1.증백
증백이란 색소를 산화, 환원시켜 무색으로 만드는 화학적 표백용이 아니고 눈에 입사되는 반사광선을 물리적으로 변화시켜 시각적으로 백도를 증가시키는 것을 말한다.
의복을 반복 착용하면 얼룩의 부착, 오염의 잔류, 형광제의 변질과 탈락, 철분의 부착, 표백제의 의한 섬유소재의 변질, 수지가공제의 황변, 일광에 의한 황변, 피지오염의 부착 등으로 백도가 저하한다. 직물이 황색을 띠고 있을 때 백도를 증가시키는 방법으로써 황색의 여색인 청색염료처리와 형광증백제 처리가 있다. 블루잉은 황색의 보색인 청색염료를 의류에 염색하여 500~700nm의 장파장인 황색계통의 광선을 흡수하여 반사를 억제함으로써 가시광선의 전파장 범위가 낮은 반사율의 수치로 일정하게 평준화된다. 그러나 광의 반사율이 떨어지면 명도가 낮은 백색이 되으로 현재는 청색염료 처리방법은 거의 이용되지 않는다. ~a
2.형광증백
표백이 화학작용에 의해 섬유에 남아있는 축적된 착색물을 분해하여 무색으로 하는 것에 비해, 형광증백은 표백 후에도 백포에 존재하는 약간의 황색 기를 청자광을 보충하여 희게 보이게 하는 작용이다. 형광염료, 형광백색염료, 형광증백제, 형광증백염료 등으로 호칭한다. ~b
(1) 형광증백의 원리
형광물질은 빛 에너지를 흡수하여 기저상태에 있던 전자를 여기시키고 여기된 에너지의 일부가 열에너지로 소실되면서 낮은 에너지 상태로 떨어진다. 이때 발산하는 광파는 낮은 에너지 즉 파장이 긴 광선을 복사하게 되는 것이다.
형광 증백제는 350~400nm의 자외선을 흡수한 후 그보다 파장이 긴 400~500nm의 청자~청록계의 가시광선을 복사하는 일종의 염료로서 황색을 띤 의류에 형광증백제를 처리하면 저하되어 있는 청색계의 단파장 영역의 복사가 증강되어 스펙트럼이 평준화되고 동시에 전체적인 반사율이 증가되어 밝은 백색을 나타내게 된다.
즉 황색을 띠고 있는 포에 형광증백제로 처리하면 형광제가 자외선을 흡수하여 청색 계통의 가시광선을 복사하므로 청색 영역의 반사량이 증가되어 명도가 더 밝은 백색이 된다. 형광증백은 섬유 및 염색을 손상하지 않으면서 백도를 증진시킬 수 있다. 또 염색물은 색상을 선명히 할 수 있고 또 그 처리 방법이 간단하며 단시간에 처리되는 이점이 있다.
I. 형광증백제란
무엇인가?
형광증백제(螢光增白劑,
Fluorescent Whitening Agent)는
태양광선 중 자외선부분의 불가시광선을 형광작용에 의하여 가시부분의 청색 광선으로서 반사케 하여 원단의 백도를 더욱 나타나게 하는 염료의 일종으로 화학구조에 따라,
스틸벤디설폰산(stilbenedisulfonic acid)
쿠마린(Cumarin),
피라졸(Pyrazoline),
나프탈이미드(Naphthalimide)
비스벤족사졸릴(Bisbenzoxazolyle)유도체 등으로 나뉜다.
형광증백제로 처리된 섬유는 청색이 보완되는 동시에 전체의 광량이 늘어남으로서
가일층 희게 보인다.
Ⅱ. 형광증백의 원리
형광물질은 빛 에너지를 흡수하여 기저상태에 있던 전자를 여기시키고
여기된 에너지의 일부가 열에너지로 소실되면서 낮은 에너지 상태로 떨어진다. 이때 발산하는 광파는 낮은 에너지 즉 파장이 긴 광선을 복사하게 되는 것이다.
형광 증백제는 350~400nm의 자외선을 흡수한 후 그보다 파장이 긴 400~500nm의 청자~청록계의 가시광선을 복사하는 일종의 염료로서 황색을 띤 의류에 형광증백제를 처리하면 저하되어 있는 청색계의 단파장 영역의 복사가 증강되어 스펙트럼이 평준화되고 동시에 전체적인 반사율이 증가되어 밝은 백색을 나타내게 된다.
즉 황색을 띠고 있는 포에 형광증백제로 처리하면 형광제가 자외선을 흡수하여 청색 계통의 가시광선을 복사하므로 청색 영역의 반사량이 증가되어 명도가 더 밝은 백색이 된다. 형광증백은 섬유 및 염색을 손상하지 않으면서 백도를 증진시킬 수 있다. 또 염색물은 색상을 선명히 할 수 있고 또 그 처리 방법이 간단하며 단시간에 처리되는 이점이 있다
Ⅲ.형광증백제의 성질
유색염료와는 달리 염색물에 생기는 형광이 염료의 성능을 지배한다.
유색염료는 염착량을 증가하면 염색물은 짙은 색으로 염색되나 형광증백제는 형광이 극대가 되는 극한의 염착량이 있다.
예를 들면 스틸벤존계 형광증백제로 욕비 1:50, 30℃, 60분의 증백을 행할 경우, 섬유무게의 0.1~0.5%를 사용하는 것이 효과적이며 다량 사용하면 형광강도가 저하한다. 이 현상을 농도소광이라 부른다.
증백처리에 가해지는 조제의 종류에 따라서 같은 염착량에서도 형광강도나 농도소광을 일으키는 염착량에 차이가 있다. 이것은 염료의 염착상태에 의해서 염료분자의 상호작용이 다른 것에 기인한다.
Ⅳ.형광증백제의 분류
직접염료계 : 셀룰로오즈, 견, 양모일부, 종이용, 가정용세제에 첨가
산성염료계 : 양모, 견, 나일론용
염기성염료계 : 양모, 견, 나일론, 아세테이트용, 중성에서 효과
분산염료계 : 아세테이트, 나일론, 비닐론, 아크릴, 폴리에스테르, 폴리비닐리덴용
Ⅴ.형광증백제의 특성
1) 색상; 형광증백제가 최대형광을 나타내는 파장에 의해 녹, 청, 홍색 등의 대략 세가지 색상을 나타내는데 주로 청색과 홍색이 사용된다.
2) 농도소광; 형광증백제는 미량으로 충분한 증백효과를 얻을 수 있다. 만일 증백제의 농도가 어느한계(0.5%) 이상으로 염착되면 백도는 오히려 떨어지는 현상을 농도소광이라한다. 농도소광은 형광제의 염착량 증가에 따라 형광증백제 분자간의 상호작용이 증대하여 형광을 발하는 여기에너지를 상실함으로써 형광 강도가 감소하고 백도가 저하되는 것이다.
3) 내일광성; 현재 사용되고 있는 형광증백제는 대체로 일광견뢰도가 나빠서 일광조사에 의한 형광 강도의 반감기가 5시간 내외이다. 따라서 직사광선에 말리거나 장시간 노출하면 황색으로 변색되고 축적되므로 변색된 것을 즉시 완전하게 제거해야 한다. 친수성 섬유보다 소수성 섬유의 내광성이 우수하다.
4) 내염소성; 대부분의 형광증백제는 내염소성이 약하므로 표백하고자 할 때는 염소계 표백제는 피하고 비염소계 표백제를 사용하는 것이 좋다. 염소계 표백제로 처리된 것은 철저히 탈염소처리를 한 후에 형광증백을 실시해야 하며 증백제 처리 후 5~10분이 경과한 후에 염소표백제를 사용해야 한다.
5) 녹색효과; 증백제 처리시에 증백제가 잘 분산되지 않아 섬유표면에 응집된 상태이거나 셀룰로오스 섬유 증백시에 pH가 너무 낮으면 녹색을 띠게 된다
Ⅵ.형광증백제의 위험성
지난 4월경 신문과 방송에서 주유소에서 무료로 주는 화장지 76개를 검사한 결과, 절반인 38개에서 “형광 증백제”가 들어 있다는 것을 크게 기사화 하였고 얼마전인 10월에는 백화점이나 할인점, 고속도로휴게소 즉석식품코너에서 사용하는 식품포장지에서도 “형광 증백제”가 검출되어 사회적 논란이 되고 있다.
형광증백제는 종이 제조과정에서 종이를 하얗게 보이게 하고 인쇄효과나 상품효과를 높이기 위해 사용하는 경우가 많은데 피부 부작용을 일으킬 가능성이 있고 발암 가능성이 매우 높은 물질로 현재 미용화장지의 KS규격이나 종이제 식품용기 포장 및 기구 등에서는 검출 되어서는 안되는 성분이다.
-현재 종이컵 등의 위생용기는 식품위생법 등을 통해 규제하고 있다.
법 제15조(규격 및 기준) 위반 시는 1차 개선명령, 2차 영업 정지 7일, 3차 영업 정지 15일로 규정하고 있다.-
형광 증백제는 인체에 직접 닿는 것에는 사용이 금지되고 있으나 세탁용 합성세제에는 사용이 허가되고 있으므로 옷을 입에 자주 대로 물고 빨고 하는 아기의 옷은 특히 신경을 써야하겠다.
아래의 사진은 왼쪽이 일반 합성세제로 세탁한 것이고, 오른쪽이 천연세탁가루비누로 세탁한 것이다. 각각의 수건앞에 있는 것이 세탁에 사용한 실제세제이다.
(세탁조건 = 세탁기종류: 일반자동세탁기, 물온도:25도, 세탁시간:10분, 헹굼5회, 탈수:5분, 태양광건조 1일)
왼쪽 컵에 들어있는 합성세제는 형광증백제가 들어가 있기 때문에 푸른 청색빛을 발하고 있으며, 그 것으로 세탁한 수건 역시 청색빛을 발하고 있다. 이것이 합성세제로 세탁한 옷이 시각적으로 하얗게 보이는 원리이다.