세제

세제(洗劑, detergent)는 몸을 씻거나 기름때·먼지 등을 씻어 내는 등 다양한 세정의 목적으로 사용되는 약제이다. 세척 대상에 따라 각각 성분이 달라지므로 종류가 많다.

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역사

BC 5000년경 이집트에서 초목의 재를 우려낸 물로 세탁한 것을 시초로, AD 150년 갈리아인에 의해 동물의 기름과 잿물을 써서 비누가 제조된 후, 9세기경 프랑스의 마르세유에서 가장 우수한 비누가 제조되어 탁월한 세척력을 인정받아 오랫동안 사용되어 왔다. 그러나 몇 가지 결정적인 결함, 즉 센물이나 바닷물에서 불용성인 칼슘·마그네슘을 생성하면서 세척력을 발휘하지 못하는 점과, 산성용액에서 유리지방산을 만들거나 강알칼리성이어서 알칼리에 약한 섬유에 사용이 제한되는 점 등의 결함을 지니고 있었다. 19세기 말기부터 피마자유의 유지를 황산화한 로트유(Rot 油)가 등장하였는데, 1930년에는 유지의 접촉환원에 의한 고급 알코올을 황산에스터화한 알킬황산에스터염이나 비누 원료인 천연유지 등의 공급 부족으로 석유를 원료로 하는 새로운 세제가 출현했다. 석탄공업에서 얻어지는 원료로 대용 비누를 만든 것이 바로 합성 세제의 시작이었다. 합성 세제는 비누보다 물에 잘 녹고 센물에서도 세탁이 잘 되어 2차 세계대전 후 세탁기 보급과 함께 널리 사용되었다.

원리

계면활성제를 이해하려면 극성과 비극성에 대해 알아야 한다. 극성분자의 경우는 전기음성도 차이로 어느 한쪽은 부분적인 양전하를, 다른 쪽은 부분적인 음전하를 띈다. 대표적인 물질이 바로 물이다. 물분자는 산소가 수소보다 전기음성도가 크다. 그래서 부분적으로 수소의 전자쌍을 끌어당겨 산소는 약간의 음전하를, 수소는 양전하를 띄게 되는 것이다. 하지만 기름은 비극성이다. 전기적으로 전기음성도 차이가 없거나 그 합이 0인 경우가 그렇다. 보통 비극성 물질과 비극성 물질은 잘 섞이지만, 극성과 비극성물질은 잘 섞이지 않는다. 흔히 말하는 물과 이름이 섞이지 않는 이유가 이 때문이다. 세제 안에는 계면활성제라는 것이 들어 있는데, 계면활성제는 물과 친한 부분, 기름과 친한 부분을 모두 가지고 있는 물질이다. 이때 물과 친한 부분을 친수성, 기름과 친한 부분을 친유성이라고 한다. 친수성은 극성이며 친유성은 탄소원자가 길게 연결되어 있는 부분으로 비극성이다. 또한 친수성 부분을 머리, 친유성 부분을 꼬리라고 한다. 옷에 붙은 먼지나 오염물의 경우 대부분 기름 성분이다. 따라서 계면활성제의 머리와 꼬리는 친수성, 친유성에 따라 위치를 달리한다. 친수성인 머리 부분은 바깥으로, 친유성인 부분은 때가 있는 부분으로 향하게 된다. 이 과정에서 형성되는 회합체를 미셀이라고 하는데, 실제 세탁을 하면 수십 개의 미셀이 콜로이드를 형성해서 분산하고 있다. 미셀의 안쪽에는 친수성 부분이 기름을 감싸고 있으므로 이 부분은 극성인 물 부분으로 향하게 된다. 이 덕분에 물과 기름이 분리되면서 세탁이 되는 것이다.

종류

세제는 알칼리 정도에 따라 약알칼리성 세제, 중성 세제, 다목적 세제로 나눌 수 있다. pH 10.5 정도인 약알칼리성 세제는 면, 마, 합성섬유 등 알칼리에 잘 견디고 때가 많이 묻은 옷의 세탁에 적당하다. 약알칼리성 세제 중 양모나 견섬유 등 모든 섬유 제품을 세탁할 수 있도록 알칼리성을 pH 9.5 내외로 낮춘 것을 다목적 세제라고 하며, 중성 세제는 pH를 7 내외로 낮춘 세제로 알칼리에 약한 양모, 견, 아세테이트와 같은 옷을 세탁하는 데 적합하다. 용도별로 분류하면 다음 세 가지로 분류한다. 목욕할 때 주로 사용하는 화장용 세제(비누, 샴푸, 핸드 클리너), 세탁용 고체비누나 식기용 세제로 사용하는 가정용, 양모·면·합성섬유 등 섬유원료에서 섬유제품에 이르기까지 정련·세척·염색 등 모든 공정에 사용되는 공업용 세제 등이다. 드라이클리닝에서는 석유·벤젠·사염화탄소·트리클렌 등의 용제에 의한 표면탈지가 주체를 이루며 계면활성제가 첨가된다.

산성세제

산성세제는 pH 1~6 수치를 가르키며, 불산, 염산, 인산, 분산 등 산성을 띠는 세제이다. 산 성분이 들어가 있기 때문에 사용할 때 꼭 피부에 닿지 않게 고무장갑을 착용해야 되며, 락스(염소계 표백제)와 함께 사용하면 염소가스가 발생되여 인체에 유해하다. 산성세제는 알칼리성 오염을 제거하기위해 만들어진 제품이다. 주로 화장실에 오염들이 알칼리성 오염을 띄고 있어서 주로 화장실 청소에 사용된다. 대표적으로 천연세제로 사용되는 식초, 구연산 등이 있다. 과일 오염도 성질이 비슷한 산성세제로 세탁하면 효과적이다. 한편 알칼리성, 산성, 중성세제를 한 번에 넣고 세탁을 하면 오히려 효과를 떨어뜨릴 수 있어 주의해야 한다.

중성세제

중성세제는 합성세제 중에서 pH가 6.0~8.0인 것을 말한다. 섬유용 중성세제와 주방용 중성세제 2종류가 있다. 전자는 알카리에 약한 섬유류의 세정에 후자는 과일, 야채, 식기 등의 세정에 사용된다. 세정효과를 강화하기 위해 인산염, 그외 함유하는 것이 있다. 인산염은 호수의 부영양화를 촉진시키고 이 세제가 갖는 기포성은 물과 공기의 접촉을 차단해서 수중의 용존산소를 감소시키며 태양광선의 조사를 방해하고 조류의 발육을 저지하는 등 수질오염의 원인이 된다. 중성세제를 구분하는 방법은 제품 뒷면의 액성을 확인하면 된다. 중성이라고 쓰여 있다면 중성세제가 맞다. 세탁력은 알칼리성이 중성보다 높아 세탁용으로는 비효율적이다. 알칼리성 세제로 세탁했을 때 손상이 가는 옷감인 경우 혹은 색상이 진한 의류 및 등산복처럼 손상이 쉬운 원단에 사용하면 좋다. 중성세제의 이름에는 보통 '울'이라는 단어가 포함되어 있다. 울드라이, 울터치 등이 이에 해당된다. 면은 산성 혹은 알칼리성 세제에 약한데, 중성세제를 사용하면 세탁 효과는 물론이고 옷감을 상하지 않고 세탁할 수 있다.

알칼리성 세제

알칼리성 세제는 pH 8~14 수치를 말하며, 염기성과 같은 특징을 가지고 있다. 산성과 반대의 물질로써 중성 세제보다 세정력이 뛰어나 비누, 표백제로 많이 사용된다. 대표적으로 베이킹소다, 과탄산소다가 알칼리성 세제이다. 알칼리성 세제도 농도 수치가 높으면 인체에 유해하여 꼭 고무장갑을 착용하여 피부에 닿지 않게 해야 되며 산성세제와 마찬가지로 락스와 혼합하면 염소가스가 발생하니 주의하여 사용해야 한다. 알칼리성 세제를 사용했을 때 효과적인 얼룩은 대표적으로 기름때가 있다. 기름때는 산성 얼룩이기 때문이다. 세정력이 강한 강 알칼리성 세제는 찌든 얼룩에도 효과적이므로 깔끔하게 제거할 수 있다. 예를 들어 스토브 주위의 기름때나 주방에서 사용하기에 적합하다. 또한 손때나 피지오염 청소도 유효하다. 단백질을 분해할 수 있는 알칼리성 세제는 혈액이나 피지 등에도 효과가 있다. 세탁에서 사용하는 세제는 대부분 약 알칼리성이다. 그렇기 때문에 옷에 오염되기 쉬운 단백질 얼룩이 깔끔하게 떨어지는 것이다. 주의할 점은 피부 노출뿐만 아니라 알루미늄 제품에 사용하지 말아야 한다. 부식의 원인이 되어 변색되거나 가루를 닦아야 하기 때문에 알루미늄 제품에 노출되지 않도록 한다. 또한 손상된 도장이나 불소코팅, 타일 줄눈 등에 사용하면 변색되거나 벗겨지는 우려가 발생할 수 있다.

천연세제

천연세제는 자연물에서 추출해 본래의 상태를 그대로 유지한 천연 성분의 세제를 말한다. 화학물질을 합성하지 않기 때문에 자연으로 돌아가면 그대로 다시 분해되는 성질이 있다. 또, 인체에 해를 끼치지 않으며 가볍게 씻어낼 수 있기 때문에 물을 절약하기에도 좋다. 합성세제는 천연으로 존재하지 않는 것을 조합해 인위적으로 만든 세제로, 합성 계면활성제와 화학 경화제, 그리고 방부제를 기본으로 석유계 탄화수소를 이용해 제조하기 때문에 쉽게 분해되지 않는다. 피부질환을 악화시키고 다양한 질환 및 건조증을 유발할 수 있으며 인체 내부에 들어갔을 때 다양한 문제를 일으킬 위험이 있기 때문에 직접 신체에 접촉하거나 아이가 있는 집에서는 특별히 관리해야 하는 등, 취급에 주의를 요한다. 천연세제의 단점은 합성세제보다 보관이 어렵고 세정력이 떨어진다는 데 있다. 인공 방부제가 들어있지 않기 때문에 개인이 습기가 차거나 변질되지 않도록 밀봉 보관해야 하는 번거로움이 있다. 결과적으로 오염물을 제거하고 세정 및 살균 효과를 만족한다 하더라도 합성세제보다는 세정력이 떨어지기 때문에 상대적으로 힘과 시간이 들어가는 것도 어쩔 수 없다. 물에 섞거나 혼합하는 경우, 스스로 이상적인 비율을 제대로 맞추지 못하거나 농도를 조절하지 못하면 세정 효과가 떨어지면서 만족스러운 결과를 얻지 못할 수도 있다는 점도 감안해야 한다.

구연산

구연산은 신맛을 내는 용으로도 쓰이며 신맛나는 음료수나 사탕에 식품첨가물로 쓰이는 천연보존제이다. 이름에서 알 수 있듯이, 구연산은 산성성분이다. 냄새 제거 효과, 소독과 살균효과가 뛰어나지만, 일반적인 세탁물의 세정 능력은 없다고 보아야 한다. 알칼리 성분인 베이킹 소다와 함께 사용하면 중화되어 아무런 효과를 발휘하지 못하기에, 동시에 구연산과 베이킹소다를 함께 사용하지 말아야 한다. 베이킹 소다를 이용해 세정을 하고, 섬유유연제 대신에 구연산을 순차적으로 사용하는 방식은 괜찮다. 구연산은 산성 성분이므로, 물때나 곰팡이 제거에 효과적이다. 화장실 청소에 사용하면 효과가 있지만, 탄산가스가 발생할 수 있기에 문을 닫고 사용하면 위험하니 유의한다. 또한 알칼리성 세제로 세탁하여 알칼리성으로 바뀐 세탁물의 마지막 헹굼 단계에서 섬유유연제 대신 구연산을 사용하면 알칼리로 바뀌었던 세탁물이 중화되어 부드러워진다. 그리고 구연산 자체의 냄새 제거 효과로 물내나 빨래에서 나는 냄새 제거 효과도 기대할 수 있다.

베이킹소다

베이킹소다는 약알칼리성 성질을 가진 천연세제이다. 직접 입에 들어가는 과일이나 채소 등을 세척하는 용도로도 쓰일 만큼 안전하다. 기름이 산소와 반응해 산화하면서 생겨나는 기름때와 중화반응을 일으키기 때문에 주방 후드나 가열대, 싱크대, 식기 등의 기름때를 벗겨낼 수 있다. 구연산이 물에 섞어 사용하는 천연세제라면, 베이킹소다는 직접 가루를 오염된 표면에 뿌려 사용한다. 청소할 바닥이나 카펫 표면에 뿌려 문질러준 후 청소기로 빨아들이거나, 탈취 효과가 강한 가루 그 자체를 신발장 같이 탈취제가 필요한 곳에 그냥 넣어두는 것만으로도 세정 효과가 있다.

과탄산소다

과탄산소다는 알칼리성 천연세제이다. 약알칼리성인 베이킹소다보다 한 단계 강한 세정력을 가지고 있으며, 살균 및 표백에 효과적이기 때문에 빨래에 사용하기에 가장 적합하다. 탄산소다에 과산화수소를 약 2:1의 비율로 섞은 것이 과탄산소다이다. 이중 과산화수소가 물과 만났을 때 표백 작용을 담당하고, 알칼리 성분이 세정 작용을 맡아 이중으로 세탁을 하는 원리이다. 과탄산소다를 사용할 때는 찬물 1리터에 과탄산소다 10g을 천천히 녹인 후 세탁물을 넣고 3~4시간, 길게는 밤새 불리면 된다. 불린 세탁물을 세탁기에 넣고 평소와 같은 방법으로 작용한다. 이때 세제 역시 평소 권장량대로 넣는 것이 중요하다.

주의사항

합성세제에서 가장 많이 사용되는 LAS는 ABS에 비하면 폐수 중에서 분해되기 쉽다고 하고 있으나, 실제로는 분해가 진행되지 않고 하천바닥의 진탕이나 어류의 체내에 다량으로 축적되기도 하고, 역시 수질오염의 원인이 된다. 가령 분해되더라도 페놀 등의 독성이 더 강한 물질을 생성할 가능성도 있다는 외국의 보고가 있다. 합성세제 자체도 독성이 있으며, 진한 액을 마시면 사망하는 일이 있다. 또 세제에 닿으면 피부장애가 일어나며, 세제가 피부를 통해 체내에 들어가면 재생불량성 빈혈의 원인이 되기도 하고, 신경계를 침해하여 감각마비를 일으키거나, 발암을 촉진할 가능성을 가진다는 보고도 있다. 폴리염화비페닐과 복합오염이 단독오염인 경우보다도 생식기능이나 간기능을 저해하는 것이 동물실험에서 확인되었다는 보고도 있다. 또 증백제(增白劑)로 첨가되는 물질에 발암성의 의심이 있다고도 한다. 따라서 합성세제를 사용할 때는 세제가 직접 손에 닿지 않도록 고무장갑을 착용한다. 비누에 비하여 잘 헹구어지지만 그만큼 천에 다량의 세제가 잔류되며, 그 때문에 착용 때 체내에 진입할 염려가 있으므로, 비누의 경우보다 더 잘 헹굴 필요가 있다. 특히, 채소·과일을 장시간 세제액에 담구어 두는 일은 절대로 금해야 한다. 세제는 어린아이의 손이 닿지 않는 곳에 두며, 비누방울놀이에는 사용하지 말아야 한다. 또한 대부분의 치약에는 다량의 합성세제가 함유되어 있으므로, 어린이가 이를 닦을 때 조금이라도 삼키지 않도록 평소에 지도할 필요가 있다.

참고자료

• 〈세제〉, 《네이버 지식백과》
• 〈세제의 종류〉, 《네이버 지식백과》
• 〈중성세제〉, 《네이버 지식백과》
• 〈합성세제 사용상의 주의〉, 《네이버 지식백과》
• Hungry Watch, 〈(과학-화학) 세제의 원리 : 극성과 비극성, 계면활성제, 미셀에 대해서〉, 《티스토리》, 2018-12-07
• 케미칼부문, 〈세제는 어떻게 때를 제거할까?〉, 《네이버 포스트》, 2017-08-29
• 생활소비, 〈중성세제란? 중성세제 종류와 세탁- 퐁퐁, 샴푸로 세탁해도 될까?〉, 《네이버 블로그》, 2020-05-26
• 무적믈리, 〈중성세제의 종류 총 정리!〉, 《티스토리》, 2020-07-11
• 아워하우스, 〈산성세제,중성세제,알칼리성(염기성)세제 종류와 특징〉, 《네이버 포스트》, 2020-06-11
• 눈웃음작렬, 〈알칼리성 세제는 어떤 얼룩에 효과가 있을까? 사용법과주의 사항을〉, 《티스토리》, 2020-05-10
• 김유진 기자, 〈"세제도 성격이 있다"…과일 오염은 '산성' ·와인은 '중성'으로 빨아야〉, 《메트로신문》, 2017-07-18
• 엄마는 큐레이터, 〈세탁세제 바로 알기: 중성세제, 천연세제, 합성세제, 올바른 세탁의 시작〉, 《네이버 블로그》, 2020-06-30
• 좋은녀석들, 〈천연세제를 사용해야 하는 이유?〉, 《티스토리》, 2021-07-05

같이 보기

• 비누

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