생고무(raw rubber, crude rubber)고무 나무에서 채취한 수액(樹液)을 산으로 처리하여 응고시켜서 만든 것이다. 자외선을 받아 변질하기 쉽고, 각종 용제에도 녹기 쉽다. 이대로는 사용할 수 없으므로 가황하여 연질 고무로 한다든지, 또는 많은 유황을 넣어서 에보나이트로 한다든지 한다. 또, 도전성 고무도 만들어지는 등 각종 재료의 원료로서 사용된다.
개요
생고무는 고무 식물에서 생산되는 라텍스를 취급하기 쉽고 또 저장에 견딜 수 있도록 고형으로 가공한 원료로서의 고무를 말한다. 또 합성 고무도 포함하여 가황 고무와 배합 고무에 대해, 이들의 조작을 가하지 않은 고무를 생고무라고 말한다.
생고무의 역사
고무의 발견
고무의 발견은 비교적 최근의 일로서, 콜럼버스가 아메리카 대륙을 발견하고 제2차 원정(1493년 ~ 1496년)을 할 때 아이티섬에 상륙, 당시 그 섬의 주민들이 어떤 종류의 수액에서 만든 탄력성이 큰 공을 경기에 사용하고 있는 것을 본 때부터 시작되었다. 이 때까지 문명이 발달했던 유럽 사람들은 고무에 관하여 전혀 아는 바가 없었으나, 남아메리카나 중앙아메리카에서는 일찍부터 그 토지의 원주민이 coa(나무)ochu(눈물을 낸다), 즉 "수피(樹皮)에 상처를 입히면 유백색(乳白色)의 액을 내는 나무"라는 의미의 고무나무를 알고 있었다. 그들은 이 나무에서 수액을 채취, 건조·응고시켜서 탄력이 있는 물질을 만들어서 공이나 신발 혹은 항아리나 옷감에 발라서 방수용으로 쓰고 있었다. 현재 고무를 카오추크(프랑스어: caoutchouc)라고 하는 것은 이 원주민의 말에서 유래한 것이다. 그 후 상다미(C. M. Cendamin)가 아마존 유역을 탐험했을 때(1735년), 검은 고무 덩어리를 몇 개 가져와 파리의 학사원에 제출하였다. 이렇게 해서 차츰 고무에 관한 관심이 높아져서 연구가 시작되었다. 특히 찰스 굿이어가 1839년에 공업적으로 고무에다 유황을 가해 반응시키는 가황법을 발견함으로써 더욱더 탄력이 높은 것을 제조하는 기술을 개발한 이래 고무의 이용이 증가하기 시작하였다. 현재 천연고무의 산지는 실론섬·말레이 반도·보르네오 등 동남아시아가 대부분이다. 당시 영국이 고무의 미래를 내다보고 자국령이었던 이들 나라에서 적극적으로 고무원을 만들고 그 산업을 육성시켰기 때문이다. 현재 천연고무 산출량의 99%는 이와 같이 해서 재배된 고무원에서 얻어지고 있다. 또 구타펠카·바라타 등과 같이 고무나무와 똑같은 수액에서 얻어지는 것이라도 탄성이 없고 플라스틱과 같은 성질을 가진 것도 있다. 이는 생고무와는 분자의 배열이 다르기 때문이다.
생고무
고무나무는 수령이 5년 정도가 되면 고무 성분을 가진 수액, 즉 라텍스를 유관(乳管)에서 분비하기 시작한다. 고무나무에서 라텍스를 채취하기 위해서는 고무나무 줄기에 나이프로 상처를 내고 그 밑에 수액을 담는 컵을 놓고 수집한다. 이와 같이 해서 수집한 액에는 고무 성분이 마치 우유처럼 작은 입자로서 유화되어 있다. 원주민들은 이것을 막대기에 바르되 모닥불에 쬐면서 계속 그 위에다 바름으로써 커다란 덩어리를 만들고 있었다. 현재 공업적으로는 수액에 암모니아 등의 유화안정제를 가하여 라텍스인 채로 공장에 보내든지 또는 라텍스에 개미산·초산 등의 응고제를 가해서 고무 성분을 응고시켜 일정한 두께로 펴고 열기로 건조시켜서 담황색의 생고무로서 내보낸다. 라텍스에서 얻어진 고무(생고무)는 그대로는 탄력이 강하지 못하다. 즉 세게 늘이면 늘여진 것이 되돌아가지 않게 되고, 오랜 기간이 지나면 노화해 버리기 쉽다.
생고무의 가황
생고무는 그대로는 사용하기가 나쁘지만, 이것에다 유황을 반응시켜서 가황하면 대단히 탄력이 강한 고무로 만들 수가 있다. 고무 공장에서는 생고무를 로울로써 적당히 반죽하되 여기에 유황·가황촉진제·안정제·카본 블랙 등을 가해서 균일하게 반죽한다. 이렇게 배합된 생고무를 틀에 넣어서 150°C 안팎으로 가열하면 고무 분자와 유황 분자가 반응해서 탄력이 강한 고무 제품이 만들어진다. 가황된 고무는 유황분자가 고무분자와 고무분자 사이에 다리를 걸치는 모양으로 결합되어 있다. 이와 같은 가교가 있기 때문에 잡아당겨져도 고무분자가 서로 미끄러지기 어렵게 되어 있어서 강한 탄력을 나타낸다. 또 카본블랙도 강력히 고무분자와 부착하고 있고, 더구나 카본 블랙끼리 약한 결합을 하고 있어서 고무의 강도를 크게 하고 있다. 카본 블랙을 첨가한다는 착안은 원주민들이 불에 쬐면서 굳힌 고무가 라텍스를 약품으로 응고시킨 것보다 더욱 강하다는 점에 주목해서, 이것은 불에 쬘 때의 그을음에 원인이 있는 것이라고 생각한 데서 연유한다. 오랜 역사 동안에 사람들이 이유를 모르면서 행해 온 것에 중요한 과학적 의미가 있었다는 하나의 예라고 할 수 있다.
제법
라텍스를 적당한 농도로 묽게 한 후 포름산과 아세트산과 같은 응고제를 넣어 응고 라텍스로 만든다. 이것을 롤에 걸어 장액을 짜고, 또 압연하면서 충분히 물로 씻는다. 이 롤 조작과 후의 건조 방법에 따라 크레이프 또는 시트 모양의 생고무가 만들어진다. 건조를 끝낸 시트와 크레이프는 서로 겹쳐서 1개 50~113kg의 사각형으로 포장된다.
종류
천연 고무의 품종과 격매김 등에 관해서는 천연 고무국제 품종 명세(International Natural Rubber Type Descriptions), 천연 고무 RMA(Rubber Manufacturers Association) 품종 명세, 싱가폴 품종 명세 등이 있는데, 대별하여 페일 크레이프, 스모크 시트 및 브라운 크레이프의 3종이 있다. 또 주로 단백질과 같은 불순분의 대부분을 제거한 순화(純化)고무, 가황 라텍스를 혼합한 라텍스로 만들어진 가공 성능이 개선된 S.P. 크레이프 및 라텍스에 미리 점토를 혼합해 두고 나서 만든 클레이 고무 마스터 배치 등이 있다.
참고자료
같이 보기
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