本発明者らは、従来から動物性繊維の溶� ��に用いられている尿素に注目した。しかし� ��従来の尿素を用いたタンパク質の抽出では� ��尿素水溶液に酸化剤、還元剤や界面活性剤� ��どの薬剤を用いるため、これらの薬剤の除� ��が困難であるという問題がある。一方、こ� ��らの薬剤を用いず、5~8Mの濃厚な尿素水溶液 だけで動物性繊維を処理しても、タンパク質 の採取は収率が悪かった。そこで、尿素を水 溶液ではなく、溶融状態にして動物性繊維を 処理したところ、動物性繊維タンパク質を完 全に溶解することができることを見出し、本 発明を完成するに至った。

 すなわち、本発明のタンパク質の分別方� ��は、溶融状態の尿素によって動物性繊維を� ��解して動物性繊維溶液とする溶解工程と、� ��動物性繊維溶液からタンパク質を分離する� ��離工程とを含むことを特徴とする。

 本発明のタンパク質の分別方法では、溶� ��工程において、尿素水溶液ではなく、溶融� ��た尿素を動物性繊維の溶媒として用いる。� ��明者らの試験結果によれば、溶融した尿素� ��動物性繊維を溶解する能力が、尿素水溶液� ��り遥かに高い。このため、特に酸化剤や還� ��剤や界面活性剤など薬剤を用いなくても、� ��物性繊維を短時間で充分に溶解することが� ��きる。このため、タンパク質採取に要する� ��剤の費用を低廉とすることができ、それら� ��除去も不要となる。さらには、得られるタ� ��パク質の2次構造に関するダメージが少ない 。例えば発明者らは、羊毛を溶解する場合、 その採取されるタンパク質であるケラチンの 分子量は75000Daと高く、2次構造が再生されて� ��ることを確認している。また、動物性繊維� ��単に溶融した尿素によって溶解させるだけ� ��タンパク質が抽出できるため、溶解工程の� ��作が簡単となる。本発明において、尿素を� ��融する方法としては特に限定はなく、熱に� ��る溶融の他、電磁波による溶融等も含まれ� ��。また、動物性繊維に対する尿素の量は重� ��比で3~20倍が好ましく、7~12倍が特に好まし� �。尿素の割合が動物性繊維に対して3倍未満� ��は動物性繊維が尿素溶融液に浸しきれず、� ��分的にしか溶解せず時間がかかる。また、� ��素の割合が動物性繊維に対して20倍以上で� �溶解できるが、再沈殿等による回収が困難� �なり、コストもかかる。

 溶解工程における溶融状態の尿素への動� ��性繊維の溶解機構については、次のように� ��えられる。すなわち、動物性繊維は、例え� ��羊毛は水分15%(公定水分率)を除いた絶乾状� �で、82%がケラチン(ハードケラチン45.5%、ソ� �トケラチン36.5%)、16%がケラチン以外のタン� �ク質、2%が脂質からなる。それらタンパク質 は、主にジスルフィド結合と水素結合とで分 子間結合をしている。尿素は、その水素結合 を切断しタンパク質を変性させると説明され る。すなわち、溶融状態の尿素が、溶媒とし て水素結合を切断するとともに、タンパク質 中のフリーのアミノ基やカルボキシル基など と反応して尿素が化学結合し、溶融尿素への 溶解性を向上していると考えられる。さらに は、尿素の分解で発生したアンモニアがタン パク質の結晶領域に侵入し、タンパク質分子 間を広げ、その中へ尿素分子が浸入すること を容易にし、タンパク質の溶解を促進するこ とができると推定される。また、動物性繊維 が絹の場合には、ケラチンと比較して絹の繊 維はフィラメント状であり、フィブロインタ ンパク質はβ構造で平面的に分子間水素結合� ��形成しており、結晶性が高く、特に表層は� ��く結晶が連なったスキン層を形成している� ��このため、絹を溶解するには、180℃という� ��い温度と50分という長時間が必要であった� �

 こうして、溶解工程において得られた動� ��性繊維溶液を、次の分離工程でタンパク質� ��尿素とに分離する。その方法は、特に限定� ��されないが、動物性繊維溶液に尿素の凝固� ��防止するために少量の水を加えて、有機溶� ��(例えばメタノールやエタノール等のアルコ ール)中に分散させ、尿素はその溶媒に溶解� �、それに溶解しないタンパク質を沈殿させ� �ろ別やデカンテーションにより採取するこ� �ができる。

 また、溶解工程において得られた動物性� ��維溶液から水による透析によって尿素を除� ��し、高分子であるタンパク質を残すという� ��法で分離工程を行うこともできる。透析法� ��用いた分離工程では、尿素しか含まれてい� ��いため他の化学薬品を加えた方法に比べて� ��析時間も短縮できる。その過程で水に溶け� ��くい一部の非水溶性タンパク質が沈殿し、� ��溶性タンパク質が水に溶解した状態で残る� ��このため、非水溶性タンパク質と水溶性タ� ��パク質とをろ別によって分取することがで� ��る。また、残った水溶性タンパク質は、そ� ��ろ液を凍結乾燥、自然乾燥、加熱乾燥やス� ��レードライなどの乾燥法を用いて、微粉末� ��や固体として採取することができる。動物� ��繊維が毛髪や羊毛等の獣毛や羽毛の場合に� ��、ケラチンタンパク質が主成分として含ま� ��ているため、非水溶性タンパク質にはシス� ��イン由来のイオウ分が多いハードケラチン� ��主成分であると考えられ、水溶性タンパク� ��には硫黄分が少ないソフトケラチンがその� ��成分であると考えられる。また、絹繊維で� ��る絹糸、絹紡糸等は、フィブロインとセリ� ��ンタンパク質とからなり、衣服として用い� ��場合、希アルカリの精錬工程によってセリ� ��ンを除き、光沢があるフィブロインにして� ��いている。そのセリシンが存在する蚕の繭� ��用いた場合でも、溶融尿素によって完全に� ��解が可能であり、水を加えることによって� ��水溶性のセリシンと非水溶性のフィフロイ� ��に分別が可能となる。セリシンを除去した� ��糸または絹織物を使用した場合でも、溶融� ��素に溶解することが可能であり、シルクタ� ��パク質の微粉末化が可能となる。

 溶解工程における温度としては、動物性� ��維の種類に応じて適宜選択すればよいが、� ��素を溶融状態となる温度以上とすることが� ��要である。例えば、毛髪、羊毛や鶏の羽毛� ��は150℃程度が好ましく、絹では180℃程度が� ��ましい。ただし、温度が高すぎると、タン� ��ク質の熱変性の原因となったり、尿素の分� ��が速くなりすぎるため、200℃以下が好まし� ��、特に好ましい温度範囲は140℃以上180℃以� ��である。

 本発明において対象となる動物性繊維と� ��ては特に限定はなく、毛髪、羊毛等の獣毛� ��羽毛、絹等を原料とすることができる。

 また、動物性繊維が溶融状態の尿素に溶� ��することを利用して、動物性繊維と非動物� ��繊維とからなる繊維素材から非動物性繊維� ��みを分別採取することができる。すなわち� ��本発明の非動物性繊維の分別採取方法は、� ��物性繊維と非動物性繊維とからなる繊維素� ��を溶融状態の尿素で処理することによって� ��物性繊維を溶解させ、非動物性繊維のみを� ��別採取することを特徴とする。

 この方法によって、例えば羊毛-ポリエステ ルの混紡製品を処理すれば、羊毛のみが溶解 除去され、ポリエステルのみが残る。このた め、混紡製品からポリエステルのみを採取す ることができ、リサイクル原料等に利用する ことができる。また、こうして溶出させた羊 毛ケラチンを、薬品・化粧品分野、羊毛製品 再利用等の分野に利用することができる。
また、動物性繊維を含む繊維のブレンド形態 はどのようなものであってもよく、混紡、交 撚、交織等、繊維の混合状態に依存しない。 また、混紡製品は動物性繊維と合成繊維の組 み合わせのみならず、動物性繊維と植物性繊 維等との分離にも同様に利用することができ る。