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당분과 식물성기름을 이용하여 어떻게 흠집 방지용 코팅제 또는 니스(varnish)를 개발할 수 있을까? 연구원들은 50%의 신재생 원료를 사용하면서도 기존 광택제와 동일한 내구성을 갖는 가구용 코팅제를 개발하였다.
석유가 고갈된다면, 신재생 원료물질이 기존 석유계 원료를 대체하기 위해 마련되어야 한다. 가구용 코팅제의 경우, 독일 Braunschweig의 Wilhelm-Klauditz-Institut(WKI) 의 목재연구소 소속 프라운호퍼(Fraunhofer) 연구원들이 주요 석유화학계 성분을 대체할 수 있는 대체 물질을 개발하였다. 그들이 개발한 수성(water-soluble) 가구용 코딩제는 식물성기름과 당분을 기초로 하여 만들어 졌으며, 현재 판매되고 있는 기존 코팅제와 동일한 성질을 갖는다고 한다. 이 개발된 제품은 내구성과 흠집 방지는 물론, 내화학성을 갖는다고 한다.
개발된 코팅제는 코팅산업에게 생산에 있어 경제성을 제공하면서도, 모든 테스트를 통과한 매력적인 석유화학 대체제품이라고 프라운호퍼 WKI 소속의 Claudia Philipp 박사는 보고한다. 새로운 코팅제는 1,3-프로판디올(propandiol) 화학성분을 기초로 하는데, 이 성분은 글리세린(glycerin)에서 유도된다. 글리세린은 모든 식물성 기름에서 발견되는 물질로, 예를 들어 지방산과 바이오디젤 제조공정에서 부산물로서 이용이 용이하다.
실험실 연구에서, 연구원들은 `1,3-프로판디올을 폴리우레탄으로 변환시켰는데, 폴리우레탄은 단단하고, 투명하며, 흠집에 내구성을 갖는 코팅제에서 결합제(binder)의 역할을 한다. 이 연구의 목적은 코팅제의 코팅성질의 변화없이 매우 비싼 석유화학 합성성분의 하나를 대체하기 위해 값싼 1,3-프로판디올을 사용하는 것이라고 프라운호퍼 WKI 의 부서장인 Guido Hora박사는 설명하였다.
1.3-프로판디올은 과거에 가치 있는 원료로 생각되지는 않았고, 코팅제의 성분으로 고려되지 않아왔다. Claudia Philipp 박사에 따르면, 연구팀의 첫 단계는 원료물질과 최종제품 사이의 상호관계를 자세히 분석하는 것이었다고 한다. 이에 대한 결과설명에 있어, 1,3-프로판디올의 화학구조를 통해 추측하건데, 이를 사용한 코팅제는 내구성은 물론 탄성을 제공할 수 있을 것으로 판단되었다고 한다. 즉, 만일 이 코팅제를 적용한 탁자에 컵이 떨어진다면, 탁자 표면에 갈라짐이 생기지 않을 것이라는 것이다.
좋은 니스란 단단하면서도 코팅제 밑에 가구의 손상을 방지하기 위해, 어느 정도 충격을 완화시킬 수 있어야 한다. 새로 개발된 코팅제의 또 다른 장점은 폴리우레탄에 사용되는 용매인 N-methyl-2-pyrrolidon(NMP)을 전혀 사용하지 않는다는 것이다. 이 물질은 현재 인간 배아 성장에 대한 독성효과로 인하여 유럽연합에서 독성 화학물질로 분류되어 이를 5% 이상 사용하는 모든 제품에 경고 심볼을 부착하도록 되어 있다.
※자료출처 : KISTI 『글로벌동향브리핑(GTB)』 (2009-04-10)
※제공 : TEXTOPIA, 이석영 수석연구원, sylee@textile.or.kr
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