抗菌作用とは？除菌・殺菌との違いやメカニズムについて

抗菌作用とは、微生物や細菌の成長や増殖を抑制することを指します。しかし、似たような意味を持つ「除菌」「殺菌」「減菌」の違いがわからない方も多いのではないでしょうか。

そこで本記事では、抗菌作用についての説明や除菌や殺菌などの違いをご紹介します。また、抗菌効果のある金属に関してどのようなメカニズムがあるのかも解説しているので、ぜひ参考にしてください。

微生物汚染の管理は、さまざまな分野において極めて大きな意義を持っています。その管理は｢抗菌｣という概念によって表され、対象となる分野の製品によって異なっています。日本の法律で効果の判定基準が決まっているのは｢滅菌｣だけで、その他の基準は製造者やその関連団体で自主的に定められています。なお、ここでいう微生物とは｢細菌｣と｢ウイルス｣と｢真菌｣のことです。
医療分野の医薬品およびその製造環境や医療機器等においては以下に示す｢静菌｣｢消毒｣｢殺菌｣｢滅菌｣という全ての方法を総括する意味で使われます。

一方、医療分野以外の家電製品や雑貨や洗剤･石けん等においては少し違った意味合いで｢除菌｣と並べて使われています。

抗菌とは

「抗菌」とは、微生物の発育や増殖を抑えることです。日本のあらゆる製品や技術の規格を定めている日本産業規格（JIS）では、「製品の表面における細菌の増殖を抑制する状態」と定義されています。

菌の成長や増殖を抑制することで、菌を殺したり除去したりすることではありません。抗菌処理が施された製品は清潔な状態を維持できるため、菌が繁殖しにくい環境にすることが期待できます。

除菌とは

「除菌」は増殖可能な微生物を対象物（製品や空気）から消毒剤を使用しない手段で殺したりして減すことです。

製品や空気中から微生物を減少させることも除菌と呼ばれます。例えば、手洗いや食器洗いなどの日常的な行動も除菌の一環です。除菌を行うことは、感染症予防や衛生管理には欠かせません。

殺菌とは

「殺菌」とは細菌、真菌、ウイルスなどの微生物を殺すことです。例えば、薬品や特定の製品のラベルに「殺菌」と表示されている場合、すべての菌を殺すのではなく1種類でも菌を殺せば殺菌と表示しても問題ないとされています。

殺菌は薬機法※で効果が認められており、薬用石鹸・洗剤などが医薬品・医薬部外品に使用されています。

※薬機法は「医薬品、医療機器等の品質、有効性および安全性の確保等に関する法律」の略称

滅菌とは

「滅菌」とは、微生物や菌を限りなくゼロにすることです。滅菌処理が施された製品には、包帯や手術用器具などの医療機器が挙げられます。

滅菌前の状態より「菌の数を100万分の1以下にする」という定義が存在しているのが特長です。

そのため、医療分野以外では抗菌、除菌、殺菌、滅菌の順に作用が強くなります。

銅や銅合金には強力な抗菌性能が備わっていることが知られています。その抗菌メカニズムは以下のように考えられています。
① 金属表面において空気中の水分と反応して銅のイオンが起こります。
② その際に併せて生成する過酸化水素と銅イオンがフェントン反応を起こして、強い酸化力を有する活性酸素分子種が生成されます。
③ この活性酸素分子種が微生物の構造成分である染色体や細胞膜を破壊することによって殺菌を促す。

例えば、金属を直接製品に使用したり化合物やイオンを製品の表面に付着させたりすることで、微生物の増殖を抑制する効果が期待できます。銅においては、諸説は有りますが銅表面から溶出する銅イオンではなく、実際に銅の表面と、菌が接触することでフェントン反応が進行し、発生した活性酸素によりDNAなどの細菌情報の損傷が引き起こされ、抗菌効果が得られるという研究も発表されています。

具体的な抗菌のメカニズムは金属の種類にもよりますが、それぞれの特徴を考慮した上で、日々の生活に活用されているのです。

日本銅センター（JCDA）が、北里大学病院にて「ドアノブの金属素材による抗菌性能の比較」を発表しました。それによると「ステンレス製よりも、青銅や黄銅などの銅合金のほうが高い抗菌性能がある」ということが確認されています。

さらに、各国の銅開発協会（CDA）では、銅および銅合金の表面における医療施設での殺菌作用を検証しました。その結果、実験対象となったメチシリン耐性黄色ブドウ球菌（MRSA）などの病原体を2時間以内で99.9％以上殺菌できることがわかったのです。
※ソース情報を記載予定

これにより、2008年米国環境保護庁（EPA）は、「銅、真鍮、ブロンズなどは人体に有害な致死性のある病原体を殺菌し、公衆衛生に効果がある」という表示を法的に認定しました。実際に公衆衛生上効果があるとEPAが認めた固体材料は銅が初めてであり、これは銅および銅合金が各種病原細菌に対して抗菌作用をもつことを証明しています。

日本ではこれらの特長を活かして、「ぬめりが出にくい銅製三角コーナー」「銅繊維入りで消臭・水虫予防ができるソックス」など、普段私たちが使用する生活用品にも多く使われています。

参考：日本銅センター

抗菌効果を示すマークは複数あり、それぞれの特長や目的が異なります。ここでは主に3つのマークについてご紹介します。

• SEKマーク
• SIAAマーク
• CU STARマーク

SEKマーク

画像引用：繊維評価技術協議会｜JEC301 SEKマーク繊維製品認証基準

SEKマークは、繊維製品において機能加工を施した商品に対して、その機能性や品質を保証する印です。

SEKマークが適用される加工には、抗菌防臭加工、制菌加工、抗かび加工など12種類あります。機能加工を施した繊維製品は、一般社団法人繊維評価技術協議会の基準をクリアした製品でなければSEKマークを表示することができません。

SIAAマーク

画像引用：抗菌製品技術協議会

SIAAマークは、抗菌製品技術協議会が制定した抗菌のシンボルマークです。

SIAAマークを取得するには、目に見えない細菌やウイルスに対して効果的であることが証明されなくてはなりません。

日用品や家電などさまざまな商品がありますが、このマークにより消費者が抗菌加工製品を見極められ安心感を得られます。ただし、繊維は対象外です。

CU STARマーク

画像引用：日本銅センター

日本銅センターでは日本限定のCU STAR（シー・ユー・スター）マークを作製し、銅の超抗菌性能を活かした材料や製品を世に普及させるための活動を行っています。
EPAが認めた60質量％以上の銅を含む銅および銅合金材料やそれを用いた製品に加え、銅蒸着フィルムや銅繊維製品、銅粉をプラスチックに配合した複合製品など、銅の超抗菌性能を持つ幅広い材料や製品が対象となっています。

対象となるのは、銅及び銅合金が対象の「超抗菌金属銅材料」とこれを用いた製品「超抗菌金属銅製品」、超抗菌金属銅とその他の素材を組み合わせた「超抗菌複合銅材料」とこれを用いた製品「超抗菌複合銅製品」の４区分です。2023年10月18日時点で、CU STAR認証済みの42の超抗菌性能を持つ材料および商品が販売されています。

住友金属鉱山でも「微粒銅粉」において、CU STARマークの取得を検討中です。微粒銅粉の詳しい内容は下記でご紹介しているのでぜひご覧ください。

銅の持つ抗菌作用に着目し、住友金属鉱山は独自に開発した微粒銅粉を提供しています。
ここでは微粒銅粉の特性と応用可能性についてご説明します。

住友金属鉱山の【開発品】微粒銅粉とは

微粒化された銅粉は、従来のアトマイズ銅粉と比較して焼結温度を下げることができ、製造工程の最適化やエネルギー消費の削減に貢献します。さらに、比表面積向上による抗菌特性の向上や銅特有の褐色度を下げ透明度を上げることで、意匠性を上げることも期待できます。

これらの特徴を活かし、当社の微粒銅粉は、高品質が求められる様々な用途に適しています。詳細は住友金属鉱山「微粒銅粉製品詳細ページ」をご覧ください。

当社の微粒銅粉（UCPシリーズ）は、住友金属鉱山が長年にわたり培った粉体制御技術を応用、製造した材料です。

独自の表面処理により、室温から200度までの広範囲で耐酸化性を持ち、大気で高い安定性を示し、ハンドリング性も高い特徴を有しております。

また、微粒銅粉を他社の焼結開始温度が高いアトマイズ銅粉に添加することで焼結温度を下げることができ、製造プロセスの最適化やエネルギーの節約に貢献します。

【製品紹介】微粒銅粉について詳細を見る

微粒銅粉の抗菌への活用可能性

銅粉を樹脂に混ぜることでフィルム剤や溶媒に混ぜることでコーティング剤として活用することができます。
中でも住友金属鉱山の微粒銅粉は、「微粒」である特性を活かし透明度を上げることで、デザイン性向上にも寄与する可能性があります。これらの材料は、透明なタッチディスプレイや食器などの抗菌加工へ応用することが可能です。

銅は強力な抗菌作用を持ち、銅表面上にある微生物のＤＮＡなどの細胞構造を破壊し、細菌やウイルスの増殖を阻害します。

そのため、銅製のドアノブや医療機器、更には銅を用いた商品が日常生活でも見られるようになりました。

住友金属鉱山の「微粒銅粉」は、電子部品はもちろん、今回紹介した抗菌用途など様々な分野への応用を目指しています。

住友金属鉱山では新たな技術の創出や課題の解決に取り組むプロジェクト「X-MINING」を立ち上げております。ご興味ある方はお気軽にお問い合わせください。