형광증백제의 황변

형광증백제는 자외선(300-400 nm)을 흡수, 자색-청색(400-500 nm)의 형광을 발하도록 하여 섬유나 직물의 백도를 증진시킬 목적으로 사용하는 염료이다.

Chong 등은 면 편성물을 형광증백제로 처리하였을 경우 최적의 백도는 최적농도의 형광증백제를 사용할 경우에만 얻어지며, 고농도의 사용은 백도의 증진 대신 황변이 발생되고 형광 처리한 직물을 NO₂ 및 SO₂가스로 처리한 결과 백도의 저하가 심하였는데, 그 현상은 SO₂ 보다 NO₂에서 더욱 심하였다고 하였다.
上田充夫는 형광염료가 NO₂ 가스의 영향을 받아 황변하는 것은 NO₂ 가스가 방향족 아민과 반응하기 쉬워, 형광증백제 분자의 질소원자에 부가됨으로서 형광의 양자수율을 떨어뜨리기 때문이라고 하였다. 이러한 황변은 대기중에 방치하는 것만으로는 원래대로 회복되지 않지만, 알칼리 처리에 의해서는 원래대로 회복되었는데, 이는 알칼리에 의해 NO₂가 떨어져서 형광증백제의 양자수율을 발휘하게 되는 것으로 추정하였다.

McEwan 등은 폴리에스테르에 처리된 C.I. Fluorescent Brightener 179와 C.I. Disperse Blue 154에 대한 NO₂가스 노출 실험 결과, 염색사를 동일 용기중에서 연속적으로 가스노출(6,000 ppm) 시키면 분산염료는 형광증백제의 황변 이전에 변색하지만, 60분 이내의 계속적인 반복노출에서는 형광증백제의 황변이 선행한다는 것을 알아내었다. 그들은 이 현상을, 흡착한 NO₂ 가스 농도의 탈착에 요하는 시간차로 설명하였다. 즉, 2종의 염료간에는 분명히 가스 친화성에 의한 흡,탈착의 난이성이 있고, 이것이 가스노출조건에 따라 변색에 영향을 주고 있다고 설명하였다.
Lawson은 형광증백제의 황변에 관한 많은 검토를 통하여 어떤 경우에는 NO₂와 관련이 되어 있으며, 어떤 경우에는 NO₂와 관계없이 황변이 발생한다고 하였다. NO₂와 관련이 없는 형광증백제의 황변은 형광증백제의 과다 사용이나 해당 섬유에 적당하지 않은 형광염료의 선택에서 비롯한다고 한다. 즉, 형광염료의 과다 사용으로 섬유에 흡착되지 못한 잔류 염료가 의복제조 후 steam pressing에 의해 이동하여, 한곳(주로 seam부분)으로 모여 황변의 원인이 되거나, 면섬유용 형광염료가 폴리에스테르에 사용된 경우 형광염료가 재봉실로 사용된 면사로 옮겨가서 황변을 일으키기도 한다. NO₂와 관련된 황변의 경우, 모든 종류의 형광증백제가 NO₂에 의해 황변하는 것은 아니고 일부의 형광증백제가 민감한 반응을 보인다.
형광증백제는 직물의 백도를 보완하는데 효과적인 물질이지만, 그 자신의 광흡수는 자외부뿐만 아니라 가시부의 420 nm 부근까지 확대되어 있기 때문에 NO₂가스의 노출 등에 의해 형광강도가 저하되면 형광증백제 자체황변이 표면화되어 결과적으로 섬유가 황변이 된 것처럼 보이는 경우가 있기 때문에 주의가 필요하다. 이는 NO₂ gas가 방향족 아민과 쉽게 반응하기 때문에 형광제내의 질소원자에 NO₂가 부가, 형광양자수율을 저하시키기 때문으로 추정하고 있다. 그러므로 경험상으로 황변의 위험이 있는 형광증백제의 사용은 피하여야 한다.