械的外力の作用により、織物表面の藍染料が繊維と一緒に織物から取り除かれ、石臼水洗いのような効果が得られます。繊維素酵素水洗は基本的に石臼水洗に存在する問題を回避でき、他のいくつかの長所が得られます。例えば、繊維素酵素の水洗いしたデニムの織物はより均一で立體感の強い模様が得られ、色が鮮やかで、また本質的に織物の手觸りを改善することができます。しかし、繊維素酵素は落ちた藍染料と結合しやすいので、再び織物の表面に吸著し、繊維素酵素のデニム織物を古い整理に戻すと、色を戻す現(xiàn)象が発生し、繊維素酵素の水洗効果が低下します。

酸性の繊維素酵素と中性の繊維素酵素はすべてカウボーイの織物に応用して古い整理に帰ります。酸性の繊維素酵素はセルロース繊維に対してより強い加水分解作用があり、水洗い効率がより高いが、織物の強度損失が大きく、再現(xiàn)性が悪く、色が戻りやすい。中性繊維素酵素の活力は低く、酸性繊維素酵素と比べて、同じ整理効果を達成するには、より長い整理時間が必要です。しかし、中性繊維素酵素処理は織物に対して強く損失が少なく、整理効果の再現(xiàn)性が良く、リターンカラー現(xiàn)象が少ないです。酸性の繊維素酵素と中性の繊維素酵素はそれぞれ長所と短所があります。酸性の繊維素酵素の価格は中性の繊維素酵素より低くて、デニムの織物を古いものに戻して整理します。実際に生産する時に多く使うのは酸性の繊維素酵素です。

Mammaなどの研究では、プロテアーゼを利用してフィブリノゲン酵素を改質することで、デニム繊維繊維繊維酵素の処理中の還付色現(xiàn)象を効果的に減らすことができます。陳新琪などは超音波の條件の下で、中性の繊維素酵素を使ってデニムの織物に対して古い整理を返して、超音波の作用が中性の繊維素酵素の活性を高めることができることを発見して、デニムの織物の色褪せの効果を強めて、色褪せ率は高まる。

5.繊維素酵素のLyocel繊維による原繊化処理への応用

Lyocel繊維は、Tencel繊維とも呼ばれ、一種類のおじさんアミン酸化物NMMOを溶剤にしてセルロースを溶かして紡績液を作って、糸を紡いで成形します。溶剤は環(huán)境に汚染がないので、新世紀のグリーン繊維と呼ばれています。また、Lyocel繊維は手觸りが柔らかく、吸濕性が良く、強度が良いなどの長所を持っています。

繊維の原繊維化とは、繊維と繊維が他の物體と濕潤摩擦を起こした後、繊維表面の一部の巨原繊維が繊維本體から剝離し、さらに細かい微原繊維に分裂する過程をいう。セルロース繊維は一般的に原繊維化の問題が存在しており、その中でもLyocell繊維は使用中に原繊維化の程度が最も深刻である。織物の中の繊維のもとは繊維化した後に、織物は毛羽立ってボールを起こしやすくて、染色する光沢は悪くて、深刻に織物の品質と服用の性能に影響します。

繊維素酵素を利用して、Lyocel繊維の表面の微原繊維を解水して、それを次第に弱體化させて、機械の協(xié)同作用の下で、それを破壊して取り除くことができて、繊維がもとの繊維に行くことを達成します。Morgadoなどの研究によると、繊維素酵素は短時間でLyocel織物を処理すると、織物の繊維表面の微原繊維と綿毛が除去できず、かえって原繊維化を強める傾向があるということです。しかし、繊維素酵素の処理時間を延長すると、繊維表面の微原繊維と綿毛がまた除去されます。さらに，この整理過程において機械的役割が非常に重要な役割を果たすことを研究で確認した。Kumarなどは、フィトキシアーゼを利用してLyocell織物を処理しています。処理後の織物の風合い、懸垂性、表面の光沢などが改善されています。Younsookなどの研究によると、希釈アルカリ前処理はさらに繊維素酵素処理Lyocel繊維の原繊化効果を高めることができる。

6.繊維素酵素の紡績加工応用における問題

繊維素酵素は紡績加工応用に多くの長所を持っていますが、まだいくつかの問題があり、そのさらなる大規(guī)模な応用を制約しています。

1.処理後の織物の強力な損失が大きい

繊維素酵素には三つの異なる酵素成分が含まれています。內接グルカン、外切グルカン酵素、繊維二糖酵素です。三種類の酵素成分の協(xié)同作用の下で，セルロース繊維の非晶質領域と結晶化領域は加水分解できる。3つの酵素成分が同時に存在すると，3つの習慣が繊維上の同じ位置に集まって作用する。そのため、繊維は繊維素酵素によって加水分解されると、繊維上の局部領域に「穴」と部分的に亀裂が生じます。さらに，繊維素酵素分子は繊維內部に拡散し，繊維內部に損傷を與えることができる。繊維素酵素の加水分解作用により、制限されない破壊を受けて織物を構成するセルロース繊維が、酵素処理後の織物の強力な損失を引き起こします。

2.酵素製剤のコストが高い

従來の化學処理のコストと比較して、酵素製剤の価格は相対的に高すぎる。紡績業(yè)界の利益はもともと高くないです。酵素製剤の高価格は広く応用されています。

3.酵素の安定性が悪く、工程再現(xiàn)性が悪い

繊維素酵素の活動は安定を維持するのが難しいため、貯蔵條件の変化、貯蔵時間の長さなどが影響します。また，繊維素酵素活性は処理溫度とpHに敏感であり，僅かな変動がそれらに影響を與える。紡績加工においては、ロット毎の酵素処理の條件は同じですが、加工後の織物の品質は一致しにくいです。

まとめ：繊維素酵素は紡績加工応用においてまだいくつかの問題がありますが、商品化繊維素酵素の持続的な発展と技術と工蕓の不斷の進歩に伴って、セルロース繊維織物整理における応用範囲が拡大し、紡績加工において大きな発展?jié)撛诹Δ确鶐冥暧靡娡à筏ⅳ辘蓼埂?/p>