치열한 경쟁 속에서 첨단 재료와 화학 공정에 의존하는 제조업체는 제한된 비용으로 고품질의 차별화된 제품을 생산해야 한다는 도전에 직면하고 있습니다.

새로운 성장 경로를 모색하고 빠르게 변화하는 시장의 요구에 적절하게 부응해야 하는 오늘날의 제조업체들은 Waters가 제공하는 심도 깊은 분석 및 분리 기술 포트폴리오의 도입으로 뛰어난 품질을 지닌 차별화된 제품을 생산할 수 있는 실용적인 솔루션을 찾고 있습니다. 해당 제조업체들이 직면하고 있는 생산 공정의 공통 과제는 여섯 가지로 분류할 수 있습니다. 염료감응형 전지의 R&D, 액정 재료 연구개발과 공정 제어, 전계발광물질 분석, 유기 합성 화학 분야의 불순물 프로파일링 및 식별과 합성물질 검증, 리튬 이온 전지 솔루션 및 유기전기발광 제품의 경쟁력 향상이 그것입니다. 이 곳에 정리된 실용분석 내용을 바탕으로 여러분이 화학 및 재료과학 산업에서 나날이 증가하는 복잡성을 관리하는 데 있어 유용한 정보를 얻으실 수 있기를 바랍니다.

폴리머 특성을 사용 물성(end-use properties)과 연관 짓기 위해, 물리적 특성 및 열 분석, 분자량 분포, 그리고 분리 기술을 이용한 첨가제 분석과 같은 다양한 테스트가 개발 단계부터 제조 단계에 이르는 공정 전반에서 수행되고 있습니다. 일반적으로 각각의 분석에는 전용 시스템이 필요합니다. 특히 크로마토그래피에 기초한 분석의 경우에는 시스템뿐만 아니라 각 분석에서 적합한 시료 전 처리 방식 또한 각각 필요합니다.

합성 폴리머 물질의 화학적, 물리적 성능을 개선하기 위해서는 다양한 매개변수를 제어하고 모니터링할 수 있어야 합니다. 여기에는 1) 폴리머의 분자량 분포 관리, 2) 첨가제 유형과 배합 비율 3) 두 가지 이상의 폴리머로 구성된 “폴리머 혼합물” 내의 폴리머 유형과 혼합 비율 등이 포함됩니다. 단일 고품질 시스템에서 이러한 분석을 수행하면 기존의 GPS/SEC 및 HPLC를 사용한 분석에 비해 신물질 개발 속도와 품질을 더욱 높일 수 있습니다.

기능성 소재에 대한 요구가 증가함에 따라 기업에게는 사람과 환경에 미치는 영향과 규정을 고려한 안전한 제품을 개발하고 제공해야 할 임무가 주어졌습니다. PFOA(PerFluoroOctanoic Acid) 및 관련 물질은 규제 대상 화합물로, 2020년 7월 4일부터는 유럽연합의 REACH 규정에 의해 규제받게 됩니다. 특히, PFOA 규제 한계가 25ppb로 낮아지면서 PFOA에 대한 고감도 정량 분석 및 외부 오염 감소 및 관리의 필요성이 커지고 있습니다. 백그라운드 오염의 영향으로부터 자유로운 분석 솔루션을 채택하면 극미량 성분을 높은 감도로 검출하고 정확하게 정량화할 수 있어 기업의 수익성과 브랜드 평판에 긍정적인 효과를 가져다 줍니다.

특수 재료 시장에서 수익성을 유지하기 위해서는 특화된 기능성 폴리머 재료를 개발하고 신속히 출시할 수 있어야 합니다. 기능성 폴리머 재료의 성능 분석은 상호 보완적인 다양한 분석 기법을 요구합니다. 기본 폴리머의 설계, 제형, 물리적 특성 등을 고려함으로써 기능성 폴리머 재료의 개발과 개선을 이끌 수 있습니다. 화학적 방법을 이용해 분자 수준에서 재료의 다양한 특성을 분석하고, 물리적 방법을 이용해 제품의 물리적 특성과 특성 간 상관 관계를 규명함으로써 기능성 폴리머 재료를 효과적으로 개선할 수 있습니다.

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생산량을 늘리고 불량 제품을 줄이면, 수익성과 브랜드 이미지를 동시에 향상시킬 수 있습니다. 이러한 이유로 개발 및 제조 단계에서 중요하게 대두되는 요인을 분석하여 확인하고 제어하는 것이 무엇보다 중요합니다. 최상의 품질을 얻기 위해서는 복잡한 질문에 대한 답을 구하고 높은 감도를 얻는 과정이 필요합니다. 그렇기 때문에 분석 기법에 대한 요구도 증가합니다. 이러한 흐름은 품질 관리에도 적용됩니다. 관리가 필요한 요인을 신뢰성 높고 정확하게 분석할 수 있도록 하는 분석 기법을 채택하게 되면, 제품의 품질을 의도한 바와 같이 안정적으로 공급할 수 있습니다.

원료, 중간체 및 최종 제품의 불순물 분석 및 관리는 화학 산업의 제품 특성 관리에서 중요한 측면입니다. 특히 유기 분자 등의 불순물이 미량이라도 존재하면 제품 특성, 안전성 및 성능에 막대한 영향을 미칠 수 있습니다. 미지 불순물을 식별하는 분석 기술은 산업 화학 공정에서 수율 향상, 제품 불합격률 감소 및 안전성 향상 등 커다란 혜택을 가져다 줍니다. 이러한 상황에서 주요 화학 성분과 미량으로 존재하는 불순물을 높은 재현성과 안정성으로 분리, 검출 및 정량 할 수 있는 분석 기술을 채택하면 제품 개발 및 품질 관리를 보다 효율성 있게 진행할 수 있습니다.

폴리머는 특정 분자량 분포를 가지는 분자들의 혼합물이며, 이러한 특정 분자량 분포를 갖는 폴리머 재료 혼합물은 개발을 거쳐 다양한 용도로 활용됩니다. 따라서, 분자량 분포 특성 분석(characterization)은 재료 품질 기준을 향상시키고 제품 혁신을 가속화하는 데 필수적인 요소입니다. Waters는 최신 크기 배제 크로마토그래피(SEC) 기술을 채택하여 분석 및 처리 시간을 단축하고 보다 상세한 특성 분석 결과를 제공함으로써 제품 품질 향상을 통한 사업 성공을 지원합니다.

복잡한 규제 준수와 치열한 경쟁에 이어, 고분자 재료의 품질 표준을 개선하고 제품 혁신을 가속화하기 위한 필수적인 솔루션으로 고분자 특성 규명이 대두되고 있습니다. 고분자 제조업체는 첨단 EGA-GC/MS (Evolved Gas Analysis-Gas Chromatography Mass Spectrometry)를 채택함으로써 공정 시간을 대폭 단축하고, 중요한 마커 성분의 원소 조성 및 화학적 구조 추정에 수반되는 복잡성을 크게 줄여 분석적 발견과 비즈니스 성공을 유력하게 추진합니다.

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오늘날 LCD는 TV, 휴대폰 및 컴퓨터 디스플레이부터 산업용 장비 패널, 항공전자 디스플레이 및 옥외 표지판까지 일상 생활과 작업장에서 널리 사용되고 있습니다. LCD의 안전성, 품질 관리, 제품 수명 주기는 사용된 액정 재료의 순도 및 제조 공정의 불순물 관리 수준에 의해 좌우됩니다. 이와 관련된 문제를 해결하고 전반적인 공정 제어를 개선하기 위해 여러 가지 분석 방법을 채택할 수 있습니다.

전계발광 재료(EL)는 야간 조명, 시계 조명, 벽 평면 장식 조명, 의료 기구 디스플레이 화면, 컴퓨터 모니터 및 광고게시판에서 흔히 볼 수 있습니다. 유기 전계발광 소자의 분석은 쉬운 작업이 아니지만, Waters에서는 불순물 분석과 EML 유기물의 분리 및 분석을 통해 실현할 수 있습니다.

EL(유기전기발광) 재료의 제조에는 엄격한 품질 표준과 높은 정제 능력이 중요한 작용을 합니다. 높은 경쟁력을 가진 유기 EL 제품을 개발 및 제조하기 위해 기업은 기본적인 성능(혁신성), 재료 성분 품질과 공급의 안정성, 그리고 비용이라는 세 가지 결정 인자에 집중해야 합니다. 이러한 문제에 대한 Waters의 접근 방법은 SFC (Supercritical Fluid Chromatography)를 이용한 정제법과 UPC2 (Ultra Performance Convergence Chromatography)입니다.

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Li-ion 전지가 높은 에너지 밀도와 작동 전압, 미세한 메모리 효과 및 신속한 충전을 비롯한 여러 이점을 제공하기는 하지만, 전지 성능의 저하 및 안정성, 안전 위험이 계속해서 문제가 되고 있습니다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 전지 제조업체는 성능 저하 메커니즘(특히 전해질 용액)의 분석, 가속 열화 시험 등, Waters가 제공하는 일련의 체계적인 솔루션에 의존할 수 있습니다.

Global Market Insights.에 따르면 태양전지 시장은 2015년에 전 세계적으로 미화 350억 달러를 넘는 규모로 성장했으며, 2016년부터 2024년 사이에 매년 12.0% 이상의 CAGR를 보일 것으로 예상됩니다. 태양광 산업의 성장세는 환경적인 우려, 기술 혁신 그리고 수익 측면의 경제성이 결합되어 나타난 현상입니다.

합성 화학은 신규 화합물의 합성뿐 아니라 물질 검출, 제약 및 생명과학에서 수많은 응용 분야에 적용할 수 있는 새로운 화합물의 설계 및 전처리에도 사용됩니다. 그럼에도 불구하고, 유기 화합물의 합성 경로를 효과적으로 개발하는 과정에는 언제나 불순물 분리, 전처리 및 정제, 분자량 측정, 정확한 수율 획득, TLS (spot) 및 Method 개발과 같은 다양한 분석 과제가 산적해 있습니다.

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