KR940007333B1 - 피혁 처리제 조성물 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

피혁 처리제 조성물

본 발명은 피혁 처리제 조성물에 관한 것이다. 더욱 상세하게 본 발명은 종래의 단백질 분해 효소를 이용한 탈모제에 실리카(SiO₂), 알루미나(Al₂O₃) 및 마그네슘 옥사이드(MgO)를 특정 비율로 함유시켜 탈모효과를 향상시킨 무공해 피혁 처리제 조성물에 관한 것이다.

탈모 공정은 피혁 가공 공정중 필수 공정에 속하는 공정으로, 예를들면 수유화 소다(NaHS)를 사용하여 탈모를 수행하는 화학적 탈모 방법이 가장 많이 이용되고 있다. 그러나 이 방법에서는 수유화 소다를 사용하므로 탈모시 다음 반응식과 같이 유화 수소(H₂S)가 발생되고 공정후 남게 되는 페수에는 생화학적 산소요구량(BOD)과 화학적 산소 요구량(COD)이 높아 대기 환경 보호의 측면에서 많은 문제점을 가지고 있다.

NaHS +H₂O→NaOH +H₂S ↑

따라서, 화학적 탈모 방법에 의해 야기되는 환경 공해의 문제점을 해결하기 위해 단백질 분해 효소를 이용한 효소 탈모 방법에 관한 연구가 계속되어 왔다. 특히 미국 피혁 화학 협회지(JALCA, Vol. 82, page 153∼162, 1987)와 미합중국 특허 제886,411(1908) 및 1,082,911(1913)호에는 이에 대한 내용이 폭넓게 공지되어 있다.

공지 기술에서는 소나 돼지의 분비물이나 췌장에서 추출한 판크레아틴(Pancreatin, 효소번호 3.4.4.7), 박테리아 기원의 스트렙토코커스(Streptococcus, 효소번호 3.4.4.18) 및 펑갈(fungal) 기원의 아스퍼질루스(Aspergillus, 효소번호 3.4.4.17)와 같은 단백질 분해 효소를 사용하여 7.0 내지 10.0의 pH를 유지하면서 탈모를 진행시킨다. 그러나 이러한 공지기술들은 완전한 탈모가 이루어지지 않고 피혁의 재질이 떨어지는 문제점이 있어 피혁 산업에서의 이용이 불가능한 것으로 나타났다. 피혁의 재질이 이렇게 떨어지는 이유는, 단백질 분해 효소는 7.0 내지 10.0의 pH 범위에서 활성을 나타내는 반면에 피혁의 질을 결정짓는 콜라겐은 pH 12 이상의 강알칼리 상태에서 분리가 일어나기 때문으로, 공지 기술과 같이 탈모에 중점을 두어 pH 7.0 내지 10.0에서 공정을 진행시키면 상기와 같은 결과가 일어나게 된다. 탈모시 조건을 pH 12 이상으로 조정하는 이유는 다음과 같다. 피혁의 주성분인 콜라겐은 아민기(-NH₂)와 카르복실기(-COOH)의 양성 이온을 갖고 있는 단백질 섬유로서, 하이드록시 이온(OH-)이 아민기를 공격하여 자극함으로써 일어나는 전기적 되튀김 현상으로 인해 분리현상이 촉진된다. 따라서 이러한 분리 과정은 pH 4.0 내지 9.0에서는 일어나지 않으며 pH 12의 강알칼리 상태에서 탈모 처리시에 우수한 재질의 피혁을 생산하게 된다. 그러므로 단백질 분해 효소의 활성을 위해 pH 7.0 내지 10.0으로 탈모를 진행시키면 피혁의 재질이 떨어지고, pH를 12 이상으로 조정한 상태에서 탈모를 실시하면 단백질 분해 효소의 안정성이 저하되어 활성이 떨어지므로 불완전한 탈모가 이루어진다.

이에, 본 발명자들은 단백질 분해 효소에 실리카(SiO₂), 알루미나(Al₂O₃), 마그네슘 옥사이드(MgO)를 특정비율로 함유시킴으로써, 상기의 문제점 즉 pH 12 이상의 상태에서도 단백질 분해 효소의 활성을 지속시켜 피혁의 품질을 향상시키면서도 탈모를 수행할 수 있는 피혁 처리제 조성물을 개발하게 되었다.

본 발명의 목적은 최적 pH가 7.0 내지 10.0인 단백질 분해 효소를 pH 12 이상인 상태에서도 안정하도록하여 활성을 유지시킴으로서써 완전한 탈모효과는 물론 환경공해를 개선할 수 있는 피혁 처리제 조성물을 제공하는데 있다.

즉, 본 발명의 목적은 완전한 탈모효과를 나타내면서도 화학적 탈모에서 발생하는 유화수소(H₂S) 가스를 발생시키지 않고 폐수의 생화학적 산소요구량(BOD)과 화학적 산소요구량(COD)을 낮춤으로서 환경 공해를 개선하고 피혁의 품질을 향상시키는 무공해 피혁 처리제 조성물을 제공하는데 있다.

이하 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 피혁 처리제 조성물은 단백질 분해 효소 60 내지 90 중량%, 실리카, 알루미나 및 마그네슘 옥사이드로 이루어진 혼합물 10 내지 40 중량%를 함유함을 특징으로 한다.

본 발명의 조성물에서 사용될 수 있는 단백질 분해 효소는 동물 기원의 판크레아틴(Pancreatin, 효소번호 3.4.4.7, 최적 pH : 7.5 내지 10.0), 식물기원의 파파인(Papain, 효소번호 3.4.4.10, 최적 pH : 7.0 내지 8.0), 미생물 기원의 아스퍼질루스(Aspergillus, 효소번호 3.4.4.17, 최적 pH : 8.0 내지 10.0), 박테리아 기원의 바칠루스(Bacillus, 효소번호 3.4.4.16, 최적 pH:9.0 내지 l0.0)이며, 본 발명의 조성물중에 60 내지 90 중량% 사용된다. 또한, 이러한 단백질 분해 효소에 추가로 실리카(SiO₂) 50 내지 80 중량%, 알루미나(Al₂O₃) 10 내지 30 중량% 및 마그네슘 옥사이드(MgO) 10 내지 20 중량%로 이루어진 혼합물을 10 내지 40 중량% 사용하는 것이 바람직하다. 만일 상기 조성범위를 벗어나는 중량%로 사용하게 되면 pH안정성이 떨어지므로 활성이 저하되어 원하는 탈모 효과를 얻을 수 없게 된다.

본 발명에서, 최적 pH가 7.0 내지 10.0인 단백질 분해 효소가 pH 12 이상의 상태에서도 활성을 나타내는 것은 Si²⁺, Mg²⁺, A1³⁺와 같은 2 또는 3가 금속 양이온이 단백질 분해 효소와 착염을 형성함으로써 강알칼리 상태에서도 단백질 분해 효소의 구조를 안정화시켜 활성을 유지시키며 양성이온을 갖고 있는 가죽(skin)의 콜라겐 섬유에 치환됨으로서 탈모효과 및 피혁의 재질을 향상시키기 때문이다. 또한 이러한 2가 또는 3가 금속 이온은 단독 사용하는 것보다는 본 발명에서와 같이 혼합 사용하는 것이 상승 작용으로 인해 더욱 효과적인 것으로 밝혀졌다.

본 발명에서 단백질 분해 효소는 공지의 추출방법으로 동물, 식물, 미생물 및 박테리아로부터 추출한 것을 사용하였다. 본 발명의 피혁 처리제 조성물은 다음과 같이 제조한다.

상기 4종의 분말 상태의 단백질 분해 효소를 분말상태의 실리카, 알루미나 및 마그네슘 옥사이드의 혼합물과 표1에 나타난 중량부로 균일하게 혼합하여 피혁 처리제 조성물(실시예 1 내지 9)을 제조하고 또한 본 발명 조성물의 효과를 평가하기 위해 표1의 성분을 함유하는 비교 조성물(비교예 1 내지 8)을 제조한다.

[표 1]

상기 표1에 제시된 성분을 함유하는 실시예 및 비교예의 조성물을 다음과 같이 화학적 방법과 효소적 방법을 사용하여 탈모시킨 후 이들 조성물의 탈모 효과, 안정성 및 공해 방지 효과를 각각 실험하고 그 결과를 표2에 나타냈다.

[ 탈모방법]

1) 화학적 탈모방법

털이 자연 상태로 있는 피혁(Dairy Steer)을 1×1㎡로 채취하여 깨끗한 물에서 24 시간동안 침적시킨후, 깨끗한 물로 세척한다. 여기에 물 400 중량부(25℃), 수유화 소다(NaHS) 1.0 중량부, 석회(Ca(OH)₂) 2.0 중량부 및 탈지제 0.3 중량부를 가하여, 분당 15 내지 16 회전의 속도로 20분동안 회전시킨후, 30분동안 정지시킨다. 계속해서 유화소다(Na₂S) 1.2 중량부와 석회 2.0 중량부를 가하여 상기와 같은 속도로 20분동안 회전시킨 후, 30분동안 정지시킨다. 석회 2.0 중량부를 다시 가하여 마찬가지의 속도로 20분동안 회전시킨 후, 30분동안 정지시키고, 계속해서 이들 분당 15 내지 16 회전의 속도로 5분 회전시킨 후 55분 정지시키는 과정을 15회 반복 실시하여 피혁을 탈모시킨다.

2) 효소 탈모방법

털이 자연 상태로 있는 피혁을 1×1㎡로 채취하여 깨끗한 물에서 24시간동안 침전시킨 후, 깨끗한 물로 세척한다. 여기에 물 300 중량부(30℃), 석회 2.0 중량부 및 피혁 처리제 조성물 0.5 중량부를 가하여 분당 15 내지 16 회전의 속도로 30분동안 회전시킨 후, 30분동안 정지시킨다. 석회 2.0 중량부를 다시 가하여 상기와 같은 속도로 30분동안 회전시킨 후 30분동안 정지시키고, 분당 15 내지 16 회전의 속도로 10분 회전시킨 후 50분 정지시키는 과정을 11회 반복 실시하고 계속해서 상기와 같은 속도로 10분 회전시키고 110분 정지시키는 과정을 5회 반복 실시한다. 그후, 석회 2.0 중량부를 가하고 마찬가지의 속도로 5분 회전시키고 115분 정지시키는 과정을 9회 반복 실시하여 피혁을 탈모시킨다.

1. 탈모효과

실시예 1 내지 9와 비교예 1 내지 8의 피혁 처리제 조성물을 첨가하여 탈모를 진행시키고 탈모정도를 측정한다. 탈모정도는 원피와 비교하여 털이 제거된 정도를 %로 표시하였다.

2. 안정성 측정

피혁 처리제 조성물의 안정성은 실시예 1 내지 9와 비교예 1 내지 8의 조성물에 대한 안정성 측정으로서 활성의 안정성은 피혁 처리제 조성물들을 40℃에서 각각 1 개월, 3 개월, 6 개월 및 12 개월간 보관한 후 이들의 활성 정도를 제조 즉시의 활성 전도 100을 기준으로 평가하였으며, pH 안정성은 이 조성물들을 pH12 즉 강알카리 상태에서 각각 5 시간, 10 시간, 24 시간 및 48 시간동안 보관한 후 평가하였다.

[ 안정성 측정방법]

피혁 처리제 조성물에 사용된 단백질 분해 효소의 활성도(Activity)를 노브(Novo)사의 활성도(Activity)분석법으로 측정하여 측정된 활성도를 기준으로 한 다음 위의 기간동안 보관된 피혁 처리제 조성물의 활성도를 측정하여 그 측정된 값을 백분율로 나타내었다.

[노브(Novo)사의 활성도 분석법]

0.4% N,N-디메틸 카제인(DMC)을 50℃ 및 pH 8.3에서 25분동안 단백질 분해 효소로 가수분해시킨다. 가수분해에 의해 생성된 유리 아미노 그룹을 2,4,6-트리니트로벤젠술폰산(TNBS)으로 반응시켜 그활성도를 425nm에서 측정한 흡광도(OD)와 표준곡선으로부터 계산한다.

계산식

A : 표준곡선에서 얻은 값(㎍/ml), B : 단백질 분해 효소의 표준역가, C : lml에 희석된 샘플의 양, D : 샘플의 양(g), l,000,000 : g/㎍

3. 공해방지효과

화학적 방법으로 탈모한 여액과 실시예 1 내지 9 및 비교예 1 내지 8의 피혁 처리제 조성물을 사용하여 탈모한 여액을 KSM0111(공장 폐수 시험방법)로 생화학적 산소요구량(BOD)와 화학적 산소요구량(COD)을 각각 측정하였다.

[표 2]

표2에 나타낸 바와같이, 실리카(SiO₂), 알루이나(Al₂O₃) 및 마그네슘 옥사이드(MgO)를 특정비율로 혼합시킨 경우가 단백질 분해 효소를 단독으로 사용한 것보다 탈모효과는 훨씬 우수한 것으로 나타났고 생화학적 산소요구량(BOD), 화학적 산소요구량(COD)이 화학적 탈모의 경우보다 훨씬 작게 나타났다. 또한 화학적 탈모에서 발생하는 유화수소(H₂S)도 발생되지 않아 환경 공해를 개선할 수 있었다.

본 발명의 주요지인 pH 안정성면에서 실시예의 피혁 처리제 조성물을 비교예의 조성물과 비교해 보면 윌등히 우수한 것으로 나타났다. 즉 pH 12 상태에서도 실시예의 조성물은 알카리 상태 이전의 활성을 안정하게 유지하기 때문에 탈모효과가 우수하고 피혁의 재질도 떨어지지 않고 향상되는 것으로 나타났다.

Claims (3)

1. 단백질 분해 효소 60 내지 90 중량%와 실리카, 알루미나 및 마그네슘 옥사이드로 이루어진 혼합물 l0내지 40 중량%를 함유함을 특징으로 하는 피혁 처리제 조성물.
2. 제1항에 있어서, 혼합물의 중량에 대하여 실리카를 50 내지 80 중량%, 알루미나를 10 내지 30 중량% 및 마그네슘 옥사이드를 10 내지 20 중량% 함유함을 특징으로 하는 조성물.
3. 제1항에 있어서, 단백질 분해 효소가 판크레아틴, 파파인, 바칠루스 또는 아스퍼질루스임을 특징으로 하는 조성물.