AC 코로나와 DC 코로나 처리 효과들을 비교하기 위해 선행연구의 DC 코로나 처리 조건들과 같이 폴리에스테르 직물들을 전류세기 5, 10, 15 A로, 공급속도 5, 10, 15 m/min로 AC 코로나 처리하였다. 이들의 표면변화를 주사전자현미경(SEM)과 X-ray 광전자분석기(XPS)로 확인하였고, 또한 물리적 성질의 변화를 건조 시와 습윤 시의 접착강도를 통하여 측정하였다. 대기압에서 AC 코로나 방전처리에 의해 폴리에스테르 직물의 표면변화는 DC 코로나 방전과 유사한 경향을 보였다. 일반적으로 AC, DC 코로나 처리 양쪽에서 건조 시의 접착강도는 전류세기와 공급속도가 증가할수록 증가하였으나, 습윤 시의 접착강도는 전류세기가 증가할수록 공급속도가 감소할수록 증가하였다. 전류가 20 A일 때 DC 코로나 방전에서는 탄화가 발생하였으나 AC 코로나에서는 탄화가 발생하지 않았다.
AC 코로나와 DC 코로나 처리 효과들을 비교하기 위해 선행연구의 DC 코로나 처리 조건들과 같이 폴리에스테르 직물들을 전류세기 5, 10, 15 A로, 공급속도 5, 10, 15 m/min로 AC 코로나 처리하였다. 이들의 표면변화를 주사전자현미경(SEM)과 X-ray 광전자분석기(XPS)로 확인하였고, 또한 물리적 성질의 변화를 건조 시와 습윤 시의 접착강도를 통하여 측정하였다. 대기압에서 AC 코로나 방전처리에 의해 폴리에스테르 직물의 표면변화는 DC 코로나 방전과 유사한 경향을 보였다. 일반적으로 AC, DC 코로나 처리 양쪽에서 건조 시의 접착강도는 전류세기와 공급속도가 증가할수록 증가하였으나, 습윤 시의 접착강도는 전류세기가 증가할수록 공급속도가 감소할수록 증가하였다. 전류가 20 A일 때 DC 코로나 방전에서는 탄화가 발생하였으나 AC 코로나에서는 탄화가 발생하지 않았다.
Compare AC corona and DC corona treatment effects, polyester fabrics were AC corona treated with different current intensity (5, 10, 15 A) and feeding speed (5, 10, 15 m/min) as the same DC corona treatment conditions of the preceding research. We confirmed the surface change of polyester fabrics us...
Compare AC corona and DC corona treatment effects, polyester fabrics were AC corona treated with different current intensity (5, 10, 15 A) and feeding speed (5, 10, 15 m/min) as the same DC corona treatment conditions of the preceding research. We confirmed the surface change of polyester fabrics using scanning electron microscopy (SEM) and X-ray photoelectron spectrometer (XPS), and the change of physical properties through measuring the dry and wet bonding strength. The surface changes of polyester fabrics by treating in air atmosphere with AC corona discharge are shown similar tendency with DC corona discharge. Generally dry bonding strength were increased with increasing current intensity and feeding speed, but wet bonding strength were increased with increasing current intensity and decreasing feeding speed in both AC and DC corona treatment. When the current is 20 A, carbonization occurs in DC corona discharge but carbonization does not occur in DC corona discharge.
Compare AC corona and DC corona treatment effects, polyester fabrics were AC corona treated with different current intensity (5, 10, 15 A) and feeding speed (5, 10, 15 m/min) as the same DC corona treatment conditions of the preceding research. We confirmed the surface change of polyester fabrics using scanning electron microscopy (SEM) and X-ray photoelectron spectrometer (XPS), and the change of physical properties through measuring the dry and wet bonding strength. The surface changes of polyester fabrics by treating in air atmosphere with AC corona discharge are shown similar tendency with DC corona discharge. Generally dry bonding strength were increased with increasing current intensity and feeding speed, but wet bonding strength were increased with increasing current intensity and decreasing feeding speed in both AC and DC corona treatment. When the current is 20 A, carbonization occurs in DC corona discharge but carbonization does not occur in DC corona discharge.
코로나 전류는 인가되는 교류 전압의 주파수가 증가함에 따라 동일한 인가전압에서 보다 큰 코로나 전류를 보이며, 이는 방전장치에 전달되는 에너지가 크게 증가함을 나타낸다[9]. 따라서 본 연구에서는 선행연구에서 사용했던 직류 코로나 방전 대신에 교류 코로나 방전으로 폴리에스테르 직물을 처리하여 화학적 변화와 함께 열경화성 핫 멜트 접착제로 접착하여 접착성질을 비교하고자 한다.
제안 방법
표면처리는 재료 전체에 대한 물성은 손상시키지 않으면서 표면의 성질만을 물리적 또는 화학적으로 개질하는 것을 목적으로 행하여진다. 따라서 본 연구에서는 코팅되어진 이후에 원단 표면에서 접착제가 이탈되는 것을 방지할 뿐만 아니라, 습윤에 의해 접착강도가 떨어지는 등의 문제점을 알아보기 위해 피착재 표면에 코로나 처리를 행하여 습윤 시의 접착강도를 측정하였다.
본 연구에서는 선행연구[8]에서 사용했던 직류 코로나 방전 대신에 교류 코로나 방전으로 전류의 세기를 5, 10, 15 A로, 직물이 코로나 방전관을 통과하는 속도를 5, 10, 15 m/min로 변화시켜 폴리에스테르 직물을 처리하여 화학적 변화와 함께 열경화성 핫 멜트 접착제로 접착하여 직류 코로나 방전 시의 접착성질과 비교하였다.
코로나 표면처리에 영향을 미치는 요인은 여러 가지 있을 수 있는데, 본 실험에서는 이러한 요인 중 전류의 세기를 5, 10, 15 A로, 직물이 코로나 방전관을 통과하는 속도를 5, 10, 15 m/min로 변화시켜 피착포를 표면처리하여 AC 코로나 처리 적정조건을 설정하고자 한다.
대상 데이터
접착제로서 반응형 폴리우레탄 핫 멜트 접착제가 주목받고 있다. 따라서 본 실험에서는 열경화성 핫 멜트 접착제(Fuller, EU)를 사용하여 피착제와 접착하였다.
원단은 신발에 주로 많이 쓰이는 폴리에스테르 직물(경⋅위사 모두 DTY 250 D)을 사용하였다.
이론/모형
헵탄(n-heptane : 0.68)과 사염화탄소(CCl4 : 1.59) 혼합액의 밀도 구배관을 이용하여 23°C에서 ASTM D1505-68에 따라 밀도를 측정하였다.
성능/효과
건조 시의 접착강도는 교류 코로나 처리에서는 공급속도와 공급전류에 비례하여 직류 코로나 방전 시의 접착강도보다 규칙적으로 증가하였으며, 낮은 전류에서 직류 코로나 처리하였을 때보다 더 높은 접착강도를 보였다.
또한 교류 코로나 처리한 경우의 습윤 시 접착강도는 직류 코로나 처리한 경우보다는 낮은 접착강도를 보였고, 이것으로 교류 코로나 처리한 경우 접착관능기가 직류 코로나 처리한 경우보다 수분과의 결합이 더 잘 이루어진다고 생각된다.
표면 원소 분석, 사진 분석, 결정화도 분석, 밀도 분석 등을 통해 전류의 세기를 증가함에 따라 극성기의 도입 증가, 표면에 요철과 같은 모양의 증가, X선 회절 프로파일의 강도 및 Bragg 각의 위치의 변화나 밀도의 변화가 없는 것을 확인하였으며, 이러한 경향은 직류 코로나 처리효과와 같은 경향을 보이는 것을 확인할 수 있었다. 다만 직류 코로나 처리 시에는 시간의 경과에 따라 피착재가 탄화하는 등의 문제가 발생되어졌으나 교류 코로나 처리를 행하였을 경우에는 피착재에 대한 문제는 발생되지 않았으며 분포가 좀 더 넓어짐을 알 수 있었다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
코로나 전극에 교류 전압의 주파수가 증가할 경우, 어떠한 특성 변화를 보이는가?
코로나 전극에 인가되는 교류 전압의 주파수가 증가하면 방전 공간의 정전용량에 의해 흐르는 변위전류의 증가로 인하여 직류 코로나 방전에 비하여 방전 전류가 크게 증가하는 특성을 보인다. 코로나 전류는 인가되는 교류 전압의 주파수가 증가함에 따라 동일한 인가전압에서 보다 큰 코로나 전류를 보이며, 이는 방전장치에 전달되는 에너지가 크게 증가함을 나타낸다[9]. 따라서 본 연구에서는 선행연구에서 사용했던 직류 코로나 방전 대신에 교류 코로나 방전으로 폴리 에스테르 직물을 처리하여 화학적 변화와 함께 열경화성 핫 멜트 접착제로 접착하여 접착성질을 비교하고자 한다.
코로나 방전이 실제적으로 적용되는 분야는 어떠한가?
코로나 방전은 그 과정에서 다양한 물리화학적 반응을 일으킬 수 있어 이를 다방면 산업분야에 응용할 수 있다. 그러나 실적용 되고 있는 것은 전기집진기, 오존 발생장치 등의 오염방지장치나 반도체 공정 등의 일부 국한되어 적용되고 있으며 산업분야 전반으로의 기여도가 미미한 상황이다[1-4].
코로나 방전의 대략적인 메커니즘은 어떠한가?
고분자 물질에 코로나 방전을 할 경우는 구체적인 변화 메커니즘은 아직 정확하게 확립되고 있지 않으나, 코로나의 화학적 열적 작용에 의해 고분자물의 표면의 약한 층을 제거하여 요철이 생기는 표면구조의 변화를 가져온다고 하며[5], 이러한 물리적인 변화뿐 아니라 고분자 표면에 화학적인 변화로서 극성 작용기를 도입하여 화학적 성질의 변화도 가져온다는 보고가있으며[6], 선행 연구[7,8]로부터 확인할 수 있었다.
참고문헌 (9)
R. Mestiri, R Hadaji, and S. B. Nasrallah, Desalination, 220, 468 (2008).
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