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제안 방법
- PET 부직포에 코팅되는 횟수에 따라 함량 변화, 부착성, 난연성을 평가하기 위해 코팅횟수를 1회~5회까지 증가하여, 그 변화를 관찰하였다. 섬유에 코팅된 난연 코팅량을 파악하기 위해서, 코팅량은 일정한 크기의 섬유에 코팅으로 증가된 무게를 전체 코팅된 섬유의 무게로 나눈 값으로 구한다.
- 1의 공정도에서 나타낸 것처럼 시판품과 합성한 수산화마그네슘을 배합 비율에 따라 난연 코팅액을 제조하여 PET 부직포에 코팅하였다. 난연 코팅액 제조를 위하여, 수산화마그네슘의 종류에 따라 함량 10%, 20%, 30%로 바인더 종류(수계아크릴바인더, EVA 바인더)를 달리하여 바인더와 용매의 비가 1:9가 되도록 배합한 뒤, Homogenizer를 이용하여 30분간 강하게 교반하여 균일한 혼합액을 제조하였다. 인계 난연제(HEXA NON NF2000, 풍림유화공업㈜)를 난연 코팅액에 첨가하여 수산화마그네슘과의 혼화성을 확인한 뒤 수산화마그네슘 입자의 함량별로 인계 난연제와 희석제 비율이 1:9가 되게 하여 PET 부직포에 코팅하여 난연성을 비교하였다.
- 코팅액에서 수산화마그네슘 함량이 30%으로 증가하고 코팅량이 37%로 증가하여도 PET 부직포에 부착되는 코팅층의 부착력은 98% 이상으로 우수하였다. 또한 코팅액에서 입자 함량은 30%로 고정하고 코팅 횟수를 증가시켜 PET 부직포에 코팅함량이 증가된 시편을 제조하고, 코팅량의 증가에 따른 LOI 값을 관찰하였다. 코팅 횟수가 증가하여 코팅량이 증가하여도, 두드러진 외관의 변화는 없고 감촉이나 부착성 등의 물성에도 영향을 끼치지 않으며 부착성도 98%이상으로 우수하였다.
- 본 연구에서는 수산화마그네슘 입자의 분산상을 제조하고, 바인더 수지와 혼합하여 난연 코팅액을 제조하고, PET 부직포 섬유에 함침하고 코팅하여, 난연 PET 부직포 섬유를 제조하였다. 수산화마그네슘의 입자 크기와 바인더 수지의 종류, 배합비 및 난연조제의 선택에 따른 난연 특성을 비교하고, 무기계 난연제의 섬유 적용 특성을 평가하였다.
- 인계난연제를 수산화마그네슘 난연코팅제에 첨가한 경우에 코팅 함량의 증가에 따라 LOI는 30 이상으로 크게 향상되며, 이와 함께 수산화마그네슘의 발연 억제 효과로 인해 효과적인 난연화가 가능하다. 분해온도도 PET 단독 대비 수산화마그네슘 단독 및 인계 난연제가 함께 코팅된 섬유에서 각각 5, 37℃ 상승하는 것을 관찰하였다.
- 수산화마그네슘 난연제를 vortex mixer를 사용하여 10분 정도 물에 분산하고, 입자의 고형분 함량 대비 약 10% 정도의 분산제(BYK190, BYK)를 첨가하여 분산성을 관찰하였다. 추가적인 평균 입자 크기의 감소와 분산성의 개선을 위해서 밀링 공정을 거치는 경우에는 200 g 수산화마그네슘 분산 슬러리를 볼밀링하여 분산성을 비교하였다.
- 수산화마그네슘 난연제의 종류별 수계 분산 특성을 비교하였다. 침전법으로 제조한 입자의 경우 수계 분산하면, 분산안정성은 1시간 정도 유지되는 수준이나 밀링하여 평균입경을 약 0.
- 수산화마그네슘 종류에 따라 코팅액에 수산화마그네슘 고형분량이 10, 20, 30% 되도록 증가하여 PET 부직포에 코팅되는 양을 확인하였다. 시험된 범위 내에서는 코팅액에 수산화마그네슘 함량이 증가할수록 PET 부직포에 코팅되는 코팅량은 비례하여 증가하는 것을 볼 수 있었다.
- 수산화마그네슘 종류와 바인더 수지의 선택, 코팅함량에 따른 PET 부직포 섬유의 난연성은 한계산소지수로 평가하였다. Fig.
- 본 연구에서는 수산화마그네슘 입자의 분산상을 제조하고, 바인더 수지와 혼합하여 난연 코팅액을 제조하고, PET 부직포 섬유에 함침하고 코팅하여, 난연 PET 부직포 섬유를 제조하였다. 수산화마그네슘의 입자 크기와 바인더 수지의 종류, 배합비 및 난연조제의 선택에 따른 난연 특성을 비교하고, 무기계 난연제의 섬유 적용 특성을 평가하였다.
- 시판되고 있는 수산화마그네슘 난연제 2종과 실험실에서 침전법으로 합성된 수산화마그네슘을 사용하여, 분산상을 제조하였다. 시판되는 수산화마그네슘 난연제는 M3(TAJIMA, Nanotech Ceramics)와 K5A(KISMA-5A, Kyowa, Japan)이고, 침전법으로 합성된 수산화마그네슘(KM-P)은 기존 참고문헌에 제시된 바와 같이 1 : 2 몰비 조건에서 염화마그네슘과 암모니아수의 침전반응으로 생성된 입자로, 실란(Z-6341, Dowcorning)으로 표면개질하여 사용하였다.
- 난연 코팅액 제조를 위하여, 수산화마그네슘의 종류에 따라 함량 10%, 20%, 30%로 바인더 종류(수계아크릴바인더, EVA 바인더)를 달리하여 바인더와 용매의 비가 1:9가 되도록 배합한 뒤, Homogenizer를 이용하여 30분간 강하게 교반하여 균일한 혼합액을 제조하였다. 인계 난연제(HEXA NON NF2000, 풍림유화공업㈜)를 난연 코팅액에 첨가하여 수산화마그네슘과의 혼화성을 확인한 뒤 수산화마그네슘 입자의 함량별로 인계 난연제와 희석제 비율이 1:9가 되게 하여 PET 부직포에 코팅하여 난연성을 비교하였다.
- 수산화마그네슘 난연제를 vortex mixer를 사용하여 10분 정도 물에 분산하고, 입자의 고형분 함량 대비 약 10% 정도의 분산제(BYK190, BYK)를 첨가하여 분산성을 관찰하였다. 추가적인 평균 입자 크기의 감소와 분산성의 개선을 위해서 밀링 공정을 거치는 경우에는 200 g 수산화마그네슘 분산 슬러리를 볼밀링하여 분산성을 비교하였다. 이때 사용한 지르코니아 비드의 크기는 0.
- 한계 산소지수 평가는 ISO 4589에 따라 폭 10 mm, 길이 120 mm 로 시편을 제작하여 23 ± 2℃, 50 ± 5% RH 항온·항습 챔버 혹은 데시케이터에서 24시간 동안 전처리를 한 후 실시한다.
대상 데이터
- 시판되고 있는 수산화마그네슘 난연제 2종과 실험실에서 침전법으로 합성된 수산화마그네슘을 사용하여, 분산상을 제조하였다. 시판되는 수산화마그네슘 난연제는 M3(TAJIMA, Nanotech Ceramics)와 K5A(KISMA-5A, Kyowa, Japan)이고, 침전법으로 합성된 수산화마그네슘(KM-P)은 기존 참고문헌에 제시된 바와 같이 1 : 2 몰비 조건에서 염화마그네슘과 암모니아수의 침전반응으로 생성된 입자로, 실란(Z-6341, Dowcorning)으로 표면개질하여 사용하였다.3)
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