• 접착 및 계면
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• 제1권1호
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• pp.23-29
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• 2000

소수성 고분자 재료 표면의 친수화 처리 및 기능성 작용기 도입은 재료의 응용성을 상당히 확장할 수가 있기 때문에 중요성이 인지되고 있다. 본 연구에서는 기상 UV 그라프트 반응(vapor phase photografting)에 의해 서로 다른 이온성을 가지는 비닐계 단량체들을 PE 표면에 도입하여 표면 친수성을 향상시켰다. 이를 위해 acrylic acid(음이온성), acrylamide(중성), allylalcohol(중성), allylamine(양이온성) N,N-dimethyl aminopropyl acrylamide(양이온성) 등 서로 다른 기능성 작용기를 갖는 친수성 단량체들을 본 실험실에서 고안한 기상 UV 그라프트 반응장치를 이용하여 기체상태에서 PE 표면에 도입하였다. 이들 단량체들이 도입된 PE 표면을 물 접촉각 측정과 ATR-FTIR을 이용하여 분석한 결과, 각 기능성 단량체들이 효과적으로 PE 표면에 그라프트되어 표면의 친수성이 향상되었음을 확인할 수 있었다. 본 연구에 사용한 기상 UV 그라프트 반응은 고분자 표면에 다양한 작용기를 도입하여 표면을 개질할 수 있는 효과적인 방법으로 생각되어진다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2009년도 추계학술대회 초록집
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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.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1996년도 추계 총회 및 학술발표회
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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.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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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.

• 한국광학회지
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• 제24권1호
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• pp.39-44
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• 2013

본 연구에서는 플라즈마 장치의 광 특성과 접촉각 특성을 조사하여 스마트폰에 사용되는 강화유리 표면의 친수성 특성을 알아 보였다. 본 연구에서 공정 가스의 분압과 입력 전압의 정도에 대한 강화유리 표면의 친수화 정도를 조사하였다. 각 변수에 따라 아르곤 가스의 이온화 정도에 따라 차이가 있음을 알 수 있었다. 본 연구에서, 강화유리 표면은 처리되기 전과 비교하여 접촉각의 변화나 광방출 특성에서 나타난 것들을 토대로 친수화가 되었음을 알 수 있었다.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1997년도 춘계 총회 및 학술발표회
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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.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권3호
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• pp.263-270
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• 2014

유체이송 기술은 최근 마이크로 유체시스템 개발에서 핵심문제로 인식되고 있다. 본 논문에서는 외부동력을 사용하지 않고 액적을 이송시킬 수 있는 새로운 개념을 제안하고, 수치해석을 통해 증명하였다. 제안된 장치는 표면을 단순하게 친수성과 소수성 표면의 복합표면으로 구성하는 것이다. 새로운 개념을 입증하기 위한 수치해석은 보존적인 압력기반 유한체적방법에 기초한 비정렬 셀 중심 방법 및 VOF 방법에 체적포착법인 CICSAM을 채용하고 있는 자체개발 코드(PowerCFD)를 사용하였다. 연구결과 본 연구에서 제안된 개념이 마이크로 유체시스템에서 액적이송에 대해 우수한 성능을 나타내는 것으로 확인되었다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2009년도 추계학술대회 초록집
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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.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제31권4호
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• pp.584-594
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• 2014

고분자 필름의 표면에 친수성의 증가시키는 것은 그 자기 세정 및/또는 방담 특성을 가지게 하는데 중요한 접근 방법이다. 일반적으로 친수성 표면은 비이온 계면활성제를 코팅하거나 표면에너지를 증가시킴으로써 제조할 수 있다. 본 연구에서는 가격이 저렴하고 톨루엔 용제에 잘 용해될 뿐 만아니라 커플링제와 반응할 수 잇는 하이드록시기를 가지고 있는 Tween, Span 및 PEG-PPG 블록공중합체를 선택하여 실험을 수행하였다. 배합 조건에 따라 PET 필름 표면의 친수도에 큰 영향을 미침을 확인하였다. 그러나, PET 필름의 표면상에 단순히 이들 계면활성제의 도입은 수세 후에는 높은 내구성을 보여주지 않았다. 내구성을 높이기 위해 에폭시 및 이소시아네이트와 같은 두 종류의 커플링제를 사용하였다. 코팅액에 6 중량 %isophrone 디이소시아네이트 (IPDI)를 함유한 코팅액으로 코팅된 PET 필름 표면의 물에 대한 접촉각은 $8.7^{\circ}$까지 낮아졌으며, 이는 매우 높은 친수성에 대한 간접적인 증거이다. 또한, 코팅된 PET 필름의 광 (파장 500 nm) 투과율 값은 높은 투명 특성을 유지하면서 87%에서 85%로 약간 감소하였다. 이 PET 필름은 자기 세정 특성이 필요한 필름산업에 적합한 소제로 사용될 수 있다.

• 공업화학
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• 제21권3호
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• pp.317-322
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• 2010

본 연구에서는 폴리메틸메타아크릴에이트(polymethylmethacrylate : PMMA) 표면을 친수성으로 개질하기 위하여 불소와 산소의 혼합비율을 변수로 하여 함산소불소화를 실시하였다. 함산소불소화 처리 된 PMMA 표면 및 광투과 특성을 접촉각, 표면자유에너지. X-ray 광전자 분광기(XPS), UV-Vis 분광기를 통하여 분석하였다. 함산소불소화 처리된 PMMA의 표면은 친수화 되어 물 접촉각이 $69^{\circ}$에서 $44^{\circ}$로 감소하였다. 또한 PMMA의 표면자유에너지가 $46\;mN\;m^{-1}$ 에서 $58\;mN\;m^{-1}$로 증가하였다. 이는 함산소불소화를 통한 PMMA표면에 친수성 관능기의 형성으로 기인하였다. 또한, XPS 분석 결과로부터 함산소불소화 처리 시 PMMA 표면에 O/C비율이 증가하였고, 불소 부분압이 증가할수록 친수성을 나타내는 C-OH 결합의 �t량이 6.7%에서 24.8%로 증가하는 것을 알 수 있었다. 본 함산소불소화 조건(상온, 총압 1 bar, 불소 및 산소 혼합비 5 : 5)에서는 함산소불소화가 PMMA의 광투과 특성에 영향을 주지 않으면서도 그 표면특성이 개선됨을 관찰할 수 있었다. 이 결과로부터 함산소불소화는 PMMA 표면을 친수성으로 개질하는데 효과적인 방법으로 기대된다.