이중경화법을 이용한 열개시제 및 광개시제가 배합된 황칠 도료의 경화속도 촉진 및 물성향상 연구 (Improving Curing Rate and Physical Properties of Korean Dendropanax Lacquer with Thermal and Photo Initiator by Dual Curing)

서지정보

· 발행기관 : 한국목재공학회
· 수록지 정보 : 목재공학 / 38권 / 4호 / 333 ~ 340페이지
· 저자명 : 황현득, 문제익, 박초희, 황백, 김현중

초록

한반도 남부 일대에서 자생하는 황칠나무(Dendropanax morbifera Lev.) 수액으로부터 추출한 천연 도료인황칠도료(Korean Dendropanax lacquer)는 예로부터 귀중한 예술품이나 투구, 화살, 활 등의 전쟁도구를 찬란한 황금색으로 도장하는데 사용되어 왔다. 경화 후 황금색의 투명한 도막을 형성하여 우수한 색상특성을 지니고있을 뿐만 아니라 내후성, 내수성, 내식성 등이 우수하여, 보호도장으로써도 훌륭한 가치를 지니고 있다. 그러나이러한 많은 장점에도 불구하고, 현대적인 여러 적용분야에 사용되지 못하고 있는 이유는 황칠도료의 생산량이적고, 이로 인하여 가격이 매우 고가이고, 장시간의 경화시간이 소요되는 문제도 큰 원인으로 작용하고 있다.
한편 황칠 내에 광중합이 가능한 conjugated diene을 포함한 모노머가 있으며, 이러한 모노머는 일광 조사 조건등에 의하여 짧은 시간에 단단하고 황금색을 띠는 도막을 형성할 수 있음이 보고된 바가 있다. 따라서 본 연구에서는 전통적인 황칠도료의 경화방법을 개선하고 경화속도를 촉진하기 위하여, 열개시제를 도입하여 열경화를촉진하는 방법과 열개시제 및 광개시제를 동시에 도입하고 이중경화(dual curing)에 의해서 경화속도를 촉진하고자 하였다. 이러한 경화 속도 및 경화 거동은 적외선분광분석기(FT-IR)을 이용하여 -C=C- 이중결합 특성피크의 변화를 관찰하거나, 진자경도계(pendulum hardness tester)를 이용하여 표면 경도의 변화를 관찰함으로써 평가하였다. 또한 강체진자물성측정기(RPT)에 spot UV curing 장비를 도입하여 이중경화에 의한 경화 속도촉진을 평가하였다. 본 연구의 결과 열개시제에 의하여 열경화가 촉진될 수 있을 뿐만 아니라, 이중경화에 의하여 경화속도를 향상시킬 수 있음을 확인하였다. 또한 이러한 황칠도료 경화 속도 촉진 방법을 활용하여 전통적인영역에만 사용되어온 황칠도료를 현대적인 여러 적용분야에도 확대하여 사용할 수 있는 가능성을 제시하였다.

영어초록

The Korean Dendropanax lacquer, made from a natural resinous sap from Dendropanax morbifera Lev., was used as a golden and transparent varnish for the traditional artifacts (armor suits, helmets, arrowheads, etc.) to make them be brilliant golden color. The cured film of the lacquer has excellent protective properties such as weatherability, water resistance, and anticorrosive. But, one of disadvantages is that takes a long time and much energy to fulfill curing of the lacquer. The chemical constituents of the lacquer contained conjugated diene compounds as the photopolymerizable monomers. These monomers easily polymerized in sunlight to form golden-colored, hard-coating films in a short time. Photooxidation may be one of the most important reactions in the chemistry of the lacquer. Although the Korean Dendropanax Lacquer should be dried to a thoroughly dry stage to achieve optimal film properties, curing with elevated temperatures may be required for the protracted curing time at atmospheric temperature. So we intended to accelerate the curing rate of the lacquer by dual curing of thermal and radiation curing. The effect of thermal initiator on the thermal curing reaction was evaluated by monitoring the changes in double bond peak with FT-IR. Then the curing rate of the lacquer blended with thermal initiator and photoinitiator together was measured during dual curing using a RPT with UV spot curing machine. Thermal initiator not only accelerated the curing rate but also improved the physical property. And the curing rate of the Korean Dendropanax lacquer was improved by dual curing method of thermal and UV curing. According to these results, the application area of the Korean Dendropanax lacquer could be expanded to surface coatings for electronic devices such as mobile phones or electronics.

참고자료

· 없음