섬유와 수지 간 계면접착력은 복합재료 성능과 관련되므로 이를 정확하게 평가하는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는, 피로 하중 조건에서의 마이크로드롭렛 실험에 의한 계면접착력 평가를 실시하였다. 도파민이 적용된 에폭시 수지에 대하여 기계적 물성 및 계면접착력을 측정하였다. 기계적 물성을 평가하기 위해 인장 시편을 제작하였고, 계면 접착력 평가를 위하여 유리섬유에 에폭시 마이크로드롭렛을 만든 시편을 사용하였다. 특히 마이크로드롭렛 피로 실험 시 동일한 직경의 마이크로드롭렛을 사용하여 동일한 조건에서 실험하였다. 그 결과 인장 및 마이크로드롭렛 실험을 통해 에폭시 수지에 도파민이 적용될 때 기계 및 계면접착력이 향상됨을 확인하였다. 도파민이 에폭시 수지의 경화정도를 향상시키고 에폭시 수지에 하이드록실 그룹을 부여하여 기계적 물성 및 유리섬유 간 계면 접착력을 증가시켰을 것으로 사려된다.
신발 중창용 EVA 발포체의 수용성 폴리우레탄계 접착제에 대한 접착력을 증가시키기 위하여 발포체 표면을 저온 플라즈마 처리하였다. 플라즈마 처리기체 종류, 플라즈마 처리시간, 전극과 시료와의 거리등의 조건에 따른 발포체의 표면형태, 접촉각 및 수성폴리우레탄에 대한 접착력 등을 주사전자현미경, 접촉각 측정기, 인장강도시험기 등을 사용하여 측정하였다. 플라즈마 처리시간이 증가함에 따라 플라즈마 에칭에 의한 표면 형태의 변화가 더욱 뚜렷하게 나타났으며, 물로 측정한 발포체의 표면 접촉각은 현저히 감소하였다. 플라즈마 처리시간이 증가함에 따라 접착력은 현저히 증가하였다.
국내 합판 산업계는 오랫동안 남양재 활엽수를 주로 사용하여 왔으나, 환경 보존적인 측면에서 열대재의 벌채를 규제하는 등 여러 요인으로 인하여 합판용 원목의 수입이 어려워지고 있다. 이에 대응하기 위하여 합판용 원목을 침엽수재로 대체할 필요가 있으며, 침엽수 합판 제조를 위한 기초 자료를 제공하기 위하여 본 연구를 수행하였다. 공시 수종은 국내에서 조림한 낙엽송과 시베리아산 낙엽송 및 뉴질랜드산 라디에타 소나무였으며, 공시원목으로부터 얻어진 단판의 품질과 이들 단판으로 제조한 합판의 접착력과 휨강도를 조사하였다. 이면 할렬실험에서 시베리아산 낙엽송은 다른 수종에 비해 할렬 밀도가 낮게 나타났다. 단판 품질은 접착력 및 휨강도에 거의 영향을 미치지 않았으나 합판의 휨강도에서는 심재와 변재에 따른 차이가 있음을 알 수 있었다. 이는 합판제조사 심재와 변재를 구별하여 사용할 필요가 있었다. 라디에타 소나무의 변재부로 만든 합판 MOR은 다른 수종에 비해 우수하게 나타났다. 접착력 실험에 있어서는 페놀 접착제를 사용하여 만들어진 합판만이 구조용으로써 사용할 수 있음을 알았다. 목파율은 동일 수종 합판에서는 라디에타 소나무 구성이 가장 높게 나타났으며, 이수종(異樹種) 합판에서는 표판을 국산 낙엽송, 심판을 라디에타 소나무를 사용하여 만든 합판에서 가장 높게 나타났다.
접착 보조제 종류에 따른 고체 추진제, 라이너 그리고 내열재의 접착 특성에 대한 연구를 수행하였다. 추진제/라이너/내열재 간의 가소제 또는 경화제의 이동을 막기 위하여 접착 보조제를 사용하였다. 접착 보조제의 종류는 Isocyanate계를 사용하였으며, 한 분자 내에 Isocyanate의 개수, 분자량에 대하여 접착 특성을 확인하였다. 시험 결과, -NCO기가 많을수록, 접착 보조제의 분자량이 클수록 접착력이 증가하는 것으로 확인하였다. 또한 접착 보조제를 도포한 후 가사시간에 따른 접착력을 비교한 결과, 가사시간이 짧을수록 접착력이 증가하는 것으로 확인되었다.
Poly(arylene ether phosphine oxide)(PEPO)로 코팅된 탄소섬유의 계면접착력을 microdroplet 시험으로 측정하였으며, 이 결과를 poly(arylene ether sulfone) (PES), Udel$^{\circledR}$ P-1700 and Ultem$^{\circledR}$ 1000으로 코팅된 탄소섬유의 결과와 비교하였다. 또한 코팅에 사용된 고분자와 탄소섬유와의 계면접착력을 탄소섬유와 고분자의 접착 메카니즘을 규명하기 위하여 측정하였다. PEPO로 코팅된 탄소섬유가 가장 높은 계면접착력을 보였으며, Udel, PES 그리고 Ultem 고분자 코팅 순으로 감소하였다. 고분자와 탄소섬유의 계면접착력 또한 비슷한 경향을 보였다. SEM 분석결과 PEPO로 코팅된 탄소섬유에서는 비닐에스터 수지 내에서 파괴가 일어난 것으로 보여지나, 다른 고분자로 코팅된 탄소섬유에서는 계면 또는 계면에서 가까운 곳에서 파괴가 일어난 것으로 판단된다. PEPO 코팅에 의한 계면접착력 향상은 PEPO내에 존재하는 P=O 때문으로 사료된다.
본 연구는 UF resin의 접착성능을 개선하여 그 사용처의 확대하기 위하여 각 F/U 몰비별로 제조된 UF resin에 접착성능이 우수한 지방산-글리세롤-pMDI 당량비 1:1:4인 비교적 저가의 isocyanate prepolymer접착제를 선정하여 UF resin의 수지고형분 기준으로 0 wt%(대조구), 2 wt%, 5 wt%, 10 wt%, 25 wt%, 50 wt%로 첨가 혼합하여 접착 성능을 조사하였다. 그 결과, 상태 접착력(Type 2)은 F/U 몰비 1.4에서 가장 우수한 접착력을 준내수 접착력(Type 1.5)은 FGMDI첨가량이 25% 이상에서 KS 합판 접착성 기준인 $7.5kgf/cm^2$를 모두 상회하는 $11kgf/cm^2$ 이상을 나타내었다. 상태접착력대비 준내수 접착력의 평균 감소율은 F/U 몰비가 높아질수록, 지방산-글리세롤-pMDI접착제의 첨가량이 많아질수록 그 감소의 폭이 둔화되었다.
목탄의 제조과정에서 발생되는 목타르의 신용도를 찾고자 목타르를 이용한 레졸형 페놀수지접착제를 제조하여, 합판에 대한 접착력 시험을 실시하였다. 소나무타르계 접착제는 미첨가 페놀접착제와 비교했을 때, 고형분, 점도와 같은 수지의 물성은 유사하였으며, 인장 전단 접착력에서도 비내수, 내수 모두 페놀접착제에 비해 크게 떨어지지 않았다. 그러나, 참나무타르계 접착제의 경우에서는 수지물성도 페놀수지와는 다른 물성을 보였으며, 내수접착력은 페놀접착제의 접착력에 비해 절반 정도의 낮은 접착력을 보였다. 포름알데히드 방출량은 목타르의 첨가량이 많을수록 많이 방출되었다.
요소수지(尿素樹脂)의 변성제(變性劑)로서 열가망성(熱可望性)의 아세톤수지(樹脂)를 첨가(添加)하고 합판(合板)의 접착력(接着力) 및 목파율(木破率)에 미치는 영향(影響)을 조사(調査)하였다. 결론(結論)을 요약(要約)하면 다음과 같다. 1) 합판(合板)의 접착력(接着力)과 목파율(木破率)은 열판온도(熱板溫度) $120^{\circ}C$에서 제조한 것이 가장 좋은 값을 보였으나 아세톤수지(樹脂)의 혼합비율(混合比率)이 증가(增加)함에 따라서 그 값은 점차 감소(減少)되었다. 2) 아세톤수지(樹脂)의 몰비율(比率)은 합판(合板)의 접착력(接着力) 및 목파율(木破率)에 영향(影響)을 미치지 않았다. 3) 아세톤수지(樹脂)를 혼용(混用)한 합판(合板)은 요소수지(尿素樹脂)만으로 접착(接着)된 합판(合板)의 접착력(接着力) 및 목파율(木破率)을 능가하지 못했다. 따라서 아세톤수지(樹脂)는 요소수지(尿素樹脂)의 변성제(變性劑)는 부적당(不適當)하였다.
무전해도금법을 이용하여 구리/PET 필름 복합재료를 제조하였으며 에칭방법과 촉매액의 조성 및 acceleration 방법을 달리하여 PET 필름과 무전해도금된 구리 피막간의 접착력을 향상시키고자 하였다. HCl 용액으로 에칭된 PET 필름은 NaOH에 의한 것보다 더욱 세밀하게 에칭되어져 구리와 PET 필름간의 접착력은 향상되었으나 전자파 차폐효과는 유사한 경향을 보였다. 촉매액의 조성변화에 따른 영향을 살펴본 결과 PdCl$_2$:SnCl$_2$의 몰비가 1:4에서 1:16으로 증가할수록 PET 필름 위에 적층된 Pd/Sn 콜로이드 입자들의 크기가 감소하며 고르게 분포되는 경향을 보였다. 따라서 이들의 몰비가 증가할수록 구리도금이 균일하고 조밀하게 이루어져 접착력 및 차폐효과가 증가하였다. 또한 NaOH보다 HCl로 acceleration한 경우 촉매 입자의 크기가 작고 더 균일하게 분포되어 우수한 접착력과 도금물성을 나타내었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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