3.3 고무

Reporting Date: November. 7, 2024

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고무의 전반적인 개념과 합성 고무에 대해 다루고자 한다.

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목차

01 고무의 발견
02 고무의 활용 및 어원
03 가황고무
04 고무의 응용
05 석유 및 정유 산업의 발전

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01 고무의 발견

 

기원전 1600년경,
중남미 지역의 올멕 문명에서 고무를 처음으로 사용한 흔적이 발견된다.

(이 고무는 Hevea brasiliensis에서 추출한 라텍스를 의미.)

고무는 의식용 물품, 방수 재료, 공놀이 등에 활용되었다.

 

기원전 200년 ~ 기원후 900년경,
마야 문명이 고무를 더욱 광범위하게 활용했다.

마야인들은 천연 라텍스를 채취한 뒤,
나무의 수액과 섞어 탄성과 내구성이 높은 고무를 만들어 사용했다.

이것은 주로 방수 의복, 공놀이(Pok-Ta-Pok),
의식적 도구 제작 등에 사용되었다.

 

14세기 ~ 15세기경,
아즈텍 문명이 마야 문명을 계승해 고무 사용을 지속했다.

아즈텍인들은 고무로 만든 공을
종교적 의식과 여가 활동에 사용했으며,

고무나무가 자생하는 열대 지역과 활발히 교류했다.

 

1493 ~ 1496년,
크리스토퍼 콜럼버스의 두 번째 항해 중

(Christopher Columbus, 1450–1506)

카리브해 지역(히스파니올라, 쿠바, 자메이카 등)을
탐험하며 원주민들이 사용하는 고무 공을 목격했다.

그는 이를 유럽으로 가져갔지만,
당시 유럽에서는 고무의 실질적 용도를 이해하지 못했다.

 

16세기 초반,
스페인 탐험가들이 중앙아메리카와 남아메리카에서
아즈텍 및 마야 문명을 접하며 고무 사용법과 그 제작 과정을 보고했다.

스페인 사제와 학자들이 고무의 특징과
활용법을 유럽에 기록으로 남기기 시작했다.

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02 고무의 활용 및 어원

 

1770년,
영국의 화학자 조지프 프리스틀리

(Joseph Priestley, 1733–1804)

고무를 지우개로 사용하는 법을 발견하며
유럽에서 고무의 실용성이 주목받기 시작했다.

 

 

'Rubber' 의 어원

고무의 영어 명칭인 'Rubber'는 18세기 후반에 처음 사용되었다.

이는 고무의 주요 초기 용도가
연필 자국을 문질러 지우는 도구(지우개)였기 때문이다.

당시 연필로 쓴 글씨를 지우기 위해 고무를 문질러 사용하는 방식에서
'Rub'이라는 단어가 연관되었고, 이로 인해 고무는 'Rubber' 라는 이름을 얻었다.

 

지우개의 영어 명칭

영국식 영어에서는
'Rubber'라는 단어가 여전히 지우개를 의미한다.

반면, 미국식 영어에서는 'Eraser' 가 지우개를 뜻하며,
'Rubber'는 일반적으로 고무를 가리키는 단어로 사용된다.

 

'Eraser' 의 어원

라틴어 'Eradere' 에서 유래했다.

' e - ' 는  'out' (밖으로),
'radere' 는  'scrape'(긁다, 문지르다)라는 의미이다.

합쳐서 'eradere'는 '긁어서 없애다' 를 뜻하며,
영어로는 'erase'(지우다)로 발전했다.

'Eraser' 는  '지우는 도구' 를 의미하며,
18세기 후반부터 사용되기 시작했다.

 

 

'고무' 의 어원

프랑스어 'gomme'(고므), 네덜란드어 'gomm'(곰),
그리고 일본어 'ゴム'(고무)에서 유래되었다.

여기서 'gomme'는 고무나무 수지를 뜻하는 'rubber'와 관련이 있으며,
이 단어들이 한국어로 넘어오면서 현재의 '고무'라는 단어로 정착하게 되었다.

 

영어에서 'gum'과 독일어의 'Gummi'는
고무와 유사한 성질을 가진 물질을 의미하는 단어로,

고무와 관련된 의미에서 유래하였지만,
이들 단어는 고무의 원래 의미인 '고무나무 수지'와는 다소 차이가 있다.

 

고무나무의 수지나 그것을 인공적으로 흉내낸 합성 고무는
한국어로 고무라고 불리며, 일반적인 나무 수지에는
껌이나 검이라는 단어를 사용한다.

 

씹는 껌(gum)은 치클나무의 수지에서 추출된 물질로,
영어의 gum과 그 어원은 동일하지만, 우리는 이를
껌이라고 따로 구분하여 부르고 있다.

즉,  '껌' 과  '고무' 의 어원은 같지만,
그 의미와 사용에 차이가 있다.

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03 가황 고무

(Vulcanized Rubber)

 

1823년,
영국의  발명가인 찰스 매킨토시

(Charles Macintosh, 1766–1843)

그는 석탄 타르에서 얻은 나프타(naphtha)를 사용해
고무를 녹이고, 이를 천 사이에 삽입하는 방법으로 방수 섬유을 만들었다.

 

매킨토시 코트

(Macintosh Coat)

매킨토시가 발명한 방수 섬유는 곧 의류 제작에 활용되어
최초의 비옷(Raincoat)가 탄생했다.

이 코트는 특히 비가 자주 내리는 날씨에서 유용한 의류로 인기를 끌었다.
그러나 천연 고무를 이용한 방수 섬유는 너무 뻣뻣해 실용성이 떨어졌다.

 

 

미국의 발명가인 찰스 굿이어

(Charles Goodyear, 1800–1860)

그는 고무의 가황법을 발명하며
고무의 산업적 활용이 본격화되었다.

1839년, 천연 고무에 유황을 첨가하여 가황 고무를 발명했으며,
이로 인해 고무의 내구성, 탄력성, 안정성이 크게 향상되었다.

1844년, 미국에서 가황고무 기술에 대한 특허를 획득했다.
그러나 당시 영국에서는 특허를 등록하지 못했다.

영국에서는 이미 핸콕이 가황 고무와
관련된 특허를 등록한 상태였기 때문이다.

 

영국의 발명가 토머스 핸콕

(Thomas Hancock, 1786–1865)

1820년대, 핸콕은 고무를 더 잘 가공할 수 있는 기술을 연구하면서
"매스티케이터(masticator)"라는 고무 연화 기계를 개발했다.

1843년, 핸콕은 독립적으로 가황고무를 발명했다.

그는 유황과 고무를 가열하여 고무의 내구성과 탄성을
개선하는 방법을 발견하고, 영국에서 이를 특허로 등록했다.

이후 가황 고무를 매킨토시 코트에 적용하여
악취를 제거하고 기능을 개선하였다.

 

굿이어와 핸콕의 분쟁

굿이어는 가황 고무 발명의 권리를 주장했으나,

토머스 핸콕은 가황 고무 기술을 독립적으로 개발해
1843년 영국에서 특허를 먼저 등록한 상태였다.

이로 인해 굿이어는 영국에서 법적 우위를 확보하지 못했으며,
유럽 시장에서 가황 고무 기술을 상업화할 권리를 잃게 되었다.

결국 재정적인 문제와 특허 분쟁으로 인해 그의 회사는 파산했고,
굿이어는 한 많은 삶을 살다 1860년 쓸쓸히 생을 마감했다.

 

 

1830년대 초,
Liverpool Rubber사는 고무로 만든
신발 밑창인 Sand Shoes를 출시했다.

이는 고무 산업 초기의 중요한 상업적 성공 사례로 여겨진다.

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04 고무의 응용

 

방수용품과 타이어

고무는 그 탄력성과 방수 특성 덕분에
방수용품에 많이 사용된다.

특히, 비옷이나 우산 등에 사용되는 천연 고무는
비로부터 보호하는 데 큰 역할을 한다.

또한, 고무는 자동차 타이어와 같은
고성능 제품에도 필수적으로 쓰인다.

 

 

1887년,
스코틀랜드의 발명가인 존 보이드 던롭

(John Boyd Dunlop, 1840–1942)

최초의 공기 주입식 자전거 타이어를 발명한다.

자신의 아들이 자전거를 타는 동안 불편을 겪자,
공기 주입식 타이어를 발명하여 충격을 완화하고
주행 성능을 개선하는 방법을 고안했다.

이는 자전거 타이어 역사에 큰 획을 그은 발명이었습니다.

 

 

1891년,
프랑스의 기업가인
앙드레 미쉐린과 에두아르 미쉐린

(André Michelin, 1853–1931)
(Édouard Michelin, 1859–1940)

그들은 탈착식 공기 주입식 자전거 타이어를 발명한다.

 

같은 해 9월, 프랑스의 사이클 스타 샤를 테롱이

(Charles Terront, 1857–1932)

파리-브레스트-파리(Paris-Brest-Paris) 자전거 경주에서
사용하여 우승함으로써 그 우수성이 입증되었다.

1889년, 형제는 프랑스 클레르몽페랑에서
미쉐린(Michelin) 회사를 설립하며 타이어 산업의 선구자로 자리 잡았다.
이후 자동차용 타이어를 포함한 다양한 혁신을 통해 타이어 기술을 발전시켰다.

 

그들이 개발한 타이어는 공기를 주입하여 탄력을 제공하고,
탈부착이 가능한 설계로 유지보수가 편리한 점에서 혁신적이었다.

오늘날 우리가 사용하는 현대적인 타이어와 유사한 형태로,
자동차와 자전거의 타이어 기술을 혁신적으로 발전시켰다.

 

 

1895년,  미쉐린 형제는 
최초의 공기 주입식 자동차용 타이어를 발명한다.

이 타이어는 차량의 무게를 효과적으로 지탱하고
주행 중 충격을 흡수하여 안정성과 편안함을 크게 향상시켰다.

같은 해, 이 타이어를 장착한 차량이
파리-보르도(Paris-Bordeaux) 자동차 경주에 출전하며 기술력을 입증했다.

 

 

타이어 생산의 중요성

자동차 기업들이 타이어 생산에 중점을 두는 이유는
차량의 성능과 안전에 직접적인 영향을 미치기 때문이다.

타이어는 도로와의 접촉을 담당하며,
자동차의 주행 성능, 연비, 제동력 등에 중요한 역할을 한다.

 

 

스니커즈

(Sneakers)

고무 밑창을 사용한 운동화로,
20세기 초반부터 인기를 끌었다.

고무 밑창은 착용감을 높이고 내구성을 강화하며,
스포츠와 일상적인 활동에서 모두 사용되기 좋은 특성을 가지고 있다.

스니커즈의 발전은 패션 아이템으로도 큰 영향을 미쳤다.

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05 석유 및 정유 산업의 발전

19세기 말부터 20세기 초,
석유 산업과 정유 산업이 급격히 발전하면서,
다양한 화학 제품이 생산되기 시작했다.

특히, 석유화학 산업의 발전은 합성 고무를 비롯한
여러 고분자 물질의 생산을 가능하게 했다.

합성 고무는 천연 고무에 비해 가격이 저렴하고,
다양한 특성을 갖출 수 있어 산업 전반에서 중요한 역할을 하게 되었다.

 

 

1909년,
독일의 화학자 프리드리히 호프만

(Friedrich Hofmann, 1866–1956)

Bayer에서 그의 동료들과 함께 합성 고무인
폴리이소프렌(Polyisoprene) 개발한다.

폴리메틸이소프렌(Polyisoprene) 기반으로 만들어졌으며,
천연 고무를 대체하려는 시도의 시작이었다.

 

초기 합성 고무는
천연 고무에 비해 품질이 낮고, 물리적 특성이 제한적이었다.

특히, 내구성과 탄성이 부족하여 상용화에 어려움을 겪었다.

 

제1차 세계 대전(1914-1918) 동안,
주로 동남아시아 지역에서 공급되는 천연 고무의 수급이 어려워졌다.

전쟁으로 인해 교역이 제한되었고,
이를 대체할 수 있는 합성 고무의 수요가 급증했다.

 

1차 세계 대전 후,
석유화학 공업이 발전하면서 합성 고무 생산이 가능해졌다.

특히, 석유에서 얻을 수 있는 화학 물질을 통해
더 나은 품질의 합성 고무를 만들 수 있는 기술이 발전하였다.

 

1920년대 초,
부타디엔(butadiene)을 이용한 합성 고무 기술이 개발되었다.

'스타이렌-부타디엔 고무'와 같은 고무 제품의 생산이 가능해졌다.

(SBR, Styrene-Butadiene Rubber)

이로 인해 고무의 특성이 개선되었고,
자동차 타이어 등 다양한 산업 분야에서 사용되기 시작했다.

 

1930년대,
미국의 듀폰(DuPont)사의 윌리스 캐러더스가 개발한

(Wallace Carothers, 1896–1937)

네오프렌(Neoprene)이 등장하며 내구성과 특성이 크게 개선되었다.

이는 합성 고무의 일종으로,
주로 자동차 타이어와 같은 산업용 제품에 사용될 수 있는 물질로 상업화되었다.

또한, 내열성, 내화학성, 내유성 등을 갖춘 고무로,
다양한 산업 분야에서 널리 사용된다.

 

 

골프공 소재

(1) 폴리부타디엔 (Polybutadiene)
고무의 탄력성과 내구성을 향상시켜 골프공의 충격을 잘 흡수하도록 돕는다.
이는 골프공의 비거리와 안정성에 중요한 영향을 미친다.

(2) 아이온 노머 (Ionomer)
골프공의 표면에 사용되며, 내구성이 뛰어나고 스핀이 잘 걸리게 해준다.
고강도와 내마모성이 뛰어나 골프공의 성능을 높이는 데 기여한다.

(3) 엘라스토머 (Elastomer)
고무의 유연성과 탄성을 높여 골프공의 품질을 향상시킨다.
이는 골프공의 내구성과 비거리 향상에 중요한 역할을 한다.

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