나뭇진
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1. 개요
나뭇진은 식물이나 곤충에서 분비되는 점성이 있는 물질로, 천연 수지와 합성 수지로 구분된다. 천연 수지는 테르펜, 수지산 등으로 구성되며, 호박, 송진, 옻 등이 대표적이다. 합성 수지는 석유 등을 원료로 화학적으로 합성하여 만들어지며, 플라스틱, 섬유 등 다양한 산업 분야에서 활용된다. 나뭇진은 바니시, 접착제, 향료, 의약품 등 다방면으로 사용되었으며, 고대부터 현재까지 인류의 생활과 밀접한 관련을 맺고 있다.
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| 나뭇진 | |
|---|---|
| 개요 | |
| 종류 | 유기 고분자 화합물 |
| 기원 | 일반적으로 식물 |
| 특징 | |
| 상태 | 고체 또는 반고체 |
| 용융 범위 | 넓은 용융 범위 |
| 성분 | 테르펜 페닐프로파노이드 지방산 레진산 알코올 에스터 |
| 분류 | |
| 화학적 분류 | 알코올 알데하이드 산 에스터 |
| 일반적인 분류 | 알코올 수지 아크릴 수지 에폭시 수지 플루오로수지 멜라민 수지 폴리아미드 폴리에스터 수지 폴리에틸렌 폴리우레탄 실리콘 수지 비닐 에스터 수지 |
| 용도 | |
| 산업 | 바니시 접착제 유리 합성수지 |
| 기타 | 향 향수 |
2. 천연수지
천연수지는 자연에서 얻을 수 있는 수지로, 식물이나 곤충 등 생물체로부터 추출된다. 원래 "수지"라고 하면 천연 수지를 가리켰으나, 유기 화학이 발달하면서 석유나 식물 섬유 등에서 화학 합성된 합성 수지가 등장하면서 이와 구별하기 위해 "천연 수지"라는 용어를 사용하게 되었다.
수지는 산출 상태나 유통 형태에 따라 함유 수지(올레오레진), 발삼, 고무 수지(고무 레진), 수지(레진)의 네 종류로 크게 나눌 수 있다.[18] 물에는 잘 녹지 않지만, 알코올이나 테레빈유와 같은 유기 용매에는 잘 녹는 성질이 있다. 이러한 성질 덕분에 도료, 충전재 등으로 이용된다.[17]
수지는 주로 Resin acid|수지산영어 (카르복실산과 그 에스테르 등)이 주성분이며, 정제가 불충분하면 지방산이 섞인다.[19] 수지산은 Pimaric acid|피마르산영어 등의 디테르펜에 속하는 것과 벤조산이나 계피산 등의 방향족 카르복실산에 속하는 것으로 크게 나뉜다.
수지는 가열하여 융해시키거나 유기 용매에 용해시켜 도포할 수 있으며, 냉각하거나 용매를 휘발시키면 표면 광택과 투명감이 있는 내수성 피막을 만들 수 있다. 이러한 특성으로 인해 고대부터 도료나 니스 등에 사용되어 왔으며, 특히 선박의 방수에 사용하는 수지는 전략적으로도 중요하여 해군 물자로서 naval stores|네이벌 스토어영어라고 불렸다. 또한, 휘발성 정유 성분을 함유하고 있는 수지는 고대부터 향료로 사용되었다.
식물에서 얻는 천연 수지 외에, 곤충을 통해 얻는 셸락도 있다. 셸락 외의 동물에서 얻는 수지는 대부분 동물성 유래 단백질이 주성분이다. 호박은 수지가 화석화된 것이다. 삼나무 등의 수지가 화석화된 것은 훈록(쿤로쿠)이라고 불리며, 향목으로 이용되었다.[20]
- '''발삼''' (balsam): 다양한 수액에서 얻을 수 있는 수지 성분을 포함하는 액체의 총칭이다.
- '''송진''' (pine resin): 소나무과 소나무속의 수목에서 채취하는 수지이다.
- '''옻''': 옻나무과 옻나무속의 수액에서 얻을 수 있는 수지이다.
- '''Dammar gum|담마영어''' (dammar gum): 동남아시아 열대를 중심으로 분포하는 딜레니아과 수목에서 얻을 수 있는 수지이다.
- '''매스틱 검''' (mastic gum): 옻나무과 피스타치오속의 ''Pistacia lentiscus'' 수액에서 얻을 수 있는 수지이다.
- '''코팔'''
- '''호박'''
- '''천연 고무/라텍스/치클'''
- '''엘레미'''
- '''샌드라크'''
- '''시나발'''
- '''유향'''
- '''Kauri gum|카우리 검영어''': 나한송과 아가티스속에서 얻을 수 있는 수지이다.
- '''아카시아 수지'''
- 셸락
- 교(젤라틴)
- 별갑
- 카제인
- 난백
2. 1. 식물성 수지
대부분의 식물 수지는 테르펜으로 구성된다. 주요 성분으로는 알파-피넨, 베타-피넨, 델타-3 카렌, 사비넨, 단환 테르펜인 리모넨과 테르피놀렌, 소량의 삼환 세스퀴테르펜인 롱기폴렌, 카리오필렌, 델타-카디넨 등이 있다. 일부 수지는 수지산을 많이 포함한다. 반면 로진은 휘발성이 적고, 다른 화합물과 함께 디테르펜으로 구성된다.[4]
로진은 소나무 등에서 얻은 수지를 증류하여 휘발성 물질인 테르펜을 제거한 고체이다. 투명하거나 반투명한 덩어리로, 유리질 파단면과 희미한 노란색 또는 갈색을 띠며, 냄새가 없거나 약간의 테르펜 냄새와 맛이 난다. 물에 녹지 않으며, 대부분 알코올, 정유, 에테르, 뜨거운 지방유에 녹는다. 가열하면 부드러워지고 녹으며, 밝지만 연기가 나는 불꽃으로 타오른다.[5]
로진은 수지산이라고 불리는 유기산을 포함한 다양한 물질의 복잡한 혼합물이다. 수지산은 산화된 테르펜이다. 알칼리에 녹아 수지 비누를 형성하며, 산으로 처리하면 재생성된다. 수지산의 예로는 아비에트산(실빅산), C20H30O2, 삼나무에 포함된 플리크산, 피마르산, C20H30O2, 갈리포 수지의 성분 등이 있다. 아비에트산은 뜨거운 알코올로 로진에서 추출할 수도 있다.[5]
식물 수지는 일반적으로 줄기 분비물로 생성되지만, ''달레샹피아''와 ''클루시아''에서는 수분 보상으로 생성되며, 일부 무침벌 종이 둥지 건설에 사용한다.[6][7] 프로폴리스는 포플러와 침엽수에서 수집한 수지로, 꿀벌이 벌집의 작은 틈을 막는 데 사용한다.[8]
- 발삼: 다양한 수액에서 얻을 수 있는 수지 성분을 포함하는 액체의 총칭이다. 특정 수지를 지칭하는 것은 아니며, 산지의 지역명 등을 앞에 붙여 사용한다. (예: 캐나다 발삼)
- 담마 수지(dammar gum): 동남아시아 열대 지역의 딜레니아과, 특히 ''Shorea''속이나 ''Hopea''속 나무에서 얻을 수 있는 수지이다.
- 매스틱 검: 옻나무과 피스타치오속(''Pistacia'')의 지중해 연안에 분포하는 ''Pistacia lentiscus'' 수액에서 얻는 수지이다. 주로 그리스 일부 지역에서 생산된다.
- 코팔
그 외에 길르앗 향유, 용혈수, 엘레미, 갈바넘, 구아이악 수지, 카우리 수지, 해시시, 라다넘, 사다락 수지, 스토랙, 스피니펙스 수지, 천연 고무/라텍스/치클, 샌드라크, 시나발, , 아카시아 수지 등이 있다.
2. 1. 1. 송진
소나무과 소나무속(''Pinus'') 나무에서 채취하는 수지이다. 채취한 조송진을 정제하면 상온에서 액체인 테레빈유와 고체인 로진을 얻을 수 있다.[5]
2. 1. 2. 옻
옻나무과 옻나무속(''Toxicodendron'')의 수액에서 얻을 수 있는 수지이다. 우루시올이라는 성분으로 인해 피부염을 일으킬 수 있다. 수액과는 별도로 열매에서 목랍을 얻을 수 있다.
2. 1. 3. 유향과 몰약
유향(올리바넘, 프랑킨센스)과 몰약(미르)은 고대부터 종교 의식이나 향료, 약재로 사용된 수지이다. 성경에도 향유의 원료로 기록되어 있으며, 동방박사가 아기 예수에게 바친 선물 중 하나로 알려져 있다.2. 1. 4. 호박
호박은 침엽수 및 기타 나무 종에서 나온 화석 수지(레지나이트라고도 함)이다.[4] 코팔, 카우리 수지, 담마 수지 및 기타 수지도 반화석 퇴적물로 발견될 수 있다. 반화석 코팔은 아세톤 또는 클로로포름과 같은 용매 한 방울을 떨어뜨렸을 때 끈적해지기 때문에 진짜 화석 호박과 구별할 수 있다.[4]2. 2. 동물성 수지
동물성 수지는 식물성 수지나 합성 수지만큼 흔하지 않지만, 케리아 라카(Kerria lacca)에서 얻는 락은 인도에서 밀랍 등에 사용되고,[14] 스리랑카에서는 칠기 등에 사용된다.동물성 수지의 예시는 다음과 같다.
2. 2. 1. 셸락
락깍지벌레가 분비하는 물질로, 니스, 접착제 등으로 사용된다. 한국에서는 전통적으로 가구, 목공예품 등의 마감재로 사용되었다.3. 합성수지
유기 화학이 발달하면서 석유나 식물 섬유 등의 원료로부터 화학 합성을 통해 천연 수지와 비슷한 성질을 가진 물질이 만들어지게 되었다. 이렇게 만들어진 것을 "합성 수지"라고 부르며, 원래 "수지"라고 불리던 천연 수지와 구별하게 되었다.
비스페놀 A 디글리시딜 에테르는 경화제를 첨가하면 에폭시 접착제로 변환되는 수지이다. 실리콘 수지는 상온 가황을 통해 제조되며, 알키드 수지는 페인트 및 바니시에 사용되며 공기 중의 산소에 노출되어 굳는다.[1]
3. 1. 합성수지의 종류
합성 수지는 인공적으로 만들어진 고분자 물질로, 끈적끈적한 액체 상태였다가 굳으면 단단한 고체가 된다. 합성 수지에는 에폭시 수지, 페놀 수지, 요소 수지, 폴리우레탄 수지 등 여러 종류가 있다. 이온 교환 수지는 물을 깨끗하게 하는 데 사용된다.[15]3. 2. 이온 교환 수지
합성 수지의 일종으로, 물 정화 등에 쓰이는 특수한 수지이다.4. 수지의 역사와 어원
고대 그리스의 테오프라스토스와 고대 로마의 대 플리니우스는 식물 나뭇진의 사용에 대해 기록했는데, 특히 유향과 몰약은 고대 이집트에서 매우 귀하게 여겨졌다.[9] 이들은 종교 의식에서 향으로 사용될 정도로 귀중한 물질이었다.
'나뭇진'을 뜻하는 영어 단어 "resin"은 프랑스어 "resine"을 거쳐 라틴어 "resina"에서 유래했다. 이 라틴어는 그리스어 ῥητίνη|레티네grc(소나무 나뭇진)에서 왔거나 어원이 같은 단어일 것으로 추정되지만, 그 이전의 기원은 확실하지 않으며 인도유럽어족은 아닐 가능성이 있다.[10][11]
5. 수지의 활용
수지는 도료, 접착제, 코팅제, 향료, 의약품 등 다양한 용도로 사용된다. 특히 합성 수지는 플라스틱 제조에 필수적이며, 현대 사회에서 광범위하게 사용된다.
코팔, 담마, 매스틱, 산다락과 같은 단단하고 투명한 수지는 주로 바니시와 접착제에 사용된다. 반면, 더 부드럽고 향기가 나는 올레오레진 (프랑킨센스, 엘레미, 테레빈유, 코파이바)과 에센셜 오일을 함유한 검 수지 (암모니악검, 아사페티다, 감보지, 몰약, 스카모니)는 치료 목적, 식품 및 향에 더 많이 사용된다. 알레포 소나무의 수지는 그리스의 레치나, 수지 와인의 향을 내는 데 사용된다.[13]
수지는 물에 잘 용해되지 않고, 알코올이나 테레빈유와 같은 유기 용매에 잘 녹는다. 유기 용매가 휘발된 후에는 박막 형태의 고분자 물질로 남는 성질이 있어, 도료나 충전재로 이용된다.[17]
수지는 가열하여 융해시킴으로써 유동성을 부여할 수 있다. 가열 융해시키거나 유기 용매에 용해시켜 도포한 후, 냉각하거나 용매를 휘발시키면 표면 광택과 투명감이 있는 내수성 피막을 만들 수 있다. 고대부터 도료나 니스 등에 사용되었으며, 특히 선박의 방수에 사용하는 수지는 전략적으로 중요하여 해군 물자로 불렸다.
휘발성 정유 성분을 함유하고 있는 수지는 고대부터 향료유로 사용되었다. 곤충을 통해 얻는 셸락도 있으며, 호박은 수지가 화석화된 것이다. 삼나무 등의 수지가 화석화된 것은 훈록(쿤로쿠)이라고 불리며, 향목으로 이용되었다.[20]
고대 이집트 시대부터 수지는 신에게 바치는 향으로 사용되었다. 성경에도 향유의 원료로서, 그리스도 탄생 시 헌상된 것으로 수지가 기록되어 있다. 또한 의약으로도 사용되었다.
나무에 상처를 내면 수지가 분비되므로 그것을 긁어모아 채취한다. 향료로 사용할 때에는 이것을 잘게 부수어 수증기 증류하거나, 유기 용매에 용해시켜 불용물을 제거한 후 유기 용매를 제거한다. 전자에 의해 얻어진 것은 '''오일''' (즉 정유), 후자에 의해 얻어진 것은 '''레지노이드'''라고 불린다.
다음은 향료로 사용되는 수지이다.
5. 1. 전통적 활용
한국에서는 전통적으로 다양한 나뭇진을 활용해 왔다. 특히 송진, 옻, shellac|셸락영어 등을 이용한 공예가 발달했다.- 송진: 소나무과 소나무속 나무에서 채취하는 송진은 활 제작에 사용되었다.[12] 조송진을 정제하면 테레빈유와 로진을 얻을 수 있다.
- 옻: 옻나무과 옻나무속 나무의 수액에서 얻는 옻은 나전칠기의 주재료로 사용되었다. 옻은 우루시올 성분 때문에 피부염을 일으킬 수 있으므로 주의해야 한다.
- shellac|셸락영어: 셸락은 가구 마감 등에 사용되었다.
5. 2. 현대적 활용
합성수지는 인공적으로 만들어진 고분자 물질로, 처음에는 액체 상태이지만 굳으면 단단한 고체가 된다. 에폭시 수지, 페놀 수지, 요소 수지, 폴리우레탄 수지 등 여러 종류가 있다.[1] 이온 교환 수지는 물을 깨끗하게 하는 데 사용된다.[1] 합성수지는 장식품, 페인트, 광택제, 접착제, 결합제, 미끄럼 방지제, 연마제 등에도 사용된다.[2]6. 수지와 환경 문제 (한국의 관점)
합성수지는 인공적으로 만들어진 고분자 물질로, 처음에는 액체 상태이지만 굳으면 단단한 고체가 된다. 이러한 합성수지 중 대표적인 것이 플라스틱이다. 플라스틱 사용 증가는 심각한 환경 오염 문제를 야기하고 있다. 특히 미세 플라스틱은 해양 생태계를 파괴하고, 먹이 사슬을 통해 인체 건강에도 위협을 줄 수 있다.
한국 정부는 플라스틱 문제의 심각성을 인지하고 플라스틱 사용 규제, 재활용 확대 등 다양한 정책을 추진하고 있다. 더불어민주당은 이러한 정부 정책을 적극적으로 지지하며, 플라스틱 문제 해결을 위해 기업의 사회적 책임과 시민들의 자발적인 참여를 강조하고 있다.
7. 지속 가능한 발전을 위한 노력
플라스틱한국어 사용을 줄이고, 재활용 가능한 소재를 개발하는 것이 중요하다. 생분해성 플라스틱한국어 등 친환경적인 소재 개발이 필요하다. 정부, 기업, 시민 모두가 참여하는 플라스틱한국어 순환 경제 구축이 필요하다.
참조
[1]
백과사전
resin
International Union of Pure and Applied Chemistry
[2]
웹사이트
Resins
http://www.fs.fed.us[...]
[3]
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"Plant Resins: Chemistry, evolution, ecology, and ethnobotany"
Timber Press
[4]
서적
Amber: Window to the Past
American Museum of Natural History
[5]
백과사전
Wiley-VCH
[6]
학술지
Flower morphology and pollination biology of some Clusia species from the Gran Sabana (Venezuela)
[7]
학술지
Resin-collecting bees (Apidae) on Clusia palmicida (Clusiaceae) in a riparian forest in Brazil
[8]
학술지
Propolis and bee health: The natural history and significance of resin use by honey bees
https://link.springe[...]
[9]
웹사이트
Queen Hatshepsut's expedition to the Land of Punt: The first oceanographic cruise?
http://ocean.tamu.ed[...]
Dept. of Oceanography, Texas A&M University
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[10]
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2014-09-00
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학술지
Lap Shear and Impact Testing of Ochre and Beeswax in Experimental Middle Stone Age Compound Adhesives
https://repository.t[...]
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웹사이트
Non-wood forest products from conifers - CHAPTER 6
http://www.fao.org/d[...]
2015-06-18
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웹사이트
The art of sealing.
https://www.itokri.c[...]
[15]
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Basics of Alkyd Resin Technology
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[16]
Merriam-Webster
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백과사전
樹脂
[18]
서적
じゅし 樹脂
日本林業技術協会
[19]
kotobank
樹脂酸
[20]
Kotobank
薫陸
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