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[인쇄계2020.10] 항균성과 쾌적성, 친환경성을 갖춘 ㈜동양잉크 항균잉크 시리즈

_장비 및 제품소개_

by 월간인쇄계 2021. 1. 27. 09:00

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1. 항균의 정의

항미생물 작용은 발육 저해 작용인 정균작용(bacteriostatic, fungistatic, sporistatic) 과 미생물 사멸작용인 살균작용(bactericdal, fungicidal, sporicidal)으로 구분된다.

우리가 일반적으로 언급하는 항균은 미생물을 근본적으로 사멸 시키는 것을 목적으로 하는 살균과는 다른 개념이다.

즉, 항균제품이란 미생물의 번식이 억제 되거나, 생성되지 않는 제품을 의미한다.

살균은 일시적인 효과를 나타내지만, 항균은 지속의 의미를 지니고 있다. 또한, 곰팡이는 포자로 증식하고, 균체가 사상으로 나타나는 것을 총칭하는 것으로 항균과 다르게 항곰팡이 혹은 항진균이라는 용어를 별도로 사용하기도 한다.

2. 제품 개발 배경 

코로나 19로 인해 변화된 일상을 포함하여 최근 환경 및 위생에 대한 시대적 요구사항은 갈수록 높아지고 있는 실정이다. 이러한 고객의 니즈는 인쇄업계에도 영향을 미쳐 항균성을 지닌 인쇄물의 수요 및 시장이 형성, 성장될 것으로 예측되고 있다.

㈜동양잉크는 이미 2000년대 초반에 항균잉크를 개발 완료, 판매하고 있으며, 최근 코로나 19로 인해 침체된 인쇄시장의 재도약과 소비자의 만족도를 극대화하기 위해 70여년의 잉크 제조 노하우를 바탕으로 항균성과 인쇄적성을 더욱 업그레이드, 항균잉크 시리즈를 출시하게 되었다.

3. 적용 범위 

항균잉크를 사용해서 인쇄한 인쇄물에 대해 세균 및 곰팡이 등의 생육 억제효과를 통하여 세균 및 곰팡이 증식으로 인한 2차 오염을 방지하는 효과가 있다.

4. 항균의 원리

1) 항균제의 종류

  유기 항균제 무기 항균제
인체 안정성 낮음 높음
항균력 즉효성 높음 낮음
항균력 지속성 일시적 반영구적
열 안정성 낮음(200℃ 이하) 높음(500℃ 이상)
항균 Mecanism 관능기에 의한 세포 파괴 금속이온에 의한 신진대사 방해
내성균 일부에서 나타남 나타나지 않음

유기 항균제는 단시간 내에 항균력을 필요로 하는 제품에 주로 사용된다.

일시적인 항균력은 높으나, 항균력의 지속성이 짧고, 내성균 발생의 우려가 있으며, 독성이 높기 때문에 인체 안정성에 문제점을 안고 있다.

무기 항균제는 주로 제올라이트계, 인산칼슘계, 인산지르코늄계, 실리카겔 등의 무기물에 항균 작용을 하는 금속이온인 은(Ag), 아연(Zn), 구리(Cu) 등을 치환시켜 만든 제품이다. 

항균물질 구조[사진 출처_SEWANG HITECH 홈페이지]

일시적인 항균력은 유기 항균제에 비해 낮지만, 지속시간이 반영구적이고, 내성균이 발생하지 않으며, 인체 안정성이 높아 최근에 사용범위가 지속적으로 확대되고 있는 실정이다.

이중 은(Ag)이 가장 대표적으로 사용되고 있으나, 가격적인 면에서 고가이고, 인체와 환경에 유해성 문제로 적용 제한을 엄격히 받고 있다.

2009년 은나노 세탁기가 시장에서 사라지게 된 것도 이러한 이유 때문이다.

구리(Cu) 또한 항균필름 등 여러 제품에 적용하여 시중에 판매하고 있으나, 중금속 성분으로 인체의 안정성이 확보되지 않았기 때문에 잉크에 적용이 어렵다.

2) 항균잉크 

㈜동양잉크에서 개발한 항균잉크 시리즈는 유기와 무기계 항균제의 단점을 서로 보완한 물질을 잉크에 적용시켜 항균력을 극대화했다.

항균잉크 시리즈에 적용할 항균물질의 필수 조건

  • 최소의 양으로 강력한 항균력을 유지해야 함.
  • Durability(지속성) 이 우수하고, 균에 대한 넓은 스펙트럼을 지녀야 함. 
  • 시장에서 검증된 높은 인체 안정성을 지녀야 함.
  • 잉크 고유의 물성(전이성, 내수성, 건조성 등)의 영향이 적어야 함.

이러한 조건을 충족시키기 위해 동양잉크에서는 항균력과 인체안정성이 검증된 금속이온인 아연(Zn)에 집중했으며, 아연(Zn)을 중심으로 판상형 구조로 수정된 항균물질을 찾아 최적의 조건으로 잉크 중에 재응집 없이 고르게 분산(Dispersion)시키는데 성공했다.

판상형 구조는 아연(Zn) 이온의 담지량을 높여 항균력의 극대화가 가능하게 한다.

Zn2+ 농도가 높을수록 이온 자체 활동성으로 인한 세균의 세포벽과 세포막 파괴, 정전기적 인력(Eletrostatic Attraction)으로 세균의 사멸을 유도해서 항균성을 발현하게 하는 원리이다. 그리고, 물성면에서도 소수성(Hydrophobic)의 특성과 pH 에 대한 안정성을 지니기 때문에, 오프셋 잉크 및 코팅에 적용이 적합하다. 

이는 아무리 항균력이 높아도, 인쇄시 습수(물)에 항균물질이 녹아서 배출되면 최종 인쇄물에서의 항균력이 감소하기 때문이다.

이번에 적용된 항균물질은 EPA(미국환경보호국)에 등록된 물질이다.

화장품, 비누, 헤어(Hair)관리제품 등 퍼스널 케어(Personal Care) 제품에도 적용하고 있는 물질이며, 이러한 제품이 FDA(미국식품의약국)에 승인될 정도로 안정성이 확보된 물질이다. 최근에는 대기업 휴대폰 케이스 항균 코팅에도 적용된 사례가 있다. 

5. 항균 시험법 

1) 시험 균체

일반적으로 항균효과 시험에 적용되는 시험균체는 사용 용도에 따라 결정된다.

Staphylococcus aureus  황색포도상구균
Escherichia coli 대장균
Streptococcus pneumoniae 폐렴구균
Pseudomonas aeruginosa 녹농균
Trychophyton 백선균

2) 시험 방법

※ 필름밀착법(JIS Z 2801) 

  • 경질 시편에 대한 항균성을 확인하기 위한 시험법
  • 시편(5mm×5mm) 시편 위에 액상 세균을 0.4cc정도 접종한 다음, 멸균필름(4mm×4mm)을 밀착시킨 후, 36℃정도의 항온 항습기에 18시간 정치 후, 균의 사멸정도를 측정

※ Halo test(ASTM G 22, JIS 1902, ISO 846 등) 

  • 주로 연질 시편(PVC, 가스킷, 섬유원단, 도료, 접착제등)의 항균성을 확인하기 위한 시험법 
  • 영양배지에 세균을 골고루 도말한 후, 시편(2mm×2mm)을 올린 다음 24시간 후에 Halo zone(시편을 중심으로 둥글게 형성되는 clean zone)의 크기를 측정

※ 진탕 플라스크 시험법(shake flask test)

  • 비정형 또는 경량제품의 항균성을 확인하기 위한 시험법(폼, 원단 등)
  • 시편을 20g 정도 잘게 자른 다음, 세균이 첨가된 균액에 투입하여 24시간 회전 배양 후 균의 사멸 정도를 측정

|제품문의|

동양잉크 영업본부 ☎ 031)944-8530

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