산화에틸렌 함량, 분자량 및 분자사슬의 구조가 다른 폴리에테르형 기포개방제를 사용하여 고탄성 폴리우레탄 발포체를 제조하고 이 때 기포개방제의 구조 변화가 계의 반응속도, 유변학적 성질, 발포체의 구조적인 안정성, 개방기포 함량 및 기계적인 성질 등에 미치는 영향을 조사하였다. 기포개방제의 산화에틸렌 함량 증가와 분자사슬에 에스테르 결합의 도입에 따라 우레아 생성 반응이 지연되었으나, 기포개방제의 분자량은 큰 영향이 없음을 관찰하였다. 유변학적 성질의 관찰로 기포개방제의 산화에틸렌 함량과 분자량의 증가에 따라 반응물의 점도와 저장탄성율의 감소를 확인하였고, 이 때 얻어진 발포체는 낮은 구조적인 안정성과 높은 개방기포 함량을 가졌다. 에스테르 결합이 도입된 기포개방제는 가장 낮은 점도와 저장탄성율을 나타내었고 제조된 발포체는 높은 개방기포 함량을 가졌으며, 또한 에스테르 결합에 의해 증가된 분자간 힘으로 인해 구조적인 안정성이 증가하였다 발포체의 경도, 인장강도, 인열강도, 신율은 기포개방제의 산화에틸렌 함량과 분자량의 증가에 따라 저하하였으나, 에스테르 결합이 도입된 기포개방제의 경우에는 우수한 인장강도, 인열강도, 신율을 나타내었다.
폴리우레탄 탄성체의 가교제로 널리 사용되고 있는 4,4'-methylenebis(2-chloroaniline)(MOCA)는 현재 독성이 높은 물질로 분류되어 있기 때문에 머지않아 사용이 제한될 전망이다. 본 연구에서는 MOCA와 유사한 구조를 가지는 1,3-propanediolbis(4-aminobenzoate)(PDBA)를 대체 가교제로 사용하여 폴리우레탄 코팅을 제조하고 물성을 조사하였다. MOCA와 PDBA를 polyoxypropylene($M_n$=2000)에 녹이고 각종 첨가제를 혼합하여 주제부를 제조하였다. 경화제로는 NCO-terminated toluene diisocyanate prepolymer를 사용하였으며, 주제와 경화제를 실온에서 혼합하여 폴리우레탄 코팅 필름을 제조하였다. PDBA을 이용하여 제조한 폴리우레탄 코팅에서는 MOCA를 이용한 경우에 비해 초기점도가 높았고 낮은 반응성으로 인하여 가사시간도 더 길게 나타났다. 또한 인장강도와 인열강도는 MOCA를 사용할 때에 비하여 매우 낮게 측정되었다. 그러나 촉매(Pb-octoate)량을 증가시키면 PDBA의 반응성 향상으로 인하여, 건조시간, 인장강도, 신율 및 인열강도 등의 특성이 MOCA를 사용하여 제조할 때와 유사하게 나타났다. 따라서 촉매 첨가량을 증가시키거나 다른 적당한 촉매를 사용함으로써, PDBA의 반응성을 향상시킨다면, PDBA는 폴리우레탄 코팅의 제조에 있어서 MOCA를 대체할 수 있을 것으로 판단된다.
본 연구에서는 컴파운딩법 (compounding method)과 라텍스법 (latex method)을 이용하여 dodecylamine으로 유기화한 MMT(DA-MMT)로 보강된 천연고무-클레이 나노 복합재료를 제조하였다. 또한 Cloisite 15A, carbon black, Na-MMT 충전 배합고무와 라텍스법 (latex method)을 이용한 DA-MMT 충전 배합고무의 가황 특성 및 기계적 물성을 비교하였다. 카본블랙을 제외한 모든 충전제의 함량은 10 phr로 고정하였다. XRD 패턴을 분석한 결과 롤밀 작업 후에 가장 많은 삽입과 박리가 이루어져 NR/DA-MMT 나노 복합재료에서는 DA-MMT의 전체 silicates layer가 $13{\sim}14$층에서 $2{\sim}3$층의 silicates의 형태로 박리된 것을 확인할 수 있었다. 하지만, 가교 과정에서의 높은 열과 압력으로 인해 일부 유기화제가 빠져나감으로써 층간 거리가 감소된 DA-MMT도 존재하였다. 이는 TEM 결과에서도 확인할 수 있었다. 가교도의 경우 NR/Cloisite 15A 컴파운드가 가장 높은 값을 나타내었다. 하지만 가황 특성에서 동일 함량의 충전제가 첨가된 고무의 가황 특성을 비교하면, NR/DA-MMT 컴파운드가 가장 높은 ODR 토크 값을 나타내었고, 또한 가장 높은 인장 강도, 모듈러스 및 인열강도를 나타냄을 확인할 수 있었다. 이러한 기계적 물성 증가는 가교도의 증가 효과보다 나노 크기로 분산된 DA-MMT의 우수한 보강 효과 때문이다. 또한 혼합 방법을 달리한 NR/DA-MMT 나노 복합재료(컴파운딩법) 대비 NR/DA-MMT 나노 복합재료(라텍스법)가 클레이의 박리정도 및 분산도의 차이로 인해 높은 모듈러스, 인장강도 및 인열강도를 나타냄을 확인할 수 있었다
토목공사를 수행함에 있어 토목섬유가 적용된 이후 토목섬유의 손상에 대하여 많은 관심이 되어왔다. 토목용 섬유제품인 지오텍스타일은 주변 환경조건에 노출되는 고분자 재료로서 분리, 보강, 여과, 배수 등의 기능을 가지며 현재 제방공사, 해안 하천의 호안공사, 간척공사 또는 도로, 철도 노상 안정 등의 분야에 광범위하게 이용되고 있다. 본 연구는 토목섬유매트의 현장 적용시 설계방법을 분석하였고, 설계시 고려되는 인장, 파열, 꿰뚫림, 인열강도의 관계와 더불어 인장강도와 봉합강도의 상관성에 대하여 평가하였다. 또한, 토목섬유매트 적용시 유효봉합율과 시험방법의 적정성, 경제성 등이 고려된 시공방법론 등을 제시하였다.
식물성 천연항균제인 BAAG와 기능성 무기계 첨가제인 zeolite를 이용하여 항균 및 ethylene 가스 포집 능력을 갖는 포장원지를 제조하였다. 기능성 포장원지의 인장강도와 파열강도는 항균제와 zeolite를 첨가하지 않았을 때보다 다소 감소하는 경향을 나타내었고, 반면에 강성과 인열강도는 항균제와 zeolite를 첨가하지 않았을 때보다 증가하는 경향을 나타내었다. 과채류 숙성 호르몬인 ethyene 가스는 포장원지에 zeolite를 첨가하면서 빠르게 감소하였다. 포자원지의 발수성은 중성 사이즈제인 AKD를 첨가하면서 높은 내수성을 나타내었다.
전투복은 인장 및 인열 강도적인 특성에 있어서 고강도를 요구하며, 최근 발전하고 있는 야간투시 장비로부터 야간에 전투원 생존을 보장하기 위한 적외선 반사율을 적용하고 있다. 다만 전투복은 민수에 다른 옷들과는 다르게 처음 지급된 옷을 다회 세탁하여 사용하며 다시 보급 받는 경우가 드물기 때문에 세탁에 대한 내구성이 필요한 제품이다. 따라서 본 연구에서는 전투복 원단의 다회 세탁 후 강도변화와 적외선 반사율 변화를 알아보고자 시험을 진행하였다. 실험결과 전투복 원단 15회 세탁 이후 강도 변화는 5회 세탁 이후 경/위사 방향 모두 인장, 인열 강도가 거의 일정하게 유지됨을 확인할 수 있었다. 그리고 적외선 반사율의 경우 세탁 처리 하지 않은 것과 세탁 처리 후 반사율 차이가 세탁횟수가 반복됨에 따라 커짐을 확인할 수 있었다. 이를 통해 전투복의 경우 강도적인 측면에서의 세탁 내구성은 있지만, 적외선 반사율은 소재 개발 또는 염료 개발을 통해 일정 수준 이상의 반사율을 유지하는 것이 필요함을 알 수 있었다.
국내 건축 구조물 방수재료 중 하나인 수용성 고무 아스팔트계 도막 방수재는 주로 실내(화장실, 주방, 배란다 등)에 많이 사용되고 있다. 일반적으로 아스팔트계열의 재료는 검은색의 기본 채도를 벗어나지 못하여 노출용보다는 비노출용으로 많이 쓰이고 있으며, 수용성 고무 아스팔트계 도막방수재의 경우는 기본적으로 낮은 물성 때문에 실내로 한정하여 적용하고 있다. 이에 인장 및 신장성 향상을 위하여 실란커플링제와 무기필러, 프로세서 오일 넣어 물성을 향상시켰고, 이에 따라 실외 도막방 수재 품질기준과의 기초 물성을 분석하였다. 그 결과 노출용 품질기준과 비교한 수용성 고무 아스팔트 도막방수재는 시험 평가가 진행된 전 항목에서 실리콘 고무계의 기본 물성 품질기준을 상회하는 결과가 나타났으나, 우레탄 고무계 1류의 인장강도 및 인열강도 클로로프렌 고무계 인열강도 품질기준 대비 성능이 약 34.2%에서 약 40.8% 정도 부족한 것으로 나타났다.
This paper considers the moisture permeability and fashion in the upper fabrics of cotton fabric shoes woven into various tissues and properties measured to examine the use as upper fabrics. We measured the tissues of the manufactured upper fabric are 1/3 twill, $4{\times}4$ weft rib, Maya, Triple, Deformed twill design (DTD), Diamond tissues and tear strength, tensile strength, breaking elongation, stretching under load at 100N, stitch tear resistance, and fastness. In the case of $4{\times}4$ weft rib, the tear strength and tensile strength were excellent; however, the elongation and stitch tear resistance at 100N load were less than the standard value. DTD fabrics are characterized by physical properties in the warp direction that are superior to those in the weft direction; however, the tear strength and tensile strength in the weft direction are less than the standard value. The 1/3 twill fabrics showed high tensile strength value and stitch tear resistance value in the warp direction; however, toughness, the main property of the shoe upper, was below the standard value. Triple and diamond fabrics, which have a significant effect on the performance of the shoe upper fabric, also had less than the standard value of tear strength. Maya upper fabric for shoes has better properties than other upper fabrics except for the elongation at break, and the stitch tear resistance has a value of 178% in the warp direction and 214% in the weft direction compared to the standard value. Therefore, the Maya fabric showed the possibility of being used as an upper textile for shoes.
본 논문은 내구성(durability) 및 내오염성(soiling resistance)이 매우 중요한 성질로 인식되는 유통지의 평가방법을 제안하는데 목적이 있다. 즉, 종이의 내구성 및 내오염성의 측정 및 평가에 있어서, 재현성 및 반복성이 우수하고 합리적인 측정방법 및 평가방법을 구축하는데 목적이 있다. 연구목적에 적합한 시료의 준비, 오염물의 조성, 실험장치 및 실험후의 타당한 평가방법 등에 대하여 선행 연구결과를 고찰하였다. 기존 방법의 수정과 새로운 장치의 제작 및 평가방법의 설정을 통해 재현성이 높은 평가방법을 정립하고자 하였다. 유통지의 내구성을 평가하는 방법으로는 습식, 내오염성, 건식 내오염성, 구김기공도, 내세탁성, 잉크 내마모도 등의 항목을 측정하여 개별항목으로 내구성을 가늠하거나, 몇가지항목에 각기 다른 가중치를 부여하여 구한 내구성 지수(durability index)의 개념으로 내구성을 평가하기도 한다. 본 논문에서는 내구성에 영향하는 요소로 강도적 성질요소(strength property value)와 내오염성 요소(artificial soiling value)로 구분하였다. 강도적 성질요소에서는 전통적으로 내구성과 관련이 깊은 것으로 인식되어 온 내절도(folding endurance), 인열강도(tearing resistance) 및 구김기공도(crumpled porosity)를 인쇄하기 전 용지상태에서 측정하여 4:4:2의 가중치를 주어 구하였다. 내오염성 요소는 국가별 기후특성에 따라 연평균 상대습도가 60% 이상인 경우 인쇄 시료를 대상으로하여 습식 내오염성, 건식 내오염성 및 내석검성을 평가한 후 6:3:1의 가중치를 주어 구하였다. 또한 연평균 60% 미만인 국가의 경우 3:6:1의 가중치를 부여하였다. 이렇게 구해진 강도적 성질요소와 내오염성 요소에 있어 강도적 성질요소는 궁극적으로 내오염성 요소에 영향하기 때문에 3:7의 비율로 가중치를 부여하여 최종적으로 내구성 지수를 구하였다. 이때의 점수가 60점 이상이면 내구성 용지로 정의하였다. 본 논문에서는 현장실험을 통하여 시제품을 제조하였다. 상기 설명된 방법으로 내구성 지수를 구한 결과, 일반 유통지 제조방법으로 제조한 경우 내구성 지수가 약 45점이었다. 반면, 새로 개발된 방법에 의한 고내구성용지(durability paper)의 경우 70점 이상을 나타내어 내구성이 향상되었음을 확인할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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