섬유정보팀

텍스토피아 유료컨텐츠 2012/09/10

목 차

1. 머릿말 ··························································································································· 1

1-1. 항균의 정의 ············································································································ 1

1-2. 항균기능의 필요성 ·································································································· 2

2. 항균섬유의 평가방법 ····································································································· 3

2-1. 항균평가 시험법 ······································································································ 4

2-2. KS K 0693-2006 (JIS L 1902와 유사)법과 KS M 0146-2003 (Shake Flask법) ··············· 6

2-3. 항균시험법에 대한 고찰 ·························································································· 7

3. 개발동향 ······················································································································ 8

3-1. 섬유소재 ················································································································· 8

3-2. 기능부여인자 ··········································································································· 9

3-3. 기술현황 ················································································································· 9

3-4. 국내 현황 ·············································································································· 10

3-5. 국외 현황 ·············································································································· 11

4. 핵심기술 ······················································································································ 12

4-1. 항균섬유 제조방법 ································································································· 12

4-2. 섬유용 방균방미제의 화학구조와 항균 특성 ···························································· 14

4-3. 무기 항균제 ··········································································································· 18

4-4. 무기항균제의 항균 메커니즘 ·················································································· 20

5. 기타 ···························································································································· 21

5-1. 국내 SF마크 ·········································································································· 21

5-2. 일본 SEK 마크 ······································································································ 21

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텍스토피아 유료컨텐츠 2012/09/10 - 1 -

1. 머리말

  미생물은 인간에 유해한 면도 있어 식생활, 주거, 의복 공업제품에 이르기까지 미생물에 의

한 피해가 심각한 실정이다. 세균이나 곰팡이 등의 미생물은 그 종류가 대단히 많을 뿐 아니

라 토양, 대기, 물, 해수 등 자연계에 광범위하게 분포하고 있으며 생육조건이 맞으면 언제든

지 생장 번식이 가능하다. 특히 최근에는 각종 내성균(MRSA, VRSE, VRE)에 의한 병원 내에

서의 감염 문제, 여기에 항생물질 내성 녹농균 감염에 의한 욕창, 병원성 대장균 O-157, 비브

리오, 살모넬라, 칸피로박타 및 황색포도구균에 의한 식중독, 빌딩옥상에 설치된 쿨링타워 내

의 냉각수에 증식하는 레지오넬라가 원인균인 폐렴의 문제, 주택내의 곰팡이 포자가 원인이

되는 소아천식, 의약품과 식품의 제조라인에서의 미생물오염에 의한 사고, 공업제품, 주택용

목재, 화장품 등의 미생물 오염에 의한 열화 등 유해 미생물이 원인이 되는 문제가 많이 발생

하고 있다.

최근, 섬유에서 인체 분비물 등의 오염물 등을 영양원으로 하여, 악취를 발생시키는 미생물

의 증식 억제를 목적으로 한 위생가공 섬유제품이 판매되기 시작했고, 항균방취가공이란 용어

를 사용하게 되었다.

또한 섬유자체의 노화에 관하여, 섬유 소재와 미생물에 의한 노화관계를 추적해 보면, 무기

계의 섬유는 극적으로 미생물로부터 침해받기 어렵고, 장기간에 걸쳐 초기의 물성을 유지한다.

그러나 유기계의 섬유 특히, 셀룰로오스, 콜라겐, 케라틴, 피브론 등은 주성분인 천연섬유(면,

마, 모, 양모)가 미생물에 의한 노화를 입기 쉽다.

또한, 화학합성섬유 중에도 폴리비닐리덴, 아크릴, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등은 폴리머 주

쇄가 메틸렌쇄로 구성되어 있기 때문에 비교적 미생물에 의한 노화를 입기 어렵다.

무기계 섬유와 메틸렌 주쇄의 섬유라도 표면이 유기물로 염색되어 있을 경우, 이 염료를 영

양원으로 하여 섬유에 쉽게 미생물이 증식하고, 변색 냄새 발생 등 여러 가지 문제를 일으킨

다.

따라서 미생물에 의한 인간의 질병 및 동식물의 피해를 방지하기 위한 미생물 연구는 비교

적 오래 전부터 이루어져 왔으나, 섬유류에 있어서도 미생물에 의한 피해가 심각하다는 사실

이 인지됨에 따라 이의 방지대책으로 미생물에 의한 노화를 막기 위해 연구가 최근 활발히 진

행되고 있다.

1-1. 항균의 정의

미생물을 성장 저지 혹은 사멸하는 방법은 항균(antimicrobial), 멸균(sterilization), 살균

(pasteurization), 소독(disinfection), 정균(microbiostasis) 등의 일반적인 방법이 알려져 있으며,

특히 항균(antimicrobial)은 멸균, 살균, 소독, 제균, 정균 등을 모두 포함하는 개념이다. 따라서

항균이라고 하면, 정균과 살균(멸균)이 포함되는 의미이다.

l 살균 : 유해 미생물에 물리적․화학적 자극을 가하여 이를 단시간 내에 멸살(滅殺)시키는 살

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텍스토피아 유료컨텐츠 2012/09/10 - 2 -

균. 세균학에서는 살균이라기보다는 멸균(sterilization)과 소독(disinfection)이라는 용어가 사용

되는데, 대상을 완전히 무균상태로 하는 멸균과 거의 무균상태에 이르도록 하는 것으로 아포

를 형성한 균을 제외한 일반적인 병원균을 파괴하는 과정인 소독으로 구별한다. 살균은 균체

의 기계적 파괴, 단백질의 강한 변성(變性), 효소의 비활성화(非活性化) 등에 의하며, 방법으로

는 물리적인 것과 화학적인 것이 있다.

엄밀히 말해서 살균과 멸균은 다음과 같이 다르다.

l 살균(殺菌) : 해로운 균만을 죽이는 것. 유해 미생물을 감소시키는 것. 제품에 대한 화학적,

물리적 및 관능검사적 변화를 최소화시킬 수 있는 가열 처리를 함으로써 우유와 관련된 병원

성 미생물에 의해 일어날 수 있는 건강 장애를 최소화할 목적으로 제품을 처리하는 방식을 말

한다. 그리고 살균은 모든 미생물을 사멸시키지는 않지만, 중요한 건강 장애를 초래하지 않을

정도까지 유해 미생물을 감소시켜 일어날 수 있는 건강 장애를 최소한 억제하는 것이다.

l 멸균(滅菌) : 유익한 균까지 모조리 죽여 버리는 것. 모든 미생물을 없애는 것으로 모든 미

생물을 대상으로 세균을 완전히 죽여서 무균상태로 조작하는 것이다. 100℃ 이상으로 가열 처

리함으로써 모든 미생물을 사멸시킨다. 또는 적어도 잔류 미생물의 증식을 억제하는 것을 목

적으로 제품에 적용하는 처리를 말한다.

l 제균 : 유해미생물을 세정 및 기타 기계적, 물리적 수단으로 제거하는 것. 이 경우 세균, 곰

팡이, 효모 등은 제거되지만 바이러스, 독소와 대사산물 및 효소 등은 제거할 수 없다.

l 소독 : 병원미생물을 죽이거나, 반드시 죽이지는 못하더라도 활동하지 못하도록 감염력을

억제하는 조작을 말한다. 즉 소독은 미생물의 오염을 방지하기 위해서 사용된다.

l 정균 : 균을 번식하지 못하도록 하는 것. 자연히 균의 개체수가 늘어나지 않고, 살아있는 놈

들이 다 죽게 되면 균이 없어지게 되는 것이다.

1-2. 항균기능의 필요성

(1) 악취의 발생 방지

인간이 사용하는 의복, 신발, 침구 등 신체와 접촉된 부위에는 각종 미생물이 번식하며 변색,

악취발생 등의 불쾌한 환경이 조성되기 쉽다. 이는 땀 등의 분비물 중에 있는 각종 유기물이

피부에 상재하는 미생물에 의해 각종 유기산을 생성하기 때문이다. 땀의 분비량은 운동량과

기온에 따라 다르며 상온에서 작업하는 노동자의 경우, 시간당 700㎖정도인 것으로 알려져 있

다. 땀의 성분은 약 98%가 수분이며 약 0.6%의 염분과 1.4% 정도의 유기물로 구성되어있다.

땀 등의 인체 피부 분비물 중 미생물의 영양원으로 이용되기 쉬운 유기물은 주로 피지성분이

다.

피지는 피부의 지선에서 분비되어 피부표면의 건조를 막고, 습윤을 방지하는 기능을 가진

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텍스토피아 유료컨텐츠 2012/09/10 - 3 -

피부보호성분으로, 성인 남자인 경우 하루에 14㎖정도 분비된다. 통상적으로 인체의 피부에는

104～10

5cfu/㎠ 정도로 미생물이 검출된다.

섬유표면의 먼지, 오염, 그리스 등의 존재와 온도(20~30℃), 습도 등의 기후인자들의 환경 하

에 이들 미생물에 의해 때나 땀에 포함된 각종 유기물이 분해되어 암모니아, 이소길 초산, 식

초산 등을 형성하여 섬유표면에서 주위환경의 확산되어 건강에 위협을 주거나 악취가 발생하

게 된다. 또한 이러한 미생물들은 전염성 질환, 섬유의 변색, 오염 등을 일으킬 수 있다.

따라서 이러한 많은 문제들을 해결하기 위한 방법으로 섬유에 항균성을 부여함으로써 근본

적으로 개선할 수 있게 되는 것이다.

섬유표면 오염의 예

(2) 병원내 감염(MRSA) 방지

황색포도상구균은 사람의 몸에 늘 살고 있으며, 건강한 사람은 이 균을 별로 걱정할 필요가

없다. 사람의 피부에 상주하므로 인체의 방어막인 피부가 파괴되면 감염을 잘 일으키는 것으

로 강력한 감염력을 특징으로 한다.

이 균의 감염은 페니실린계열 항생제의 개발로 해결될 것으로 보였다. 그러나 항생제를 남

용함에 따라서 균이 내성을 갖게 되었는데 그 균이 바로 MRSA(Methicillin-Resistant

Staphylococcus Aureus)인 것이다.

이 균은 이제는 아주 흔해져서 미국, 일본 등 선진국은 물론 우리나라의 병원에도 많이 있

는데, 특히 항생제를 많이 사용하는 중환자실에 집중되어 있는 것으로 알려져 있다.

따라서 일본 섬유 기업은 MRSA에 대응하는 상품의 개발에 주력하고 있는데, 그 한 가지 방

법으로 항균섬유를 제조하여 사용하는 것이 각광받게 되었다.

2. 항균섬유의 평가방법

항균섬유의 평가방법과 이에 대한 이해는 매우 중요하다. 섬유류는 그 형태와 특성에 따라

적합한 항균시험법을 택해야 하며, 항균시험법에 영향을 미칠 수 있는 인자들에 대한 고려가

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텍스토피아 유료컨텐츠 2012/09/10 - 4 -

없다면 시험의 결과를 신뢰할 수 없다. 따라서 이후로는 항균평가 시험법과 그 효용가치에 대

해서 논하고자 한다.

2-1. 항균평가 시험법

① 시험균 : Escherichia coli IFO 3972(ATCC 8739), Staphylococcus aureus IFO 12732(ATCC

65389)

② 최소발육저지농도(MIC) : 항균제를 액체배지에 단계적으로 가하고 여기에 시험균의 균액을

접종하고 35℃에서 24시간 동안 진탕 배양한 후 시험균의 발육 유무를 조사한다.

③ 최소살균농도(MBC) : 항균제를 정제수에 단계적으로 가하고, 여기에 시험균의 균액을 접종

해, 1시간 정치 후에 시험 균의 생사를 확인한다.

항균방취가공 섬유제품의 항균력을 평가하는 시험법은 아래의 표와 같이 항세균 시험과 항

미시험으로 크게 구분할 수 있다. 전자의 항세균 시험은 접종 균의 저지대를 측정하는 Halo법

과 접종한 생균수를 측정하는 세균 감소법으로 구분되는데, 세균 감소법은 시험포를 소량의

세균배지에 습윤상태로 유지하면서 시험을 하는 침적법과 시험포를 다량의 배양액 중에 진탕

하면서 시험을 하는 진탕법으로 나눌 수가 있다. 후자의 항미시험은 JIS Z 2911 곰팡이 저항성

시험법, 진균에 대한 생육억제 시험법, Humidity-Jar test 등이 있다.

항세균시험평가

특성항미시험

평가

특성

Halo법

AATCC Test method 90 정성

1. JIS Z 2911곰팡이

저항성 시험

2. AATCC Test method 30

3. AATCC Test method 90

4. Strek method(평행면선시험)

5. Hymidity-jar시험

6. 진균에대한 육성억제 시험

7. 진균생육억제 시험법

8. 진균에대한 정량적 평가법

정성

정성

정성

정성

정성

정성

반정량

반정량

개정 AATCC Test method 90

(스프레이 법)정성

개정 AATCC Test method 90

(스프레이 비색법)정성

Petro cci 정량

균수

감소법

침

적

법

AATCC Test method 90 정량개정 AATCC Test method 100 정량세균육성억제 시험법 정량개정 세균육성억제 시험법 정량Latlief법 정량Isquith법 정량Maiors test 반정량New Agar plate method 정량

진

탕

법

Shake-flask법 정량

개정 Shake-flask법 정량

기타Quint test 정량Streak method(평행화선 시험) 정성

표 1. 항균방취가공 섬유제품의 항균력 시험법

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현재 규격화된 JIS시험법은 4종의 진균을 이용한 JIS Z 2911 곰팡이 저항성 시험법(정성법)

과 이를 개량한 저지대 형성의 유무에서 항균력을 평가하는 섬유제품의 항균성 시험방법 JIS

L 1902(1990, 정성시험)뿐이지만, 1998년 9월 20일 정량시험(통일시험 방법)이 JIS L 1902에 추

가되어 개정되었다.

현재 항균방취가공의 주목적은 ‘섬유상에 균의 증식을 억제하여 항균방취 효과를 나타낸다.’

라고 정의하고 있다. 따라서 섬유제품 악취발생의 주원인이 사상균보다는 세균류에 의한 것이

주이므로 현재 항미시험은 거의 행하지 않고 있다(현재 국내에서 가장 많이 사용하는 방법은

항세균시험 중 진탕법인 Shake-flask법이다).

규 격 제 목 년도 사용균주 시험조건판정

기준

AATCC 147Antibacterial activity

assesment of textile material1998

Staphylococcus aureus ATCC

6538

Klebsiella pneumoniae ATCC

4352

Temp: 37 ± 2 ℃

Period : 2 day

저지대

(mm)

AATCC 100Antibacterial finishes on

textile material1999

Staphylococcus aureus ATCC

6538

Klebsiella pneumoniae ATCC

4352

Temp: 37 ± 2 ℃

Period : 4 day

감소율

(%)

ASTM E 2149Determining the antibacterial

activity2001

Klebsiella pneumoniae ATCC

4352

Temp: 35 ℃

Period : 3 day

감소율

(%)

JIS L 1902

Testing for antibacterial

activity and efficacy on

textile products

2002

Staphylococcus aureus ATCC

6538P

Klebsiella pneumoniae ATCC

4352

Temp: 36 ± 1 ℃

Period : 4 day

감소치

(log)

BS 6085 :

PART 4

Method for Determination

of the resistance of textiles

to microbiological

deterioration

1992

Pseudomonas aeruginosaNCIMB 11070

Bacillus licheniformis NCIMB

10689

Temp: 36 ± 1 ℃

Period : 14 day

저지대

(mm)

ISO 846 :

TM C

Plastics - Evaluation of the

action of microorganisms1997

Pseudomonas aeruginosa ATCC

13388

Temp: 29 ± 1 ℃

Period : 28 day

등급

(Rate)

SN 195920Determination antibacterial

activity1992

Staphylococcus aureus ATCC

6538

Escherichia coli ATCC 11229

Temp: 37 ℃

Period : 2 day

저지대

(mm)

KS K 0693Testing for antibacterial of

textile2001

Staphylococcus aureus ATCC

6538

Klebsiella pneumoniae ATCC

4352

Temp: 37

Period : 4 day

감소율

(%)

KS K 0890

Testing for antibacterial

activity assesment of textile

material

1995

Staphylococcus aureus ATCC

6538

Klebsiella pneumoniae ATCC

4352

Temp: 37

Period : 2 day

저지대

(mm)

KS M 0146

Testing methods for

antibacterial activity for

antibacterial products

2003

Staphylococcus aureus ATCC

6538

Escherichia coli ATCC 25922

Temp: 37 ± 1 ℃

Period : 4 day

감소율

(%)

표 2. 항균 시험방법 비교 (섬유분야)

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2-2. KS K 0693-2006 (JIS L 1902와 유사)법과 KS M 0146-2003 (Shake Flask법)

섬유류에서 가장 보편적으로 행하는 실험은 정량적인 평가가 가능한 균감소율 및 균감소치

가 계산 가능한 방법으로 다음과 같다.

시험법KS K 0693-2006 및

JIS L 1902-2006

ASTM E 2149 및 KS M 0146-2003

(Shake Flask법)

적용범위직물 및 기타 섬유제품의 항균도

시험 방법에 대하여 규정

항균제 powder 원료, 섬유, 플라스틱 시편 등에

사용되는데, 정형화되어 있지 않은 소재 및 표면

평활성이 확보되지 않은 소재에 적합. 비용출형 항

균제의 일반적인 시험법

표 3. 섬유류에서 가장 보편적인 시험법

(1) History

다우코닝은 ‘DC5700’이라는 항균제를 판매함에 있어 기존 유기항균제, 용출형 항균제에 적

합한 정성적 항균시험법은 부적합하다고 판단하여 비용출형 항균제의 항균력을 정량적으로 평

가하기 위한 시험법으로 “Shake Flask법"을 처음 개발하였다.

95~96년 일본에서는 정량적 항균시험법의 필요성이 대두되었다. 무기항균제가 개발되고 사

용됨에 따라 기존 용출형 항균제의 정성적 시험법에서 비용출형 항균제의 정량적 항균시험법

이 더욱 필요하게 되었다.

98년 JIS L 1902의 방법이 유기뿐만 아니라 무기항균제의 항균평가도 감안하여 JIS L 1902법

은 이제까지의 정성시험방법에 섬유제품의 정량적 항균성 평가에 사용되어온 살균측정법,

shake flask법들을 토대로 정량시험방법을 새롭게 추가 규정하며, 적용범위에 있어서도 항균방

취가공을 실시한 섬유제품에 그치지 않고 제균가공을 실시한 섬유제품에도 적용을 넓혀 개정

을 하고 2002년 다시 개정하여 현재에 이르고 있다.

일본은 JIS L 1902법 내에 정량적 시험방법을 도입함에 따라 별도의 JIS 규격으로 규정되어

있지는 않지만, “Shake Flask법"이 존재하고 SEK마크 발행하는 기준 시험법에는 채용하고 있

다.

2001년 미국은 AATCC-100 방법과는 별도로 ASTM E 2149로서 “Shake Flask법"을 채택하고

있다.(진탕 1시간, 폐렴균만 규정하며 진탕시간은 변경될 수 있다고 규정 -> 국내는 24시간)

(2) 시험법의 효용가치

섬유제품의 일반적인 범용의 항균시험법은 KS K 0693-2006 및 JIS L 1902-2006이다. 이 시험

법들은 시험편 포지위에 균을 접종시키는 방식을 택하고 있어 시료의 표면 또는 형태에 따라

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시험균과 시료의 항균제가 접촉할 기회에 편차가 발생할 수 있는 위험성을 안고 있다. 다시

말하면, 시험편이 친수성 및 공기투과성 물질이 아니거나 시험편과 시험균 사이에 접촉이 잘

되지 않을 경우 항균시험의 오차가 발생할 가능성이 커 시험편을 적절히 잘 수정할 필요가 있

다. 특히, 스테이플 섬유, 펠트, 파일이 긴 원단 등은 더욱 그러하다.

JIS L 1902-2006 방법은 이를 염려하여 『검체(시험편)에 발수성이 있고 시험균액이 침투하

기 어려운 시료에는 비이온 계면활성제 0.05%를 첨가한 시험균액을 사용하여도 좋다. 계면활

성제를 첨가한 경우 시험결과에 그 취지를 부기한다.』고 명시하였으나, 시험편의 형태에 따른

영향은 무시할 수가 없다.

Shake Flask법의 경우 시료의 형태에 상관없이 시험균과 시험편을 함께 진탕함으로서 시험

균과 시험편의 접촉기회를 동적으로 지속 제공함으로써 시료의 형태에 따른 JIS L 1902법의

불안정성을 해소할 수 있다. 특히 무기항균제를 사용한 시료의 경우는 시료 표면을 항균제가

모두 메우고 있는 형상이 아니라 무기항균제가 분포하고 있으므로 항균제와 시험균의 접촉기

회가 한층 중요하게 작용하므로 Shake Flask법이 더욱 적합하다고 볼 수 있다.

따라서, 항균시험법의 기본적인 원리는 균액과 시료를 골고루 일정시간동안 접촉하게 만들

어 항균가공된 원단이 균에 어떤 영향을 주는지 알아보는 것이므로 시험방법이 잘못되면 접촉

기회에 편차가 생겨 항균력이 있어도 확인이 되지 않는 경우도 있으므로 시험편에 형태에 따

라 적절한 항균시험법을 선택하여야 한다. 그런데 섬유류의 일반적인 항균시험법인 KS K

0693-2008 및 JIS L 1902-2006 방법은 적합하지가 않을 때가 있다. 상기 두 시험법은 시험편 포

지위에 균을 접종시키는 방식을 택하고 있다. 그런데 수분흡수가 잘 되지 않는 시료는 균을

접종시키더라도 균과 시편의 항균제가 접촉할 기회가 적어지기 때문에 상당히 부정확한 시험

결과를 낼 수 있다. 이때에는 KS M 0146-2003 의 Shake Fla법으로 cross -checking 해보는 것

이 바람직하다.

2-3. 항균시험법에 대한 고찰

항균성능에 영향을 주는 요인은 다음과 같다.

① 시험편의 구성 : 면과 PET의 혼방 및 항균사의 혼용율

② 후처리 조건 : 염색시 염료와 후처리 조건 및 가공제등의 세정

③ 시험편의 형태 : Filament, 방적사, 직물, 편물 등 : 동일한 원사로 만든 원단에서도 제조

과정과 밀도, 표면 상태에 따라서 항균력이 다르게 나올 수도 있다.

④ 시험사의 굵기 : 1de`～10de` 및 H/Multi. 에 따라서 달라진다 : 항균제가 분포하고 있는

표면적이 클수록 유리하다.

⑤ 평가기관, 평가방법, 평가조건, 평가자, 평가시기 등에 따라서도 결과가 달라질 수 있음.

항균처리 시료의 정확한 항균성능 평가를 위해서는 다음의 전제가 필요하다.

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항균시험방법에 따른 항균성능은 균이 제품에 포함된 항균제에 접촉할 기회가 많을 경우

시험의 재현성 및 평가가 정확하게 이루어진다.

동일한 원사로 만든 원단에서도 제조과정과 밀도, 표면상태에 따라서 항균력이 다르게 나올

수도 있다. 또한 시료의 형태에 따라 균의 접촉기회가 항균력을 좌우하는 만큼 항균시험방법

의 선정도 중요하다. 왜냐하면 섬유제품의 항균성 시험방법은 각 시험방법마다 장단점이 있으

며 시료의 형태 및 특성이 큰 영향을 미치기 때문이다. 예를 들면, 시료에 접종하는 방식을 택

하는 KS K 0693-2006

및 JIS L 1902-2008

의 경우 흡수성이 좋지 않은 원단 대비 흡수성이 좋은

원단은 균의 접종이 원활하여 균의 접촉기회가 많기 때문에 항균시험의 재현성이 좋으며 항균

성능 또한 우수하게 측정된다.

따라서, ⓛ 동일한 크기의 원단이라 하더라도 표면적이 넓은 원단이 유리하게 작용하고, ②

흡수성이 좋지 않은 원단 대비 흡수성이 좋은 원단이 항균성능이 우수한데 이는 항균시험법을

선택할 때에도 고려되어야 하는 사항이며, ③ 표면의 염료 침투성을 고려하면 옅은 색의 원단

이 염료가 많은 진색의 원단보다 유리하다.

항균시험법은 표준규격에 준한다고 해도 시험과정, 환경 및 기구에 따라 예민한 시험법이다.

어떠한 경우에는 시험시편 5개를 시험하여 가장 낮은 수치와 가장 높은 수치를 버리고 나머지

세 개의 수치를 평균하여 값을 내는 경우도 있다. 향후 시험법이 더 개량되어야 할 것으로 생

각되지만 현재로서 달리 방법이 없는 것이 현실이다. 그러나 특히 KS K 0693-2006 및 JIS L

1902 의 접종식 방법은 평가자의 숙련도 및 평가에 사용되는 기구 등에 예민하여 시험에 따라

천양지차로 결과가 나타날 수 있다.

3. 개발동향

3-1. 섬유소재

국내외에 항균기능이 적용되고 있는 섬유소재는 폴리에스터계 섬유, 아크릴계 섬유, 셀룰로

오스계(천연) 섬유, 폴리아미드계 섬유, 폴리프로필렌계 섬유, 폴리우레탄계 섬유, 기타 알긴산,

PVA, 나일론, 디티오카바메이트 양모, 아크릴로니트릴, 폴리아크릴, 폴리올레핀 등이 사용되고

있다.

이중에서 폴리에스터계, 아크릴계 등의 합성섬유와 셀룰로오스계 천연 섬유가 비슷한 수준

으로 전체의 1/3을 차지하고 있지만, 폴리프로필렌, 폴리아미드, 폴리우레탄계 등 다양한 섬유

소재에도 항균기능이 부가되고 있다. 그중에서도 최근까지 지속적으로 상품화되고 있는 소재

는 폴리에스터계와 셀룰로오스계 섬유라 할 수 있다. 특히 폴리에스터계는 섬유원료 및 제사

공정에서 항균기능을 부가하는 경향이 높아지고 있다.

섬유정보팀

텍스토피아 유료컨텐츠 2012/09/10 - 9 -

3-2. 기능부여인자

항균기능성 섬유소재는 대표적으로 다음과 같은 기술을 중심으로 전개되고 있다. 먼저, 공정

단계별로 살펴보면, ① 섬유원료 합성단계(공중합, 첨가제(항균제 등)) ② 섬유사 방사 및 제조

단계(블렌드․혼입, 방사액, 항균제) ③ 섬유제품 처리단계(바인더, 향료부여, 탈취․소취, 항균

제) 가 있다.

특허적인 권리확보 측면에서 보면, 원료합성 단계에서의 기능부여가 약 40%로 가장 많으며,

섬유사 방사 및 제조, 섬유제품 처리단계순이나 시중의 판매 제품으로는 섬유제품 처리단계의

제품이 제일 많다. 이는 손쉽게 적용가능하기 때문이다. 그러나 최근 섬유사 방사 및 제조 단

계에서의 항균기능 부여 제품이 지속적으로 확대되고 있는 추세이다.

기능부여 인자별로 살펴보면, ① 항균제 첨가에 의한 기능부여, ② 코팅에 의한 기능부여,

③ 물리적 방법에 의한 기능부여(복합사 등), ④ 고분자 자체의 개질에 의한 기능부여 등이 있

다.

이중에서 항균제 첨가에 의한 기능부여가 특허 권리로서도 상품화 수량에 있어서도 약 60%

로 가장 많이 이용되는 방법이며, 그 다음으로 코팅에 의한 기능부여가 많다.

항균제의 기원은 유기 항균제로 시작하였으나 현재는 무기 항균제를 선호하고 있다. 주요

적용 항균제는 ① 은, 구리, 아연 등과 같은 금속 항균제 ② 제올라이트 ③ 키토산 ④ 항균성

세라믹분말 ⑤ 4급암모늄 등이며, 이 외에도 다양한 항균제가 사용되고 있다. 또한 최근에는

이러한 무기계 항균제를 사용하는 것 외에 복합섬유구조 등의 방법으로 항균기능을 부여하는

방법도 있다.

3-3. 기술현황

항균기능성 섬유소재기술의 경우, 해결과제로는 섬유층 내부에 항균성분을 얼마만큼 개재시

켜 내구성을 높일 것인가와 박테리아나 균과 접하는 빈도수를 높여 항균활성을 향상시키기 위

해 섬유 표면층에 어떻게 고착시킬 것인가라 할 수 있다.

전자의 관점으로는 섬유 소재 자체인 고분자 수지에 그 기능을 갖게 하는 것이며, 이러한

기술 중 하나가 공중합 성분의 일부분에 항균활성 물질을 포함시키거나 고분자 수지 내부에

균일하게 마이크로적으로 블랜딩하는 기술이 있다. 또한 세탁시 항균성분이 소재의 밖으로 빠

져나가거나 탈락하지 않을 정도로 고분자 수지 내부에 포함시키기 위해 섬유를 복합섬유 구조

로하여 그 일부에 블렌딩․혼입하는 기술도 선보이고 있다. 섬유 소재 중에 블렌드․혼입되는

항균제는 용해 방사, 건식 방사 및 습식 방사 등의 방사처리 공정을 거치기 때문에 그 처리과

정에서 고온에 견딜 필요가 있다. 이러한 이유 때문에 블렌드․혼입되는 항균제는 무기계가

많이 쓰이고, 섬유소재의 색조 변화에 영향을 미치지 않으며, 작업공정에 있어서도 노즐 막힘

등의 문제가 없도록 개발되고 있다.

다른 관점에서의 해결과제로는 내세탁성을 유지하면서 박테리아나 균류와 접하는 빈도를 높

섬유정보팀

텍스토피아 유료컨텐츠 2012/09/10 - 10 -

여 항균활성을 향상시키기 위해 섬유 표면층에 어떻게 고착시킬 것인가 하는 것으로, 직물 처

리 공정에서 항균제를 부여하는 기술이다. 최근에는 직물처리 공정에 있어서 천연계 항균제인

키토산류를 활용하는 항균처리 기술과 은계 또는 광촉매 기능을 가지는 무기계 항균제를 활용

하는 항균처리 기술이 주목되고 있다.

다른 기능과의 복합에 있어서도, 항균성 기능을 가지면서 동시에 흡수․투습․방수 또는 대

전방지 등의 기술을 갖는 용품(의류․잠옷)에 대해 출원되고 있다.

3-4. 국내 현황

섬유나 직물의 고분자 물질 처리와 무기물질 처리가 주류를 이루고 있다. 고분자 물질에 의

한 처리는 천연 고분자 즉, 주로 키토산에 의한 기능성 부여 고분자로 섬유를 가공 처리하는

상품이 많이 출시되었다. 최근 면을 대상으로 하는 개발 분야의 상품의 빈도 역시 높다. 한편,

무기물질 처리에 의한 방법은 주로 원료 합성 및 방사 단계에서 항균성을 부여하고 있다. 합

성섬유에 있어서는 전반적으로 고분자 원료개질, 사의 제조, 섬유처리 등의 분야에 지속적으로

중점을 두고 있다. 국내의 대표적인 상품으로는 코오롱FM의 ‘ATB-UV+’으로서 흡한속건기능

과 항균기능을 동시에 지닌 멀티기능의 소재이며, 효성의 ‘Aerosilver’, 웅진의 ‘Freshever’ 등이

있다. 이러한 제품은 주로 사 제조단계에서 무기항균제를 투여하여 만든 제품들이다. 토리다의

‘Silvix'는 은나노를 활용한 제품이다.

(1) ATB-UV+ (코오롱FM(주))

흡한속건형 항균사로서 빠른 흡한속건 성능과 더불어 섬유내부에 도입되어 있는 은계 항균

제에 의한 뛰어난 항균방취기능 보유, 잦은 세탁, 마찰에도 견디는 반영구적 항균성, 쾌적한

촉감 및 우수한 드레이프성을 보유하고 있다.

(2) 실빅스 (Silvix, 토리다)

일반적인 코팅법(후가공)과는 다르게 은나노 입자를 적용하여 원사내부에 은나노입자를 고

르게 분포시킨 섬유

섬유정보팀

텍스토피아 유료컨텐츠 2012/09/10 - 11 -

3-5. 국외 현황

항균기능섬유의 최대 강국은 일본이다. 일본은 단일 성분 합성중합체 섬유 및 필라멘트 제

조, 복합 및 다성분 중합체 섬유 및 필라멘트 제조, 섬유 및 직물의 무기물 또는 착체처리, 섬

유 및 직물에 천연고분자를 코팅하는 기술과 섬유 및 직물에 비고분자 유기화합물 처리기술

등 다양한 기술과 제품이 선보이고 있다. 후가공 분야에서 주로 면직물을 항균 가공하여, 항균

지속성과 재생성을 갖게 하며, 세라믹 코팅, 공중합, 면의 항균성 발현, 나일론 쪽의 연구도 활

발히 진행되고 있다.

(1) X-Static (미국 스코이트, 일본 미쓰후지)

X-Static은 은도금사의 형태로서 은도금사의 약점인 원사를 싸고 있는 은의 박리현상을 극복

한 소재로서 15% 이상의 순수 은을 함유하고 있다.

(2) Markspec(도레이)

일본 섬유평가기술협의회 지정 제균가공 마크인 SEK Red 마크를 받은 제균가공 소재이다.

의사나 간호사의 병원대상 유니폼을 시작으로 각종 간호의류나 침낭 재료 등으로 사용가능하

다. 또한 멜라민 수지로 대표되는 바인더 수지를 사용할 필요 없이 논포르말린 계열이기 때문

에 인체에 영향을 끼칠 염료도 없다고 한다.

(3) Trevira-bioactive(Trevira)

Trevira는 Ag-Nano를 활용하여 원사 내에 균일하게 분포시킨 제품이다.

(4) 가드이치(Guarditch, 구라보)

항곰팡이, 제균, 항균방취 등 3가지 기능을 갖춘 클린 하이브리드 소재로서 항균방취나 제균

가공과 마찬가지로 섬유평가기술협의회가 정한 ‘항곰팡이 가공 섬유제품 인정기준’도 동시에

섬유정보팀

텍스토피아 유료컨텐츠 2012/09/10 - 12 -

만족하는 제품이다.

4. 핵심기술

4-1. 항균섬유 제조방법

항균가공은 섬유상 균의 증식을 억제시키기 위한 섬유의 마무리가공을 말한다. 항균가공의

목적은 일상생활환경이나 병원 등에서 위생보호를 향상시키기 위함이다.

항균가공제품의 대상을 분류해 보면 일반용도의 제품과 특정용도의 제품으로 나눌 수 있다.

일반용도의 제품은 단어 의미 그대로 일반가정에서 사용하는 제품을 대상으로 하며, 특정용도

의 제품은 의료기관이나 이에 준하는 시설(병원, 노인복지시설, 아동복지시설)등에서 사용하는

제품을 대상으로 한다. 이들 항균섬유제품의 제조방법으로는 크게 원사개량법(전처리방법)과

후처리 방법으로 나눌 수 있다.

이 때, 섬유에의 적용기술에 있어 고려사항은 다음과 같다.

① 섬유층 내부에 항균성분을 얼마만큼 개재시켜 내구성을 높일 것인가

② 박테리아나 균과 접하는 빈도수를 높여 항균활성을 향상시키기 위해 섬유 표면층에 어떻

게 고착시킬 것인가

원사내 항균제고착법 후가공에 의한 항균제 표면 고착법

전처리 방법의 경우 합성섬유의 중합단계에서 항균성 화합물을 공중합시키는 방법, 방사시

항균성 화합물을 blending시키는 방법 등이 있다. 후처리방법으로는 연사 시에 항균성 화합물

을 부여하는 방법, 실 상태에서 사염시 항균성 화합물을 부여하는 방법, 직물 상태에서 염색이

나 가공 등 최종 마무리 공정에서 항균성 약제를 직접 또는 가교제 등을 첨가하여 섬유상에

고착, 부여하는 방법 등이 있다.

섬유정보팀

텍스토피아 유료컨텐츠 2012/09/10 - 13 -

(1) 전처리 방법

전처리 방법의 대표적인 예로, 은계 무기항균제를 분말 타입으로 혼입, 제조하는 나일론이나

폴리에스터 섬유를 들 수 있다. 섬유의 중합시에 은계 무기항균제를 혼입하여 항균제혼입 폴

리에스터 칩을 마스터배치로 제조하고 이 칩을 사용하여 항균성 폴리에스터 섬유를 제조한다.

원사개질타입의 특징은 섬유내부에 항균제가 혼입되어있기 때문에 세탁내구성이 우수한 반

면, 후가공 타입에 비하여 항균효과를 내는데 시간을 필요로 한다.

그밖에 항균성을 띠고 있다고 알려진 키토산 등의 항균성 물질을 아크릴섬유나 레이온 등의

제조시에 혼입한다거나 제4급 암모늄염을 레이온 섬유에 혼입하여 항균섬유를 제조하는 예가

있다.

(2) 후처리 방법

후처리가공법으로 섬유에 항균성능을 부여하는 방법으로는 ① 항균성 약제를 스프레이에 의

해 섬유상에 도포 처리하는 방법 ② 염색공정과 같이 항균가공제가 첨가된 액 중에 피염물을

침지하여 처리하는 방법 ③ 항균성 약제를 포함하는 액을 패딩하여 처리하는 패드법이나 코팅

법 등이 있다. 항균방취가공 섬유제품은 일반적으로 염색 후공정의 최종단계로 가공하는데 제

품완성 후에 완제품을 가공제로 처리하는 경우도 있다.

이 때 항균제의 세탁내구성을 향상시키기 위해서 반응성 수지와 섬유를 가교결합시키거나

피막형성 가능한 합성수지를 매개로 항균제 성분을 섬유표면에 고착시키는 방법을 많이 사용

한다.

① 반응성수지를 매개로 한 방법

이 가공법은 섬유표면에 항균제를 처리한 다음 항균제성분을 섬유와 가교결합하는 동시에

반응성 수지의 매개 작용으로 섬유표면에 항균제를 열 고정시키는 방법이다.

4급 암모늄화시킨 키토산과 피막형성 가능한 반응성수지를 혼합한 수용액을 나일론이나 폴

리에스터 직물상에 스프레이법이나 패드법 또는 코팅법의 방법으로 처리 후 130～180℃의 온

도로 열처리하여 섬유표면에 열고정화시킨다.

② 항균제를 섬유표면에 흡착 고정화시키는 방법

이 가공법은 화학반응을 이용하여 항균제를 섬유표면에 흡착고정화시키는 방법으로 섬유표

면으로부터 용출한 항미생물 가공제가 항균 작용을 한다.

유기 실리콘계 제4급 암모늄염의 사용하는 방법이 있다. 이 가공법은 유기실리콘계 제4급

암모늄염을 면 섬유표면의 수산기와 트리메톡실기와의 공유결합으로 항균제를 섬유표면에 고

정화시킴과 동시에 섬유표면을 유기실리콘 피막으로 코팅하는 방법이다.

예를 들면, 디핑(deeping)에 의한 흡진법이나 패딩법으로 면섬유의 표면에 유기실리콘게 제4

섬유정보팀

텍스토피아 유료컨텐츠 2012/09/10 - 14 -

급 암모늄염을 처리하여 80～120℃로 건조 후 물이나 메탄올을 제거한다. 이 조작으로 항균제

성분이 수중에 미분산하여 트리메톡실기가 분해되어 섬유표면과 항균제 성분의 효소원자가 공

유결합함과 동시에 유기실리콘의 반응성 수지가 그라프트 중합하여 매우 강한 박막을 형성시

키고 항균제가 열고정된다.

항균방취가공 섬유에 이용되는 항균제로는 유기금속계, 과니신계, 할로시알릴요소계, 페놀계,

지방산 에스테르계, 천연계(키토산, 히노키치올 등)등 여러 종류가 항균가공섬유에 이용된다.

유기계 항균제로는 제4급 암모늄염계 항균제가 압도적인 자리를 차지하고 있으며 유기실리콘

계 제4급 암모늄염의 사용이 두드러진다.

제4급 암모늄염계 항균제에 대하여 간단히 설명하면, 화학구조면으로는 질소 원자에 4개의

탄화수소가 결합되어 있는 구조를 가진다. 이중에서 대표적인 것에 물 세탁시에 소독제로서

사용되는 오스판(염화벤잘코륨그로라이드)이며, 섬유용으로 많이 사용되는 유기실리콘제 제4급

암모늄염으로는 3-트리메톡시시릴프로필디메칠옥타데실 암모늄클로라이드를 들 수 있다.

제4급 암모늄염의 항균작용 기구는 두 가지가 있는데, 그 하나는 세포막의 물리적 파괴로,

암모늄 분자의 양이온이 세균표면의 음이온 부이와 결합하여 소수적 상호작용에 의해 세포막

을 물리적으로 파괴하는 작용이다. 또 하나는 세균의 대사기능저해로 제4급 암모늄염이 세균

에 강력하게 흡착반응하여 세포내의 효소를 저해하는 것에 의해 대사기능(생장)을 억제, 저지

하는 작용이다.

③ 스퍼터링에 의한 고정법

스퍼터링 현상은 1852년 Grrove가 발견한 이래 박막의 형성에 이용되어 왔다. 스퍼터링법에

는 직류이극 스퍼터링법, 고주파 스퍼터링법, 마그네트론 스퍼터링법, 반응성 스퍼터링법이 있

다.

이 가공법은 폴리에스터를 타프타(taffeta)포를 중성세제로 잘 세정하고 건조한 후, 마그네트

론 스퍼터링 장치의 챔버 내 드럼에 시료를 넣고 처음에 진공장치 내에 압력을 1×10-3Pa까지

감압 후 아르곤가스를 충진시키면서 소정의 압력으로 조정하고, 직류전류를 전압 100～1000V

로 30분간 방전하여 타깃(은, 동, 티탄)표면에 부착되어 있는 불순물을 제거한다. 이어서 드럼

을 회전속도를 10rpm으로 설정하여 18℃의 냉각수를 순환시켜 타깃의 온도상승을 억제하면서

일정시간(12～20초) 스퍼터링한다.

4-2. 섬유용 방균방미제의 화학구조와 항균 특성

항균은 기원전 400년, 이집트의 미라 보호의를 투수 약품 처리한 것으로부터, 1935년 독일의

Domark는 제4급 암모늄염을 군복에 처리하여 부상시 2차 감염을 방지, 1947년 미국의 Benson

이 타월, 유아용품에 4급 암모늄처리로 암모니아 피부질환 예방, 1952년 영국의 Engel는 모포,

매트커버를 Cetylrimethylamine bromide [CH3(CH2)14CH2N(CH3)3Br]로 처리한 것에서 시작되

섬유정보팀

텍스토피아 유료컨텐츠 2012/09/10 - 15 -

었다. 무기 항균제의 역사는 1937년 대만 주둔 일본군이 은-활성탄을 항균제로 사용했다. 1983

년 동북대 Hagiwarw 교수가 은-제올라이트의 항균효과를 발견했으며, 1985년 Shingawa가

ZeomicTM을 상업화하고 유기항균제를 대체하며 신규 수요를 창출하게 되었다.

의류분야의 항균방취 가공제를 포함하여, 재질의 미생물에 의한 노화방지를 위한 약제에 대

하여 섬유용 방균방미제를 살펴보면, 계면활성제, 바이구아나이드계, 알콜계, 페놀계, 마닐리드

계, 요소계, 이미다졸 및 치아벤다졸계, 이소치아졸론계, 트리아진계, 니트릴계, 불소계, 당질계,

토로포론계, 유기금속계, 무기금속계의 15군으로 분류할 수 있다.

(1) 계면활성제계 방균방미제

오스반(염화벤잘코늄), 옥타데실아민초산염, 염화디데실니메틸암모늄 등은 모노머형이고, 섬

유에 가공 시 침적에 의한 흡착처리를 한다. 폴리머형의 경우 단순한 흡착처리만으로는 세탁

또는 사용 시의 조건여하에 따라 서서히 이탈한다. 이점을 피하기 위해, 화학결합에 의해 고정

화시킨 것을 고정화 살균제라 한다.

이들 양성 계면활성제의 살균활성은 매우 높다. 그렇지만 양성 계면활성제의 작용 구조상

곰팡이의 균사에는 살균적으로 작용하나, 포자에는 효과가 낮은 특성을 가지고 있다. 양성 계

면활성제 중에 글리신형의 약제가 섬유 방균방미제로서 이용되고 있고, 살균기구는 양성 계면

활성제와 거의 같지만, 살균활성은 암모늄염보다 조금 약하다. 그러나 pH의 변화와 공존 물질

의 영향을 비교적 받지 않는 특성을 가지고 있다.

일반적인 비이온 계면활성제의 대부분은 항균작용을 갖지 않는다. 그러나 글리세린의 모노

지방산 에스테르 중에서 미리스틴, 파르미틴산 및 스테아린산 에스테르가 항균작용을 나타낸

다.

(2) Biguanide계 방균방미제

의료용 소독제로서 개발된 biguanide는 물에 대한 용해도가 낮고, 통상은 수용성으로 하기

위해 글루콘산염 또는 염산염으로서 제조되고 있다. 이들의 biguanide류는 섬유에 대한 흡착

이 높고 패딩과 드라이 가공만으로 쉽게 섬유 표면에 가공되고, 세탁내구성도 높다. 더욱이 흡

착 특성을 개량한 폴리머화한 polybiguanide제제도 개발되어 있다.

(3) 알콜계 방균망미제

알콜계로는 bronopol이 섬유용에 사용되고 있다. 이 약제는 본래 용수, 발수의 방균방미제로

서 개발된 것이고, 세균에 높은 살균활성을 나타내고 진균에는 효과가 약하다. 경구 LD50은

rat에 대해 290 - 308mg/kg이고, 수용액은 서서히 가수분해를 일으켜 포름알데하이드를 생성

한다.

섬유정보팀

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(4) phenol계 방균방미제

phenol계 약제 중에는 Biosol, 티모올, OPP, PCMX 등이 섬유용으로 사용되고 있다. Biosol

및 티모올은 열, 광(光), 알칼리에 매우 안정한 화합물이다. 페놀계수가 약 15이고, 세균, 진균

에 넓은 스펙트럼을 가진다. 한편, OPP 및 그 나트륨 염은 과일의 방미제로서 유명하다. 경구

LD50이 Rat에 대해서 2,480-2700mg/kg(OPP)이고, 독성이 낮고, 세균 진균에 대해 넓은 항균

스펙트럼과 높은 활성을 갖고 있기 때문에 섬유용으로 사용되고 있다. 한편 PCMCA는 화학적

으로도 물리적으로도 매우 안정성이 높고. 경구LD50이 rat에 대하여 3,450mg/kg 이고 독성이

낮은 것에 의해 화장품 원료로도 사용되고 있는 안전성이 높은 약제다.

(5) Anilide계 방균방미제

anilide계는 Trichlorocarbanilide는 주로 비누, 샴푸 등에 데오도란트 효과를 부여하기 위해

개발된 약제이고, 세균류에 살균 효과를 나타내고, 특히 양성세균에 효과가 높다. 독성이 매우

낮기 때문에 의류용 섬유제품에도 사용되고 있다.

(6) 요소계 빙균방미제

요소를 함유한 약제는 통상 3-요오드화 프로파길(3-요도화-2-프로피닐기)을 가지고 있고, 진

균에 높은 살균 효과를 나타낸다. 3-요오드화 프로피닐기를 가지고 있기 때문에 직사광선에는

약하다.

(7) 이미다졸계 및 치아졸계 방균방비제

이미다졸계 및 치아졸계는 벤젠 고리와 질소 또는 이중환 구조를 가지는 약제이고, 주로 방

미제로 개발되었다. 섬유용으로 치아벤다졸, 벤즈치아졸, 2-메톡시카르보닐아미노벤즈임다졸이

사용된다.

치아벤다졸은 TBZ로서 유명하고, 곰팡이에 대해서는 매우 높은 활성을 가지고 섬유 이외에

는 합성수지, 종이제품, 식품첨가물, 농약으로서도 防黴를 목적으로 사용된다.

TCMTB는 물에 대해 용해도가 높으나 피부자극성, 눈에 대한 자극성, 어독성 등이 TBZ보다

높고, 경구독성은 비슷하다.

한편, 2-매톡시카보닐아니노벤즈이미다졸도 사상균에 대해 높은 살균활성과 넓은 스펙트럼을

나타내는 것이 특징이고 화학적으로도 물리적으로도 안정한 물질이다.  

(8) 이소치아졸논계 방균 방미제

이들은 용수, 발수계, 도료, 금속가공유, 종이펄프용으로 방균방미용으로 개발된 것이다.

섬유정보팀

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5-Chloro-2-methyl-4-isothiazoline-3-one 및 2-methyl-4- isothiazoline-3-one은 물에 대한 용해성

이 매우 높다. 이 수용성을 개선하여 지용성으로 하고, 플라스틱 및 섬유 내첨용으로 한 것이

2-n-Octyl-4- isothiazoline-3-one 및 1,2-Benzisothiazoline이다. 이들의 약제는 세균, 곰팡이, 효

모에 매우 높은 세균활성을 나타낸다. 그러나 경구LD50은 rat에 대해서

457mg/kg(5-Chloro-2-methyl-4-isothiazoline-3-one), 500mg/kg(2-n-Octyl-4 -isothiazoline-3-one)

이고, 비교적 독성치가 높다. 또, 피부 자극성, 눈에 대한 자극성, 알레르기성도 강하다. 그러나

매우 높은 살균 활성이 있기 때문에 실용농도는 극히 낮다. 살균작용 기구는 단백질 합성 및

세포막합성을 저해한다.

(9) 트리아진계 방균방미제

본래 금속가공유, 압연유, 에멀젼 도료에 사용되던 약제로, 수 용해성이 높고, 알칼리성에서

중성영역까지 안정하다. 세균, 효모, 곰팡이의 넓은 범위에 대해 생육억제 효과를 가진다. MIC

는 비교적 높으나, 경구 LD50은 mouse에 대해 940mg/kg로 독성이 약간 높다.

(10) 니트릴계 방균방미제

테트라크로로이소프탈로니트릴이 섬유용에 사용되고 있으나, 본래는 농업용 살균제로서 개

발된 것이다. 독성은 경구 LD50은 rat에 대해 >10,000mg/kg이고, 만성독성도 낮고 생분해성도

가지고 있으므로, 의류용 섬유에도 사용하게 되었다.

(11) 불소계 방균방미제

불소를 함유한 섬유용 약제는 dichlorofluoromethyl기를 가지고 있고, 이 기가 미생물의 효

소 단백질 치올기와 결합함으로써 효소를 불활성화시켜 사멸시킨다.

 

(12) 당질계 방균 방미제

최근 당쇄공학의 발전에 따라서 당질계 항균제의 보고가 많이 눈에 띄게 되었다. Chitin은

개와 새우껍질의 성분으로, 이것을 가수분해해 탈아세틸하면 키토산(β-1, 4-폴리글로코사민)이

얻어진다. 통상 이 상태로는 고분자이므로 물에는 전혀 용해하지 않는다. 거기서, 미생물을 사

용해 가수분해하고 분자량을 줄이면 조금 용해되고, 이 저분자량 키토산이 미생물에 대해 생

육 억제효과를 나타낸다. 섬유에는 침적에 의한 흡착처리만으로 견고하게 가공된다.  키토산

작용구조는 아직 밝혀지지 않았지만 섬유표면상의 키토산분자의 아미노기가 미생물을 흡착해

증식억제효과를 발휘한다고 생각된다.  

(13) 도로포론계 방균방미제

섬유정보팀

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도로포론은 천연의 히노키치올로서 알려져 있다. 칠각 환임에도 불구하고 공명안정구조를

가지므로 방향족 화합물의 성질을 나타낸다. 또, 인접하는 산소가 이좌배위자로서 많은 금속과

안정한 킬레이트화합물을 만든다. 이 킬레이트작용이 항균성과 관계가 있다고 말해진다. 에틸

알콜과 에테르에 가용(可溶)이나 물에는 매우 용해도가 낮다. 섬유에는 침적흡착 또는 흡착담

체분말의 내첨하는 방법으로 가공한다.  

(14) 유기금속계 방균 방미제

금속염도 포함한 유기금속계 방균 방미제로서,  Na-오마딘, Zn-오마딘, 옥신동, 아크릴로니

트릴류화동 및 N-스테아로일-L-글루타민산의 은 -동 등은 킬레이트 화합물이고 vinyzene은 유

기금속 화합물이다.

(15) 무기금속계 방균방미제

섬유용 무기금속계 방균방미제의 대부분이 은을 사용하고 있다. 담체는 산화티탄, 아파타이

트, 실리카겔, 저분자글라스, 인산칼슘, 제올라이트, 인산지르코늄 및 케이산칼슘 등이다. 이들

약제의 살균작용으로는 은 이온 및 아연 이온이 서서히 용출해 살균효과를 나타내는 type이

대부분이다. 은/인산지르코늄처럼 은 이온이 인산지르코늄 결정구조의 일부로서 용출하기 어

렵고, 살균효과는 은 이온에 더해 빛의 작용에 의해 발생한 미량의 활성산소(활성산소와 활성

산소로부터 생성된 과산화수소)가 살균효과를 높이는 약제도 있다. 즉, 이 활성산소는 수명이

매우 짧고, 생성한 과산화수소도 은/인산칼슘 결정표면의 카탈라아제 작용에 의해 빨리 분해

되고, 결정표면 근처에서만의 강한 살균활성을 나타내는 특징이 있다. 이들의 무기은계 약제는

담체가 무기물이므로 경구 독성이 매우 낮고, 열안정성도 극히 높다. 따라서 용이하게 합성섬

유에 내첨가공 또는 수지를 이용해 가공하는 것이 가능하고, 폴리에스터, 아세테이트, 나일론,

폴리프로필렌에 사용되어 의류용 분야에도 확대되고 있다.

4-3. 무기 항균제

(1) 유․무기 항균제의 비교

항균제의 기원에서와 같이 초기 항균제는 유기항균제로 시작하였으나 현재는 무기항균제를

더욱 선호하는 추세이다. 이에 상세히 살펴보기로 한다.

섬유정보팀

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항목 무기항균제 유기항균제

항균력(MIC①) >100ppm >1ppm

지속성 반영구적 3개월 이내

열 안정성 좋다(800℃) 나쁘다

반응성 없다 있다

선택성 광범위함 한정됨

MRSA② 억제력 있다 없다

독성 없다 있다

주) ① 최소발육저지농도(Minimum Inhibitory Concentration)

② 메티실린 내성 황색포도상구균(Methicilin-Resistance Staphylococcus Aureus)

※ 일반적인 유기계 경우, Cl-, S-, 방향족 고리 등 발암물질과 같은 인체유해분 포함. x)

2,3,5,6-Tetrachloro-4-(methylsulphonyl)pyridine ; C6H3Cl4NO2S

(2) 무기항균제의 특성 및 종류

무기산화물에의 이온교환은 오래전부터 알려진 현상으로 은, 구리, 아연과 같은 항균활성을

갖는 금속이온을 담지시킨 무기금속항균제가 개발.

M+(or Mo) + Z → MZ ․ M : Ag, Zn, Cu, Hg, Sn, Pb, Bi, Cd, Cr. Tl etc

․ Z : 무기담체

표 4. 무기항균제의 재료에 의한 분류

항균제의 종류 무기담체 종류 대표적 상품명

무기금속항균제

Aluminosilicate(Zeolite)

Calcium Phosphate

Zirconium Phosphate

Soluble Glass

Zeomic, Bactekiller

Apacider

Novaron

Ionpure

유기․무기 Hybrid 항균제

Silica Gel

Layered Calcium Phosphate

Monmorillonite

Amenitop

Rasaf

광촉매 항균제 Titanium Oxide TOTO

※ Novaron(Toagosei), Amenitop(Matsushita Electoric Ind.), Bactekiller(Fuji)

섬유정보팀

텍스토피아 유료컨텐츠 2012/09/10 - 20 -

무기담체 조성식 항균성분량 담지형태 항균력

Aluminosilicate

(Zeolite)Na2O․Al2O3․SiO2

은, 아연이온

(40wt%까지

교환이 가능)

이온교환 강함

Calcium Phosphate CaO․P2O5

금속은

(2～3wt%)

흡착 및

이온교환약함

Zirconium Phosphate ZrO2․P2O5

은이온

(3wt%)이온교환 강함

Soluble Glass B2O3․SiO2․Na2O산화은

(2～3wt%)용융담지 약함

표 5. 무기금속항균제의 비교

(3) 무기항균제의 규격

국내외에서 무기항균제 자체에 대한 평가 기준은 없는 실정이다. 1995년 12월 일본의 무기

항균제 연구회에서 잠정 발표한 무기항균제의 규격 기준은 다음과 같다.

① 항균 성능 : - 최소발육저지농도(MIC) = 800 ppm 이하

- 최소살균농도(MBC) = 100 ppm 이하

② 인체안전성 : - 급성독성(경구) = LD50 = 2,000 mg/kg 이상

- 피부일차자극성 = 음성

- 변이원성 = 음성

4-4. 무기항균제의 항균 메커니즘

무기항균제의 항균 메커니즘에 대해서는 확립된 정설이 없다. 그러나 항균금속 자체에 기인

한 작용과 활성산소에 기인한 항균 및 살균작용으로 설명하고 있다.

(1) 항균금속이온에 의한 항균작용

무기담체로부터 미량 해리된 항균금속이온(Ag+, Zn2+, Cu2+)은 확산에 의해 세포막에 도달하

고, 세포막 등의 단백질에 흡착됨과 동시에 세포의 구조를 파괴한다. 세포막 및 효소 등의 단

백질에 흡착된 항균금속이온은 세포효소인 구성 아미노산 Cystein의 -SH기에 결합하여, 세포

의 에너지 대사를 저해하고 황화물로 전환한다. 즉, 효소활성화 진행의 상당한 감소와 미생물

의 신진대사 지연으로 인해 성장이 억제되고 결국에는 세포가 죽게 된다.

(2) 활성산소에 의한 항균작용

무기담체와 결합하고 있는 산소 혹은 물속의 용존 산소는 항균금속의 촉매작용에 의해 부분

섬유정보팀

텍스토피아 유료컨텐츠 2012/09/10 - 21 -

적으로 활성산소(O2+

, O2-, O)로 전환되고(산소 라디칼 생성) 이 활성산소는 박테리아의 분자구

조를 파괴하여 오존, 과산화수소, 염소와 같은 강력한 살균작용을 발휘한다.

H2O금속이온

O2

> H2O2 → H2O + 2(O)*

이런 메커니즘은 박테리아에 직접적으로 접촉을 안 시켜도 가능한데 그 이유는 활성산소는

섬유로부터 주위환경으로 확산되기 때문이다.

(3) 세라믹에 의한 흡착 항균작용

Zeolite 등은 잘 발달된 pore를 가지고 있기 때문에 비표면적이 크다, 따라서 균, 박테리아,

유기물질 등을 흡착하는 기능을 보유하고 있으며, 또한 gas 탈취제로도 일부 사용되어 지고

있다.

5. 기타

5-1. 국내 SF마크

Sanitary Finished(위생가공)의 약자로서 가공제의 인체안전 및 무독성

과 위생가공품의 위생기능성 및 내구성 등에 대한 엄격한 기준 적용과 합

격된 제품에 한해서 국가 공인시험 기관인 FITI(한국원사직물시험연구원)

"한국소비과학연구센타“에서 보증하는 위생가공 신뢰마크이다.

SF 마크를 인증받기 위해서는 소정의 양식을 갖추어 다음을 인증/확인

되어야 한다.

① 무처리 제품에 대해 90%이상의 항균성 확인

② 소재의 유해물질 여부 확인

③ 항균제의 유해여부 확인

④ 시료자체를 직접 채취(생산 현장 확인)

5-2. 일본 SEK 마크

SEK란 Seni Evaluation Kino의 약어로서, 일본 섬유평가기술협의회가 정한 인증기준에 합격

한 섬유제품을 대상으로 품질 보증하는 마크이며, 대상제품에 의해 통일된 표시용어, 마크의

색을 구별하고 있다. 1989년 제정되어, 1998년 개정되었다. SEK 마크를 받을 수 있는 자격 요

건은 아래와 같다.

① 협동조합형식으로 되어 있는 협의회에 가입된 회원이어야 한다.

② 위생가공 성능평가 항목인 가공성능, 인체유해 안전성, 가공제의 안전성 등은 일본內 지

정검사기관의 성적서만이 인정된다.

섬유정보팀

텍스토피아 유료컨텐츠 2012/09/10 - 22 -

③ SEK 마크 종류에 따른 필수 시험균 대상과 세탁에 대한 기준의 변화에 따라 정균활성치

가 2.2 이상이어야 한다.