표백제

3. 작용 원리

표백제는 산화 또는 환원 반응을 통해 색을 띠는 유기 물질의 화학 결합을 파괴하거나 변형시켜 색을 제거한다.

• '''산화 표백제'''는 발색단을 구성하는 화학 결합을 파괴한다. 그 결과, 분자는 발색단을 포함하지 않거나 가시광선을 흡수하지 않는 발색단을 포함하는 다른 물질로 바뀐다. 염소 기반 표백제가 이러한 방식으로 작동한다.^[11]
• '''환원 표백제'''는 발색단 내의 이중 결합을 단일 결합으로 변환한다. 이로 인해 발색단이 가시광선을 흡수하는 능력이 없어진다. 이산화황 기반 표백제가 이러한 방식으로 작동한다.^[12]

3. 1. 항균 효과

4. 표백제의 종류

표백제는 크게 산화 표백제와 환원 표백제로 나눌 수 있으며, 산화 표백제는 다시 염소계 표백제와 산소계 표백제로 나뉜다.^[48]

• 염소계 표백제: 염소를 활성 성분으로 하는 표백제로, 매우 강력한 산화력을 가지고 있어 다양한 용도로 사용된다. 하지만 섬유나 염료를 손상시킬 수 있으므로 흰색 의류에만 사용하는 것이 일반적이다. 차아염소산 나트륨(락스)이 대표적이다.
• 산소계 표백제: 산소를 활성 성분으로 하며, 과산화 수소나 과탄산 나트륨 등이 주성분이다. 염소계 표백제보다 섬유 손상이 적어 유색 의류에도 사용할 수 있다.
• 환원계 표백제: 산화 작용으로 변색된 섬유를 복원하는 데 사용된다. 하이드로설파이트 등이 주성분이다.

4. 1. 염소계 표백제

• 차아염소산나트륨(NaClO): 보통 3~6% 수용액 형태로 존재하며, "액체 표백제" 또는 간단히 "표백제"라고 불린다. 자벨 물( eau de Javel|자벨 물^프랑스어)이라고도 불렸다. 가정에서 세탁물을 희게 하고, 주방과 욕실의 단단한 표면을 소독하며, 식수를 처리하고, 수영장에 감염성 물질이 없도록 유지하는 데 사용된다.
• 표백 분말 (과거에는 "염소화 석회"로 알려짐): 차아염소산칼슘(Ca(ClO)₂), 수산화칼슘(Ca(OH)₂), 염화칼슘(CaCl₂) 혼합물이다.^[17] 흰색 분말 또는 정제 형태로 판매되며, 차아염소산나트륨과 동일한 용도로 사용되지만 더 안정적이며 더 많은 유효 염소를 포함하고 있다.
• 염소 가스 (Cl₂): 수처리에서, 특히 식수를 만들고 대규모 공공 수영장에서 소독제로 사용된다. 목재 펄프 표백에 광범위하게 사용되었지만 환경 문제로 인해 사용량이 크게 감소했다.
• 이산화 염소 (ClO₂): 이 불안정한 가스는 현장에서 생성되거나 묽은 수용액으로 저장된다. 목재 펄프 표백, 지방 및 기름, 셀룰로스, 밀가루, 섬유, 밀랍, 피부 및 기타 여러 산업 분야에 대규모로 적용된다.

4. 2. 과산화물계 표백제

• 과산화 수소(): 펄프와 머리카락 표백, 또는 다른 표백제 준비에 사용된다.
• 과탄산 나트륨(): 과산화 수소와 탄산 나트륨의 부착물이다. 물에 용해되면 두 성분의 용액이 생성되어 탄산염의 비누화 작용과 과산화물의 표백 작용이 결합된다.
• 과붕산 나트륨(): 물에 용해되면 과산화 수소가 생성되지만, 친핵성 산화를 수행할 수 있는 과붕산염 음이온 ()도 생성된다.
• 과아세트산(과산과산)(): 일부 세탁 세제에 의해 현장에서 생성되며 산업 및 농업용 소독 및 수처리에도 사용된다.
• 과산화 벤조일(): 여드름 치료용 국소 약물과 밀가루 표백에 사용된다.
• 오존(}): 신문 용지와 백색 크라프트지와 같은 종이 제품 제조에 사용된다.
• 과황산 칼륨(K₂ S₂O₈) 및 기타 과황산염 염: 암모늄 및 과황산 나트륨과 함께 모발 탈색 제품에 흔히 사용된다.
• 과망간산염 염, 예를 들어 과망간산 칼륨(KMnO₄).

• 과탄산나트륨을 주성분으로 하는 분말형 산소계 표백제는 염소계와 달리 일반적인 섬유나 염료를 손상시키기 어렵고, 폴리아미드 섬유 (나일론 등)를 소재로 하는 의류나 유색 의류에도 사용할 수 있다. 견이나 모에는 사용할 수 없다.
• 희박한 과산화수소 수용액을 주성분으로 하는 액체형 산소계 표백제는 분말형보다 분해력이 떨어지지만, 가장 섬유를 손상시키기 어렵고 견이나 모 등의 단백질 섬유에도 사용할 수 있다.

4. 3. 환원계 표백제

5. 의류용, 주방용, 주택용 표백제 (일본 기준)

일본에서는 가정용품 품질표시법에 따라 의류용, 주방용, 주택용 표백제를 구분하고 있다.^[51] 표백제는 산화 작용을 이용하는 산화 표백제와 환원 작용을 이용하는 환원 표백제로 나뉜다.^[48]

• 산화 표백제
• 염소계 표백제 (알칼리성): 산화력이 가장 강한 표백제로, 많은 물질을 분해한다. 흰색 의류에만 사용이 권장되며, 주방 및 주택용으로도 사용되지만 소재에 따라 손상될 수 있다.^[48] 산과 반응하면 유해한 염소 가스를 발생시키고, 함질소 화합물과 반응하면 클로라민을 생성하여 섬유를 황변시킬 수 있으므로 주의해야 한다.^[52]
• 산소계 표백제 (약산성 ~ 약알칼리성):
• 분말형 (주성분: 과탄산나트륨): 일반적인 섬유나 염료를 손상시키기 어려워 유색 의류에도 사용할 수 있다.^[48]
• 액체형 (주성분: 과산화수소 수용액): 분말형보다 분해력은 낮지만, 섬유 손상이 적어 단백질 섬유에도 사용할 수 있다.^[48]
• 환원 표백제: 오염 분해력은 낮지만, 산화 작용에 의한 손상(섬유 황변 등)을 회복하는 데 사용된다.^[48]

계면활성제, 인산염, 형광 증백제, 효소 등을 배합하는 경우도 있으며, 일본의 잡화 공업품 품질 표시 규정에서는 이에 대해 일정한 배합이 있으면 표시해야 한다고 규정하고 있다.^[51]

6. 식품 첨가물

식품 첨가물로서의 표백제는 식품 중의 천연 색소 및 변색 물질을 분해하거나 변화시켜 탈색할 목적으로 사용된다. 대상 식품에는 건표고, 곤약 가루, 물엿, 한천 등이 있으며, 각각 사용 기준이 설정되어 있다.^[55] 환원성 표백제를 사용하면, 공기 중의 산소에 반응하여 식품의 색이 원래대로 돌아가는 경우가 많다.^[55]

식품을 표백하는 목적은 다음 두 가지이다.^[55]

• 본래 흰색이어야 하지만 변색된 식품을 하얗게 만든다.
• 착색 전에 하얗게 함으로써 착색의 마무리를 좋게 한다.

• 아황산나트륨
• 아염소산나트륨
• 차아황산나트륨
• 이산화황

7. 환경 영향

염소계 표백제, 특히 염소 가스를 사용한 목재 펄프 표백 과정은 유기염소 화합물 및 다이옥신과 같은 잔류성 유기 오염 물질을 생성할 수 있어 환경 문제가 제기되어 왔다.^[26] 이산화 염소 사용은 다이옥신 생성을 줄이는 대안으로 제시되기도 한다.^[26]

2008년 유럽 연구에 따르면, 가정용 표백제와 유기 화학 물질(예: 계면활성제, 향료)의 반응으로 인해 염소화 휘발성 유기 화합물(VOC)이 생성될 수 있으며, 이는 건강에 유해할 수 있다.^[27] 표백제 함유 제품 사용 시 실내 공기 중 농도가 현저하게 증가하는데, 특히 클로로포름은 8~52배, 사염화탄소는 1~1170배 증가하여 기준치보다 높은 것으로 나타났다.^[27]

8. 건강 위험

표백제는 농도와 종류에 따라 피부, 눈, 호흡기에 자극이나 손상을 일으킬 수 있다.^[37] 일반적으로 표백제를 섭취하면 식도와 위에 손상을 일으켜 사망에 이를 수 있다.^[37] 표백제 연기를 흡입하면 상부 기도가 약간 자극될 수 있다.^[37]

표백제는 식초나 다른 산과 절대 혼합해서는 안 된다. 이는 내부 및 외부에서 심각한 화상을 유발할 수 있는 고도로 유독한 염소 가스를 생성하기 때문이다.^{[38][39][40][41]} 표백제를 암모니아와 혼합하면 폐를 태울 수 있는 클로라민 가스가 생성된다.^[40][39][41] 표백제를 소독용 알코올 또는 아세톤과 혼합하면 클로로포름이 생성되며,^[42] 과산화 수소와 혼합하면 발열 반응이 일어나 산소를 방출하는 잠재적으로 폭발적인 화학 반응이 일어난다.^[43]

염소계 표백제는 산과 화학 반응하면 유해한 염소 가스를 발생시키므로 취급에 주의해야 한다.^[52] 특히 구토물에 염소계 표백제를 사용하면 구토물 속 위산과 반응하여 염소 가스가 발생하므로 주의해야 한다.

2022년 9월 사이타마현 후지미시의 한 초등학교 급식 카레에 염소계 표백제를 넣은 교원이 위력 업무 방해 혐의로 체포되는 사건이 발생했다. 다행히 학생들이 카레를 먹기 전에 이상한 냄새를 감지하여 건강 피해는 없었다.^[53]

9. 의류 취급 그림 표시

국제적인 "케어 라벨·취급 그림 표시"(ISO 3758)에서는 모든 표백제에 의한 표백이 가능한 경우는 --, 산소계·비염소계 표백만 가능(염소 표백 불가)인 경우에는 --, 표백제에 의한 표백이 불가능한 경우는 -- 기호가 표시된다.^[54]

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