본 연구에서는 용제를 전혀 사용하지않고 UV경화가 가능한 나노 실버 페이스트를 개발하였다. 무용제(solvent-free) 타입으로 개발한 나노 실버 페이스트의 점도 및 점탄성 측정하였다. 그리고 스크린인쇄로 패턴을 인쇄한 후에 UV 경화로 전극도막을 형성시켰다. 형성된 전극도막의 전도성, 연필경도, 접착력에 대해서 평가하였다. 또한 전극 도막 을 광 소결하여 전도성을 평가하였다. 마지막으로 전극도막의 경화특성은 TGA 및 FT-IR로 평가하였다. 이러한 결 과를 정리하면 UV경화만 시켰을 경우에는 전도성, 접착력, 경화특성에 대해서는 Paste(3)이 가장 우수하였다. 그러 나 광소결 후에는 Paste(1)이 가장 우수한 전도성을 얻을수있었다. 그 이유는 10nm 실버 파우더를 사용한 것이 소 결 특성이 가장 우수했기 때문이라고 판단된다.

Ecoflex는 친환경적이고 인체에 무해하며, 기존 신축성 전극들의 문제점으로 거론되는 회복성과 pre-stretching 공정이 필요하지 않은 우수한 탄성체이다. 그러나 ecoflex의 문제점은 같은 실리콘 고무 계열이거나 소수성 표면을 띈 소재가 아니면 표면에 접착력이 나오지 않는다. 그리고 금속 분말 페이스트 또는 잉크의 기반 재료로 적용하기엔 아직도 많은 한계가 있다. 마이크로 크기의 금속 분말을 사용하면 경화가 불안정하여 전극과 기판의 접착력이 좋지 않고, 바인더 함량을 증가시켜 경화를 안정화하면 전도성이 좋지 않다는 단점이 있다. 본 연구에서는 나노 금속 입자를 사용해 선경화를 진행하였고, 광 소결 공정을 통해 전기전도도를 증가시켜 기존의 문제점을 해결하였다. 이렇게 개발된 전극의 신뢰성 검증을 위해 다양한 분석을 진행하였다. 먼저 Rheology test를 통해 페이스트의 신뢰성을 검증하였고, 내용제성 시험으로 전극과 기판의 접착력을 분석하였다. 광 소결 공정 후에 전극의 전기전도도 변화를 확인하기 위해 SEM 분석을 진행하였다. 마지막으로 ecoflex의 우수한 기계적 특성을 평가하기 위해 인장 시험과 인장 반복 시험을 통해 기계적 내구성까지 검증하였다. 그 결과, 나노 금속 입자를 기반으로 만들어진 전극임에도 불구하고 변형률 5 %까지 인장이 가능하였으며, 변형률 2 %에서 160 번의 반복 인장 시험에도 문제없이 작동하는 것을 검증하였다.

신축성 전극을 다양한 소재와과 방식을 통해 제조되고 있으며 많은 기계적 특성 분석이 연구되고 있다. 은, 구리, 금, 나노와이어 등 다양한 금속이나 CNT, graphene, 플러렌 등을 기반으로 연구되고 있으며 대부분 높은 전도성과 신축특성을 요구하는 어플리케이션에 사용되지만 고가라는 단점이 있다. 본 연구에서는 저비용 소재와 공정으로 높은 신축특성과 반복 특성을 보유한 신축성 전극을 개발하였다. 값싼 전도성 탄소 와 흑연을 혼합하여 페이스트를 개발하였고 개발된 페이스트를 메탈마스크 인쇄 공정을 통해 TPU기판 위에 인쇄하였고 120℃에서 2시간 경화를 진행하였다. 이렇게 개발된 전극을 인장 시험과 인장 반복 시험을 통해 특성을 증명하였고 향후 어플리케이션 적용 가능여부를 확인하기 위해 무릎에 임시로 고정 후 간이 시험을 진행한 결과 20회 반복하는 동안 일정한 저항 변화를 보여줬다.

신축성 전극은 높은 전도성, 우수한 치수 안정성 및 변형에 대한 낮은 저항 변화를 제공해야 한다. 따라서 본 연구에서는 나노 실버 페이스트를 전도성 물질로 선택하고 신축성 전극을 제작하기 위해 스크린 인쇄법을 사용했다. 두께 125㎛의 PET필름에 탄성 클리어플렉스 폴리우레탄 필름을 경화시킨 후, 블록 이소 시아네이트 경화제와 혼합 된 폴리에스텔 수지를 마스킹층으로 코팅하여 필름의 끈적임을 감소시켰다. 롤링 볼택 시험으로 폴리에스텔 마스킹층의 효과를 평가하였다. 제조된 투명 클리어플렉스 필름을 신축성 전극 기판으로서 사용하였다. 신축성 폴리우레탄 필름 상에 나노실버 페이스트 및 스크린 인쇄 공정을 사용하여 제조된 신축성 전극은 최대 100%의 변형률 범위에서 높은 전도성를 나타냈다.

본 연구는 ‘청도반시’ 감을 열대지역으로 수출하는 상황을 모의하여 실시하였다. 수송 중이나 수송 후 유통과정에서 홍시를 만들기 위한 적절한 수송 온도(0℃, 5℃, 10℃)와 에틸렌 발생제 투입시기(수송 전, 수송 후)를 구명하고자 하였다. 15일간 모의 수송 후와 이후 30℃에서 5일간 모의 유통 후에 과실의 숙성과율과 품질을 조사하였다. 에틸렌 발생제를 처리하여 15일간 모의 수송한 후의 숙성과율은 10℃에서는 모두 홍시가 되었으나 0℃와 5℃에서는 홍시가 되지 않았고, 수송 전에 에틸렌 발생제를 처리하지 않은 과실은 모든 온도에서 홍시가 되지 않았다. 이후 30℃에서 5일간 모의 유통한 과실은 수송 전 에틸렌 발생제를 투입한 처리는 5℃와 10℃에서 모두 홍시가 되었으나 0℃에서는 38.5%만 홍시가 되었다. 수송 후 에틸렌 발생제를 투입한 처리는 모두 홍시가 된 처리구가 없었으며, 0℃와 5℃에서는 각각 63.5%와 59.6%로 비슷했으나 10℃에서는 19.2%로 오히려 낮았다. 결론적으로 수송 직후 바로 출하하기 위해서는 수송 전에 에틸렌 발생제를 투입하고 10℃에서 수송하는 것이, 그리고 5일간의 현지 유통 중에 숙성을 유도하기 위해서는 수송 전에 에틸렌 발생제를 투입하여 5℃에서 수송하는 것이 효과적인 것으로 판단되었다. 수송 후 에틸렌 발생제를 투입해서 유통 중 숙성을 유도하여 홍시를 제조하는 방식은 수송 온도에 따른 차이는 있으나 10℃ 이하에서 15일간 수송한 감에서는 홍시가 잘 되지 않으므로 앞으로 그 원인과 적절한 수송온도에 대한 연구가 더 필요하다.

We investigated the effect of PE film thickness on the modified atmosphere packaging (MAP) deastringency of ‘Sanggamdungsi’ (Diospyros kaki cv.) astringent persimmon at room temperature (25°C) and low temperature (-1°C). The fruits were individually packaged with PE film of which the thickness is 60, 80, 100, 115 or 130 μm and stored at room or low (-1°C) temperature. At room temperature, firmness shows the highest value (23.3-26.5) at 100 μm thickness. Top flesh browning and decay was monitored at 20 days after storage, and peel blackening and style-end softening was negligible at optimal thickness. Therefore, optimal film thickness of deastringency at room temperature is 80-100 μm. At this thickness, the astringency was removed after 5 days and the fruits can be distributed until 10 days after the MAP. At low (-1°C) temperature, firmness was maintained regardless of film thickness. However, the firmness is higher as the film is thicker. Top flesh browning and decay was not occurred even after 90 days after storage. Peel blackening and style-end softening was monitored at 90 days after storage. Off-flavor was monitored at 115 and 130 μm thickness. Therefore, optimal film thickness of deastringency at low (-1°C) temperature is 80-100 μm. At this thickness, the astringency was removed after 50 days and the fruits can be distributed until 80 days after the MAP.