사출성형과 UV코팅 통합공정에 관한 연구

이석현 한국교통대학교 일반대학원 2018 국내석사

요 약 제 목 : 사출성형과 UV코팅 통합공정에 관한 연구 최근 플라스틱 사출성형제품의 고광택, 내스크래치성, 내화학성 등을 높이기 위하여 표면 코팅이 광범위하게 이루어지고 있다. 본 논문에서는 사출성형과 코팅을 금형 내에서 동시에 수행하기 위하여 UV경화형 코팅재를 사용한 사출성형 및 코팅 일체화 공정에 대해 연구하였다. 유동해석을 적용하여 주입헤드로부터 토출된 코팅재의 균일 유동을 위한 코팅채널 설계, 제품 표면에 기포가 생기지 않도록 하는 오버플로우 설계를 수행하였으며, 코팅재의 누설을 방지하기 위한 실링엣지를 설계하였다. 광 경화형 코팅재를 경화시키기 위하여 투명한 재질의 몰드와 UV-LED가 삽입된 빌트인(Built-In)타입의 금형을 설계하고 제작하였다. 또한 열화상카메라를 사용하여 광 경화형 코팅재의 경화특성을 분석하였다. 사출성형과 UV코팅 실험을 통하여 토출중량과 토출유량이 기포에 미치는 영향에 대하여 고찰하였다. 코팅재 토출중량이 증가할수록 제품부 기포가 크게 감소하였으며, 토출 유량이 증가할수록 제품부에 기포가 더욱 증가함을 알 수 있었다. 최종적으로 UV코팅 된 샘플에 대하여 시험평가를 수행하였으며, 내스크래치성과 접합력이 각각 4급과 1급으로 나타났다.

UV 경화 작용기 도입 점토 복합 코팅막의 기체차단 특성 연구

金슬기 강원대학교 2014 국내석사

점토는 높은 종횡비와 독특한 삽입/박리 성질을 가지므로 고분자 내에서 횡 방향으로 배열되어 물질이 투과되는 경로를 증가시켜 적은 양으로도 열적, 기계적 물성 및 가스 차단성능을 향상시킬 수 있다. 점토, 그래핀 등의 판상 무기물을 함유한 유기코팅 소재는 산소 및 수증기 차단성능을 크게 증대시킨다. 본 연구에서는 점토함유 UV 코팅층을 제조하고, 기체차단 특성을 연구하였다. 본 논문에서는 이중결합이 포함된 말레인산 작용기를 유기화점토에 도입한 후 아크릴계 올리고머와 UV-경화한 코팅층을 제조하고, 기체투과 특성을 연구하였다. 유기화 점토에 말레인산이 도입되었음을 IR, TGA, X-선회절 분석 등을 통하여 확인하였다. 시판 유기화점토 Closite 15A를 크실렌 용매에 초음파을 가하여 완전박리상태로 분리시킨 상태에서 말레인산 무수물을 반응시켰다. 합성한 말레인산-점토는 UV 경화제인 우레탄아크릴레이트 올리고머 및 2-hydroxethylacrylate 모노머와 혼화성이 우수하여 양호한 코팅층의 제조가 가능하였다. 코팅층에서 유기화 점토의 무게분율은 30∼90wt.%로 변화시켰다. PET 지지체 필름에 유화 점토/아크릴산 모노머 나노복합층을 제조하고, 건조 후 자외선 조사를 하여 경화하였다. 점토에 도입한 말레인산 작용기는 UV 경화시 UV 경화 올리고머와 공중합하여 UV 코팅 수지와 강한 결합을 형성함으로 상분리되지 않은 우수한 코팅층이 형성되었다. TEM관찰을 통하여 반응성 작용기 함유 점토/UV 경화수지의 복합 코팅층의 나노 구조의 분산상태를 관찰하여, 반응성 점토가 코팅층에 층상구조를 잘 형성하였음을 확인하였다. 기체투과도 분석을 통해 제조한 점토함유 코팅층의 기체차단특성이 6.45g/㎡/day) 정도로 우수함을 확인하였다. 본 연구에서 개발한 반응성 작용기 함유 점토 나노복합체 코팅층은 태양전지 보호용 백시트, 유기박막 태양전지 및 디스플레이 소자용 소재의 기체차단에 적용할 수 있을 것으로 기대된다.

Polydimethylsiloxane (PDMS) 구조 제어를 통한 UV 경화형 폴리우레탄 아크릴레이트 코팅제의 합성 및 특성 연구

제현아 부산대학교 대학원 2026 국내석사

폴리우레탄(PU)은 우수한 기계적 성질과 화학적 안정성으로 인해 다양한 산업 분야에서 활용되고 있다. 그러나 일반적인 폴리우레탄 코팅은 발수성과 내구성이 부족하여 고기능성 표면 특성이 요구되는 응용 분야에서 한계가 존재한다. 또한, 환경 규제 강화로 인해 휘발성 유기화합물(VOCs) 저감 및 무용제형 공정의 필요성이 증대되면서, 자외선(UV) 경화 기술이 열경화를 대체하는 대안으로 주목받고 있다. 본 연구에서는 폴리디메틸실록산(PDMS), 아크릴레이트계 사슬연장제, 광개시제를 도입하여 발수성과 내구성을 동시에 향상시킨 PU 기반 코팅 시스템을 설계하였다. 또한, 이소시아네이트 구조가 최종 물성에 미치는 영향을 규명하기 위해 cycloaliphatic 계열인 4,4′-dicyclohexylmethane diisocyanate(H12MDI)와 isophorone diisocyanate(IPDI)를 각각 적용하여 비교하였다. 합성된 코팅제는 접촉각 측정을 통해 발수성을 평가하였고, 크로스컷 및 연필경도 시험으로 기계적 내구성을 검증하였다. 구조적, 열적 특성은 FT-IR, TGA, DSC로 분석하였으며, 인장 시험을 통해 기계적 물성을 평가하였다. 그 결과, PDMS 도입은 표면 에너지를 저감시켜 높은 접촉각을 유도하였고, 아크릴레이트계 사슬연장제는 경화밀도를 증가시켜 경도와 내구성을 개선하였다. 또한, H12MDI와 IPDI의 구조적 차이가 코팅 물성에 일부 영향을 미치는 것으로 확인되었다. UV 경화 조건에서는 산소 저해 억제 효과를 통해 균일한 가교 네트워크 형성이 가능하였으며, tack-free 표면과 기계적 특성을 확보할 수 있었다. 따라서 본 연구는 PDMS 도입을 통한 UV 경화형 PU 아크릴레이트 코팅 시스템이 발수성과 기계적 특성 향상에 효과적인 전략임을 입증하였다. Polyurethane (PU) is widely used across various industries owing to its outstanding mechanical performance and excellent chemical durability.However, conventional PU coatings exhibit insufficient hydrophobicity and durability, limiting their application in high-performance surface engineering. Furthermore, increasingly stringent environmental regulations have highlighted the need for solvent-free processes and the reduction of volatile organic compounds (VOCs), thereby drawing attention to ultraviolet (UV) curing technologies as alternatives to conventional thermal curing. In this study, a PU-based coating system was designed by incorporating polydimethylsiloxane (PDMS), an acrylate chain extender (2-hydroxyethyl acrylate, HEA), and a photoinitiator to simultaneously enhance hydrophobicity and durability. In order to examine how the isocyanate structure influences the final properties, cycloaliphatic diisocyanates, namely 4,4′-dicyclohexylmethane diisocyanate (H12MDI) and isophorone diisocyanate (IPDI), were comparatively applied. The synthesized coatings were evaluated in terms of hydrophobicity via water contact angle measurements, and mechanical durability was assessed using cross-cut and pencil hardness tests. Thermal and Structural characteristics were analyzed through XPS, FT-IR, TGA and DSC, while tensile testing was performed to determine mechanical performance. Results demonstrated that the introduction of PDMS effectively reduced surface energy, leading to higher contact angles, while the acrylate chain extender increased curing density, improving hardness and durability. Furthermore, differences in isocyanate structure (H12MDI vs. IPDI) were found to influence coating performance. Under UV curing conditions, suppression of oxygen inhibition facilitated uniform cross-linked network formation, ensuring tack-free surfaces and mechanical stability. Overall, this study confirms that the incorporation of PDMS into UV-curable PU acrylate systems is an effective strategy for achieving enhanced hydrophobicity and mechanical performance.

젖은 코팅지에 남겨진 잠재지문 현출에 관한 연구

김경은 순천향대학교 법과학대학원 2024 국내석사

We can see a lot of various printed materials, such as business cards, snack boxes, and book covers, in our daily lives, and since we see them a lot in our daily lives, there is a high probability that they will have fingerprints on them. Therefore, it is important to make fingerprints development on such coated paper. Printed materials such as business cards, snack boxes, and book covers are coated to prevent them from smearing or being erased. Additionally, these coated papers can be exposed to various environments, especially wet with water or exposed to various contaminants. Therefore, in this study, coated paper coated with laminating coating and UV coating methods, which are the most commonly used coatings, was selected as the sample. Fingerprints were left on the coated paper, the sample was immersed, and then ORO, regular black magnetic powder, and CA fuming were used. Fingerprints were made salient and the degree of salience between techniques was compared. In this study, fingerprints were aged for 24 hours, 1 week, 2 weeks, 3 weeks, and 4 weeks, and then the fingerprints were revealed using ORO, regular black magnetic powder, and CA fuming. Fingerprints left on both laminating coated paper and UV coated paper showed the best results when revealed using powder and ORO, and in the case of fingerprints aged for 4 weeks, better results were obtained when powder was used rather than ORO. When fingerprints were revealed by CA fuming, no fingerprints were revealed except for those that had been aged for 3 weeks. If laminating coated paper or UV coated paper is collected in the field, it is effective to use the powder method or ORO. 명함이나 과자 박스, 책 표지 등 다양한 인쇄물은 일상에서 많이 볼 수 있고, 일상에서 많이 볼 수 있는 만큼 지문이 남겨져 있을 확률이 크다. 따라서 이러한 코팅지에서 지문을 현출하는 것은 중요하다. 명함이나 과자 박스, 책 표지와 같은 인쇄물은 인쇄물이 번지거나 지워지는 것을 방지하기 위해 코팅을 한다. 또한 이런 코팅지는 다양한 환경에 노출될 수 있는데 특히 물에 젖거나 다양한 오염물질에 노출될 수 있다. 따라서 본 연구에서는 일반적으로 가장 많이 사용되고 있는 코팅인 라미네이팅 코팅과 UV 코팅 방법으로 코팅한 코팅지를 검체로 선정하였고, 코팅지에 지문을 유류하고 검체를 침수시킨 후 ORO, regular black magnetic powder, CA fuming을 이용해 지문을 현출하여 기법간 현출 정도를 비교하였다. 본 연구는 24시간, 1주, 2주, 3주, 4주 동안 지문을 aging 시킨 후 ORO, regular black magnetic powder, CA fuming을 이용해 지문을 현출하였다. 라미네이팅 코팅지와 UV 코팅지에 남겨진 지문 모두 분말과 ORO를 이용해 현출했을 때 가장 좋은 결과를 보였고, 4주 aging된 지문의 경우에는 ORO 보다는 분말을 사용했을 때 더 좋은 결과를 얻을 수 있었다. CA fuming으로 지문을 현출했을 때에는 지문 중 3주 aging한 지문을 제외하고 지문이 현출되지 않았다. 현장에서 라미네이팅 코팅지나 UV 코팅지가 수집되었다면 분말법이나 ORO를 사용하는 것이 효과적이다.

Chemical modification of binder and silica sol for the improvement of coating film in sol-gel process

김덕회 Graduate School, Yonsei University 2002 국내박사

기재 보호용으로 사용하는 기존의 바인더는 주로 산성을 띠는 MTMS, TEOS등의 silane류를 대표적으로 많이 사용하는데, 이들만을 단독으로 사용하면 내마모성에는 문제가 없지만, 유연성(flexibility)및 접착력이 부족하여 최종적인 코팅막의 균열, 박리등의 현상이 나타나는 것으로 알려져 있다. 따라서 본 연구에의 1단계에서는 이와 같은 문제점을 해결하고자 보다 유기물의 성격을 많이 갖는 GPTS를 monomer silane류로 사용하고, 내마모, 내충격성을 증가시키기 위해 APTS라는 염기성 silane류를 함께 사용하되, GPTS, APTS를 각각 2단계로 고분자화 시켜 반응하여 반응속도를 조절하면서 물성을 증가시킬 수 있는 recipe를 고안하였다. 특히 이 반응은 따로 경화제를 첨가하거나 고온에서 소결시키지 않고 상온에서 진행시킬 수 있으므로 실제 공정에서도 기존의 바인더를 제조하는 과정에 비해 상당히 원가를 절감할 수 있다는 잇점이 있다. 본 연구의 2단계에서는 이와 같은 바인더에 기능성을 줄수 있는 나노 크기의 SiO_(2),을 제조하고, 바인더에 결합시켜 안정한 morphology를 갖는 조건을 설정하였다. SiO_(2) sol은 일자입자 크기가 7-15nm의 균일한 분포를 갖게 만들되, SiO_(2) 표면을 Si대신 일부 산성을 띠는 Al원자로 치환하여 바인더가 제조되는 산성 조건에서도 입자엉김(particle aggregation)을 최소화 시켰다. 그 결과 pH와 반응시간에 거의 영향을 안 받으면서 80-100nm 정도의 평균크기에 spherical한 형태를 유지시키면서 MTMS 바인더에 결합시킬 수 있었다. 여기에 안료입자를 첨가시켜도 분산에 영향을 안주면서 세라믹 도료로 우수한 물성을 띠는 최종 코팅막을 형성시킬 수 있었다. 3단계 연구에서는 굴절률이 높은 TiO_(2)를 바인더에 도입하고, UV 차단제로서 기능성을 주면서, 내마모, 내충격, 유연성을 갖는 코팅제를 합성하였다. 대략적인 합성 디자인은 다음과 같다. 먼저, TiO_(2) sol에 GPTS를 도입하여 그 표면을 modification시킨후 여기에 acetylacetone이 일부 치환된 SiO_(2) sol과 반응시켜 코팅액을 제조하고 polycarbonate 기판에 코팅시켰다. 여기에 UV-vis light(254nm)를 조사한 결과 코팅하지 않은 막에 비해 UV 차단 효과가 매우 큼을 확인할 수 있었다. 이외에도 경도, 기재 접착력이 증가되었으며, 백화(whitening)현상도 상대적으로 적은 것으로 나타났다. 결론적으로 위에서 언급한 바인더 설계와 기능성 충진제인 SiO_(2), TiO_(2) sol의 분산이 상당히 코팅막의 물성에 중요함을 확인하였다. The binder is usually used for the protection of various substrates. The representative silanes, precursors of binders, are MTMS(methyltrimethoxysilane) and TEOS(tetraethoxysilane). These silanes take the advantage of showing excellent abrasion resistance, but they have the limitation of flexibility and adhesion, causing the crack or split of the final coating film. At the first stage of this work, we used GPTS(3-glycidoxypropyltrimethoxysilane) and APTS(aminopropyltrimethoxysilane) as sol-gel precursors, expecting them to play a role in improving the flexibility, adhesion, and abrasion resistance. Also we controlled the reaction kinetics of GPTS and APTS by sequential polymerization. In this work, we investigated the curing reaction mechanism of GPTS/APTS mixed binder. The applied method has the advantages of preparing the mixed binder at ambient temperature without the addition of special curing agents. Another advantage is that this binder is expected to be applied to acidic or basic substrate. In this work, we applied this mixed binder for protection of corrosion from the surface of Ag tile. At second stage, nano-sized silica particle was prepared and introduced into the MTMS binder network. The dispersion condition of silica particle was optimized by varying the types of acids, pH and aging time. Finally, the pigment particles were also introduced into SiO_(2)/MTMS solution and this ceramic coating solution was applied to gas range burner cap, requiring heat and salt resistance. At third stage, the UV protecting coating material was developed by combining modified SiO_(2) and TiO_(2) and its physical properties were discussed. In conclusion, it was shown that the selection of binder precursor and the dispersion of SiO_(2), TiO_(2) sol affected the final physical properties of coating film.

Cr 반미러 코팅된 광변색 렌즈

신성호 연세대학교 공학대학원 2006 국내석사

The purpose ofthe study isto investigate thepossibility ofuseofthephotochromiclensforthesunglass.Inthisstudy,SiO2 thinfilm layerwith thicknessof50nm,CrorAg thin film layerwith thicknessof5nm-7nm, and SiO2 thin film layer with thickness of 10 nm wereevaporated on the frontside ofthe photochromic lens hard-coated toincreasethesurfacestrengthandpreventascratch.WhiletheAR coatingwasperformed onthebacksidesurfaceofthephotochromiclens.Ontheexperimentalresults regarding the characteristics ofphotochromic lensevaporated with Cr thin film layer,the following conclusions weredrawn.First,the reflection rate increaseswith Crthickness,accordingly thetransmission rate decreased from 45% before photochromic coating to25% afterphotochromiccoatingfortheCrthin film layerwith thicknessof5nm.From theresults,itwasconfirmedthatitisinaccordancewiththetransmissionraterangeneededforthegeneralsunglass.Theseresultsshows the overallreflection rate can be controlled by adjusting thethicknessofthedielectricthinlayer.Second, the AR anti-reflection coating prevents the dazzlingphenomenon by decreasing thereflection ratefrom lenssurfacefortheincidentlightfrom thebacksideofthelensand thefrontsideshowed ahigh reflection rate by combining with front coating layer of thephotochromic lens.It was also confirmed that it is so effective fordecreasingthereflectionrateofthelightfrom thebacksideofthelens. 본 연구에서는 광변색 렌즈를 선글라스로 사용하기 위한 금속 반미러코팅을 설계하였다.변색 전 투과도가 높은 광변색 렌즈를 선글라스로사용하게 하기 위하여 하드 코팅된 광변색 렌즈 앞면에 50nm 두께의SiO2 막,그 위에 5nm-7nm 두께의 Cr박막,10nm SiO2 막을 차례로증착 하였다.또한,뒷면은 AR 코팅 처리를 하였다.Cr박막은 빛의 전체적인 반사/투과율을 조절하고,Cr박막과 렌즈사이의 SiO2 층은 Cr박막의 증착을 용이하게 함과 동시에 뒤쪽으로 들어오는 빛이 Cr층에서 반사되어 우리 눈으로 되돌아오는 것을 최대한막아주는 역할을 한다.Cr박막위의 SiO2 층은 기계적으로 취약한 금속박막을 보호하기 위한 것이며,렌즈 뒷면의 AR 코팅은 뒷 표면으로부터의 반사를 줄여 눈부심을 방지하는 역할을 한다.이러한 Cr반미러 코팅의 구조는 광변색 렌즈를 선글라스에 사용하는데 매우 효과적임을 확인하였다.Cr박막의 두께가 증가할수록 반사율이 증가하였으며,7nm 두께의 Cr박막의 경우 변색 전 투과도 45%,변색 후 투과도 약 25%를 나타내었으며 이는 일반적인 선글라스에 요구되는 투과도 범위와 잘 일치하였다.

대전방지 UV 경화형 아크릴계 코팅재의 제조 및 응용

민일홍 忠北大學校 2004 국내박사

식물성 기름으로부터 제조된 폴리올의 합성 및 광경화 코팅과 열경화 접착제에 관한 특성 연구

이성권 건국대학교 대학원 2008 국내석사

Chapter 1. 식물성 기름으로 부터 제조된 다중 아크릴레이트 에스테르 폴리올의 합성 및 광경화 하드코팅 조성물에 관한 특성 연구 본 연구 에서는 식물성 천연 UV 경화 도료 합성에 관한 내용으로 유해 물질(포름알데히드)을 포함하지 않는 도료 로서 음식물 용기 내부코팅제, 산업용 접착제 또는 코팅제로 사용되는 아크릴레이트 에스테르의 자외선 경화성 물질을 식용유로부터 합성하는 방법에 관한 것이다. 더욱 상세 하게는 모든 식용유를 화학적으로 변형시켜 얻은 에폭시 에스테르 화합물 과 다양한 알코올 또는 티올 화합물과 반응하여 얻은 다중 수산 또는 티올 에스터 화합물에 관한 것이며, 합성된 다중 폴리올 또는 티올과 메타크릴 로일 클로라이드 (methacryloyl chloride) 또는 아크릴 산과 반응하여 얻은 광경화성 하드코팅 조성물로 이 식물성 천연 도료는 식용유로부터 얻은 저가의 환경 친화적 코팅재료로 이용할 수 있고 열가소성 및 열경화성 중합체등에 광학적으로 투명하고 신율이 우수하며, 휨(curling)현상 및 내마모성, 경도 등이 우수한 하드코팅 층으로 사용할 수 있는 광경화형 조성물에 관한 것이다. Chapter 2. 식물성 기름으로 부터 제조된 폴리올의 합성 및 열경화 접착제에 관한 특성 연구 최근 세계적으로 요구되고 있는 천연 생분해성 재료를 이용한 접착제의 개발에 식용유를 이용함으로서 외화절감 및 생산비 절감 효과를 얻을 수 있으며, 식용유를 이용한 저가의 친환경 접착제의 개발로 전자재료 및 목재산업의 활성화 및 국제적 경쟁력을 확보할 수 있다. 이러한 연구는 식물성 기름을 이용하여 새로운 환경 친화형 접착제를 개발하는데 있으며, 목재에 응용되고 있는 열 경화형 접착제를 제조하는데 것을 기본적인 목적으로 한다. 식물성 기름은 에스테르 결합을 하고 있어 자연적으로 가수분해 되는 성질을 지니고 있으며, 또한 이중 결합을 지니고 있어 이중결합에 반응성이 우수한 수산기를 도입하여 화학적 구조를 변형시켜 MDI의 이소시아네이트기와 반응시켜 탄성과 발수성(hydrophobic) 성질을 갖게 함으로써 수분에 강한 소재 개발에 초점을 두고자 한다. 기존에 사용하고 있는 포름알데히드를 전혀 사용하지 않기 때문에 인체에 해로운 강한 독성을 배제할 수 있으며, 또한 경제적 단가를 낮출 수 있어 환경 친화적 소재 대한 학문적 산업적 연구/응용 범위가 넓다고 볼 수 있다. Chapter 1. Synthesis of Polyol from Soybeanoil and Characteristics of Photo curable Polyol and Thermosetting Adhesive Mobile phone windows and touch panel that had a lot of body contact was required optically high transparency and adhension of instruments and hardness and chemical resistance. This research was prepared multifunctional acrylated ester Polyol that was nature friendly product using soybeanoil. And multifunctional acrylate ester Polyol was coated onto instruments.A acrylated ester Polyol was prepared from methacryloyl chloride and Polyol that was hydroxylated by reacting tetrafluoroboric acid and ESBO that was epoxidized by reacting soybean oil and hydrogen peroxide solution. Chapter 2. Synthesis of Polyol from Soybeanoil and Characteristics of Photo curable Polyol and Thermosetting Adhesive The reactive multi-hydroxy soybean oil (Polyol) was synthesized from soybean oil. The soybean oil was functionalized to epoxy on double bonds, and followed by ring opening reaction with ethylene glycol to obtain Polyol having high functionality. This study investigated a feasibility to prepare wood adhesive through the reaction of polymeric diphenylmethane-4,4’-diisocyanate (pMDI) with Polyol. Different adhe- sives were prepared with a variety of mole ratios of pMDI to Polyol. The chemical reactions of adhesives were analyzed using 1H NMR and FT-IR (Fourier Transform Infrared), and their thermal studies were investigated by DSC and TGA. The Polyol /pMDI resins (3:1 and 2:1 ratios) showed endothermic peaks, whereas the Polyol /pMDI resins (1:2 and 1:3 ratios) showed exothermic peaks. The best adhesion strength was found when plywood was bonded with the adhesive of an equivalent ratio of 2:1 (Polyol:pMDI). These results indicated that the bond strength was not related to the reactivity obtained from the FT-IR spectra. But it was explained that the adhesion strength increased as the residual -NCO groups in the adhesive reacted upon with the hydroxyl groups of wood during the manufacturing of plywood.

UV 광화학적 개질을 통한 내구성 및 항바이러스 항균 성능이 향상된 폴리프로필렌 부직포

오세빈 세종대학교 대학원 2025 국내석사

Polypropylene nonwoven fabric (PNW) is widely utilized in hygiene products, medical supplies, and personal protective equipment due to its high biocompatibility, thermal stability, and cost-effectiveness. Particularly during the COVID-19 pandemic, PNW was recognized as an essential material, playing a crucial role in protecting frontline healthcare workers and public safety. However, its susceptibility to bacterial and viral contamination and lack of functionality due to its inherently hydrophobic surface have not only limited its use and applications but also contributed to single-use plastics (SUP) waste issues. To solve these contradictions, several approaches of functionalization of PNW have been introduced, but most approaches dependent on high energyinput or high-cost metal or complicated chemical processes or simple attachment process while still producing poor durability. Specifically, metal-based functionalization is costly and raises potential concerns about toxicity/impurities. Herein, this study suggests durable, practical, cost-effective and metal-free functional surface modification strategies as sustainable solutions, utilizing antiviral/antibacterial organic compounds and UV irradiation. The strategies of C-H insertion to PNW utilizing azidoformate (AF) functional group and radical coupling reacion through simple UV irradiation have been attempted. First, hydrophilic antiviral and antibacterial functional PNW surface modification was achieved through the photolytic C-H insertion strategy of quaternary ammonium polymers and AF functional coupling agents. Second, antiviral surface modification was accomplished through the photolytic C-H insertion strategy of AF-functionalized quaternary ammonium polymers synthesized using AF radical initiators. Lastly, highly durable non-toxic antiviral and antibacterial surface modification of PNW was achieved through surface covalent bonding using quaternary ammonium oligomers and radical generation reactions via UV irradiation. After UV photoreaction, the compounds were covalently bonded to PNW, demonstrating durable coating performance even after multiple washing cycles, exhibiting enhanced or novel functionalities. This research provides a promising strategy for addressing public health concerns and mitigating environmental impacts by improving PNW functionality through practical and cost-effective modification strategies under mild reaction conditions at room temperature. 폴리프로필렌 부직포 (PNW)는 높은 생체적합성, 열 안정성 및 경제성으로 위생 제품, 의료용품, 개인 보호 장비 분야에서 널리 사용되고 있다. 특히 코로나19 팬데믹 기간 동안 PNW는 일선 의료진과 공공 안전을 보호하는 중요한 역할을 하며 필수 소재로 인식되었다. 그러나 박테리아 및 바 이러스 오염에 대한 민감도와 고유의 소수성 표면으로 인한 기능성 부족은 그 사용과 적용분야의 한계뿐만 아니라 일회용 플라스틱 폐기물 등의 환경 문제를 야기하였다. 이러한 PNW의 문제 해결을 위하여 여러 기능화 방식이 도입되었지 만, 대부분 무기물 기반의 고에너지, 고비용, 복잡한 화학 공정에 의존하면서도 화합물의 단순 부착, 용출/휘발 메커니즘에 의해 내구성이 떨어진다. 이에 대한 지속가능한 해결 전략으로, UV 광 조사와 항바이러스/항균 성능을 지니는 유기 화합물들을 통한 세 가지 공유결합형 표면 개질 방법을 제시한다. 먼저, 4가 암모늄 고분자와 아지도포메이트 (AF) 기능성 커플링제의 광분해성 C-H 삽입 전략을 통하여 친수성화 및 항바이러스 항균 기능성 PNW 표면 개질을 달성하였다. 다음으로, AF 라디칼 개시제를 이 용하여 합성된 4가 암모늄 고분자의 광분해성 C-H 삽입 전략을 통하여 항바이러스 표면 개질을 달성하였다. 마지막으로, 4가 암모늄 올리고머와 UV 광 조사를 통한 라디칼 생성반응을 이용한 표면 공유결합화를 통해 PNW 의 고내구성 무독성 항바이러스 항균 표면 개질을 달성하였다. UV 광 반응 후 화합물들은 PNW에 공유 결합되어 수 회 세척된 후에도 내구성있는 코팅 성능을 보였으며, 향상된 또는 새로운 성능을 발휘하였다. 이 연구는 실온의 가벼운 반응 조건 하 실용적이며 비용효율적인 개질 전략으로 PNW의 기능을 향상시켜 공중 보건 문제를 해결하고 환경 영향을 완화하기 위한 유망한 전략을 제공한다.

양이온 UV 金屬 印刷와 코팅製罐 加工 適性 比較 硏究

성기웅 中部大學校 大學院 2006 국내박사

Recently, the cationic UV curable coating materials have been enough improved to apply the can end and closure as the pre-painted metal sheet(PCM), on which the free-radical UV coat has limited its using because of their drawback of shrinkage. The paints and printing inks within thermal curing way for the crown and cap closures are also believed to be the most significant advancement all the while, however, to be hard to survive and keep the high energy cost in the present rigid rules of VOC and HAP, and the expensive oil price. The UV curable systems are received as a powerful alternative technology to solve such high cost structure and promote productivity. So this study starts to find a way out, experiment and apply commercial UV curable coatings to the closures. Cap closure is made from both coating and succeeding deformation process. It is coated with several painting layers, printing and overprint varnish coating. Then it is pressed in three steps of press called 'deep-drawing'. Therefore the organic coatings should have certain performance and possibilities of the corrosion resistance as well as the maintenance for the aesthetic appearance. And it needs another abilities that can bear up against sterilization stage in the afterward packaging process and that can save the resistance property for existing the quality in some more period. This UV curing experiment was designed and accomplished in the base of such manufacturing and market environment conditions. To avoid the first UV curing experiment risk, the thermal curing system of the size and white coatings were used as they are and the printing and OPV coating were substituted to UV curing system, then these were compared with the thermal cured coatings. Two kinds of coatings were pressed in shop field and tested several qualities in laboratory. Samples were prepared in the following processes : blanks, 1st pressed, 2nd pressed and 3rd of final pressed and analyzed each of them. the microscopic examination was added for the capturing detailed images of cracks and wrinkles come out along the wall of closures. Consequently, the cationic UV curable OPV coating and radical UV ink have adequate performance in this experiment. OPV coats were experienced severe damages if they were not cured enough to endure the friction and a unique shape of serial cracks was appeared. But this can be remedied by thinning the OPV coating thickness. the radical UV printing ink was succeeded in this study without any problem.