• 대한기계학회논문집B
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• 제40권10호
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• pp.659-666
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• 2016

본 연구는 길이에 따른 사각 기둥 타입을 변수로 선정하여 각각의 길이 패턴을 지닌 고체 표면에서의 물 액적 젖음 특성을 분자 동역학을 이용하여 규명하였다. 기둥의 표면 형상을 정사각형과 직사각형의 형태로 가정하였고, 정해진 형상에서의 표면 면적을 증가시켰다. 정사각형 형상의 경우 각 변의 길이가 $4.24{\AA}$, $8.48{\AA}$, $12.72{\AA}$로 증가하였으며, 직사각형 형상의 경우 고정된 한 변은 $8.48{\AA}$의 길이를 가지며 다른 한 변의 길이는 $4.24{\AA}$, $8.48{\AA}$, $12.72{\AA}$로 증가하였다. 이러한 길이 변화를 통해 사각기둥 표면형상의 변화 및 전체 고체표면의 면적 대비 기둥이 차지하는 면적의 비율에 따른 물 액적의 변화를 살펴보고, 표면과 물 액적과의 접촉각을 측정하여 비교 분석하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권8호
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• pp.2005-2014
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• 2009

PDLC 필름을 제작하는 데는 여러 방법들이 있으나 그중 하나로서 에멀젼 기술에 기반을 둔 NCAP필름 제조방법이 있다. 이러한 에멀젼 기술은 물에 부분적으로 용해될 수 있는 PVA, PVP와 같은 고분자로 NCAP를 제조할 수 있고, 또한 안정제 없이도 안정한 액정 에멀젼을 형성할 수 있다. 본 연구에서는 물에 녹는 것과 물에 녹지 않는 부분을 가지고 있는 분자로 구성된 공중합체에 대하여 에멀젼의 안정성과 계면장력, 표면장력이 공중합체의 구성, 농도, 소수성 체인 등에 의존한다는 것도 연구하였다. Acrylamide-styrene(AA-ST)계 공중합체는 같은 농도조건에서 사용한 다른 공중합체보다 낮은 계면장력을 나타낸다. 낮은 계면장력 때문에 AA-ST 공중합체는 액정분자들과 좋은 친화성을 갖는다. 또한 액정표면에 쉽게 흡수되는 분자들이 액정 에멀젼 시스템을 더 안정화하다는 것과 형태학적 분석을 통한 액정의 안정성도 논의하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권6호
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• pp.1-7
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• 2017

분무식 노즐(spray nozzle)은 액체의 표면을 증가시키기 위해 에너지를 공급하여 액체를 다수의 액적으로 미립화시키는 장치로 연소과정에서의 연료의 미립화 또는 표면이나 입자의 코팅 등 여러 산업분야에 다양한 목적으로 응용된다. 초음파 미립화 노즐은 진동 발생장치로부터 고진동수의 전기에너지를 받아 같은 진동수의 기계적 에너지로 변환시키는 변환기를 갖고 있다. 변환된 에너지를 액체에 부가하여 고주파 진동에 의해 미세한 액적을 생성하여 분사한다. 코팅작업에서 가압되지 않은 저속의 분무는 액적이 튕겨나가지 않고 표면에 달라붙어 과도하게 분사되는 양을 줄일 수 있다. 초음파 미립화 노즐은 초음파 진동부 외벽에 공기를 공급해 줄 수 있는 공간을 통해 생성된 보조 공기흐름을 이용하여 저속의 액적을 운반하여 분무특성이나 분무형상을 조절할 수 있다. 따라서 주위 공기의 흐름을 이용하여 원하는 분무특성을 얻을 수 있다. 본 연구에서는 액적의 분사 운동을 모사하기 위해 라그랑지안 분산상 모델(DPM)을 적용한 상용코드 FLUENT를 사용하여 액적 주위의 공기흐름을 동반하는 초음파 미립화 노즐을 해석하였다. 노즐 수축부 형상, 액적의 크기 그리고 공기 측 압력차의 크기를 변화시키며 수치해석을 수행하여 코팅용 분무를 위한 최적 조건을 연구하였다.

• 대한화장품학회지
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• 제37권1호
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• pp.1-21
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• 2011

본 총설에서는 나노에멀젼을 제조하기 위한 다양한 유화방법과 나노에멀젼의 화장품 응용에 대해 논의하고자 한다. 나노에멀젼은 입경이 일반적으로 20 ~ 200 nm의 범위에 있으며 입자 분포도 좁은 영역을 보인다. 많은 논문에서 O/W 또는 W/O 나노에멀젼 제조에 있어서 고압을 이용한 분산 방법을 보고하고 있지만 유화과정 중에 일어나는 상전이에 기초한, 응축 또는 저 에너지 유화 방법에 관심이 증가하고 있다. 상 거동 연구 결과에 의하면 나노에멀젼의 입자 크기는 온도나 구성 성분에 의해 유도되는 전상점에서의 계면활성제 상 구조(이중 연속상 마이크로에멀젼 또는 라멜라 액정)에 의해서 지배된다. PIT 방법에 의해서 제조된 나노에멀젼 연구에서 초기 상평형 상태가 단일상인지 다중상인지 관계없이 유화입자의 크기는 마이크로 에멀젼 이중 연속상에 오일이 완전히 가용화됨에 따른다는 것을 보여준다. 나노에멀젼의 안정성은 나노에멀젼의 입자 크기가 작 기 때문에 크리밍, 침전 또는 합일 현상보다 오스트왈드 라이퍼닝에 의해 지배된다. 나노에멀젼은 나노에멀젼 입자를 마이크로 리엑터로 활용하고 모노머를 이용하여 나노 입자를 제조하거나 화장품 등의 유효성분 전달 등에 이용되고 있다. 본 총설에서는 화장품에의 응용에 초점을 맞췄다.

• 한국컴퓨터그래픽스학회논문지
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• 제25권3호
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• pp.143-152
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• 2019

본 논문은 3차원 물방울 조형 생성장치로 구현된 3차원 물방울 조형을 생성할 때 위성 물방울이 생성되지 않고 형상 왜곡이 일어나지 않으면서 조형의 해상도를 최대한으로 높일 수 있는 기법을 제안한다. 3차원 물방울 생성장치는 보통 표현하고자 3차원 조형을 등 간격으로 배치된 슬라이스들의 집합으로 이산화하여 표현하고 각 슬라이스를 순서대로 읽어 각 슬라이스를 실현하는 물방울을 솔레노이드 밸브를 개폐하여 생성한다. 각 슬라이스의 해상도는 솔레노이드 노즐 매트릭스의 해상도와 같다. 본 논문에서는 위성 물방울이 생성되지 않으면서 형상의 왜곡도 생기지 않는 새로운 기법 두 가지를 제시하고자 한다. 첫째 방법은 등간격 기법이라고 하는데, 등간격으로 배치된 각 슬라이스를 생성하는 시점을 조절하여 중력에 의해 시간이 지날수록 물방울의 속도가 빨라지더라도 조형 전체가 다 형성되는 순간에 물방울 슬라이스들이 등 간격을 유지하게 하여 원래의 형상이 왜곡되는 것을 방지한다. 두 번째 방법은 최소시간 간격 기법이라고 하는데, 3차원 조형을 슬라이스로 이산화시킬 때, 슬라이스를 등 간격으로 배치하는 것이 아니라 가능한 한 촘촘하게 배치한다. 중력을 고려하여 조형 위쪽으로 갈수록 슬라이스를 더 촘촘하게 배치하고, 아래로 내려올수록 슬라이스 간의 간격이 늘어나게 배치한다. 이때 주어진 노즐의 성능 한도 내에서 최대한 촘촘하게 불균등 간격 슬라이스를 배치하고 조형이 완성되는 시점에 이 간격이 실현되게끔 노즐 개폐를 제어한다. 이 방법을 구현하기 위해 주어진 물방울 생성장치의 솔레노이드 밸브가 위성 물방울 생성 없이 인접한 두 물방울을 연달아 생성하는데 필요한 최소 시간 간격 (노즐 오픈 명령후 노즐이 완전히 오픈되는데 걸리는 시간과 완전 오픈상태를 유지하는 시간, 그리고 노즐 클로즈 명령후, 노즐이 완전히 클로즈 되는데 걸리는 시간의 합) 을 실험으로 구했다. 두 번째 방법은 첫 번째 방법에 비해 조형의 해상도가 상당히 증가하는 장점이 있다.

• Safety and Health at Work
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• 제14권4호
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• pp.457-466
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• 2023

Background: During hot environment work tasks with whole-body enclosed anti-bioaerosol suit, the combined effect of heavy sweating and exhaled hot humid air may cause the N95 medical respirator to saturate with water/sweat (i.e., water-blocking). Methods: 32 young male subjects with different body mass indexes (BMI) in whole-body protection (N95 medical respirator + one-piece protective suit + head covering + protective face screen + gloves + shoe covers) were asked to simulate waste collecting from each isolated room in a seven-story building at 27-28℃, and the weight, inhalation resistance (R_f), and aerosol penetration of the respirator before worn and after water-blocking were analyzed. Results: All subjects reported water-blocking asphyxia of the N95 respirators within 36-67 min of the task. When water-blocking occurred, the R_f and 10-200 nm total aerosol penetration (P_t) of the respirators reached up to 1270-1810 Pa and 17.3-23.3%, respectively, which were 10 and 8 times of that before wearing. The most penetration particle size of the respirators increased from 49-65 nm before worn to 115-154 nm under water-blocking condition, and the corresponding maximum size-dependent aerosol penetration increased from 2.5-3.5% to 20-27%. With the increase of BMI, the water-blocking occurrence time firstly increased then reduced, while the R_f, P_t, and absorbed water all increased significantly. Conclusions: This study reveals respirator water-blocking and its serious negative impacts on respiratory protection. When performing moderate-to-high-load tasks with whole-body protection in a hot environment, it is recommended that respirator be replaced with a new one at least every hour to avoid water-blocking asphyxia.

• 한국재료학회지
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• 제24권11호
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• pp.639-643
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• 2014

Hydrophilic $SiO_2$ layers were obtained by the atmospheric-pressure plasma treatment. Superhydrophobic $SiO_2$ layers were first deposited by the electrospray deposition method. The electrospunable solution that was prepared based on the solgel method was sprayed on Si (100) substrates. The surface of the electrosprayed $SiO_2$ layers consisted of the agglomeration of nano-sized grains, which led to a very high roughness and revealed a very high contact angle to water droplets over $162^{\circ}$. After having been exposed to the atmospheric $Ar/O_2$ plasma, the observed superhydrophobicity of the $SiO_2$ layers were greatly changed: a dramatic variation of the water contact angle from $162^{\circ}$ to $3^{\circ}$, namely realization of superhydrophillicity. Interestingly, the surface microstructure was almost preserved. According to the XPS analysis, it is more likely that thanks to the plasma exposure, the surface of $SiO_2$ layers will be cleaned in terms of organic species that are hydrophobic-inducing, consequently leading to the hydrophilic nature observed for the plasma-exposed $SiO_2$ layers.

• 한국대기환경학회지
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• 제17권1호
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• pp.85-96
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• 2001

The objective of this study is to develop the water spraying which can effectively by applied to the control or suppression of the fugitive dust generated from the scrap metal handling area at the Port of Inchon. As a first step toward this goal, we carried out some preliminary analyses on the chemical composition, physical shape, and particle size distribution of the sample dust. Next, to quantitatively investigate the effect of adding surfactants to the spraying water on the wettability of the sample dust, the Standard Sink Test was carried out for four different surfactants and at six different concentrations using the surfactants considered in this study. Results of from the preliminary analysis indicated that the main chemical component consisting of the sample dust is Goethite(FeO(OH)) and that the particles smaller than 10 ${\mu}{\textrm}{m}$ in geometric diameter occupy about 36% of the sample dust in mass. This result implies that the fugitive dust generated from the scrap metal handling area at the Port of Inchon should affect the environment nearby more than we have expected. This is because of relatively large mass percentage of the small metal particles less than 10${\mu}{\textrm}{m}$ in geometric diameter, what we may call respirable particles. As for the results of the Standard Sink Test, higher surfactant concentration tends to result in the higher wettability of the sample dust for the surfactants considered in this study, which in turn ensures the high particle collection efficiency of the droplets generated from the water spraying system. Based upon this preliminary results, studies to develop more sophisticated scaled model for dynamic test in underway and the effort to find the best surfactants as well as the optimum operating conditions are being made at the same time.

• 접착 및 계면
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• 제8권1호
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• pp.8-14
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• 2007

폴리우레탄에 아크릴기가 도입된 poly(urethane-methyl methacrylate) 혼성 에멀젼 코팅 수지는 플라스틱 코팅 수지로써 열적, 기계적 물성 및 내화학성을 제어할 수 있다. 이에 본 연구에서는 프리폴리머 혼합 공정과 무유화 중합 방법을 이용하여 수분산된 poly(urethane-methyl methacrylate) 혼성 에멀젼을 합성하였다. 즉, 폴리우레탄 프리폴리머 합성 단계에서 2,2-bis (hydroxymethyl) propionic acid (DMPA)을 투입하고 methyl methacrylate (MMA) 단량체를 투입한 후, triethylamine (TEA)을 이용하여 DMPA의 카르복실기를 중화시켜 친수성기를 도입하였다. 이를 수분산시켜 안정한 액적을 형성시킨 후, 사슬연장 및 무유화 중합 방법에 의해 합성반응을 진행하였다. 이때 제조공정 조건 및 아크릴계 단량체의 함량을 달리하여 poly(urethane-methyl methacrylate) 혼성 에멀젼의 다양한 샘플을 얻으며, 수분산 샘플의 물성(인장강도, 점도, 부착성 등) 및 코팅필름의 특성을 평가 비교하였다.

• 폴리머
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• 제26권6호
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• pp.759-766
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• 2002

스티렌과 물이 주된 원료로 구성된 혼합물을 high internal Phase emulsion (HIP보) 중합을 통하여 균일한 구형의 등방성 구조로 이루어진 저밀도의 열린 구조 미세기공 발포체를 제조하였고, 물, 가교결합제인 divinylbenzene, 사슬이동제인 dodecane의 함량 변화 등의 중합조건이 미세기공발포체의 기공 크기 및 물성에 미치는 영향을 조사하였다. 제조한 HIPE 발포체의 미세구조 모폴로지를 확인하기 위하여 SEM 사진으로 관찰하였고 기계적 물성을 평가하기 위하여 압축시험으로 압축 탄성률을 측정하였다. 연구 결과 오일 상에 수용액 상을 주입할 때 한 방울씩 연속적으로 주입하는 연속투여 방식의 경우가 한번에 주입하는 일괄투여 방식의 경우보다 균일하고 안정한 발포체를 제조하는데 효과적이었다. 교반속도와 계면활성제는 기공 크기와 계면의 window 크기에 상당한 영향을 끼쳤다. 사슬이동제의 첨가는 기공 크기를 증가시켰지만 window 크기는 오히려 감소시켰다. 발포체의 압축 탄성률은 가교결합제의 함량이 증가할수록, 사슬이동제의 함량이 감소할수록 증가하였다.