[논문]산성 셀룰라제 이용한 데님의 효소가공 및 물성

서혜영; 송화순; 김혜림

산성 셀룰라제 이용한 데님의 효소가공 및 물성
Enzymatic Processing and Property of Denim by Acid Cellulase 원문보기

한국의류산업학회지 = Journal of the Korean Society for Clothing Industry, v.11 no.3, 2009년, pp.465 - 468

서혜영 (숙명여자대학교 의류학과) , 송화순 (숙명여자대학교 의류학과) , 김혜림 (숙명여자대학교 의류학과)

Abstract ▼ AI-Helper

In this study, acid cellulase was used to treat denim fabrics by varying pH, temperature, enzyme concentration, treatment time and non-ionic surfactant (Triton X-100) concentration. Treatment condition was controlled based on the weight loss. The characteristics of enzyme-treated fabrics were measured in terms of tearing strength, stiffness, and color difference. The optimum conditions for cellulase treatment of denim fabric were pH 5.0, $50^{\circ}C$, 3% (o.w.f.), 90minutes. The weight loss did not change significantly with the addition of a non-ionic surfactant, but it improved when more non-ionic surfactant were used. The tearing strength of enzyme-treated denim fabrics did not deteriorate. The stiffness of the treated fabrics improved with the enzymatic treatment with and without the non-ionic surfactant. The difference in color of fabrics treated with enzyme increased.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구에서는 데님의 산성 셀룰라제 처리시 최적 처리 조건을 제시하고, 물성 변화에 미치는 영향을 살펴보고자 한다. 면 100% 데님 직물에 산성 셀룰라제인 Denimax Acid XCL로 처리시 pH, 처리온도, 효소 농도, 처리시간 및 계면활성제 첨가에 따른 감량률을 통해 최적 처리 조건을 제시하고 효소 처리후 데님의 인열강도, 강연도, 색차를 확인한다.
본 연구는 면 100% 데님직물에 산성 셀룰라제인 Denimax Acid XCL로 처리 시 pH, 처리온도, 효소농도, 처리시간, 계면활성제의 농도변화에 따른 감량률을 통해 최적 처리조건을 제시하고 효소가 직물의 인열강도, 강연도, 색차에 미치는 영향을 확인하였다.

제안 방법

따라서 본 연구에서는 데님의 산성 셀룰라제 처리시 최적 처리 조건을 제시하고, 물성 변화에 미치는 영향을 살펴보고자 한다. 면 100% 데님 직물에 산성 셀룰라제인 Denimax Acid XCL로 처리시 pH, 처리온도, 효소 농도, 처리시간 및 계면활성제 첨가에 따른 감량률을 통해 최적 처리 조건을 제시하고 효소 처리후 데님의 인열강도, 강연도, 색차를 확인한다.
본 연구에서는 산성 셀룰라제 Denimax Acid XCL로 pH, 처리온도, 효소농도, 처리시간, 계면활성제의 농도 변화에 따른 감량률을 통해 최적 처리조건을 제시하고 데님의 인열강도, 강연도, 색차를 확인하였다.

대상 데이터

)와 아세트산(Acetic Acid glacial, Duksan Pure Chemicals, Korea)을 사용하였다. 비이온 계면활성제는 Triton X-100(Sigma Chemicals Co.)을 사용하였다.
2. 시료 및 시약

시료는 시판 면 100% 데님직물을 사용하였으며, 그 특성은 표 1과 같다. 효소는 산성 셀룰라제인 Denimax Acid XCL(EC 3.
4, Novozymes)을 사용하였으며, 그 특성은 표 2와 같다. 초산나트륨버퍼 (Sodium acetate buffer, pKa=4.76, Sigma Chemicals Co.)와 아세트산(Acetic Acid glacial, Duksan Pure Chemicals, Korea)을 사용하였다. 비이온 계면활성제는 Triton X-100(Sigma Chemicals Co.
시료는 시판 면 100% 데님직물을 사용하였으며, 그 특성은 표 1과 같다. 효소는 산성 셀룰라제인 Denimax Acid XCL(EC 3.2.1.4, Novozymes)을 사용하였으며, 그 특성은 표 2와 같다. 초산나트륨버퍼 (Sodium acetate buffer, pKa=4.

데이터처리

감량률은 효소처리 전, 후의 무게 변화를 측정한 후 다음 식에 의하여 계산하여 평균값을 취하였다.
색차 측정은 색차계(Computer Color Matching System, JX-777, Japan, 이하 CCM)를 사용하여, 4회 측정하여 평균값을 구하였다.

이론/모형

강연도는 KS K 0539에 준하여, 켄틸레버법으로 각각 5회 측정한 후 평균값을 구하였다.
인열강도는 KS K 0535에 준하여, 인열강도 시험기(ASA217, Asia Testing Machines, Korea)를 사용하였으며, 펜들럼법으로 3회 측정하여 평균값을 구하였다.

성능/효과

))에 따른 감량률 결과이다. 감량률은 소량의 계면활성제 첨가 시 변화가 없으나, 0.5%(o.w.f.) 계면활성제 첨가 시 1.07%배 향상되었다.
) 고정하고 처리시간(30, 60, 90, 180, 360분)에 따른 감량률 결과이다. 감량률은 처리시간이 길어짐에 따라 증가하였으며, 90분 처리 시 크게 향상되고, 그 이후에는 서서히 향상되었다. 이는 처리시간이 증가됨에 따라 효소에 의한 가수분해 산물이 처리액 내에 축적되어 오히려 효소의 활성을 느리게 하는 역반응이 일어나기 때문이다.
강연도는 효소 단독처리와 계면활성제를 첨가한 경우 모두 감소하여, 섬유가 유연해지는 것으로 나타났다. 이는 효소 가수분해에 의해 데님직물이 감량되어 유연성이 증가하기 때문이다.
따라서 데님의 산성 셀룰라제 처리는 섬유의 손상은 최소화하면서 섬유의 유연성 및 데님 표면색 변화는 향상시키는 것으로 나타났다.
(전홍기, 2003) 본 연구에서의 비이온 계면활성제 첨가에 의한 감량률의 향상은 비이온 계면활성제가 효소와 기질간의 상호작용을 개선시키고 섬유내부로의 효소 침투, 흡수, 섬유의 팽윤을 높이는 역할을 한 것으로 생각된다. 따라서 산성 셀룰라제 처리 시 일정량 이상의 비이온 계면활성제 첨가가 필요한 것을 확인하였다. (Cavaco-Paulo, A.
이는 본 실험에 사용된 Denimax Acid XCL이 산성 셀룰라제이므로 산성의 pH 범위 내에서 최대 활성이 나타났다. 또한 pH 5.0보다 pH가 높아지면, 단백질의 입체 구조가 변하면서 반응속도가 저하됨에 따라 효소 활성이 저하되는 것으로 나타났다. 따라서 최적 pH 는 5.
색차는 효소 단독처리와 계면활성제 첨가 시 모두 미처리에 비해 색차가 크게 향상되었다. 특히 계면활성제 첨가에 따른 인열강도나 강연도 변화는 큰 영향을 미치지 않았으나 색차는 효소 단독처리보다 향상되는 것으로 나타났다.
0에서 높게 나타났다. 이는 본 실험에 사용된 Denimax Acid XCL이 산성 셀룰라제이므로 산성의 pH 범위 내에서 최대 활성이 나타났다. 또한 pH 5.
이상의 결과를 통하여 데님직물에 산성 셀룰라제 처리 시 최적조건은 pH 5.0, 온도 50°C, 효소농도 3%(o.w.f.), 시간 90분으로 설정하였다.
인열강도는 효소처리 시 저하가 크지 않았으며, 강연도는 효소 단독 및 계면활성제 첨가 시 감소하여, 섬유가 유연해지는 것으로 나타났다. 색차는 효소 단독 및 계면활성제 첨가 시 크게 향상되었다.
색차는 효소 단독처리와 계면활성제 첨가 시 모두 미처리에 비해 색차가 크게 향상되었다. 특히 계면활성제 첨가에 따른 인열강도나 강연도 변화는 큰 영향을 미치지 않았으나 색차는 효소 단독처리보다 향상되는 것으로 나타났다. 계면활성제가 산성 셀룰라제의 활성에 효과적인 보조제 역할을 함으로서 효소 가수분해가 섬유 표면에 집중되면서 섬유의 손상이 최소화되고, 표면색상이 변화된 것으로 생각된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	산성 셀룰라제를 처리한 데님에 관한 연구에는 어떤 것들이 있는가?	산성 셀룰라제 처리한 데님의 연구로, 셀룰라제 처리시 태 특성 변화(김경애 외, 2003), 셀룰라제 처리시 데님의 재오염성 (차옥선, 양진숙, 1996)에 대한 연구가 있다. 또한 레이온/면 혼방직물의 물성변화(이선화, 송화순, 1998), 저마/인조섬유의 물성 변화(김순심, 최종명, 2001), 면, 레이온, CMC 직물의 물성변화 (이미식, 2003) 등 혼방·교직물에 대한 연구들이 보고되었다.
	의류 소재 분야에서 셀룰라제를 이용한 효소가공은 어떤 효과를 내기 위해 사용되는가?	그러나 촉감이 뻣뻣하고, 세탁 시 수축 및 이염 등의 문제점이 있다. 이를 보완하기 위한 가공방법 중 셀룰라제를 이용한 효소가공은 직물표면의 섬유를 분해하여 감량이 일어나므로 표면이 평활해지고 촉감이 부드러워지며 탈색 효과가 나타나므로 직물의 색상과 태를 변화시키는데 사용된다. (김경애, 2000) 이러한 셀룰라제는 활성 pH에 따라 중성 및 산성 셀룰라제로 나눈다.
	데님의 단점은 무엇인가?	데님은 인열, 마모강도가 크고, 실용적인 직물로 캐주얼의류 및 작업복 등에 사용되고 있다. 그러나 촉감이 뻣뻣하고, 세탁 시 수축 및 이염 등의 문제점이 있다. 이를 보완하기 위한 가공방법 중 셀룰라제를 이용한 효소가공은 직물표면의 섬유를 분해하여 감량이 일어나므로 표면이 평활해지고 촉감이 부드러워지며 탈색 효과가 나타나므로 직물의 색상과 태를 변화시키는데 사용된다.

참고문헌 (10)

김경애. (2000). 평가자의 연령과 성별이 직물의 태 평가에 미치는 영향 -셀룰라아제 처리된 데님의 중심으로-. 대한가정학회지, 29(10), 133-142
김경애, 이미식, 김정희. (2003). 셀룰라아제 처리된 데님직물의 태에 관한 연구(제3호) -텐셀직물이 주관적인 태 평가-. 한국의류학회지, 27(1), 40-47

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김순심, 최종명. (2001). 셀룰라아제와 알칼리 처리에 의한 저마/인조 섬유 교직물의 물성과 염색성 변화. 한국의류학회지, 25(5), 891-900

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송현주. (2006). 효소가공에 의한 양모.폴리에스터 혼방직물의 개질. 숙명여자 대학교 대학원 석사학위논문
이미식. (2003). 셀룰라제 처리에 의한 면, 레이온, CMC 직물의 성질 변화에 관한 연구. 한국섬유공학회지, 40(1), 70-75

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이선화, 송화순. (1998). 셀룰라아제 처리 시 실리콘 첨가에 따른 레이온/면 혼방직물의 물성변화. 한국의류학회지, 22(8), 1032-1042

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이소희. (2007). 효소를 이용한 면.폴리에스터 혼방직물의 개질가공. 숙명여자 대학교 대학원 석사학위논문
전홍기. (2003). 효소학. 부산 : 부산대학교 출판부
차옥선, 양진숙. (1996). 셀룰라제 처리조건이 인디고 데님의 재오염에 미치는 영향. 한국의류학회지, 20(5), 841-851

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Cavaco-Paulo, A., Gubitz, G.M. (2003). Textile processing with enzymes. Washington DC: CRC Press

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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