세라믹 사출성형체로부터 초임계이산화탄소를 이용한 파라핀왁스의 제거

Removal of Paraffin Wax from Ceramic Injection Mold Using Supercritical Carbon Dioxide

초임계이산화탄소를 이용하여 세라믹 사출성형체로부터 파라핀왁스를 제거하였다. 파라핀왁스는 세라믹사출성형 공정에서 바인더로 사용되는 물질이다. 파라핀왁스 제거의 최적조건을 찾기 위해 온도, 압력, 이산화탄소의 유량에 대한 영향을 조사하였다. 온도는 328.15 - 348.15 K, 압력은 15 - 30 MPa 범위에서 조절하였으며, 이산화탄소의 유속을 변화시켜가면서 파라핀왁스의 제거율을 측정하였다. 파라핀왁스의 제거율은 압력의 증가에 비례하였다. 온도는 파라핀왁스의 녹는점인 329.15K 이상일 때 파라핀왁스의 제거가 효과적이었고, 더 높은 온도에서는 더 이상의 효과가 없었다. 이산화탄소의 유량 증가에 따라 파라핀 제거율이 향상되었지만 어느 양 이상이 되면 더 이상 효과가 없었다. 파라핀왁스를 보다 더 효과적으로 제거하기 위해 프로판을 공용매로 사용하였다. 초임계이산화탄소에 프로판을 첨가했을 경우 제거율이 향상되었으며, 사출성형체의 구조나 모양에 어떠한 변화도 없이 파라핀왁스를 완전하게 제거할 수 있었다.

Removal of paraffin wax from a ceramic injection mold using supercritical $CO_2$ has been studied. The paraffin wax is used as a binder in the ceramic injection molding process. The effects of pressure, temperature and flow rate of supercritical $CO_2$ on the removal of the paraffin wax were investigated. The removal rates were measured with various flow rates of $CO_2$ in the range of 328.15 - 348.15 K and 15 - 30 MPa. The removal rate of paraffin wax increased as the pressure increased. In the effect of temperature, the paraffin wax was effectively removed over 329.15K (melting point of paraffin wax), however, the efffct of temperature was not significant when the temperature was further increased. The increase of $CO_2$ flow rate also affected the removal of paraffin wax. However, the effect of flow rate was not observed when the flow rate reached a certain value. Propane was used as a co solvent in order to remove the paraffin wax effectively. When the propane was added to the $CO_2$, the removal efficiency was improved. The paraffin wax was completely removed from the ceramic injection mold without any change in their shape and the structure.