KR100786717B1 - 공생미생물을 이용한 대마 인피섬유의 정련방법 - Google Patents

공생미생물을 이용한 대마 인피섬유의 정련방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 공생미생물을 이용한 대마 인피섬유의 정련방법에 관한 것으로서, 특히 공생미생물을 이용해 대마 인피섬유의 펙틴(Pectin)을 분해 용출하여 인피섬유의 결속을 분해시켜 순수한 섬유질을 얻을 수 있는 공생미생물을 이용한 대마 인피섬유의 정련방법에 관한 것이다.
대마, 인피섬유, 마, 미생물, 정련, 공생미생물

Description

공생미생물을 이용한 대마 인피섬유의 정련방법{A METHOD OF REMOVING HEMP BAST PECTIN USING MICROORGANISM}
도 1은 종래의 대마사 제조방법을 나타낸 흐름도,
도 2는 본 발명에 따른 공생미생물을 이용한 대마 인피섬유의 정련방법에 의해 대마 인피섬유가 백색의 순수 섬유질로 정련되어 가는 과정을 나타낸 도면,
도 3은 본 발명에 따른 공생미생물을 이용한 대마 인피섬유의 정련방법에 사용되는 반응조를 나타낸 도면.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
100 : 반응조
110 : 공생미생물 배양액 120 : 히팅케이블
130 : 분사파이프 132 : 분사노즐
140 : 에어콤프레샤 150 : 전원공급장치
본 발명은 공생미생물을 이용한 대마 인피섬유의 정련방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 대마류 인피섬유의 펙틴 분해능이 우수한 공생미생물과 이를 배양하여 대마류의 인피섬유 정련에 사용하는 방법에 관한 것이다.
마(麻)섬유를 우리 인류가 채취하여 이용한 역사는 기원전 2,000년부터인데, 주로 사용되는 마(麻)의 종류로는 저마, 아마, 대마 및 황마 등이며, 특히 저마, 아마 및 대마는 의류용으로 사용되고 있다. 이들 마섬유는 의료용에 사용되어 여름철 의류로서 열의 방산성이 빠르고, 늘어지지 않으며, 수분을 함유하면 섬유의 질이 강해질 뿐만 아니라 수분 흡습성이 높고 수분의 방산성이 빠르며, 유류(油類)도 잘 흡수하고 회화용 재료로서도 가치가 크다.
마를 섬유로 사용하기 위해서는 종래에는 대마를 수축하여 증자한 후 껍질을 벗겨 말려서 인피섬유(靭皮纖維)를 만들고 강한 알칼리성인 가성소다 또는 소다회 등으로 강제 정련을 하였다.
대한민국등록특허공보 제10-0275137호의 대마사 제조 방법에 따르면, 도 1을 참조하여 설명하면 다음과 같다. 대마 원료를 일정한 길이로 절단하여 염산 및 식물성 액이 섞인 물통에 넣고 일정 시간 정도 담궈둔 후, 고온으로 삶으면서 대마 원료의 겉피와 속피 사이의 결합력을 약화시키는 제1 과정(S1)과; 상기 겉피와 속피가 약화된 매다 원료를 타마기에 넣고 두들겨 겉피를 벗겨낸 후, 속피를 일정 시간 물속에 담궈서 염산 및 식물성 액을 희석시키는 제2 과정(S2)과; 상기 속피에 함유된 수분을 탈수하고, 식물성 유연제를 소량 뿌린 상태에서 완전 건조하는 제3 과정(S3)과; 상기에서 건조된 속피를 다시 타마기에 넣고 두들겨 딱딱한 성질을 약화시키는 제4 과정(S4)과; 상기 속피를 그늘진 양생 창고에서 식물성 유연제를 뿌리면서 적층시킨 다음, 일정 시간 자연 양생시키면서 부풀어지게 만드는 제5 과정(S5)과; 상기 과정에서 부풀어진 속피를 섬유질대로 가늘게 세분화시켜 장섬유와 단섬유로 분리시키는 제6 과정(S6)과; 상기 장섬유와 단섬유를 각각 부드러운 반솜 상태로 만든 다음 대마사를 방적하는 제7 과정(S7)으로 이루어진다. 이러한 대마 인피섬유의 정련공정은 일반적으로 인피섬유는 다수의 섬유질 세포가 불순물인 펙틴에 의하여 교착되어 있으므로 인피섬유로부터 순수한 섬유질을 얻기 위해서는 세포와 세포 사이에 교착된 펙틴을 선택적으로 분해 용출하여 인피섬유의 결속을 분해시켜야 하기 때문에 수행한다. 그러나, 이러한 방법으로 인피섬유를 정련하는 경우 섬유 중에 함유되어 있는 알카리 가용물질, 즉 셀룰로오즈, 헤메셀룰로오즈 등이 용해되며, 보다 나아가서는 섬유소산의 가교화(cross-linkage)와 섬유소 구성원인 글루코오즈(glucose)까지 분해함으로써 섬유소가 질기지 못하고 짧게 끊어지며 황갈색으로 변하여 광택이 매우 나빠지며 세사방적(細絲紡績)을 할 수 없어 품질이 떨어지는 문제가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 대마 인피섬유를 공생미생물 배양액에 침지시켜 하부에서는 간혈적으로 에어콤프레샤를 이용해 산소 를 주입하면서 히팅케이블로 반응조의 온도를 적정온도로 상승시키고, 침지된 대마 인피섬유에 있는 펙틴을 공생미생물의 먹이로 이용시켜 적정시간이 지나면 약 90% 이상의 펙틴을 조직의 손상 없이 효율적으로 제거시킬 수 있는 공생미생물을 이용한 대마 인피섬유의 정련방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 공생미생물을 이용한 대마 인피섬유의 정련방법은, 내부로 공생미생물 배양액이 담기고, 열원을 공급하기 위한 히팅케이블이 구비되며, 다수개의 분사노즐을 갖는 분사파이프가 내부 바닥면에 설치됨과 동시에 외부의 에어콤프레샤와 연결되어 이루어지는 반응조에 대마 인피섬유를 공생미생물 배양액에 침지시키는 침지단계; 및 상기 히팅케이블에 의해 배양조 내의 온도를 25~30℃로 유지시키며, 분사파이프의 분사노즐에 의해 간혈적으로 산소를 분사시켜 24~36시간 동안 공생미생물 배양액과 대마 인피섬유를 교반시켜 공생미생물이 대마 인피섬유의 펙틴을 먹이로 이용하게 됨으로써 대마 인피섬유의 펙틴을 제거하게 되는 교반제거단계;로 이루어짐으로써 달성된다.
여기서, 상기 공생미생물로는, 백색부후군(White-rot fungus), 남조류(Blue-green algae), 마이크로코크스 로제우스(Micrococcus roseus)인 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 공생미생물의 성장과 증식에 필요한 영양소를 공급하기 위한 미생물 영양제로는, 염화리소짐(Lysozyme Chloride), 과산화마그네슘(Magnesium peroxide), 과산화효소(Peroxidase enzymes)인 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 공생미생물을 이용한 대마 인피섬유의 정련방법에 의해 대마 인피섬유가 백색의 순수 섬유질로 정련되어 가는 과정을 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 공생미생물을 이용한 대마 인피섬유의 정련방법에 사용되는 반응조를 나타낸 도면이다.
도 2 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 공생미생물을 이용한 대마 인피섬유의 정련방법은,
1) 내부로 공생미생물 배양액(110)이 담기고, 열원을 공급하기 위한 히팅케이블(120)이 구비되며, 다수개의 분사노즐(132)을 갖는 분사파이프(130)가 내부 바닥면에 설치됨과 동시에 외부의 에어콤프레샤(140)와 연결되어 이루어지는 반응조(100)가 구비된다.
2) 상기 반응조(100)에 대마 인피섬유를 담구어 공생미생물 배양액(110)에 침지시킨다.
3) 전원공급장치(150)로부터 전원을 인가받은 히팅케이블(120)에 의해 배양조(100) 내의 온도를 25~30℃로 유지시키며, 분사파이프(132)의 분사노즐(130)에 의해 산소를 분사시켜 24~36시간 동안 공생미생물 배양액(110)과 대마 인피섬유를 교반시켜 공생미생물이 대마 인피섬유의 펙틴을 먹이로 이용하게 됨으로써 대마 인피섬유의 펙틴을 제거하게 된다.
이때, 상기 공생미생물로는, 백색부후군(White-rot fungus), 남조류(Blue-green algae), 마이크로코크스 로제우스(Micrococcus roseus)로 구성되고, 상기 공생미생물의 성장과 증식에 필요한 영양소를 공급하기 위한 미생물 영양제로는, 염화리소짐(Lysozyme Chloride), 과산화마그네슘(Magnesium peroxide), 과산화효소(Peroxidase enzymes)로 구성되어 미생물의 성장을 강화시키는 생물학적 촉진제 역할을 하게 된다.
펙틴(Pectin)은 상대적으로 표피조직보다 약하기 때문에 공생미생물의 먹이원으로 이용될 수 있어 보다 빠르게 분해 속도가 호전된다. 또한, 배치(Batch) 형태의 작업상에서 한번 사용한 미생물의 효율이 낮아 재사용이 어려운데 반해 본 발명의 공생미생물을 이용으로 3회 정도의 재사용이 가능하므로 경제적 측면에서도 우수하다.
상기 분사파이프(130)의 분사노즐(132)에서 간혈적으로 산소를 주입하는 것은, 반응조(100) 내에 담긴 공생미생물 배양액(110)이 중지한 상태가 아닌 활발하게 유동하는 상태를 유지시켜 줌으로써, 침지된 대마 인피섬유와 효율적으로 교반되도록 하기 위함이다.
이렇게 공생미생물 배양액(110)과 대마 인피섬유가 서로 교반되면서 대마 인피섬유의 펙틴을 공생미생물의 먹이로 이용함으로써, 약 90% 이상의 펙틴을 제거하게 된다.
더욱이 종래의 강한 알칼리성인 가성소다 또는 소다회 등으로 강제 정련을 하는 것이 아니라, 미생물을 이용하여 정련함으로써, 조직의 손상 없이 순백색의 대마 인피섬유를 얻을 수 있게 된다.
도 2를 참조하면, (A)는 정련을 거치지 않은 대마 인피섬유를 나타낸 것이며, (B)는 반응조(100)의 공생미생물 배양액(110)에 침지시켜 12시간 동안 반응시킨 대마 인피섬유를 나타낸 것이고, (C)는 반응조(100)의 공생미생물 배양액(110)에 침지시켜 20시간 동안 반응시킨 대마 인피섬유를 나타낸 것이며, (D)는 반응조(100)의 공생미생물 배양액(110)에 침지시켜 24시간 동안 반응시킨 대마 인피섬유를 나타낸 것이다.
따라서, 도 2의 (D)와 같이 순백색의 조식 손상 없는 대마 인피섬유를 얻기 위해서는 최소 24시간에서 최대 36시간이 소요된다.
한편, 상기 반응조(100)는 금속재가 아닌 목재 또는 유리섬유강화플라스틱(FRP : Fiber glass Reinforced Plastic)로 제작된다.
이상에서 본 발명을 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정하지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형이 가능할 것이다.
이상에서 상술한 본 발명에 따르면, 종래의 강한 알칼리성인 가성소다 또는 소다회 등으로 강제 정련을 하는 것이 아니라, 미생물로 대마 인피섬유의 펙틴을 먹이로 이용함으로써, 적정 온도 및 적정 시간 동안 반응시켜 효율적으로 펙틴을 제거할 수 있다.
또한, 종래의 강제 정련에서 얻을 수 없는 흡수성, 섬유장 및 건조장력 등이 우수한 대마 인피섬유를 제공할 수 있다.

Claims (3)

  1. 내부로 공생미생물 배양액(110)이 담기고, 열원을 공급하기 위한 히팅케이블(120)이 구비되며, 다수개의 분사노즐(132)을 갖는 분사파이프(130)가 내부 바닥면에 설치됨과 동시에 외부의 에어콤프레샤(140)와 연결되어 이루어지는 반응조(100)에 대마 인피섬유를 상기 공생미생물 배양액(110)에 침지시키는 침지단계; 및
    상기 히팅케이블(120)에 의해 배양조(100) 내의 온도를 25~30℃로 유지시키며, 분사파이프(130)의 분사노즐(132)에 의해 산소를 간혈적으로 분사시켜 24~36시간 동안 공생미생물 배양액(110)과 대마 인피섬유를 교반시켜 공생미생물이 대마 인피섬유의 펙틴을 먹이로 이용하게 됨으로써 대마 인피섬유의 펙틴을 제거하게 되는 교반제거단계;
    로 이루어지는 것을 특징으로 하는 공생미생물을 이용한 대마 인피섬유의 정련방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 공생미생물로는, 백색부후군(White-rot fungus), 남조류(Blue-green algae), 마이크로코크스 로제우스(Micrococcus roseus)인 것을 특징으로 하는 공생미생물을 이용한 대마 인피섬유의 정련방법.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 공생미생물의 성장과 증식에 필요한 영양소를 공급하기 위한 미생물 영양제로는, 염화리소짐(Lysozyme Chloride), 과산화마그네슘(Magnesium peroxide), 과산화효소(Peroxidase enzymes)인 것을 특징으로 하는 공생미생물을 이용한 대마 인피섬유의 정련방법.
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