KR101292134B1

KR101292134B1 - 옻진액을 이용한 고분자 조성물 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR101292134B1
Application number: KR1020120002978A
Authority: KR
Inventors: 박근식; 최명부; 정자영; 허준석; 최문규
Original assignee: 박근식; 최명부; 최문규; 허준석; 정자영
Priority date: 2012-01-10
Filing date: 2012-01-10
Publication date: 2013-08-08
Also published as: KR20130081886A

Abstract

본 발명은 옻진액 1000g에 과산화수소 50g 또는 과망간산칼륨 20g에서 선택된 어느 하나를 반응조에 넣고 50℃로 2시간 교반하면서 옻진액을 산화시킨 다음, PET수지, 나이론, PE, PP, 아크릴 수지, 콩기름, 옥수수기름 중에서 선택된 어느 하나의 물질을 상기 산화된 옻진액과 혼합하여 제조되는 옻진액을 이용한 고분자 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.

Description

옻진액을 이용한 고분자 조성물 및 그 제조방법 {Manufacturing method and high polymer composite using lacquer sap}

본 발명은 옻진액을 이용한 고분자 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.

옻은 우리조상들이 수천년전부터 생활에 지혜롭게 사용하여 왔다. 옻은 약성과 독성을 동시에 가지고 있는 독특한 식물이다.

근래에 와서는 옻의 가치를 높이 평가하고 있다 옻은 향균성 소취성 항균성 방충성 방부성 항암성이 우수한 것이 입증되고 있다.

옻나무에 수피에서 채위되는 수액인 칠액은 식물의 생리상 일종의 분비물로써 금방 채취한 칠액 생옻은 회백색의 유상의 액으로 단맛과 떫은 맛이 나며 공기와 접촉하면 갈색으로 변한다.

칠액의 주성분은 옻산 즉 우루시올은 공기중의 산소와 접속되면 효소반응에 의해 견고하게 굳어지면서 다른 도료와는 특이하게 3차원 구조의 고분자의 훌륭한 도막을 형성하여 옛날붙칠로 이용하여 왔다.

옻의 주성분은 폴리페놀 유도체인 우루시올이며, 처음에는 무색투명하나 공기에 접촉하면 산화요소의 작용으로 검게 변하면서 도막을 이루는 물질로, 화학식 C₂₁H₃₄O₂ 이며, 점성이 있는 무색액체이고, 끊는점은 210~222℃(0.4~0.6mm Hg)이다. 공기중에서는 검게 변하며, 진득하게 되어 응고 한다. 1종류의 화합물이 아니라, 2가페놀 혼합물이며, 주요성분인 우루시올의 구조식은 다음과 같다.

상기 우루시올의 구조식에서 곁 사슬 R은 (CH2)14CH3(CH2) 7CH=CH(CH2)6CH2.(CH2)CH=CHCH2CHCH=CH(CH2)CH3.(CH2)7CH=CHCH2CH=CHCH2CH=CH2로 표시되는 4종류의 혼합물로 알려져 있다.

옻나무로부터 채취한 생칠의 지질성분인 우루시올은 우선 옻나무 수액중의 탈수소효소인 라카아제에 의해서 효소산화가 진행된다. 다음에, 우루시올 중의 불포화측쇄는 습한 공기중에서 퀴논화합물로 전환되면서 과산화물이 생성하여 산화물이 자동산화가 일어나, 복잡한 망목구조를 형성한다. 우루시올은 상기의 구조식에서와 같이 2개의 수산기(-OH)를 가진 항산화성을 나타낸다. 옻나무는 효소중합을 하면 하면 수산기가 감소하기 때문에 항산화성도 감소한다. 따라서 옻나무가 중합하는 것에 따라 2단계로 일어나는 자동 산화가 촉진하게 되며, 이는 항산화성과 수산기가를 측정하는 것으로 확인 할 수 있다.

Urushiol(Phenolic Compounds)+O2(공기)--Laccase(Oxidase)-->Quinone compounds+H2O2.....①

Qunone compound+Protein, Amino acid, 기타 유기산 등-->망목구조+H2O2....②

옻이 피부를 헐게 하는 것은, 옻의 성분인 우루시올과 라카아제가 피부에 묻으면, 우루시올이 공기 중에서 라카아제의 산화촉배작용에 의해서 산화되면서 피부 단백질과 반응하여 생기는 알레르기성 피부염이 야기되어 피부가 약한 사람은 옻 오름 현상이 나타나게 된다.

현재까지 보고에 의하면 칠액은 건조조건이 매우 까다롭기 때문에 열로 건조하거나 인위적으로 건조가 잘되지 않고 적당한 수분과 온도 조건에서만 건조가 되는 것이 특징이다.

옛날 우리조상들은 옻진액인 칠액을 칠기둥에 옻칠을 할 때 옻진액에 송화유를 일정한 비율로 혼합하여 옻진액을 용해한 다음 습기가 많은 여름철 장마철에 토담집 습기가 찬곳에서 옻칠을 하여 왔다.

오늘날 와서는 옻진액 (칠액)을 칠기둥에 옻칠을 하기 위하여 옻진액을 테레핀유를 일정한 비율로 혼합하여 습도 70%~75%를 유지시켜 놓고 온도 20℃에서 25℃가 되도록하여 옻칠을 건조시키고 있다.

현재까지 옻을 수지화한 선기술을 살펴보면 옻을 이용한 옻닭의 제조방법이 있는데, 예를 들면, 국내공개특허공보 공개번호 제1020010070600 (20010727) 폴리올레핀 고분자 물질을 고분자 용융온도(130℃-200℃)까지 상승시켜 고분자 용융체를 형성하고, 옻 수액을 고분자의 중량을 기준으로 20 중량% 이내의 양으로 혼합한 후 교반하여 고분자와 옻의 혼합 용융체를 생성한 후, 이를 압출 성형하여 제조된 내염성, 내열성, 방수성, 방부성, 방충성 및 절연성이 우수한 옻(Lacquer) 성분을 혼합한 폴리올레핀 복합수지 및 그 제조 방법이 공개되어 있으나,

상기 선행기술은 고분자 구조상 폴리올레핀수지와 폴리프로피렌 수지와 폴리에치렌 수지가 혼합 되지 않으므로 폴리에치렌와 폴리프로피렌을 옻성분 함유 폴리올레핀 복합수지를 제조할 수 없는 문제점이 있고,

동 공보 공개번호 제1020020090040 (20021130)호에는 폴리술폰, 폴리카르보네이트(PC) 등의 엔지니어링 합성 수지를 1-50 중량%의 농도로 유기 용매에 녹인 후, 정제된 옻 수액을 고분자 물질의 중량을 기준으로 20 중량% 이내로 혼합시켜 주고, 상기 고분자와 옻 수액의 혼합용액을 주형한 후 건조하여 제조된 내염성, 내열성, 방수성, 방부성, 방충성 및 절연성이 우수한 옻(Lacquer) 성분을 혼합한 엔지니어링 복합수지 및 그 제조 방법이 기재되어 있으며,

국내등록특허공보 등록번호 제1003342930000 (20020413)호에는 <1> 합성수지로 사용되는 고분자 물질을 10 중량%의 농도로 유기 용매에 녹인 후, 정제된 옻 수액을 고분자 물질의 중량을 기준으로 20 중량% 이내로 혼합시켜 주고, 상기 고분자와 옻 수액의 혼합용액을 주형한 후 건조함으로써 수득되거나, <2> 합성수지로 사용되는 고분자 물질을 고분자 용융온도까지 상승시켜 고분자 용융체를 형성하고, 옻 수액을 고분자의 중량을 기준으로 20 중량% 이내의 양으로 혼합한 후 교반하여 고분자와 옻의 혼합 용융체를 생성한 후, 이를 슬릿 다이를 통해 용융 압출한 후, 로울러에서 급격히 냉각시켜 고형화함으로써 수득된 내염성, 내열성, 방수성, 방부성, 방충성 및 절연성이 우수한 옻(Lacquer) 성분을 상용화되어 있는 기존의 합성수지, 특히 폴리에틸렌에 혼합한(blending) 기능성 합성수지 및 그 제조 방법이 공개되어 있고,

동 공보 등록번호 제1008420320000 (20080623)호에는우루시올과 이소시아네이트(ISOCYANATE)의 혼합반응 후 생성된 고체혼합물을 분쇄하여 제조된 우루시올이 함유된 옻분말 또는 옻액을 실리콘 실란트 또는 아크릴 실란트와 혼합한 후 경화한 것을 특징으로 하는 옻이 함유된 실란트 및 그 제조방법이 공개되어 있음을 알 수 있다.

일반적으로 옻진액은 물에는 녹지 않을 뿐아니라 열을 가하여도 건조가 되지 않고 공기중에 방치하면 굳어져 버리는 건조상의 문제점과, 다른 물질과 사용하기 까다로워 사용범위의 제한과, 독성이 매우 강한 문제점에 의해 산업용으로 개발되지 못하는 문제점이 본 발명이 이루고자 하는 해결하고자 하는 과제인 것이다.

상기와 같은 문제점을 해결하고자, 본 발명은 옻진액을 건조하는데 습도나 기름 즉 송화유나 테레핀유를 사용하지 않고 옻진액을 건조시키는 기술과 독성이 없는 옻진액을 개발한 다음, 상기 옻진액을 이용하여 수지를 중합하는 각종수지원료인 모나마 또는 수지원료에 옻진액을 일정한 비율로 혼합하여 옻조성물 새로운 수지를 제조할 수 있고 또한 옻진액을 포르마린과 요소를 일정한 비율로 혼합하여 열가소성수지를 제조 할 수 있고 또한 옻진액과 요소와 혼합하여 과산화물을 촉매하여 옻조성물을 제조할 수 있는 옻진액을 이용한 고분자 조성물 및 그 제조방법을 제공하는 것이 본 발명의 과제해결수단인 것이다.

본 발명은 옻진액을 산화시켜 독성을 없애고 건조 조건이 어려운 옻진액을 제조하여 옻진액을 이용한 고분자 조성물 을 제조하여 기능성 옻조성물 화학섬유사나 프라스틱 또한 필림등 다양하게 적용되며,

항균력 및 친환경적이고 건강에 유익한 제품에 이용될 수 있는 효과가 있는 것이다.

본 발명은 옻진액 1000g에 과산화수소 50g 또는 과망간산칼륨 20g에서 선택된 어느 하나를 반응조에 넣고 50℃로 유지시키면서 서서히 교반하면서 옻진액을 산화시킨 다음, PET수지, 나이론, PE, PP, 아크릴 수지, 콩기름, 옥수수기름 중에서 선택된 어느 하나의 물질을 상기 산화된 옻진액과 혼합하여 제조되는 옻진액을 이용한 고분자 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.

본 발명은 옻진액을 열과 습도 온도에 관계없이 옻이 잘건조가 되는 조건으로 옻진액(칠액)에는 옻의 독성을 유발시키는 우루시올이 65%정도 수분이 10%~30% 고무질이 7-8% 미량의 함질소 화합물로 되어 있는데 독성을 유발시키는 우루시올은 완전히 산화시키면 독성이 제거되고 건조가 잘되는 것을 발견하였다.

옻진액에 함유된 우루시올은 산화시키는데는 강력한 산화제를 옻진액에 일정한 비율로 혼합하여 2시간 정도 일정한 온도를 유지시키면서 서서히 교반시키면 옻진액이 함유된 우루시올이 산화가 완전히 이루어진다.

산화된 옻진액을 각종수지 중합원료와 혼합하기 위하여 PET(폴리에스터), 나이론, 아클릴수지, PE, PP, PC 등의 수지 중합시 사용되는 원료나 모노마 등에 일정한 비율로 혼합하여 새로운 옻조성물 수지를 제조 할 수 있다.

예를 들면 폴리에치렌을 원료 중합시 석유크락킹 가스로부터 얻어진 에칠렌과 산화된 옻진액을 일정한 비율로 혼합하여, 옻조성물을 새로운 폴리에치렌수지 조성물을 제조 할 수 있다.

폴리우렌탄수지, 폴리에스테르(PET), 나이론, 폴리스치렌, 아크릴 수지등을 중합할 때 산화된 옻진액을 상기 수지 원료 또는 모노마를 일정한 비율로 혼합용해 하여 새로운 옻조성물 수지를 제조할수 있고,

또한 옻진액조성물과 옥수수기름 콩기름 아마인유둥과 일정한 비율로 혼합하여 천연고분자를 제조할 수 있다.

옥수수기름과 콩기름으로 천연섬유를 개발하고 있는데 천연섬유를 중합할 때 옻진액을 첨가제로 사용할 수 있다.

이하 본 발명을 실시예를 통하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

실시예1

옻진액 1000g에 과산화수소 50g을 반응조에 넣고 50℃로 2시간 교반하면서 옻진액을 산화시킨 다음,

상기 산화된 옻진액 1000g과 PET수지 1000g을 혼합하여 80℃로 유지시켜 1시간 60RPM 으로 교반기로 교반시켜 옻진액을 이용한 고분자 조성물을 제조하였다.

실시예2

옻진액 1000g에 과망간산칼륨 20g을 반응조에 넣고 50℃로 2시간 교반하면서 옻진액을 산화시킨 다음,

상기 산화된 옻진액 1000g과 아크릴수지 1000g을 혼합하여 80℃로 유지시켜 1시간 60RPM 으로 교반기로 교반시켜 옻진액을 이용한 고분자 조성물을 제조하였다.

실시예3

옻진액 1000g에 과산화수소 50g을 반응조에 넣 고 50℃로 2시간 교반하면서 옻진액을 산화시킨 다음,

상기 산화된 옻진액 1000g과 콩기름 1000g을 혼합하여 80℃로 유지시켜 1시간 60RPM 으로 교반기로 교반시켜 옻진액을 이용한 고분자 조성물을 제조하였다.

실시예4

상기 산화된 옻진액 1000g과 옥수수기름 1000g을 혼합하여 80℃로 유지시켜 1시간 60RPM 으로 교반기로 교반시켜 옻진액을 이용한 고분자 조성물을 제조하였다.

실시예5

상기 산화된 옻진액 1000g과 포르마린 500g을 혼합한 다음, 1N가성소다 100g을 혼합하여 80℃로 유지시켜 1시간 60RPM 으로 교반기로 교반시켜 옻진액을 이용한 고분자 조성물을 제조하였다.

실시예6

옻진액 1000g에 과산화수소 50g을 반응조에 넣고을 50℃로 2시간 교반하면서 옻진액을 산화시킨 다음,

산화된 옻진액 1000g, 요소 300g, 포르마린 500g을 혼합한 다음, 1N가성소다 100g을 혼합 80℃로 유지시켜 1시간 60RPM 으로 교반기로 교반시켜 옻진액을 이용한 고분자 조성물을 제조하였다.

실시예 7

산화된 옻진액 1000g, 요소 300g, 포르마린 500g을 혼합한 다음, 1N 염화수소 100g을 혼합하여 80℃로 유지시켜 1시간 60RPM 으로 교반기로 교반시켜 옻진액을 이용한 고분자 조성물을 제조하였다.

상기와 같이 제조된 옻진액을 이용한 고분자 조성물은

옻진액 1000g에 과산화수소 50g을 반응조에 넣고 50℃로 2시간 교반하면서 옻진액을 산화시킨 옻진액 1000g과 PET수지, 나이론, PE, PP, 아크릴 수지, 콩기름, 옥수수기름 중에서 선택된 어느 하나의 물질 1000g으로 조성되어 있음을 알 수 있다.

실험예 (항균성 시험)

본 발명의 실시예 1의 옻진액을 이용한 고분자 조성물의 항균성 시험을 하기와 같은 방법으로 실시하였다.

시험항목 항균성(KS M 0146-2003): 세균수/ml,

균주; 대장균(Escherichia coli ATCC 25922) 25℃ 24시간 배양,

시료면적 60㎠

	BLANK	실시예1 옻진액을 이용한 고분자조성물	비고
초기균수	9.5×10³	9.5×10³
24시간후	1.6×10⁸	1×10²
세균감소율		99%

Claims

옻진액을 이용한 고분자 조성물에 있어서,
옻진액 1000g에 과산화수소 50g 또는 과망간산칼륨 20g에서 선택된 어느 하나를 반응조에 넣고 50℃로 2시간 교반하면서 옻진액을 산화시킨 옻진액 1000g과 PET수지, 나이론, PE, PP, 아크릴 수지, 콩기름, 옥수수기름 중에서 선택된 어느 하나의 물질 1000g으로 조성되어 있음을 특징으로 하는 옻진액을 이용한 고분자 조성물.
옻진액을 이용한 고분자 조성물의 제조방법에 있어서,
옻진액 1000g에 과산화수소 50g 또는 과망간산칼륨 20g에서 선택된 어느 하나를 반응조에 넣고 50℃로 2시간 교반하면서 옻진액을 산화시킨 다음,
상기 산화된 옻진액 1000g과 PET수지, 나이론, PE, PP, 아크릴 수지, 콩기름, 옥수수기름 중에서 선택된 어느 하나의 물질 1000g을 혼합하여 80℃로 유지시켜 1시간 60RPM 으로 교반기로 교반시켜 제조함을 특징으로 하는 옻진액을 이용한 고분자 조성물의 제조방법.
옻진액을 이용한 고분자 조성물의 제조방법에 있어서,
옻진액 1000g에 과산화수소 50g 또는 과망간산칼륨 20g에서 선택된 어느하나를 반응조에 넣고 50℃로 2시간 교반하면서 옻진액을 산화시킨 다음,
상기 산화된 옻진액 1000g과 포르마린 500g을 혼합한 다음, 1N가성소다 100g을 혼합하여 80℃로 유지시켜 1시간 60RPM 으로 교반기로 교반시켜 제조함을 특징으로 하는 옻진액을 이용한 고분자 조성물의 제조방법.