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[세제약품] 표백제의 종류와 활용

작성자
화인Tnc
작성일
2019-01-30 17:27
조회
1016
섬유제품의 표백은 제품의 손상 열화에 대해 배려해야 하므로 상당히 강한 조건 (고농도의 표백제, 고온, 장시간의 표백)을 하지 않아야 한다.

1. 표백제의 분류

표백제는 일반적으로 산화표백제와 환원표백제로 분류되며 각 표백제의 종류에는 다음의 표와 같은 것이 있다.

산화표백제
1)염소계 : 석회분, 차아염소산나트륨, 아염산나트륨, 기타
2)산소계 : 과산화수소, 과붕산나트륨, 과탄산나트륨, 기타

환원표백제 : 아황산나트륨, 하이드로 설파이드, 롱가리트
2. 산화표백제


2.1 염소계 표백제

석회분 (Ca(OCl)Cl) : 함수소석회 Ca(OH)2에 염소를 통과시킨다. 회백색분말로 대부분은 물에 용해되나 불순물이 있으면 Ca(OH)2 나 CaCO3가 남는다. 표백, 소독, 제독에 사용된다.
Ca(OCl)2 + CO2 + H2O = 2HClO + CaCO3
HClO = HCl + O 는 발생기의 산소가 생기는데, 산성욕에서는 발생하는 염소에 의해 산화작용을 일으키므로 섬유의 손상을 생기게 하기 쉽다.
Ca(OCl)Cl + H2O + 2HCl = CaCl2 + Cl2 + 2H2O
시판하는 석회분의 유효염소량은 순도가 높은 것이 65~75 % 정도이다. 일반세탁이나 소독용에는 다음의 차아염소산나트륨이 보급되어서 오늘날은 잘 사용되지 않는다.
차아염소산나트륨(NaClO) : 가성소다 수용액에 염소를 넣은 것으로, 무색 또는 미황색의 용액이며 표백작용은 석회분과 비슷한데 불순물이 적어 사용에 편리하므로 요즈음 널리 가정용에 보급된다. 가정용으로 시판되는 제품은 유효염소 5~6% 정도이다.
면, 마 등 셀룰로즈 섬유의 표백에 사용된다. 매번 세탁에 사용하면 섬유의 손상을 조장하고 세탁기의 재질도 상한다. 아세테이트, 나일론 등의 제품이 황변되거나 염색물이 탈색될 수 있다. 목면의 황변을 탈색하기 위해 수개월에 한번씩 상온에서 침적하며, 고무는 취화하므로 표백제를 사용하지 않는다.
아염소산 나트륨(NaClO2) : 산성용액에서 발생하는 ClO2에 의해 산화표백된다.
5NaClO2 + 4HCl --> 4ClO2 + 5NaCl + 2H2O
2ClO2 + H2O --> 4HCl + 5O
주로 나일론, 비닐론, 폴리에스테르 등의 합성섬유를 pH 3~5, 70~80oC로 표백한다. ClO2는 황록색의 유독기체로 중금속염은 폭발성이 있어서 가정용에는 적합하지 않다.
기타 p-toluene sulfone amide 유도체나 염화 멜라민 화합 표백제가 있지만 가정용에는 그다지 사용되고 있지 않다.

2.2 산소계 표백제
과산화수소 (H2O2) : 약 알칼리성용으로 발생하는 산소에 의해 표백한다.
H2O2 = H2O + O
공업적으로는 면의 표백에 사용된다.
과붕산나트륨(NaBO3.4H2O)
4NaBO3 + 5H2O = 4H2O2 + Na2B4O7 + NaOH
산성욕에서 H2O2를 유리하여 강산화력을 나타낸다.

3 환원표백제
아황산수소나트륨(NaHSO3) : 탄산나트륨 수용액에 이산화황(SO2)기체를 포화시킨다.
Na2CO3 + 2SO2 + H2O = 2NaHSO3 + CO2
NaOH + SO2 = NaHSO3
백색 분말로 수용액은 무색이 아닌 담황색으로 분해하여 SO2를 생기게 하고 환원작용을 나타낸다. 견, 양모 등 의 표백에 사용된다.
2NaHSO3 = Na2SO + SO2 + H2O
하이드로설파이드(Na2S2O4) : 백색분말로 수분이 없으면 공기 중에서도 비교적 안정하다.
물 속에서는 강한 환원력을 나타내며, 산의 첨가나 가열에 의해 반응이 촉진된다.
Na2S2O4 + H2O --> NaHSO3 + NaHSO2
NaHSO3 + H2O --> NaHSO4 + 2H
롱가리트, 징크로닌 : 안정성이 있으므로, 공업용에 폭 널리 사용되고 있다.

섬유별 표백방법
목면 : 차아염소산 나트륨 및 과붕산나트륨이 사용하기 쉽다.
차아염소산나트륨 : 유효염소 5.5%의 상품을 사용하여 욕비 1:50, 욕농도 0.1%(유효염소 220ppm) 0.4~1.0%(450ppm)의 농도로 40~60oC에서 30분간 면직물을 표백한다.
과붕산나트륨 : 과붕산나트륨을 농도 0.1~2%의 농도로 다른 여러 조건은 차아염소산나트륨 등과 같게 하여 면직물을 표백할 때 상당히 높은 온도에서도 백도상승은 차아염소산나트륨에 미치지 않는다. 또한 농도효과가 크고 실용적으로는 60℃이상의 처리가 필요한 것으로 알려져 있다. 시간의 효과도 상당히 크다. 레이온: 목면에 준해서 표백해도 좋으나 습윤시의 강도저하가 현저하고, 내약품성도 목면보다 상당히 낮으므로 표백제의 사용량, 처리 시간, 처리온도 등을 적절히 선택하여 섬유에 손상을 주지 않는 배려가 필요하다.

양모 : 염소계 표백제는 양모를 황변 시키므로 과산화수소 및 환원표백제가 사용된다.
과산화수소 : 욕비 1:15~20, 50~60oC의 온탕에서 0.3% 수용액이 되는 양의 과산화수소(시판하는 옥시풀(약 3%)을 사용하는 경우 는 약 10배로 희석)을 가하여 약알칼리성으로 하여 이 욕중에 1시간 표백을 행한다.
하이드로설파이드 : 욕비 1:15~20, 50~60℃의 온탕에서 0.5~1.0%수용액으로 하는 양의 하이드로설파이드를 가하여, 그 욕중에 1시간 동안 표백한 후 온수에 헹군다.

견 : 양모에 준하여 과산화수소 및 하이드로설파이드로 표백한다.

아세테이트
아염소산나트륨 : 욕비 1:20, 70℃전후의 물에 0.1~0.2%용액으로 하는 양의 아염소산나트륨 및 0.2~0.3%용액의 양의 초산을 첨가한 용액에서 30~60분 표백한 다음 물에 잘 씻는다. 표백을 균일하게 행하기 위해 침투제 역할을 하는 계면활성제 (0.1% 용액의 정도 )를 병용한다.
과산화수소 : 욕비 1:20, 60~70℃의 온수에서 약 0.3%수용액이 되는 양의 과산화수소를 첨가한 다음 알카리(가성소다 or 암모니아수)를 가하여 약알칼리성에서 약 1시간 표백한다.
합성섬유 : 일반적으로 내약품성이 있는 60~70℃ 한도로 하여 표백한다. 아염소산나트륨에 의한 경우는 아세테이트에 준한다. 비닐론, 폴리에스테르는 차아염소산염을 사용한 표백에도 견딘다.