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[국내논문] 원적외선 방출 특성을 갖는 나노 웹의 제조 및 원적외선 방사 특성에 관한 연구
Fabrication of Ceramic Particles Deposited Nano-web using Electrospinning Process and Its Far-infrared Ray Emission Property 원문보기

韓國染色加工學會誌 = Textile coloration and finishing, v.22 no.2, 2010년, pp.118 - 122  

홍소야 (숭실대학교 유기 신소재.파이버 공학과) ,  이창환 (숭실대학교 유기 신소재.파이버 공학과) ,  김주용 (숭실대학교 유기 신소재.파이버 공학과)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The interest in textile which has far-infrared ray emissive property has been increased in the field of biophysics and medicine. In this study, far-infrared ray emissive polyurethane nano-web was obtained using electrospinning of polyurethane(PU) solution mixed with ceramics powder and far-infrared ...

주제어

AI 본문요약
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제안 방법

  • Cordierite 분말과 Platinum Photon 분말이 각각 3 wt% 혼입된 나노 웹의 온도별 원적외선 방사 특성을 알아보기 위해 시료의 표면 온도를 각각 30℃, 50℃, 70℃로 하여 측정한 원적외선 방사량과 방사율을 비교 분석하여 Table 3과 Figs. 4, 5에 나타내었다.
  • PU 나노 웹에 흡착된 무기입자의 흡착 특성을 알아보기 위해 주사전자현미경(JEOL, JSM6360, Japan)을 사용하여 관찰하였다.
  • 본 연구에서는 고효율 원적외선 방사체인 Cordierite 와 Platinum photon 파우더를 고분자 용액 내에 혼입한 뒤 전기 방사하여 원적외선을 방출하는 헬스 케어형 나노 웹의 제조를 하였다. 또한 고분자 용액 내에 혼입되는 세라믹스 파우더의 농도와 시료의 온도에 따른 원적외선 방사특성을 조사하였다.
  • 무기 입자의 종류 및 혼입 농도에 따른 원적외선 방사 특성을 알아보기 위해 Cordierite와 Platinum Photon 분말이 각각 1 wt%, 3 wt%, 5 wt%의 농도로 혼입된 Polyurethane 나노 웹을 이용하여 50℃에서 원적외선 방사율을 측정한 결과를 Table 2와 Fig. 1에 나타내었다. Fig.
  • 본 연구에서는 고효율 원적외선 방사체인 Cordierite 와 Platinum photon 파우더를 고분자 용액 내에 혼입한 뒤 전기 방사하여 원적외선을 방출하는 헬스 케어형 나노 웹의 제조를 하였다. 또한 고분자 용액 내에 혼입되는 세라믹스 파우더의 농도와 시료의 온도에 따른 원적외선 방사특성을 조사하였다.
  • 본 연구에서는 헬스케어용 원적외선 방출 나노 웹의 제조를 위해 고분자 용액 내에 원적외선을 방출하는 세라믹스를 혼입하여 전기방사함으로써 원적외선 방출 특성을 갖는 나노 웹을 제조 하였다. 세라믹스의 종류와 혼입 농도에 따른 원적외선 방출 나노 웹의 원적외선 방사 특성을 알아보기 위해 세라믹스의 종류 및 혼입 농도를 다르게 하여 제조한 나노 웹의 원적외선 방사량 및 방사율을 측정하고, 원적외선 방출 나노 웹의 사용온도에 따른 원적외선 방사 특성을 알아보기 위해 시료의 표면온도를 다르게 하여 원적외선 방사량 및 방사율을 측정함으로써 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.
  • 본 연구에서는 헬스케어용 원적외선 방출 나노 웹의 제조를 위해 고분자 용액 내에 원적외선을 방출하는 세라믹스를 혼입하여 전기방사함으로써 원적외선 방출 특성을 갖는 나노 웹을 제조 하였다. 세라믹스의 종류와 혼입 농도에 따른 원적외선 방출 나노 웹의 원적외선 방사 특성을 알아보기 위해 세라믹스의 종류 및 혼입 농도를 다르게 하여 제조한 나노 웹의 원적외선 방사량 및 방사율을 측정하고, 원적외선 방출 나노 웹의 사용온도에 따른 원적외선 방사 특성을 알아보기 위해 시료의 표면온도를 다르게 하여 원적외선 방사량 및 방사율을 측정함으로써 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.
  • 써모파일을 이용한 원적외선 방사량 측정기를 이용하여 써모파일 센서 주파수 대역폭 내에서의 원적외선 방사량(Emissive Power)을 측정하는 방법을 통해 무기입자가 혼입된 PU 나노 웹의 원적외선 방사량을 측정한 뒤 흑체의 원적외선 방사량에 대한 시료의 원적외선 방사량 비를 통해 원적외선 방사율(Emissivity)을 구하였다.
  • 원적외선 방사율 측정 시 시료의 표면 온도를 30℃, 50℃, 70℃로 다양하게 하여 온도에 따른 원적외선 방사특성을 비교 분석하였다.
  • 전기방사 시 고전압 발생기(AU-100R6, Matsusada, Japan)를 사용하여 14kV의 전압을 인가하였고, 온도 25±2(°C), 습도 37±2(%RH), 방사거리 15 cm, 토출량 0.8 (ml/hr)로 하여 시료 당 4 시간 방사하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
원적외선을 물체의 가열이나 건조 등에 이용할 수 있는 이유는 무엇인가? 원적외선은 물체에 흡수되어 열작용을 하는 열선이다. 원적외선을 받은 물질은 물질내의 원자 간의 진동과 회전운동을 하게 되며 이것이 열로 전환되므로 물체의 가열·건조, 열처리 등에 이용되어 왔고 최근에는 섬유제품을 비롯하여 여러 분야에 응용되고 있다. 의복 소재로서 인체에서 방사되는 원적외선을 이용한 보온효과란 인체로부터 나오는 원적외선 방사 에너지를 의복에 흡수시켜 의복의 온도를 상승시킴으로써 인체의복의 온도구배를 낮추어 인체의 열손실을 줄여주는 것을 의미한다.
원적외선이란 무엇인가? 최근 들어 원적외선 방사 특성의 무기 입자나 금속 분말을 섬유에 혼입하여 착용 중 인체에 원적외선을 방출하는 건강 기능성 의류나 침장류들이 고부가가치 섬유제품으로 주목을 받고 있다1,2). 원적외선은 물체에 흡수되어 열작용을 하는 열선이다. 원적외선을 받은 물질은 물질내의 원자 간의 진동과 회전운동을 하게 되며 이것이 열로 전환되므로 물체의 가열·건조, 열처리 등에 이용되어 왔고 최근에는 섬유제품을 비롯하여 여러 분야에 응용되고 있다.
원적외선을 이용한 보온효과를 위해서 무엇이 필요한가? 의복 소재로서 인체에서 방사되는 원적외선을 이용한 보온효과란 인체로부터 나오는 원적외선 방사 에너지를 의복에 흡수시켜 의복의 온도를 상승시킴으로써 인체의복의 온도구배를 낮추어 인체의 열손실을 줄여주는 것을 의미한다. 이 경우 방사체인 인체의 원적외선 파장특성과 흡수체인 의복의 원적외선 흡수특성을 가능한 일치시켜야 한다. Wien의 변위칙(Wien's Displacement Law)에 의하면 절대온도 T의 온도를 갖는 물체를 λm=2897/T로 주어지는 파장이 주로 방사되므로 37℃의 평균 피부 온도를 갖는 사람의 경우 2897/(37+279)로서 약 9.
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참고문헌 (10)

  1. S. Y. Kim, Y. Kim, K. T. Kwon, and T. H. Kim, Effect of Far Infrared Rays Emitted from the Calcined Ceramics on Ethylene Production in Mungbean Hypocotyls, Journal of Plant Biology, 41(4), 298-303(1998). 

  2. C. M. Lin, Y. T. Huang, Y. -T. Yao, and C. H. Lin, "Manufacturing Process and Properties Evaluation of Anti Electromagnetic/Far Infrared Ray for Complex Nonwoven", Proceedings of the 10th Asian Textile Conference ATC-10, Ueda, Japan, 2009. 

  3. X. Fu and D. D. L. Chung, Submicron-Diameter-Carbon-Filament Cement-Matrix Composite, Carbon, 36, 459-462(1998). 

  4. P. W. Chen and D. D. L. Chung, Improving the Electrical Conductivity of Composites Comprised of Short Conducting Fibers in a Non-Conducting Matrix: the Addition of a Non-Conducting Particulate Filler, J. Electron. Mater, 24, 47-51(1995). 

  5. D. D. L. Chung, Electrical Conduction Behavior of Cement-Matrix Composites, J. Mater. Eng., 11, 194-204(2002). 

  6. X. Fu, W. Lu and D. D. L. Chung, Improving the Bond Strength between Carbon Fiber and Cement by Fiber Surface Treatment and Polymer Addition to Cement Mix, Cement and Concrete Research, 26, 1007-1012(1996). 

  7. X. Fu and D. D. L. Chung, Submicron Carbon Filament Cement-Matrix Composites for Electromagnetic Interference Shielding, Cement and Concrete Research, 26, 1467-1472(1996). 

  8. B. V. Karlekar and R. M. Desmond, "Heat transfer(2nd Ed.)", West Publishing Co., 1982. 

  9. M. M. Demir, Electrospinning of Polyurethane Fibers, Polymer, 43, 3303-3309(2002). 

  10. K. Kim, C. Lee, I. W. Kim, and J. Kim, Performance Modification of a Melt-Blown Filter Medium via an Additional Nano-Web Layer Prepared by Electrospinning, Fibers and Polymers, 10, 60-64(2009). 

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