클린룸 오염제어 - 클린룸용 청소용품(Material Compatibility) 기준

 

클린룸용 청소용품(Material Compatibility) 기준

1. 클린룸에서 청소용품 물질 적합성의 개념과 중요성

 

클린룸에서 사용되는 청소용품은 단순한 작업 보조 수단이 아니라, 공정 환경과 직접 접촉하며 오염 발생 여부에 영향을 미치는 물질(Material) 로 정의된다. 이러한 관점에서 Material Compatibility, 즉 물질 적합성이란 청소용품을 구성하는 재질이 클린룸 내 바닥, 벽체, 설비, 공정 자재 및 세정 화학약품과 접촉하더라도 화학적 반응, 물성 변화, 잔여물 생성, 파티클 방출을 유발하지 않는 상태를 의미한다.

물질 적합성이 확보되지 않은 청소용품은 표면 긁힘, 미세 분말 발생, 화학 잔류물 축적, 정전기 유발 등 다양한 형태의 2차 오염을 발생시킬 수 있다. 이러한 오염은 환경 모니터링 수치의 변동성 증가로 나타나며, 원인 분석이 어려운 비정상 트렌드를 형성하는 경우가 많다. 특히 반복 청소가 이루어지는 공정에서는 미세한 부적합 요소가 누적되어 장기적인 품질 저하로 이어질 가능성이 높다.

ISO 14644, GMP, EU GMP Annex 1 등 주요 국제 기준에서는 청소 활동과 사용 도구를 환경 관리 시스템의 일부로 간주하고 있으며, 청소용품의 사양 정의, 사용 근거, 변경 관리가 명확히 기록되어야 함을 요구한다. 따라서 클린룸 청소용품의 물질 적합성 기준은 선택 단계에서부터 문서화된 관리 체계로 구축되어야 한다.

클린룸 오염제어에 필요한 청소용품의 필요 요구 특징을 나타내는 그림

● 청소용품은 공정 환경과 상호작용하는 물질 요소
● 부적합 재질은 장기적 오염 트렌드 형성
● 환경 모니터링 변동성 증가의 숨은 원인
● 국제 규제 기준에서 관리 대상 항목으로 요구

2. 클린룸 청소용품 재질 구성과 주요 평가 요소

클린룸 청소용품은 용도에 따라 다양한 재질로 구성되며, 대표적으로 폴리에스터, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 나일론, 스테인리스 스틸 등이 사용된다. 각 재질은 섬유 구조, 표면 에너지, 마찰 특성, 화학적 안정성 측면에서 서로 다른 특성을 가지며, 이러한 차이가 물질 적합성 평가의 핵심 기준이 된다.

폴리에스터 계열 와이퍼는 낮은 파티클 방출 특성과 우수한 내구성으로 인해 널리 사용되지만, 특정 용제와 반복 접촉 시 표면에 잔여막을 형성할 수 있다. 폴리프로필렌 재질은 내화학성이 뛰어나지만 정전기 발생 가능성이 있어 전자 산업 클린룸에서는 추가적인 제전 관리가 필요하다. 나일론이나 혼합 섬유는 흡수성과 강도가 우수하나, 섬유 마모 시 미세 입자 발생 가능성을 검토해야 한다.

금속 재질로 구성된 핸들, 프레임, 진공청소기 부품의 경우 내구성은 우수하지만, 표면 마감 상태와 마찰 조건에 따라 파티클 발생원이 될 수 있다. 따라서 단순히 재질 종류만이 아니라 가공 방식, 표면 처리, 사용 환경까지 포함한 종합 평가가 필요하다.
● 재질별 파티클·정전기·화학 안정성 차이 존재
● 단일 성능 지표로는 적합성 판단 불가
● 표면 가공 및 마감 상태도 중요 요소
● 공정 환경과 연계한 종합 평가 필요

3. 화학 약품 및 세정제와의 물질 적합성 기준

클린룸 청소 과정에서는 IPA, 에탄올, 과산화수소, 차아염소산, 중성 및 알칼리성 세정제 등 다양한 화학 약품이 사용된다. 이때 청소용품 재질이 화학 약품과 반응하거나 분해될 경우, 눈에 보이지 않는 화학 잔여물이 표면에 남아 공정 중 재방출될 수 있다. 이러한 잔여물은 파티클 수치에는 즉각적으로 반영되지 않더라도, 장기적인 오염 원인으로 작용한다.

물질 적합성 평가에서는 단회 접촉뿐 아니라 반복 사용 조건에서의 물성 변화 여부가 중요하다. 색상 변화, 경도 변화, 표면 균열, 탄성 저하 등은 모두 화학적 부적합의 신호로 해석될 수 있다. 특히 무균 공정에서는 화학 반응 부산물이 미생물 증식 환경을 형성할 가능성도 고려해야 한다.

실무적으로는 공급업체로부터 화학 적합성 시험 자료를 확보하고, 실제 사용 농도와 접촉 시간 조건을 반영한 내부 검증 시험을 수행하는 것이 바람직하다. 이러한 사전 검증은 청소 SOP의 신뢰성을 높이는 중요한 근거 자료로 활용된다.
● 화학 약품과의 반복 접촉 안정성 중요
● 육안 변화 없는 화학 잔여물 위험 존재
● 무균 공정에서는 미생물 리스크와 연계
● 사전 시험 자료 확보가 관리의 핵심

4. 설비·건축 자재와의 접촉 적합성 관리

청소용품은 클린룸 바닥재, 벽체 패널, 작업대, 설비 외장재 등 다양한 표면과 반복적으로 접촉한다. 이때 재질 간 경도 차이, 마찰 계수, 표면 거칠기 차이에 따라 미세 손상이 발생할 수 있으며, 손상된 표면은 지속적인 파티클 발생원이 된다.

에폭시 바닥, PVC 바닥, 비닐 시트 바닥은 각각 허용 가능한 마찰 수준이 다르며, 부적합한 걸레나 브러시 사용 시 표면 열화가 가속될 수 있다. 스테인리스 설비 표면 역시 부적절한 와이퍼 사용 시 미세 스크래치가 누적되어 청소 효율이 저하된다.

따라서 청소용품 선택 시에는 건축 자재 및 설비 재질 정보를 사전에 파악하고, 해당 표면에 적합한 재질만을 승인하여 사용하는 체계가 필요하다. 이는 단기 청정도 유지뿐 아니라 설비 수명 관리 측면에서도 중요한 의미를 가진다.
● 표면 손상은 장기 오염원으로 전환
● 바닥·설비 자재별 허용 마찰 수준 상이
● 자재 정보 기반 도구 승인 체계 필요
● 설비 수명 관리와 직접 연계됨

 

5. 클린룸용 청소용품(Material Compatibility) 테스트 항목

클린룸용 청소용품은 단순 도구가 아닌 오염의 잠재적 발생원이기 때문에,입자·섬유 발생 / 화학적 안정성 / 용출 / 내구성 / 멸균 적합성이 핵심 시험 항목입니다.특히 제약·반도체·배터리 등 고위험 산업에서는 Extractables/Leachables와 VHP 내성 평가가 점점 중요해지고 있습니다.

클린룸용 청소용품(Material Compatibility)을 평가할 때는 재질이 클린룸 환경과 설비에 미치는 영향, 오염 발생 가능성, 화학적·물리적 안정성 등을 검증해야 합니다. 아래는 실제 업체·밸리데이션 시 고려되는 대표 테스트 항목들입니다.

 

1. 파티클 발생 시험 (Particle Shedding Test)

• 청소포, 걸레, 스폰지 등에서 마찰·압력·습윤 상태에서 발생하는 미세입자량 측정
• ISO 14644-14 및 제조사 내부 기준 활용

2. 섬유/이물 탈락 시험 (Fiber/Linting Test)

• 섬유 구조가 풀려 떨어지는 정도 확인
• 특히 와이퍼·Mop Head 필수 테스트

3. 화학적 적합성 시험 (Chemical Compatibility Test)

• IPA, 염소계, 과산화수소(H₂O₂), 퀘톤류 등 살균제/세정제와 재질 반응 평가
• 변색, 팽윤, 구조 약화 여부 테스트

4. 흡수·흡착성 시험 (Absorption/Adsorption Test)

• 와이퍼·Mop 소재의 액체 흡수량, 방출 실패(Residual release) 평가
• 바이오 제약에 중요

5. 용출/용해 시험 (Extractables & Leachables Test)

• 재질에서 유기물·무기이온이 세정액에 용출되는지 분석
• HPLC, ICP-OES 등 사용

6. 내구성·기계적 강도 테스트 (Mechanical Durability Test)

• 반복 세척·압력·마찰에서 형상 유지 및 기능 유지 여부
• Mop handle, Bucket, Cart에 중요

7. 표면 거칠기(Ra) 및 정전기 특성(Electrostatic Behavior) 평가

• 표면 조도는 오염 부착도와 직결
• 정전기 발생 여부(ESD 위험성) 측정

8. 멸균 적합성 시험 (Sterilization Compatibility)

• 오토클레이브, 감마선, E-beam, VHP 등 멸균 처리 후
  • 변형
  • 성능 저하
  • 용출 증가 여부 평가

9. 생물부하(Bioburden) 및 무균 적합성 평가

• 와이퍼·Mop가 가져오는 초기 미생물 부하량 측정
• 멸균 제품(Sterile Wiper/Mop)은 추가 테스트

10. 청소 효율성 테스트 (Cleaning Efficiency Test)

• 실제 오염(Protein, TOC, Particles) 제거 성능 비교
• 사용 목적별 성능 편차 확인

5. 결론

클린룸 오염제어 관점에서의 청소용품 물질 적합성 관리의 의미

클린룸용 청소용품의 물질 적합성 기준은 단순한 구매 사양이 아니라, 환경 안정성과 공정 품질을 동시에 지지하는 핵심 관리 체계이다. 부적합한 재질은 청소 행위를 통해 오히려 오염을 확산시키며, 그 영향은 단기간에 드러나지 않고 누적되어 나타나는 경우가 많다.

따라서 클린룸 오염제어 실무자는 청소용품을 소모품이 아닌 공정 영향 물질로 인식하고, 재질 특성, 화학 적합성, 설비 접촉 특성을 종합적으로 검토해야 한다. 이러한 접근은 환경 모니터링 데이터의 신뢰성을 높이고, 규제 대응 및 품질 리스크를 사전에 차단하는 기반이 된다.