항균 가공의 방법과 원리 멸균,살균,제균,방균에서 항균가공제품의 효과까지

항균 가공의 방법과 원리 멸균,살균,제균,방균에서 항균가공제품의 효과까지

항균가공이나 항곰팡이, 항바이러스를 제품은 항균마스크,

테이프, 화장품, 현관매트, 장갑, 타일, 항균코팅, 플라스틱, 의류 및 섬유와 금속 등

수없이 존재하지만 구체적인 항균방법 즉 어떻게 항균성능과 효과를 갖게 하는지

그 방법과 원리에 대해서는 잘 알려져 있지 않습니다.

 

항균의 기준이나 원료의 독성, 안전성은 어떠한가, 효과 기간은 언제까지 계속될까.

애초에 세균이나 바이러스에 대해 '항균'이란 어떤 것인지,

살균이나 제균, 제균과는 무엇이 다른지, 그 효과는 무엇을 실현하면 항균이라고 할 수 있는지

그 정의도 포함해서 아래에 살펴보도록 하겠습니다.

 

 

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항균이란 그 정의에 대해

항균이란 무엇을 의미하는지 일견 알기 어렵고, 균에 따르는 힘을 말하는 것인지, 

그럼 살균이나 제균 효과를 갖는 것인지, '균'이란 어디까지를 대상으로 하는 것인지, 

세균뿐인지, 바이러스나 곰팡이 등의 미생물도 모두 포함하는 것인지 물어본 것만으로는 정의가 모호한 용어입니다.

미생물제어공학 분야에서는 명확하게 정의되어 있으며 항균이란 

'살균, 멸균, 소독, 제균, 정균, 제균, 방균, 방부, 곰팡이 방지 등을 모두 포함한다'는 개념입니다.

 

영어로는 antimicrobial이라고 합니다만, 학술적으로는 미생물에 대한 '항균'이기 때문에 바이러스, 

세균, 균류(효모, 곰팡이, 버섯 등), 미세조류, 원생동물 등 모든 것에 대해, 

그들의 증식에 영향을 미칠 수 있는 것은 '항균'의 범주에 들어갑니다.

 

항균과 살균, 항바이러스, 멸균, 정균, 제균, 살균, 곰팡이방지의 차이

학술적으로는 항균이란 가장 넓은 개념으로 살균, 멸균, 소독, 제균, 정균, 제균, 방균, 방부, 

곰팡이 방지 등을 모두 포함하지만 다른 용어와의 차이점에 대해 아래 표에 정리하였습니다.

 

용어	의미, 정의
미생물	세균과 진균. 세균, 바이러스, 균류(곰팡이·효모 등), 조류, 원생생물, 점균 등의 총칭
항균	살균,멸균,소독,제균,정균,제균,방균,방부,곰팡이등을모두포함
멸균	대상물 내외의 미생물 전부를 죽이거나 제거하는
살균	물체 안팎의 미생물의 일부 또는 전부를 죽인다
소독	대상물 내외부 병원성 미생물 살균
정균	대상물 내외 미생물 증식 저지
제균	대상물 내외의 미생물 종류를 특정한 증식 저지
제균	대상물 내외의 미생물 제거
방균	대상물 내외 미생물 증식 저지 및 살균
방부	식품, 의약품, 화장품, 기타 재료의 부패방지
방비	대상물 내외 곰팡이 증식 저지 및 살균

 

위와 같이 항균이 의미하는 범위는 매우 넓고,

예를 들어 방부만의 효과가 있더라도 '항균'의 의미 범위에 들어 있게 됩니다.

 

멸균과 같이 매우 강한 의미를 가지는 경우도 항균이라고 할 수 있는 한편, 제균에는 

'증식 저지'라고 되어 있기 때문에, 예를 들어, 어느 한 종류의 세균의 증식을 조금이라도 줄일 수 있었다면, 

'항균'을 자칭할 수 있게 되어 버립니다.

이것은 양자의 「항균」의 정도에 현저한 차이가 나와 버립니다.

 

예를 들어 건강에 해를 끼치는 수준의 세균이 남아 있어도 데이터상으로는 

조금 증식이 줄었다고 한다면 항균이라는 명칭을 붙여도 괜찮은가 하는 것입니다.

 

이것만으로는 얼마나 많은 세균이나 진핵생물 등 미생물의 증식을 줄일 수 있는지 모르기 때문에 

'항균'을 자처할 수 있는 기준이 불분명한 상황이 되어 버립니다.

 

항균에는 의미가 없다고?

상기와 같이 광범위한 의미를 가지는 것을 알 수 있습니다만, 

그럼 어디까지의, 혹은 어떠한 효과가 있으면 「항균」을 제품으로서 자칭할 수 있는지에 

대해서는 항균가공제품 가이드라인(경제산업성)이나 JIS 규격에서 제품의 종류별로 정해져 있습니다.

JIS는 국제규격인 ISO(ISO 22196)에 근거하고 있기 때문에 국제적으로 '항균제품'의 기준에 대해서는 

공통된 것이 정해져 있다는 것입니다.

 

기업에 따라서는 이것들을 웃도는, 혹은 밑도는 것을 공급하고 있는 경우도 있습니다.

 

일정한 기준을 충족한 항균 제품을 사용하고 싶다면 가이드라인의 기준을 

충족했음을 증명하는 업계 단체의 마크가 붙은 것을 선택해야 합니다.

항균기준

1990년대 후반 식중독 등의 빈발로 항균을 찾는 사회적 풍조 속에서 효과가 있는

 항균제가 첨가되지 않았음에도 불구하고 항균을 부른 것이나 

합성피혁 제품에 첨가된 약제가 원인이 되어 염증 등을 일으키거나 독성이 있는 

항균제가 첨가되어 있는 제품이 옥석혼란 상태로 시장에 나돌고 있어 사회문제화되었기 때문에 

기준이 만들어진 것입니다.

항균이라고 하면 모든 세균이나 바이러스에 효과가 있는지 오인하기 쉽지만, 

실제 항균 제품, 항균 상품이나 항균 가공에 대해서는 위의 학술적인 정의 속의

'제균'에 가까운 의미로 사용되고 있는 것이 대부분입니다.

실제로, 업계 단체에서의 「항균」의 정의는, 학술적인 것과는 전혀 달라져, 

「제품의 표면에 있어서의 세균의 증식을 억제하는 상태」라고 되어 있습니다.

 

 

항균 가공에는 어떤 바이러스와 세균이 상정되어 있는가

JIS 규격에서는 '섬유', '광촉매 항균가공재료', '그 이외'에서 3가지 제품 카테고리에서 

어떤 세균에 대해 어느 정도의 항균성능이 있다고 할 수 있는지를 규정하고 있습니다만, 

 

모든 제품군에서도 황색포도상구균, 폐렴간균(폐렴간균, 클렙시에라 뉴모니에), 

대장균 중 어느 2종이 시험대상이며, 세균이라고 해도 모든 세균은 아닙니다.

JIS의 규격을 클리어한 항균가공제품은 정확하게는 이들 한정된 세균에 대해 

'항균'의 기준을 클리어했다는 것이 되기 때문에 모든 바이러스나 곰팡이 등의 진균에 효과가 있는 것은 아닙니다.

 

이 때문에, 곰팡이 방지나 항곰팡이에 대해서는 별도의 제품에 표기하고 있는 사례도 있습니다.

황색포도상구균이나 대장균에 효과가 있는 약제와 곰팡이 등의 진균에 효과가 있는 약제는 

반드시 이퀄은 아니라는 사정이 있습니다.

제품과 항균 성능의 원료라고 할 수 있는 약제는 다르다

또한 실제 항균가공이 이루어진 제품과 항균효과를 부여하기 위해 제품에 첨가된 항균제와는 효과가 다를 수 있습니다.

항균제의 효과는 어떤 균에 대한 최소발육 저지농도(MIC, 단위는 ppm=mg/L이나 μg/mL)로 나타나고 있습니다.

이것은 말하자면 항균제 원액의 성능이지, 이것을 제품에 첨가했을 경우 

동일한 효과가 발휘되는 것은 아니라는 점에는 유의해야 합니다.

가이드라인을 준수한다면 항균제품에 부여할 수 있는 분량은 자연스럽게 정해지므로 

각 제품마다 성능·효과를 평가할 필요가 있습니다.

 

 

항균제에 독성이 있는가?

업계단체에서 항균가공제품의 가이드라인을 기준으로 채택하고 있는 SIAA 마크나 섬유제품의 SEK 마크가 붙은 제품에 대해서는 경구독성이 일정 이하이거나 피부자극성이 약하거나 혹은 음성, 피부감작성도 음성, 변이원성도 음성이어야 하며 독성은 없는 것으로 알려져 있습니다.

한편, 그래도 24개월 미만의 유아가 사용하는 의류나 완구 등의 제품에는 항균 가공을 해서는 안 된다고 되어 있습니다.엄밀히 말하면, 어떤 영향을 미칠 가능성이 있다는 것이 됩니다.

아기가 사용하는 장난감 등에서 같은 플라스틱제라도 곰팡이가 생기기 쉽다고 느끼는 경우가 있는 것은, 이 가이드 라인에 따라 항곰팡이나 항균 성능을 발휘시키는 약제를 제품에 첨가하지 않았기 때문인 경우가 있습니다.

또한 식기에도 항균 가공이나 곰팡이 방지, 항곰팡이 가공을 해서는 안 된다고 되어 있습니다.카테터를 비롯한 의료용구, 호흡기계·눈에 미치는 영향이 우려되는 제품에 대해서도 항균 가공하지 않도록 되어 있습니다.의약품에 사용되는 항균물질에 대해서는 약기법이나 식품위생법으로 규제가 마련되어 있습니다.

항균제에는 다양한 종류가 있기 때문에 일괄적으로 말하기는 어렵지만, 특정 약제에 알레르기 등으로 반응하는 분도 있으므로 안전하다고 알려져 있는 것에 대해서도 만능이 아닙니다.만날 수 있는 기회를 보아 제품을 선택할 필요가 있습니다.

입으로 하는 것, 의료용인 것, 아기가 사용하는 것에 대해서는 특히 주의가 필요한 것입니다.

업계단체에 등록된 항균제품에 사용하는 항균제의 표시방법에 대해서는 예를 들어 섬유제품에 있어서는 SEK 마크가 붙는데, 여기에는 인증번호가 부속되어 있어 이 번호로 항균가공제가 무엇인지 검색할 수 있게 되어 있습니다.

 

항균가공제품의 효과

항균 가공을 한 부위의 표면에서 세균이 증식하는 것을 억제한다는 것이 취지입니다.예를 들어 욕조가 항균 가공되어 있다고 해서 안에 든 오래된 물로 세균이나 잡균이 증식하지 않는 것은 아닙니다.마찬가지로 저장 용기가 항균 가공되어 있다고 해도 내용물은 보통 썩습니다.효과가 있는 것은 그 제품의 표면뿐입니다.

세탁 횟수를 줄일 수 있어?
항균섬유가 사용된 의복이라고 해서 세탁 불필요나 세탁 횟수를 줄일 수 있다는 것은 전혀 아니라는 점에 유의해야 합니다.가장 대부분의 항균 섬유는 세탁에 의한 효과 저하는 거의 없는 것으로 알려져 있습니다.그러나 영구하는가 하면 항균제의 종류에 따라서는 서서히 항균제가 방출되기 때문에 모두 다 꺼내 버리면 효과가 없어지게 됩니다.

항균의 효과는 언제까지 계속될까?
이것은 타일·세라믹스 등도 마찬가지로 무기계 항균제가 사용되고 있는 경우가 많은데, 항균 성능을 가진 금속이 서방되어 없어지면 효과를 잃게 됩니다.그러나 무기계 항균제는 유기계 항균제에 비해 장기간 효과를 유지합니다.타일의 줄눈에 항균제가 첨가된 수지가 사용되는 경우에는 줄눈에서의 세균 증식과 곰팡이 방지 성능을 가지지만 영원히 지속되지 않습니다.

항균과 소독, 살균은 다르다
또한 항균 섬유가 사용된 행주로 부엌을 닦더라도 닦은 부위의 세균 증식을 억제할 수 없습니다.살균도 안 돼요.이것은 어디까지나 행주 표면에서의 균의 증식을 억제한다고 하는 효과가 있습니다.

 

항균작용의 원리 | 세균, 바이러스, 진균의 증식을 저해하는

항균 가공의 방법과 원리 | 플라스틱, 섬유, 금속 등에 항균 성능을 어떻게 적용하는가?

한마디로 말해 버리면, '항균제'를 대상이 되는 제품의 재료에 섞어 버리는 방법과 표면에 붙이는 방법이 있습니다.원래부터 반죽해 버리는 경우는 재료 전체가 항균 성능을 갖게 됩니다만, 재질에 따라서는 항균 약제의 효과가 표면에 올라오지 않아 효과가 잘 나오지 않는 것도 있습니다.

플라스틱의 경우 성형 시 재료를 가열하여 녹이기 때문에 그 때 유기계 항균제를 혼련해 버리는 방법이나 플라스틱 첨가제, 필러로 무기계 항균제를 첨가하는 방법을 사용할 수 있습니다.

재료 자체에 약제를 반죽하는 방법은 항균 도마처럼 표면에 항상 흠집이 생기는 용도로도 효과를 발휘합니다.표면에 부여하는 코팅 타입이나 표면 가공 타입은 그 면이 벗겨지거나 열화하면 효과가 상실되기 때문입니다.다만 재료에 반죽하는 만큼 항균제의 사용량이 많아지는 점(비용 증가)이나 수지의 종류에 따라 다르지만 250℃ 전후 등 어느 정도의 내열성이 없으면 재료의 성형 시에 열로 약제가 변질되어 버리는 점 등에 유의할 필요가 있습니다.유기계 항균제는 특히 열에 약한 성질이 있습니다.

표면에 항균제를 부착시키는 방법은 어떠한 바인더로 성형이 끝난 제품의 표면에 항균제 입자를 부착시키는 방법이나 압착시키는 방법, 전사박에서의 표면가공, 증착·스퍼터링·CVD 등의 표면처리가공으로 항균제 입자를 포함하는 막을 형성하는 방법, 금속이라면 항균제 입자를 포함하는 도금을 실시하는 방법 등이 있습니다.이 방법이라면 내열 온도가 없는 항균 약제도 나중에 붙일 수 있기 때문에 사용할 수 있습니다.

섬유의 경우, 하나의 섬유 주위에 접착 효과가 있는 바인더를 붙이고, 거기에 항균제를 부착시키는 방법과 항균 효과를 가지고 있는 산화티타늄, 은 등을 섬유에 넣어 성능을 발휘시키는 방법 등이 있습니다.

금속 재료의 경우는 원래 항균 성능을 가진 금속을 재료에 첨가하거나 항균 효과를 가진 도금이나 수지 코팅으로 표면 처리한 것입니다.전자에는 항균 스테인리스가 잘 알려져 있습니다.금속의 제조시에 걸리는 열에 유기계의 약제는 견딜 수 없고, 플라스틱이나 수지의 성형과 같이 되지 않는 문제가 있기 때문에, 유기계 항균제로의 항균 성능을 부여시키는 경우는, 수지 코팅을 나중에 실시하는 형태가 됩니다.

어려운 것은 금속 조성 성분에 단순히 항균 효과가 높은 원소가 들어 있다고 해서 높은 항균 성능을 갖는 것은 아니라는 점입니다.예를 들어 항균효과가 높은 구리를 예로 들면, 스테인리스에서는 가공성 향상을 목적으로 구리를 첨가한 SUS304J1이 있습니다.구리의 농도 편차가 항균 성능에 영향을 미치는 것으로 알려져 있기 때문에 납작하게 말하면 성분 속에 들어 있는 구리가 표면에 균일하게 적절한 농도로 잘 나와야 항균 효과를 발휘할 수 있다는 얘기가 됩니다.

항균 효과를 가진 금속 이온이 금속 표면에서 잘 나와야 하므로 단순히 성분으로 함유시키는 것만이 아니라 특수한 재료 설계가 필요합니다.

금속이든 플라스틱이나 수지든 항균약제나 항균성능을 가진 금속을 첨가해도 가공성능이 저하되지 않는 것이나 기계적 강도를 비롯한 물리적 성질이 저하되지 않는 것이 요구됩니다.

용도에 따라 다르지만 항균 효과를 발휘하기 위해 재료에 균열이 가기 쉬워졌다거나 열화하기 쉬워졌다거나 하는 상황은 거의 허용되지 않을까 생각합니다.또한 첨가된 항균제가 사용되는 환경에 따라서는 다른 약제와 반응해 버리는 것도 피하고 싶습니다.

 

 

 

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