비누
다른 표기 언어 soap요약 물에 분산되어 주로 세정 작용을 하는 지방산염.
'세제'라는 용어는 '비누'와 혼용되는 경우가 많지만 보통은 합성물질을 지칭한다. 오염의 제거과정은 표면의 습윤화, 비누나 세제의 흡착, 세척수 내로의 오염 분산, 오염의 재부착 방지 등 물리적·화학적 반응들로 이루어진다. 비누와 세제의 화학적 구조는 기름에 잘 섞이는 소수기와 물에 잘 녹는 친수기로 이루어져 있다. 종류별 표면활성제는 음이온계 세제(비누와 대다수의 합성세제를 포함), 양이온계 세제, 비이온계 세제, 그리고 세척수의 pH에 따라 양·음 이온이 결정되는 양성세제로 나눌 수 있다.
역사
비누가 알려지기 시작한 것은 최소한 2,300년 전부터이다. BC 600년경의 기록에는 페니키아에서 산양의 우지와 나무재로 만들었다고 나와 있다. 로마 제국 당시 널리 알려지게 되었지만 로마인이 비누의 이용법·제조법을 고대 지중해 부족들이나 켈트족에게서 배웠는지의 여부는 확실하지 않다. 켈트족은 비누를 'saipo'라 명하여 현재의 'soap'(비누)이란 명칭이 유래하게 되었다. 초기의 비누는 주로 의약품으로 사용되었고, 8세기경에 와서 세정제로서의 용도가 강조되었다.
영국에서의 비누생산은 12세기경부터 시작되었으나 제조업자에게는 높은 세금이 부과되었다. 그러다가 19세기에 높은 세금제가 폐지되어 비누가 보편화되었고 비누 소비량은 문화의 척도로 여겨졌다. 초기의 비누제조는 재와 동물성 지방을 사용했다. 탄산칼륨을 함유하고 있는 식물성 재를 물에 풀고 지방을 첨가하여 가열하면 지방산이 알칼리 금속의 탄산염과 반응하여 비누를 형성하게 된다.
이런 방법은 중세말까지 이용되다가 1790년경 르블랑이 식염으로부터 소다 제조하는 법을 발견하고, 1823년 슈브뢸의 연구로 지방이 지방산의 알칼리염(비누)과 글리세린을 형성하는 반응(비누화)이 발견되면서 중요한 전환을 맞이했다(→ 르블랑법). 또한 19세기말에는 증기가열에 의한 비누생산법이 도입되어, 비누공업은 또다른 국면으로 접어들었다.
합성세제는 제1차 세계대전중 독일에서 처음으로 생산되었다. 이것은 프로필알코올 또는 부틸알코올과 나프탈렌과의 짝지음 반응을 한 후에 술폰화 반응을 거쳐 만들어졌으며, 네칼(Nekal)이라는 상품명으로 통용되었다. 세제는 비누와는 달리 금속염과 산의 영향을 거의 받지 않는다.
제조
원료와 첨가제
① 알칼리：수산화나트륨(가성소다)이 주로 이용되며, 수산화칼륨도 쓰인다. 용해성은 칼륨 비누가 더 좋다.
② 지방과 기름：비누거품 형성이 느린 지방(우지·팜유), 비누거품 형성이 빠른 지방(코코넛 기름, 바바수 기름, 커늘유), 연비누를 만드는 기름(올리브 기름, 콩기름, 땅콩기름), 로진, 탈유 등이 이용된다.
③ 광학표백제：대부분의 가시광선을 반사시켜서 세탁이 끝난 섬유에 광학적 표백효과를 준다.
④ 킬레이트제：EDTA(에틸렌디아민테트라초)나 그외 나트륨염들로 금속 이온과 결합하여 이온의 작용을 방지한다.
⑤ 연마재：실리카·대리석·화산재·모래 등의 불용성 물질들이 분말 형태로 첨가된다.
제조법
① 가열법：중·소 규모의 생산방법이며, 비누화 솥에 유지를 넣고 가성소다를 점차적으로 첨가하면서 생증기(生蒸氣)로 가열해 비누화시키는 방법이다.
② 연속생산-가수분해법：가열법에 비해 시간이 절약되고 지방산과 직접 비누화 반응을 일으키므로 전체 공정이 쉽고 정확하다.
③ 냉·반가열 방법：냉법은 주로 코코넛 기름이나 팜유를 알칼리와 혼합하여 그대로 비누화, 응고시키는 방법으로 알칼리가 약간만 부족해도 비누제조 후 기름성분이 잔존하게 된다. 반가열 방법은 비누화 솥의 기름과 알칼리를 가열은 하나 끓이지 않는 방법으로 소규모 제조시에 이상적이다.
④ 마무리작업：세탁비누는 틀에서 냉각시키거나, 냉각공정을 거쳐 적당한 크기로 절단한 후 상표를 찍는다. 화장비누는 향기·색 등을 처리하여 진공 건조시킨 후 냉각하여 고형화한다.