[논문]비누와 알칼리에 의한 실크 생사의 반숙정련 거동

박건용

doi:10.5764/tcf.2010.22.4.349

Abstract ▼ AI-Helper

To investigate the half-degumming of raw silk, the degumming was carried out with soap or sodium carbonate or sodium bicarbonate and some mixed agents at $80^{\circ}C$ for 15 and 30 minutes. With soap of 20~25%o.w.f. degumming losses were about 7~12%. Degumming losses with sodium carbonat...

To investigate the half-degumming of raw silk, the degumming was carried out with soap or sodium carbonate or sodium bicarbonate and some mixed agents at $80^{\circ}C$ for 15 and 30 minutes. With soap of 20~25%o.w.f. degumming losses were about 7~12%. Degumming losses with sodium carbonate of 2~5%o.w.f. were about 6~15%. And about 6~12% wright losses were observed in the degumming with sodium bicarbonate of 20~30%o.w.f. In the degumming with the mixed degumming agents of soap and sodium carbonate, degumming losses were 9~15% with 5%o.w.f. soap and 2~5%o.w.f. sodium carbonate. Sodium carbonate was more effective on the removal of sericin from raw silk than soap. During drying generally half degummed silk yarns stuck together to result in harsh and hard lumps by the adhesion and solidification of the residue sericin of partially degummed silk. Sodium hydrosulfite in degumming agent effectively protected the adhesion of half degummed silk yarns.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

이것으로 보아 하이드로가 실크 생사의 표백제 역할뿐만 아니라 반숙정련의 단사간 부착방지제 역할도 할 수 있음을 알 수 있었다. 따라서 다음 연구 발표에서는 하이드로가 반숙정련된 실크의 잔류 세리신 단백질을 환원시켜 접착 성질을 크게 감소시키는 현상에 대해 보다 구체적으로 보고하고자 한다.
실크 생사의 완숙 정련에 관한 연구 자료는 이미 오래전부터 보편적으로 잘 알려져 있으나 반숙 정련의 경우는 연구 자료가 매우 적은 형편이다. 본 연구에서는 피브로인의 손상을 최소화하면서도 효과적으로 세리신을 용출시켜 실크 생사를 반숙 정련하고자 가장 보편적인 정련제인 마르셀비누와 탄산나트륨 및 중탄산나트륨을 사용하여 비누정련법과 알칼리정련법 및 비누알칼리정련법에 의해 실크 생사의 정련 거동을 살펴보았다.

제안 방법

의 혼합에 의해 9～15% 연감율을 얻을 수 있다. 비누와 탄산나트륨 혼합 정련제 의한 정련시 단사간 들러붙음을 방지하기 위한 실험으로 실크 생사의 연사 공정에서 유연제로 주로 사용하는 모노겐과 정련용수 중의 금속이온이 비누와 결합하는 것을 방지하기 위한 금속이온봉쇄제로 주로 사용하는 트리폴리인산나트륨 및 실크 생사의 표백제로 주로 사용하는 하이드로를 비누와 탄산나트륨 혼합정련제에 첨가하여 정련액을 조성하여 80℃에서 15분 정련했으며, 각 정련액에 의한 연감율과 단사간 들러붙음 현상의 결과를 Table 1에 나타냈다.
정련제와 정련 조건의 비교 실험을 위해 실크 생사는 미리 수분에 침지시키지 않고 건조된 상태에서 80℃의 정련액에 직접 투입시켜 정련시켰다. 소정 시간 정련을 마친 생사 다발을 냉수와 40℃ 온수에서 각각 10분간 수세한 후 100℃에서 30분 열풍 건조한 다음 중량을 측정했다.
욕비 1:50으로 했고, 반숙 정련을 하기위해 정련 온도는 80℃로 조정 했으며, 정련 시간은 15분과 30분으로 설정했다
혼합정련제에서 일정 탄산나트륨 농도에 대한 비누 농도의 영향과 일정 비누 농도에 대한 탄산나트륨 농도의 영향을 살펴보고자 80℃에서 15분 정련한 경우의 연감율을 비교하였고, 그 결과를 Fig. 10에 나타냈다.

대상 데이터

2.1 시료 및 시약

시료는 정련되지 않은 21중의 실크 생사(중국산) 단사를 사용했고, 마르셀비누(Marseilles soap)와 모노겐(Monogen, 단백질섬유 정련세정제)은 시판품(Han Jin Chemical)을 사용했으며, 탄산나트륨(Na₂CO₃, sodium carbonate), 중탄산나트륨(NaHCO₃, sodium bicarbonate), 트리폴리인산나트륨(Na₃P₃O₁₀, sodium tripolyphosphate), 하이드로(Na₂S₂O₄, sodium hydrosulfite) 등은 1급 시약(Han Jin Chemical)을 사용했다.

성능/효과

그러나 반숙 정련에 의해 부분적으로 세리신이 용출되고 잔류하는 나머지 세리신이 변성되어 수세와 건조 과정에서 응고되어 단사간의 들러붙는 현상이 매우 심해 섬유 다발이 접착되어 거칠고 단단한 덩어리 형태가 되었다. 단사간 들러붙음을 방지하기 하는데 매우 효과적인 조제가 하이드로임을 알 수 있었다.
에 의해 6～12%의 연감율이 나타났다. 비누와 탄산나트륨의 혼합정련제에 의한 반숙정련에서는 비누 5%o.w.f.에 탄산나트륨 2～5%o.w.f.의 혼합에 의해 9～15% 연감율이 나타났고, 비누보다는 탄산나트륨에 의한 정련 효과가 지배적임을 알 수 있었다. 그러나 반숙 정련에 의해 부분적으로 세리신이 용출되고 잔류하는 나머지 세리신이 변성되어 수세와 건조 과정에서 응고되어 단사간의 들러붙는 현상이 매우 심해 섬유 다발이 접착되어 거칠고 단단한 덩어리 형태가 되었다.
로 많이 투입한 경우에는 연감율 증가가 매우 크게 나타났다. 이 결과로 보아 비누와 탄산나트륨의 혼합정련제에서 비누에 의한 정련 효과보다는 탄산나트륨에 의한 정련 효과가 지배적임을 알 수 있고, 비누 5%o.w.f.에 탄산나트륨 2～5%o.w.f.의 혼합에 의해 9～15% 연감율을 얻을 수 있다. 비누와 탄산나트륨 혼합 정련제 의한 정련시 단사간 들러붙음을 방지하기 위한 실험으로 실크 생사의 연사 공정에서 유연제로 주로 사용하는 모노겐과 정련용수 중의 금속이온이 비누와 결합하는 것을 방지하기 위한 금속이온봉쇄제로 주로 사용하는 트리폴리인산나트륨 및 실크 생사의 표백제로 주로 사용하는 하이드로를 비누와 탄산나트륨 혼합정련제에 첨가하여 정련액을 조성하여 80℃에서 15분 정련했으며, 각 정련액에 의한 연감율과 단사간 들러붙음 현상의 결과를 Table 1에 나타냈다.
Table 1에서 알 수 있듯이 모노겐과 트리폴리인산나트륨은 반숙정련에 의해 잔류하는 세리신에 의한 단사간 들러붙음을 방지하는데 기여하지 못하는 반면 하이드로의 첨가에 의해 단사간 들러붙음 현상이 현저히 감소했다. 이것으로 보아 하이드로가 실크 생사의 표백제 역할뿐만 아니라 반숙정련의 단사간 부착방지제 역할도 할 수 있음을 알 수 있었다. 따라서 다음 연구 발표에서는 하이드로가 반숙정련된 실크의 잔류 세리신 단백질을 환원시켜 접착 성질을 크게 감소시키는 현상에 대해 보다 구체적으로 보고하고자 한다.
탄산나트륨 2%o.w.f.일 때 비누 농도를 5%o.w.f.에서 20%o.w.f.로 투입시켜도 연감율이 그다지 크게 증가하지 않았고, 이에 반해 비누 5% o.w.f.와 10%o.w.f.에 대해 탄산나트륨 농도를 2%o.w.f.부터 10%o.w.f.로 많이 투입한 경우에는 연감율 증가가 매우 크게 나타났다. 이 결과로 보아 비누와 탄산나트륨의 혼합정련제에서 비누에 의한 정련 효과보다는 탄산나트륨에 의한 정련 효과가 지배적임을 알 수 있고, 비누 5%o.
탄산나트륨으로 80℃에서 15분 정련한 경우 2%o.w.f.농도에서 약 6% 정도의 연감율을 보였고, 5%o.w.f. 농도에서는 약 12% 정도의 연감율을 보였으며, 10%o.w.f. 농도에서 약 19% 정도의 연감율을 보였는데 비누 4～5%o.w.f.의 농도로 정련하면 반숙 정련에 해당하는 약 10～12%의 연감율을 얻을 수 있다. 80℃에서 30분 정련한 경우에는 15분 정련에 비해 더 큰 연감율을 보였고, 80℃에서 15～30분 탄산나트륨 농도 2～5% o.

후속연구

보다 다양한 고부가가치 소재의 한복 원단을 제조하기 위해 반숙사의 필요성은 매우 높은 실정이나 정련에 의해 반숙사를 얻기 위한 연구 개발이 미흡하여 현재는 반숙사와 유사한 질감의 실크를 생사와 정련사를 합연하여 만든 생/숙 합사로 대체하여 사용하고 있는 실정이나 생사와 숙사의 염색 속도 차이에 의한 색상 문제가 있고 단사 상태의 반숙사 고유의 느낌을 살릴 수 없다. 따라서 정련에 의해 반숙사 제조가 가능하다면 더욱 다양하고 고부가가치의 한복지 원단 개발이 가능할 것으로 예측되어 보다 근본적이고 체계적인 연구를 통해 실크 생사의 반숙 정련을 완성할 필요성이 높다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	비누 정련법에 사용되는 마르셀비누의 장단점은?	실크 생사의 완숙 정련에 사용되는 정련법으로는 비누정련법, 알칼리정련법, 비누알칼리정련법 및 효소정련법이 있다. 비누 정련법에 사용되는 마르셀비누의 경우는 피브로인을 손상시키지 않으면서 세리신만을 제거하여 백도와 광택이 좋은 완숙사를 얻을 수 있는 정련제이나 다량의 비누 폐수가 발생하고 에너지와 시간 소모가 많은 단점이 있는 정련제이다. 알칼리정련법에 가장 많이 사용되는 탄산나트륨은 비누에 비해 약 2배 정도의 강한 세리신 용해력을 가지므로 비누정련법보다는 낮은 온도에서 단시간 정련이 가능한 장점이 있으나 높은 온도에서 과도하게 정련하는 경우 피브로인을 심하게 손상시킬 수 있어 정련액 조성과 온도 및 시간 등의 제어에 신중해야하는 단점이 있다.
	실크 생사의 완숙 정련에는 어떤 방법이 있는가?	실크 생사의 완숙 정련에 사용되는 정련법으로는 비누정련법, 알칼리정련법, 비누알칼리정련법 및 효소정련법이 있다. 비누 정련법에 사용되는 마르셀비누의 경우는 피브로인을 손상시키지 않으면서 세리신만을 제거하여 백도와 광택이 좋은 완숙사를 얻을 수 있는 정련제이나 다량의 비누 폐수가 발생하고 에너지와 시간 소모가 많은 단점이 있는 정련제이다.
	본 실험에서 비누알칼리정련법을 이용한 반숙정련 결과, 어떤 현상을 관측할 수 있었나?	에 의해 6～12%의 연감율이 나타났다. 비누와 탄산나트륨의 혼합정련제에 의한 반숙정련에서는 비누 5%o.w.f.에 탄산나트륨 2～5%o.w.f.의 혼합에 의해 9～15% 연감율이 나타났고, 비누보다는 탄산나트륨에 의한 정련 효과가 지배적임을 알 수 있었다. 그러나 반숙 정련에 의해 부분적으로 세리신이 용출되고 잔류하는 나머지 세리신이 변성되어 수세와 건조 과정에서 응고되어 단사간의 들러붙는 현상이 매우 심해 섬유 다발이 접착되어 거칠고 단단한 덩어리 형태가 되었다. 단사간 들러붙음을 방지하기 하는데 매우 효과적인 조제가 하이드로임을 알 수 있었다.

참고문헌 (10)

K. H. Hiro, "Silk Processing Techniques and Its Apllication", Textile Research Co. Ltd., Tokyo, pp.36-40, 1988.
A. K. R. Choudhury, "Textile Preparation and Dyeing", Science Publishers, Enfield, NH, USA, pp.231-239, 2006.
M. S. Kim, A Study on the Silk Degumming, Textile Coloration and Finishing, 18, 25-30 (2006).
S. R. Shulka and R. S. Patal, Degumming Process of Silk, American Dyestuff Report, 81(9), 22-24(1992).
K. H. Hiro, "Silk Processing Techniques and Its Apllication", Textile Research Co. Ltd., Tokyo, pp.18-24, 1988.
I. K. Kim, "New Scouring and Bleaching", Moonwoondang, Seoul, pp.238-243, 1995.
C. U. Cha, K. S. Bae, I. W. Park, Y. D. Kim, and Y. K. Hong, Separation Performance and Application of Sericin Protein in Silk Degumming Solution(1), Textile Coloration and Finishing, 21(6), 56-63(2009).

원문보기 상세보기
K. Kato, S. Sato, A. Yamanaka, H. Yamada, N. Fuwa and M. Nomura, Silk Protein, Sericin, Inhibits Lipid Peroxidation and Tyrosinase Activity, Biosci. Biotechol. Biochem., 62, 145-147(1998).

상세보기
J. H. Kim and J. H. Nahm, Degumming Charecteristics and Fabric Properties by Papain Degumming, Korean J. Seric. Sci., 29(2), 58-66(1987).
D. G. Bae and H. S. Bae, Studies on the Scouring Effects of Scouring Soap Made from Rapeseed Oil, Korean J. Seric. Sci., 35(1), 43-47(1993).

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