금속기판과 액체금속의 젖음성은 일반적으로 액적법 (sessile drop)에 의해 고체와 액체간의 접촉각 측정을 통해서 알 수 있다. 이러한 방법에 의한 젖음성 실험결과는 고체와 액체계면에서의 반응이 무시될 수 있는 경우에 적용가는 하지만 연속용용도금공정과 같이 용융된 금속내부로 강판이 인입되는 과정에서 계면반응이 동적으로 진행되는 과정에서의 젖음성을 모사하기에는 이러한 방법의 신뢰성이 떨어지는 문제점이 있다. 따라서 본 연구에서는 실제 용융도금공정과 유사하게 소둔열처리된 저탄소강판이 환원성분위기내에서 Zn 및 Zn-Al 용융도금욕 내부로 연속적으로 인입되는 과정에서의 젖음력 및 접촉각 등의 측정을 통해 실제 도금공정상의 도금성과 젖음성의 연관성을 규명하고자하였다. 연구결과 일반적인 Zn 도금욕의 경우 젖음성이 양호하지만 Al함량이 높은 경우에는 젖음성이 좋지 못한 것으로 나타났다.
비이온계 및 음이온계 콘크리트 유동화제가 시멘트 입자의 젖음성 및 콘크리트 경화물성에 미치는 영향을 조사하였다. 시멘트 입자의 젖음성은 혼화제의 유동화제에 따라서 큰 차이를 보였으며, 용액의 표면에너지가 낮을수록 그리고 시멘트에 대한 젖음성이 좋을수록 콘크리트 몰타르의 유동성 및 압축강도가 높았다. 콘크리트 몰타르 유동성 및 강도는 표면개질 성능이 우수한 비이온계인 카르복실레이트 계의 경우가 시멘트 표면 접촉각이 $13^{\circ}$ 정도로 낮아서 그 성능이 가장 우수하였으며 이온계인 리그닌계, 멜라민계, 나프탈렌계는 시멘트에 대한 표면젖음성이 작아 상대적으로 그 성능이 낮았다. 카르복실 계에 리그닌계를 혼합한 경우에 단독 사용하는 경우보다 젖음성이 더 높고 몰타르의 유동성이 더 좋으며 콘크리트 압축강도가 향상되었다.
가역적인 표면 젖음성의 제어가 가능한 스마트 표면은 첨단 센서, 기능성 멤브레인 등 여러 산업분야에 적용될 수 있는 계면제어 기술로써 많은 관심을 받을 것으로 기대된다. 표면의 젖음성은 표면의 화학적 구조와 기하학적 입체 구조에 의해 영향을 받는 데, 특히 외부자극에 의해 소재 물성을 가변시킬 수 있는 스마트 고분자 소재를 나노구조가 제어된 표면에 도입함으로써 표면의 젖음성을 초발수에서 초친수로 가역적으로 전환시킬 수 있는 스마트 표면을 효과적으로 구현할 수 있다. 자극 응답성 스마트 소재는 인가하는 외부자극에 따라 물리적 자극(빛, 온도, 전기, 자기)과 화학적 자극(pH, 용매, 이온)으로 구분할 수 있으며, 이를 복합적으로 적용한 이중/다중 유발 자극에 반응하는 소재가 있다. 본 기고문에서는 외부자극에 응답하는 자극응답성 고분자를 나노 구조 표면에 도입하여 초발수에서 초친수로의 가역적인 젖음성 변화가 가능한 고기능성 스마트 표면의 최근 연구 동향과 미래 전망에 대해 소개하고자 한다. 이런 다양한 외부자극을 이용한 표면 특성의 가역적 제어 기술을 통해 물-오일의 분리, 바이오센서, 약물 전달, 소프트로보틱스와 같은 스마트 소재의 잠재적 발전 가능성 또한 엿볼 수 있을 것으로 기대된다.
본 연구의 목적은 다른 표면 젖음성을 갖는 상아질에 대한 수종의 자가접착레진시멘트의 인장접착강도를 비교하고자 하는 것이다. 이번 실험을 위해 Rely-X Unicem (3M, ESPE, St. Paul, MN, USA), Embrace Wetbond (Pulpdent, Oakland, MA, USA), Maxcem (Kerr, Orange, CA, USA) 3 종의 자기접착레진시멘트를 사용하였다. 발거한 상, 하악 대구치 60개를 미세절단기 (Acutom P-50, Struers, Copenhagen, Benmark)를 이용해 한 치아에서 $2mm{\times}2mm{\times}7mm$의 치아 시편 두개씩 얻었다. 상아질 표면을 건조 그룹은 10초간 강한 공기로 건조시켰고, 습윤 그룹은 과잉의 수분을 2 초간 거즈로 압박해 제거하였다. 상아질 표면의 젖음성을 달리한 시편에 자가접착레진시멘트를 접착한 후 상온의 상대습도 100% 상태에서 24시간 보관했고, 만능시험기 (EZ Test, Shimadzu corporation, Kyoto, Japan)를 이용해 인장접착강도를 측정했고, 분리된 접착면의 파절양상을 근관 치료용 현미경 (OPMI pro, Carl Zeiss, Oberkochen, Germany)을 이용해 20 배의 배율로 관찰하였다. $SPSS^{TM}$ Ver 10.0 (SPSS Inc., Chicago, IL, USA)을 사용하여 동일한 자가접착레진시멘트에서 상아질 젖음성에 따른 인장접착강도를 T-test로 비교하였으며, 각 자가접착레진시멘트간의 인장접착강도를 One way ANOVA test로 비교 분석하고 95% 유의수준에서 Scheffe's test로 사후검정 하였다. 실험 결과 자가접착레진시멘트의 인장접착강도는 상아질 젖음성에 영향을 받지 않았으며, 상아질 표면 젖음성과 상관없이 Maxcem의 인장접착강도가 Unicem과 Embrace의 인장접착강도보다 유의성 있는 낮은 값을 나타내었다. 또한 모든 시편의 분리된 접착면은 접착실패 양상을 나타내었다. 이상의 실험 결과로 볼 때 자가접착레진시멘트는 상아질 표면 젖음성에 상관없이 사용할 수 있을 것이라고 생각된다.
한국표면공학회 2011년도 춘계학술대회 및 Fine pattern PCB 표면 처리 기술 워크샵
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pp.192-192
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2011
본 연구에서는 LED lead frame을 위한 Sn-3.5Ag 솔더의 젖음 특성과 반사율에 관하여 조사하였다. 금속기판과 액체금속간의 젖음성은 wetting balance tester를 이용하여 평가하였으며, 최대인출력, 최대인출시간 등을 측정하고 표면장력을 계산하였다. Sn-3.5Ag 솔더를 $250{\sim}290^{\circ}C$의 온도에서 젖음성을 측정하였는데 온도가 증가함에 따라 젖음성이 향상되는 것을 확인할 수 있었다. 또한 솔더가 도금된 Cu-coupon의 반사율을 측정하였는데 $270^{\circ}C$에서 가장 높은 반사율을 나타냈다.
수지 이동 성형공정에서 섬유직조가 수지에 의해 함침될 때 발생하는 기공 또는 나쁜 젖음성은 최종 성형품의 물성 저하에 심각한 영향을 미치게 된다. 본 연구에서는 수지이동 성형공정에서의 이러한 문제점을 극복하기 위한 기초 데이터를 제공하기 위하여, 실란 커플링제를 사용한 섬유의 표면 개질이 수지의 유동특성과 수지와 섬유 사이의 젖음성 및 기공함량에 미치는 영향을 조사하였다. 빔 형태의 금형을 대상으로 에폭시 수지와 평직형태의 유리섬유를 사용하여 미시적인 유동가시화 실험 및 경화실험을 수행하였다. 섬유의 표면을 개질함으로써 수지와 섬유 사이의 동적 접촉각이 감소하고 위킹속도는 증가한 것으로 나타났으며, 이러한 결과로부터 본 연구에서 사용한 화학적 표면개질이 섬유직조의 젖음성 및 미시적 흐름 거동을 향상시킬 수 있는 중요한 요인임을 확인할 수 있었다. 또한 수지의 높은 온도와 낮은 침투 속도는 동적 접촉각을 감소시키기 위한 중요한 가공 변수임을 알 수 있었다. 그러나 섬유직조의 투과성은 표면을 개질하였을 경우 오히려 감소하였는데, 이는 젖음성의 향상으로 인하여 수지와 섬유 사이의 접촉시간의 증가에 기인하는 것으로 생각된다. 마지막으로 경화공정을 통해 제조된 시편의 기공 함량을 측정 비교한 결과, 표면개질은 수지이동 성형공정에서의 기공형성에도 중요한 변수로 작용하여, 수지와 섬유 사이의 젖음성을 향상시키고, 최종 성형품의 기공함량을 감소시킴을 확인할 수 있었다.
본 연구는 전기화학적으로 제조된 초환원수 수용액을 탈묵에 적용하기 위한 연구로서 수용액의 알카리도가 고지의 젖음성에 미치는 영향과 그에 따른 탈묵성에 미치는 영향을 고찰한 것이다. 초 환원수는 고전압 하에서 순수 물을 전기적으로 분해한 것으로서 양극에서 pH가 약 11이상의 것을 얻어 사용하였다. 물의 알칼리도에 따라서 탈묵제가 펄플에 젖음성의 영향을 살펴보았으며, 특히 펄프 입자의 표면 전하에 큰 영향을 미쳤다. 이에 따라서 잉크 입자의 탈착이 효과적으로 진행됨이 관찰되었으며, 탈착된 잉크 입자의 크기도 탈묵에 적절함으로서 탈묵 효과가 향상되었다. 이러한 현상을 사용된 계면활성제, 물의 알카리도, 펄프 및 잉크의 표면 전화, 친수/소수화도 등과 비교 검토하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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