왁스란?
왁스란 상온에서는 고체 상태이면서 온도를 높이면 유체로 변하는 분자량 수백 정도의 물체이다. 광택, 윤활 작용 및 방수, 방부 효과가 있기 때문에 이와 같은 특징을 필요로 하는 여러 분야에 단독 또는 기타 수 지류와 섞이어(blended) 사용 된다. 또한 양초 및 접착제, 잉크, 계면활성제의 원료로도 많이 사용된다. 왁스에는 수많은 종류가 있으나, 주로 녹는 온도(융점, 融點)에 따라 저 융점왁스 (일반 파라핀 왁스, 밀납 등) 와 고융점 왁스 (마이크로크리스탈린 왁스, 카나우바왁스, 합성왁스 등) 으로 나누기도 하며, 원료에 따라 석유계 왁스(파라핀, 마이크로크리스탈린 왁스), 동물성 천연왁스, 식물성 천연왁스, 합성왁스 등으로 분류하기도 한다. 또한 넓은 의미의 왁스에는 반 유동성의 바세린(와세린, Petrolatum), 액체 상태의 유동형 파라핀, 액체 파라핀 등이 포함된다. 따라서 어떠한 왁스들은 상온에서 반유동상이거나, 완전 유동상일 수도 있다. 겔 형태의 왁스도 있으나 이는 주로 유동상의 왁스와 겔 형성 고분자 수지를 섞은 것 이므로 원래의 왁스로 분류하기 힘들다고 할 수 있다. 여기서는 일단, 석유계왁스, 동물성 천연왁스, 식물성 천연왁스, 합성왁스로 분류하여 각각의 특징을 알아보기로 하자.
1. 석유계왁스
파라핀 왁스(Paraffin Wax)와 마이크로크리스탈린 왁스(Microcrystalline Wax)가 대표적인 석유계 왁스이다.
1-1. 파라핀 왁스
우리가 왁스라고 할 때 가장 일반적으로 떠올리는 것으로 가장 널리 사용되는 왁스가 파라핀 왁스이다. 이 파라핀 왁스는 원유 중에서 비점이 높은 윤활유 성분 등이 포함된 원유왁스(Crude Wax) 에서 윤활유등 유분 성분을 제외하고 정제한 것으로 상용화 된 것들은 녹는점에 따라 여러 가지의 종류로 분류된다. 식용 제품 초장에 적용되는 것이 허용된 (FDA 승인) 것들은 주로 식품포장지용으로 사용된다. 나머지 제품은 비식용 포장지 코팅용, 가소제, 방수제, 몰드 이형제(Mold Releasing Agent), Hotmelt 용, 양초용 등으로 널리 이용된다.
1-2. 마이크로크리스탈린 왁스
줄여서 마이크로 왁스라 불리기도 하지만, 정확한 명칭은 약간의 결정성과 강한 경도를 가졌다고 해서 Microcrystalline Wax이다. 미황색을 지니며, 원유를 정제하고 남은 잔류 아스팔트(Asphalt)를 다시 정제 및 분리하여 얻어지는 왁스이다. 파라핀 왁스가 분자 구조상 직쇄형의 탄화수소(Linear Alkyl Hydrocarbon)인데 비해 마이크로크리스탈린 왁스는 가지형의 탄화수소(Branched Alkyl Hydrocarbon)가 많이 포함되어 있다. 따라서, 파라핀 왁스에 비해 높은 온도에서 녹으며, 경도가 높다.
1-3. 유동파라핀
액상의 파라핀으로 유동성을 지니는 윤활유와 비슷한 형태로서 유분이 많이 함유되어 있다. 화학적으로는 안정된 형태의 포화된 직쇄 탄화수소류와 나프텐계의 탄화수소류의 혼합물이며, 질소화합물, 황화합물, 산소화합물, 저분자 방향족의 함유가 없으므로 정제 후 화장품, 의약품, 식품용으로 사용된다.
1-4. Petrolatum
반유동성을 지닌 파라핀, 제약용으로 많이 사용된다. Petroleum Jelly, 바세린, 와세린 등으로 불리기도 한다. Microcrystalline Wax 와 Oil 이 섞여있는 형태이며, 완전 정제하여 유분을 제거하면 Microcrystalline wax가 된다.
2. 동물성 천연왁스
벌집으로부터 얻어지는 밀랍(蜜蠟, Bees Wax)과 양모로부터 얻어지는 Wool Wax 가 대표적이다. Wool Wax는 Lanolin으로 많이 불린다. 고래 등으로부터 얻어지는 왁스도 있으나 이런 왁스는 최근 공급이 줄면서 다른 왁스로 대체되고 있다.
2-1. Bees Wax
벌집에서 꿀을 분리한 후 분쇄하여, 정제한 것으로 비교적 넓은 녹는점 분포를 가지고 있다. 화장품, 의약품 원료로 많이 쓰이며, 경도를 낮게 하는 일종의 가소제로도 많이 쓰인다.
2-2. Wool Wax
양모(Wool)에서 추출된 왁스로 피부보호 효과가 있어 주로 화장품 원료로 사용된다.
3. 식물성 천연왁스
식물성 왁스로 많이 쓰이는 것은 Carnauba Wax 와 Candelilla Wax가 있다.
3-1. Carnauba Wax
브라질 북동부 지방에서 자생하는 Carnauba 야자나무의 잎에서 추출되는 왁스로서 고 경도, 고 융점, 고 광택을 지닌 왁스이다. 광택이 필요한 광택용 코팅 재료, 식품포장지 코팅, 인쇄용, 화장품 및 의약품 원료로 많이 사용된다. 식물성 천연왁스로는 가장 생산량이 많다. 화학적으로는 에스테르류가 70-85 %, 고급 지방산과 고급 알코올류가 5-8%, 탄화수소류가 5-10% 정도로 이루어져 있다.
3-2. Candelilla Wax
멕시코 동부의 건조지대에서 자라는 초본류 식물 Candelilla 에서 얻어지는 왁스로서, Carnauba Wax보다는 경도 및 융점이 낮은 천연 왁스로, 화장품, 의약품의 원료로 많이 이용된다. 화학적으로는 에스테르류가 30-35%, 고급 지방산과 고급 알코올류가 15-20%, 탄화수소류가 50-60% 정도로 이루어져 있다.
4. 합성왁스
합성왁스는 인공적인 석유화학 공정을 거쳐서 생산되거나, PE(Polyethylene) , PP(Polypropylene)등의 합성 과정에서 부산물로 생성되는 것으로, 메탄, 에탄 등에서 합성되는 합성 왁스(F-T wax, 주로 Sasol Wax), PE 왁스, PP 왁스 등이 있다.
4-1. PE 왁스
천연가스나 나프타를 분해하여 얻어지는 에틸렌을 중합하여 얻어지며 중합 공정 특성에 따라 다양한 종류의 왁스가 얻어진다. 제조방법에 따라서 PE (HDPE, LDPE) 를 열분해해서 얻어지는 열분해왁스와, PE 중합과정에서의 저분자량 (low molecular) 부산물을 정제한 것이 주로 많다.
4-2. PP 왁스
프로필렌을 중합하거나, polypropylene을 열분해하여 얻어지며, 대체적으로 경도나 융점이 높은 특색을 지니고 있다.
발췌) Copyright 2001, SCTC, Ltd. by Dong Won Kim
우리가 사용한 젤 왁스는 합성 왁스에 속합니다.
출처: 네이버 mmgg4425