자동차용 도료의 도장 품질은 미려한 외관과 더불어 내후성, 내약품성, 방청성, 내Chipping성등 물리화학적인 물성이 우수해야 한다. 특히 최근에는 이러한 도장품질과 더불어 지구환경 보호 및 도장 Cost 절감과 관련된 기술개발 요구가 고조되고 있으며, 산성비등의 환경오염 물질에 대한 저항성 및 내Scratch성 향상을 위한 기술개발 노력이 경주되고 있으며, 본 총설에는 자동차 도료 system즉 하도, 중도, 상도등의 상세한 도막별 특성에 관한 기술 내용 설명을 피하고, 도장품질 향상과 지구환경 보호 측면에서의 자동차도료 개발현황 및 향후 방향에 대하여 설명하고자 한다.
The purpose of this study is to investigate the effect of acid fog on the rust formation behavior of weathering steel (SMA50) which is used in un-coated bridges. Weathering steel didn't form the passive film under the environment of acid fog(pH5,6), whereas the environment of distilled water formed the protective oxide film. Therefore, the construction of weathering steel under the environment extremely exposed to SOx and NOx which are the main compositions of acid fog is not adequate. Fatigue limits of weathering steel under acid fog environment are remarkably decreased as compared with environment of distilled water. The corrosive constituents in acid fog has piled up the corrosion products on specimen surface and generated the corrosion pits. Because of the high stress concentration arising at this corrosion pit, relatively low fatigue limits were obtained for acid fog specimens.
ethylene과 methylacrylate 그리고 가교(架橋) 영향(影響)을 미치는 Carboxyl 기(基)로 구성(構成)되어 있는 이 공중합체(共重合體)는 내열(耐熱) 그리고 내유성(耐油性)인 새로운 등급(等級)의 탄성체(彈性體로) 상품화(商品化) 되었다. 이 탄성체(彈性體)의 가황물(加黃物)은 Chlorosulfonated Polyethylene과 실리콘고무 중간(中間)인 고온(高溫)에서 물리적(物理的) 특성(特性)을 만족(滿足)시켜주는 고무로써 특(特)히 내유(耐油), 내(耐)오존성(性) 그리고 내후성(耐侯性)에 우수하며 동시(同時)에 저온(低溫)에서도 훌륭한 성질(性質)을 유지(維持)하는 탄성체(彈性體)이다.
현재 한국 판벽화에 대한 연구는 극히 드물며 정확한 정의, 손상원인 등의 연구 또한 명확히 이루어지지 않고 있다. 따라서 판벽화 및 단청의 채색층 박리부위 고착을 위한 고착처리제의 내후성을 비교하였다. 시료는 육송 위 총 5종의 호분, 자황, 석간주, 뇌록, 삼청안료를 채색하고 아교, 우뭇가사리, Methyl cellulose, PVAc계열 고착제(Caparol binder) 총 4종의 고착제를 각각 농도 0.5%, 1.5%로 도포하여 비교하였다. 고착 보존처리 후 문화재에 발생할 수 있는 환경변화 요소인 온 습도, 자외선을 인위적으로 조사(照射)하였다. 조사 후 환경에 따른 물성 변화는 색차변화, 박리손상도 평가, 표면관찰을 통해 다각적으로 관찰하였다. 실험결과, 아교는 타 고착제들에 비해 모든 채색층이 안정적으로 고착되었으나 실외에 노출되어 있는 삼청에 사용할 시 황변이 우려되었다. 우뭇가사리는 아교와 마찬가지로 삼청은 자외선에 의한 영향을 받으나 이외에 급격한 온 습도 변화에는 타 고착제에 비해 고착력이 가장 우수했다. Methyl cellulose는 일정 이상 농도에서 광택에 유의하여야 하며 급격한 온 습도 변화에 비교적 강했으며 PVAc계열 고착제(Caparol binder)는 타 고착제들에 비해 고착성이 현저히 떨어졌다.
전통 단청 교착제인 젤라틴(아교)의 물성에 따른 단청 도막의 성능을 평가하고자 직접 추출하거나 시판되는 아교 및 젤라틴 5종을 선정하고 수분반응성과 촉진내후성을 실험하였다. 실험결과, 겔 강도가 높은 1종의 젤라틴 단청 도막에서는 아교 대체 재료인 아크릴산 에스테르 수지 도막보다 수분 흡수율이 높고 촉진 내후성 시험 후에도 밀착성이 높았을 뿐만 아니라 젤라틴 도막보다 내수성이 우수하였다.
기존에 연구되어 온 금속 유물 접착용 에폭시 수지인 $Araldite^{(R)}$ rapid type, $Devcon^{(R)}$, $Araldite^{(R)}$ SV427+HV427, $CDK^{(R)}$520, $Araldite^{(R)}$ AW106+HV953 5 종을 선별하여 이들 수지의 문제점인 황변과 시간에 따라 나타날 수 있는 노화징후를 금속 문화재의 안전과 연결하여 접근하였다. 금속문화재 보존처리 후, 생길 수 있는 환경 변화 조건인 자외선 조사, 산 염기 상황을 인공적으로 극악하게 부여하였으며, 이들의 물성 변화를 굴곡 강도 변화와 표면 경도 변화를 통해 알아보고, 이 결과들을 FT-IR을 연결, 분석하여 그 변성 원인을 화학적으로 추적하고자 하였다. 자외선 조사 및 산 염기 환경에서 노출된 에폭시 수지들은 노출 전후에 굴곡 강도, 표면 경도들의 물리적 변성과 알코올의 생성 등의 화학적 변성이 나타났다. 대부분의 조건에서 SV427+HV427과 $CDK^{(R)}$520이 비교적 각 내후성 조건 아래 안정적이었지만, 자체의 굴곡 강도 수치가 낮아 복원 면적이 얇고 넓은 경우의 사용은 자제해야 할 것으로 보인다. 또한 보존 환경이 유물은 물론이고 보존처리 시 사용된 수지의 보존을 위해서도 매우 중요하다는 것을 알 수 있었다.
시베리아 및 카나다산(産) 수입침엽수(輸入針葉樹) 4수종(樹種)에 대하여 고유(固有)의 내후성(耐朽性) 및 CCA계(系) 목재방부제(木材防腐劑) 최적처리량(最適處理量)을 검토하기 위하여 약액농도(藥液濃度)를 달리하여 처리(處理)한 후 수종별(樹種別) 약제흡수량(藥劑吸收量), 강제부후시험(强制腐朽試驗)에 의한 중량감소율(重量減少率), 주사전자현미경(走査電子顯微鏡) 관찰(觀察)에 의한 부후형태(腐朽形態) 등을 조사(調査)하였다. 수종별 약제흡수량(藥劑吸收量)은 카나다산(産) 수종(樹種)에 비하여 비중(比重)이 높고 연륜폭(年輪幅)이 좁은 시베리아산(産) 수종(樹種)이 적은 약제흡수량(藥劑吸收量)을 나타내었으며 무처리재(無l處理材)의 고유(固有)의 내후성(耐朽性)을 조사한 결과 갈색부후균(褐色腐朽均)인 부후개떡버섯에 비하여 자색부후(自色腐朽)균인 구름버섯에 대하여 낮은 경향(傾向)을 보였다. 수입침엽수(輸入針葉樹) 4수종(樹種)에 대한 CCA계(系) 목재방부제(木材防腐劑)의 최적(最適) 처리농도(處理濃度)는 효력치(效力値) 80(구름버섯) 및 90(부후개떡버섯)이상(以上)을 나타낸 0.7%가 적절한 것으로 판단되며 이때의 약제(藥劑) 흡수량(吸收量)은 $3.8-5.5kg/m^3$이었다. 부후형태(腐朽形態)를 관찰(觀察)한 결과 무처리재(無處理材)의 경우에는 가도관(假道官) 내강(內腔)에 균사(菌絲)가 침입(侵入)해 있고 가도관(假道官) 벽(壁)에 천공(穿孔)이 형성(形成)되었으며 유록벽공(有綠壁孔)의 벽공록(壁孔綠) 및 방사조직(放射組織)이 분해(分解)되어 고유(固有)의 형태(形態)를 상실(喪失)하였으나 농도(濃度) 0.5% CCA처리재(處理材)의 경우에는 거의 건전(健全)한 형태(形態)를 유지(維持)하고 있어 부후(腐朽)의 진행(進行)이 인정(認定)되지 않았다.
투명 플라스틱 중에서 가장 많이 이용되고 있는 재료의 하나로 폴리카보네이트 수지가 알려져 있다. 이 수지는 투명 플라스틱 중에서도 굴절률이 1.584로 유리의 굴절률에 상응하는 수치를 가지고 있어 렌즈, 창소재 등 광학적 용도에 있어서 유리의 대체품으로서 호응이 크다. 그러나 장점에 반하여 표면 경도가 낮기 때문에 마찰에 의해 긁히기 쉽고 용제 등에 대한 내성도 나쁜 편이다. 특히 옥외 창 재료로 사용할 경우에는 자외선의 흡수에 따른 표면의 황변이 심각한 문제가 되어 사용상에 한계를 가지고 있다. 본 연구에서는 실리콘 하드 코팅제의 우수한 내마모성 및 광학 특성을 가지며 또한, 무기 실록산 네트워크에 자외선 흡수 능력을 가진 유기 실란을 도입시켜 폴리카보네이트 수지의 취약한 표면을 효율적으로 보호하면서 내후성 또한 뛰어난 표면 보호 코팅제를 제공하기 위하여 quinine과 3-isocyanato propyl triethoxy silane(3-IPTES) 으로부터 N-triethoxy silyl propyl quinine urethane (TESPQU)을 합성하였다. 이 물질을 methyl triethoxy silane(MTES) 과 공가수분해 후 축합시켜 실록산 네트워크 속으로 도입시켰다. 또한 benzophenone 계통의 자외선 흡수제를 유가실란 축합물에 단순 배합한 경우와 비교하였다. 주사슬에 UV에 안정한 형태의 유가 실란, TESPQU를 도입한 경우 좋은 내후성을 나타냄을 확인할 수 있었다.
아라미드 섬유소재는 고강도, 고내열성의 소재로 다양한 용도전개가 가능하나, 일광 및 부식에 의한 내광성 및 내후성이 급격하게 저하되는 단점이 있다. 자외선의 광화학적 작용에 의해 변퇴, 경화, 취하, 강도저하가 일어나는 단점을 보완하기 위해 내광성 및 내화학성이 우수한 전이금속산화물 소재와의 복합화를 통해 내광성 및 내화학성 개선에 대하여 연구하였다. zinc acetate 수화물과 수산화리튬을 무수에탄올로 용해시킨 용액을 강하게 교반하여 나노 산화아연 졸을 제조하였다. 제조된 나노크기의 zinc oxide 입자의 형상과 입자분포 등 제조특성을 입도분석기, FE-SEM 및 EDS 분석을 통하여 고찰하였으며, 제조된 나노졸을 아라미드 섬유에 침지시켜 Xenon-arc 내후성시험기에서 80시간 동안 노출시켜 노출시간에 따른 물성변화를 분석하였다. 나노졸을 5~20% 픽업으로 패딩한 후 광에 노출된 아라미드의 인장강도는 나노졸을 처리하지 않은 아라미드 섬유보다 20~30% 개선된 인장강도를 나타내었다.
본 논문에서는 내후성강재의 고장력볼트 마찰이음부 미끄럼계수 평가를 위한 실험연구를 수행하였다. 표면 상태는 흑피 부착표면을 수동 및 전동솔질로 청소한 경우, 숏브라스트 표면, 무기징크 하도 및 웨더코트를 적용한 경우들을 고려하였다. 또한, 각 표면 상태에 대하여 500 시간 동안 볼트축력 감소율을 측정하였다. 실험결과로부터 흑피표면을 전동솔질한 경우를 제외하면 미끄럼계수는 모두 0.4보다 컸다. 볼트축력 감소율은 표면상태에 따라 달랐으며 $3{\sim}8%$ 정도로서 10% 이내의 값을 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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