• Journal of Adhesion and Interface
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• v.1 no.1
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• pp.23-29
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• 2000

Surface modification of hydrophobic polymeric materials to be hydrophilic or to have specific functional groups is of great importance for a diversity of applications of the materials. In this study, polyethylene (PE) film surfaces were modified by vapor phase photografting of hydrophilic vinyl monomers with different functional groups. The functional monomers were introduced on PE films by introducing the monomers in vapor phase using a vapor phase photografting apparatus designed by our laboratory. Functional monomers used were acrylic acid (negatively chargeable), acrylamide and allylalcohol (neutral), and allylamine and N,N-dimethyl aminopropyl acryamide (positively charged). The functional monomer-grafted PE film surfaces were characterized by the measurement of water contact angles and the attenuated total reflectance Fourier-transform infrared spectroscopy. The vapor phase photografting seems to be effective means for introduction of various functional groups onto polymeric substrates.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2009.10a
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• pp.182-182
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• 2009

실란, 실리카, 이산화티탄($TiO_2$) 광촉매의 sol-gel 반응을 통하여 자기세정 기능과 Cr-free 기능을 동시에 나타낼수 있는 친수성 자기세정 강판용 공중합체를 제조하여용융 아연 도금 강판위에박막으로 코팅하여 그 특성을 분석하였다. 코팅층의 상부에 위치한 TI층에 의하여 광활성화를 통한 친수성표면을 형성하였으며, 코팅표면에서의 수(水) 접촉각 측정결과 10도 이하의 초친수성 특성을 나타내었다.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1996.10a
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• pp.69-70
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• 1996

Polyethersulfone(PES)은 열적 특성이 우수하고 넓은 pH 범위에서 사용이 가능하며 특히, 막 제조 특성이 우수하여 막 소재로서 지금까지 널리 사용되어 오고 있다. Polysulfone(PSf)에 비하여 구조적으로 친수성이 우수하고 열적 특성이 더 뛰어난 장점이 있지만, 친수화를 시키기가 어려워서 지금까지는 주로 PSf의 친수화 연구로 한정되었었다. PES가 PSf에 비해 친수성이 좋다고는 하지만 PES 자체가 여전히 소수성을 띠므로 막 운전시 막의 내부나 표면에 투과 물질이 흡착되어 일어나는 Fouling으로 인해 막의 수명을 단축시키며 운전 효율도 크게 떨어진다. 이러한 Fouling을 줄이기 위한 방법으로 여러 가지 방법이 있지만 본 연구에서는 막의 재질을 친수성으로 개질시켜서 Fouling억제를 시도하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.133-133
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• 2012

일반적으로 TiO2는 광촉매 작용으로 표면 살균성을 가지며, 친수특성으로 인한 자가세정 능력도 가지고 있다. 또한 지구상에 많이 존재하는 광물로 원료의 가격이 저렴하다는 장점이 있어 산업 전반에 사용되고 있다. 하지만 외부의 환경적 오염으로 인한 광촉매 반응 면적의 감소에 따라 반응효율이 저하되는 단점이 있으며, SiO2는 투명한 유리와 같이 비정질상태가 안정하고 높은 굴절률을 가지며 내구성이 외부환경에 강해 무반사 코팅이나 금속박막의 보호층으로 주로 사용된다. WO3는 높은 굴절률과 가시광선 영역에서의 우수한 투과율을 가지고 있으나 conduction band에서 생성된 광캐리어들이 빠르게 재결합 하여 광분해 효율이 좋지 않기 때문에 흔히 쓰이지 않고 있다. 이러한 박막들의 단점을 보완하기 위해 물리적 구조를 변화시켜 반응 면적을 극대화하기 위해 버퍼층이나 다층박막을 사용하는 등 다양한 연구가 진행되고 있다. 본 실험에서는 Slide glass에 Plasma etching 하였을때 친수성이 나타나는 특성을 이용하여 대면적 코팅과 표면 경도를 우수하게 만들 수 있는 RF Magnetron sputtering법으로 Slide glass에 Ar Gas 분위기에서 각 파워별 Plasma etching한 후 TiO2, SiO2, WO3 박막을 증착하여 광학적, 구조적 특성을 분석하였다. 광투과율 측정장치(UV-VIS Spectrophotometer)를 사용하여 투과율을 측정한 결과 모든 박막이 가시광 영역에서 80% 이상의 높은 투과율을 나타내었으며, 접촉각 측정결과 100w로 etching한 glass에 TiO2를 증착한 박막에서 가장 낮은 $3^{\circ}$ 이하의 접촉각을 나타내었다. SEM (Scanning Electron Microscope) 분석을 통해 표면구조를 관찰한 결과 100w로 etching한 후 TiO2를 증착한 박막이 가장 조밀한 구조를 보였으며, AFM (Atomic Force MicroScope) 분석 결과 100w로 etching한 후 TiO2를 증착한 박막의 표면이 가장 거칠어지는 것을 볼 수 있었는데, 이는 물과 닿는 박막의 유효 표면적의 증가로 인하여 광촉매 효과가 증가하였기 때문에 친수성이 향상된 것으로 사료된다. 이러한 박막은 건물 유리벽과 자동차의 내 외장재 전자기기용 광학 필름에 자가세정, 내반사 코팅소재, 디스플레이 표시장치로 활용할 수 있을 것으로 예상된다. 본 연구는 중소기업청에서 지원하는 2011년도 산학연 공동기술개발 지원사업의 연구수행으로 인한 결과물임을 밝힙니다.

• Korean Journal of Optics and Photonics
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• v.24 no.1
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• pp.39-44
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• 2013

In this study, we assessed the hydrophilic characteristics of the surface of toughened glass used in smartphones by investigating the optical properties and contact angle characteristics of the plasma device. In this study, the characteristics were different depending on the partial pressure of the gas, input voltage, and degree of ionization of argon gas. In this study, the surface of the toughened glass became more hydrophilic, as indicated by contact angle and light spectrum, after plasma treatment than before the treatment.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1997.04b
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• pp.56-58
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• 1997

최근 polyolefin계열의 고분자 분리막이 많이 사용되고 있는데 특히 그 중 polypropylene막은 특성상 내약품성 및 내열성이 뛰어나 막 손상이나 성능 저하가 비교적 적은 고분자 막으로 평가되고 있다. 그러나 재질의 소수성 특성 때문에 심각한 fouling을 유발하게 되어 이를 방지하기 위해 막 표면을 hydrophilic agent로 개질 시켜 fouling을 제어하는 기술이 진행되고 있다. 일반적으로 막 재질을 개질 시키기 위하여 sulfonating agents, ozone, 그리고 hydrophilic monomer등을 grafting하는 방법들이 사용되고 있는데, 이는 공정상의 어려움이 있고 완벽한 친수성의 부여를 기대하기가 어렵다. 또한 막 기공 구조의 변화와 붕괴를 초래한다는 단점이 있다. 이밖에 hydrophilizing agent 등을 이용하여 wetting시킴으로써 일시적인 친수화 처리를 하는 방법이 있다. 그러나 이 방법은 membrane matrix로 부터 hydrophilizing agent가 새어 나가므로 영구적으로 사용할 수 없으며, 특히 의료용 분리막으로 이용될 경우 유출된 hydrophilizing agent가 cell membrane을 공격하여 cell 분해와 같은 인체에 해로운 결과를 초래하기 때문에 부적당하다. 최근 들어 저온 plasma를 이용한 표면 개질의 방법이 연구되고 있는데, 이는 plasma가 고분자 물질의 구조나 화학적 반응성과는 상관없이 모든 고분자 물질의 표면을 일정하게 개질 시킬 수 있으며 여타의 다른 방법들과는 달리 막 제조시 residual solvent의 문제점과 swelling의 문제점들이 발생하지 않는 장점 때문에 최근 각광받고 있는 기술 중의 하나이다. 또한 다른 방법에 비해 막과 plasma와의 강한 흡착력 때문에 영구적 친수성을 가지게 할 수 있다. 본 연구에서는 저온 plasma를 이용한 표면 개질이 막의 친수성 향상 및 fouling 방지에 미치는 영향에 대하여 조사하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.38 no.3
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• pp.263-270
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• 2014

A fluid transport technique is a key issue for the development of microfluidic systems. In this paper, a new concept for transporting a droplet without external power sources is proposed and verified numerically. The proposed device is a heterogeneous surface which has both hydrophilic and hydrophobic horizontal surfaces. The numerical simulation to demonstrate the new concept is conducted by an in-house solution code (PowerCFD) which employs an unstructured cell-centered method based on a conservative pressure-based finite-volume method with interface capturing method (CICSAM) in a volume of fluid (VOF) scheme for phase interface capturing. It is found that the proposed concept for droplet transport shows superior performance for droplet transport in microfluidic systems.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2009.10a
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• pp.141-141
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• 2009

EHD(electrohydrodynamic) 증착법을 적용하여 코팅층 표면복합구조제어를 연구하였다. 이 방법을 이용하여 표면구조 제어를 통한 친/소수 코팅층 개발의 제반 조건들을 탐색한다. 화학적으로 안정한 코팅층을 형성할 수 있는 전구체 물질을 용매에 혼합하고, 전구체 물질의 농도를 조절하여 다양한 점도의 용액을 합성하고, 전기장을 적절한 범위에서 변화시키면서 용액의 점도와 전기장의 변화에 따른 코팅층의 표면형상을 체계적으로 조사하고, 주요 공정 변수인 용액 전구체농도와 전기장에 따른 표면형상 변화에 대한 공정 MAP을 조사하여 초친수/초발수 특성을 나타내는 최적 표면구조를 예측한다.

• Journal of the Korean Applied Science and Technology
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• v.31 no.4
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• pp.584-594
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• 2014

To increase of surface hydrophilicity of polymeric thin films is an important approaching technique for introduction of self-cleaning and/or antifogging properties on the surfaces of those films. In general, hydrophilic surface can be produced by coating non ionic surfactants or by increasing surface energy. Various non-ionic surfactants, such as Tween, Span, and PEG-PPG block copolymers were selected for our experiments, because they are cheap and well soluble in toluene system as well as they contain several reactive hydroxy fuctional groups with coupling agents. Blending conditions influence the PET film surface hydrophilicities. However, the introduction of only these surfactants on the surface of PET films did not show the high durability of hydrophilic properties after washing with water. To improve the durability two types of coupling agents such as epoxide and diisocyanate were adopted. Contact angle of water on hydrophilically coated PET film surface with 6 wt% of isophrone diisocyanate(IPDI) containing coating solution was reached to $8.7^{\circ}$, which was an indirect evidence for very high surface hydrophilicity. A light(500 nm of wavelength) transmittance value of coated PET film was changed only from 87% to 85% with keeping a good transparent property. This film can be usable for self-cleaning film industries.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.21 no.3
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• pp.317-322
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• 2010

In this study, poly(methyl methacrylate) (PMMA) was treated with changing mixing ratios of $F_2$ and $O_2$ using oxyfluorination method for hydrophilic modification of PMMA film. For the characterizations of oxyfluorinated PMMA surface, contact angle, surface free energy, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and optical transmittance (UV-vis) were carried out. After the oxyfluorination, PMMA surface became more hydrophilic showing the decrease of water contact angle from $69^{\circ}$ to $44^{\circ}$. So, surface free energy of oxyfluorinated PMMA film was increased from 46 to $58\;mN\;m^{-1}$. These results are attributed to hydrophilic functional groups such as hydroxyl group formed oxyfluorination method on the PMMA surface. From XPS results, it was confirmed that O/C concentration ratio on the surface of PMMA was increased, the amount of C-OH bonding which shows hydrophilicity was also largely increased from 6.7 to 24.8% with increasing fluorine partial-pressure via the oxyfluorination, The oxyfluorination conditions, room temperature, 1 bar with one mixture ratio of $F_2$ to $O_2$ had little influence on optical transmittance properties of PMMA film but enhanced its surface hydrophilicity. This result suggests that oxyfluorination method could be useful to change hydrophobic PMMA surface to hydrophilic.