초록 ▼

○ 연구개요
본연구의 궁극적인 목표는 기존의 화학적인 방법을 대체할 수 있는 친환경 인디고 환원염색 공정개발에 있다. 전통 쪽발효염액에서 분리동정한 인디고 환원박테리아 균주와 쪽발효염액의 활성증진을 위해 사용했던 효모를 생촉매로 사용하고 공정을 최적화하였다. 환원의 주요변수인 염욕의 pH와 산화-환원 포텐셜(ORP)을 온라인으로 모니터링하고 환원액으로 염색한 직물의 염착량(K/S)을 평가하였다. 이와 함께, 염욕의 형광세기를 측정하여 류코-인디고농도를 모니터링할 수 있도록 시스템을 구축하였다. 동결보호제를 사용하여 박테리아균주

○ 연구개요
본연구의 궁극적인 목표는 기존의 화학적인 방법을 대체할 수 있는 친환경 인디고 환원염색 공정개발에 있다. 전통 쪽발효염액에서 분리동정한 인디고 환원박테리아 균주와 쪽발효염액의 활성증진을 위해 사용했던 효모를 생촉매로 사용하고 공정을 최적화하였다. 환원의 주요변수인 염욕의 pH와 산화-환원 포텐셜(ORP)을 온라인으로 모니터링하고 환원액으로 염색한 직물의 염착량(K/S)을 평가하였다. 이와 함께, 염욕의 형광세기를 측정하여 류코-인디고농도를 모니터링할 수 있도록 시스템을 구축하였다. 동결보호제를 사용하여 박테리아균주를 분말화하여 사용, 저장, 유통에 편리한 생촉매를 제조하고 효용성을 확인하였다.

○ 연구 목표대비 연구결과
박테리아균주를 이용한 환원공정: 염욕의 pH안정성이 좋은 버퍼용액를 사용하여 pH 10.7로 시작하여 환원이 진행되는 동안 pH 10.0를 유지함으로써 환원력이 극대화되었으며 환원상태를 오랫동안 유지할 수 있어서 염욕의 재사용에 유리하였다. 동결보호제 Sucrose 15-20%로 제조한 분말형 생촉매가 높은 환원력을 보임으로써 생촉매로서 규격화 할 수 있는 것으로 판단된다.
효모를 이용한 환원공정:pH를 조절하지 않으면 K/S 최대치는 6일째에 13.47이었으며 18일째에 환원이 종료되었다. pH를 10.5로 조절한 경우 최대염착량이 17~18로 더 높았고, 환원력도 76~90일 동안 유지되었으며 ORP도 –517~-574 mV를 유지하였다. 환원유지 2~3일의 화학환원제와 비교할 때, pH 10.5 유지하는 효모공정은 76~90일 유지됨으로써 화학환원제보다 우수하였다.
온라인 모니터링시스템 구축: 인디고 염욕의 환원계를 모니터링하기 위해 pH, ORP, 온도 센서, 염욕의 pH를 자동으로 조절할 수 있도록 펌프를 부착하였으며, 염액내류코-인디고 농도를 flow cell 방식으로 흡광, 형광 분석하여 측정 가능하도록 시스템을 구축하였다.

○ 연구개발결과의 중요성
- 박테리아, 효모 등 생촉매에 의한 인디고 환원은 유해물질이 발생되지 않고 일상적인 온도에서 적용이 가능하여 친환경적이며, 환원력 극대화를 유지하기 위한 알칼리제, pH, 인디고 및 균주의 농도, Scale-up 공정 등 결과는 학술적 가치가 있을 뿐만 아니라 산업현장에서의 기초 데이터로 활용이 가능하다.
- 분말형 생촉매는 생균주와 동일한 수준의 인디고 환원력을 가지면서도 대량으로 제조가 가능하고 저장, 유통 및 사용의 편리성이 확보되어 환원공정 규격화 또는 표준화를 할 수 있어서 산업에 적용이 크게 확대된다.
- 모니터링시스템은 류코인디고의 농도, pH, 산화-환원포텐셜을 신속하고 정확하게 측정이 가능하여 공정의 제어 및 예측을 가능하게 한다. 궁극적으로 품질의 일관성과 질을 유지할 수 있다.


(출처 : 연구결과 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 3
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 5
• 2.1. 박테리아균주를 사용한 친환경 환원염색 공정 ... 5
• 2.2 효모를 사용한 친환경 인디고 환원염색 공정 ... 8
• 2.3. 인디고 환원액 모니터링 시스템 구축 ... 9
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 15
• 4. 참고문헌 ... 16
• 5. 연구성과 ... 18
• 대표적 연구실적 ... 23
• 끝페이지 ... 39