世界中で大量に カニとエビ このように、貝殻は評価されずに環境に投げ出されます。
- 今日の環境関連法規の強化と廃棄物の再評価により、これらの貝殻から新しい製品が得られるようになりました。
- これらの製品の最初に キチン gelmektedir。
- キットこれは、セルロースに次いで世界で XNUMX 番目に一般的な生体高分子です。
- キチンの主な誘導体であるキトサン多くの分野と同様に、繊維プロセスでも幅広い用途があります。
世界中で、大量のカニやエビの殻が水産物製造会社によって処理されずに環境に投げ出されています。 特に近年、廃棄物の再評価が議題に挙がり、腐敗を放置するのではなく、貝類を化学的または生物学的方法で再評価し、新しい製品を生み出しています。
こうして作られた製品の中で キチンとその誘導体、キトサン。 天然生体高分子キトサン特に過去 50 年間、研究者にとって興味深い資料でした。
- キット 多くの利点があります キトサン 食品、化粧品、農業、医薬品、紙、 TEKSTIL など、多くの業界で使用されています。
繊維の仕上げ工程では、大量の水とエネルギーを消費します。 しかし、廃水に残った染料や助剤もまた、汚染効果をもたらします。 廃水の色を取り除くために使用される汚染と化学物質は、さらなる汚染を引き起こします。 これらすべての要因は、ますます厳しくなる環境法に脅威をもたらします。 このため、繊維産業における有毒化学物質や廃水負荷に取って代わる新しい物質の探索が続けられています。
天然資源から豊富に得られる生体高分子であるキトサンは、
- 生物に対して毒性はありませんが、
- 生分解性、
- 生体適合性、
- 化学的および物理的特性
他のバイオポリマーと比較してその優れた特性の点で、他の多くの産業と同様に、繊維産業に適した材料として表示されます。
キチンとキトサン
水産加工工場では使えない貝殻固形廃棄物や液体廃棄物は大きな可能性を秘めています。 甲殻類加工残渣は、米国の固形廃棄物の 1050% を占めています。 これらの残留物は、世界で約 5x10 トンに達します。 水産加工工場の名残が海や川などに使われています。 公害などの非常に重大な問題を引き起こすだけでなく、環境にも大きなリスクをもたらします。
トルコから見ると、平均して、エビで 6383 ～ 6890 トン、カキで 2741 ～ 2840 トン、ムール貝で 6328 ～ 1800 トンの廃棄物が発生します。 しかし残念なことに、トルコでは甲殻類加工残留物を適切に評価することができません。
貝類加工残渣 固体と液体 XNUMX つの方法で分析します。
取得されます。
天然で毒性のない生体高分子であるキチンとキトサンは、主にカニとエビの殻から得られます。
その上、昆虫の殻もキチン源が豊富です。 昆虫の殻の約 23,5% のキチン この比率は、カニとエビでそれぞれ 17% から 32% の間です。 エビのキチンには 6.29%、カニのキチンには 6.24% の窒素が含まれています。
- キトサンは、キチンがアセチル化された多糖類です。
- キチンは、セルロースに次いで世界で XNUMX 番目に一般的な生体高分子です。
- カニやエビなどの貝類の主成分で、昆虫の骨格や菌類の細胞壁の構造にも含まれています。
キットには多くの派生物がありますが、最も重要なのは それはキトサンです. キトサンは、1811 年にアンリ・ブラカンノによって初めて発見されました。 ブラカンノットは、キノコに含まれるキチンを硫酸で溶かそうとしましたが、うまくいきませんでした。 1894年、ホッペ・セイラーは180℃の水酸化カリウム中でキチンを処理（脱アセチル化）し、アセチル含有量を減らした製品である「キトサン」を得ました。
1934 年には、フィルムの製造とキトサンからの繊維の製造に関する XNUMX つの特許が取得されました。 同じ年に、彼はクラークとスミスによって非常によく指導されました. キトサン繊維生産 も無事に実施されました。
キチンとキトサンに関する最初の包括的な出版物は、1977 年に Muzarelli によって作成されました。 その後、このテーマに関するさまざまな国際シンポジウムや研究、進行中の研究が今日まで生き残っています。 これらの用途の広い材料の新しい応用分野を見つけて適用するための学術的および産業的研究は、依然として広範かつ集中的に続けられています。
一般的に、カニ、ロブスター、エビなどの海洋動物の殻は、タンパク質が 30 ～ 40%、炭酸カルシウムとリン酸カルシウムが 30 ～ 50%、キチンが 20 ～ 30% で構成されています。
甲殻類のタンパク質ベース 人間のアレルギー 引き起こすかもしれない。
したがって、タンパク質の完全な除去は特に重要です。 生物医学用途で その使用のために非常に重要です。 この目的のために、キチンのタンパク質複合体の共有結合が切断され、このプロセスは除タンパク質化と呼ばれます。 ただし、使用する化学薬品の生体高分子を解重合する危険性があるため、プロセス中に注意する必要があります。
キトサンの用途
最近のキトサン。
- 薬から食へ
- 農業から化粧品まで、
- 薬局から排水処理まで
- 繊維産業へ
無数の分野で使用できます。
キトサンは各国で広く使用されていますが、我が国ではこの割合が低くなっています。 また、繊維産業でも多くの目的で使用されています。
その中で;
- 抗菌特性を提供し、
- ウール生地に非収縮を提供する -
- 反応染料の減塩、
- 酸性染料で綿の染色性を高め、
- 帯電防止特性を提供し、
- 消臭剤として使用され、
それは数えることができます。 さらに、 キトサンと他の繊維の混合物から製造されたさまざまな抗菌繊維もあります。.
これらの例として;
- Crabyon（キトサンとビスコースの混合物、TEC SERVICE）、
- キトポリ（キトサンとポリノジック繊維のブレンド（フジ））
それは与えることができます。
キトサンは、医療繊維において重要性を増しています。 1960 年代半ば以降、このテーマに関する研究が多くのアジア諸国、特に日本で行われてきました。 キトサンは、特に創傷治療において組織を提供するために広く使用されています。
医療分野のキトサン。
- 擬革、
- 外科用縫合糸、
- 人工血管、
- 制御された薬物放出
- コンタクトレンズ作り
- 石膏、
- 包帯、
- コレステロールコントロール（ファットバインダー）、
- 腫瘍抑制、抗真菌、抗菌、止血効果など
次のように並べ替えることができます
生体内試験では、キトサンが人体に悪影響を及ぼさないことが示されています. キトサンを錠剤として使用すると、唾液または胃のリパーゼ酵素によって分解されます. 分解の結果、アミン糖などの無毒の生成物が放出されます。
キトサンにはコレステロールを下げる効果もあります。 そのポリカチオン構造により、負に帯電した脂質と相互作用し、コレステロールを低下させます。
繊維仕上げにおけるキトサンの使用
繊維産業におけるキトサンの使用; 繊維の生産と繊維の仕上げ工程 キチンとキトサンはフィルムとしても使用されます。
キチン・キトサン繊維
キチン繊維とキトサン繊維は長年知られています。 まずはキットから 人工絹繊維 生産の原料として使用されます。 その後、1920 年代から 30 年代にかけて、キトサン繊維の製造に関する多くの研究が行われました。 しかし、これらの研究は、繊維産業の新時代の幕開けとなった年にナイロンが発見されたことで中断されました。
再生可能資源は 1970 年代から研究されてきました。 一方、キチンとキトサンの再集中により、新しい特性が発見されました。
その特性により、重金属を結合するなど、環境面で多くの利点があります。 これらの特徴から、近年キチンやキトサンに関する研究が盛んに行われています。
知られているように、すべての化学繊維は、溶融物からの繊維紡績および溶液からの紡績として得られます。 キチンとキトサンは、構造内のヒドロキシル、アセトアミド、およびアミノ基による非常に強い結合を含んでいます。
- したがって、それらの融点も非常に高いです。 そのため、紡糸方法の一つである溶融紡糸は適していません。
- 一方、両方のポリマーは、極性基が強いため、沸点が高い極性溶媒にしか溶解できません。 この方法は、繊維紡糸中の溶媒の蒸発に基づいているため、乾式繊維紡糸には適していません。
だから。
キットからファイバーを紡糸するには、安定したファイバー紡糸溶液を準備する必要があります。
キトサン繊維の生産
キトサンはキチンより溶けやすい。 キトサン繊維の生産に関する最初の研究は 1980 年に行われました。 繊維生産のために、3% キトサンを 0,5% 酢酸に溶解し、ノズルを通過した後、5% NaOH 浴に送りました。 このようにして、強度２．４４ｇ／ｄｅｎ、破断点伸び１０．８％の繊維が得られた。
- 同様のプロセスは、3% キトサン 1% 酢酸溶液中の 2% ナラウリル硫酸を添加することによって得られました。
- さらに、キトサン繊維は、ジクロロ酢酸を溶媒として、CuCO3-NH4OH を凝固剤として使用することによって得られました。
- 別の研究では、尿素-酢酸混合物がキトサンの溶媒としてテストされました。 凝固浴は 5% NaOH で構成されています。 このようにして、３．２デニール、１２．２ｇ強度および１７．２％破断伸び繊維が得られた。
- 別の研究開発では、キトサン繊維は、溶媒として 2% 酢酸を使用する湿式繊維紡糸法によって得られました。 この研究では、架橋剤として使用されるエピクロルヒドリン濃度が、繊維の機械的、熱的、および形態学的特性に及ぼす影響が調査されました。 実験結果から、膨潤特性はエピクロルヒドリン濃度の増加とともに減少し、濃度の変化は繊維の機械的特性に重大な不利を生じさせず、最適なエピクロルヒドリン濃度は繊維換算で 0.05 M であることがわかりました。プロパティ。
- 別の研究開発では、キトサンをさまざまなアルデヒドと反応させることにより、キトサン繊維が得られました。 NaOH と Na2SO4 の混合物は、ビスコース法に従って得られた繊維の凝固に使用されました。 得られた繊維の物理的性質は、繊維産業での使用に関して良好であることが判明した。
- 別の研究開発では、キトサンを酢酸に溶解し、さまざまな凝固浴 (硫酸銅 + アンモニア溶液、エチレングリコール + NaOH および Na2SO4 または酢酸ナトリウムを含む溶液) で凝固させました。 研究者は、キトサンをトロポコラーゲンで処理することにより、修飾キトサン繊維を得ました。 トロポコラーゲン (50%) とコラーゲンは、三重らせん構造のペプチド鎖で構成され、結合組織に見られます。 これらの繊維は、血液との親和性も高く、人や動物の人工組織や包帯に適しています。
- 別の研究開発では、水溶性キトサン誘導体が得られ、それから繊維が抽出され、包帯の製造に使用されました. これらの繊維から包帯を製造した後、患者に対して XNUMX 週間の試験が実施されました。 試験の結果、組織に非常に適合する構造を持つキトサンは、他の繊維から作られた包帯に比べて治癒が早いことがわかりました。 キトサンが皮膚の再生を強化することも確認されています。
- 別の研究開発では、エレクトロスピニング法によってキチン繊維とキトサン繊維が得られました。 知られているように、エレクトロスピニング法では、ポリマー溶液に高電圧が印加され、帯電したジェットが形成される。 その後、これらのジェットを乾燥させ、プレート上に集めて、ナノファイバーを生成します。 ナノファイバーは、表面積が大きく、空隙率が非常に高いため、さまざまな用途があります。 重量で３～６％のキチンとＨＦＩＰ（１，１，１，２，２，２－ヘキサフルオロ－２－プロパノール）を溶媒として用いてエレクトロスピニングして得られた繊維を、洗浄後、４０％ＮａＯＨでアセチル化した。その後、真空乾燥し、キトサンナノファイバーを得た。 脱アセチル化度の異なる繊維もこの方法で得られた。 このために、２～４％酢酸を溶媒として使用し、ＣｕＳＯ４－ＮＨ４ＯＨまたはＣｕＳＯ４－Ｈ２ＳＯ４の混合物を沈殿浴として使用した。 得られた繊維は銅とキトサンの混合物の形であり、次の段階で銅が除去された後、キトサン繊維のみが残ります。 研究の一般的な結果として、キトサン繊維の最も理想的な沈降浴の組成は、NaOH と Na3SO6 の混合物であることが決定されました。
キトサンは高価な素材であるため、特殊用途繊維としてのみ使用されています。
その主な用途は、抗菌や創傷治癒などの医療用繊維です。
綿の染色におけるキトサンの使用
キトサンは酸性条件下でカチオン性であるため、静電引力により、直接染料、酸性染料、反応性染料などのアニオン染料を容易に吸収できます。 綿のロットによっては、綿織物の製造および染色において染色上の問題が発生することがあります。 綿は染料をうまく吸収できず、薄い色や濃い色が出ることがあります。
未熟な綿繊維のネップと呼ばれる小さな結び目は、成熟した綿繊維ほど染料を吸収しません. その結果、非常に薄く染色されるか、無色の斑点として現れます。 未熟な綿は、病気、虫の影響、時期尚早の農業、不適切な気象条件など、さまざまな理由によって引き起こされます。
羊毛処理におけるキトサンの使用
ウール繊維の望ましくない特性の XNUMX つ 「フェルト」 特徴が来る。 フェルト化は、水性媒体中の機械的効果の結果として繊維が絡み合った結果として発生します。 この状況はフェルトの製造では有利ですが、縮む傾向があるため、衣料品の形態のウール製品では特に望ましくない状況です。
フェルト化は、ウール繊維のフレーク層によって引き起こされます。 ウール繊維の上面にあるフレークは、あらゆる機械的作用の下で、根元と先端と先端と根元で異なる摩擦抵抗を示し、これにより繊維が一方向に移動します。
ウール繊維上のフレークが繊維末端に向かって配置される結果、繊維は常にルート方向に向かって移動する傾向があります。 両方向の摩擦抵抗の違いが繊維のフェルト化能力に影響を与え、これを「指向性摩擦効果」と呼びます。
有向摩擦効果＝根元摩擦係数－根元摩擦係数で表されます。
羊毛製品を洗濯機で洗えるようにするために、さまざまな非フェルト仕上げプロセスが適用されます。 これらは、
- 崩壊方法（化学修飾）、
- 追加工法（物理改造）、
- 複合法（Chlor-Hercosett法）
- 新手法（酸化＋酵素、血漿）
XNUMX つの主要なグループにグループ化できます。
ウール繊維に収縮を与えるエネスキー工法の一つ。 塩素ヘルコセット法。 この方法の最大の欠点の XNUMX つは、廃水中に AOX 負荷が生じることです。 近年の環境法規制の強化により、これらの物質に対してさまざまな制限が課されており、環境に配慮した新しい方法の模索が始まっています。 塩素化の代替として、ペルモノ硫酸塩、酵素処理、プラズマなどの生態学的方法が推奨されます。 さらに、フレーク層を覆うために、ウール繊維もさまざまなポリマーで処理されています。 この点で重要性を増しているポリマーの XNUMX つがキトサンです。
羊毛製品に合成ポリマーの代わりにキトサンバイオポリマーを使用すると、他のポリマーよりも多くの利点、特に化学的および生物学的適合性が前面に出てきます。
キトサンをウール繊維に適用すると、繊維表面のフレーク層がポリマーで覆われ、繊維が異なる方向に移動するという欲求が制限されます。
ウール生地にキトサンを塗布すると、その表面がキトサンで覆われ層が形成されます。 染色中、アミン基を介して繊維表面のキトサンに結合している染料は、時間の経過とともに繊維に向かって移動し、空の部分に染料アニオンを再結合させることにより、より多くの染料が繊維に結合します。 ご覧のとおり、キトサン処理ウールの染色メカニズムは、繊維への直接の拡散によって発生するだけでなく、他の可能性もあります. キトサン加工を施した羊毛は、染料が結合できるグループが多いため、未加工の羊毛よりも早く染料を吸収します。 同時に、表面のキトサンは、染色の進行段階で繊維への染料の移動を促進します。
帯電防止加工におけるキトサンの使用
- ポリアミド、ポリエステル、ポリアクリルニトリルなどの疎水性構造を持つ合成繊維は、水や湿気を吸収せず、摩擦によって静電気が発生します。
静電気; 感電、繊維の汚染、パソコンなどの電子機器の劣化など、多くの弊害をもたらします。
研究では、保湿力の高いキトサンを帯電防止剤として使用することを試みました。 この目的のために、PES 生地は最初にアルカリ前処理を受け、次にキトサン/マロン酸混合物で処理されました。 合成繊維の負荷は、親水性ポリマーであるキトサンで処理した後、静電気によって減少する可能性があることが観察されています.
テキスタイルプリントにおけるキトサンの使用
顔料印刷におけるバインダーと増粘剤の組み合わせとしてのキトサンの使用を調査し、分子量 171,000 キトサンの市販のペースト系と比較しました。 キトサン印刷ペーストは、最初にキトサンを希酸に溶解し、次に顔料を加え、均一な分散液が得られるまで混合することによって得られました。 ポリエステルおよびポリエステル/綿布は、キトサン顔料印刷ペーストで印刷され、室温で硬化した後、150oC で 6 分間固定されました。
キトサンで調製された印刷ペーストで印刷された生地は、他のシステムで印刷された生地と比較して、色堅牢度の点で非常に優れた結果をもたらすことが観察されています. この研究の唯一の否定的な点は、キトサンで調製されたペーストは、発色の点でわずかに低い結果をもたらすことです. これは、キトサンペーストの顔料分散の安定性が低いためと考えられており、この方向で研究が続けられると述べられています。
サイジング剤としてのキトサンの使用
この研究では、サイジング剤としてのキトサンの有用性と劣化を調査しました。 前述のように、キトサンは良好なフィルム形成特性を有するため、サイジング剤として使用されてきました。 しかし、サイジング剤として使用されているキトサンを除去すると、後々問題が生じる可能性があるため、この点についても研究が行われています。 セルラーゼ、キシリナーゼ、ペクチナーゼ、パパインなどの酵素は、糊抜きのためにテストされました。 XNUMX つ目の方法として、Van-Slyke フラグメンテーションが試みられました。
レッスンテキスタイル 
