Organic-inorganic hybrid coating films have been used to increase the transmittance and enhance the physical properties of plastic substrates. Sol-gel organic-inorganic thin films were fabricated on polymethylmethacrylate (PMMA) substrates using a dip coater. Metal alkoxide precursor tetraethylsilicate (TEOS) and alkoxy silanes including decyltrimethoxysilane (DTMS), 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane (GPTMS), phenyltrimethoxysilane (PTMS), 3-(trimethoxysilyl)propyl methacrylate (TMSPM) and vinyltrimethoxysilane (VTMS) were used to synthesize sol-gel hybrid coating solutions. Sol-gel synthesis was confirmed by the results of FT-IR. Cross-linking of the Si-O-Si network during synthesis of the sol-gel reaction was confirmed. The effects of each alkoxy silane on the coating film properties were investigated. All of the organicinorganic hybrid coatings showed improved transmittance of over 90 %. The surface hardness of all coating films on the PMMA substrate was measured to be 4H or higher and the average thickness of the coating films was measured to be about 500 nm. Notably, the TEOS/DTMS coating film showed excellent hydrophobic properties, of about 97°.

Nano-oxide dispersion–strengthened (ODS) superalloys have attracted attention because of their outstanding mechanical reinforcement mechanism. Dispersed oxides increase the material’s strength by preventing grain growth and recrystallization, as well as increasing creep resistance. In this research, atomic layer deposition (ALD) was applied to synthesize an ODS alloy. It is useful to coat conformal thin films even on complex matrix shapes, such as nanorods or powders. We coated an Nb-Si–based superalloy with TiO2 thin film by using rotary-reactor type thermal ALD. TiO2 was grown by controlling the deposition recipe, reactor temperature, N2 flow rate, and rotor speed. We could confirm the formation of uniform TiO2 film on the surface of the superalloy. This process was successfully applied to the synthesis of an ODS alloy, which could be a new field of ALD applications.

Recently, the electron transport layer (ETL) has become one of the key components for high-performance perovskite solar cell (PSC). This study is motivated by the nonreproducible performance of ETL made of spin coated SnO2 applied to a PSC. We made a comparative study between tin oxide deposited by atomic layer deposition (ALD) or spin coating to be used as an ETL in N-I-P PSC. 15 nm-thick Tin oxide thin films were deposited by ALD using tetrakisdimethylanmiotin (TDMASn) and using reactant ozone at 120 °C. PSC using ALD SnO2 as ETL showed a maximum efficiency of 18.97 %, and PSC using spin coated SnO2 showed a maximum efficiency of 18.46 %. This is because the short circuit current (Jsc) of PSC using the ALD SnO2 layer was 0.75 mA/cm2 higher than that of the spin coated SnO2. This result can be attributed to the fact that the electron transfer distance from the perovskite is constant due to the thickness uniformity of ALD SnO2. Therefore ALD SnO2 is a candidate as a ETL for use in PSC vacuum deposition.

In this experimental work, a p-type c-Si (100) substrate with 8 × 8 × 2 mm dimension was taken for TiCN thin-film coating deposition. The whole deposition process was carried out by chemical vapor deposition (CVD) process. The Si substrate was placed within the CVD chamber at base pressure and process pressure of 0.75 and 500 mTorr, respectively, in the presence of TiO2 (99.99% pure) and C (99.99% pure) powder mixture. Later on, quantity of C powder was varied for different set experiments. The deposition of TiCN coating was carried out in the presence of N2– H2–TiCl4–CH3CN gas mixture and 600 ℃ of fixed temperature. The time for deposition was fixed for 90 min with 10 and 5 ℃ min− 1 heating and cooling rate, respectively. Later on, heat treatment process was carried out over these deposited TiCN samples to investigate the changing characteristics. The heat treatment was carried out at 800 ℃ within the CVD chamber in the absence of any gas flow rate. The morphological properties of heat-treated samples have been improved significantly, evidence is observed from SEM and AFM analyses. The structural analysis by XRD has been suggested, upgradation in crystallinity of the heat-treated film as it possessed with sharp and higher intensity peaks. Evidence has been found that the electrochemical properties are enhanced for heat-treated sample. Raman spectroscopy shows that the intensity of acoustic phonon modes predominates the optic phonon modes for untreated samples, whereas for heat-treated samples, opposite trends have been observed. However, significant degradation in mechanical properties for heat-treated sample has been observed compared to untreated sample.

We report on a unique fabrication technique, DSC for high performance PA TFC RO membranes. DSC allows the simultaneous and continuous spreading of two reactive monomer solutions to create an unsupported PA layer, which is then adhered onto a porous support to form a membrane. DSC facilitates the characterization of the PA layer structure by easily isolating it. The DSC-PA layer exhibits a thinner and smoother structure with a more wettable and less negatively charged surface than one prepared via conventional interfacial polymerization (IP). DSC enables the formation of an extremely thin (~9 nm) and dense PA layer using a very low MPD concentration, which is not feasible by conventional IP. Importantly, the DSC-assembled membrane shows the excellent water flux and NaCl rejection, exceeding both the IP control and commercial RO membranes.

초고압 균질(high pressure homogenization, HPH)처리를 이용해 HPH처리 압력(103-193 MPa), HPH처리 횟수(1-3회), 글리세롤 첨가 농도(14-70% w/w(모자반 분말))를 변수로 하여 가식성 포장 소재인 모자반 필름 형성 용액을 개발 하 였고, 필름 형성 용액을 캐스팅 방법으로 성형하여 필름을 개발 하였다. 훈제 연어는 필름 형성 용액에 침지 코팅하였 다. 필름 형성 용액의 제작 변수에 따른 물리적 특성을 연구 하였고, 개발 된 필름의 물리적 특성과 색도, 표면 구조를 관찰 하였으며, 훈제 연어의 코팅 전, 후 조직감과 색도 그리고 향기 성분을 분석하여 가공식품인 훈제 연어에 대한 적용 가능성을 연구 하였다. HPH처리 된 필름 형성 용액은 유가소성 유체였으며, 처리 압력과 횟수가 각각 103에서 193 MPa로, 1 회에서 3 회로 증가함에 따라 필름 형성 용액의 점도는 감소하는 경향을 보였다. 필름의 입자크기, 인장 강도, 수증기 투과율 그리고 용해도는 HPH 처리 압력과 횟수가 증가함에 따라 감소하였고, 신장률은 24.7 ± 1.3에서 38.0 ± 2.7%로 유의적으로 증가하였다(p<0.05). 색도는 명도와 황색도가 각각 31.1 ± 2.1에서 42.8 ± 1.2으로, 10.3 ± 3.3에 서 26.8 ± 1.4로 증가하였고(p<0.05), 적색도는 유지 되었으며(p>0.05), 표면 구조는 필름 형성 용액을 193 MPa의 압력 으로 캐스팅한 필름이 103 MPa로 처리한 경우에 비해 입자의 크기가 작고 균일 하였다. 글리세롤 첨가량이 14에서 70% (W/W GW-FS)로 증가됨에 따라 필름의 인장 강도가 4.1 ± 0.8에서 1.1 ± 0.3 MPa로 감소하였고(p<0.05), 신장률은 10.9 ± 2.7에서 21.7 ± 3.0%로 증가 하였으며, 색도 중, 적색도는 감소하였다(p<0.05). 코팅 된 훈제 연어는 처리 전, 후 조직감에 유의적 차이가 없었으며(p>0.05), 명도와 적색도는 각각 54.1 ± 1.0에서 57.5 ± 0.2로, 9.6 ± 0.8에서 16.6 ± 0.8로 증가하였으며(p<0.05). 향 성분은 유지되는 경향을 보였다. 본 연구를 통해 가식성 필름과 코팅의 재료로서 모자반의 이용가능성을 확인하였으며, 모자반 코팅을 훈제 연어에 적용 시 품질 특성을 증진시킴으로써 가공 식품에 대한 적용 가치를 높일 것으로 사료된다.

목 적: 안경렌즈의 건열 환경에 따라 코팅 막의 균열 상태를 확인하고자 하였다. 방 법: 일반적으로 안경렌즈에 가장 많이 사용되는 자외선 차단이 처리되고, 하드코팅 및 반사방지의 코 팅이 되어 있는 굴절력 –2.00 D., 굴절률 1.56, 중심두께 1.20 mm, 렌즈직경 73 mm의 렌즈를 사용하였다. 여름철 야외 주차장의 자동차 실내 평균온도인 70℃와 대중목욕탕 사우나 및 한증막 실내의 평균온도인 9 0℃ 환경을 만들기 위하여 전기오븐으로 건열에 의한 70℃와 90℃로 각각 가열시키 후 렌즈를 넣었다. 70℃ 에서는 20분 동안 가열하면서 5분 간격으로, 90℃에서는 9분 동안 가열시키면서 3분 간격으로 지정된 렌즈 를 꺼내어 세극등 현미경(SL-102, Zeiss, Germany)으로 코팅 막의 균열을 관찰하였다. 분광 광도계 (UV-2450, Shimadzu, Japan)를 이용하여 380 nm~780 nm의 가시광선 범위에 대한 광투과율과 반사율을 측정하여 실험 전후를 비교하였다. 결 과: 70℃에서는 최초 5.1분에서 10분 사이에 코팅 막이 균열되었음을 확인하였다. 5분을 가열하였을 경우에는 코팅 막의 균열이 관찰되지 않았다. 90℃에서는 1분을 가열 하였을 경우를 제외하고는 모든 시간 대에서 코팅 막의 균열이 관찰되어 1.1분에서 3분 사이에 최초로 코팅 막이 균열되었음을 확인하였다. 광투 과율은 코팅 막의 균열이 증가함에 따라 감소하였고 반사율 역시 감소하였다. 결 론: 여름철 주차장의 자동차 내(평균 70℃)에 비치되어 있는 안경과 대중목욕탕의 사우나 한증막 내 (평균 90℃)에서 안경 착용자를 쉽게 볼 수 있는 현실에서 안경 착용자의 관리상의 세심한 주의가 필요하며 더불어 구체적이고 현실적인 연구 자료를 통해 안경관리 기준 및 안경 착용자에 대한 홍보와 교육 자료가 필 요하다고 하겠다.

목 적: 곡률이 없는 안경렌즈 위에 나노 구조 층을 포함한 안경렌즈 3층 코팅 막의 반사방지에 관한 연구 를 하였다. 방 법: 시뮬레이터 설계에서 안경렌즈 위에 하드코팅 막을, 그 위에 Al2O3/ ZrO2/Al2O3(나노 구조) 막을 쌓았다. 원기둥 hole 반경, 두께, 주기와 ZrO2 막의 두께에 따른 반사율 스펙트럼을 관찰하여 최적의 반사 방지막을 찾았다. 결 과: 나노 원기둥 hole 주기와 두께를 고정하고 반경을 변화시키면서 반사율 스펙트럼을 관찰한 결과, 반경이 70 nm일 때 파장 450 nm에서 650 nm까지 반사율이 0%에 가까웠다. 그리고 나노 원기둥 hole 주기와 반경을 고정하고 두께를 변화시키면서 반사율 스펙트럼을 관찰한 결과, 나노 원기둥 hole 높이가 약 100 nm 에서 최적의 반사율 스펙트럼을 얻을 수 있었다. 또한 나노 원기둥 hole 주기와 반경을 변화시키면서 반사율 스펙트럼을 관찰한 결과, 주기 200 nm 이하에서는 최적의 반사율 스펙트럼을 나타내었다. ZrO2 막의 두께를 변화시킨 결과 130 nm에서 반사방지막 코팅이 최적화됨을 알 수 있었다. 결 론: Al2O3/ ZrO2/Al2O3(나노 구조) 막으로 이루어진 안경렌즈 3층 코팅 막의 반사방지막에 관한 연구 한 결과, 나노 원기둥 hole 반경은 70 nm에서, 높이는 100 nm에서, 주기는 200 nm 이하에서, ZrO2 막의 두께는 130 nm에서 반사율 스펙트럼이 최적이 되었다.

목 적: 곡률이 없는 안경렌즈 위에 하드 코팅 막과 SiO2 막을 쌓은 후, FDTD를 사용하여 원기둥 hole 나노 구조물을 설계하고, 나노 구조 형태에 따른 안경렌즈 코팅막의 굴절률을 연구하였다. 방 법: 시뮬레이터 설계에서 안경렌즈 위에 하드코팅 막을 1.5 μm로 하고, 그 위에 SiO2 막을 100 nm에 서 900 nm까지 변화시켰으며, SiO2 막에 원기둥 hole 모양의 나노 구조를 만들고 원기둥 hole의 배열을 hexagonal로 하였다. 원기둥 hole 깊이와 주기를 고정하고 hole 반경을 변화시켜 반사율이 최소가 되는 파장위치를 찾아 나노 SiO2 막의 굴절률을 계산하였다. 그리고 원기둥 hole 반경과 주기를 고정하고 깊이를 변화시켜 깊이에 따른 반사스펙트럼을 관찰했으며, 또한 원기둥 hole 깊이를 고정시키고 반경과 주기를 변화시켜 주기에 따른 반사스펙트럼을 관찰했다. 또한 원기둥 hole의 반사율 스펙트럼을 좀 더 자세히 분석하기 위해서 원기둥 hole의 배열을 square로 했을 때 반사율 스펙트럼도 관찰하였다. 결 과: 원기둥 hole 깊이를 100 nm로, 주기를 300 nm로 고정하고 반경을 변화시킨 결과, hole 반경이 70 nm일 때 반사율이 영인 파장위치는 508 nm이었다. 이 때, 나노 SiO2 막의 굴절률은 소멸간섭 조건에 의해 계산한 값은 1.27이고, 진폭 조건으로는 1.24로 거의 비슷한 값을 가짐을 알 수 있었다. 그리고 원기둥 hole 높이가 100 nm 이상에서는 간섭현상이 일어나며 높이가 커질수록 반사율이 최대 최소를 이루는 파장의 개수가 점점 많아짐을 알 수 있었다. 또한 시뮬레이션 주기는 100 nm에서 300 nm까지는 반사방지막 효과가 나타나고 400 nm 이상에서는 반사방지막 효과와 회절이 합쳐진 현상이 나타남을 알 수 있었다. 결 론: 반사율이 영일 때 나노 SiO2 막의 굴절률은 소멸 간섭조건에 의해 계산한 값은 1.27이고, 진폭조 건으로는 1.24이다. 또한 시뮬레이션 주기는 100 nm에서 300 nm까지는 반사방지막 효과가 나타나다가 400 nm 이상에서는 반사방지막 효과와 회절이 합쳐진 현상이 나타남을 알 수 있었다.

A microencapsulated cinnamon oil (CO)-coated film was developed using a pilot-plant scale film coating system. CO microencapsulated with polyvinyl alcohol was incorporated with a printing ink and the ink mixture was applied to the surface of a polypropylene (PP) film as an ink coating using a gravure printing press at a speed of 20-200 m/min. The tensile strength, percentage elongation at break, elastic modulus, and water vapor permeability of the PP films with and without coating with the microcapsules were not significantly different (p > 0.05), which indicates that the coating did not alter those properties of the films. Microencapsulation effectively prevented the volatilization of CO in the films. The microencapsulated system may be extended to other food-packaging films for which the same ink-printing platform is used. The results from this study imply that the oil-microencapsulated films could be potentially produced by a modern film manufacturing system.

Anti-reflection coating films have used to increase the transmittance of displays and enhance the efficiency of solar cells. Hydrophobic anti-reflection coating films were fabricated on a glass substrate by sol-gel method. To fabricate an anti-reflection film with a high transmittance, poly ethylene glycol (PEG) was added to tetraethyl orthosilicate (TEOS) solution. The content of PEG was changed from 1 to 4 wt% in order to control the morphology, thickness, and refractive index of the SiO2 thin films. The reflectance and transmittance of both sides of the coated thin film fabricated with PEG 4 wt% solution were 0.3% and 99.4% at 500 nm wavelength. The refractive index and thickness of the thin film were n = 1.29 and d = 105 nm. Fluoro alkyl silane (FAS) was used for hydrophobic treatment on the surface of the anti-reflection thin film. The contact angle was increased from 13.2˚ to 113.7˚ after hydrophobic treatment.

고분자 필름의 표면에 친수성의 증가시키는 것은 그 자기 세정 및/또는 방담 특성을 가지게 하는데 중요한 접근 방법이다. 일반적으로 친수성 표면은 비이온 계면활성제를 코팅하거나 표면에너지를 증가시킴으로써 제조할 수 있다. 본 연구에서는 가격이 저렴하고 톨루엔 용제에 잘 용해될 뿐 만아니라 커플링제와 반응할 수 잇는 하이드록시기를 가지고 있는 Tween, Span 및 PEG-PPG 블록공중합체를 선택하여 실험을 수행하였다. 배합 조건에 따라 PET 필름 표면의 친수도에 큰 영향을 미침을 확인하였다. 그러나, PET 필름의 표면상에 단순히 이들 계면활성제의 도입은 수세 후에는 높은 내구성을 보여주지 않았다. 내구성을 높이기 위해 에폭시 및 이소시아네이트와 같은 두 종류의 커플링제를 사용하였다. 코팅액에 6 중량 %isophrone 디이소시아네이트 (IPDI)를 함유한 코팅액으로 코팅된 PET 필름 표면의 물에 대한 접촉각은 8.7˚까지 낮아졌으며, 이는 매우 높은 친수성에 대한 간접적인 증거이다. 또한, 코팅된 PET 필름의 광 (파장 500 nm) 투과율 값은 높은 투명 특성을 유지하면서 87%에서 85%로 약간 감소하였다. 이 PET 필름은 자기 세정 특성이 필요한 필름산업에 적합한 소제로 사용될 수 있다.

ZrO2 films were coated on aluminum etching foil by the sol-gel method to apply ZrO2 as a dielectric material in an aluminum(Al) electrolytic capacitor. ZrO2 films annealed above 450˚C appeared to have a tetragonal structure. The withdrawal speed during dip-coating, and the annealing temperature, influenced crack-growth in the films. The ZrO2 films annealed at 500˚C exhibited a dielectric constant of 33 at 1 kHz. Also, uniform ZrO2 tunnels formed in Al etch-pits 1μm in diameter. However, ZrO2 film of 100-200 nm thickness showed the withstanding voltage of 15 V, which was unsuitable for a high-voltage capacitor. In order to improve the withstanding voltage, ZrO2-coated Al etching foils were anodized at 300 V. After being anodized, the Al2O3 film grew in the directions of both the Al-metal matrix and the ZrO2 film, and the ZrO2-coated Al foil showed a withstanding voltage of 300 V. However, the capacitance of the ZrO2-coated Al foil exhibited only a small increase because the thickness of the Al2O3 film was 4-5 times thicker than that of ZrO2 film.

Thermoelectric-thick films were fabricated by using a screen printing process of n and p-type bismuth-telluride-based pastes. The screen-printed thick films have approximately 30 in thickness and show rough surfaces yielding an empty gap between an electrode and the thick film. The gap might result in an increase of an electrical resistivity of the fabricated thick-film-type thermoelectric module. In this study, we suggest a conductive metal coating onto the surfaces of the screen-printed paste in order to reduce the contact resistance in the module. As a result, the electrical resistivity of the thermoelectric module having a gold coating layer was significantly reduced up to 30% compared to that of a module without any metal coating. This result indicates that an introduction of conductive metal layers is effective to decrease the contact resistivity of a thick-film-typed thermoelectric module processed by screen printing.

UV-Curable hybrid coatings were synthesized to improve the surface properties of plastic film. Organic-inorganic coating solutions were prepared by the sol-gel method using urethane-acrylate oligomer, acrylate monomer, photo initiator and tetraethoxysilane (TEOS). Methacryloyloxypropyltrimethoxysilane(MPTMS) was used as a silane coupling agent to improve chemical interaction between inorganic phases and UV curable acrylate. In this study, the surface hardness and adhesive properties were improved with the use of inorganic component. The experimental results showed that UV-Curable hybrid films containing aliphatic urethane oligomer, hexanedioldiacrylate, trimethylolpropanetriacrylate, hydroxy dimethyl acetophenone exhibited good surface properties. Also, the optimum curing conditions were investigated.

Ultraviolet curable coating solution was prepared with poly(ethylene glycol) acrylate oligomer and various mono and multi-functional acrylate monomers. The optical properties of UV cured coating layer on PET film with acrylate coating solution containing metal oxides, such as fumed silica and alumina, were also investigated to reduce light reflection on films. Poly(ethylene glycol) diacrylate which has 575 of average molecular weight was used as oligomer acrylate, and pentaerythritol triacrylate and dipentaerythritolpenta-/hexa acrylate were used as multi-functional acrylate monomers. Also, butyl acrylate was used to improve the adhesion as well as to reduce glass transition temperature to give a better flexability. 1-hydroxy cyclohexyl phenyl ketone was used as photoinitiator. We found out the metal oxides in acrylate coating solution showed a homogeneous dispersion from energy dispersive spectroscopy data. Transmittance and light reflection of coated PET film was measured with UV/vis spectrometer and gloss meter, respectively. When 1.00 g of both metal oxides was added into coating solution, the transmittance and the glossiness were reduced from 90% to 30% and from 190 GU to 35 GU, respectively. However, adding up to 1.00 g of the metal oxide into coating solution did not affect on the hardness of coating layer and adhesion between coated layer and PET film. Conclusively, we can control transmittance and light reflection of coated film by adjusting the amounts of metal oxide in coating solution.

In this paper, a novel non-vacuum technique is described for the fabrication of a CuInSe2 (CIS) absorber layer for thin film solar cells using a low-cost precursor solution. A solution containing Cu- and Inrelated chemicals was coated onto a Mo/glass substrate using the Doctor blade method and the precursor layer was then selenized in an evaporation chamber. The precursor layer was found to be composed of CuCl crystals and amorphous In compound, which were completely converted to chalcopyrite CIS phase by the selenization process. Morphological, crystallographic and compositional analyses were performed at each step of the fabrication process by SEM, XRD and EDS, respectively.