표백제

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배경

표백제는 천을 희게하는 데 사용되는 천연 원료에서 추출한 화합물입니다. 표백제는 산화 과정, 또는 산소 분자의 도입에 의한 화합물의 변화에 ​​의해 작동합니다. 얼룩은 본질적으로 화합물이며 표백제를 첨가하면 분자가 더 작은 요소로 분해되어 직물에서 분리됩니다. 세제와 세탁기의 교반은 세척 과정을 가속화합니다. 표백제의 소독 특성은 같은 방식으로 작용합니다. 세균은 산소를 도입하여 분해되고 무해하게 됩니다. 업계에서는 종이 와 같은 재료를 희게하기 위해 다양한 형태의 표백제가 사용됩니다. 대부분의 표백제는 직물 세탁에 사용되지만 목재.

연혁

인간은 수세기 동안 직물을 희게 해왔습니다. 고대 이집트, 그리스, 로마의 표백 재료. 기원전 300년 <작은> , 태운 해초로 만든 소다회는 천을 닦고 희게하는 데 사용되었습니다. 중세 시대에 네덜란드인들은 크로프팅(crofting)이라고 하는 과정을 통해 직물의 표백을 완벽하게 했습니다. 스코틀랜드까지 멀리 떨어진 섬유 공장에서 이 표백을 위해 재료를 네덜란드로 운송했습니다. 이 관행은 유럽 전역으로 빠르게 퍼졌으며 1322년에 영국에서 표백 분야가 문서화되었습니다. 1728년에 네덜란드 방법을 사용하는 표백 회사가 ​​스코틀랜드의 Galloway에서 사업을 시작했습니다. 이 과정에서 직물을 가성소다 용액에 며칠 동안 담갔다가 "버킹(bucked)"하거나 깨끗하게 씻었습니다. 그런 다음 직물을 한 번에 몇 주 동안 잔디 위에 펼쳤습니다. 원하는 백색도가 얻어질 때까지 이 과정을 5~6회 반복하였다. 다음으로, 직물은 신 우유 또는 버터밀크로 처리되고 다시 버킹되고 크로프트됩니다. 이 방법은 시간이 오래 걸리고 지루했으며 농업에 사용할 수 있는 넓은 땅을 독점했습니다.

18세기 후반에 과학자들은 크로프팅과 같은 효과를 가지지만 훨씬 더 빠른 결과를 내는 화학 물질을 발견했습니다. 1774년 스웨덴 화학자 칼 빌헬름 셸레(Karl Wilhelm Scheele)는 매우 자극적인 녹황색 기체 할로겐인 염소라는 화학 원소를 발견했습니다. 1785년 프랑스 과학자 Claude Berthollet은 염소가 직물의 우수한 미백제임을 발견했습니다. 일부 공장 운영자는 직물을 염소 가스에 노출시키려고 시도했지만 프로세스가 너무 번거롭고 연기가 너무 강해서 이러한 시도는 곧 중단되었습니다.

파리 근교의 Javel이라는 마을에서 Berthollet은 "Eau de Javelle"라는 신제품 제조를 위한 소규모 시설을 시작했습니다. 표백 분말은 염소 가스를 흡수한 칼륨(소다회)으로 구성되었습니다. 1799년 스코틀랜드의 화학자 Charles Tennant가 또 다른 표백 분말을 발명했습니다. 산업 혁명 초기에 그의 특허 받은 석회 가루는 다양한 직물과 종이 제품을 희게하는 데 널리 사용되었습니다. 표백 가루를 만들기 위해 소석회(물을 처리한 석회)를 콘크리트나 넓은 방의 납 바닥에 얇게 펴 바릅니다. 염소 가스는 석회에 흡수되도록 펌핑되었습니다. 효과적인 미백제임에도 불구하고 분말은 화학적으로 불안정했습니다. 그것은 가정용 표백제의 원료는 염소, 가성소다, 물입니다. 염소와 가성소다는 전기분해라고 하는 과정에서 염화나트륨 염 용액에 직류 전기를 공급하여 생성됩니다. 현대 가정용 표백제의 전신인 액체 염소 및 차아염소산나트륨 용액이 도입된 제1차 세계 대전까지 일반적으로 사용되었습니다. 이 시기에 연구원들은 소금 전류가 흐르는 물은 염(염화나트륨) 분자를 분해하여 차아염소산나트륨이라는 화합물을 생성했습니다. 이 발견으로 차아염소산나트륨 또는 염소계 표백제의 대량 생산이 가능해졌습니다.

표백제의 종류

오늘날 표백제는 거의 모든 가정에서 볼 수 있습니다. 원하지 않는 색상을 세탁으로 쉽게 제거할 수 있는 더 작은 입자로 분해하는 화학 반응으로 직물을 희게 하고 얼룩을 제거합니다. 가정용 표백제의 두 가지 유형은 염소 표백제와 과산화물 표백제입니다. 과산화물 표백제는 1950년대에 도입되었습니다. 특히 높은 세탁 온도에서 얼룩을 제거하는 데 도움이 되지만 차아염소산나트륨 표백제처럼 대부분의 유색 물질을 표백하지 않으며 직물을 약화시키지 않습니다. 과산화물 표백제는 소독하지 않으며 일반적으로 색상 안전하다고 광고되는 세탁 세제에 첨가됩니다. 또한 염소계 표백제보다 유통기한이 더 깁니다. 과산화물 표백제는 수온을 끓는점까지 올릴 수 있는 내부 가열 코일로 세탁기를 제조하는 유럽에서 더 일반적으로 사용됩니다.

미국에서 가장 일반적인 형태의 가정용 표백제는 염소 표백제입니다. 얼룩 제거 및 직물 소독에 가장 효과적입니다. 염소 표백제는 제조 비용이 저렴하고 따뜻한 온도와 뜨거운 세탁 온도 모두에서 효과적입니다. 그러나 그것은 섬유 섬유를 약화시킬 수 있는 강한 화학적 성질을 가지고 있습니다.

염소 표백제의 소독 특성은 세탁물 밖에서도 유용할 수 있습니다. 염소계 표백제는 강력한 살균제이기 때문에 지하수 오염이 발생한 음용수를 소독합니다. 1895년 뉴욕시의 크로톤 저수지에서 식수를 소독하는 데 처음 사용되었으며 식품 산업의 장비를 소독하기 위해 정부의 승인을 받았습니다. 최근 몇 년 동안 표백제는 정맥 마약 사용자의 바늘을 소독하는 저렴한 방법으로 지역 사회 보건 활동가에 의해 홍보되었습니다.

원자재

가정용 표백제의 원료는 염소, 가성소다, 물입니다. 염소와 가성소다는 전기분해라고 하는 과정에서 염화나트륨 염 용액에 직류 전기를 공급하여 생성됩니다. 일반 식염인 염화나트륨은 광산이나 지하 우물에서 나옵니다. 소금은 뜨거운 물에 용해되어 소금 용액을 만든 다음 전해조에서 반응하기 전에 불순물을 처리합니다.

제조
프로세스

차아염소산나트륨 표백제 제조에는 여러 단계가 필요합니다. 모든 단계는 하나의 대규모 제조 시설에서 수행되거나 염소와 가성 소다가 다른 공장에서 원자로 현장으로 운송될 수 있습니다. 염소와 가성 소다는 모두 위험한 화학 물질이며 엄격한 규정에 따라 운송됩니다.

구성 요소 준비

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1 가성소다는 보통 50% 농축액으로 생산하여 출하합니다. 목적지에서 이 농축 용액은 물로 희석되어 새로운 25% 용액을 형성합니다.

2 물이 강한 가성소다 용액을 희석할 때 열이 발생합니다. 희석된 가성소다는 반응하기 전에 냉각됩니다.

화학 반응

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3 염소와 가성소다 용액을 반응시켜 차아염소산나트륨 표백제를 만든다. 이 반응은 약 14,000갤런의 배치 또는 연속 반응기에서 일어날 수 있습니다. 차아염소산나트륨을 생성하기 위해 액체 또는 기체 염소가 가성소다 용액을 통해 순환됩니다. 염소와 가성소다의 반응은 본질적으로 즉각적입니다.

냉각 및 정화

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4 표백제 용액을 냉각시켜 분해를 방지합니다.

5 종종 이 냉각된 표백제는 표백제를 변색시키거나 분해를 촉진할 수 있는 불순물을 제거하기 위해 침전되거나 여과됩니다.

배송

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6 완성된 차아염소산나트륨 표백제는 병입 공장으로 운송되거나 현장에서 병입됩니다. 가정용 표백제는 일반적으로 수용액에 5.25% 차아염소산나트륨입니다.

품질 관리

표백제 제조 시설에서 최종 차아염소산나트륨 용액은 일련의 필터를 통과하여 남은 불순물을 추출합니다. 또한 정확히 5.25%의 차아염소산나트륨이 포함되어 있는지 확인하는 테스트를 거쳤습니다. 안전은 휘발성 염소 가스가 있기 때문에 제조 공장에서 가장 중요한 문제입니다. 염소가 원자로 시설 외부에서 제조되면 탈선 시 파열되지 않는 이중벽이 있는 특수 설계된 철도 탱크 차량에서 액체 형태로 이동합니다. 공장에 도착하면 액체 염소가 탱크 카에서 탱크로 펌핑됩니다.. 안전 조치로 탱크 카에는 염소 감지 시스템과 함께 작동하는 차단 밸브가 있습니다. 염소 누출이 발생하면 감지 시스템이 탱크의 장치를 작동시켜 30초 안에 액체 전송을 자동으로 중지합니다.

시설 내부에서 염소 통은 자동차 헛간이라고 불리는 밀폐된 공간에 보관됩니다. 이 밀폐된 방에는 사람과 환경에 해로운 유출된 염소 가스를 제거하기 위한 공기 "스크러버"가 장착되어 있습니다. 진공과 같은 스크러버는 밀폐된 영역에서 염소 가스를 흡입하고 가성 소다를 주입합니다. 이것은 표백제로 변하고 제조 공정에 통합됩니다. 이러한 예방 조치에도 불구하고 공장 직원을 위한 안전 및 화재 훈련이 정기적으로 예정되어 있습니다.

포장 시 특별 고려 사항

가정용 차아염소산나트륨 표백제는 1909년 미국인들에게 도입되어 강철 용기에 담긴 다음 유리병에 담아 판매되었습니다. 1960년대 초 플라스틱 용기의 도입으로 더 저렴하고 가볍고 깨지지 않는 포장 대안이 생겼습니다. 운송 비용을 절감하고 운송 및 취급에 관련된 작업자의 안전을 보호했습니다. 또한 두꺼운 플라스틱은 자외선이 표백제에 도달하는 것을 허용하지 않아 화학적 안정성과 효과가 향상되었습니다. 그러나 최근 몇 년 동안 플라스틱 용기는 매립지에서 재료가 분해되는 데 시간이 걸리기 때문에 환경 문제가 되었습니다. 표백제 제조업체를 포함하여 플라스틱 포장재에 의존하는 많은 회사는 포장재의 플라스틱 양을 줄이거나 재활용 플라스틱을 사용하기 시작했습니다. 1990년대 초, Clorox는 포장재에 사용 후 수지(PCR)를 도입했습니다. 새로운 병은 주로 투명한 우유병 유형 병에서 사용되는 처녀 고밀도 폴리에틸렌(HDPE)과 25% 재활용 플라스틱을 혼합한 것입니다.

소비자 안전

표백제 제조 산업은 1970년대에 대중이 가정용 화학 물질이 개인의 건강에 미치는 영향에 대해 우려하게 되면서 큰 비난을 받았습니다. 화학 제조의 발암성 부산물인 다이옥신은 종이와 목재를 표백하는 데 사용되는 산업 제품에서 종종 발견됩니다. 최종 병에 담긴 형태의 일반적인 차아염소산나트륨 표백제는 다이옥신이 존재하기 위해서는 염소가 기체 상태여야 하기 때문에 다이옥신을 포함하지 않습니다. 그러나 표백제가 일부 변기 세척제의 성분인 산과 접촉할 때 염소 가스가 형성될 수 있으며 가정용 표백제의 라벨에는 이러한 조합에 대한 특정 경고가 포함되어 있습니다.

다이옥신의 위험성 외에도 소비자들은 차아염소산나트륨 표백제의 염소 독성에 대해서도 우려하고 있습니다. 그러나 세탁 과정은 잠재적인 독성 염소를 비활성화하고 염수를 형성합니다. 헹구는 물이 가정용 배수구를 통해 급수 시스템에 들어간 후, 도시 정수 시설은 남아 있는 염소 흔적을 제거합니다.