• 제목/요약/키워드: 섬유분산도

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폴리아미드/유리섬유 복합재료의 물성에 대한 연속반응 아크릴산 변성 폴리에틸렌 왁스의 영향 (Effect of Acrylic Acid-modified Polyethylene Wax Using Sequential Reaction on Properties of Polyamide/Glass Fiber Composite)

  • 김효철;김형일;한원희;홍민혁;이현우
    • 공업화학
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    • 제30권2호
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    • pp.198-204
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    • 2019
  • 고분자 복합재료는 높은 기계적 물성을 요구하는 산업용 소재로 널리 사용되고 있다. 이러한 고분자 복합재료에 사용되는 유리섬유나 무기충전제는 불균일한 분산 및 고분자와 충전제 간의 계면 접착력 저하에 의해 강도 저하와 같은 문제점이 상존한다. 본 연구에서는 열분해 반응을 통해 제조되는 비극성 폴리에틸렌 왁스에 대해 열분해 반응과 함께 연속적으로 극성 아크릴산 단량체를 그래프트 반응시켜 극성개질의 효율을 향상시킨 아크릴산 변성 폴리에틸렌 왁스를 합성하여, 이를 폴리아미드 매트릭스와 무기충전제인 유리섬유의 고분자 복합재료에 적용하여 폴리아미드 기반 고분자 복합재료의 물성에 미치는 영향을 조사하였다.

초임계 유체 염색용 아조계 분산염료 합성 및 PET 섬유에 대한 염색 특성 연구 (Synthesis of Azo Based Disperse Dyes for Dyeing Polyester Fiber in Supercritical Carbon Dioxide)

  • 신승림;안경룡;이선혜;고은희;이인열;김창일;전근
    • 한국염색가공학회지
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    • 제33권1호
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    • pp.10-23
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    • 2021
  • In order to synthesize the dye suitable for supercritical carbon dioxide(ScCO2) dyeing, a series of azo based disperse dyes were prepared using various aniline derivatives as diazo components and indol derivatives as coupling components. Dyeing process in ScCO2 of the synthesized dyes was performed on PET fiber at 120℃ for 2 hrs under 250bar pressure with 0.5% o.w.f. of dye concentration. The absorption maxima varied from 400 to 580nm depending on the substituted groups in aniline derivatives and the indol derivatives. The dyes showed high molar extinction coefficients(ε) of 27,000~61,000M-1cm-1. Dyed PET fiber exhibited excellent brightness and good light, washing and perspiration(acid/alkali) fastness properties.

SMC 복합재료 멀티스케일 모델링을 위한 RVE 재구성 알고리즘 개발 (Development of RVE Reconstruction Algorithm for SMC Multiscale Modeling)

  • 임형준;최호일;윤상재;임상원;최치훈;윤군진
    • Composites Research
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    • 제34권1호
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    • pp.70-75
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    • 2021
  • 본 논문은 단섬유 칩으로 구성된 Sheet Molding Compound(SMC) 복합재료를 실험적으로 관찰된 특징들을 바탕으로 메소스케일(meso-scale) 대표체적요소(RVE: Representative Volume Element)를 재구성하는 새로운 알고리즘을 제시한다. 전산해석을 이용하여 SMC 복합재료의 비등방성 거동의 정확한 예측은 어려운 문제이다. 이를 극복하기 위해, SMC 복합재료를 위한 일련의 이미지 프로세싱 기술과 재구성 알고리즘 및 유한요소(FE: Finite Element) 생성기로 구성된 SMC RVE 모델을 개발하였다. 첫째, micro-CT 이미지 프로세싱은 SMC 물성에 직접적인 상관관계를 가지는 섬유칩의 배향 및 분산의 확률적 분포를 평가한다. 둘째, 해당 통계적 분포를 바탕으로 섬유칩 간의 겹침효과를 고려한 섬유칩 팩킹 재구성 알고리즘을 개발한다. 마지막으로, SMC 복합재료 멀티스케일 해석을 이용하여 매크로스케일(macro-scale)에서의 거동을 파악하고 실험데이터를 통해 검증을 수행한다.

마그네시아-인산칼륨 기반 하이볼륨 플라이애시 활용 무시멘트 보수 모르타르의 기초 품질 특성에 대한 실험적 연구 (Experimental Study on Fundamental Quality Characteristics of Non-cement Repair Mortar Using High-volume Fly Ash Based on Potassium Magnesia Phosphate)

  • 이두원;장일영
    • 한국건설순환자원학회논문집
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    • 제12권2호
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    • pp.152-161
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    • 2024
  • 본 논문에서는 마그네시아-인산칼륨 기반의 무시멘트 하이볼륨 플라이애시 보수 모르타르를 제조하고 그 기초 품질 특성을 평가하였다. 최적의 무시멘트 모르타르 배합을 도출하기 위하여, 마그네시아 비율을 기준으로 제조 특성을 평가하였고, 플라이애시 혼합에 따른 모르타르 제조 특성을 평가하였다. 또한 마그네시아 무시멘트 보수 모르타르는 플라이애시 혼합의 효과 및 바잘트 섬유를 고려하여 제조하였다. 평가결과를 통하여, 마그네시아 무시멘트 보수 모르타르의 최적 배합을 결정하였으며, 작업성 및 기초 품질 특성 평가를 통하여 실현 가능성을 검토하였다. 본 논문에서는 마그네시아의 최적 비율은 P:M 1:0.5, W/B 30 %로 나타났으며, FA와 바잘트 섬유 혼합 시 섬유 분산성과 워커빌리티가 향상됨을 확인하였다. 또한 FA를 50 % 이상 혼합해도 6시간 이내 목표 강도를 만족하는 것으로 나타났으며, 플로우가 최대 18 % 증가하고, 휨강도는 1~2 MPa 수준 감소하였다.

Solvent 별 분산에 따른 Milled Carbon Fiber의 배열성 연구 (Effect of the Alignment of Milled Carbon Fiber Dispersed in Various Solvents)

  • 이성권;최성웅
    • Composites Research
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    • 제35권1호
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    • pp.47-51
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    • 2022
  • 전자기기 발열을 효율적으로 제어하기 위해 열전도성 복합재료에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 solvent 별 분산에 따른 carbon fiber의 배열성 관계를 알아보기 위해 Milled Carbon Fiber를 4가지 Solvent에 분산하고 Vacuum filtration 방법을 통해 탄소섬유강화 복합재료(CFRP)를 제작하였다. CFRP의 배열성을 알아보기 위해 광학현미경 관측과 섬광법을 통한 열전도도를 측정하였다. NMP와 Ethanol을 Solvent로 사용하여 성형한 CFRP의 평면두께방향 열전도도가 각각 10.79 W/mK, 10.57 W/mK 값을 보였고 이는 평면내부방향 열전도도에 비해 218%, 209% 향상된 결과를 보였다. Solvent의 상대적으로 높은 점도 값은 solvent 유체의 높은 전단력에 영향을 주어 성형 시 필러의 배열성을 결정하는데 영향을 주는 것으로 판단된다.

PLA직물의 정련 및 열처리 시 물성변화에 대한 연구 (A Study for the Mechanical Properties in Scouring and Heat Treatment of PLA Woven Fabric)

  • 김지연;박성민;강숙희;박정영;염정현
    • 한국염색가공학회:학술대회논문집
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    • 한국염색가공학회 2011년도 제44차 학술발표회
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    • pp.108-108
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    • 2011
  • PLA 즉 폴리유산섬유는 옥수수를 발효하여 글루코오스(포도당)상태를 만든 후 젖산(유산, Lactic acid)으로 만들고 이것을 탈수, 축합반응시켜 polylactic acid로 만든 것이다. 생분해성이 있으므로 저탄소, 녹색성장의 모토를 대변하는 소재라는 이점이 있다. 구조는 에스테르기의 반복단위를 가지는 소수성 섬유로 벤젠환은 없으나 그 외 구조는 폴리에스테르와 비슷하며, 에스테르기가 존재하므로 분산염료와 수소결합하여 염착된다. 그러나 PLA는 융점이 $170^{\circ}C$, Tg $57^{\circ}C$로 내열성이 낮아서 염색온도, 열처리온도, 다림질에 제약이 있으며, 알칼리에 약한 단점이 있다. 따라서 PLA섬유는 낮은 염착량, 내알칼리성, 염착온도 때문에 염색 및 후가공 단계에 많은 사전 실험을 통한 조건 설정이 필요한 까다로운 섬유이다. 본 연구에서는 (주)휴비스의 PLA원사로 제직한 직물(경사:DTY 75/72SD, 위사:DTY 100/72SD, 조직:DOBBY) 생지에 대하여 열처리 시 장력의 유무, 온도, 시간에 따른 폭의 변화를 측정하여 수축률을 알아보았다. 또한, PLA직물을 온도별로 정련한 후 열처리하여 인열강도 측정을 통해 최적 전처리 조건을 조사하였다. 실험결과, PLA생지를 무장력 상태에서 열처리 시 수축이 심하게 일어나고, 장력이 주어져도 열처리 온도에 따라 수축의 정도에 차이가 나타났다. 열처리 시간은 30, 60, 90, 120초로 주었으나 큰 편차는 없었고, 경사가 위사보다 수축 정도가 더 컸으며, $130^{\circ}C$에서는 전체적으로 수축이 심하였다. 생지의 정련에는 인산에스테르계 정련제와 약알칼리인 탄산나트륨으로 조액하여 60, 70, 80, $90^{\circ}C$에서 10분간 처리한 후, Lab. tenter(Mathis, LTE)를 이용하여 110, 120, $130^{\circ}C$에서 30, 60, 90, 120초간 열처리한 다음, KS K 0535 펜듈럼법에 의거하여 인열강도를 측정하였다. 그 결과, 상기 정련온도에서는 인열강도에 영향을 주지 않았으나, 열처리 온도가 $130^{\circ}C$일 때 현저한 강도의 저하를 나타내었다. 실험조건 하에서 가장 적절한 열처리 조건은 $110^{\circ}C$, 60초로 사료된다. 따라서 PLA의 약한 내열성과 내알칼리성 실험결과, 강도나 수축 등 물성변화가 일어나지 않도록 열처리 온도의 제어에 주의가 필요함을 확인할 수 있었다. 실제 섬유가공 작업현장에서는 일반적으로 열처리기가 $180^{\circ}C$이상의 고온으로 고정된 경우가 많은데, 작업자들에게 PLA소재에 대한 사전주의 및 공정변경에 대한 주지가 요구된다.

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치은섬유아세포에서 proMMP-3 생성에 대한 metronidazole과 doxycycline-HCl의 억제효과 (The Inhibitory Effect of Metronidazole and Doxycycline-HCl on proMMP-3 Production in Gingival Fibroblast)

  • 김학주;임기정;김상목;김병옥;한경윤
    • Journal of Periodontal and Implant Science
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    • 제30권2호
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    • pp.335-347
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    • 2000
  • 치주질환의 진행에 따른 치주조직파괴에 있어 치주조직내 다양한 세포외기질성분을 분해하는 matrix metalloproteinase-3(MMP-3)는 염증반응에 관여하는 세포들로부터 분비된 interleukin-$1{\beta}$(IL-$1{\beta}$)에 의해 유도될 수 있다. 이전 연구에서 치주인대세포에서의 MMP-3 생성이 tetracycline 및 tetracycline 유도체에 의하여 억제될 수 있음이 보고되었다. 이 연구의 목적은 metronidazole 및 doxycycline-HCl을 적용한 후 치은섬유아세포에 IL $1{\beta}$를 적용하여 MMP-3의 생성을 유도한 후 이들 약물들이 치은섬유아세포의 MMP-3 생성에 미치는 영향을 조사하기 위한 것이다. 건강한 성인으로부터 치주질환이 이환되지않은 상악 제2대구치 후방의 건강한 치은결합 조직을 절취하여 치은섬유아세포를 배양한 후 다양한 농도의 metronidazole (10-$200{\mu}g/m{\ell}$) 및 doxycyline-HCl(10-$200{\mu}g/m{\ell}$)을 각각 적용하여 1시간 배양하고 proMMP-3의 활성화를 유도하기 위하여 25ng/ml의 IL-$1{\beta}$을 투여한 후 24시간 배양하여 배양된 세포의 상층 배양액을 추출하고 proMMP-3 ELISA kit를 이용하여 비색정량하였다. 비색정량을 통하여 얻어진 자료들은 독립 t-test와 일원분산분석(ANOVA) 및 사후검정으로 Duncan test를 시행하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. Metronidazole 경우 10-$200{\mu}g/ml$의 모든 농도군에서 proMMP-3의 활성도가 억제되었다(p<0.05). 2. Doxycycline-HCl의 경우 $100{\mu}g/ml$ 이하의 농도군에서는 proMMP-3의 활성도가 억제되었으나(p<0.05), $200{\mu}g/ml$ 농도에서는 proMMP-3의 활성도가 상승되었다(p<0.05). 3. Metronidazole과 doxycycline-HCl의 대조군에 대한 각 실험농도군의 proMMP-3 생성의 감소비율 비교시 모든 농도군에서 metronidazole이 doxycycline-HCl보다 더 높은 감소율을 보였다. 이상과 같은 결과는 metronidazole(10-$200{\mu}g/ml$)이 doxycycline-HCl($100{\mu}g/ml$ 이하) 보다 더 광범위한 혈중농도에서 IL-$1{\beta}$의한 인체치은섬유아세포내 MMP-3의 활성도를 효과적으로 억제할 수 있음을 시사하였다.

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셀룰로오스 나노섬유의 제조 및 응용: 고강도 나노종이와 고분자복합필름 (Preparation of Cellulose Nanofibrils and Their Applications: High Strength Nanopapers and Polymer Composite Films)

  • 이선영;전상진;도금현;이수;김병훈;민경선;김승찬;허윤석
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제39권3호
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    • pp.197-205
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    • 2011
  • 본 연구에서는 마이크로 입자의 셀룰로오스를 1,400 bar의 압력에서 고압 호모지나이저(high-pressure homogenizer)를 이용하여 직경이 약 50~100 nm의 셀룰로오스 나노섬유를 제조하였다. 나노섬유 현탁액을 감압 여과하여 고강도 나노종이를 제조하였다. 용매 및 필름캐스팅법을 이용하여 나노섬유를 hydroxypropyl cellulose (HPC)와 polyvinyl alcohol (PVA) 수지에 보강 및 분산시켜 복합필름을 제조하였다. 고압 호모지나이저 통과 횟수를 2, 4, 6, 8까지 점점 증가시켰을 때, 나노종이의 인장강도가 매우 높았으며 통과횟수가 증가할수록 직선적으로 크게 향상되었다. 1H, 1H, 2H, 2H-perfluorodecyl-triethoxysilane (PFDTES)로 나노종이를 화학 적 개질한 결과, 나노종이의 기계적 강도와 내수성이 크게 향상되었다. 셀룰로오스 나노섬유를 HPC와 PVA 수지에 중량대비 1, 3 및 5%로 보강시켰을 때, HPC와 PVA 복합필름의 기계적 강도가 크게 향상되었다.

SiO2-TiO2계 복합 나노섬유의 제조 및 광활성 연구 (Fabrication and Photocatalytic Properties of SiO2-TiO2 Composite Nanofibers)

  • 현동호;임태호;이성욱
    • 공업화학
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    • 제19권5호
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    • pp.554-558
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    • 2008
  • 전구체로서 알콕사이드[Tetraethyl orthosilicate (TEOS), Titanium (IV) isopropoxide (TiP)]를 사용하여 졸-겔 방법으로 전기방사에 적합한 졸을 제조한 후, $(1-x)SiO_2-(x)TiO_2$계 복합 나노섬유를 제조하였다. 제조된 광활성 무기나노섬유의 표면 및 구조적 특성은 X-선회절분석(XRD), 주사전자현미경(SEM), 투과전자현미경(TEM), 열중량분석 및 미분주사칼로리미터분석 (TGA-DSC), 적외선분광분석((FT-IR)을 통하여 확인하였다. $(1-x)SiO_2-(x)TiO_2$계에서 $TiO_2$ 양이 증가하면 전기방사된 복합섬유직경은 증가하였으며, 저온에서 안정한 아나타제 $TiO_2$ 결정에서 루타일로의 상전이는 $1000^{\circ}C$에서의 열처리 후에도 고루 분산되어 있는 $SiO_2$로 인해 $0.6SiO_2-0.4TiO_2$계까지는 아나타제상으로 존재하였다. $SiO_2-TiO_2$계 복합체 나노섬유의 광활성은 메틸렌블루 광분해 실험 및 UV-vis/DRS 분석을 통해 자외선 영역에서 나타남을 확인하였다.

기능화된 탄소나노튜브의 카르복실산이 전기방사된 폴리아크릴로니트릴 섬유의 물성에 미치는 영향 (Effect of Carboxylic Acid Group of Functionalized Carbon Nanotubes on Properties of Electrospun Polyacrylonitrile (PAN) Fibers)

  • 박옥경;김주형;이성호;이중희;정용식;김준경;구본철
    • 폴리머
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    • 제35권5호
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    • pp.472-477
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    • 2011
  • 다중벽 탄소나노튜브(MWNT)의 표면이 산성기로 처리된 MWNT가 polyacrylonitrile(PAN) 섬유의 열적, 기계적 물성에 미치는 영향을 알아 보고자 질산, 황산으로 처리한 MWNT(O-MWNT)를 디아조늄염 반응을 이용하여 MWNT 표면에 이소프탈산(isophthalic acid)을 추가로 도입하였다. O-MWNT와 비교하여 볼 때 이소프탈산으로 처리된 MWNT(IPA-MWNT)가 극성용매 내에서 더 우수한 분산 안정성을 나타내었으며 이를 호모 PAN과 혼합하여 필름을 제조한 후 공기 중에서 열안정화 반응을 모사하였을 때 호모 PAN과 비교시 발열량이 감소하였다. PAN 공중합체와 IPA-MWNT를 혼합한 용액을 전도성 수조 콜렉터를 이용하여 전기방사를 한 결과 연속상의 배향된 섬유제조가 가능하였다. 1 wt%의 IPA-MWNT를 포함한 연속상의 전기방사된 PAN 섬유는 순수한 PAN 섬유와 비교하여 볼 때 인장강도가 100% 증가하였으며, 탄성률은 160% 증가되었다.