직/편성물 가공

4급 염화키토산에 의한 섬유의 항균가공

  • 출판일1996.05
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  • 등록일 2016.11.02
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키토산은 게, 새우 등의 갑각류와 곤충류의 외골격 조성의 성분으로서 자연계에 넓게 분포하는 키틴을 탈아세틸화해서 얻어지는 염기성 다당류이다. 키틴의 생성량은 생물계로부터 년간 1,000억톤으로 추정되고 있고, 셀룰로오스에 버금가는 바이오매스(biomass) 자원이다. 키토산의 화학구조는 D-글루코사민이 B-(1→4) 글루코사이드 결합을 하고 있고, 수천개 분자가 직쇄상 결합을 하고 있다. 최근, 키토산을 이용한 섬유의 항균가공에 대한 연구가 진행되고 있으며 본고에서는 키토산의 4급염화법에 의한 섬유 가공법을 소개하고자 한다. 키토산에 의한 항균성 발현의 방법에는 현재 다음의 3가지 방법이 알려져 있다. 첫째는, 고분자량의 키토산을 염산 또는 효소 (키틴아제, 키토산아제, 셀룰라제 등) 처리하여 글루코사민이 5∼6개 정도인 키토산 올리고당을 이용하는 방법이다. 두번째는 키토산의 분자량을 40,000∼50,000 정도, 입자 지름을 5μ 이하로 하는 방법이다. 세번째는 키토산을 4급 염화하는 방법이다. 여기에서는 주로 키토산의 4급 염화법에 대해 소개하고 있다. 키토산의 4급 염화법에는 다음과 같은 방법이 있다. 키토산은 각종의 묽은 유기산 수용액에 용해시켜 조염결합에 의해 4급 염화하는 방법이다. 이같은 키토산의 4급염은 수산화나트륨 수용액 등의 알칼리 처리에 의해 조염결합을 한 키토산염으로부터 산이 탈리되면 유리키토산이 되어 항균성이 없어진다. 유기산에 의한 조염결합 방법은 키토산을 가공한 섬유가 세탁된 경우에는 내구성이 문제가 된다. 그래서 키토산을 요오드화메틸 등의 할로겐화 알킬과 반응시켜 키토산의 N-트리메틸화 암모늄으로 하는 방법이 있다. 또는 키토산의 4급 염화에 사용하는 요오드화메틸의 양을 적게 하기 위해서 미리 키토산을 초산수용액에 용해하고, 그것에 포르말린을 가해 키토산의 아미노기를 N-디메틸화하고, 이것에 요오드화메틸을 반응시키는 방법도 있다. 세번째는 이미 4급 염화한 화합물을 키토산과 반응시켜 4급 염화하는 방법이 있다. 여기서는 셀룰로오스의 4급 염화제로서 잘 알려져 있는 수용성 글리시딜트리메틸 암모늄 클로라이드(GTMAC)에 의한 키토산의 4급염화법에 대해 소개한다. HPTC-1은 키토산을 1%의 식염수 중에 분산시켜 GTMAC와 반응시켜 얻은 생성물이다. 한편 HPTC-2는 키토산을 0.1M의 초산수용액에 용해하고, 식염을 1%의 농도로 가해 GTMAC와 반응시켜 얻은 생성물이다. 항균성 시험의 결과로부터, 4급염화도(치환도)가 큰 HPTC-2의 항균성이 HPTC-1의 항균성보다 우수하였다.