KR20010001271A

KR20010001271A - 항균섬유용 은-알긴산염 항균제

Info

Publication number: KR20010001271A
Application number: KR1019990020375A
Authority: KR
Inventors: 이학성
Original assignee: 이학성
Priority date: 1999-06-03
Filing date: 1999-06-03
Publication date: 2001-01-05

Abstract

본 발명은 항균섬유를 제조하는데 첨가되는 항균제의 성분 및 제조방법에 관한 것으로, 특히, 밴드, 가아제, 수술용 봉합사 등과 같은 의료용 항균섬유 및 냉장고와 에어컨의 필터 등에 사용시 우수한 성능과 장점을 나타낸다. 본 발명의 특징은 해조류 특히, 갈조류로부터 추출한 알긴산을 은과 반응시켜 제조된 은-알긴산염(Ag-alginate)으로서 고체 및 액상으로 제조될 수 있으며, 항균섬유의 용도 및 제조방법에 따라서 용이하게 적용될 수 있다. 본 발명의 은-알긴산염 항균제는 수용성 물질로서 미량의 수분에서도 항균 및 탈취효과가 탁월하며, 항균섬유 제조 시에 직접 첨가가 가능하다. 또한 액상항균제로 제조하여 사용할 경우, 구리 및 칼슘이온을 소량 첨가하여 섬유에 직접 분무하여 사용할 수 있으며, 이 때 구리이온은 살균보조제 역할을 하고, 2가의 금속이온들은 알긴산염과 반응하여 겔화 현상을 촉진하고 섬유표면에 부착성을 증가시켜 지속적인 항균 및 탈취효과를 유지시킨다.

Description

항균섬유용 은-알긴산염 항균제{Antibacterial agent based on Ag-alginate to be used for fiber}

본 발명은 해조류 특히, 갈조류로부터 추출한 알긴산을 은과 반응시켜 제조된 은-알긴산염(Ag-alginate)을 주로 함유하는 항균제에 관한 것으로, 더욱 상세히는 은의 함량을 1-30% 범위에서 임의로 조절하여 제조할 수 있고, 사용방법 및 용도에 따라서 고체 및 액상으로 제조될 수도 있으며, 항균보조 및 겔화를 촉진하기 위하여 구리 및 칼슘이온을 첨가할 수도 있는 섬유제품에 사용되는 항균제에 관한 것이다. 또한 이때 항균보조제로서 첨가되는 구리의 함량은 0-5% 범위에서 임의로 조절될 수 있다.

최근 가장 많이 사용되고 있는 무기계 고체항균제인 은-제올라이트(Ag-zeolite)는 포도상 구균이나 대장균 등에 대하여 우수한 항균효과를 나타내지만, 이를 사용하여 제조된 항균섬유나 항균필터에서는 은이온의 용출제어가 어려워서 높은 항균효과를 나타내지 못하며, 제조과정에서도 용출제어가 가능한 물질과 미리 마스터 칩을 만들어서 섬유방사과정에 혼합하여야 하는 단점이 있다.

그러나 본 발명의 고체항균제 제품은 방사원료에 직접 혼합하여 제조가 가능하며, 미생물이 활동하기 좋은 습도조건에서는 수용성 특성을 나타내므로 은이온의 용출제어가 용이하여 항균효과를 극대화시킬 수 있다.

액상항균제는 무기계와 유기계로 구분될 수 있으며, 기존의 무기계항균제는 대부분은 분말의 은-제올라이트를 여러 가지 첨가제를 혼합하여 유화(emulsion) 상태로 제조하였지만, 장기간 방치하면 층분리가 일어나고, 분무 건조 후, 접촉에 의해서 분말의 은-제올라이트가 탈리되는 현상이 발생한다. 이러한 현상들을 보완하기 위하여 유기계 항균제들을 개발하였지만, 제조원가를 낮추고 항균효과를 증가시키기 위하여 비소를 첨가한 제품들이 판매되고 있으나 이러한 제품들은 의료용이나 식품용으로 사용하기에는 부적합하다.

그러나 본 발명의 은-알긴산염 항균제는 수용성 물질로서 미량의 수분에서도 항균 및 탈취효과가 탁월하며, 항균섬유 제조 시에 직접 첨가가 가능하다. 또한 액상항균제로 제조하여 사용할 경우, 구리 및 칼슘이온을 소량 첨가하여 섬유에 직접 분무하여 사용할 수 있으며, 이 때 구리이온은 살균보조제 역할을 하고, 2가의 금속이온들은 알긴산염과 반응하여 겔화 현상을 촉진하고 섬유표면에 부착성을 증가시켜 지속적인 항균 및 탈취효과를 유지시킨다.

또한 본 발명의 액상의 은-알긴산염 항균제는 인체에 무해하며, 구리 및 칼슘 등과 같은 2가의 금속을 첨가하여, 섬유나 필터 등에 분무하면 겔화가 촉진되어 접착력을 강화시키고 지속적인 항균효과를 발휘할 수 있고, 아크릴산 중합체(Polyacrylate)를 소량 첨가하면 더욱 접착력이 증가한다.

따라서 본 발명에서는 상기의 문제점들을 해결할 수 있는 새로운 항균제를 개발하였다. 즉, 기존의 항균제들은 항균제 자체의 항균효과는 우수하지만, 섬유나 기타 제품에 사용하였을 경우, 항균효과가 저하되는 단점이 있었다. 그러나 본 발명의 은-알긴산염 항균제는 밴드, 가아제, 붕대 등과 같은 의료용 항균섬유, 항균양말, 에어컨 및 냉장고의 항균필터에 사용하기 적합하며, 적당한 습도나 수분이 있는 상처 부위에서 탁월한 항균효과를 나타낸다.

따라서 본 발명은 해조류로부터 추출한 알긴산염 60∼90 중량%에 은 1∼30 중량%를 첨가하여 은-알긴산염을 제조함을 특징으로 하는 항균섬유용 고체 항균제를 제공하는 것이다. 또한 이때 항균보조제로서 구리 0∼5 중량% 또는 이산화티타늄 0∼1 중량%를 첨가시킴을 특징으로 한다.

한편 본 발명은 물에 은-알긴산염 항균제 1∼5 중량% 및 구리 또는 칼슘과 같은 2가 금속 0.1∼1.0 중량%를 용해시킨 액상의 은-알긴산염 항균제에, 분무시 겔화를 촉진하고 제품과 접착력을 강화시키기 위해 아크릴산 중합체 0.01∼0.5 중량%를 첨가시켜 제조된 항균섬유용 액상 항균제도 제공한다.

이하 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 고체 은-알긴산염 항균제의 성분 및 함량은 1) 은 (1-30 중량%) 2) 구리 (0-5 중량%) 3) 이산화티타늄 (0-1 중량%) 4) 알긴산염 (60-90 중량%)이며, 액상 은-알긴산염 항균제의 성분 및 함량은 1) 질산은 (0.1-1.5 중량%) 2) 질산구리 (0.1-0.5 중량%) 3) 염화칼슘 (0.1-0.5 중량%) 4) 이산화티타늄 (0-0.1 중량%) 5) 알긴산염 (1-5 중량%) 6) 아크릴산중합물 (0-0.5 중량%) 및 7) 물 (93-97 중량%)이다.

본 발명의 항균제의 제조방법은 다음과 같다.

질산은을 증류수에 용해하고 여기에 적당량의 알긴산염을 첨가하여 실온에서 약 4-8 시간 동안 반응시켜서 은-알긴산염을 제조한다. 이 때 항균제 중 은의 함량은 증류수에 용해한 질산은의 여러 농도로 조절할 수 있다. 항균성을 증가시키기 위하여 질산구리 및 이산화티타늄을 용액중에 첨가하며, 이산화티타늄은 졸-겔법에 의해 고체의 일부 표면에 코팅되어 자외선하에서 살균력이 증가된다.

은-알긴산염을 포함한 용액을 분무건조(Spray drying)하여 고체제품으로 제조될 수 있으며, 항균섬유의 제조시 방사원액에 직접 주입할 수 있다. 액상제품의 경우, 상기에 언급한 은-알긴산염 용액을 직접 사용할 수도 있으며, 질산이온을 제거하기 위하여 질산은 용액을 음이온 교환수지를 통과시킨 후, 알긴산염을 첨가할 수 도 있다.

액상제품은 대부분의 경우 분무하여 사용하므로 섬유와의 접착력 및 항균효과의 지속성을 증가시키기 위하여 칼슘 및 구리이온을 적당량 첨가하여 겔화를 촉진시킨다. 액상 은-알긴산염 항균제에 아크릴산 중합체(Polyacrylate)를 소량 첨가하면 접착력이 증가한다.

이하 실시예를 통해 본 발명의 항균제의 항균성능을 시험한다.

(실시예)

이산화티타늄은 자외선을 비추면 강한 살균력을 나타내므로 항균보조제로서 첨가하였다. 액상 은-알긴산염 항균제를 사용하여 여러 종류의 미생물에 대하여 피씨에이(PCA) 플레이트 배지에서 실험한 최소 발육저지농도는 다음과 같다.

최소 발육저지농도 측정결과 (ppm)

시험 균주	최소 발육저지농도 (ppm)
Bacillus cereus var mycoides	450
Escherichia coli (대장균)	250
Pseudomonas aeruginosa (녹농균)	250
Staphylococcus aureus (황색 포도상구균)	900
Candida albicans	900

폴리에스테르 섬유에 고체 은-알긴산염 항균제 1%를 첨가하여 피씨에이(PCA) 플레이트 배지에서 24시간 동안 배양한 실험 결과는 다음과 같다.

최초의 대장균의 농도는 3.5 x 10⁶이었으며, 황색 포도상구균의 농도는 4.45 x 10⁵이다.

시험균주	시험섬유	0 시간	24 시간 후
대장균	1% 첨가	3.5 x 10⁶	450
대장균	무 첨가	3.5 x 10⁶	4.1 x 10⁶
황색 포도상구균	1% 첨가	4.4 x 10⁵	700
황색 포도상구균	무 첨가	4.4 x 10⁵	4.6 x 10⁵

이러한 실험을 통해 본 발명의 은-알긴산염 항균제의 항균성능이 대장균과 녹농균에서 가장 우수하였으며, 본 발명의 항균제가 첨가된 폴리에스테르 섬유에서도 대장균 및 황색 포도상구균의 항균효과가 우수함을 인식할 수 있었다.

본 발명의 효과는 적당한 수분 및 습도에서 활동력이 증가하는 미생물의 습성을 이용하여 미량의 수분에서도 용해성이 높아서 은이온의 용출제어가 우수한 항균제를 개발하였다. 특히, 은-알긴산염 항균제는 항균양말, 에어컨 및 냉장고의 항균^.탈취필터, 의료용 항균섬유 제조에 사용되면 우수한 항균효과를 얻을 수 있다.

Claims

해조류로부터 추출한 알긴산염 60∼90 중량%에 은 1∼30 중량%를 첨가하여 은-알긴산염을 제조함을 특징으로 하는 항균섬유용 고체 항균제
제 1항에 있어서, 항균보조제로서 구리 0∼5 중량% 또는 이산화티타늄 0∼1 중량%를 첨가시킴을 특징으로 하는 항균섬유용 고체 항균제
물에 은-알긴산염 항균제 1∼5 중량% 및 구리 또는 칼슘과 같은 2가 금속 0.1∼1.0 중량%를 용해시킨 액상의 은-알긴산염 항균제에, 분무시 겔화를 촉진하고 제품과 접착력을 강화시키기 위해 아크릴산 중합체 0.01∼0.5 중량%를 첨가시켜 제조된 항균섬유용 액상 항균제