섬유화학- 기능성 섬유 -제 1 장 고분자의 현재와 미래1.1 고분자는 어디에 사용되고 있는가 ?고분자의 용도는 의식주의 모든 분야에서 넓게 사용되고 있다. 여기서는 재료로서 고분자에 대해 개략적인 면을 설명하기로 한다. 고분자라고 하면 섬유, plastic, 고무 등을 연상하는 것과 같이 이러한 재료들의 구조 형성 재료로서의 용도는 다양하고 양적으로도 가장 많이 사용되고 있다. 구조 형성 이외의 기능, 예를 들어 화학적, 전기적 등의 기능을 주목적으로 사용되는 것을 기능성 고분자라고 하고, 그 기능과 용도는 여러 가지이다.1.1.1 섬유섬유를 만드는 고분자의 특징은 분자간의 상호작용이 강하고, 분자가 서로 규칙적인 배열을 하고 있어서 결정이 되기 쉬운 것이다(결정성).섬유는 천연섬유와 인조섬유로 분류된다. 천연섬유에는 식물에서부터 얻어지는 목면, 마 (이상 cellulose), 동물로부터 얻어지는 견, 양모 (이상 단백질) 등이 있다. 또 인조섬유에는 재생섬유, 반합성섬유, 합성섬유가 있다. 재생섬유는 천연섬유를 원료로 해서 일단 화학반응에 의해서 구조를 변화시키지만, 최종적으로는 원래의 천연섬유와 같은 구조로 되돌아온다. cellulose를 원료로 하는 rayon이 그 예이다. 반합성섬유에는 cellulose의 hydroxyl group을 acetyl화한 cellulose acetate(초산 cellulose)가 있다.화학섬유는 저분자의 유기 원료로부터 고분자를 합성하고, 합성한 물질을 섬유의 형태로 만들어서 제조한다. 대표적인 합성섬유는 polyamide(nylon), polyester 및 acryl계로서 이들을 3대 합성섬유라고 부른다. polyamide와 poly-ester의 대부분은 축합중합반응에 의해서 합성된다. acryl계 합성섬유의 주성분은 polyacrylonitrile로서 부가중합반응에 의해서 만든다. 부가중합계 합성섬유를 만드는 고분자에는 그 외에도 polypropylene, polyvinylalcohol(vinylon)이 있다. 탄소섬유가능하다. 합성고무에는 그 외에도 diene 공중합의 예가 많다. 가장 대표적인 것은 styrene과 butadiene의 공중합체(styrene butadiene rubber, SBR)이 있다.1.1.4 기능성 고분자기능성 고분자의 종류는 다양하다. 이온교환 수지, 감광성 수지, 물질분리막, 의료용 고분자. 도전성 고분자 등은 대표적인 기능성 고분자들이다.이러한 고분자들은 정확하게 부류를 구분하기가 어렵다. 그 가운데에서 기능 과 고분자 와의 관계는 여러 가지가 있다. 서로 나누어 생각하기 어려운 것도 있고, 서로 합친 의미가 있는 것도 있다.그 중에서 한가지 예로서 ion 교환수지가 있다. ion 교환수지의 대표적 물질로서는 가교 polystyrene의 bis에 sulfone기, amine기 등의 ion 교환기를 반응시킨 것이 있다. ion 교환반응 자체는 sulfone기, amine기를 갖는 저분자 화합물에서 일어난다. 그러나 이러한 화합물이 물에 녹는다면 ion 교환은 일어나더라도 분리가 불가능하다. 그러므로 ion 교환기를 가교에 의해서 불용성으로 한 polystyrene과 결합시킨다. 이러한 의미는 고분자가 아니고 무기물이라도 가능하다는 뜻이다. 그러나 유기 고분자에서는 잇점이 있다. 우선 첫번째로 유기화합물의 반응의 다양성을 살려서 다양한 교환기를 용이하게 도입시키는 것이 가능하다. 두번째로 가교 고분자의 bis에서는 glass bis와 달라서 표면만이 아니고, 내부에도 교환기를 도입하는 것이 가능하여 교환 능력이 크다. 세번째로 막 등의 여러 가지 형태로도 하는 것도 가능하다.예에서도 알 수 있는 바와 같이 기능성 고분자에 있어서도 고분자의 구조 형성 기능은 대부분의 경우 없어서는 안 될 중요한 요건이다.1.2 고분자 과학의 미래고분자 과학의 장래를 예측하기는 어렵다. 고분자 과학의 탄생 자체가 그 이전에는 예측할 수 없는 것이었다. 만약 눈으로 보기에 거대한 분자량을 가진 물질이 작은 분자의 2 차적인 힘에 의한 집합이라고 하는 것이 그 당시의 수 있는 것도 있고, 또 필요 이상의 것이 생산되는 경우도 있다.고분자 응용 면에서 최근의 경향은 fine화에 있다. 섬유, plastic, 고무라고 해도 보다 고도의 성질을 가진 것, 넓은 용도에 각각 대응할 수 있게 보다 정교하게 조정된 성능을 가진 것이 만들어지고 있다. 소위 기능성 고분자는 고분자에 특징적인 구조 형성 기능을 기초로 해서 이용하면서도 그 이외의 기능에 중점을 둔 것도 있고, 또 필연적으로 다양화하고 있다. 이러한 고성능 고분자, 고기능 고분자의 정밀화와 다양화는 고분자의 응용이나 고분자 공업이 전반적으로 성숙기에 접어들어 있는 것을 반영하고 있다고 보다도 좋으리라 생각된다.합성 고분자 생산 면에서는 1960년대에서부터 1970년대 중반에 걸쳐서 양적인 팽창이 두드러졌다. 결국, 값싼 석유를 원료로 해서 새로운 process를 도입함으로서 생산이 대규모화하고, 저렴한 가격의 제품이 형성되어 한층 범용화가 촉진되었다.1970년대 중반, oil shock가 일어나고, 석유의 가격이 폭등하여 이 시기에는 생산량이 매우 감소했다. 최근에는 상황이 거의 oil shock 이전대로 되돌아 왔지만, 원료의 문제와 국내 및 세계적인 과잉생산의 문제는 항상 잠재해 있다. 이러한 상황이 고성능 고분자, 고기능 고분자로의 강한 관심을 갖는 배경이다. fine화, 다양화는 앞으로도 계속되리라 생각된다.범용 고분자의 대규모 생산에 따라서 드러난 것이 고분자 제품의 폐기물 문제이다. 이것은 어떤 의미에서 필요 이상의 성능(예를 들어 안전성)을 가지고 있는 고분자가 대량 생산, 소비되는 것에 주원인이 있다. 그 때문에 빛이나 미생물에 의해 분해되기 쉬운 고분자의 개발 등도 검토되고 있으며, 일부는 생산에 까지 발전해 있다. 확실히 생물이 만드는 천연 고분자는 미생물 등에 의해서 분해되고, 다시 생합성의 원료가 되어 순환한다. 합성 고분자는 이러한 점에서 크게 다르기 때문에, 생분해성 합성고분자의 개발은 앞으로 매우 흥미 있는 목표 중의 하나이다. 물론 분해 생성물우도 있다. 300 ℃ 의 온도에서 보면, 유기고분자섬유는 일찍 탈락해 버리고 금속섬유의 대부분은 남게 되며, 무기섬유는 아예 관계가 없을 정도이다. 만약에 구조재료로서 유기고분자섬유가 다른 섬유에 비해 뒤떨어지지 않는다고 말할 수 있다면, 유기고분자는 비중이 작기 때문에, 탄성률이나 강도를 밀도로 나눈 비탄성률이나 비강도에서는 월등히 우수하다. 그리고 섬유라는 것은 항상 고온에서만 사용되는 것이 아니므로, 같은 기능을 가진 서로 다른 종류의 소재섬유에서 보면, 각소재가 가지고 있는 특징도 참조로 하여 종합적인 판단을 하지 않으면 안된다.3 종류의 소재섬유는 각각 서로가 중요한 소재이지만, 표 2.1 에서와 같이 기능의 종류가 많다는 점에서 유기고분자섬유가 우수한 것을 알 수 있다.섬유라고 이야기하면, 우선 생각나는 것이 옷감이다. 직물, 편물, 부직포 등의 형태로서 일상생활에서 사용하는 옷감은, 표 2.2 에서 나타낸 바와 같이 천연, 재생, 합성섬유로 분류되고 있다. 각섬유들은 각자의 특징을 가지고 공존하면서, 우리들의 의생활에 풍족함을 더해주고 있다.TV 등의 가전제품은 10여년전과 비교하여 볼 때, 성능이나 디자인 면에서의 눈에 띄게 달라진 것을 알 수 있다. 그러나 의류용 섬유에서는 옷감의 성능향상을 우리가 잘 느끼지 못하는 경우가 많으나, 실제로는 많은 발전을 거듭하고 있다. 1935 년에 Du Pont 社의 Carothers에 의해 hexamethylene diamine과 adiphic acid의 중합에 의해 nylon이 탄생하고, 1941 년에는 영국의 ICI 社의 Winfield와 Dickson에 의해서 PET가 합성되고, 그로부터 반세기가 흘러왔다. 그 동안에 합성섬유로 만든 의류의 성능향상과 다양화의 성과는 괄목할 만한 것이었다. 특히 옷감은, 섬유의 집합체인 천으로서 사용되기 때문에, 여러 가지 면에서의 발전은 섬유자체나 섬유를 모아서 꼬아놓은 실, 그리고 그들을 사용해서 짠 직물이나 편물(부직포도 포함)이라는 3 단계에서의 기술개발 (특더 중요성을 인정받고, 내열성이 좋은 고성능섬유의 개발은 지금부터라도 중요한 과제가 될 것이 틀림없다. 특히 FRP의 성능은 섬유와 plastic 그리고 그들의 계면의 3者가 존재하기 때문에, 전체가 매우 중요한 위치를 지니고 있다. 또 계면에는 접착성 향상이라는 기술과 동시에 계면의 구조해석방법의 진전이 눈에 띈다.지금 세계에서 인공신장에 의한 투석으로 일상생활을 보내는 사람이 약 40 만명정도이다. 인공신장은 대용장기로서는 최초의 실용화에 성공한 예로서 그 key material은 마카로니와 같은 중심에 구멍이 있는 중공섬유(中空纖維)이고, 재생 cellulose, PMMA(Polymethyl methacrylate), PVA(Polyvinylalcohol), PP(Polypropylene) 등이 사용되고 있다. 의료용 중공사는 인공간장이나 인공폐등에 있어서도 key material 이다. 뒤에서 설명하지만, 인공폐등에서는 인공적인 재료에 독물의 분해능을 가진 인간의 간세포를 이식시킨 hybrid 형의 system으로 이행할 경우에도, 섬유는 key material 이다. 의료용 섬유로서는 수술용 봉합사나 인공혈관 등도 중요하고, 체내에서의 구조재료로서 생체적응성, 생체내환경하에서 성질이 변화하여 약화되는 현상에 대한 내구성 등, 총합적 성능이 요구된다.이온농도의 변화나 光照射 등에 의해 가역적으로 신축이 일어나게 해서, 역학적 에너지를 많이 만들어내는 것이 가능한 재료로서의 고분자 재료에 대한 기대도 매우 크다. 이것은 인공근육이라고 불리어지는 것으로서 intelligent robot의 key material이 된다. 또 최근에 급속하게 발전하고 있는 광통신에 있어서도 그 key material은 광학섬유(optical fiber) 이다. 흡수계수로부터 볼 때에도 원거리용에서의 無機의 silica glass 섬유보다는 다소 뒤떨어지지만, 근거리용으로서의 유기고분자섬유는 취급하기가 쉽고, 가격 면에서 오히려 무기섬유에 뒤지지 않는 특성을 갖고 있다. 그 이.
0. Digital1. 1. 서론1.1. 정의 및 개요1.1.1. 정의? Digital 섬유제품이란 섬유패션기술을 주(主)기술로 하고 Digital 하드웨어 기술 및 소프트웨어 응용기술을 종(從)기술로 하는 퓨전(Fusion) 기술에 의해 창출되는 스마트 기능의 섬유제품임. 예를 들어 현재의 휴대전화 기능과 같이, 미래 일상생활에 있어 언제 어디에서나 필요한 Digital 기능과 그 소요장치를 의복내부에 통합시키면서도 의류제품 고유의 인간친화성을 유지하는 신종(新種) 의류 등의 새로운 섬유패션 제품을 창출하는 기술임? 이는 섬유패션기술과 Digital 관련 기술과의 접목에 의하여 하이테크 기능성 스마트 섬유제품을 구성하는 기획/디자인, 제조, 공정, 마케팅에 이르는 제품화 기술들을 포괄함1.1.2. 특성? Digital 섬유제품은 단순한 Digital 관련 기술과 섬유패션기술 간의 접목에 의한 산물이 아니라 CT(Culture technology)형 섬유제품 기술로 도약되는 추세에 있음. Digital 섬유제품의 중요한 특성은 다음과 같음- 단순히 섬유패션 기술에 Digital 관련 기술이나 방식만을 적용하는 것이 아니라, 섬유제품의 고유 기술에 타 분야의 기술을 융합(Integration)시킴으로써 섬유제품 고유의 장점을 유지하면서도 타 분야로부터의 부가가치를 부여받은 퓨전(Fusion)형 신종 섬유패션제품군- Digital 섬유제품을 위한 섬유패션분야 고유의 신기술을 개발함으로써, 섬유패션분야의 주도 하에 타 분야 기술의 흡수를 통해 창출되는 신기술형 제품군- 미래 섬유패션시장 소비자의 라이프스타일과 잠재적 수요를 미리 예측하고, 그에 부응하는 제품을 구상하며 이를 위한 맞춤형 요소기술을 개발해 나아감으로써 창출되는 신 문화지향형 제품군1.2. 범위 및 분류1.2.1. 범위? Digital 섬유제품에는 섬유패션기술과 Digital 하드웨어 기술 및 소프트웨어 응용 기술 등이 융합된, 다음과 같은 각종 신종 섬유패션 제품군 및 제품 유형들이 포함됨. 이러한 1. Intelligent 기능 섬유제품의 시장동향? Intelligent 기능 섬유제품의 시장은 현재 형성되고 있는 단계에 있으므로 2003년 현재까지의 전 세계 시장규모는 아직 미미하며 국내외 수출입과 생산은 진행되고 있지 않으나, 다음과 같은 전 세계 섬유패션 시장에서의 동향은 Intelligent 기능 섬유제품에 대한 중요한 시사점을 지니고 있음- 소비자 수요동향의 관점에서 볼 때에도, 본 기술은 섬유패션제품에 대한 소비자 수요의 거시적 흐름(Mega stream)과 맥락이 합치됨. 20세기 초 이래 현재에 이르기까지, 수많은 유행 변화에도 불구하고 전 세계 소비자들이 변함없이 추구해 온 섬유패션제품의 속성은 ‘기능성’이며, 1990년대부터는 ‘기능성’은 기능성 소재를 중심으로 하여 섬유패션제품이 갖는 고부가가치의 새로운 키워드로 자리 잡았음- 섬유패션 제품의 기능성에 대한 소비자의 수요가 고감도화 될수록, 또한 Digital 기능의 사용이 생활화 될수록, 소비자 수요들은 소재에 내재된 기능에만 만족하지 않게 되어, 보다 顯示적인 기능의 섬유패션제품을 원하게 될 것임- 따라서 Intelligent 기능 섬유제품군 시장은 머지않아 본격적으로 형성되고 이는 전 세계적으로 급속히 확산되어갈 것이며, 따라서 Intelligent 기능 섬유제품은 미래수요에 부응하는 강력한 제품군이 될 것으로 전망됨? 이에 부응하는 세계시장의 주요 동향으로는, 1999년 이래 섬유패션 분야에서는 유럽의 Levis사, Nike사, Hugo Boss사, Munich 디자인스쿨, 미국의 Burton Snowboard사, Sensatex사, Scottvest사 등과 같은 스포츠/레저웨어 제조업체들이 중심이 되어, 전자제품 분야의 Infeneon technology사 및 Philips사 등과 협업 하에 MP3 player, 휴대전화기, CD player, 의복내 온도조절기, 생체신호 감지 센서 등이 내장된 Intelligent 기능 의류의 초기 모형을 개발하였으며, 이후 더 발달된 모형 없음? 국내 기술개발 현황- 연세대 웨어러블 커뮤니티 연구팀은 의류학, 컴퓨터과학, 기계공학, 물리학 등 다양한 분야간의 학제적 접근을 통하여, 이미지 코드 입력 장치기능과 기타 모바일 통신 장치를 의복 내에 통합시킨 스키장 응급구조 대원용 스키 웨어인 ‘패트롤 재킷(Patrol jacket)’과 유통점에서의 쇼핑 도우미용 의복인 ‘스토어 가이드 재킷(Store-guide jacket)'을 개발함(2001년)- 연세대 웨어러블 커뮤니티 연구팀은 유비쿼터스 캠퍼스(Ubiquitous campus)화 프로그램의 일환으로, PDA 장치와 주변기기가 의복내에 통합된 캐주얼 재킷을 개발함(2003년)? 한국과학기술연구원(KIST)의 가상현실 연구센터와 과학원(KAIST)의 연구팀은 각각 군사용 및 언론사 취재기자용 Intelligent 기능 의류 등의 컨셉디자인을 발표함(2000~2002년)0) [표 6-5] Intelligent 기능 섬유제품의 기술개발 현황구 분파라메타실용화과 제개발주체전자매체접합섬유소재접점저항/섬유물성변화?금속사 및 센서의 섬유상접합기술독일Infineon사미국Sensatex사Softswitch사센서 등 전자장치의섬유일체화 기술"신호전달섬유복합사 무봉제기술금속데니어?금속사와 일반섬유 복합사편직기술일본 福井대학직편물 상 좌표 표시 및검출 기술Infineon사디자인/제조모듈형디자인프로토타입?Intelligent 기능 섬유제품의 모듈형 설계 방식 및 디자인 프로토타입과 제조방식의 개발독일Infeneon사연세대하드웨어섬유제품용Digital기기?섬유제품에 적합한 FlexibleDigital 기기의 개발 및 의류에의 접목Philips사Infeneon사소프트웨어 응용섬유제품용소프트웨어및 시스템?유비쿼터스 컴퓨팅을 지원하는 embedded S/W 및 서비스 플랫폼의 개발미국Virtex사,Wherify Wireless사연세대2.1.3. Intelligent 기능 섬유제품의 시장 방향성? 시장규모[표 6-6] Intelligent 기능 섬유제품의 시장규모구 분2004유의 물성을 최소화 하는 접합 기법이 개발되어 왔으며, 신체 신호를 수집할 수 있는 센서의 신체에의 밀착 정도와 신체 위치에 따른 신호수집의 효율성이 크게 달라지기 때문에 인체 치수와 형태에 맞는 일체형 무봉제 의류제품이 개발되고 있음.- 전도성 섬유소재는 일반 세탁 방법으로 세척이 가능해야 실용화가 가능해 질것으로 사료되며, 해외에서는 실제 세탁 가능한 전도성 섬유소재가 연구되고 있음- 인체 노이즈의 극소화 : 전도성 섬유소재로 구성된 Intelligent 기능 섬유제품을 착용하는 경우 착용자의 인체에서 발산되는 땀이나 동작에 의한 흔들림 등은 의류에 내장된 Digital 장치 기능의 신호처리에 있어 노이즈로서 작용하는 것으로 보고됨. 따라서 인체에 의한 노이즈를 극소화할 수 있는 전도성 섬유소재 및 디자인/설계 기술의 연구개발이 필요함- Digital 기기분야에서는 기기의 무선화가 일반적인 추세이나, 모든 용도에 있어 무선화가 적용되지는 않을 전망임. 그러므로 Digital 섬유제품의 전도성 섬유소재는 무선화가 용이하지 않은 Digital 기기 및 기능(예: 대용량의 신호 송수신 등)을 중심으로 하여 전도성 섬유소재 기술은 발전되어 갈 전망임? Digital 기기의 섬유제품 접목 기술- 의류나 기타 섬유제품에 내장(Embedding) 또는 부착하기에 적합한 소형화, 경량화, 저전력화, 유연화(Flexible)된 새로운 Digital 기기들이 개발될 것으로 전망됨- 의류 및 섬유제품에 내장하기에 적합한 새로운 센서들이 3~5년 이내에 개발될 것으로 예상됨- 미래에는 다양한 Digital 기기들이 무선화 및 유비쿼터스(Ubiquitous ; 언제 어디에서나 네트워크에 기반한 컴퓨팅을 할 수 있는)화 되어갈 전망이므로, 섬유제품 내에 비교적 용이하게 내장될 수 있는 Digital 기기들의 범위는 지속적으로 확산될 전망임(국가기술지도(NTRM), 2002 ; Gartner group, 2002)2.2. Digital 섬유제품 시스템의 비전? Digital 기술의 전개하고 있음에 주목할 필요가 있다고 사료됨- 국내의 경우 일부 전자상거래용 솔루션 및 기술은 개발되어 왔으나, 대량맞춤형 고품질 의류의 개발, 의류용 가상현실 시스템, Intelligent Apparel CAD 개발 등은 매우 저조한 실정임[표 6-11] Digital 섬유제품 시스템의 기술개발 현황구 분파라메타실용화과 제개발주체의류맞춤형의류?DAMA Project -QRS/SCM-미국 AtmexE-tailor 시스템 구축-맞춤형 의류의 개발-유럽 Euratex일본의 21세기 섬유산업의 비전-정보수집의류의 개발일본 정부주관네트워크에 의한 생산, 유통, 소비 시스템 개발-부자재맞춤형 의류용 부자재---시스템3DCAD?3D 인체측정 기술유럽 Euratex3D 의복 Drape SimulationIntelligent Apparel CAD 개발일본 정부주관시스템가상현실?가상현실 CAD와 기술개발가상전시 및 판매유럽 Euratex전자상거래용 솔루션 및기술 개발의복의 가상현실 시스템 개발일본 정부주관인터넷 기반 판매 시스템 구축제조품질관리(QC)?DAMA Project: 품질관리 시스템 개발미국 Atmex고부가가치 의류 제조기술 개발일본 정부주관평가감성평가?DAMA Project: 감성평가 센서 및 시스템 개발미국 Atmex쾌적한 의류의 개발일본 정부주관2.2.3. Digital 섬유제품 시스템의 시장 방향성? 시장규모[표 6-12] Digital 섬유제품 시스템의 시장규모구 분2004년2005년2006년2007년2008년물량(천개)6008501,2101,7202,440금액(백만불)6008501,2101,7202,440※ 산출근거 : 한국과학기술정보원(2003) 연평균 42% 성장. 단, 맞춤복(Made -to-Measure) 시장은 포함되지 않음? 시장의 방향성- Digital 섬유제품 시스템 시장의 방향성의 “첫 번째 키워드는 대량 맞춤형 의류시대의 도래”, “두 번째 키워드는 3차원 응용 시스템의 활용증가”, “세 번째 키워드는 가상현실 응용시스템의 활용증가”, 음
편광필름의 최신 연구 동향1. 서 론현대 산업사회가 고도의 정보화 시대로 발전함에 따라 다양한 정보를 전달하기 위한 매체로 전자 디스플레이의 중요성은 나날이 증대되고 있다. 차세대 고부가가치 산업의 핵심으로 주목받고 있는 LCD(liquid crystal display)에 사용이 되고 있는 부품소재는 대부분 고분자로 이루어져 있다. LCD에는 TFT(thin film transistor) 등의 구동 부품이나 액정 등에 다양한 종류의 고분자가 사용되고 있으며, 현실적으로 고품질LCD의 개발에는 고분자의 역할과 중요성이 매우 클 수밖에 없다. 각LCD부품에 사용되는 이들 고분자의 특성이 해당제품의 고품질, 고기능화를 결정하는 주요 인자가 되고 있다.디스플레이 분야에서 편광필름은LCD 부품 중 가장 중요한 역할을 담당하고 있다. 편광필름에 독보적으로 사용되고 있는 Poly(vinyl alcohol) (PVA) 필름은 광학적 성질도 우수하고 연신했을 때 복굴절률이 높아 각종 광학용 고분자 필름으로서 각광받고 있다. 그러나 PVA 필름은 낮은 내구성과 고온 다습한 지역에서의 요오드의 승화가 쉽게 되는 단점을 가지고 있다. 따라서 현재 상용화되고 있는 PVA 필름의 제조 공정에서 연신 조건 등의 개선을 통해 편광필름의 편광효율을 높이고, 내구성을 향상 시킬 수 있도록 지속적인 연구가 필요한 실정이다. 편광필름은 PVA와 요오드가 PVA 필름내의 결정영역과 비결정영역에서 PVA-올리고 요오드 이온의 착체를 형성하여 연신방향으로 배향된 올리고 요오드 이온이 편광효과를 나타내는 것으로, 이러한 착체는 주쇄 내의 1,2-글리콜 함량, 입체규칙성, 비누화 정도, 그리고 포르말린 처리와 같은 화학적 개질에 의하여 영향을 받는다고 보고되어 있다. 현재 상용화되어 있는 요오드계 편광필름은 모든 가시광선 영역 (360~ 760nm) 에서 일정한 흡광도를 나타내어 뛰어난 투과도와 편광특성을 가지고 있음에도 불구하고 요오드 자체의 높은 승화성 때문에 높은 온도와 습도에서 장시간 방치하는 경우 편광특성은 물론 편광필름 자체의 내구성이 현저히 떨어지는 문제점을 가지고 있다고 알려져 있다.현재 대표적인 편광소자는 LCD(liquid crystal display), FED(field emission display), ELD(electroluminescent display) 등이 있으며, 이중 현재 가장 대표적인 것이 LCD이다. 편광필름을 사용하는 LCD는 액정과 반도체 기술이 복합된 기술 집약적 품목으로 얇고, 가벼우며 소비전력이 낮아 여타 다른 표시소자가 넘보기 힘든 장점을 가지고 있다. 일반적으로 LCD의 응용분야는 노트북 PC의 모니터, 항공기의 조정실, 자동차의 항법장치, 각종 계측기기, LCD-TV, X-선 측정기등의 의료기구, 산업용 모니터 등 다른 응용분야로 급속히 그 사용범위가 확대되고 있다.현재 국내 LCD 생산은 세계 시장에서 반도체에 이어 제 2의 수출 주력제품으로 급부상할 것으로 전망되고 있다. 이러한 TFT-LCD를 구성하는 부품과 재료들을 살펴보면 이들의 많은 부분은 고분자를 사용하여 제작되고 있다. 그 중에서도 편광필름은 LCD의 아주 기초적이고 중요한 부품으로 사용되고 있다.2. 본 론1)편광필름의 원리빛은 전자파로서 전기장의 진동 방향은 빛의 진행 방향에 수직인 횡파이고, 편광은 진동하는 전기장의 진동 방향이 특정한 방향만으로 진동하는 빛을 말함. 편광은 그 치우친 방식에 따라 직선 편광, 원 편광, 타원 편광 세 종류로 나누어진다.편광도(완전편광 강도/부분편광 강도)는 편광필름의 기본성능을 나타내는 중요한 요소가 됨. 편광필름은 입사광을 서로 직교하는 2가지 편광 성분으로 나누어, 그 한 쪽만을 흡수 또는 분산시키고, 다른 한 성분만을 투과시키는 역할을 함. LCD 모듈의 백라이트에서 나오는 빛은 비편광된필름의 편광축과 동일란방향으로 진동하는 빛만 투과시키고, 그 외의 나머지 방향으로 진동하는 빛은 적당한 매질을 이용하여 흡수 또는 반사시키는 역할을 한다. 액정 셀의 양면에 편광필름의 편광축이 서로 직교 또는 평행하도록 부착되기 때문에 액정 셀을 통과하는 동안 입사된 빛의 편광축의 회전 정도에 따라 투과되는 빛의 세기가 조절되며 흑과 백 사이에 계조(gray) 표현이 가능하게 된다. 따라서, 편광필름은 LCD 부품중 매우 기초적인 부품 중 하나이다.현재 LCD에 사용되는 편광필름은 여러 층으로 이루어져 있으며 입사광을 편광시키는 고분자 편광 배질을 중심으로 지지체(triacetylcellulose(TAC))가 편광 매질의 양쪽에 사용된다. 그리고 상측 표면에는 저반사 층 또는 무반사 층과 보호막이 있다. 편광필름제작에 응용되는 광학 현상으로는 이색성, 복굴절, 반사 및 산란이 있다. 편광필름의 편광 효율은 사용되는 편광필름의 인장조건을 개선하여 증가 시킬 수가 있다. 편광필름을 만들기 위하여 이용하는 현상은 이색성, 복굴절, 반사 및 산란 4가지이다. 고분자 이색성형 편광필름은 대량생산에 적합하고 대면적화가 가능하며 흡착시킨 이색성 물질에 따라 종류를 나눌 수 있다.2)편광필름의 종류(1) 요오드계 편광필름고투과 고편광 특성을 갖는 고선명 LCD용 편광필름으로서 투명한 PVA 필름에 가시광 영역의 빛 흡수 능력을 부여하기위해 높은 이색성을 갖는 요오드를 사용한 필름이다. 현재까지 LCD에 사용되는 편광필름의 대부분은 요오드계 편광필름이다.(2) 염료계 편광필름고온 및 고습도 조건에서도 광학특성의 변화가 적은 고내구성 편광필름으로서 내구성이 높은 장점 때문에 높은 내구성을 요구하는 LCD에 사용되고 있다. 또한 염료계 편광필름의 경우 색깔의 조절이 비교적 용이하기 때문에 다양한 색의 편광필름을 제조할 수 있으며 이는 선글라스 등의 분야에도 사용되고 있다.(3) 위상차 편광필름고속응답형 액정 디스플레이(STN-LCD : Super Twisted Nematic LCD)용에 주로 사용되며 편광필름에 어떤 특성을 갖는 위상차 필름을 어떤 각도로 적용하느냐에 따라 매우 다양한 제품이 만들어진다. 위상차 필름은 액정에서 발생되는 위상차를 보정해 주는 필름이며 현재로는 PC(Polycarbonate)재질의 위상차 필름이 주로 사용되고 있다.(4) 반투과 편광필름투과 특성과 반사 특성을 동시에 같은 반투과 반사형 편광필름이다. 이동기기의 디스플레이에서 가장 중요한 요소 중의 하나는 소비전력으로 소비전력이 높으면 제품의 사용시간이 짧아지는 문제점이 있기 때문에 이동기기의 LCD에서도 소비전력이 높은 기존의 투과형 제품 대신에 외부의 빛을 활용하는 반사형 기능을 첨가하여 반투과형 LCD에 사용되는 하판용 재료로 사용되는 기능성 필름이다. 이러한 반투과 필름은 사용하는 재료와 특성값에 따라 다양한 종류가 있다. 점착제에 안료를 참가하여 투과율을 조절한 제품(ST type)과 굴절률이 다른 고분자 박막을 수백 층 쌓아 만드는 제품(TDF,3M社) 등이 있다.(5) 고반사 반투과 편광필름최근 STN-LCD에서 소비전력을 줄이고 디스플레이의 외관을 좀 더 깨끗하게 보이도록 하기 위해서 기존 안료를 사용한 반투과 편광필름 대신 금속증착 필름을 사용하여 반사율을 높이고 확산 점착제를 사용해 외관을 깨끗하게 개선한 고반사 반투과 편광필름(SG type) 사용이 확대되고 있다.(6) 표면반사 방지필름(AG/AR)표면방사방지는 AG(Anti-glare)가공과 AR(Anti-reflection)가공의 두 가지가 있다. AG가공은 필름의 표면에 불규칙한 면을 형성함으로써 외부 빛을 표면에서 난반사시켜 반사방지효과를 나타내며 AR가공은 굴절률(Reflective index)이 다른 여러층의 박막을 증착법이나 코팅법에 의해서 필름의 표면에 형성함으로써 반사방지 효과를 나타낸다. 일반적으로 반사방지 가공을 하지 않은 편광필름의 반사율은 약 4%이며 AG필름은 판사율이 약 2%, AR 필름은 반사율 1% 미만의 값을 가진다.(7) 반사형 편광필름일반 투과용(요오드계 편광필름) film에 금속증착반사 film을 합지해서 만드는 제품으로 반사형 LCD에 사용한다.(8) LC필름STN에서 B/W를 구현하기 위하여 위상차필름을 사용하지만, 이는 특정한 파장에서만 보상이 가능하므로 완벽한 B/W 구현이 어렵다. 이를 개선하기 위하여 Liquid Crystal을 STN cell의 액정과 반대로 꼬아 놓아 전 파장에서 보상하므로 완벽한 B/W 구현이 가능해지며 이러한 LC필름의 용도를 보면 반사형 Color 상판용과 Paper White H/P 등이 있다.디스플레이의 이용이 보편화되고 있는 가운데, 지속적으로 성장기를 구가하고 있는 TFT-LCD의 대형화가 하나의 큰 흐름이 되고 있다. 공급 초과로 인한 가격하락 때문에 패널업체들의 수익성은 갈수록 낮아지고는 있으나, TFT-LCD의 시장규모는 여전히 두 자릿수 이상의 성장률을 기록하고 있다. 이러한 성장을 통해 오는 2007년에는 TFT-LCD의 시장규모가 1,000억 달러를 돌파할 것으로 기대되고 있어, 산업측면에서 이에 활용되는 각종 부품 및 재료에 대한 관심도 더욱 증가하고 있다.
교육론1. 갈등론과 교육1). 고전적 갈등론자들의 기본 관점Marx의 계급 갈등론?혁명의 본질이 계급 사이의 갈등과 이어져있다고 주장?사회에는 생산자 집단과 생산 수단을 소유하고 통제하는 집단 등 두 집단이 있다고 규정, 이들 두 집단 간에는 본질적으로 갈등관계에 있다고 인식하고 인간의 역사 또한 사회발전의 정도에 관계없이 두 집단의 갈등이 원동력이 된다고 본다.?계급이란 생산 수단의 소유 관계에 이어진 것?소수의 집단은 잉여 생산을 축척하여 다수의 생산 집단을 착취하는 계급 지 배 현상을 띠고 있으며 이러한 구조적 모순과 대립의 계급 투쟁이 인류의 역사를 움직여온 원동력이다.?물질적 생산 수단은 소유하는 계급은 교육 제도를 지배할 수 있으며 교육의 궁극적인 목표는 불평등한 정치, 경제 구조를 재생한하는 것이 불과하다.Weber의 권력 갈등론?자본주의 사회를 분석의 출발점으로 삼았으나 긍정적인 시각에서 분석?계급 보다는 계층 개념을 선호하며 계급을 생산 관계나 생산력의 결과로 이 해하지 않고 다원화 현상으로 이해?사회의 발전은 합리화의 과정이요, 교육은 합리성의 성숙을 목표로 한다. 자 본주의 사회 체제는 합리적인 체제이며 자본주의 발달이 합리성의 증대이다.Simmel의 구조 갈등론?사회란 사호작용으로 연결되어 있는 수많은 개인들의 이름에 불과, 사회란 구성원들간의 상호관계로 표현되는 객관적 통합체이다.?갈등을 가장 생생한 상호작용이라 함?갈등은 사회통합과 발전에 기여, 집단간의 불화와 일탈을 없애고 사회적 자 원을 조직하고 조정하며 제 삼자와의 새로운 관계를 발달시킨다.?마르크스가 자본주의 사회체제의 구조적 모순에서 갈등의 원인을 찾는 반면 짐멜은 인간사회의 보편성으로 간주Dahrendorf의 변증법적 갈등론?사회적 질서는 다양한 형태의 권위적으로 조정된 단체에서 권위관계를 만들 어내는 과정에 의하여 유지?이러한 권위적으로 조정된 단체들이 각각 그들의 객관적 이익을 인식하는 갈등 형태로 양극화되고 끊임없이 순환됨Coser의 기능적 갈등론?갈등은 규범과 가치,회계급구조의 뷸평등을 그대로 보존하거나 이행하는 단순한 반영물이 아니라 오 히려 학교 교육을 통해 사회 모순과 불평등에 도전할수 있음에 착안4)지위 경쟁 이론?학력 상승과 교육 팽창?우월한 지위집단이 그들의 특권적 지위를 강화하기 위해 교육적 요구를 한층 더 상승시킴에 따라 보다 낮은 사회적 지위집단은 보다 많은 교육기회를 요구3). 갈등론적 교육이론의 한계와 비판*학교 교육에 기여한점1)학교와 사회의 기본적 문제를 강력하게 드러내고 있음, 즉 기존 학교 제도의 근본적인 문제를 비판2)현행 학교제도의 문제점을 학교제도 내에서만 찾기보다 사회구조적 문제와 연결3)기존에 당연시되어 오던 문제(능력 주의 등)들에 대해 근본적인 의문 제기, 허구성 지적4)학교 교육의 사회적 성격을 해석하는데 다양한 해석틀 마련*갈등론적 교육 이론 비판1)교육 행위의 설명에 있어 인간의 의지를 무시하고 사회 조건만을 지나치게 강조2)사회 구조를 단순히 이분법에 따라 설명 (지배자와 피지배자, 가진 자와 못가진자 등)3)학교 교육의 공헌을 전혀 무시4)갈등과 세력 경쟁을 지나치게 강조한 나머지 교육이 사회적 결속력을 높이고 국가 공동체적 의식을 높이는데 기여한 점을 과소평가5)교육선발의 불평등요소를 강조함으로써 교육을 통한 능력과 재능의 선별을 인정하지 않으며 사회적 상승이동에 기여한 학교 교육의 공헌도 무시2. 사회계층과 교육1)*사회 계층 및 계급한 사회의 구성원들은 정치, 사회, 경제, 문화적으로 서열화되어 있다. 즉 사회의 희소가치가 개 인과 집단에 따라 차등하게 분배되고 그 소유 여부에 따라 다양한 위계가 이루어져 있다. 이렇 게 연속적으로 이루어진 사회적 위계를 사회 계층이라 하고 각 사회 계층은 비슷한 사회경제적 지위를 갖는다.베버 : 사회적 불평등은 사회적 권력이 불균형적으로 배분됨으로써 나타나는 결과임을 강조2)*기능론적 관점과 갈등론적 관점에서 보는 사회적 계층기능이론적 시각갈등이론적 시각1. 계층은 보편적이고 필연적2. 사회 조직이 계층 체제를 만든다.3. 계층은 통에서 나온다는 기능론적 입장 수용?계층의 생성과정을 권력에 기인하지만 사회의 발전과 존속을 위해서는 계층이 필요하다고 봄?렌스키4)*사회 계층의 구성 요인 : 가정 배경, 재산과 수입, 직업, 교육 수준 등, 그러나 사회의 문화적, 사회적 환경에 따라 다소 차이가 있음5)*사회 계층의 측정 방법주관적 측정 방법?자신이 어느 계층에 속하는가를 알아봄?개인이 지각하는 자신에 대한 주관적 계층 평정을 사회 조사를 통해 측정, 일종의 자기 평가법?신뢰도에 분제가 발생할 소지가 있음?상층에 갈수록 자기 평가를 낮게 하고 아래로 내려갈수록 자기의 지위 를 높여 평가하는 경향평판적 측정 방법?주관적 평가이긴 하지만 평가의 애상이 자기 자신이 아니라 주위 사람 들임, 일종의 명망적 측정 방법?지역 공동체의 엘리트 혹은 상층에 있는 사람들을 밝혀내기 위한 목적?주로 소규모 집단에 활용하므로 제한적객관적 측정 방법?직업, 교육 수준, 수입 등 객관적으로 수량화할 수 있는 기준을 중심으 로 계층을 측정?워너의 6)*사회계층과 학업 성취도콜멘보고서 - 부모의 사회 경제적 지위는 학업 성취에 영향이 있음우리나라 연구 결과 - 중상층, 도시 지역 학생들의 성적이 하류층이나 농촌 지역 학생들의 성 적보다 더 높다는 결과7)*학업 성취 관련 요인학교내 요인교사의 기대 효과?로젠탈과 제이콥슨의 ‘피그말리온 효과’?교사의 기대가 상류 계층 아동들에게 더 높은 경향능력별 반편성?교사들은 성적과 적성에 의해서만 학급을 편성하는 것이 아니라 가정의 배경이나 부모의 지위 등에도 많은 영향을 받음?상류 계층 아동이 진학반에 배치될 가능성이 크다.학교외 요인문화 실조 이론?환경론의 입장?하류 계층 아동은 열악한 환경 때문에 문화적으로 충분한 자극 과 경험이 부족하여 지적 호기심과 더불어 취학후 학업 성적도 떨어짐포부 수준?하류 계층 아동은 미래지향적이기 보다는 현실 지향적이고 스스 로의 노력으로 문제를 해결하기 보다는 수동적 행동 방식에 익 숙해있음번스타인의 의사 소통 방법?하류 계층 아동들은 언어적으내에서 형성되는 상호작용은 교사와 학생간의 상호작용과 또래들간의 상호작용으로 나눌 수 있다. 교사와 학생간의 관계도 중요하지만 또래들간의 상호작용을 더욱 중요시하는 이유는 아동기가 부모나 교사보다 학생 또래 집단으로부터 받는 인정이 더욱 중요시되기 때문이다. 그리고 또래간 적극적 상호작용으로 인해 급우들로부터 인정을 받게 된 학생은 타인들로부터 인정을 받을 수 있다는 내적 확실성 때문에 긍정적인 자아개념을 형성하고 긍정적인 생활을 한다. 반면 급우들로부터 인정받지 못한 학생은 타인들로부터 회피를 당하거나 따돌림을 받고 있다는 의식으로 인하여 부정적인 자아상을 형성하고 부적응 행동을 할 가능성이 크다.또래집단 수용요인과 관련하여 김진숙의 연구에서는 학업성취도가 동료로부터 받는 수용도에 영향을 끼치며 학급에서 성적이 우수한 학생이 학급의 계층도 높고 학업성취도가 높을수록 동료들과 원만하게 상호작용한다고 한다. 이와 관련하여 자아개념과 학업성취도를 또래간의 수용도와 관련시켜 보고한 연구들이 있는데 서용선의 연구에서는 아동의 자아개념과 동료간의 인기도, 자아개념과 학업 성취도, 인기도와 학업성취도의 상관관계의 분석에서 또래집단 내 수용에서 학업 성취도가 높은 아동은 자아개념이 긍정적이며 이런 아동은 자아개념이 부정적인 아동보다 또래집단 내에 수용될 가능성이 높다는 결론이 나왔다.아이들의 세계에서도 어른들이 보지 못하는 사이에 서로를 향한 잠재적인 기대와 평가를 여러 가지 활동 속에서 수없이 하고 있음을 알 수 있다. 특히 이러한 기대와 평가는 또래집단의 형성 과정에 있어서 1차적인 수용단계와 2차적인 수용단계를 거치게 된다. 또래집단 구성원간의 상호작용에 대한 본 연구에서는 1차적인 또래 수용 기준이 운동능력과 힘, 학업성적으로 나타났다. 이를 세 그룹으로 구분하게 되는데 첫 번째 그룹이 주위 또래로부터 긍정적 반응을 얻어서 긍정적 자아개념을 가진 아이들끼리 모인 리더 그룹이다. 둘째 부류는 리더 그룹의 아이들보다 못하지만 리더 그룹에 반항하거나 도전하면서도 그들의 명랑함’ 등과 같은 성격 면에서 적극적 상호 작용 요인이 가시적으로 형성되는 또래집단 형성의 주요인이 되고 있다.여러 가지 요인들 중 어느 요인이 더욱 크게 영향을 미치느냐는 아동들의 발달 단계와 집단의 특성, 성별에 따라 다르다고 한다. 거주지 주위의 놀이터에서 형성되는 놀이집단은 거주지와 흥미, 그리고 사회 경제적 배경 등의 요인에 의해 형성되는 경우가 많다. 학업 능력을 중심으로 형성되는 집단은 초등학교 아동의 경우 가장 많고 중학교, 고등학교로 연령이 높아짐에 따라 학업 능력보다 다른 특성을 중심으로 또래 집단이 형성되는 경우가 많다. 그러다가 대학에서 대학원으로 옮겨짐에 따라 다시 능력 중심으로 동료 집단이 형성되는 경우가 많다.또래들로부터 지지를 받는 학생들이 집단에 의해 거부되는 학생들보다 훨씬 더 완벽하게 자신의 지적 잠재력을 사용한다. 응집력있는 학급 집단은 적극적으로 다른 사람들과 관계를 맺고 다른 사람들에 대해 근심하고 돕는 학생들로 이루어져있다. 구성원들로부터 인기있는 또래와 그렇지 않은 또래가 명확한 학급 집단은 응집성이 낮고 하나의 전체 집단으로써 활동이 잘 이루어지지 않는다. 응집력 있는 집단이 되기 위해서는 매력이나 호감을 가지고 있어야 한다. 호감과 관련된 개인적 변인으로는 다음과 같다.①육체적 특징 : 육체적 외모는 친구를 사귀고 데이트 상대를 고르고, 결혼 배우자를 선택하는데 있어 중요한 1차적 요인이 될 수 있다. 초등학교 아동에게 있어 가치있는 자원으로 ‘운동에 적극적으로 참여한다’ ‘협동적이다’ 그리고 ‘일을 잘 한다’ 등의 신체적 기술의 사용을 기록하는 용어 뿐 아니라 ‘이쁘다’ ‘착하다’ ‘옷을 잘 입는다’ ‘잘 생겼다’ 등의 매력적인 외모를 기록하는 용어 또한 또래들에게 있어 상당히 가치롭다.②사회적 행동 : 육체적 특성이 호감의 패턴의 중요한 영향을 미친다 하더라도 일단 그들이 서로 아는 사이가 되면 학생들의 사회적 행동이 보다 중요하게 된다. 사회적 행동은 한 사람 혹은 보다 많은 사람들간의 관계 속에서 일어나는다.