• 한국펄프종이공학회:학술대회논문집
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• 한국펄프종이공학회 2000년도 추계학술발표논문집
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• pp.41-41
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• 2000

부유부상 공정은 현재 신문고지와 사무용 고지의 탈묵을 통한 신문용지 및 화장지 제조 에 널리 사용되고 있는 고지재활용을 위한 핵심공정이다. 하지만 이들 공정은 갈수록 열악 해지는 국내 고지원료의 품질변화에 따라서 잉크 및 토너의 분리효율이 저하되고 있어 생산 되는 탈묵 펄프의 품질저하, 리젝트 발생량의 증대, 폐수 처리공정의 부하 증가 등 다양한 문제점을 발생시키고 있어 이에 대한 대책의 수립이 시급히 요청되고 있다. 현재와 같이 다양한 형태의 잉크 및 인쇄방식으로 인쇄된 많은 종류의 재활용지가 원료 로 투입되고 있는 경우 탈묵공정의 효율 향상을 위해서는 부유부상 공정에 대한 좀 더 체계 적이고 논리적인 접근이 필요하다. 이러한 문제점을 극복하기 위해 먼저 고지 재활용 공정 의 핵심 단위공정인 부유부상 공정에 관련된 복잡한 문제점을 단순화하여 고상 및 액상의 표면화학적 특성을 평가하고, 이에 따른 부유부상 공정의 효율을 분석하였다. 본 연구에서는 부유부상 공정을 기초과학적 측면에서 구명하기 위해 마이크로 크리스탈린 셀룰로오스(Microcrystalline cellulose: MCC)를 모델 물질로 사용하였고, 친수성 의 표면 특 성을 나타내는 MCC의 표면 특성을 바꾸기 위하여 AKD(alkyl ketene dimer)로 처리비율을 달리하여 사이징 처리하였다. 부유부상 실험에 사용된 MCC는 친수성을 띠는 것과 소수성 을 부여한 것을 구별하고 그 비율을 백색도를 통해 측정하기 위하여 자체적으로 친수성을 가지는 MCC는 세척 견뢰도가 높은 검은색 염료로 염색하였다. 준비된 친수성과 소수성 M MCC의 혼합비율 별로 패드를 작성하여 백색도를 측정함으로써 검량선을 작성하였다. 또한 부유부상 시간에 따른 제거효율을 알아보기 위하여 부유부상 시간별로 각각의 리젝트율과 수율올 측정하고, 리젝트 시료로부터 패드를 제조하여 백색도를 측정하였다. 실험 결과 소수성 MCC의 소수화 정도에 따라서 리젝트율이 증가하였으며, 이를 통해 표 면에 소수성을 띠는 입자는 소수성이 강할수록 부유부상공정에서 제거율이 증가한다는 것을 확인하였다. 부유부상 처리한 MCC로 패드를 제조한 뒤 백색도를 비교한 결과에서도 이를 확인하였다. 한편 리젝트로 함께 제거된 MCC 내에 존재하는 친수성 MCC의 양은 극히 미 세하였다. 또한 부유부상를 실시하는 초기에 상당량의 리젝트가 발생함을 확인하였는데, 이 는 전체 부유부상을 통해 제거되는 양의 45-68%였다. 한편 부유부상이 진행됨에 따라서 리젝트 양의 증가폭이 둔화되는 경향을 나타내었다. 이러한 경향은 MCC의 소수성이 강할 수록 더욱 뚜렷하게 나타났다. 이를 통해 계 내로부터 소수성인 물질이 급속하게 제거됨을 알 수 있었으며 필요 이상의 부유부상 처리는 잉크제거 효율을 높일 수는 있으나 소모되는 시간에 비하여 비효과적임을 알 수 있었다.

• 멤브레인
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• 제24권1호
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• pp.69-77
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• 2014

초저압용 나노여과 중공사 복합막을 제조하기 위하여 poly(vinylidene fluoride) (PVDF) 소수성 중공사막 표면에 무기염인 $K_2Cr_2OH$와 $KMnO_4$ 수용액으로 친수화 처리를 하였으며, 처리된 막 표면 위에 piperazine (PIP)과 trimesoyl chloride (TMC)로 계면 중합하여 복합막을 제조하였다. NaCl, $CaSO_4$, $MgCl_2$ 100 ppm 용액 및 300 ppm의 NaCl과 $CaSO_4$ 혼합용액을 이용하여 코팅물질의 농도, 코팅시간 및 건조시간에 따른 복합막의 투과특성을 알아보았다. 실험 결과 친수화 물질로는 $K_2Cr_2OH$을 사용하였을 때 더 높은 배제율을 보였으며, 친수화 시간이 길어질수록 투과도는 향상되고 배제율은 감소하는 경향을 나타내었다. 또한 촉매인 triethyl amine (TEA)과 sodium lauryl sulfate (SLS)의 농도가 높을수록 투과도는 감소하고, 염제거율은 증가하였다. 최적 조건으로는 $K_2Cr_2OH$으로 10분 동안 친수화 시킨 PVDF 중공사막 위에 PIP 2 wt% 용액(PIP 함량 대비 Triethyl amine (TEA) 7 wt%, SLS 20 wt% 혼합용액)과 TMC 0.1 wt%를 이용하여 계면중합한 것으로 공급액 NaCl 100 ppm에 대해서는 투과도 40 LMH, 제거율 50%이었고, $CaSO_4$ 100 ppm에 대해서는 투과도 48 LMH, 제거율 55%를 나타내었다.

• 폴리머
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• 제34권4호
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• pp.341-345
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• 2010

현탁중합에 의한 폴리(메틸 메타크릴레이트)((poly(methyl methacrylate)(PMMA))/은 미세입자 제조시 사용된 은 나노입자가 중합속도 및 PMMA 미세입자의 형태에 미치는 영향을 고찰하였다. 은 나노입자의 친수성 정도 는 중합속도 및 PMMA/은 미세입자의 형태에 큰 영향을 주었다. 개질된 은 나노입자를 이용하여 중합한 경우에 중합 속도가 약간 증가하였다. 중합온도가 낮음에도 불구하고 85% 이상의 전환율을 가지는 PMMA/은 미세입자를 제조할 수 있었다. 사용된 은 나노입자 표면의 친수성 정도에 따라 중합 후 미세입자의 표면은 볼록한 모양과 오목한 모양의 입자가 제조되었다. 친수성 정도가 감소된 은 나노입자를 이용하여 현탁중합된 미세입자가 안정적인 나노복합체를 형성하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.64-64
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• 2010

ZnO 나노와이어를 수열합성법에 의하여 합성 하였다. 나노와이어 합성을 위한 Seed layer는 Al 이 2% 도핑된 ZnO타겟을 이용하여 스퍼터링 공정을 통해 증착시켰다. 이 Seed layer박막을 대기압 플라즈마 공정을 통하여 친수처리와 소수처리를 한 후 접촉각을 측정 하여 표면에너지를 관찰하였다. 또한 각각의 표면에너지에 의한 ZnO 나노와이어 합성결과 ZnO 나노와이어의 밀도, 직경, 길이가 표면에너지와 밀접한 관련이 있다는 것을 확인 하였다. 결과적으로 수열합성법에 의해 성장된 나노와이어는 Seed layer의 표면에너지에 큰 영향을 받는 것을 확인하였고 이것은 향후 연구에서 나노 구조체 전반에 밀도, 직경, 길이를 조절할 수 있는 핵심 기술임을 제시한다.

• 한국포장학회지
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• 제29권2호
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• pp.111-118
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• 2023

본 연구에서 연속형 레이저와 나노초 레이저의 경우에는 고분자와 물성 조건이 맞지 않아서, 고분자 필름 표면에 특정 패터닝이 구현되지 않았다. 그러나, 펨토초 레이저를 활용하여 HDPE, PP, PET 등의 식품포장 필름의 표면에 패터닝이 구현됨을 확인하였다. 따라서, 본 연구에서 식품포장 필름에서 펨토초 레이저 패터닝 공정 조건을 확립하였고, 싱글 펄스에 의한 대면적 원형 패턴, 싱글 펄스를 30%를 중첩한 대면적 거칠기 패턴, 직선 패턴, 직선 패터닝을 중첩한 대면적 거칠기 패턴, 직선 패터닝을 교차하여 격자 패턴 등의 표면 패터닝 필름을 제작하였다. 또한, 표면 패턴 구조와 크기에 따른 패터닝 HDPE, PP, PET 필름은 SEM, AFM, 접촉각 분석을 통하여 그 특성을 확인하였다. 펨토초 레이저 패터닝을 하지 않은 각 대조군 필름의 표면 대비 대면적 원형 패터닝 HDPE 및 PP 필름, 싱글 펄스를 30%를 중첩한 대면적 거칠기 패터닝 및 직선 패터닝을 중첩한 대면적 거칠기 패터닝 PET 필름의 표면은 27.1-37.5°의 접촉각을 나타냄으로써, 패터닝 후에 HDPE, PP, PET 필름은 친수성 표면으로 변화되었다. 반면, 나노-마이크로 크기의 돌기 표면구조를 갖고 있는 대면적 격자 패터닝 HDPE 필름의 경우에는 120.4°의 접촉각을 보임으로써, 패터닝 후에 소수성 표면으로 변화되었다. 따라서, 패터닝을 통해 친수성 표면으로 바뀐 필름들은 단백질, 세포, 바이러스 등을 비롯하여 식품의 물질들이 달라붙지 못하거나, 쉽게 떨어지는 엔티파울링 응용분야에 활용이 가능하다. 또한, 향후 좀더 정밀한 나노 및 마이크로 돌기 구조를 갖는 격자 패터닝을 통해 150° 이상의 초소수성 표면을 제작하게 된다면, 자가 청소(Self-cleaning) 등의 초소수성 표면 응용분야에 활용 가능할 것이다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제25권5호
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• pp.666-672
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• 2001

Experiments have been carried out to investigate the evaporation heat transfer characteristics of various tubes on which hydrophilic surface treatment using plasma was employed. Spiral, corrugated and low-finned tubes were selected as test tubes. The evaporator tubes were bundled to form three rows of tubes connected in series, with each row being 400mm long. The results obtained indicate that hydrophilic treated tubes tested exhibit better evaporation heat transfer performance as compared with untreated tubes. It is found that the high wettability of the surface obtained through hydrophilic treatment induces film flow onto the tubes during the evaporation process, while sessile drops are formed on untreated tubes.

• 설비공학논문집
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• 제12권6호
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• pp.533-540
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• 2000

Condensation heat transfer characteristics have been investigated experimentally when a water vapor is condensed on the outside of a horizontal copper tube in a condenser. This problem is of particular interest in the design of a LiBr-water absorption system. Hydrophilic surface modification was performed to increase the wettability on the copper tube. The optimum hydrophilic treatment condition using acethylene and nitrogen as reaction gas is also studied in detail. The results obtained indicate that the optimum reaction gas ratio of acethylene to nitrogen for hydrophilic surface modification was found to be 7 : 3 for the best condensation heat transfer. In the wide ranges of coolant inlet temperatures, and coolant mass flow rates, both the condensation heat transfer rate and the condensation heat transfer coefficient of a hydrophilic copper tube are increased substantially, compared with those of a conventional copper tube used in a condenser. It is also found that the condensation heat transfer enhancement by the hydrophilic surface modification still emains even after a hundred cycles of wet/dry processes.

• 한국진공학회지
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• 제18권5호
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• pp.337-345
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• 2009

패키지 기판의 지름 $100{\mu}m$ 이하 미세 드릴 구멍의 경우 습식 디스미어 공정만으로는 구멍 내부의 스미어를 효과적으로 제거할 수 없다. 본 연구에서는 습식 디스미어 공정의 이전 단계에서 대기압 플라즈마를 처리하여 소수성의 기판 표면을 친수성으로 개질하고자 하였다. 대기압 플라즈마 공정은 리모트 DBD 방식의 전극을 이용하여 패키지 제조 공정에 적합한 인라인 형태의 장비로 구성되었다. 대기압 플라즈마를 처리한 결과 접촉각 기준으로 $71^{\circ}$의 소수성 절연 필름 표면이 $30^{\circ}$ 정도의 친수성 표면으로 개질되었다. 대기압 플라즈마 처리 유무에 따른 습식 디스미어 공정의 특성을 평가하기 위하여 절연 필름의 두께, 드릴 구멍 지름, 표면 조도의 변화를 측정하였는데, 대기압 플라즈마 처리 시 기판 전면에서 공정 특성의 균일도가 향상되는 것을 확인하였다. 또한 대기압 플라즈마 처리 유무에 따른 드릴 구멍의 SEM 사진 분석 결과 대기압 플라즈마 처리 시 구멍 내부의 스미어가 효과적으로 제거됨을 실험적으로 확인하였다.

• 청정기술
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• 제5권2호
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• pp.37-44
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• 1999

불소 함유 디올(diol)과 친수성기 함유 디올을 사용하여 수용성 불소계 폴리우레탄을 합성하여, 반응물의 조성이 합성된 폴리우레탄의 대표적 물성인 표면자유에너지와 수분산성에 미치는 영향을 조사하였다. 폴리올보다 이온성부여 디올이 분산성 향상에 효과적이었으며, 전체 폴리올(polyol)에 대한 이온성 친수성기 함유 디올의 몰 비가 0.3~0.7의 범위를 가질 때, 합성된 폴리우레탄의 수용액에 분산된 입자 지름이 610~310nm로 안정된 유화물을 형성하였다. 폴리우레탄내의 불소 함량이 10 wt%까지 증가함에 따라 표면자유에너지는 22.3 dyn/cm에서 12.6 dyn/cm로 급격히 감소하였으며, 수분산된 입자의 지름은 380 nm에서 860nm로 증가하였다. 그 이유는 낮은 표면에너지와 강한 소수성을 갖는 불소집합체의 표면 배열로써 분자 상호간의 결합력이 증가하기 때문이다. 과불소알킬기를 포함하는 매크로단량체(macromonomer)의 강한 소수성 때문에 수용성 폴리우레탄의 단점인 소수성 하락의 보완에 더 효과적이었다.

• 한국염색가공학회:학술대회논문집
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• 한국염색가공학회 2011년도 제45차 학술발표회
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• pp.31-31
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• 2011

섬유제품은 대부분은 흡수성 또는 흡유성을 가지고 있어 물이나 기름이 등을 쉽게 흡수하는 성질이 있다. 이러한 성질 때문에 물이나 기름 등의 접촉에 의한 얼룩과 오염이 잘 되는 단점을 가지고 있다. 이러한 문제점을 해소하기 위하여 원단에 대한 발수, 발유, 방오가공 등이 연구되어 왔으며 섬유의 고유한 화학적, 기계적 물성을 유지하면서 표면과 이면이 다른 특성을 가지도록 유도하여 기능성을 부여하는 편면가공을 주목을 받게 되었다. 본 연구에서는 불소계로 발수처리 된 PET직물에 저온 Plasma와 Sputter을 이용하여 직물의 한쪽 면에는 친수성과 다른 면에는 발수성이 동시에 나타나는 편발수에 관한 실험을 했다. 불소계로 발수처리 된 시료와 저온 Plasma처리된 시료와 Sputter처리된 시료(처리면, 미처리면)를 접촉각 5회 측정하여 평균값을 나타냈다. 발수처리 된 시료의 평균 접촉각 값은 $149^{\circ}$이며, 저온 Plasma의 평균값은 $45^{\circ}$(처리면) $128^{\circ}$(미처리면), Sputter는 $74^{\circ}$(처리면) $144^{\circ}$(미처리면) 으로 가공처리 된 시료에는 양면의 접촉각이 확연한 차이가 나타난 걸로 미루어 보아 편면발수효과가 얻어졌다고 판단된다. SEM 측정을 통하여 관찰한 경우, 발수처리 된 시료에서는 불소계 발수제의 흔적이 보였다. 저온 Plasma, Sputter 처리된 시료에서는 처리시간이 높아짐에 따라서 시료표면에 코팅된 불소계 발수제 막들이 점점 파괴되는 것을 관찰할 수 있었다. 그리고 건식가공으로 인하여 처리된 표면에는 Etching작용이 일어나 표면적이 넓어져 친수화가 일어난 것으로 생각된다. 이처럼 저온 Plasma가공과 Sputter가공으로 편발수를 얻을 수 있다면 에너지 절약, 처리공정과 시간단축 등 여러 가지 장점이 기대된다.