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목타르
목타르(wood tar)는 나무를 건류하여 얻는 흑갈색의 끈끈한 물질을 말한다. 성분은 아세트산ㆍ알코올ㆍ페놀ㆍ물ㆍ중유 따위로 되어 있으며, 연료나 도료 따위에 이용한다.
개요[편집]
목타르는 목재를 건류하여 목탄을 만들 때 부산물로 생성되는 액상(液狀) 생성물이다.
액상 생성물을 가만히 방치해 두면 두 층으로 갈라지는데, 하층은 흑갈색 끈끈한 액체인 목타르이고, 상층은 목초산이다. 목타르의 수득률은 원료인 건조목재 무게의 약 10%이다. 유독하고 타르 냄새가 나며, 에테르·클로로폼·알코올 등에 녹는다. 비중 0.862~0.872이며 방향족 탄화수소류, 페놀류, 알코올류, 피리딘 등의 염기, 에스터류 등 여러 가지 물질의 혼합물로 되어 있다. 이들은 대부분 건류 시에 원목의 성분이 열분해·중합하여 생긴 것이다. 과거에는 목타르를 증류하여 경유·중유(重油)·피치 등으로 분류(分溜)하여, 경유는 용제(溶劑)나 연료로, 중유는 목재 등의 방부제로 사용하였지만, 현재는 사용하지 않고 있다.
목탄, 목초액의 고도이용기술 개발에 이어 목타르의 새로운 용도가 개척되어 목탄산업은 명실상부하게 유해물질의 배출이 없는 친환경 산업으로 거듭나고 있다. 목탄과 목초액의 부산물로 발생되는 목타르가 환경오염원이라는 오명을 벗고, 친자연적인 탄소분말과 접착제로 탄생되었다.
제조공정[편집]
목재를 이용하여 숯을 제조하는 과정에서 열분해 산물로서 연기를 배출하고 최종 숯이라는 산물을 남긴다. 여기서 발생하는 연기는 기체상 목가스와 액체상 목초액으로 구성되어 있다. 목초액은 일정시간이 지나면 3층으로 분리되어지는데 최상층은 경질유의 엷은 피막, 중층에는 수용성 담갈색의 목초액, 하층에는 비중이 크고 검은 유용성의 목타르가 생성된다.
타르는 건류가마 여러 곳에서 얻어지고 모아진 후 탱크에서 분리된다. 타르의 대부분은 정치시키면 안정화된다. 타르가 침강하는데는 대개 2∼3일 걸린다. 그렇지만 용해타르는 목초액 속에 그대로 남아 있게 된다.
조성[편집]
나무 타르와 페놀류를 비롯해서 여러 종류의 화합물을 포함한다. 아래의 표는 활엽수재 나무 타르의 조성분의 일례인데, 수지가 많은 침엽수재 나무 타르는 이 성분 외에 수지 분해로 생긴 화합물도 더해진다. 나무 타르는 목재를 조성하는 모든 유기물에서 생기지만 지방족 화합물은 주로 탄수화물에서 나오고 페놀류는 주로 리그닌에서 생긴다.
- 산 또는 락톤 : 리그노세르산, 베헨산 등
- 알코올 : 이소아밀알코올, 이소부틸알코올 등
- 에스테르 : 아세트산메틸, 프로피온산메틸, 부티르산메틸 등
- 알데히드 : 발레르알데히드, 프로피온알데히드 등
- 케톤 : 에틸메틸케톤, 메틸프로필케톤, 시클로헥산온 등
- 염기 : 피리딘, 루티딘 등
- 푸란 : α-메틸푸란, 디메틸푸란 등
특성[편집]
점조성의 흑색유상 물질인 목타르의 일부는 상층의 목초액에 용해되어있다. 이 용해 타르와 구별하여 정치시켰을 때 하층에 가라앉는 타르를 침강타르 또는 침저타르라고 부른다. 목타르는 어느 정도의 중합물을 함유하고 있는데, 목초액에 함유되어 있는 것과 같은 저분자화합물도 포함되어 있다. 목타르는 상압에서 180°C 이하, 180∼230°C 230°C이 3개 부분으로 분획하는데, 상압에서 180。C 이하의 분획물에는 수분 외에 목초액 성분이 다수 함유되어 있다. 180∼230°C분획물에는 크레졸류 quaiacoal[C6H4(OH)OMe] 등의 크레오소트유분(유분)을 포함하고 있다. 이 분획물의 일부도 목초액 중에 녹아 있다. 230°C 이상의 부분은 증류잔사로서 소위 피치이다.
용도[편집]
고대 문명에서부터 방수제, 접착제, 방부제로 널리 쓰였으며, 고대 이집트에서는 미라를 만드는 데에도 사용되었다. 이집트 등 중동지역에서는 나무 수액으로 만드는 목타르보다는 천연 유전에서 얻은 석유로 콜타르를 만들어서 사용했는데, 성서 창세기에서는 역청이라는 이름으로 목타르가 등장한다. 노아가 방주를 지을 때 방수를 위해 안팎에 타르를 칠해야 했다고 기록되어 있다.
또한 타르는 도로 포장의 재료로 쓰이는 타막(tarmac)의 주요 성분이며 지붕이나 배의 외부를 마감할 때도 사용된다.[5] 목타르는 서양에서 배와 돛의 방수처리를 하는 용도로 오랫동안 이용되어 왔으며[6] 오늘날에도 나무배나 통나무집의 외벽 등에 방수재로 널리 사용된다. 목타르는 고대로부터 일종의 코팅 기능을 주는 코팅제로 사용되었으며 주로 북유럽에서 만들어졌다.
또한 목타르는 물에 녹여서 사탕과 술의 맛을 내거나 음식을 양념하는데 사용되며 화장품의 성분으로 쓰이기도 한다. 타르와 아마(亞麻)씨 기름을 섞으면 타르 페인트가 되며 이것은 반투명 갈색 빛을 띠기 때문에 나무의 색조를 내고 날씨로부터 나무를 보호하는 데 이용된다.[7] 과거 유럽 및 미국에서 사형(lynch)[8]의 일환으로 죄인의 몸에 부은 다음 깃털을 뒤집어씌우고 조리돌림하는 형벌, 이른바 '태링 앤 페더링'(tarring and feathering)으로도 유명하다.
중세 이후, 대항해시대를 거쳐 목조 선박의 방수코팅제나 집안의 방수제로서 사용되었고 이 시기 최대 사용국은 식민지를 전세계에 찍어내며 바다를 돌아다닌 영국이었다.(프랑스나 스페인 등은 수입해서 썼는데, 당연히 수틀리면 영국 해군이 바닷길을 틀어막았다) 수요가 늘어나면서 목타르로는 수요를 댈 수 없어 석탄에서 만드는 콜타르 사용이 늘어갔으나, 선박 설계술 발달과 철제 함선의 건조가 가능해지며 사용이 줄어들기 시작했다. 그 후 철제 선박은 페인트를 입히는 기술로 바닷물의 부식을 막아내는 완전체가 되었고, 방수제, 접착제로도 석유화학공업을 통해 훨씬 고성능의 제품들이 나오는 바람에 오늘날은 사실상 일부 목공예 제품을 제외하곤 사용하지 않게 되었다.
목타르는 현재 배탈이 났을 때 가장 많이 먹는 정로환의 주성분이다. 정로환의 조성은 정로환 1알에 크레오소트 U.4mg, 황련가루 22.2혈g(베르베린으로서 0.7㎎), 감초가루 22.2mg(글리시리진으로서 0.45mg), 진피 22.2㎎, 황부자가루 16.6mg, 디히드로초산나트륨 0.2mg인데, 크레오소트가 바로 목타르인 것이다.
한 의사가 이 정로환을 이용하여 무좀약을 개발하였다. 그 방법은 가정용 식초를 발이 담길만큼 대야에 붓고 정로환 10알을 녹인 후 30∼60분간 발을 담갔다가 씻어버리는 것인데, 그 효과가 아주 좋아 아무리 오래된 무좀도 1년에 한 번만 하면 그만이라는 것이다. 여러분도 한 번 해보시기 바란다. 그런데 재미있는 것은 정로환 10알에 식초를 듬뿍 섞은 것은 정제하지 않은 목초액과 구성이 비슷하다는 것이다. 목초액도 무좀약으로 오래 전부터 그 효과가 증명되어 많이들 사용하고 있는 방법이다.
타르는 아직 마땅한 용도가 없는데 정제 가공하지 않은 조타르는 연탄 찍을 때 섞어 쓰든지, 아스팔트깔 때 콜타르와 섞어 쓰든지, 신문 인쇄할 때 잉크에 섞어 쓸 수 있을 것이다. 또 타르 중에 포함된 페놀류를 분리하여 내수합판용 페놀수지를 제조할 수 있을 것이다. 일반적으로 페놀물질은 방오제로 쓰이는데, 각종 해상생물에 대해 방오 효과가 있는 것으로 알려져 있으므로 목타르의 페놀물질과 옻의 페놀물질을 이용하여 훌륭한 방오제를 개발하면 산업화에 성공할 수 있을 것이다.
참고자료[편집]
- 〈목타르〉, 《두산백과》
- 〈나무 타르〉, 《화학대사전》
- 〈타르〉, 《나무위키》
- 김가영 기자, 〈애물단지 목타르 산업소재로 거듭나다〉, 《산림신문》, 2008-10-08
- 박종우, 〈목타르(숯,목초액).〉, 《네이버 블로그》, 2008-03-03
같이 보기[편집]
