이중경화법을 이용한 열개시제 및 광개시제가 배합된 황칠도료의 경화속도 촉진 및 물성향상 연구

Abstract

한반도 남부 일대에서 자생하는 황칠나무(Dendropanax morbifera Lev.) 수액으로부터 추출한 천연 도료인 황칠도료(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 지니고 있을 뿐만 아니라 내후성, 내수성, 내식성 등이 우수하여, 보호도장으로써도 훌륭한 가치를 지니고 있다. 그러나 이러한 많은 장점에도 불구하고, 현대적인 여러 적용분야에 사용되지 못하고 있는 이유는 황칠도료의 생산량이 적고, 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 연구에 서는 전통적인 황칠도료의 경화방법을 개선하고 경화속도를 촉진하기 위하여, 열개시제를 도입하여 열경화를 촉진하는 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 속도 진을 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 전통적인 역에만 사용되어온 황칠도료를 현대적인 여러 적용분야에도 확대하여 사용할 수 있는 가능성을 제시하였다. The Korean Dendropanax lacquer, made from a natural resinous sap from Dendropanax orbifera Lev., was used as a golden and transparent varnish for the traditional artifacts (armor uits, helmets, arrowheads, etc.) to make them be brilliant golden color. The cured film of the acquer has excellent protective properties such as weatherability, water resistance, and nticorrosive. But, one of disadvantages is that takes a long time and much energy to fulfill curing the lacquer. The chemical constituents of the lacquer contained conjugated diene compounds s the photopolymerizable monomers. These monomers easily polymerized in sunlight to form olden-colored, hard-coating films in a short time. Photooxidation may be one of the most mportant reactions in the chemistry of the lacquer. Although the Korean Dendropanax Lacquer hould be dried to a thoroughly dry stage to achieve optimal film properties, curing with elevated emperatures may be required for the protracted curing time at atmospheric temperature. So we ntended to accelerate the curing rate of the lacquer by dual curing of thermal and radiation uring. The effect of thermal initiator on the thermal curing reaction was evaluated by monitoring he changes in double bond peak with FT-IR. Then the curing rate of the lacquer blended with hermal initiator and photoinitiator together was measured during dual curing using a RPT with V spot curing machine. Thermal initiator not only accelerated the curing rate but also improved he physical property. And the curing rate of the Korean Dendropanax lacquer was improved by ual curing method of thermal and UV curing. According to these results, the application area of he Korean Dendropanax lacquer could be expanded to surface coatings for electronic devices uch as mobile phones or electronics.