• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2010.02a
• /
• pp.265-265
• /
• 2010

고분자 소재(polycarbonate; PC)의 표면을 보호하고 광학적 특성을 유지하기 위해 산화물 다층 박막과 비정질 탄소 박막(diamond-like carbon; DLC)을 전자빔 증착(e-beam evaporation)과 이온빔 증착(ion-beam deposition)을 이용하여 고분자 소재에 코팅하였다. 전자빔 증착으로 코팅된 실리콘과 티타늄 산화물 다층 박막은 소재 표면에서 가시광선의 반사율을 낮추는 효과를 가지고 있어 다양한 광학 코팅분야에서 이용되고 있다. 비정질 탄소 박막은 경도가 높고 마찰계수가 낮기 때문에 기계부품의 수명향상을 향상하기 위해 주로 사용되며, 본 연구에서는 고분자 소재의 최상층에 코팅하여 보호막으로 이용하였다. 고분자 윈도우에 산화물 다층 박막을 코팅하면 코팅되지 않은 기판과 비교하여 투과율이 향상되었으며 보호막으로 코팅된 비정질 탄소 박막에 의해서 일어나는 투과율 저하를 부분적으로 상쇄하는 효과를 보였다. 산화물 다층 박막의 수는 광학 분야에서는 주로 5-7층을 이용하지만 고분자 소재는 코팅 공정이 길어지면 열 변형이 일어날 수 있기 때문에 산화막의 층수를 낮추는데 초점이 맞춰졌다. 5층과 3층으로 코팅된 산화물 박막 모두 투과율이 향상되었으며 3층에 비해서 5층의 투과율 향상효과가 큰 것으로 나타났다. 고분자 소재의 투과율은 평균 약 90%이었으며 산화물 다층 박막과 비정질 탄소 박막을 코팅한 후 투과율이 약 81%로 측정되었다. 비정질 탄소 박막과 산화물 다층 박막을 적절하게 설계하고 코팅한다면 고분자 소재의 보호막으로 이용될 수 있을 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
• /
• 1996.04a
• /
• pp.65-66
• /
• 1996

투과증발법은 상부에 액체공급액이 반투과막과 접촉하고 있고 하부에 진공에 가까운 낮은 압력을 걸어줌으로써 투과물이 수증기로 제거되는 막공정의 하나이다. 막을 통한 분리는 혼합물의 각 성분이 막내에서 다른 용해도와 확산도를 가지고 있기 때문에 발생한다. 이 공정의 지배적인 전달 메카니즘은 용해-확산 모델을 기초로 하고 있기 때문에 전형적으로 투과증발막은 대개 미세다공성 지지체에 얇은 선택성을 가진 재료를 입힌 복합막을 사용한다. 본 연구의 목적은 선택성을 가진 상부층막이 키토산인 복합막에서 지지체 구조의 영향을 살펴보고 키토산 복합막에 대한 물-에탄올 분리에 대해 최적의 모델을 찾는 것이다. 투과증발막소재로서의 키토산은 친수성기를 가지고 있으므로 물과 알코올의 분리에서 물만을 선택적으로 흡수하여 투과시키는 우수한 성능을 지니고 있으나 더욱 효과적인 막성능을 발휘하기 위해서는 지지체의 역할 및 막성능에 영향을 끼치는 여러 가지 인자들을 고려해서 막을 설계하는 것이 필요하다. 여기서는 상부층의 막두께, 지지체의 특성, 피드 농도 등을 변화시켜 가장 적당한 모델을 예측하였다.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
• /
• 1992.04a
• /
• pp.58-59
• /
• 1992

투과 증발법에 의한 유기 성분을 포함하는 물의 농축은 일반적으로 water-selective와 organic-selective인 2개의 투과 증발 장치를 연결하여 사용되어지며 이때 organic permeate는 재순환되고 그리고 organic retentate는 회수되어지며, water retentate는 다른 곳에 사용된다. 본 논문에서는 이중 두번째 단계인 water- selective 막을 이용한 투과 증발 분리에 대해 조사하였다.

• Membrane Journal
• /
• v.6 no.4
• /
• pp.227-235
• /
• 1996

poly(acrylic acid)(PAA)-poly(vinyl alcohol)(PVA) membranes have been prepared by crosslinking reaction between the carboxylic acid groups of PAA and the hydroxylic groups of PVA. In the measurements of the swelling and preferential sorption of the membranes, sorption behaviors of the membranes in pure water, pure acetic acid and a mixture of them have been investigated, respectively. From the measurements of the preferential sorption in 90wt% acetic acid of aqueous mixture, the sorption of water component was found to be more enhanced at high PAA content in the membrane than that of acetic acid component due to the interaction of water with acetic acid. The sorption behavior and the degree of crosslinking influenced competitively the permeation behavior of permeants. Permeation behavior of perrecants through the membranes was analyzed by using permeation activation energies which had been obtained from the Arrhenius plots of fluxes.

• Membrane Journal
• /
• v.14 no.3
• /
• pp.258-262
• /
• 2004

Trifluoroethyl methacrylate (TFEMA) is used in the preparation of water-repellant paints and optical fiber clading materials, and is manufactured by esterification reaction of trifluoroethanol (TFEA) and methacrylic acid (MA). To estimate the applicability of a pervaporation membrane for the esterification TFEMA esterification, the basic pervaporation properties for TFEA/water mixture were determined using a commercial poly(vinyl alcohol) membrane (GFT Membrane $Pervap^{\circledR}1005$). The effect of TFEA concentration in feed solution and operating temperature on the pervaporation properties was determined. The total permeation flux decreased with increasing TFEA concentration from 90 to 99 wt%, but the separation factor of TFEA/water showed maximum values at 95 wt% TFEA concentration. With increasing feed temperatures from 50 to 8$0^{\circ}C$, the permeation flux and separation factor increased. Higher separation factors and permeation fluxes were observed at 8$0^{\circ}C$ of feed temperature. This pervaporation performance confirmed that the commercial pervaporation membrane could be successfully applied to esterification of TFEMA.

• Membrane Journal
• /
• v.13 no.4
• /
• pp.268-282
• /
• 2003

Pervaporation-facilitated esterification with slow reaction regime was characterized by using a practical model based on non-perfect separation through membrane. A non-perfect separation in which the membrane is not perfectly permselective to water was applied to the model. Thus, membrane selectivity and membrane capability to remove water were included in the simulation model to explain how they influence the membrane-facilitated reaction process and improve the reactor performance. It was shown by simulation that in the reaction systems with non-perfect separation, reaction completion can hardly be achievable when any reactant at initial molar ratio=1 or the less abundant reactant at initial molar ratio>1 permeates through membrane, and the permeation of ester accelerates the forward reaction md increase reaction conversion at any instant through removal of product species like water. The volume change causes concentrating both reactants and products that affect the reaction with time in opposite ways; reactant-concentrating effect is dominant during the initial stage of reaction, increasing the reaction rate, and then concentrating product influences more reaction by decreasing the reaction rate.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2011.08a
• /
• pp.226-227
• /
• 2011

금속 산화물 계 선택적 투과막을 투명 태양전지 내에 채용함으로서 태양전지의 변환효율을 증가시킬 수 있다. 입사된 빛이 파장에 따라 선택적으로 투과되는 특성을 갖는 선택적 투과막은 가시광선은 투과시키고, 적외선 영역은 광흡수층으로 반사시키는 역할을 한다. 선택적 투과막을 형성하는 방법은 atomic layer deposition (ALD)이 널리 알려져 있고 최근에 기존의 ALD에 비하여 제조원가를 절감할 수 있는 스퍼터 (sputter) 증착을 이용하여 Al 및 Ti 산화물 계선택적 투과막을 형성한 결과가 보고되었다. 본 연구에서는 스퍼터 증착으로 형성된 Al-Ti-O(ATO) 박막의 투과율과 반사율을 UV/vis spectro photometer를 이용하여 측정하고 증착 조건을 조절함으로써 투명 태양전지에 적용하기 적합한 광학적 특성을 나타내는 선택적 투과막을 얻고자 하였다. 스퍼터링 전력을 다르게 하여 Al과 Ti의 조성비를 조절함으로써 ATO 박막의 가시광선 대역 투과율을 높일 수 있음을 확인하였다.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
• /
• 1996.03a
• /
• pp.45-67
• /
• 1996

현재 투과증발은 유기용제/물의 탈수, 유기/유기분리, 이성질체의 분리, 폐수중의 유기물의 분리등에 응용이 되고 있으며, 그 중에서 유기용제/물 혼합물중 에서 물을 선택적으로 분리하여 유기용제를 농축하여 건조시키는 공정이 가장 많은 발전이 이루어졌다. 일반적으로 유기용제는 그 용도의 전개에 있어서 물을 함유하고 있을 경우 제 기능을 발휘하지 못하기 때문에 포함하고 있는 물의 농도를 가능한 최소화하여야 한다. 본 고에서는 탈수용 투과증발막의 개발에 관련하여 막재질의 선택과 탈수용으로 연구되어온 고분자막 소재에 대하여 알아보고, 실제적으로 고분자막이 유기용제의 탈수에 어떻게 응용이 되는지를 알아보겠다.

• Membrane Journal
• /
• v.8 no.2
• /
• pp.86-93
• /
• 1998

A permeation apparatus has been devdoped which could make the on-line measurements of both flux and permeate composition. Pervaporative experiment of a single component, i.e. water was performed by using poly(vinyl alcohol) membrane crosslinked with glutaraldehyde to confirm the validity of the apparatus. In the experiment, steady-state permeation was obtained in 15 minutes and the measurement could be completed within 20 minutes. A comparison of the on-line measurement was made with the fluxes measured simultaneously by the conventional method in which the permeates were collected by liquid nitrogen. The on-line measurement by the apparatus showed an excellent agreement with the conventional measurement within a difference of $\pm$2%. From the flux data with operating time, 3 kinds of diffusion coefficients of water $D_{slope}, D_{1/2}$, and $D_t$ were determined, which were also coincident with values in a literature. It was confirmed that accurate measurements of fluxes could be obtained from the apparatus.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
• /
• 1993.10a
• /
• pp.56-57
• /
• 1993

고분자 막을 통한 투과증발에서의 전달기구는 액체 혼합액의 막으로의 용해, 막을 통한 확산, 막 하부에서의 증발을 거쳐 분리가 일어난다고 알려져 있다. 이때 투과증발의 선택도는 수착선택도와 확산선택도의 곱으로 표현 될 수 있다(1). 물의 선택적 분리의 관점에서 친수성 고분자 막을 이용하는 경우, 선택도는 대부분 수착선택도에 기인하며, 우수한 투과속도와 함께 집중적인 연구의 대상이 되었으나 가소화 현상이 심하게 일어나는 단점이 있다. 한편 소수성 고분자 막을 이용하는 경우의 투과 증발 선택도는 대부분 확산선택도에 기인하며, 가소화 현상은 억제되나 투과속도가 낮은 단점이 있다. 그러나 소수성 고분자 막을 이용하는 경우에도 물에 대해 높은 선택도를 달성 할 수 있는데, 예를 들어 polystyrene(PS)으로 만들어진 고분자 막 및 fluoroalkylacrylatemethylstyrene copolymer로 만들어진 고분자 막은 물-에탄올 공급액으로 부터 물에 대한 높은 선택성을 보여주고 있다(2,3). 그러므로 막분리층의 두께를 가능한 한 얇게 하면 분리에 유효한 막이 될 수 있다.