セルラーゼ、カタラーゼ、ラッカーゼなどの酵素は、繊維産業で一般的に使用されています。これらの酵素は、でんぷんの除去、過剰な過酸化水素の分解、繊維の漂白、リグニンの分解に使用されます。高い特異性、効率性、無毒性、環境にやさしい特性により、繊維産業における酵素の利用は急速に拡大しています。デニム仕上げへのセルラーゼの応用や、繊維排水の脱色および繊維漂白へのラッカーゼの応用は、最も新しい商業的進展です。さらに、酵素の使用により、工程時間の短縮、エネルギーと水の節約、製品品質の向上、工程統合の可能性がもたらされます。

繊維で使用される酵素の特性

まず、酵素は活性化エネルギーを低下させて反応を加速し、触媒として反応後もそのまま残ります。次に、酵素はより穏やかな条件下で作用します。酵素は低温かつ中性に近いpH値で触媒濃度で使用できます。三番目に、酵素は有毒で危険、かつ汚染を引き起こす化学薬品の最良の代替手段です。四番目に、酵素は特定の基質のみに作用します。例えば、サイズ抜きに使用される酵素はセルロースに影響を与えないため、綿の強度が失われることはありません。五番目に、酵素の活性は最適条件に依存するため、制御が容易です。六番目に、酵素は生分解性です。酵素を使用した反応の終了時には、残留溶液をそのまま排水できます。なぜなら、酵素は生分解性であり、分解時に有害な廃棄物を生じないため、汚染が発生しません。

繊維加工で使用される酵素

• 酵素によるサイズ抜き

アミラーゼは、繊維産業において、でんぷん系サイズ剤を除去し、湿式加工を改善し均一にするために使用されます。アミラーゼ酵素は、低温（30-60ºC）でのサイズ抜き工程に使用でき、最適pHは5.5-6.5です。これらの酵素の利点は、でんぷんに特異的であり、支持布地を損傷することなく除去できる点です。

• 酵素による精練

精練は、綿表面に存在する非セルロース性物質を除去する工程です。一般的にセルラーゼとペクチナーゼを組み合わせてバイオ精練に使用します。この工程では、ペクチナーゼがペクチンを分解して綿のクチクラ構造を破壊し、クチクラと綿繊維本体の結合を除去します。一方、セルラーゼは綿のクチクラ直下の一次壁セルロースを分解することでクチクラ構造を破壊します。

• 酵素による漂白

綿の漂白の目的は、天然色素を脱色し、繊維に純白の外観を与えることです。主にフラボノイドが綿の色の原因となっています。最も一般的な工業用漂白剤は過酸化水素です。従来の綿の前処理では、多量のアルカリ性化学薬品が必要であり、その結果、大量のすすぎ水が発生します。しかし、漂白剤の繊維とのラジカル反応は重合度の低下を引き起こし、深刻な損傷につながることがあります。したがって、過酸化水素を酵素漂白システムに置き換えることで、繊維損傷が少なく製品品質が向上するだけでなく、過酸化水素除去に必要な洗浄水の大幅な節約にもつながります。この工程の代替案として、適切な酵素システムの組み合わせを使用する方法があります。アミログルコシダーゼ、ペクチナーゼ、グルコースオキシダーゼが、それぞれの活性pHおよび温度範囲に関して互換性があるものとして選択されます。

• バイオポリッシング

バイオポリッシングは、主にセルロース繊維の毛羽立ちやピリング性を低減することで生地品質を向上させる仕上げ工程です。この工程の目的は、セルラーゼ酵素の作用により綿のミクロフィブリルを除去することです。バイオポリッシング処理により、生地はよりクリーンな表面、涼しい感触、光沢、そして柔らかな風合いを得ることができます。

参考文献

関連サービス

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1. Mojsov K. 繊維産業における酵素の応用：レビュー [J]. 2011年。