이산화티타늄 (Titanium dioxide) 수정일 : 2010-10-19 요약 산화티타늄(IV) 또는티타니아로도불리는이산화티타늄은티타늄에서자연생성되는산 화물이다. 안료로사용할때는티탄화이트, 백색안료(Pigment White) 6 또는 CI 77891 로불린다. 이산화티타늄에는 4 가지형태가있다. 루틸( 금홍석) 은보통분광형의정방정계광물이며 종종쌍정형도있다. 아나타제( 예추석) 또는옥타헤드라이트는이중각추형의정방정계광 물이다. 브루카이트( 판티탄석) 은사방정계광물이다. 아나타제와브루카이트모두비교적 희귀한광물이다. 이산화티타늄(B) 혹은 TiO2(B) 는단사정계광물이다. 자연상태에서발 생하는이산화티타늄은순수하지않고보통은철과같은불순금속이들어있다. 이산화물 은채굴할수있으며상업용티타늄의원료가된다. 이산화티타늄금속역시일메나이트 ( 티탄철석) 나루콕신원광, 또는가장순수한형태중하나인루틸해빈사( 海濱砂 ) 에서채 굴할수있다. 용도주로팬에구운과자류하부코팅과설탕입힌과자류에사용된다. 불투명화능력은패닝이나정제코팅에사용되어왔다. 이산화티타늄단독으로정제제품하부코팅에사용되는설탕시럽에사용되기도한다. 독성자료흡입하면기침과재채기를유발할수있다. 공해성분진으로인해비도에불쾌한침착물이쌓일수있다. 장기간노출되면기침을동반한폐자극, 호흡곤란, 폐기능저하, X 선상경미한섬유증을유발할수있다. 주의사항 경고가필요한심각한특성은없다. 목차 1 장. 물질정보 2 장. 용도 3 장. 독성정보 4 장. 동력학및대사정보
5 장. 응급치료정보 6 장. 표준 ( 관련규정) 7 장. 물리화학적특성 8 장. 참고문헌 1. 물질정보 물질명 이산화티타늄 (Titanium dioxide) 분자식 O 2Ti 분자량 79.9 일반명 티타니아 (Titania) CAS 번호 13463-67-7 독성물질등록번호 (RTECS No.) XR2275000 유럽연합번호 (EINECS No.) 236-675-5 CCRIS 번호 590 유전자독성번호 (GENE TOX No.) 3095 발암성번호 (CARCINO No.) 1.1. 제품명 1.2. 유사명산화티타늄 (TITANIUM OXIDE) 산화티타늄 (4+)(TITANIUM(4+) OXIDE) 과산화티타늄 (TITANIUM PEROXIDE) 티탄산화물 (TITANIC OXIDE) 브루카이트 (BROOKITE) 루틸 (RUTILE)
2. 용도 생체적합성재료감광제자외선차단제염료 3. 독성정보 3.1. 기전 이산화티타늄분진이폐에축적된사례가문헌으로보고되었다. 폐에는보통다른장기보다더많은티타늄이축적된다. 이산화티타늄을가공하는공장에서일하는작업자들에게서채취한조직표본을검사한결과폐포대식세포의리소좀과림프대식세포에서이산화티타늄이발견되었다. 현재작업자와 3년전에공장을떠난작업자들의가래검사에서분진이적재된대식세포도발견되었다. 폐생검결과대식세포에이산화티타늄이적재되어있었다. (IARC 1989) 이산화티타늄이폐에국소침전되는점과림프절내상대적함량을근거로이산화티타늄이림프계를통해비교적서서히제거됨을알수있다. (IARC, 1989) 3.2. 표적장기독성 3.2.1. 신경독성 3.2.2. 면역독성 3.2.3. 유전독성 3.2.4. 생식독성 / 기형유발성 1) 기형유발성 2) 임신중영향 이산화티타늄은생리적으로비활성인것으로보고되어있다. 많은용량을섭취하면 장폐색이일어날수있다. 하지만 1파운드를섭취한경우에도확연한피해나고통 은없었다. (OHS MSDS)
3) 수유중영향 3.2.5. 신장독성 3.2.6. 간독성 3.2.7. 1) 2) 소화기계독성 급성독성 만성독성 마우스와랫드에게 50000 및 25000 ppm을 103주동안먹인결과독성의증거는나타나지않았고종양발생률도증가하지않았다. (OHS MSDS) 3.2.8. 심혈관계독성 3.2.9. 1) 2) 피부독성 급성독성 국소도포하면독성이없고화학적자극도없는것으로보고되었다. 하지만종종이산화티타늄을단단히밀봉시키는경우가있는데이때는땀띠가발생할수있다. (OHS MSDS) 300 ug을피부에 3일동안간헐적으로도포한결과인간에게서경미한피부자극이일어났다. (Cutaneous Toxicity, Proceedings of the 3rd Conference, 1976, 1977) 만성독성 3일동안간헐적으로 300 ug을피부에도포한결과인간에게서경미한피부자극이일어났다. (OHS MSDS) 3.2.10. 눈, 귀, 호흡기계독성 1) 급성독성 각막흉터가있는환자의각막에문신하는방법으로주입한결과백색이영구착색되었으나자극은없었다. (OHS MSDS) 토끼의각막에문신하는방법으로주입한결과백색이영구착색되었으나자극은없었다. (OHS MSDS) 흡입하면기침과재채기를유발할수있다. 공해성분진이있으면비도에불쾌한침착물이쌓일수있다. (OHS MSDS)
2) 만성독성장기간노출되면기침을동반한폐자극, 호흡곤란, 폐기능저하, X선상경미한섬유증을유발할수있다. 직업성노출된경우에서장애가생길정도의손상은없는경미한섬유증이보고된바있다. (OHS MSDS) 8~9년간이산화티타늄을가공해온작업자 3명의폐에대해분석검사와병리학적검사를복합적으로실시한결과이산화티타늄은경미한폐자극제역할을하는것으로나타났다. 염색공정에서이산화티타늄을매염제로사용한핀란드의작업자들에게서폐부작용이나타났다. 기관지염의잦은재발과육아종성으로추정되는폐병변이보고되었다. (Clayton, 1993-1994) 랫드를 10~328 백만개입자/ft3에최대 13개월동안반복노출시킨결과기종이좁은부위에집중적으로나타났다. 이는분진이다량침착된데원인이있었다. 랫드를 10, 50 및250 mg/m 3 에 2년간주 5일하루 6시간동안노출시킨결과임상적이상징후, 체중변화또는노출군의사망률증가는나타나지않았다. 하지만용량에비례해폐렴, 기관염, 비염의발생률이증가했고앞비강의편평상시화생도동반되었다. 10 mg/m3 노출군의경우폐반응이공해성분진의기준을충족했다. 세기관지폐포성선종과비종양성폐각화낭종은 250 mg/m 3 수준에서만발생했는데이농도는역치한계값의 25 배이다. 이폐종양은종양의유형, 위치및종양발생측면에서일반적인인간폐암과는달랐고종양전이도없었다. (OHS MSDS) 3.2.11. 기타 3.3. 발암성 랫드에게 250 mg/m 3 을 1일 6시간으로 2년동안간헐적으로흡입시킨결과폐암이발생했다. (Toxicology and Applied Pharmacology, 79, 179, 1985) 랫드에게 10 mg/m 3 을 1일 18시간으로 2년동안간헐적으로흡입시킨결과폐암이발생했다. (Inhalation Toxicology, 7, 533, 1995) 마우스에게 360 mg/kg을 2년동안간헐적으로근육내투여한결과혈액종양 (Hodgkin 병을포함한림프종) 이발생했고투여부위에서도종양이발생했다. 마우스에게 260 mg/kg을 84주동안간헐적으로근육내투여한결과확실치않은혈액암 (Hodgkin 병을포함한림프종) 이발생했고투여부위에서도종양이발생했다. (Progress Report for Contract No, PH43-64-886) 3.3.1. 발암성등급분류 기관명 IARC NTP ACGIH OHSA 분류 Possibly carcinogenic to humans(2b) 없음 없음 없음 3.3.2. 돌연변이자료 마우스에게 3 g/kg을 3일동안연속적으로복강내투여한결과소핵시험에서양성으로나타났다. (Environmental and Molecular Mutagenesis, 1993) 생체외실험에서 5 umol/l을햄스터의난소세포에투여한결과소핵시험에서양성
으로나타났다. (Mutation Research, 1998) 생체외실험에서 500 mg/l을햄스터의폐세포에투여한결과 DNA 가억제되었다. (Toxicology In Vitro, 1987) 생체외실험에서 1 umol/l을햄스터의난소세포에투여한결과자매염색분체교환이일어났다. (Mutation Research, 1998) 이산화티타늄은아르클러로유도한랫드와유도하지않은랫드, 마우스및시리안햄 스터의 간에서 채취한 외인성 대사계가 있거나 없는 상태 모두에서 Salmonella typhimurium TA1535, TA1537, TA1538, TA97, TA98, TA100 또는 Escherichia coli WP2 에게돌연변이를유발하지않았다. (IARC, V47, 1989) 3.4. 독성수치 종말점동물종투여경로용량독성효과참고자료 치사량랫드기관내 >100 μg/kg TDLo 랫드경구 60 g/kg TDLo 랫드흡입 1 mg/kg TCLo 랫드흡입 TCLo 랫드흡입 TCLo 마우스흡입 TCLo 햄스터흡입 250 mg/m3/ 6 시간/4주 ( 간헐적) 50 mg/m3/ 6 시간/13주 ( 간헐적) 10 mg/m3/ 6 시간/13주 ( 간헐적) 250 mg/m3/ 6 시간/13주 ( 간헐적) 기관또는기관지의구조적또는기능적변화, 혈청조성의변화 과운동성, 설사, 위장관변화 폐의변화, 염증에대한영향또는염증매개 만성폐부종 기관또는기관지의구조적또는기능적변화 기관또는기관지의구조적또는기능적변화 기관또는기관지의구조적또는기능적변화 Industrial Health, 1997 United States Environmental Protection Agency, Office of Pesticides and Toxic Substances, #86940001000,1994 Toxicologist, 44,213,2005 Toxicology and Applied Pharmacology, 145,10,1997 Toxicologist, 54,13,2000 Inhalation Toxicology, 3,275,2000 Toxicologist, 54,13,2000 4. 동력학및대사정보 4.1. 흡수
최대 16개월동안이산화티타늄을먹인동물의혈액을검사한결과티타늄은위장관에서전혀흡수되지않았다. (Clayton, 1963) 4.2. 분포 랫드에게이산화티타늄 250 mg/kg 체중을정맥내주사한후했을때 6시간후에최고농도는간에서나타났다. 반면 24시간후에는간에서림프를여과시키는복강림프절에서최고농도가나타났다. (Friberg, 1986) 이산화티타늄안료처리공장에서 9년동안노출된 3명의작업자들의간표본을채취해 검사했다. 폐사이질에서세포파괴와경미한섬유증과함께침착물이발견되었다. 림 프절에서이산화티타늄입자가발견되어림프계를통해이산화티타늄이제거되는것으 로추정되었다. 후속보고에서는티타늄입자와함께알루미늄과실리카가대식세포에 서발견되었다. 이산화티타늄보다는실리카화합물에동시노출되었을가능성이섬유화 같은변화의원인으로지적되었다. 이산화티타늄에석영을소량만추가해도랫드에게서 진행섬유증을충분히유발할수있다는실험결과도이러한가능성을뒷받침한다. (Friberg, 1986) 4.3. 대사 4.4. 배설 1 파운드를섭취한경우확연한피해나고통은없었다. 인간에게서는 24시간내에대변 에배출되었다. (Gosselin, 1984) 랫드의경우이산화티타늄섭취량의약 95% 가대변에서회수되었으나다른조직에서는전혀회수되지않았다. 또다른보고에서랫드와양의대변에서는회수율이 98~100% 였다. 랫드에게 TiO2 250 mg/kg을정맥내주사한결과혈액에서신속히제거되어 80% 는간에서발견되었고이후림프절에축적되어 1년동안상당량이잔류했다. 백혈구에서이산화티타늄이발견된사례가보고되었는데이는포식작용에의해이산화티타늄이축적된결과로보인다. (Venugopal, 1978) 5. 응급치료정보 유해반응이발생하면오염되지않은구역으로이동한다. 숨을쉬지않으면인공호흡을한다. 필요하면의사의진료를받는다. 오염된옷과신발을벗고적어도 15 분동안비누와물로피부를씻어낸다. 필요하면의사 의진료를받는다. 최소 15 분간많은양의물로눈을씻는다. 그런다음필요하면의사의진료를받는다. 많은양을삼켰을경우에는의사의치료를받는다.
6. 표준 ( 관련규정) 유럽연합(EC) 의분류: 규제대상아님 GHS 분류: 규제대상아님 작업자노출한계 : 15 mg/m 3 OSHA TWA ( 총분진) 10 mg/m 3 OSHA TWA ( 총입자) (1993년 6월 30일에 58 FR 35338 에의해무효화됨) 10 mg/m 3 ACGIH TWA NIOSH TWA( 가능한최저농도) 한국의관련법규정보 : 한국산업안전공단 10 mg/m 3 FDA: EPA: 규제대상아님 규제대상아님 TWA 7. 물리화학적특성 1) 색상: 무색, 흰색또는검정색 2) 냄새: 냄새없음 3) 끓는점: 2500~3000 (4532~5432 ) 4) 어는점: 5) 녹는점: 1825~1850 (3317~3362 ) 6) 증기압: 7) 밀도: 8) 비중: 3.84~4.26 9) 용해도: 비수용성 ( 물) 고온의농축황산, 염산, 알칼리에용해됨 염산, 질산, 묽은황산에용해되지않음 8. 참고문헌 Clayton, G. D. and F. E. Clayton (eds.). Patty's Industrial Hygiene and Toxicology: (1993-1994) Clayton, G. D. and F. E. Clayton (eds.). Patty's Industrial Hygiene and Toxicology: (1963)
Cutaneous Toxicity, Proceedings of the 3rd Conference, 1976, Drill, V, -,127 (1977) Environmental and Molecular Mutagenesis, V.10-21,160 (1993) Friberg, L., Nordberg, G.F., Kessler, E. and Vouk, V.B. (eds). Handbook of the Toxicology of Metals. 2nd ed. Vols I, II.: Amsterdam: Elsevier Science Publishers B.V., p. V2 603 (1986) Gosselin, R.E., R.P. Smith, H.C. Hodge. Clinical Toxicology of Commercial Products, Williams and Wilkins, (1984) IARC, International Agency for the Research of Cancer, V47, (1989) Industrial Health, V.1-35,61 (1997) Inhalation Toxicology, V.1-3,275 (2000) Inhalation Toxicology, V.1-7,533 (1995) Mutation Research, V.1-414,15 (1998) National Library of Medicine's Medical Subject Headings online file (MeSH, 1999) OHS MSDS, Elsevier MDL Progress Report for Contract No, PH43-64-886 Toxicologist, V.1-44,213 (2005) Toxicologist, V.1-54,13 (2000) Toxicology and Applied Pharmacology, V.1-145,10 (1997) Toxicology and Applied Pharmacology, V.1-79,179 (1985) Toxicology In Vitro, V.1-1,71 (1987) Toxicology Letters, V.1-142,71 (2003) United States Environmental Protection Agency, Office of Pesticides and Toxic Substances, #86940001000 (1994) USEPA; Subst Risk Notice, 8(e): p.109 (1983) Venugopal, B. and T.D. Luckey. Metal Toxicity in Mammals, 2. New York: Plenum Press, (1978)