미오-이노시톨과 라우르산, 미리스트산, 팔미트산, 스테아르산 및 올레산등 5종의 지방산 메틸에스테르를 디메틸술폭시드 용매내에서 에스테르교환반응을 행하였다. 에스테르교환반응생성물은 얇은막 크로마토그래피, 관 크로마토그래피에 의하여 각각의 에스테르를 분리할 수 있고 미오-이노시톨 모노에스테르는 향류분배 방법에 의하여 잘 분리할 수 있다. 모노에스테르의 수용액에 대한 표면장력, 기포력, 유화력등을 측정하고 색소법에 의한 임계미셀농도를 추정하고 HLB값을 산정하였다. 이 결과로 미오-이노시톨모노에스테르는 계면활성을 나타낸다는 사실을 알았다.
1990년 초 일본의 Shingosen이 출현하면서 범용화하고 있는 폴리에스테르 섬유가 고부가가치 상품으로 변신하게 되는 계기를 맞게 되었다. 합성 섬유가 갖는 일련의 장점을 유지하면서 천연섬유의 특성을 모방한 폴리에스테르 극세섬유의 등장으로 고급화 및 차별화 된 폴리에스테르 섬유의 상품 추구가 가능하게 되었다. 근래에 와서 통상적인 방법으로 얻어지는 극세사(Micro Fiber)는 약 1d이며, 현재에는 0.3d의 공업적 방사도 가능하게 되었다. (중략)
폴리에스테르 공중합체의 합성에 이용될 수 있는 에스테르 교환 반응은 alcoholysis, acidolysis 및 transesterification 반응들에 의해 복합적으로 진행되며 이 때 각각의 반응 속도를 비교하여 보면 어느 한 쪽 분자쇄의 말단 알코올기가 다른 쪽 분자쇄의 에스테르기를 공격하는 alcoholysis 반응이 가장 빠르고 카르복실기가 에스테르를 공격하는 acidolysis 및 두 고분자 주쇄의 에스테르기 상호간에 발생하는 transesterification 반응들은 alcoholysis 반응에 비해 느린 것으로 알려져 있다. (중략)
새로운 품질의 수용성 윤활유를 얻기 위해 시중에서 쉽게 구입할 수 있는 지방산인 대두유와 고분자 알콜로부터 에스테르 화합물을 합성하고 그 물성을 실험하였다. 아울러 대두유에 의한 에스데르 화합물의 합성과 그 물성을 보다 정량적으로 분석하기 위해 대두유주된 구성 지방산인 올레익산에 대해 동일 실험을 수행하여 그 물성을 비교하였다. 에스테르 합성반응에 사용된 고분자 알콜은 프로필렌 옥사이드와 에틸렌 옥사이드의 공중합 화합물(PE)로서 분자량에 따라 PE-61(평균분자량:2000), PE-62(평균분자량:2500), 그리고 PE-64(평균분자량:3200) 세 가지 화합물을 사용하였다. 합성된 에스테르 화합물의 물성은 물과 혼합한 이후 수용액 상태의 여러 농도에서 pH,비중,표면장력,유동점도를 측정하여 비교하였다.
국내 섬유산업은 해외로부터의 저가 섬유제품이 대량으로 유입되는 속에서도 산업전반에 꾸준히 고부가 가치화를 지향하고 있다. 소비자의 요구에 부응하여 섬유소재에도 다양한 신개념과 이를 충족시킬 수 있는 기술이 요구되고 있으며, 그 가운데 하나의 영역을 구축해 나가고 있는 분야가 면 리플가공과 같은 표면 형태 가공이며, 최근 들어 폴리에스테르 입체(3D)가공제의 개발 및 가공 방법도 이런 흐름에 부응하여 업계에서 절실한 개발을 요구하고 있는 분야 중 하나이다. 현재 까지 폴리에스테르 섬유의 입체가공 기술은 엠보싱무늬를 조각한 금속 롤러에 열을 가하여 폴리에스터 직물에 찍는 방법으로 원단 표면의 입체적인 무늬를 만들어 내는 방법이 대부분이다. 최근 면 리플가공과 같은 표면 형태 가공이 섬유소재의 새로운 트랜드로 나타나면서 폴리에스테르와 같은 합성섬유에서도 이러한 소재의 질감을 얻고자 많은 시도가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 5종의 폴리에스테르의 입체가공용 바인더를 포뮬레이션하여 현재 시장성이 있는 폴리에스테르 아이템 5종에 대한 입체가공효과 및 적용성을 고찰하였다. 합성 포뮬레이션 된 바인더는 수용성으로 만들어졌으며, 입체가공 전 후의 원단 외관, 처리 후 수세의 용이성 및 무늬의 입체성효과 등을 확인하였으며, 가공 전후의 원단 물성평가 연구도 동시 진행하였다. 폴리에스테르 섬유의 새로운 패션 소재로의 응용에 초점을 두고 시장의 수요가 폭발되고 있는 폴리에스테르 섬유 및 나일론 등 합성섬유의 3차원 입체 가공(디보싱) 제품을 생산할 수 있는 가공제 및 가공방법의 개발은 신규시장 창출에 큰 기여를 할 수 있을 것으로 판단되며, 다양한 날염업체의 수요를 충족시키고, 섬유산업의 글로벌화에 대응하여 훈련된 영업 인력과 E-commerce를 통한 외산 제품과의 경쟁력 확보로 신규시장 진입기회를 창출할 것으로 기대한다.
고대 이집트시대에서부터 동식물 유지가 차축유 등에 쓰여진 것이 잘 알려져 있으며 유지는 화학적으로 일종의 에스테르이다. 현재 사용되는 윤활유는 그 대부분 원유를 원료로 하는 석유계 윤활유이고 그 외에 동식물유 및 합성 윤활유가 일부 쓰이고 있다. 각종 도구나 기계류의 윤활제로서 동식물 유지가 쓰여지기 시작한 것은 기원전 1500년경부터라 한다. 합성윤활유는 19세기 중엽부터 연구개발이 시작되어 1930년대부터 1940년 사이에 Standard oil of Indiana사이에 $\alpha$-Olefin Oligomer를 그리고 독일 IG 사에서는 Olefin Oligomer와 에스테르를 처음 공업생산하였다.
숙신산 에스테르 유도체는 방청성능 및 윤활성능이 우수하여 금속가공유 및 유압작동유 등의 첨가제로 많이 사용되고 있다. 본 연구에서는 광유계 윤활기유의 방청제로 사용하기 위하여 알킬 무수 숙신산과 여러 가지 지방 알콜과의 개환반응을 행하여 카르복실 그룹과 에스테르 그룹을 동시에 함유하는 숙신산 알킬 하프-에스테르 유도체를 97% 이상의 수율로 합성하였으며 1 중량% 농도범위에서 광유계 오일에 잘 용해되었다. 합성 유도체는 $^1H-NMR$ 및 FT-IR 스펙트럼으로 구조를 확인하였으며, GC 분석을 통하여 화합물의 순도를 확인하였다. 또한, 합성 유도체의 해수에 대한 방청성능을 ASTM D665 표준방법과 무게 중량법으로 평가하여 카르복실산 그룹을 함유하지 않는 숙신산 알킬 에스테르 유도체와 비교하였다. 방청성능 평가 결과, 합성 유도체의 농도가 증가하고 분자 내에 포함된 알킬기의 사슬이 짧을수록 상대적으로 방청성능이 우수하였으며 비교물질인 숙신산 알킬 에스테르 유도체는 방청성능을 전혀 나타내지 않았다. 무게 중량법으로 평가한 80 중량ppm 농도를 첨가한 오일의 방청효율 % (IE%)는 알킬기의 사슬이 짧을수록 높은 값을 나타내어 최고 95% 이상이었다. 또한, 발청속도(Corrosion rate, CR)는 알킬기의 사슬이 짧을수록 낮은 값을 나타내어 80 중량ppm에서 최고 0.3 mm/year 이하를 나타내었다. 즉, 숙신산 알킬 하프-에스테르 유도체의 해수에 대한 방청성능은 분자 내에 함유되어 있는 카르복실산 그룹으로 인하여 나타나는 것으로 판단되었다.
실험실에서 합성된 phenylthiazole ester 와 p-chlorophenylthiazole ester 그리고 methoxyphenylthiazole ester 각각의 기질에 대한 백혈구 에스터라제의 활성화 감도 등을 검토한 후, 반응 특이성이 좋고 감도가 높은 기질을 선택하여, 요 중에 존재하는 백혈구 수를 간접적으로 측정함은 물론, 반응 단계에 따라 구분이 가능한 요 중 백혈구 측정용 시험지를 개발에 필요한 조건을 최적화 하고자 하였다. 또한, 상품화된 기존의 아미노산 에스테르 기질과 비교 검토하여 그 차이가 발견되면 간편하고 경제성을 고려한 에스테르 기질을 개발함은 물론, 발색성 효소 기질의 결점을 보완하기 위하여 그 개선책을 검토하였다. 그 결과 Thiazole 유도체와 아미노산 유도체로부터 만들어진 새로운 에스테르인 phenyl thiazole 아미노산 에스테르인 methoxyphenyl thiazole 아미노산 에스테르 기질이 기존의 상품과 비교했을 때 그 효능이 우수하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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