• 청정기술
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• 제20권3호
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• pp.232-240
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• 2014

폴리염화비닐(polyvinyl chloride, PVC)은 자동차 내장재(도어 트림 및 대쉬 보드 등)에 아주 널리 사용되고 있으나 특정조건에서 유해물질을 배출하므로 규제가 되는 소재로 알려져 있다. 그러므로 열가소성 폴리올레핀계 고분자인 폴리프로필렌(polypropylene, PP)이 자동차 내장재 부분에서 PVC를 대체할 수 있는 중요한 재료로 부각되고 있다. PP(비정영역:0.855, 결정영역:$0.946g/cm^3$)의 또 다른 장점은 PVC($1.1{\sim}1.45g/cm^3$)에 비해 밀도가 낮으므로 자동차의 중량을 줄일 수 있다는 것이다. 한편 모든 부품은 표면보호와 미관상 코팅이 반드시 필요하며, 그들을 조립하는데 접착제가 필요하다. 지금까지 주로 사용해 온 용제-베이스의 접착제/코팅제의 경우 휘발성 유기화합물(volatile organic compounds, VOC)의 발생과 열악한 작업 환경으로 환경친화적인 수성 접착제/코팅제의 수요가 증가하고 있다. 이러한 맥락에서 본 연구에서는 소수성 고분자 PP에 적용되는 환경친화적인 다양한 수분산 폴리우레탄-우레아 선처리제(primer: 마감도료가 기질에 보다 잘 접착될 수 있도록 선처리하는 도료)를 이온성분 dimethyl propionic acid (DMPA) 함량별, 다양한 NCO/OH 몰비, 변성 실리콘 디올의 다양한 함량 및 소프트세그먼트 함량 등의 여러 배합으로 제조하였다. 제조된 시료 중 DMPA 함량 21 mol%, 소프트세그먼트 함량 73%, 변성 실리곤 디올 5 wt% 및 NCO/OH 몰비 1.2를 사용한 시료가 기질 PP 시트와의 접착력이 우수하였으며, 첨가제는 분산제 0.5 wt%, 레벨링제 0.5 wt%, 소포제 1.5 wt% 및 소광제 3.0 wt%가 가장 적합한 첨가 함량임을 알 수 있었다.

• 한국안광학회지
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• 제18권4호
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• pp.365-371
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• 2013

목적: 본 연구에서는 사출형 안경테 소재로 사용되고 있는 폴리아미드-12 수지인 TR-90을 대체하기 위하여 폴리아미드-66에 유리섬유(glass fiber)를 함량별로 블렌드하여 각 조성물의 물리적, 열적 특성을 평가하여 안경테로써의 적용 가능성을 검토하였다. 방법: 유리섬유의 함량 변화에 따른 폴리아미드-66 조성물의 특성변화를 고찰하기 위해 이축압출기를 이용하여 함량별 조성물을 제조하였다. 제조된 조성물의 기계적강도, 열적 특성, 코팅성 및 절삭가공성을 평가하였다. 이를 통하여 기존 TR 안경테 제품과의 성능 비교 및 안경테로써 적용 가능성을 평가하였다. 결과: 폴리아미드-66/유리섬유 조성물의 특성 평가 결과, 유리섬유의 함량이 증가할수록 성형수축율이 감소하며, 기계적 강도가 증가하는 것으로 나타났다. 유리섬유의 함량이 0 wt%인 경우 인장강도는 $498kg/cm^2$에서 30 wt%가 함유된 경우 $849kg/cm^2$까지 증가하였다. 코팅성 평가 결과 유리섬유 5 wt%에서는 코팅강도가 4 B였고, 그 이상에서는 5 B로 매우 우수한 코팅 특성을 나타내었다. 결론: 30 wt%의 유리섬유가 블렌드된 경우 기계적 강도가 크게 향상되나 이와 더불어 경도가 상승되며, 점도가 증가하여 사출온도가 높아지며, 제품에 플로우 마크가 생기는 것으로 나타났다. 유리섬유가 블렌드된 폴리아미드-66의 도료 코팅성은 모두 우수하였다. 전반적으로 물성 및 가공성 등을 평가해볼 때, 유리섬유의 함량이 약 10 wt% 내외의 경우 안경테로써의 적용이 가능하다고 판단된다.

• 멤브레인
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• 제14권3호
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• pp.258-262
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• 2004

Trifluoroethyl methacrylate (TFEMA)는 발수발유용 특수도료나 광섬유의 외관에 중요하게 쓰여지는 코팅제에 쓰여지는 산업적으로 중요한 단량체로, 주로 산촉매 하에 trifluoro ethanol (TFEA)와 methacrylic acid (MA)의 에스테르화 반응에 의해 제조된다. 이러한 TFEMA의 제조에 투과증발막의 적용가능성을 알아보기 위한 선행연구로서, 상용화된 폴리비닐알콜계 투과증발막(GFT Membrane $Pervap^{\circledR}1005$)을 대상으로 반응물의 하나인 trifluoroethanol (TFEA)을 대상으로 온도와 농도의 변화에 따른 투과증발실험을 실시하였다. 투과증발실험 결과 TFEA 농도가 90에서 99 wt%로 높아질수록 투과용액 내의 물의 감소에 기인한 전체투과량은 감소하였다. TFEA/물 선택도는 95 wt% TFEA 농도까지는 높아지는 경향을 보였지만 97 wt%부터 감소하여 99 wt%에서는 급격히 감소하였다. 운전온도가 상승함에 따라 투과도의 증가와 더불어, 선택도도 증가하는 경향을 보였다. 적용된 TFEA 농도와 운전온도의 범위에서 GFT막은 물에 대한 우수한 투과도와 선택성을 보였다. 이러한 TFEA/물 혼합용액에 대한 높은 탈수성능은 GFT 투과증발막이 TFEMA의 에스테르화 막반응기에 적용될 수 있음을 확인시켜 주었다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.105-105
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• 2017

actuator system은 조선, 제철, 석유화학 및 중공업 등 다양한 분야에서 각종 유량 및 공기압 등을 제어하는 밸브에 필수적으로 사용되는 핵심 부픔이다. 최근 유정 개발 등 해양구조물 설치 조절이 복잡화 되면서 본 부품이 해양산업에 사용되는 빈도가 증가하고 있다. 이 경우 본 부품이 염분이 많은 바닷물 또는 주변 환경에 직접 노출되기 때문에 내식성이 매우 엄격하게 관리되고 있다. 본 부품에 부식이 발생할 경우 control system의 작동을 지배하는 구성 품에 부식이 발생하여 actuator로서 기능을 상실하여 오동작이나 설비 가동이 중단되는 사례가 빈번하다. 현재 본 부품의 내식성 향상을 위해서는 금속기 표면에 페인트를 사용하는 방법이 가장 널리 사용되고 있는 방법이다. 이 경우 금속 표면과 도장 면과의 사이에 기포발생이나 이물질 유입 등으로 인한 밀착성이 감소되거나 blister 등으로 인하여 도장 코팅 면이 박리되는 사례가 빈번하다. 이를 방지하기 위해서 최근 고 밀착성 내식용 도장 방법을 적용하고 있으나, 이 방법으로 도장한 부품의 표면에 충격 등으로 인한 결함이 발생할 경우 pitting corrosion 등 급격한 부식이 발생하여 이에 대한 근본족인 대책 수립이 절실한 실정이다. 본 연구에서는 근본적으로 금속기 표면과 밀착성이 우수한 화성피막 용액을 이용하여 희생양극에 의한 내식성을 확보하고, 다양한 용도에 적합한 색상 도료를 화성피말 위에 적용하여 화성피막 층의 보호 및 actuator의 목적에 맞는 도장을 하였다. 희생 양극효과를 극대화 할 수 있는 최적 화성피막 층은 $15{\mu}m$이며 이때 1,000시간 이상의 내식성을 확보하였다. 이 경우 이론적인 내식 수명은 2년으로 추정할 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제20권2호
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• pp.10-17
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• 2016

RC(Reinforced Concrete) 부재는 인장영역에서 보강재가 하중을 지지해야 하므로, 철근부식은 내구성 뿐 아니라 안전성에서도 매우 중요하다. 본 연구에서는 최근 개발된 FRP Hybrid Bar와 일반 철근을 매립한 RC 보부재를 제작하였으며, ICM(Impressed Current Method)를 적용하여 철근부식을 촉진시켰다. 기존의 이론식인 Faraday 법칙을 이용하여 부식량을 평가하였으며, 일반설계강도를 가진 콘크리트 보부재에 대하여 휨시험을 수행하였다. 일반 철근에서는 부식량이 4.9~7.8% 수준으로 평가되었으며 이에 따른 휨 저항능력은 -25.4~-50.8% 수준으로 감소하였다. FRP Hybrid Bar를 매립한 RC 보에서는 부식과 휨 저항 감소가 평가되지 않았는데, 이는 에폭시 도료로 코팅된 철근의 우수한 내부식성에 기인한다. 촉진 부식실험에서는 FRP Hybrid Bar의 우수한 내부식성 및 부착성능을 확인하였는데, 실용화를 위해서는 장기적인 침지를 통한 내구성 평가가 필요하다고 판단된다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.164-164
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• 2017

해양환경 중 많이 사용되는 철강재료들은 그 가혹한 부식환경에 대응하기 위하여 일반적으로 피복 도장방식법이나 음극방식법이 적용되고 있다. 여기서 음극방식법은 선박 및 해양구조물의 해중부 부식에 대해 가장 효과적인 방식법으로 알려져 있다. 한편, 이와 같이 해수 중 철강재에 음극방식을 적용할 경우, 피방식체인 그 강재 표면에 해수 중 용존된 산소의 음극환원 반응이 일어나며 국부적인 알카리 표면 조건을 형성시켜 $Mg(OH)_2$와 $CaCO_3$의 막을 석출시킨다. 이와같이 음극방식 중 형성된 전착물은 방식해야 될 표면적을 감소시켜 방식전류밀도를 감소시키는 효과가 있는 것으로 보고되고 있다. 이렇게 석출된 전착물은 음극표면에 부분적으로 형성되고, 여러 가지 환경 조건 등의 영향을 받아 그 피막의 형성 정도도 가늠하기 어렵기 때문에 음극방식 설계 시 그 정도에 따른 영향을 고려-반영하기가 곤란하다. 또한 이 전착물은 그 형성 메커니즘에 관한 해석이나 강도, 균일한 밀착성, 장기적인 방식효과 및 효율성 등이 아직 충분히 입증되어 있지 않은 실정에 있다. 따라서 본 연구에서는 해수 중 다양한 전착 프로세스에 의해 제작된 전착물의 기간별, 도장코팅 종류별 특성변화를 분석 및 평가하고, 전착물에 의한 희생양극 소모전류 변화 측정 분석을 통해 전착막을 균일하고 치밀하게 형성시키기 위한 최적의 조건을 찾고자 하였다. 또한 석출속도, 밀착성 및 내식특성을 향상시키기 위해 해수 중 기체를 용해시켜 제작한 막의 특성을 분석-평가하였다. 본 연구에 사용된 강 기판은 일반구조용강(KS D 3503, SS400)으로 ${\varnothing}42.7{\times}1,000mm{\times}4.0t$의 형상으로 제작하였다. 인가된 전류밀도는 1, 3 및 $5A/m^2$이고 도장 코팅 종류별 전착 석출물의 형성차이 비교 분석을 위한 실험은 선박 및 해양구조물에 많이 사용되는 Universal Epoxy 도료 2종을 선정하여 진행하였다. 또한 Steel Wire Mesh의 영향을 알아보기 위해 Mesh를 설치하여 실험을 진행하였다. 기간별-도장 종류별 외관관찰, 전착물의 두께 측정, SEM, EDS 및 XRD를 통해 막의 모폴로지, 조성원소 및 결정구조를 분석하였으며, 전착물의 내식성과 내구성을 평가하기 위해 테이핑 테스트(Taping Test) 및 전기화학적 양극분극 시험을 실시하였다. 희생양극 소모율에 대한 전착물의 영향을 확인하기 위해 외부전원을 인가하여 전착 피막을 형성시킨 강 기판에 희생양극을 연결하여 희생양극 소모효율 측정 시험을 진행하였다. 전착물의 석출량은 시간 및 전류밀도의 증가에 따라 비례하여 증가하였으며, 음극전류 인가 시 금속과 용액 계면 사이의 확산층에서 발생한 $OH^-$ 이온으로 인해 금속과 용액 계면 사이 pH가 부분적으로 증가하여 $Mg(OH)_2$ 화합물이 많이 생성되는 것으로 확인되었다. 또한 Mesh의 부착으로 평활하지 않게 형성된 미세한 굴곡구조 및 표면적 증가로 인하여 단계적으로 피복되는데 필요한 시간이 지연되면서 $CaCO_3$에 비해 $Mg(OH)_2$ 화합물이 상대적으로 증가한 것으로 사료된다. $CaCO_3$(Aragonite) 구조는 견고한 피막으로 치밀하고 화학적 친화력이 높아 우수한 밀착성을 보였으며 전착물의 영향으로 양극 전류가 감소하였고, 이로인해 방식전류 절감효과를 얻을 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국재료학회지
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• 제25권2호
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• pp.61-67
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• 2015

$Fe_2O_3$ coated plate mica($Fe_2O_3$/mica) for infrared reflectance red pigment was prepared under hydrothermal treatment. $Fe_2O_3$ was perfectly coated on mica via the difference of surface charge between $Fe_2O_3$ and mica particles at pH 3. $Fe_2O_3$/mica was then calcined at $800^{\circ}C$ to stabilize the coated layer on mica. The infrared(IR) reflectance pigments were characterized by X-ray diffraction, FE-SEM, zeta potential, and a UV-Vis-NIR spectrophotometer. In particular, the CIE color coordinate and IR reflectance properties of $Fe_2O_3$/mica pigments were investigated in relation to the thickness variation of the $Fe_2O_3$ layer coated on mica of various lateral sizes. The isolation-heat red paints containing the pigments were prepared and optimized with a thinner, settling agent, and dispersant. Then, the films were made. The thermal property of isolation-heat on these films was observed through the relationship of the IR reflectance value, which was based on the variation of the $Fe_2O_3$ layer's thickness coated on mica and mica's lateral size as IR reflectance pigment. With an increase in IR reflectance on these films, the thermal property of isolation-heat was effectively enhanced.

• 한국재료학회지
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• 제23권12호
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• pp.672-679
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• 2013

$Fe_4[Fe(CN)_6]_3$ coated on a mica or $TiO_2$/mica surface as infrared reflective blue pigment was prepared by a hydrothermal method. $Fe_4[Fe(CN)_6]_3$, used as coloring agent, was uniformly coated on mica or $TiO_2$/mica under the optimized condition of a 1.2 : 1 weight ratio between iron(III) chloride hexahydrate and potassium ferrocyanidetrihydrate at the initial pH level of 4.5 at $70^{\circ}C$. The infrared (IR)-reflective pigments were characterized by SEM, Zeta-potenial, FT-IR, and UV-VIS NIR spectrophotometry. Especially the CIE color coordinate and total solar reflectance(TSR) properties of the pigments were investigated in relation to variation of the coating and coated substrate thicknesses. Isolation-heat paint was prepared with 20 wt% blue pigments fully dispersed in acryl-urethane resin and several additives to coat the film uniformly. The films were also measured with CIE color coordinate, TSR, and the surface temperature was recorded by an isolation-heat measuring system. The pigments and films of $Fe_4[Fe(CN)_6]_3$ coated on mica and $TiO_2$/mica showed high TSR values compared with the TSR value of $Fe_4[Fe(CN)_6]_3$ itself. According to the increase of TSR value, the property of isolation-heat is effective. To realize the optimal blue color, we applied the the pigment to $TiO_2$ coated mica(TM(b)) which has blueish interference color. The pigment of $Fe_4[Fe(CN)_6]_3$ coated on TM(b) shows a strong blue color compared with that of $Fe_4[Fe(CN)_6]_3$ coated on $TiO_2$/Mmca(TM(w)), which has a whitish interference color.