환경문제에 대해 오래 전부터 관심을 가져온 선진국은 잉크의 수성화에 주력하여 왔으며, 그 결과 이미 수용성 소재의 양산체재에 들어가 수성 원료 사업을 대형화하는 추세에 있다. 이에 한화석유화학 중앙연구소에선 스티렌/아크릴계 수용성 High Solid 수지를 개발하여, 수성 잉크용 분산제, Resin Fortified Emulsion (RFE), UV Resist 잉크, 수성코팅제, 바닥광택제 등에 적요하기 위한 응용기술을 개발하였다. 본 연구는 수성 잉크의 주요 구성 성분인 grinding vehicle. let-down vehicle로 사용되는 수용성 High Solid 수지 (SAA 수지) 및 이를 이용한 에멀젼 수지의 합성과 수성 잉크로의 응용에 대한 것이다. SAA(HCC Soluryl Resin) 수지는 구조적으로 Styrene, Alpha-methyl Styrene, crylic Acid의 삼원공중합체이며 약 70%의 소수성 물질과 30%의 친수성 물질이 Random 하게 중합되어 있으며 약 5000∼15000정도의 낮은 분자량을 가진 물질로, 고고형분에서도 낮은 점도를 유지하기 위하여 분자량과 좁은 분자량과 좁은 분자량을 가지는 수지를 연속벌크중합방법으로 합성하였다. 또한 이를 고분자 유화제로서 사용하여 수지보강 에멀젼수지 (RFE 수지, HCC Soluryl Emulsion) 를 제조하는데 사용하였으며, SAA수지 및 RFE수지를 수성잉크용 분산제, 잉크 바인더용으로 적용하였다.
불투수성 방수아스팔트는 아스팔트 혼합물이 골재와 골재 사이를 강력하게 부착하며, 골재간의 공간을 메우고, 골재표면을 두껍게 코팅하여 골재 상호간의 강한 접착을 유지시켜주는 열가소성 폴리머를 사용한 포장공법이다. 이러한 불투수성 아스팔트는 기존의 가열식 일반아스팔트 공법에서 문제시 되고 있는 내구성 저하와 잦은 유지보수로 인한 문제점을 해결할 수 있는 공법으로 차세대 고내구성 포장공법으로 주목을 받고 있다. 본 연구는 불투수성 방수아스팔트 혼합물 개발을 위한 연구의 일환으로 상온과 영하 $10^{\circ}C$의 조건하에서 기존 아스팔트수지와 새로운 개념의 불투수성 고분자계 수지의 부착성능 비교 검토하였으며, 아스팔트혼합물의 부착성능도 실험을 통해 비교 하였다. 실험결과 불투수성 아스팔트의 부착성능이 기존 아스팔트에 비해 상온은 물론 저온에서도 뛰어난 성능을 발휘하는 것을 확인 하였다.
교착제의 종류가 단청의 도막성능에 미치는 효과를 구명하고자, 전통적으로 사용되어 온 녹말풀과 아교, 그리고 최근에 사용되기 시작한 수성아크릴수지 에멀젼에 대하여 검토하였다. 촉진열화시험과 옥외폭로시험을 실시한 후 색상의 변화와 도막 박리 특성 및 도막부착력을 조사한 결과, 수성아크릴수지 에멀젼을 교착제로 사용한 단청은 촉진열화시험과 옥외폭로시험에서도 전혀 도막박리가 발생하지 않았으며, 수성아크릴수지 에멀젼이 매우 우수한 도막성능을 부여하는 것으로 밝혀졌다. 자외선에 의한 단청의 색상변화는 수성아크릴수지 에멀젼을 교착제로 사용한 경우 가장 적었으며, 아교를 교착제로 사용한 경우 가장 컸다. 아교밑칠은 아교를 교착제로 사용할 경우에는 단청 도막의 부착력을 크게 향상시키지만, 수성아크릴수지 에멀젼을 교착제로 사용할 경우에는 오히려 도막부착력을 저하시켰다.
올소-타입 불포화폴리에스테르 수지와 이소-타입 불포화폴리에스테르 수지를 합성하여 폴리머 모르타르 복합재료의 폴리머 결합재로 사용하였다. 불포화폴리에스테르 수지의 희석제로는 스티렌 모노머와 아크릴로니트릴을 사용하였고, 경화제로 methyl ethyl ketone peroxide (MEKPO), 가속제로 cobalt octoate (CoOc)를 사용하였다. 수지의 형태와 희석제의 종류에 따라 4종의 불포화폴리에스테르 수지를 제조하여 공시체 제조의 폴리머 결합재로 사용하였다. 폴리머 결합재의 첨가량에 따라 총 16종의 폴리머 모르타르 공시체를 제작하여 내열수성 시험을 행한 후 압축 및 휨강도시험, 세공분석 및 SEM 분석을 실시하였다. 시험결과, 이소-타입 불포화폴리에스테르 수지를 폴리머 결합재로 사용한 공시체가 올소-타입 불포화폴리에스테르 수지를 사용한 공시체보다 더 우수한 강도를 나타내었다. 내열수성시험 후에 측정한 총세공량과 세공의 평균직경은 시험 전에 측정한 값에 비하여 감소되었다. 내열수성시험 전에 관찰한 사진에서 폴리머 결합재와 충전재 및 잔골재가 co-matrix 상으로 견고하게 결합되어 있었으나 내열수성시험 후에 관찰한 사진에서는 폴리머 결합재가 대부분 분해되어 있는 것을 관찰할 수 있었다.
본 논문은 GMA(SIS, Stylene Isoprene Stylene) 고분자계 수지를 기반으로 제조된 아스팔트 바인더를 사용하여 플랜트에서 제조하는 혼합물로 방수기능을 갖도록 성능을 개선한 신개념의 불투수성 아스팔트 포장의 연구를 위해 수행하였다. GMA 고분자 수지 기반의 아스팔트는 유연성과 탄성을 바탕으로 중차량의 충격에 의한 영향을 받지 않으며, 우수 시에 포트 홀의 발생과 소성변형 등 여름철 온도 변화에도 안정적이다. 새롭게 제안된 열가소성 폴리머를 사용한 아스팔트 포장재료는 방수기능은 물론 역학적 특성을 검증하기 위해 KS기준과 ASTM기준에 맞게 안정도, 흐름값, 공극률, 동적 안정도, 인장강도비, 미끄럼 저항성 실험을 하여 역학적 특성을 분석 하였다.
본 연구는 시멘트 복합체의 내구성을 증진시키고, 액상 폴리머의 단점을 보완할 수 있는 재유화형분말수지를 이용하여 폴리머 시멘트 모르타르를 제작하고 보통 시멘트 모르타르 및 수성 폴리머 디스퍼젼을 혼입한 폴리머 시멘트 모르타르와의 강도 및 내구성 실험을 통해 재유화형 분말수지 혼입 폴리머 시멘트 모르타르의 개질특성을 파악하고자 하였다. 실험 결과, 강도성능과 내구성이 보통 시멘트 모르타르에 비해 상당히 개선되었고, 수성 폴리머 시멘트 모르타르와의 성능 차이도 크게 좁혀진 것으로 나타났다. 따라서, 재유화형 분말 수지를 이용한 폴리머를 사용해 양질의 프리 패키지드형 폴리머 시멘트 모르타르가 생산될 것으로 기대된다.
본 연구에서는 수성페인트의 주원료인 백색안료와 전색재료인 아크릴계수지를 사용하여 수성페인트를 제조하였으며, 그로부터 기본적인 물성 측정을 하여 수성페인트로서 알맞은 특성을 확인한 후 아크릴계 수성페인트에 환경친화적인 lemon 향료를 첨가시켜 도막을 형성시킨 다음 관능검사 및 향의 지속성 여부를 조사하였다.
고기능성 폴리머 콘크리트 복합재료의 내구성을 조사하기 위하여 올소타입 불포화폴리에스테르 수지와 이소타입 불포화폴리에스테르 수지를 폴리머 결합재로 사용하였고, 탄산칼슘과 실리카 미분말을 충전재로 사용하여 공시체를 제작하고 내열수성, 내약품성, 세공분석 및 SEM 조사를 실시하였다. 이소타입 불포화폴리에스테르 수지를 사용한 공시체의 압축강도가 올소타입 불포화폴리에스테스 수지를 사용한 공시체의 압축강도보다 높은 것으로 나타났고, 탄산칼슘 충전재에 비하여 실리카 미분말을 사용한 공시체의 압축강도가 높게 나타났다. 내열수성 시험에서 이소타입 불포화폴리에스테르 수지를 사용한 공시체가 올소타입 불포화폴리에스테르 수지를 사용한 공시체보다 내열수성이 우수한 것으로 나타났고, 탄산칼슘 충전재를 사용한 공시체가 실리카 미분말을 사용한 공시체보다 내열수성이 우수한 것으로 나타났다. 내약품성 시험 후에 측정한 압축강도 감소율은 수산화나트륨 수용액에 의한 압축강도 감소율이 가장 크게 나타났고 다음으로 황산, 염산 및 염화칼슘 순으로 나타났다. 알칼리성인 수산화나트륨 수용액에서는 탄산칼슘을 충전재로 사용한 공시체가 실리카 미분말을 사용한 공시체보다 중량 감소율이 적게 나타났으나 황산과 염산의 산성시약에서는 실리카 미분말을 사용한 공시체가 탄산칼슘을 사용한 공시체보다 중량 감소율이 적게 나타났다.
본 연구에서는 수용성 아크릴을 합성한 다음 수성 카제인 수지를 합성하여 기합성 완성된 아크릴 수지에 카제인 수지의 적하량을 점차 증가시켜 변화하는 물성을 피혁(Lamb leather)에 표면 코팅하여 물성을 측정 분석하였다. 내용제성 측정 결과 높은 내용제성 물성을 지닌 아크릴 수지와 카제인 수지의 함량이 물성 변화에 끼치지 않았으며 모두 높은 물성치를 나타내었다. 인장 강도 측정치에서는 아크릴 단독 코팅의 측정치가 $1.399kg_f/mm^2$로 가장 낮은 수치를 나타내었으며, 카제인 수지의 합량이 제일 높은 WAC-3가 가장 높은 인장력 $1.426kg_f/mm^2$을 나타내었다. 또한 내마모도 측정에서는 WAC-3가 제일 높은 69.774 mg.loss로 우수한 물성변화를 나타내었고, 연실률의 경우 아크릴 단독 코팅인 WAR이 820 %로 가장 높은 수치를 나타내었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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