현재 환경변화와 다양한 공중보건 위기의 출현 속에서 소비자들은 가정위생과 건강에 더욱 중점을 두고 있습니다. 동시에 기능성화는 가정용 세제 부문의 주요 개발 추세로 나타났습니다. 소비자는 더 이상 단순히 표준적인 청소 기능만 제공하는 세제에 만족하지 않고 살균, 향과 같은 추가 속성도 추구합니다. 더욱이, 전자동 세탁기의 광범위한 채택으로 인해 소비자들은 다양한 유형의 의류를 복합 세탁하는 것을 점점 더 선호하게 되었습니다. 이러한 요인으로 인해 소독 및 살균 특성을 갖춘 가정용 세제 제품에 대한 소비자 수요가 급증했습니다.
최근 몇 년 동안 살균 및 소독 제품의 종류도 크게 확대되어 단일{0}}소독제에서 세척 및 살균 기능을 모두 결합한 다기능 복합 제품으로 발전했습니다. 더욱이 적용 범위는 직물에만 국한되지 않고 식기세척 세제, 바닥 및 표면 세척제, 변기 세척제 등 다양한 가정용 청소 제품-을 포괄하도록 확대되었습니다.
표준 QB/T 2850-2007, *항균 및 정균 세제*의 관련 조항에 따르면, 이 업계에서 "항균 및 정균 세제"라고 불리는 제품은 특정 살균제 또는 정균제와 함께 계면활성제를 사용하여 제조됩니다. 이 제품은 항균/정균 특성과 세척/얼룩 제거 기능을 모두 갖춘 일상용-화학 세척 제품입니다.- 이러한 살균 및 소독 세제의 제조에는 몇 가지 기술적 과제가 있습니다. 첫째, 적절한 살균제를 선택합니다. 둘째, 다른 세제 성분과 결합할 때 선택된 살균제의 호환성 및 시너지 성능을 평가합니다. 셋째, 살균제를 제제에 포함시키는 최적의 방법을 결정하는 것입니다. 본 논문은 이 세 가지 측면에 초점을 맞춰 가정용 세제의 살균 및 정균 효과를 제공하는 성분을 체계적으로 검토하고, 특히 호환성 특성과 혼합 방법을 검토합니다.
1. 가정용 세제에 함유된 살균제의 종류
살균제는 그 기원에 따라 크게 합성 살균제와 천연 살균제로 분류할 수 있습니다. 화학적 조성에 따라 할로겐-계, 산소-계, 알데히드-계, 페놀-계, 4차 암모늄염, 구아니딘-계 화합물, 전통 약초 추출물 등으로 분류할 수 있습니다. 매일 사용하는-화학 세제의 맥락에서 이러한 살균제의 주요 표적 미생물은 *포도상구균*, *대장균*(E. coli) 및 *칸디다 알비칸스*입니다. 가정용 세제에 사용되는 살균제는 다음 기준을 충족해야 합니다. ② 고효율-소량 첨가에도 효과가 좋습니다. ③ 계면활성제 및 기타 세제 보조제와의 상용성이 우수합니다. ④ 제품의 기본 성능이나 향을 손상시키지 않으면서 용해성과 분산성이 우수합니다.-
할로겐{0}} 기반 에이전트
할로겐{0}}계 살균제에는 염소-함유, 브롬-함유, 요오드-함유 물질이 포함됩니다. 할로겐 원소는 본질적으로 강한 산화 특성을 갖고 있기 때문에 이러한 원소를 함유한 화합물은 일반적으로 강력한 살균 및 표백 기능을 나타냅니다.
① 염소{0}}살균제 함유
염소{0}}함유 살균제는 박테리아 포자를 포함한 다양한 미생물을 제거할 수 있는 강력한 살균력을 가지고 있습니다.- 또한 광범위한 가용성 및 저렴한 비용과 같은 이점을 제공합니다. 그러나 pH에 대한 강한 자극과 민감성으로 인해 적용 범위가 제한됩니다. 가정용 세제에 사용되는 일반적인 염소-함유 살균제는 주로 차아염소산나트륨과 이염화이소시아누레이트나트륨을 포함합니다. 산업적으로 생산된 차아염소산나트륨은 일반적으로 약 10%~20%의 활성 염소 함량을 포함합니다. 금속에 부식성이 있고 분해되기 쉬우나 강력한 살균 및 표백 효과를 지닌 강력한 산화제 역할을 합니다. 호환성 측면에서 차아염소산나트륨은 특정 염료를 손상시킬 수 있으며 향료, 효소 및 형광증백제와 부정적으로 반응할 수 있습니다. 결과적으로 소독액과 표백제 제품에 독립적으로 사용되는 경우가 많습니다. 이염화이소시아누산나트륨-은 Di클로르로도 알려짐-은 광범위한-스펙트럼 살균제입니다. 건조 분말 형태는 저장 중에 안정적이지만 수용액은 안정성이 낮습니다. 이염화이소시아누산나트륨은 누적 독성이나 돌연변이 유발 효과를 나타내지 않고 높은 안전성 프로필을 제공하므로 가정용 세제에 사용하기에 적합합니다. 호환성 측면에서 지방산 디에탄올아미드, 알킬페놀 폴리옥시에틸렌 에테르, 붕사, 소다회와 같은 물질은 디클로로이소시아누레이트 나트륨에 분해 효과를 발휘합니다. 반대로, 알킬벤젠술폰산나트륨, 지방알코올에테르황산나트륨, 지방알코올폴리옥시에틸렌에테르, 황산나트륨, 염화나트륨과 같은 물질은 디클로로이소시아누레이트나트륨의 안정성을 향상시킵니다.
② 브롬-계 살균제
브롬-계 살균제의 일반적인 종류에는 주로 브로모클로로디메틸히단토인과 디브로모디메틸히단토인이 포함됩니다. 이 약제는 사용 후 환경 친화적입니다. 염소-계 살균제와 비교하여 브롬-계 살균제는 알칼리성 환경에서 우수한 미생물 살상 효능을 나타내며 더 빠르게 분해됩니다. 그러나 가격이 높기 때문에 브롬{5}}계 살균제는 병원 및 전염병-에 감염된 지역의 소독에 주로 사용되는 반면, 가정용 세제에 대한 적용은 상대적으로 제한적입니다.
③ 요오드-계 살균제
요오드{0}}기반 살균제-예: 원소 요오드 및 요오도퍼-는 의학 및 공중 보건 분야에서 널리 사용됩니다. 최근에는 세제 산업에도 응용이 가능해졌습니다. 원소 요오드는 투과성이 뛰어나 세포벽을 빠르게 침투하여 단백질의 변성과 불활성화를 유도합니다. 연구에 따르면 0.5% 요오드와 12가지 서로 다른 계면활성제-(지방 알코올 폴리옥시에틸렌 에테르 황산 나트륨(AES) 포함)-를 혼합하여 요오드 기반 항균 세제가 매우 만족스러운 수준의 세척력과 살균 효능을 달성하는 것으로 나타났습니다.
과산화물
과산화물-계 살균제는 물에 용해되면 해리되어 높은 산화환원 전위를 갖는 자유 라디칼을 생성합니다. 이러한 라디칼은 결과적으로 미생물의 투과성 장벽을 파괴하거나-미생물의 단백질, DNA 및 기타 세포 구성 요소를 공격하여-궁극적으로 미생물의 죽음을 초래합니다.
① 액체과산화물
이 맥락에서 사용되는 주요 액체 과산화물은 과산화수소와 과아세트산입니다. 이러한 물질은 본질적으로 부식성이 강하며 직물에 표백 효과를 발휘합니다. 현재 과산화수소는 색상-안전 표백제 제조에 주로 사용됩니다. 일부 연구에서는 식기 세척 세제에 대한 적용을 탐구했지만, 중금속, 알칼리성 환경 및 빛에 대한 노출과 같은 요인에 의해 분해가 촉발될 수 있기 때문에 이러한 제제에 사용하면 많은 호환성 문제가 발생합니다.
② 고체과산화물
고체 과산화물-특히 과붕산나트륨과 과탄산나트륨-은 분말 세제 제제에 주로 사용됩니다. 특히, 과붕산나트륨과 과탄산나트륨 모두 산소를 방출하려면 높은 온도가 필요합니다. 결과적으로 온도가 40도를 초과할 때까지 살균 효능을 발휘하지 못합니다. 또한, 과탄산나트륨과 같은 화합물의 안정성은 상대적으로 좋지 않습니다. 이러한 특성을 바탕으로 이 종류의 살생물제는 주로 세탁기 욕조 세척제, 배수구 개폐제 및 유사 제품용 제제에 사용됩니다.
③ 안정화된 이산화염소
이산화염소는 세계보건기구(WHO)에 의해 매우 효과적이고 안전한 A1 등급 살생물제로 분류되었습니다. 상온에서는 화학적 반응성이 높은 황록색{2}}녹색 가스로 존재하며, 염소 원소보다 소독 효능이 5배 더 높습니다.
구아니딘 유도체
구아니딘- 기반 살생물제는 크게 비구아니드와 모노구아니드로 분류됩니다. 비구아나이드 카테고리에는 클로르헥시딘 및 그 유도체, 폴리헥사메틸렌 비구아나이드 염, 폴리아미노프로필 비구아나이드 등이 포함됩니다. 모노구아나이드 카테고리는 주로 폴리헥사메틸렌 모노구아나이드로 구성되며 염산염, 스테아레이트, 프로피오네이트와 같은 다양한 염 형태로 제공됩니다. 연구에 따르면 염산염 형태는 다른 염 형태에 비해 더 강한 살균 효과를 나타내는 것으로 나타났습니다.
클로르헥시딘(히비탄이라고도 함)은 주로 아세테이트와 글루코네이트의 두 가지 형태로 제공됩니다. 이는 광범위한- 스펙트럼의 정균 특성을 갖고 있습니다. 고농도에서는 살균 및 정균 효과를 모두 나타내는 반면, 낮은 농도에서는 그 작용은 주로 정균 작용입니다. 그러나 클로르헥시딘은 박테리아 포자와 곰팡이에 대해서는 효과가 없습니다. 생활화학제품 분야에서는 손소독제, 치약, 스킨케어 제품의 방부제로 흔히 활용됩니다.
폴리헥사메틸렌 구아니딘 염산염은 독성이 낮은-물질로 분류됩니다. 이는-금속에 부식성이 없으며 직물에 표백 효과를 주지 않습니다. 이 종류의 살생물제는 우수한 수용성과 열 안정성을 나타냅니다. 거품이 최소화되고 헹궈지기 쉬우며 pH 변동에 둔감합니다. 염소-계 또는 과산화물-계 살생물제에 비해 폴리헥사메틸렌 구아니딘(PHMG) 살생물제는 독성과 자극성이 낮아 사용하기에 더 안전합니다. 결과적으로 가정용 세제에 널리 사용됩니다. 연구에 따르면 PHMG 살생물제를 5~10분만 접촉시키면 식기 표면의 총 박테리아 수와 대장균군 수준을 관련 국가 위생 표준을 준수하는 수준으로 낮추는 데 충분하다는 것이 입증되었습니다. 이후 주요 세제 제조업체에서는 PHMG를 활성 살생물제 성분으로 사용하는 다양한 가정용 청소 제품을 출시했습니다. 호환성과 관련하여 구아니딘- 기반 살생물제는 양이온성 제제이므로 비누, 음이온성 계면활성제 및 유사 물질과 함께 사용하는 것을 피해야 합니다. 더욱이, 특정 비{12}}계면활성제는 살생물 효능을 손상시킬 수도 있습니다. 또한 제제에서 독립형 성분으로 사용되는 PHMG는 저-효율성 살생물제로 분류됩니다. 따라서 고강도-또는 지속적인 소독 효과가 필요한 응용 분야에서는 다른 살생물제와 시너지 효과를 발휘하여 활용해야 합니다.
4차 암모늄염
4차 암모늄염은 양이온성 계면활성제의 한 종류입니다. 그 중에서 단일-사슬과 이중{4}}사슬 변형-으로 분류되는 알킬-기반 4차 암모늄염-이 살생물제로 가장 널리 사용됩니다. 현재까지 이 클래스는 7세대 제품을 통해 발전해 왔습니다. 1세대와 2세대는 벤잘코늄 클로라이드와 벤잘코늄 브로마이드로 대표되는 반면, 7세대는 알킬 디메틸 벤질 암모늄 클로라이드 및 알킬 디메틸 에틸 벤질 암모늄 클로라이드와 결합된 고분자 4차 암모늄염으로 구성된 혼합물로 구성됩니다. 4차 암모늄염은 곰팡이, *결핵균* 및 박테리아 포자에 대해서는 효과적이지 않지만 강력한 정균 특성을 갖고 있어 극도로 낮은 농도에서도 박테리아의 성장과 번식을 억제할 수 있습니다.
호환성 측면에서 모든 4차 암모늄 살생물제는 양이온성 계면활성제로 기능합니다. 이중-사슬 4차 암모늄염은 음이온성 계면활성제와 경수의 부작용에 대해 어느 정도 저항성을 나타내지만, 그럼에도 불구하고 음이온성 계면활성제와의 복합제형 또는 동시 사용은 피해야 합니다. 또한 요오드, 요오드화 칼륨, 살리실산, 과산화물과 같은 물질은 4차 암모늄 소독제와 결합하면 길항 효과를 나타냅니다. 그러므로 적용 중에 이러한 물질의 혼합을 피해야 합니다. 최근에는 가정용 세제에 4차 암모늄 소독제를 사용하는 경우가 점점 더 많아지고 있습니다.
기타 합성 소독제
합성 소독제는 또한 알데히드 및 페놀과 같은 범주를 포함합니다. 알데히드- 기반 소독제 중에서 포름알데히드는 자극성이 높고 작용 속도가 느리며 잠재적인 발암 위험을 초래합니다. 페놀- 기반 소독제와 관련하여 트리클로산 및 트리클로카반-과 같이 일반적으로 사용되는 약제-와 관련된 잠재적 위험이 지속적으로 노출되고 있습니다. 이러한 안전 문제를 고려하여 제품 공식에 포함하려면 신중하고 신중한 고려가 필요합니다.
천연살균제
천연소독제는 원산지에 따라 크게 식물-유래, 동물-유래, 미생물-유래 카테고리로 분류할 수 있습니다. 독성이 낮고 자극성이 적기 때문에 천연 소독제는 소비자가 더 쉽게 받아들이는 경향이 있으며, 이로 인해 이 분야에 대한 연구 관심이 지속적으로 급증하고 있습니다. 현재의 연구 노력은 주로 식물- 유래 소독제에 초점을 맞추고 있지만, 제한된 수의 연구에서도 동물- 또는 미생물- 유래 소독제를 가정용 세제 제제에 포함시키는 방법을 연구했습니다.
① 식물-유래 소독제
식물{0}}유래 소독제는 병원성 미생물에 사용하기 위해 뿌리, 줄기, 잎, 꽃 등 다양한 식물 부분에서 -살균 또는 정균 활성을 갖는-성분을 추출하여 생산되는 항균 제제로 정의됩니다. 식물- 유래 소독제에서 발견되는 주요 활성 성분에는 알칼로이드, 플라보노이드, 스테로이드, 테르펜, 탄닌, 에센셜 오일, 테르페노이드, 사포닌, 쿠마린, 리그난, 스틸벤, 다당류, 페놀, 퀴논, 에스테르 및 유기산이 포함됩니다. 식물 유래 소독제를 세제 제제에 포함시킬 때 두 가지 주요 과제가 발생합니다. 첫째, 최적의 복용량을 결정하는 것입니다. 둘째, 세제 시스템의 결과 색상을 관리합니다. 식물- 유래 소독제는 일반적으로 항균 효능이 제한적이고 생산 비용이 더 높지만, 자극성이 낮아 가정용 세제 제품에 점점 더 널리 적용되고 있습니다.
② 동물-유래 살생물제
리소자임, 항균 펩타이드, 항균 단백질과 같은 동물에서 추출한 물질-은 모두 다양한 수준의 항균 효능을 가지고 있습니다. 현재 키토산은 세제 부문에서 가장 널리 사용되는 동물{3}}유래 물질입니다. 그러나 세제에서의 적용은 물과 대부분의 유기 용매에 대한 용해도가 낮고 본질적으로 약한 항균 효능으로 인해 상당히 제한됩니다. 이러한 한계를 해결하기 위해 연구 노력은 화학적 변형을 통해 일련의 키토산 유도체를 개발하거나 키토산 매트릭스에 매우 강력한 항균 인자를 통합함으로써 키토산의 항균 능력을 향상시키는 데 중점을 두었습니다.
③ 미생물-유래 살생물제
미생물{0}}유래 살생물제는 크게 두 가지 유형으로 분류될 수 있습니다. 첫 번째는 항균 효과를 달성하기 위해 박테리오파지, 바이러스, 박테리아 및 곰팡이와 같은 미생물-을 직접 적용하는 것입니다. 두 번째는 항균 목적으로 미생물의 대사 부산물을 활용합니다. 현재까지 세제 제제에 이러한 특정 종류의 살생물제를 적용하는 것에 관한 연구는 상대적으로 제한되어 있습니다.
가정용 세제에 살생물제 선택 및 포함
항균 세제의 제제 설계에는 청소할 표면이나 물체의 특정 특성을 신중하게 고려해야 합니다. 여기에는 적절한 살생물제와 계면활성제를 선택하는 것뿐만 아니라 혼합물 내 다양한 성분의 시너지적 호환성을 평가하는 것도 포함됩니다. 바닥 및 가구 세척제를 예로 들면, 염소-계 살생물제는 목재 변색을 유발하므로 일반적으로 사용을 피합니다. 양이온성 4차 암모늄염은 상대적으로 순하고 독성이 낮지만 항균 효능은 상대적으로 약합니다. 반대로, 폴리헥사메틸렌 비구아나이드(PHMB)는 그람{3}}양성균과 그람{4}}음성균 모두에 효과적입니다. 또한, -독성이 없고,{7}}자극이 없으며, *Candida albicans*와 같은 곰팡이 및 곰팡이-에 효과적입니다. PHMB는 고분자 분자 구조로 인해 반복 사용 후 바닥과 가구 표면에 흡착되어 지속적인 항균 효과를 제공합니다. 이러한 포괄적인 고려 사항을 바탕으로 선택한 제제는 바닥 및 가구 청소 제품에 사용하기 위해 폴리헥사메틸렌 비구아나이드 4차 암모늄염 20%, 염화 도데실 디메틸 벤질 암모늄 45% 및 디알킬 4차 암모늄염으로 구성된 혼합 살생물제 시스템을 사용합니다. 양이온성 살생물제를 선택할 때 호환성과 최적의 성능을 보장하기 위해 혼합할 계면활성제를 선택할 때 특별한 주의를 기울여야 합니다. 궁극적으로, 제형은 지방 알코올 폴리옥시에틸렌 에테르, 도데실 디메틸 베타인, 분지형-사슬 지방 알코올 폴리옥시에틸렌 에테르, 알킬 글루코시드 및 아민 옥사이드를 주요 계면활성제 성분으로 활용합니다. 특히, 지방 알코올 폴리옥시에틸렌 에테르는 표면 장력을 크게 감소시켜 살생물제가 박테리아 세포 표면으로 이동하고 이후 세포 내부로 침투하는 것을 촉진하여 살균 효능을 향상시킵니다. 도데실 디메틸 베타인과 아민 옥사이드는 고유한 살균 특성을 갖고 있으며 세정력과 관련하여 시너지 효과를 나타냅니다. 알킬글루코사이드는 성질이 온화하고 퍼짐성이 뛰어나 바닥이나 가구 표면에 남는 끈적임을 효과적으로 줄여줍니다.
살생물제 혼합 방법과 관련하여, 대부분의 살생물제는 배합 과정에서 원료로서 세제 제제에 직접 첨가됩니다. 이 접근 방식은 간단하고 실행하기 쉽지만 실제 세탁 주기 동안에만 세척된 대상물에 항균 또는 정균 효과를 제공합니다. 세척 과정이 완료되면 이러한 이점이 제한적으로 유지됩니다. 이러한 제한은 세탁 주기의 마지막 단계에서 많은 양의 물로 광범위한 헹굼이 필요한 세탁 세제와 같은 제품에서 특히 두드러지며, 이는 항균 또는 정균 효과의 지속적인 유지를 더욱 어렵게 만듭니다. 결과적으로, 일부 연구 노력은 이러한 유익한 제제의 지속 방출 특성을 달성하기 위해 마이크로캡슐화-사용과 같은 대체 통합 방법-을 개발하는 데 중점을 두었습니다.-
