최근 이산화탄소 흡수원으로 해조류의 배양과 이산화탄소 고정에 대한 영향 분석연구가 세계적으로 활발하게 진행되고 있다. 또한, 해조류에서 바이오에너지를 얻기 위한 연구와 해조류의 구성성분인 섬유, 당 및 지질을 이용하기 위한 연구도 다양하게 진행되고 있다. 해조류 섬유는 주로 종이 및 바이오복합재료 제조에 사용되며 추출물은 식품 등에 사용될 수 있다. 특히, 해조류 섬유는 셀룰로오스 섬유와 유사한 특성을 가지기 때문에 바이오복합재료의 천연섬유 보강재로서 사용이 가능하다. 바이오복합재료는 천연섬유를 보강재로 사용한 에너지절약과 친환경 특성을 가진 고분자복합재료로서 현재 자동차 및 건축물의 내장재로 사용되고 있는 유리섬유 보강 고분자복합재료를 대체할 수 있는 신소재이다. 본 논문에서는 해조류 기반 친환경 에너지소재의 세계적 연구동향 및 해조류 섬유를 이용한 신소재 개발연구로서 홍조류 섬유 보강 바이오복합재료에 대한 연구결과를 소개하고자 한다.
The new type of vibration reduction material far an automotive interior, which is spray-type liquid material, is developed in this study The new material has better damping property and lower mass density than other damping materials, for example asphalt sheet. It can be sprayed by an automatic robot, so it is expected to improve productivity and cut down manpower. And it solves a poor adhesion problem and makes an automotive to be lightweight by optimizing spray process. So, It is a next generation automotive vibration reduction material. In this paper, the chemical process for making the new damping materials is described. And then, the damping properties of the vibration reduction materials are analyzed by modal testing of damping treatment specimens. The new vibration reduction materials have good damping properties than asphalt sheet in the experimental results.
자동차의 배출가스가 가져오는 대기오염문제로 배출하지 않는 장점이 있는 전기자동차의 도입이 계획되고 있는 한편, 세계의 자동차관련메이커들은 꾸준히 개발$\cdot$개량을 추진하고 있다. 그 기술은 착실하게 진전되어 근거리역내에서의 교통수단으로서는 실용역에 이르고 있으며 앞으로 실용화를 위한 시험이 본격화될 것으로 보인다. 삼릉전기(주)에서는 보다 고성능의 전기자동차의 실용화를 위하여 유도전동기와 선진 구동제어 기술의 연구$\cdot$개발에 진력하여 유도전동기와 선진 구동제어기술을 조합한 구동시스템을 개발하였다. 유도전동기는 고속화, 냉각의 수냉화, 스테이터절연의 고내열화, 저손실코어재의 적용 등으로 소형$\cdot$경량화를 기하였다. 컨트롤러는 인버터의 파워소자에 구동$\cdot$보호회로를 내장한 IPM(Intelligent Power Module)을 채용하고 유도모터의 고효율화와 토크제어의 고응답$\cdot$고정도화를 양립시킨 고효율$\cdot$고응답벡터제어를 적용하였다. 또한 속도센서의 생략으로 코스트저감과 신뢰성의 향상을 위한 속도센서레스제어의 적용을 검토하고 있다. 이상으로 소형$\cdot$경량$\cdot$고효율$\cdot$저코스트를 조화시킨 고성능의 전기자동차구동시스템을 실현하였다.
폴리염화비닐(polyvinyl chloride, PVC)은 자동차 내장재(도어 트림 및 대쉬 보드 등)에 아주 널리 사용되고 있으나 특정조건에서 유해물질을 배출하므로 규제가 되는 소재로 알려져 있다. 그러므로 열가소성 폴리올레핀계 고분자인 폴리프로필렌(polypropylene, PP)이 자동차 내장재 부분에서 PVC를 대체할 수 있는 중요한 재료로 부각되고 있다. PP(비정영역:0.855, 결정영역:$0.946g/cm^3$)의 또 다른 장점은 PVC($1.1{\sim}1.45g/cm^3$)에 비해 밀도가 낮으므로 자동차의 중량을 줄일 수 있다는 것이다. 한편 모든 부품은 표면보호와 미관상 코팅이 반드시 필요하며, 그들을 조립하는데 접착제가 필요하다. 지금까지 주로 사용해 온 용제-베이스의 접착제/코팅제의 경우 휘발성 유기화합물(volatile organic compounds, VOC)의 발생과 열악한 작업 환경으로 환경친화적인 수성 접착제/코팅제의 수요가 증가하고 있다. 이러한 맥락에서 본 연구에서는 소수성 고분자 PP에 적용되는 환경친화적인 다양한 수분산 폴리우레탄-우레아 선처리제(primer: 마감도료가 기질에 보다 잘 접착될 수 있도록 선처리하는 도료)를 이온성분 dimethyl propionic acid (DMPA) 함량별, 다양한 NCO/OH 몰비, 변성 실리콘 디올의 다양한 함량 및 소프트세그먼트 함량 등의 여러 배합으로 제조하였다. 제조된 시료 중 DMPA 함량 21 mol%, 소프트세그먼트 함량 73%, 변성 실리곤 디올 5 wt% 및 NCO/OH 몰비 1.2를 사용한 시료가 기질 PP 시트와의 접착력이 우수하였으며, 첨가제는 분산제 0.5 wt%, 레벨링제 0.5 wt%, 소포제 1.5 wt% 및 소광제 3.0 wt%가 가장 적합한 첨가 함량임을 알 수 있었다.
최근 산업환경 변화에 순응하는 환경 친화적 소재를 사용하여 자동차, 선박, 철도 등 수송용 인테리어 내장재를 구성하는 기술로서, 난연성 및 기계적 물성 유지 기술, 그리고 실내 쾌적감을 부여하기 위한 감성기술 및 심미적 요소를 부여하는 디자인 기술이 가미된 복합 기능화 기술개발이 구되고 있다. 기존의 자동차용 시트 제품은 대부분 PU Foam을 시트원단에 불꽃으로 Lamination 하는 방식으로 제조되었으며, 이러한 제조 방식은 많은 공정을 거치게 되고 PU Foam을 제조하는 공정 및 불꽃으로 Lamination 하는 공정에서 많은 환경유해가스가 발생하는 등 환경적으로도 많은 문제점을 감수하면서 생산하는 방식이다. 또한 각종 원단의 표피재로 많이 사용되고 있는 PU와 PVC의 경우 제조과정에서 용제와 가소제 사용 등으로 인해 환경적으로 많은 문제점이 있으며, 이를 대체하기 위한 노력이 많은 부분에서 이루어지고 있지만, 마땅히 대체할 소재를 찾지 못하고 있는 실정이다. 본 연구에서 제안하는 실리콘수지는 기존의 PU와 PVC를 대체할 수 있는 소재로서 각광받고 있으며, 응용기술 개발을 통해 충분히 적용이 가능한 소재라고 판단된다. 본 연구에서 개발하고자 하는 기술은 난연성을 가진 실리콘 내장 표피재에 불꽃으로 Lamination하는 공정을 배제한 친환경 PUD Foam을 바로 Back Coating함으로써 일체형 고 기능 친환경 제품을 개발함으로써 친환경 복합화 기술 및 SEAT 원단과 표피재의 일체형 모듈화 공법개발을 이루고자 한다.
자동차는 첨단공업 기술이 고도로 집적되어 있는 인간-기계 시스템(man machine system)이다. 자동차에 대한 새로운 감성요구를 실현하기 위해서는 인체와 오랜 시간 접촉해 있는 시트 표피재의 분석이 반드시 필요하다. 본 연구에서는 자동차 시트 표피재의 역학적 특성과 감성을 고려한 고급감을 예측하여 고감성 내장 표피재 개발에 기여하고자 한다. 감성용어는 Softness(유연한), Elasticity(탱글탱글한), Volume(풍성한), Stickiness (끈끈한)를 설정하였으며, 이와 대응하는 표피재의 역학적 특성 치를 측정하였다. 피혁의 특성평가에 의한 결과로 resilience, bending moment, thickness와 friction 값을 얻을 수 있었으며, 이러한 역학적 특성 치를 softness, elasticity, volume, stickiness 값으로 변화하기 위해 fuzzy logic을 사용하였다. 또한 Fuzzy logic의 결과인 Softness, Elasticity, Volume, Stickiness 값으로 피혁의 고급감을 예측하기 위한 신경망 모델(Neural network)을 구성하였다. 즉, 자동차 표피재 중 피혁의 4가지 물리량으로 인간의 감성인 표피재의 고급감을 예측하여 고감성 자동차 시트 표피재의 개발을 위한 예측 모델의 가능성을 평가하였다.
We have carried out the test using the cone calorimeter and the smoke density chamber to evaluate the characteristics of the combustion for the car interior materials passed horizontal burning test. We have analysed many parameters related to fire hazard. These parameters are the ignition time, the heat release rate, the maximum average rate of heat emission, the flashover propensity and specific optical density. There was a significant difference in HRR and optical smoke density. The HRR was $185{\sim}446kW/m^2$ and optical smoke density was $119{\sim}1207$. Only horizontal burning test was performed to evaluate the fire hazard for the car interior materials.
It is considered that automobile inner space is dangerous due to its combustion characteristics. (Automobile interior is largely made by plastic materials.) At last it is necessary to study on combustion characteristics of automobile interior. we could obtain its rapid combustion velocity and high smoke density by using ASTM D 2863 apparatus, DSC (Differential Scanning Calorimetry), Smoke density apparatus and so on. The study is summerized by following conditions and results. 1. Sample size was 150mm(length)$\times$60mmwidth). 2. Combustion velocity appeared peak point in the 2cm point. 3. PVC and foam layers are important factors in the face of smoke density. 4. Using DSC, we obtained the point that automobile interior was melted. 5. Automobile interior should be improved because of its low L.O.I value and rapid flame propagation velocity.
Five parts of the automotive interior materials were sampled to determine their combustion characteristics. Oxygen Indexer, Smoke chamber, Differential Scanning Calorimeter(DSC) were used as the analysis apparatus. All LOI values of samples appear less than 21. The combustion phenomena of the interior materials primarily depends on properties of each layer material. The amount of generated smoke are reached the maximum value within 30 - 90sec after ignition. The experimental results of combustion characteristics and DSC of H/Line also indicated that the layer of foam was melt first and it caused the propagation of flame through the sample. The combustion characteristics of multi-layer materials primarily depends on thermal characteristics of single layer material.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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