4원 아크릴 점착제를 합성하기 위하여 butyl acrylate(이하 BA), 2-ethylhexylacrylate(이하 2-EHA), methylmethacrylate(이하 MMA), 2-hydroxyethylmethacrylate(이하 2-HEMA)를 사용하였다. 점착제 구조는 FT-IR, 분자량 분포는 GPC로 측정하고 점도, 고형분 그리고 점착력도 조사하였다. 단량체와 용제의 부피비가 1.3:1일 때 점착력이 $160g_f/25mm$이며 가장 범용성이 있었다. 열처리속도가 50 m/min이었을 때 가사시간이 30 s이었으며, 최소 경화시간은 30 s로 확인하였다. 내후성 시험에서 1000 h 경과 후에도 점착력이 $160{\sim}180g_f/25mm$로 거의 일정하게 유지되었고, 점착 잔유물은 없었다.
정보기술의 디자인 트렌드는 시대에 따라 빠르게 변해왔으며, 최근의 정보 디스플레이의 디자인 트렌드는 베젤리스 디스플레이가 대세이다. 베젤리스 또는 에지리스 디스플레이는 휴대폰 디스플레이의 새로운 트렌드로 부상하고 있다. 본 논문에서는 이른바 베젤리스 디스플레이라고 불리는 기기 면적 대비 높은 화면 비율을 갖는 터치패널 디스플레이의 조립 공정에 적합한 차광 테이프를 개발하였다. 차광 테이프는 자외선 경화형 아크릴계 감압성 점착제를 PET 필름 위에 롤투롤 공정으로 코팅하여 제조하였다. 자외선 경화형 감압성 점착제는 톨루엔을 전혀 사용하지 않는 친환경적인 제조 방법으로 합성되었다. 제조된 차광 테이프의 점착력은 자동화된 인장시험기로 분석하였으며, 형상유지 특성인 칙소성은 주사 전자 현미경으로 분석하였다. 그 결과 제조된 차광 테이프는 터치패널 디스플레이의 조립 공정에 적합한 높은 점착력과 우수한 칙소성을 나타내었다. 이러한 기능성 차광 테이프의 개발은 그 동안 차광 테이프의 칙소성 부족으로 인하여 야기되었던 터치 패널 디스플레이 조립 공정의 생산성향상 및 품질안정성 향상에 기여할 것으로 기대된다.
환형수조는 점착성 퇴적물의 이송특성 연구를 위해 가장 선호되는 실험 장치로 알려져 있다. 과거 많은 연구자들은 퇴적물의 이송특성, 특히 침식/퇴적 특성 조사를 위해 주로 수로를 이용한 실험적 연구를 수행하였는데, 최초의 실험적 연구들은 주로 직선수조에서 수행되었다. 그러나 입자간의 응집이 중요한 역할을 하는 점착성 퇴적물의 경우에, 직선수조 끝단에서의 자유낙하 및 재순환 펌프의 날개에 의해 응집된 토사가 쉽게 분리될 수 있어 그 타당성이 의문시 되어 왔으며, 이러한 단점을 보완하기 위해 환형수조가 고안되었다. 환형수조는 수면과 접하여 회전하는 상부링의 마찰력에 의해 흐름이 생성되기 때문에 시간의 제약 없이 흐름조건을 동일하게 만들 수 있다는 큰 장점을 갖는다. 그러나 환형수조는 원주유속의 속도차이 및 원심력으로 인한 2차 순환류를 형성시켜 반경 방향(radial direction)에서의 바닥전단응력을 불균일하게 하는 단점을 갖는다. 이러한 2차 순환류와 바닥전단응력의 불균일을 저감시키기 위하여 환형수조의 몸체를 상부링의 회전 방향과 역방향으로 직접 회전시키는 방법이 채택되어져 왔다. 한편, 환형수조의 상부링과 몸체를 서로 역방향으로 동시에 회전시키는 양방향 회전(counter-rotation)의 적용을 위해서는 2차 순환류가 최소가 되며 바닥전단응력이 균일해지는 최적 회전속도비에 대한 분석은 필수적 사항이다. 이를 위하여, 상부링과 몸체의 회전속도에 따라 변화하는 수조내부의 흐름특성 및 평균바닥전단응력에 대한 연구가 선행되어야만 한다. 이에 본 연구에서는 전산유체역학을 이용하여 전북대에 설치된 환형수조의 상부링과 몸체의 회전속도에 따라 변화하는 수조내부에서의 흐름특성 및 바닥전단응력에 대한 분석이 수행되었다. 또한, 이를 기초로, 환형수조의 최적 회전속도비 산출을 위한 연구가 수행 중에 있다. 이러한 결과들은 추후 환형수조를 이용한 점착성 퇴적물의 침식/퇴적 등과 같은 이송특성 연구시, 퇴적물에 작용하는 흐름조건의 정밀산정을 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것이다.
압력감응성 아크릴 점착제의 물성은 가교를 위한 관능성그룹을 가진 단량체를 이용하여 쉽게 물성을 조절할 수 있다. 본 연구에서는 두개의 다른 가교제, isocyanate 및 epoxy형 가교제에 따른 아크릴 점착제의 가교특성과 물성을 연구하였다. 2-Ethylhexyl acrylate, acrylic acid (AA)와 2-hydroxyethyl methacrylate를 주 단량체로 하여 이소시아네이트 또는 에폭시형 가교제로 가교한 점착제의 박리점착 특성, 볼텍, 유지력 및 수축성을 고찰하였다. 점착특성은 AA함량 증가와 더불어 증가하였고 가교점이 많고 ether와 같은 유연한 결합을 생성하는 에폭시형 가교제에서 우수한 물성을 나타내었다.
본 연구에서는 자연시료에 대한 퇴적 매개변수를 정량적으로 산정하기 위하여, 환형수조를 이용한 퇴적실험이 수행되었다. 퇴적실험을 위해 마산항이 대표 해역으로 선정되어 시료가 채취되었으며, 퇴적실험은 초기농도가 동일한 조건에서 바닥전단응력의 크기만을 변화시키면서 총 18회의 실험이 수행되었다. 퇴적실험 결과, 마산항 갯벌 점착성 퇴적물의 최소전단응력 ${\tau}_{bmin}$과 퇴적률 매개변수 ${\sigma}1$ 및 $({\tau}_b^*-1)_{50}$은 각각 $0.10N/m^2$, 0.54, 0.87로 산정되었으며, 과거 타 연구결과와의 비교 검토를 통하여 본 실험에서 도출된 결과의 타당성이 입증되었다.
아크릴 점착테이프는 자동차, 전기전자 및 디스플레이 모듈 접합에 사용된다. 본 연구는 이러한 모듈 접합에 사용되는 고강도 준구조형 점착테이프 제조를 위해 2-ethylhexylacrylate(2-EHA)와 acrylic acid(AAC)를 사용하여 UV 조사에 의한 광중합 및 점착테이프 제조를 위해 광경화를 진행하였고, AAC의 함량 및 무기물 충전제 $SiO_2$ 함량에 따라 아크릴 점착테이프의 물성에 미치는 영향을 고찰하였다. 공단량체로 사용된 AAC의 함량이 많을수록 아크릴고분자 사슬의 강직성이 증가하여 초기 점착력이 낮았고, 시간경과에 따라 점착력이 증가하였으며 테이프의 젖음성, 접촉각 및 SEM 이미지를 통해 확인할 수 있었다. 충전제를 첨가하지 않은 점착테이프의 박리강도와 전단접착강도는 반비례 관계였으나 충전제를 첨가하면 함량 증가에 따라 박리강도 증가와 함께 전단접착강도가 증가하는 비례관계를 보였다. 이러한 상관관계로부터 고강도 준구조형 접착물성을 필요로 하는 용도에 최적화된 아크릴 점착테이프를 제시할 수 있었다.
수리취 첨가량(0~40%)을 달리하여 제조한 절편의 색도 중 L값은 수리취 첨가량이 증가할수록 감소한 반면 적색도는 높은 음의 값을 나타내었고 각 첨가군간에 유의적인 차이를 보였다(P<0.05). 경도와 탄력성은 수리취 첨가량이 많을수록 감소하는 경향을 보여 각 첨가군 사이에 유의적인 차이(P<0.05)를 나타내었고 탄력성 또한 경도와 같은 경향을 보였으나 첨가량에 따른 유의적인 차이는 없었다. 부착성과 응집성은 수리취의 첨가량에 따른 일정한 증감의 경향은 나타내지 않았으며 점착성과 씹힘성은 무첨가군이 가장 높고40% 첨가군이 가장 낮아 수리취의 첨가량이 낮을수록 유의적으로 높은 값을 보였다. 관능검사 결과 절편의 색, 향기 및 쫄깃한 정도는 수리취 20% 첨가군이 유의적으로 높은 값을 나타내어 선호도가 가장 좋은 것으로 평가되었고 달라붙는 정도는 수리취 첨가량이 증가할수록 손에 더 잘 달라붙는 것으로 나타났다. 수리취 절편을 2$0^{\circ}C$에 저장하면서 시간별 절편의 텍스쳐 변화를 조사한 결과 수리취를 20, 30% 첨가하여 제조한 절편은 무첨가 및 10% 첨가군에 비해 저장 전기간 동안의 경도 증가의 변화폭이 적어 저장 72시간 이후에도 초기에 비해 2.4~3.0배의 경도 증가를 나타내었다. 점착성 및 씹힘성은 경도와 거의 유사한 경향을 보여 씹힘성은 저장시간에 따른 높은 유의적인 차이(P<0.05)를 보였으며 점착성은 0, 10, 20 및 30% 첨가군에 서는 높은 유의차를 보이나 40% 첨가군에서는 유의차가 뚜렷하지 않았고, 수리취 첨가량에 대해서는 점착성, 씹힘성 모두 각 첨가군 사이에 유의적인 차이(P<0.05)를 보였다. 응집성은 저장시간이 경과함에 따라 감소하는 경향을 나타내었고 부착성은 저장시간 및 수리취 첨가량에 따른 유의차를 보였다. 이상의 결과로 미루어볼 때 1% 중조용액에서 삶은 수리취와 8시간 수침한 쌀을 이용차여 수리취의 첨가량이 각기 다른 절편을 제조할 경우 경도와 탄력성은 수리취 첨가량이 증가함에 따라 감소하였으나 20% 첨가 절편이 색, 향 및 종합적 기호도에 있어서 가장 선호도가 좋은 것으로 평가되었고, 이들 절편을 2$0^{\circ}C$에 저장할 경우 수리취가 첨가된 절편은 무첨가군에 비해 저장 중 절편이 굳어지는 것이 훨씬 지연됨을 확인할 수 있었다.
소프트하이드로겔은 소재의 친수-소수성, 조성, 가교도, 약물의 물성에 의해 약물방출을 조절할 수 있었으며 또한 특이적인 전연성, 탄성에 의해 약물의 0차방출이 가능하였다. 메타크릴산-IPN-소프트하이드로겔은 현저하게 높은 PH의존성 팽윤도와 이에 따른 약물조절방출능을 보였으며 아크릴산-IPN-소프트하이드로겔은 우수한 점착성을 나타내었다. 이상 연구된 소프트하이드로겔들은 새로운 소재로서 개발대상으로 설정된 조절방출성 제제로의 활용성을 기대되었다.
일반화된 Hoek-Brown 암반파괴조건식을 Mohr-Coulomb 파괴조건에 기초한 암반구조물 해석법에 적용시키기 위해서는 등가 마찰각과 등가 점착력을 계산하는 과정이 필요하다. Balmer(1952)이론에 기초한 기존의 접선 순간마찰각과 순간점착력 계산식은 최소주응력 ${\sigma}_3$의 함수로 표시되므로 등가 강도정수의 정수압 의존성 및 응력경로 의존성을 이해하는 데 적합지 않다. 이 연구에서는 응력불변량을 이용하여 일반화된 Hoek-Brown식의 접선 순간마찰각과 순간점착력 계산하는 방법을 제시하여 기존의 방법이 갖는 단점을 극복하였다. 제시된 방법을 이용한 예제 해석을 통해 접선 순간마찰각과 순간점착력의 정수압 의존특성 및 파괴곡면의 팔면체 단면에서 Lode각의 의존성을 고찰하였다. 접선 순간마찰각은 삼축신장 응력조건에서 가장 크며, 접선 순간점착력은 삼축압축 응력조건에서 가장 큰 것으로 나타났다. 접선 순간마찰각과 순간점착력의 정수압 및 Lode각 의존성은 GSI 값이 큰 양호한 암반에서 상대적으로 큰 것으로 나타났다.
편광필름용 점착제를 합성하기 위해 아크릴 단량체를 사용하여 용액중합이 수행되었다. 사용된 아크릴 단량체는 2-ethylhexylacrylate, butylacrylate, acrylic acid였으며, 비율은 점착제의 유리전이온도 $-40^{\circ}C$에 맞추어 2-ethylhexylacrylate: butylacrylate: acrylic acid=25:50:3.5로 하였다. 중합된 점착제에 커플링제를 1 wt% 첨가하였을 때 점착제의 광투과율이 매우 증가하였다. 이러한 현상은 커플링제의 Si-O 결합이 액정셀에 대한 점착력을 향상시킨 결과임을 알 수 있었다. 가교제를 단량체 대비 0.5, 1.0, 1.5 wt% 첨가하였을 매 가교제의 함량이 증가할수록 초기점착력은 감소하고 응집력은 증가하였다. 접촉각 분석에서 가교제의 함량이 증가할수록 표면에너지가 커져 접촉각이 감소하였다. 내열성 측정에서 가교제의 증가나 온도변화에 관계없이 아크릴 점착제는 우수한 내열성을 보였으며 절단면의 관찰에서 가교제의 함량이 증가할수록 절단면이 매끄럽고 깨끗하였다. 종합적으로 점착제의 초기점착력, 응집력, 표면에너지, 절단면의 상태 등을 고려하여 적정 가교제의 투입량을 1.0 wt%로 확정하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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