무지개 빛을 내는 무기진주광택안료는, 내광성, 내용제성 및 내열성 등이 물리적 화학적 안정성이 우수하여 다양한 분야에서 응용되고 있다. 본 연구는 수열합성방법을 사용하여 마이카 티타니아에 파란색 코팅 안료인 염화코발트를 기본으로 화장품 안료로 사용되는 진주광택안료를 합성하였다. 코발트에 의한 안료의 색상을 보완하고자 코발트와 금속 염의 비를 달리하여 안료를 코팅하고, 이를 통해 금속염의 종류에 따라 다양한 색차값을 구현하는 진주광택 안료를 합성하였다. 코발트와 첨가된 금속 염 전구체의 조성비와, 금속 염의 종류에 따라 코팅 특성과 색상을 조절할 수 있었고, 안료의 다양한 색상변화 특성을 색차계를 통해 확인 하였다. 합성된 안료는 SPM, SEM, XRD, EDS 기기를 통해 특성을 분석하였다.
The injection molding process is widely used in the production of most plastic products. In order to make metal-colored plastic products like those found in modern luxury home alliances, metallic pigments are mixed with a basic resin material for injection molding. However, process control for metal-colored plastic products is extremely difficult due to the non-uniform melt flow of the metallic resin pigments. In this study, the effect of process parameters on the quality of a metal-colored plastic product is evaluated. A rapid mold cooling method using a compressed cryogenic fluid is also proposed to decrease the content of undesired compounds within the plastic product.
함금속 염료는 이들 염료들의 우수한 일광견뢰도 때문에 섬유산업에서 광범위하게 사용되고 있다. 함금속 염료에 사용되는 금속으로는 크롬, 코발트 및 구리 등이 이용되고있다. 금속 착물은 주로 안료뿐만 아니라 산성, 직접 및 반응성 염료에서 사용하고 있다[1,2] 섬유 염색에서 중요한 부분으로는 염색폐수의 방출에 있다 [3]. 특히, 몇몇 염료들의 발암성물질과, 환원에 의한 아조 그룹의 파괴 등으로 발성하는 아민류가 심각한 환경문제로 관심을 갖고있다[4]. (중략)
자동차 선도장용으로 알루미늄 페이스트를 사용하여 6가지 베이스코트용 포뮬레이션이 설계되었다. 알루미늄 페이스트는 pancake 형태의 금속 안료인 #501, #801, #601와 cornflake 형태의 금속 안료인 #750, #770, #790가 사용되었다. 베이스코트의 상대적인 경화 밀도는 #501, #801, #601, #750, #770, #790 순으로 증가하였다. T-bending, 내충격성, 테이핑 부착력은 경화 밀도의 증가에 따라 향상되었다. Cornflake 형태의 안료에 대한 외관(combined factor) 테스트에서 입자가 가장 작은 #790이 다른 두 가지(#750, #770)와 비교하였을 때 가장 좋은 combined factor를 보여 주었다.
Dust explosion은 combustible solid의 미세한 입자가 공기 혹은 산소중에서 폭발범위의 농도에서 부유할 때 화염 혹은 spark 등의 에너지 공급에 의해 폭발하는 현상이며 plastic 공업, 금속분말, 유기약품, 무기약품, 안료, 농수산건조물 등에서 분체취급 분야의 확대 및 취급량의 증가에 따라 분진폭발의 잠재 위험성이 급증하고 있어 화학적 성질, 농도, 입경, 폭발 압력 등의 분진특성과 함께 분진폭발의 착화온도와 상한 및 하한 농도에 대해 이론 및 실험적으로 광범위하게 연구가 진행되어져 왔다. (중략)
최근 생활수준 및 생활환경의 향상에 힘입어 청결 및 쾌적을 추구하는 것이 사회적 현상으로 나타나고 있다. 요즘처럼 현대화된 시대에 '왜 항균제가 필요한 것일까' 라는 자연스러운 의문이 발생하게 되지만 현실은 항균제를 이용한 다양한 항균제품, 항균가전제품, 항균가공 내ㆍ건자재 및 항상 신선한 선도를 유지할 수 있는 제품 등이 호황을 누리고 있는 것이 현실이며 그 시장 규모는 3,000억원을 상회하고 있다. 이러한 항균 가공제품이 호평을 받는 사회적 배경은 우리를 둘러싼 주변 삶의 경제환경 신장에 따른 쾌적성 추구와 밀접한 관련이 있을 것이다. 이처럼 항균기능이 부여된 제품이 호평을 받고 있음에도 불구하고 국내에서는 항균제품의 주 기능 역할을 하는 항균제에 대한 개발은 초기단계로 국내 시장에서 많은 연구가 이루어지고 있는 실정이다. 국내의 경우, 유기 항균제의 사용이 전체 사용량의 80%를 차지하고 있고, 제올라이트나 인산염을 무기 담체로 항균성 금속 이온(Ag, Zn)을 물리적으로 결합시킨 무기 항균제가 개발된 것이 최근의 기술 수준이다. 이러한 유기 항균제는 미생물의 번식을 억제 또는 사멸시키기 위한 것이지만, 생체의 피부 세포에도 영향을 줄 수 있는 피부 자극원의 하나로 그 사용이 점차로 제한되고 있다. 무기 항균제는 안정성이나 항균력에서는 유기항균제 보다는 뛰어나지만 가격(경제성)이나 색(Color), 사용성 (Application)측면에서는 여러 가지 문제를 나타내고 있다. 귀금속이므로 가격이 고가이며, 금속고유의 색으로 회귀하려는 플라즈몬 효과에 의해 색(Color)의 조절이 불가능, 분말형태이므로 지류에 첨가시키는 방법 등이 큰 문제로 부각되고 있다. 이 러한 문제점을 해결할 수 있는 기술이 나노기술이다 나노기술(Nano-Technology)은 물질을 분자, 원자단위에서 규명하고 제어하는 기술로서 원자, 분자를 적절히 결합시킴으로서 기존 물질의 변형, 개조는 물론 신물질의 창출을 가능케 하는 기술이다. 나노기술은 여러분야로 세분화되지만 그중 산업화에 가장 접목이 용이한 기술이 나노입자(Nano-Particle)제어 기술이며, 나노입자는 통상적으로 입자크기가 수 nm에서 100nm이하 크기의 넓은 표면적을 가진 콜로이드 상의 불균일 분산입자를 말한다. 나노입자(Nano-Particle)는 기존의 입자($\mu\textrm{m}$)보다 물리적 및 광학적 성질이 우수하고 그 자체의 기능면에서도 탁월하기 때문에 국내외의 여러 산업에서도 기존제품의 품질 향상 및 기능성부여, 기존 공정의 개선 및 생산 원단위 절감 등 경제적, 생산적인 측면을 고려하여 적합한 나노입자를 채택, 적용하고자 하는데 많은 노력을 기울이고 있다. 이에 천연 항생제로 알려진 Ag, 즉 항균 및 탈취, 전기적 기능이 우수한 은(silver, Ag)을 나노(nm) 입자희 제조하고 이와 더불어 이산화티탄(TiO2) 복합 분체를 제조하여 제조된 나노 입자 및 복합 분체를 사용함으로써 환경 친화적이며 다양한 용도로 활용 가능한 소재 개발에 연구 내용을 두고 있다. 본 연구를 통한 기대 효과로서 환경성 측면에서는 환경 친화적인 나노 입자의 제조로 기능성 나노 입자에 친 환경성을 부여하여 유기계 항균제 대체 효과를 발현하고 이를 제품에 적용함으로써 다양한 기능을 가진 신소재 제조에 있다. 또한 경제적인 측면에서도 고부가 가치의 제품 개발에 따른 새로운 수요 창출과 수익률 향상, 기존의 기능성 안료를 나노(nano)화하여 나노 입자를 제조, 기존의 기능성 안료에 대한 비용 절감 효과등을 유도 할 수 있다. 역시 기술적인 측면에서도 특수소재 개발에 있어 최적의 나노 입자 제어기술 개발 및 나노입자를 기능성 소재로 사용하여 새로운 제품의 제조와 고압 기상 분사기술의 최적화에 의한 기능성 나노 입자 제조 기술을 확립하고 2차 오염 발생원인 유기계 항균제를 무기계 항균제로 대체할 수 있다. 이와 더불어 안료의 형상 균일화 기술을 확보하여 가격 경쟁력 및 부가가치 향상을 기대할 수 있다.
Dust explosion은 combustible solid의 미세한 입자가 공기 혹은 산소중에서 폭발범위의 농도에서 부유할 때 화염 혹은 Spark 등의 에너지 공급에 의해 폭발하는 현상이며 plastic 공업, 금속분말, 유기약품, 무기약품, 안료, 농수산건조물 등에서 분체취급 분야의 확대 및 취급량의 증가에 따라 분진폭발의 잠재 위험성이 급증하고 있어 화학적 성질, 농도, 입경, 폭발 압력 등의 분진특성과 함께 분진폭발의 착화온도와 상한 및 하한 농도에 대해 이론 및 실험적으로 광범위하게 연구가 진행되어져 왔다.(중략)
칼라도장강판은 금속 제품의 제품화 공정 중에 도장 공정을 생략함으로 경제적이며, 제조공정 중 발생할 수 있는 VOCs(Volatile Organic Compounds)의 배출 염려가 없어 건축 및 가전 산업에 다용되고 있다. 칼라도장강판은 용융아연도금강판(GI), 전기아연도금강판(EGI), 용융알루미늄아연합금도금강판 등이 기재로 적용되고 있으며, 최근 마그네슘 성분이 첨가되는 고내식 도금강판 개발과 함께 고내식 도금강판을 이용한 칼라도장강판의 개발 및 수요 발굴을 위한 연구가 활발하게 진행 중에 있다. 칼라강판의 구성은 일반적으로 도막 밀착성 확보를 위한 화성처리층, 기재와 도막간의 밀착성과 내식성 개선을 위한 하도층(primer layer), 가공성, 내오염성, 의장성 등의 기능성 부여를 위한 상도층(top layer)의 구조로 도장되어 있다. 도료는 가공성, 내오염성, 경도 등의 기능성이 우수한 폴리에스테르 수지계가 가장 폭넓게 사용되고 경화제로는 멜라민 화합물과 이소시아네이트 화합물이 널리 사용되고 있다. 칼라도장 강판은 1970년대 이후 본격적으로 보급되어 사용되기 시작하였으며, 화성처리층은 밀착성과 내식성이 우수한 크로메이트처리가 널리 사용되고, 하도층은 방청성이 우수한 크로메이트계 방청 안료를 함유시킨 도료가 일반적이다. 그러나, 전기전자 제품에 적용되는 칼라도장강판은 2006년에 RoHS 규제의 시행과 더불어 6가 크롬 사용 제한의 영향으로 크롬프리 화성처리가 일반화되어 적용되고 있으며, 그 동안 6가 크롬 제안이 유보적이었던 건축용 칼라도장강판 또한 크롬프리 화성처리층 및 크로메이트계 방청 안료의 하도층 적용을 회피하고 있는 추세이다. 이에 따라, 고내식 합금도금강판을 기재로 사용하고 기존의 화성처리층과 하도층에 크롬프리 수지를 적용하는 연구개발이 활발하게 진행 중에 있다. 본 연구에서는 마그네슘이 첨가된 고내식 합금도금강판으로 Al-Mg-S i강판과 용융 Zn-Al-Mg 합금도금강판에 기존의 상용화 공정에서 사용되는 크롬계 및 크로프리 화성처리 적용 칼라도장강판에 대한 내식성 등 칼라도장강판의 특성에 대해 발표한다.
본 연구에서는 반도체 제조공정에서 발생하는 실리콘 슬러지에 금속산화물인 이산화티타늄을 코팅하였으며, 이를 안료 및 도료의 소재로 응용하였다. 상세히는, 불순물이 제거된 판상형의 실리콘 슬러지 분말에 졸-겔법을 통해 이산화티타늄을 코팅하였다. 안료 및 도료의 소재로서 응용 가능성을 확인하기 위해서 친수성 투명 코팅제에 분산하여 페인트를 제조한 후 유리 기판에 분사하였다. 그 결과, 이산화티타늄의 도입으로 인한 발림성 향상과 하얀색의 발현을 확인할 수 있었다. 본 연구를 통해서 실리콘 슬러지에 이산화티타늄을 코팅함으로써 발림성 및 친수성이 향상됨을 확인하였으며, 이를 통해서 반도체 공정에서 발생하는 실리콘 슬러지가 안료 및 도료의 소재로서 응용 가능성을 확인하였다.
도장작업은 기계 기구, 금속, 자동차, 전기 전자, 선박, 가구제조업 등 각종 사업장에서 많이 취급되고 있는 작업으로서 취급물질이 대부분 합성수지 유기용매 등 인화성 또는 가연성 액체이거나 가연성 분체로서 용매 또는 분진으로 인한 폭발 화재의 위험성이 아주 높은 실정이다. 보통 4류 위험물의 유증기는 공기보다 무겁다 라는 생각으로 발생된 모든 유증기는 위험물 인근에 체류할 것이라는 생각을 하지만 상온에서 증발한 유증기 대부분은 인근의 대기와의 밀도차에 의해 주변으로 흩어지거나 연소하고 중량(重量)의 유증기만이 남아 화재조사에서 중요한 단서로 역할을 한다. 대부분분의 페인트 제품이 가열과 동시에 끊기 시작해서 비등점 측정이 어려웠고 발화점이 비슷한 다른 페인트에 비해 중량(重量)유증기 발생이 단시간 동안 낮은 온도에서 많이 발생한 것은 페인트의 안료가 유증기 발생을 방해해서 시너의 유증기 발생량과 동일한 양의 페인트 유증기 발생시간이 더 걸린 것 같다. 대부분의 유증기는 집진시설을 통해 A/C타워의 활성탄에 흡착되어 제거된다. 하지만 슬러지에 남아있는 희석제는 A/C타워를 정지하고 집진시설등의 배관에 있는 슬러지 청소 과정에서 주위 열원에 의해 많은 유증기를 발생하여 화재의 위험성이 존재함으로 작업자의 각별한 주의가 필요하다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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