KR20010088933A - 강인성 식물의 인피섬유 정련 방법 - Google Patents

Abstract

강인성식물의 인피섬유를 정련하는 방법이 제공된다.

이 방법은 호기성 세균액과 혐기성 세균액이 공생하도록 온도 38∼40℃, pH6.0∼7.0을 유지시킨 상태에서 이들 세균을 처리하고자 하는 강인성 원피에 작용하게 함으로써 효율적으로 정련시킨다.

Description

강인성 식물의 인피섬유 정련 방법{A method of removing pectin in bast fiber}

본 발명은 인피섬유 정련방법에 관한 것이며, 보다 상세히는 강인성 식물의 인피질 천연섬유를 호기성 세균모액과 혐기성 세균모액의 혼합 정련용액으로 정련시킴으로서 피막내의 펙틴을 보다 효과적으로 완전 분해 및 산화시켜 셀루로우즈의 손실없이 식물이 갖고 있는 경질섬유질을 부드럽게 추출할수 있는 정련방법에 관한 것이다.

일반적으로 우리나라의 토양이나 기후조건이 적당하여 농가등에서 다량재배 가 가능한 대마, 저마, 아마등의 마종류와 강인성 식물인 칡넝쿨, 뽕나무, 플라타너스등과 같은 인피섬유를 보다 부드러운 섬유로 가공함에 있어서는, 전통적으로 이들 인피섬유를 찌거나 증숙하여 탈피하고 가성소오다 같은 강알칼리성 약품을 처리하여 정련하여 왔다.

그러나 이같은 전통적인 방법은 강한 특성의 화학약품을 사용하기 때문에 섬유가 갖고있던 고유성질을 손상시키고 섬유내의 펙틴등 불순물 제거가 불충분하여 양질의 인피섬유를 얻을수 없을 뿐만 아니라 유해 폐수발생으로 인한 공해문제등 환경적으로도 문제점이 있었다.

한편, 본 발명자가 발명한 한국 특허공고 제 1986-1524 호에 의하면 호기성 세균을 이용한 인피섬유 정련방법이 개시되어 있으나, 이 방법은 강한 화학품을 사용한 종래의 방법에 비하여 섬유고유성질 손상이나 공해문제등의 문제점을 해결한 효과는 있으나 호기성 세균만을 사용하였기 때문에 펙틴의 분해력은 뛰어나지만 부식 용출력이 부족하여 인피섬유의 불순물 제거에 있어서 큰 효과를 얻을 수 없는 결점이 있었으며 특히 아마, 황마, 뽕나무등 강인성 섬유의 정련에 있어서 문제점이 많았다.

나아가 역시 본 발명자가 발명한 한국 특허공고 제 1991-4453호 "인피질 천연섬유의 정련방법"에 의하면 혐기성 세균에 의해 섬유내의 펙틴의 부식 용출을 행하고 호기성 세균으로 분리, 산해 시킴으로서 셀루로오즈를 손상시키지 않고 펙틴을 제거하는 방법이 개시되어 있으나 이 방법은 별도로 배양된 혐기성 세균의 정련모액과 호기성 세균의 정련모액 각각을 처리하고자 하는 섬유원피에 시간간격을 두고 순차적으로 처리하기 때문에 그 공정이 복잡할 뿐만 아니라 처리시간도 길어지는 등의 문제점이 있었다.

이에 본 발명자의 목적은 상기와 같은 종래방법의 문제점을 해결한 보다 개선된 강인성 식물의 인피섬유정련 방법을 제공하는데 있다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 의한 정련방법을 개략적으로 도시한 공정개략도이다.

도 2은 본 발명의 다른 실시예에 의한 정련방법을 개략적으로 도시한 공정개략도이다.

본 발명의 제 1측면에 의하면,

강인성 식물의 인피섬유로부터 호기성 세균을 검출하여 이 세균이 번식하기에 알맞은 조건 및 질소분위기 하에서 이를 배양증식시켜 호기성 세균액을 얻는 단계;

강인성 식물의 인피 섬유로 부터 혐기성 세균을 검출하여 이 세균이 번식하기에 알맞은 조건하에서 배양증식시켜 혐기성 세균액을 얻는 단계;

상기 각 단계에서 얻은 호기성 세균액과 혐기성 세균액을 혼합하고 이들이 공생할 수 있도록 온도 38∼40℃, pH6.0∼7.0을 유지시켜 이들 호기성 및 혐기성 세균액이 공생하는 정련모액을 제조하는 단계; 및

정련로에 자연수를 주입하고 여기에 처리하고자하는 강인성 원피를 침지시킨 다음 상기 단계에서 얻은 호기성 및 혐기성 세균이 공생하는 정련모액을 주입하여 강인성 원피를 정련하는 단계; 를 포함하는 강인성식물의 인피섬유 정련방법이 제공된다.

본 발명의 제 2측면에 의하면,

강인성 식물의 인피섬유로부터 호기성 세균을 검출하여 이 세균이 번식하기에 알맞은 조건 및 질소분위기 하에서 이를 배양증식시켜 호기성 세균액을 얻는 단계;

강인성 식물의 인피 섬유로 부터 혐기성 세균을 검출하여 이 세균이 번식하기에 알맞은 조건하에서 배양증식시켜 혐기성 세균액을 얻는 단계;

상기 각 단계에서 얻은 호기성 세균액과 혐기성 세균액을 혼합하고 이들이 공생할 수 있도록 온도 38∼40℃, pH6.0∼7.0을 유지시켜 이들 호기성 혐기성 세균액이 공생하는 정련모액을 제조하는 단계;

정련로에 자연수를 주입하고 여기에 처리하고자하는 강인성 원피를 침지시킨 다음 38∼40℃온도를 유지하면서 상기 단계에서 얻은 호기성 및 혐기성 세균이 공생하는 정련모액을 주입하여 45∼55시간동안 강인성 원피를 정련하는 제 1 정련단계;

상기 제 1 정련단계를 거친 정련원피를 정련모액내에서 60∼70℃의 상승된 온도를 유지하면서 45∼55시간동안 정련하고 세척하는 제 2 정련단계; 및

상기 세척된 정련원피를 60∼70℃ 온도에서 46∼50시간동안 유제처리하고 숙성(aging)단계;를 포함하는 강인성 섬유의 인피섬유 정련방법이 제공된다.

이하 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.

본 발명자는 강인성 식물의 인피섬유를 정련하는데 있어서 호기성 세균과 혐기성 세균 두가지를 모두 이용하는 경우 인피섬유에서 피질과 섬유를 고착하고 있는 불순물인 펙틴질을 셀루로오즈의 손실없이 효과적으로 제거할 수 있으나 이들을 각각 별도의 공정으로 인피섬유에 사용하여 처리하는 경우 그 공정 및 반응시간이 길어져 생산성이 저하되나, 이들 호기성 세균와 혐기성 세균을 이들이 공생할 수 있는 특정 pH, 온도 및 기타 공기 조건에서 혼합 및 공생시키고, 이를 사용하여 인피섬유를 정련하면 정련과정이 단순화 될 뿐만 아니라 정련효과도 보다 개선된다는 것을 발견하고 연구에 증진한 결과 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

본 발명의 방법에 의하면 강인성 식물의 인피섬유에서 피질과 섬유를 고착하고 있는 피막내의 펙틴질 불순물로서 부착되어 있는 함유탄소나 기타 화학물질을 잠식·분해하여 섬유결속을 분산·분해시키는 호기성 세균과 혐기성 세균을 검출하여 질소 분위기 하에서 이들이 번식하기에 알맞은 조건으로 각각 배양 증식시켜 호기성세균액과 혐기성 세균액을 각각 제조하고, 강인성 식물의 섬유속을 정련로내의 자연수에 투입하고 상기 제조된 호기성 세균액과 혐기성 세균액을 상기 정련로내에 투입하되 이들 호기성 세균과 혐기성 세균이 공생할 수 있도록 온도는 38∼40℃, pH는 6.0∼7.0으로 유지시킨 상태에서 45∼55시간 방치한다.

이상의 과정에 의해 인피섬유의 섬유질과 피막사이에 고착되어 있는 펙틴질이 완전분해되어 섬유질 속이 산해되며 그 결과 순수한 인피섬유를 얻을 수 있게 됨으로써 종래의 방법보다 정련시간을 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라 섬유질의 손상이 없이 우수한 양질의 섬유질을 일시에 다량생산이 가능하게 된다.

본 발명의 방법에서는 호기성 세균액과 혐기성 세균액을 미리 제조한 후 이들을 강인성 섬유의 섬유속이 투입되어 있는 정련로에 첨가하여도 되며, 혹은 이들 2가지 세균액을 미리 혼합한후 그 혼합액을 정련로에 투입하여도 좋다. 어느 경우든지 호기성 세균액과 혐기성 세균액이 혼합된 상태에서는 이들 2가지 세균이 공생할 수 있도록 온도 38∼40℃ 및 pH6.0∼7.0을 유지하는 것이 바람직하다.

상기 정련로내에서의 정련시간은 45∼55시간이 좋으며, 바람직하게는 48∼50시간이 좋다.

상기 정련과정을 거친 정련원피는 나아가 불순물의 보다 철저한 제거를 위하여 60∼70℃ 온도의 정련모액내에서 45∼55시간동안 처리하는 제 2 정련단계를 거치는 것이 바람직하다.

또한 상기 정련단계(들)에서의 세균활성화를 촉진하기위하여 정련중 간헐적으로, 예를들어 2시간마다, 산소를 주입할 수 있다.

주입되는 산소의 량및 주입시간간격은 특히 제한되는 것은 아니며 정련을 효과적으로 수행할 수 있도록 세균이 활성화 될 정도면 좋다.

상기 정련단계를 마친 정련원피는 임의로 통상사용될수 있는 세척제 및 기포제를 투입하여 세척된다.

세척된 정련원피는 최적의 상태를 유지하기 위하여 유제처리되며, 사용되는 유제로는 이스트에스트로 또는 팜유를 들수 있다. 유제처리된 원피는 60∼70℃ 온도에서 46∼50시간 동안 숙성(aging)단계를 거치게된다.

이하 본 발명의 방법을 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제 1 단계; 호기성 및 혐기성 세균 추출 및 배양공정

강인성 식물 인피섬유에 자연적으로 피질층과 섬유를 교착시키고 있는 피막내의 펙틴질의 불순물로서 함유탄소나 기타 화학물질을 잠식·분해하여 섬유질속을 산해시키는데 유효한 호기성 세균 및 혐기성 세균을 검출분해하고 이들 각각을 질소 분위기 하에서 순수배양하여 순수한 호기성 세균액 및 혐기성 세균액을 얻는다.

즉, 건피로부터 혐기성 세균인 대간균(Kurthia Cannabis)과 호기성 세균인 강균(Bacilius Cannabis)이 섬유소 세포를 교착시키고 있는 펙틴을 부식 또는 분해시키는데 효과적이 되도록 이들 세균들이 번식하기에 알맞는 조건에서 각각 배양을 한다.

이들 세균에 대한 각각의 배양조건은 통상의 배양조건이면 되며, 예를들어 호기성 세균의 경우 온도 35∼40℃ 및 pH7.0∼8.0이 좋으며, 혐기성 세균의 경우는 온도 25∼28℃ 및 pH5.0∼6.0이면 좋다.

제 2단계 : 정련 모액의 제조

상기 1단계에서 얻은 호기성 세균액과 혐기성 세균액을 이들 두종류의 세균이 공생할 수 있도록 혼합하여 정련 모액을 얻는다.

이 경우 두종류의 세균이 공생하기 위하여는 혼합후 공생번식에 알맞도록 온도 38∼40℃ 및 pH6.0∼7.0을 유지한다. 필요하면 공생조건을 만들기 위해 나트륨, 펩톤, 잠(번데기)등을 적당량 투입할 수 있다.

제 3단계 : 정련(제1 정련단계)

정련로에 자연수를 주입한 후 여기에 처리할 강인성 인피를 담근다음 상기 2단계에서 얻은 정련모액을 주입하고 나서 온도를 38∼40℃ 및 pH를6.0∼7.0으로 유지시키면서 45∼55시간, 바람직하게는 48∼50시간 방치한다.

이 단계에서는 인피질에 들어있는 펙틴이 혐기성 세균에 의해 부식·용출되고 호기성 세균에 의해 분해·산화되어 결과적으로 펙틴이 완전 제거되게 된다.

이 정련공정에서 인피섬유 수거후 잔존하는 정련액은 재사용할 수 있다.

제 4단계; 정련(제2 정련단계)-임의단계

정련도에 자연수를 주입하고 여기에 상기 제 3 단계에서 1차 정련된 정련원피를 담근다음 상기 제 2 단계에서 얻은 정련 모액을 주입하고나서 온도를 60∼70℃로 유지하면서 45∼55시간, 바람직하게는 48∼50시간 방치한다.

이단계에서는 제 3단계에서 1차 정련된후 잔류하는 잔류펙틴 뿐만 아니라 이와 유사한 불순물이 제거된다.

상기 제 1 및 제 2 정련단계에서는 세균의 활성화를 위해 산소를 간헐적으로 공급하면 좋다.

제 5단계 : 세척·건조

상기 3단계 또는 4단계에서 펙틴이 제거된 인피섬유를 정련로로 부터 회수한 다음 세척제 및 기포제등을 사용하여 세척하여 인피질에서 분리된 펙틴과 이물질 및 비섬유물질을 완전 제거하게 되며, 섬유에 부분적으로 잔존하고 있던 엽록소, 질소화합물, 유기물 등이 제거되어 그후 건조를 거쳐 순수한 강인성 인피섬유를 얻게 된다.

이하 본 발명의 실시예에 대하여 기술한다. 본 실시예는 다시 본 발명을 예시한 것으로서 결코 본 발명의 범위를 한정하는 것으로 해석되어서는 아니다.

제 6단계; 숙성(aging)단계

상기 5단계에서 세척된 정련원피는 최적의 상태를 유지하기 위하여 유제처리된후 60∼70℃온도에서 46∼50시간동안 숙성단계를 거치게된다.

사용되는 유제의 예로서는 이스트에스트로 또는 팜유등을 들수 있다.

〔실시예 1〕

정련로에 자연수 5∼6T를 주입하고 여기에 마 250㎏을 담근다음 별도로 배양시킨 염기성 세균인 대간균 용액 10ℓ와 호기성 세균인 강균용액 20ℓ를 주입하고 온도를 38∼40℃, pH6.0∼7.0으로 유지하면서 48∼50시간 담가 놓았다.

2시간 간격으로 10분간씩 공기를 공급하였다.

세척 및 건조후 섬유에 고착되었던 펙틴질이 염기성 세균에 의해 부식·용출되고 호기성 세균에 의해 완전 분해·산해되어 섬유특유의 특성을 유지한 양질의 섬유를 얻었다.

〔실시예 2〕

정련로에 자연수 5∼6T을 주입하고 여기에 마 250㎏을 담근다음 여기에 별도로 배양시킨 염기성 세균인 대간균 용액 10ℓ와 호기성 세균인 강균용액 20ℓ의 혼합물을 주입하였으며, 이들 2가지 세균의 혼합물을 혼합후 온도 38∼40℃ , pH6.0∼7.0으로 유지시켰다.

상기 혼합 세균용액 주입후 상기 온도 및 pH를 유지하면서 48∼50시간 방치하였다.

2시간 간격으로 10분간씩 공기를 공급하였다.

그후 별도의 정련로에 상기와 동일 량의 세균을 주입하였으며, 다만 온도를 60∼70℃로, 상승유지하였다.

세척.건조및 숙성후 실시예 1에서 보다 양질의 섬유를 얻었다.

〔실시예 3〕

실시예1과 같은 조건에서 뽕나무 껍질과 닥나무 껍질 250㎏을 정련한 결과 실시예1에서와 같은 양질의 강인성 섬유를 얻었다.

〔실시예 4〕

칡넝쿨 원피 250㎏을 실시예2에서와 같은 조건으로 정련한 결과 양질의 섬유를 얻었다.

상기한 바와 같이 본 발명의 방법에 의하면 혐기성 세균액과 호기성 세균액을 동시에 투입하여 또는 혼합한 상태에서 양세균을 공생되게 한 상태로 정련작용을 하게 함으로써 공정의 간략화는 물론 생산성도 증가되는 효과가 있는 것이다.

Claims (6)

1. 강인성 식물의 인피섬유로 부터 호기성 세균을 검출하여 그 세균이 번식하기에 알맞는 조건하에서 이를 배양 증식 시켜 호기성 세균액을 얻는 단계;

   강인성 식물의 인피섬유로 부터 혐기성 세균을 검출하여 이 세균이 번식하기에 알맞는 조건하에서 배양 증식시켜 혐기성 세균액을 얻는 단계;

   상기 각단계에서 얻는 호기성 세균액과 혐기성 세균액을 혼합하고 이들이 공생할수 있도록 온도 38~40℃, pH 6.0~7.0을 유지시켜 이들 2가지 세균이 공생하는 정련 모액을 제조하는 단계; 및

   정련로에 자연수를 주입하고 여기에 처리하고자 하는 강인성 원피를 침지시킨다음 온도 38~40℃, pH 6.0~7.0을 유지하면서 상기 단계에서 얻은 혼합 정련모액을 주입한후 45~55시간 동안 방치하여 강인성 원피를 정련하는 단계; 를 포함하며 구성되는 강인성식물의 인피섬유 정련방법
2. 제 1항에 있어서, 상기 혼합 정련모액 주입후 48~50 시간동안 방치함을 특징으로하는 방법
3. 강인성 식물의 인피섬유로 부터 호기성 세균을 검출하여 그 세균이 번식하기에 알맞는 조건하에서 이를 배양 증식 시켜 호기성 세균액을 얻는단계;

   강인성 식물의 인피섬유로 부터 혐기성 세균을 검출하여 이 세균이 번식하기에 알맞는 조건하에서 배양 증식시켜 혐기성 세균액을 얻는 단계; 및

   정련로에 자연수를 주입하고 여기에 처리하고자하는 강인성 원피를 침지 시킨다음 온도 38~40℃, pH 6.0~7.0을 유지하면서 상기 호기성 세균액과 혐기성 세균액을 동시에 또는 순차적으로 주입한 후 45~55 시간동안 강인성 원피를 정련하는 단계; 를 포함하여 구성되는 강인성 식물의 인피섬유 정련방법
4. 강인성 식물의 인피섬유로부터 호기성 세균을 검출하여 이 세균이 번식하기에 알맞는 조건하에서 이를 배양.증식시켜 호기성 세균액을 얻는 단계;

   강인성 식물의 인피섬유로부터 혐기성세균을 검출하여 이 세균이 번식하기에 알맞는 조건하에서 배양 증식시켜 혐기성 세균액을 얻는 단계;

   상기 각 단계에서 얻은 호기성 세균액과 혐기성 세균액을 혼합하고 이들이 공생할수 있도록 온도 38∼40℃및 pH6.0∼7.0을 유지시켜 이를 2가지 세균이 공생하는 정련 모액을 제조하는 단계;

   정련로에 자연수를 주입하고 여기에 처리하고자 하는 강인성 원피를 침지시킨 다음 38∼40℃온도를 유지하면서 상기 단계에서 얻은 호기성 및 혐기성 세균이 공생하는 정련모액을 주입하여 45∼55시간동안 방치하는 제 1 정련단계;

   상기 제 1 정련단계를 거친 정련 원피를 정련 모액내에서 60∼70℃의 상승된 온도를 유지하면서 45∼55시간동안 정련한후 세척하는 제 2 정련단계; 및

   상기 세척된 정련원피를 유제처리후 60∼70℃온도에서 46∼50시간 방치하는 숙성단계;

   를 포함하는 강인성 섬유의 인피섬유 정련방법.
5. 청구항 1내지 4항중 어느한항에 있어서,

   상기 정련단계도중 산소를 주입함을 특징으로 하는 방법
6. 청구항 4에 있어서, 상기 유제는 이스트에스트 및 팜유로 구성되는 그룹에서 선택된 것임을 특징으로 하는 방법.