[논문]옥외노출소재의 신뢰성 평가기술 및 표준화

정호; 안병만; 이두면; 신필수; 박수연

문제 정의

이러한 옥외폭로시험은 공업제품에 대한소비자의 안전성과 신뢰성의 확보뿐만 아니라 신재료, 신제품의 수명예측 및 기존 개발상품의 품질향상을 위하여 필수적인 신뢰성 평가기술분야로 선진국에서는 오래 전부터 그 중요성이 인식되어져 왔다. 따라서, 본 연구에서는 자동차 및 건축용 도료, 선박용 도료, 플라스틱, 고무제품 및 기타재료를 과천, 부산, 대구, 인천, 광주, 제주 지역의 옥외환경시험장에 폭로하여 기상환경인자 및 시간경과에 따른 제품 및 재료의 내후성 변화를 평가하고 신뢰성 있는 내후성 평가기술을 개발하며, 일본 내후성 센터와 국제 공동연구를 체결하여 WEN(Worldwide Exposure Network) Site 중의 하나인 Choshi 옥외환경시험장과 Miyakojima 옥외환경시험장에 시험편을 동시에 폭로하고 국내의 옥외내후성 데이터가 국제적으로 인정받을 수 있도록 국내에 기반을 구축하고자 한다.
옥외폭로 시험에 있어서 시험조건은 그 장소에서의 자연환경이며 이를 구체적이며 정량적으로 나타내기 위해서 각종 기상환경인자를 관측하는데 본 연구에서는 과천과 제주 옥외환경시험장에 기상환경측정시스템을 설치하였다 . 표2 에 과천 옥외환경시험장에서 측정한 기상환경인자의 측정값을 나타내었는데 연평균 기온이 12.

제안 방법

시험편에 대한 기계적 특성의 변화는 인장시험기(UTM 4301)를 사용하여 측정하였는데 이때, Crosshead Speed를 500mm/inin로 유지하고 IKg의 Load Cell을 사용하여 시험을 행하였다. 또한 촉진내후성 시험6-10을 위해 크세논 아크를 광원으로 사용하는 내후성시험기로 CI 4000 Weather-0-Meter(ATLAS Co.)를 사용하여 옥외에 폭로한 시험편과 동일한 시험편에 대하여 시험을 행하였다. 이때 온도는 63±1℃, 습도는 50%로 유지하였고 ICyclee 120분으로 그 구성은 Light Segment 102분과 Spray Segment 18분으로 하였다.
)를 이용하였으며 측정은 다섯 번을 행하여 그 평균값을 취하였고 기준값은 측정각 60º에서의 값을 취하였으며 그 값이 70 이상이면 측정각 20º에서 그리고 그 값이 10 이하이면 측정각을 85 로 하여 측정하였다. 또한, 농업용 필름의 외관변화는 Haze-gard Plus(Gardner Co.)를 이용하여 광 투과율과 흐림도를 측정하여 평가하였고, 시험편의 표면 모폴로지를 관찰하기 위해서 Image Analyzer를 사용하여 6배의 배율로 관찰한 후 Pictorial Standard에 의하여 평가하였다. 시험편에 대한 기계적 특성의 변화는 인장시험기(UTM 4301)를 사용하여 측정하였는데 이때, Crosshead Speed를 500mm/inin로 유지하고 IKg의 Load Cell을 사용하여 시험을 행하였다.
본 연구에서는 국내에 특수한 기상환경인자를 보이는 6개 지역을 선정하고 옥외환경 시험 장을 설치 하여 운영 하였으며 일본웨 더 링센터 와 국제 공동연구협 약을 체 결하여죠시와 미야고지마 옥외환경시험장에도 국내 지역에 폭로한 것과 동일한 시험편을 폭로하여 폭로기간에 따른 시험편의 특성의 변화를 평가하였다. 이때, 옥외환경시험장의 설치조건은 정남향으로 하였으며 시료지지대는 수평면에 대하여 30° 의 각도로 기울였고 자연상태 그대로 폭로하였다.
)를 이용하여 광 투과율과 흐림도를 측정하여 평가하였고, 시험편의 표면 모폴로지를 관찰하기 위해서 Image Analyzer를 사용하여 6배의 배율로 관찰한 후 Pictorial Standard에 의하여 평가하였다. 시험편에 대한 기계적 특성의 변화는 인장시험기(UTM 4301)를 사용하여 측정하였는데 이때, Crosshead Speed를 500mm/inin로 유지하고 IKg의 Load Cell을 사용하여 시험을 행하였다. 또한 촉진내후성 시험6-10을 위해 크세논 아크를 광원으로 사용하는 내후성시험기로 CI 4000 Weather-0-Meter(ATLAS Co.
)를 사용하여 옥외에 폭로한 시험편과 동일한 시험편에 대하여 시험을 행하였다. 이때 온도는 63±1℃, 습도는 50%로 유지하였고 ICyclee 120분으로 그 구성은 Light Segment 102분과 Spray Segment 18분으로 하였다.
이때, 옥외환경시험장의 설치조건은 정남향으로 하였으며 시료지지대는 수평면에 대하여 30° 의 각도로 기울였고 자연상태 그대로 폭로하였다. 폭로한 시험편은 정기적으로 수거하여 색차, 광택도, 황변도, 외관변화, 인장시험, HAZE, 광투과율 등과 같은 평가항목에 대한 변화를 측정하였으며 각각의 시험편에 대한 평가항목 및 평가규격은 표1에 나타내었다. 이때, 옥외폭로된 시험편의 색차와 황변도의 변화를 비교하기 위하여 Spectrogard Color System(Gardner Co.

데이터처리

)을 이용하였으며 그 값은 CIE Lab 표색계에 의하여 측정하였다. 광택도의 경우는 Micro-TRI-Gloss(Gardner Co.)를 이용하였으며 측정은 다섯 번을 행하여 그 평균값을 취하였고 기준값은 측정각 60º에서의 값을 취하였으며 그 값이 70 이상이면 측정각 20º에서 그리고 그 값이 10 이하이면 측정각을 85 로 하여 측정하였다. 또한, 농업용 필름의 외관변화는 Haze-gard Plus(Gardner Co.

이론/모형

폭로한 시험편은 정기적으로 수거하여 색차, 광택도, 황변도, 외관변화, 인장시험, HAZE, 광투과율 등과 같은 평가항목에 대한 변화를 측정하였으며 각각의 시험편에 대한 평가항목 및 평가규격은 표1에 나타내었다. 이때, 옥외폭로된 시험편의 색차와 황변도의 변화를 비교하기 위하여 Spectrogard Color System(Gardner Co.)을 이용하였으며 그 값은 CIE Lab 표색계에 의하여 측정하였다. 광택도의 경우는 Micro-TRI-Gloss(Gardner Co.

성능/효과

나타내었다. 과천과 인천 옥외환경시험장에서 약 2년 동안 옥외폭로한 건축용 도료와 선박용 도료의 표면에서 균열과 갈라짐 현상을 관찰하였는데 Pictorial Standards에 의해 분석한 결과 과천 옥외환경시험장에서 폭로한 시험편의 경우에는 Checking No. 6에 해당하는 변화를 나타내고 있으며 인천 옥외환경시험장에서 폭로 한 시험편은 Checking No. 8에 해당하는 변화를 보이고 있음을 알 수 있다.
국내 6개 지역의 옥외환경시험장에서 약 2년 동안 옥외폭로한 시험편의 옥외내후성은 폭로지역에 따라 800 ~ 2000시간의 촉진내후성과 상관성을 나타냈고, 일본 지역의 경우 2년 동안의 옥외내후성을 2000시간의 촉진내후성으로는 모두 재현할 수 없었는데 대략 1 ~ 2년 동안의 옥외내후성이 2000시간의 촉진내후성과 상관관계를 보였다.
국내 지역과 일본 지역의 옥외내후성을 비교하여 보면 색차와 광택도 등 모든 평가항목에서 일본 지역에서 폭로한 시험편이 국내 지역에서 폭로한 시험편보다 더 많은 변화를 나타내고 있음을 알 수 있는데, 도료의 광택도를 비교인자로 하여 비교하였을 때 일본 지역의 미야고지마 옥외환경시험장에서 1년 동안 폭로한 결과가 국내 지역의 인천과 제주 옥외환경시험장에서는 1년 반에서 약 2년 동안 폭로한 결과와 같음을 확인할 수 있었다.
옥외폭로한 지 6개월부터 시험편의 가장자리 부분에 녹이 발생하였고 Blistering 현상이 나타나기 시작하였는데 폭로기간이 길어짐에 따라 이러한 현상은 더욱 심해졌으며 녹을 동반한 Blistering 현상은 시험편의 가장자리 부분에서 시험편의 중앙 부분으로 진행이 되고 있음을 확인할 수 있는데 24개월의 폭로 후에는 심한 Blistering 현상과 더불어 도막의 박리현상까지 일어남을 관찰할 수 있다.
또한 황변도의 경우에는 과천과 인천 옥외환경시험장에서 폭로한 시험편에서 그리고 광투과율의 경우에는 인천과 제주 옥외환경시험장에서 폭로한 시험편에서 가장 많은 변화를 나타내고 있다. 이상의 결과를 종합해 보면 국내의 6개 옥외환경시험장 중 인천옥외환경시험장에서 폭로한 시험편의 노화가 가장 많이 진행됨을 알 수 있는데 그 이유는 인천 옥외환경시험장이 다른 옥외환경시험장보다 일사량이 많고, 해안지역으로 해염인자의 영향을 받으며, 공장밀집지대에 위치하고 있어 이로 인하여 많은 환경오염물질의 영향을 받기 때문으로 생각된다.
알 수 있다. 이와 같이 일본 지역의 옥외환경시험장에서 폭로한 시험편의 노화가 국내 지역에서 폭로한 시험편보다 빨리 진행됨을 알 수 있는데 옥외노출 소재의 평가항목 중 광택도를 비교인자로 하여 비교하였을 때 일본 지역의 미야고지마 옥외환경시험장에서 1년 동안 폭로한 결과가 국내 지역의 인천과 제주 옥외환경시험장에서는 1년 반에서 약 2년 동안의 폭로 기간에 나타남을 확인할 수 있었다.
일본 지역의 옥외환경시험장에서 옥외폭로한 시험편의 폭로기간에 따른 표면 모 폴로 지의 변화를 관찰한 결과 많은 시험편에서 그 표면에 Blistering과 Rust가 발생하였으며 심한 경우에는 도막의 들뜸으로 인한 박리현상까지 나타남을 관찰하였는데 죠시옥외환경 시 험장에서 옥외폭로한 시험 편보다 미 야고지 마 옥외환경 시 험장에서 옥외 폭로한 시험편의 경우가 더 많은 변화를 나타냈으며 그림4에 미야고지마 옥외환경시험장에서 옥외폭로한 자동차용 도료의 폭로기간에 따른 표면 모폴로지의 변화를 나타내었다. 옥외폭로한 지 6개월부터 시험편의 가장자리 부분에 녹이 발생하였고 Blistering 현상이 나타나기 시작하였는데 폭로기간이 길어짐에 따라 이러한 현상은 더욱 심해졌으며 녹을 동반한 Blistering 현상은 시험편의 가장자리 부분에서 시험편의 중앙 부분으로 진행이 되고 있음을 확인할 수 있는데 24개월의 폭로 후에는 심한 Blistering 현상과 더불어 도막의 박리현상까지 일어남을 관찰할 수 있다.
옥외환경시험장에 기상환경측정시스템을 설치하였다 . 표2 에 과천 옥외환경시험장에서 측정한 기상환경인자의 측정값을 나타내었는데 연평균 기온이 12.3℃ ~ 12.80를 나타내었으며, 상대습도는 58.6% ~ 62.6%의 분포를 보였고, 일사량은 5115 ~ 5198(MJ/m2)으로 나타남을 볼 수 있는데 이러한 값들은 지구온난화와 오존층의 파괴로 인하여 평년치와 비교하였을 때 연평균 기온의 경우 최대 약 1℃ 정도가 상승하였으며 일사량의 경우에는 1000(MJ/m2) 정도가 많아졌음을 알 수 있다. 따라서, 이러한 변화들로 인하여 옥외노출 소재 및 제품들의 노화가 지금까지보다는 앞으로 더욱 촉진될 것임을 예상할 수 있다.
표3에 국내 지역의 6개 옥외환경시험장과 일본 지역의 죠시와 미야고지마 옥외환경시험장에서 약 2년 동안 옥외폭로한 시험편의 옥외내후성과 촉진내후성시험기에서 2000시간 동안 시험한 시험편의 촉진내후성의 상관관계를 옥외노출소재의 평가항목 중 광택도를 비교인자로 하여 나타냈는데 과천과 광주 옥외환경시험장에서 약 2년 동안 옥외폭로한 결과가 촉진내후성 시험기에서 800 ~ 1300시간 동안 시험한 결과와 같았고, 대구옥외환경시험장의 경우에는 약 2년의 옥외내후성이 1000 ~ 1300시간의 촉진 내후성과 상관성을 나타냈으며, 부산 옥외환경시험장의 경우에는 약 2년의 옥외내후성이 1300 ~ 1700시간 동안의 촉진내후성과 연관성을 나타냈다. 인천과 제주 옥외환경시험장의 경우에는 약 2년 의 옥외내후성과 1800 ~ 2000시간의 촉진내후성이 상관관계를 가지고 있음을 알 수 있다.

내보내기 구분	파일저장 인쇄 메일전송
구성항목	기본정보 상세정보 관리번호, 논문명, 저널/프로시딩명, 저자 , 발행년, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, 발행기관 관리번호, 논문명, 대등논문명, 저자 , 저널/프로시딩명, 발행기관, 발행년, 발행언어, 권, 호, 시작페이지, 끝페이지, ISBN, ISSN, 주제분야, 키워드, 초록(한글), 초록(영문), 저자(소속기관)
저장형식	Text(ASCII format) Excel format RefWorks Direct Export RIS format (for Reference Manager, ProCite, EndNote), Scholar's Aids, Mendeley
메일정보	받는사람 (필수) @ 보내는사람 (선택) @ 제목 내용 KISTI 검색결과 이메일 서비스
안내	총 건의 자료가 검색되었습니다. 다운받으실 자료의 인덱스를 입력하세요. (1-10,000) 검색결과의 순서대로 최대 10,000건 까지 다운로드가 가능합니다. 데이타가 많을 경우 속도가 느려질 수 있습니다.(최대 2~3분 소요) 다운로드 파일은 UTF-8 형태로 저장됩니다. 파일의 내용이 제대로 보이지 않을실 때는 웹브라우저 상단의 보기 -> 인코딩 -> 자동선택 여부를 확인하십시오. ~ Text(ASCII format) Excel format

연합인증

옥외노출소재의 신뢰성 평가기술 및 표준화
Reliability evaluation and standardization of outdoor exposure materials 원문보기

초록
AI-Helper

AI 본문요약
AI-Helper

문제 정의

제안 방법

데이터처리

이론/모형

성능/효과

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

연합인증

옥외노출소재의 신뢰성 평가기술 및 표준화 Reliability evaluation and standardization of outdoor exposure materials 원문보기

초록 AI-Helper

AI 본문요약 엑셀 다운로드 AI-Helper

문제 정의

제안 방법

데이터처리

이론/모형

성능/효과

이 논문을 인용한 문헌

관련 콘텐츠

원문 보기

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

선택된 텍스트

옥외노출소재의 신뢰성 평가기술 및 표준화
Reliability evaluation and standardization of outdoor exposure materials 원문보기

초록
AI-Helper

AI 본문요약
AI-Helper