• 월간포장계
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• 통권350호
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• pp.78-81
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• 2022

코로나19 팬데믹 직전, 쓰레기 대란으로 포장, 일회용품 등 플라스틱에 대한 규제가 강화되는 추세였는데 팬데믹으로 세상이 멈추며 규제도 멈췄다. 반면 그 사용량은 늘어났다. 사회적 거리두기로 인해 가정에서의 식사가 늘어나며 식품포장, 일회용품에 대한 소비가 폭발적으로 늘어난 것이다. 코로나 엔데믹 시대로 접어들고 있는 지금, 환경 규제가 이전보다 강화될 것이라는 이야기가 나오고 있다. 실제로 유럽에서는 플라스틱 세금을 징수하고 있고 글로벌 대기업들은 재활용 소재의 사용율을 높이고 있다. 이 새로운 시대에 플라스틱 기업, 포장기업들은 어떻게 해야 살아남을 수 있을 것인가? 가장 현실적이고 효과적인 대안을 찾은 기업이 있다. PE를 이축 연신해 복합소재 수준의 물성을 구현, 재활용이 용이한 단일소재로 포장재를 만들어 탄소 중립을 실천하겠다는 민경웅 제이케이머티리얼즈(주) 대표이사를 만나 단일소재 연포장재가 무엇이고 왜 필요한지, 진정한 친환경 포장이란 무엇인지, 그리고 코로나 엔데믹 이후 포장업계가 나아갈 방향에 관해 이야기해보았다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제26권4호
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• pp.375-382
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• 2016

The mechanical property of a carbon-fiber-reinforced plastic (CFRP) is subjected to two elements, carbon fiber and polymer resin, in a first step and the selection of multi-layered structure is second one. Many combination of fabric layers, i.e. plainweave, twillweave, can be derived for candidates of test specimen used for a basic mechanical components so that a reliable identification of dynamic nature of possible multi-layered structures are essential during the development of CFRP based component system. In this paper, three kinds of multi-layered structure specimens were prepared and the dynamic characteristics of service specimens were conducted through classical modal test process with impact hammer. In addition, the design sensitivity analysis based on transmissibility function was applied for the measured response data so that the response sensitivity for each resonance frequency were compared for three CFRP test specimens. Finally, the evaluation of CFRP specimen over different multi-layered fabric structures are commented from the experimental consequences.

• 공업화학
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• 제34권5호
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• pp.515-521
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• 2023

본 연구에서는 탄소섬유강화플라스틱(CFRP)을 열분해하여 얻은 폐 탄소섬유를 이용하여 기상 불소화를 통해 불화탄소를 제조하고 리튬일차전지의 환원극 소재로 재활용하고자 하였다. 먼저 열분해로 얻은 폐 탄소섬유의 물리화학적 특성을 파악하였으며, 이 폐 탄소섬유에 기상 불소화 효과를 평가하기 위하여 불화탄소의 구조적, 화학적 특성을 분석하였다. XRD 분석에 의해 폐 탄소섬유의 육각망탄소 적층구조(002피크)는 기상 불소화의 온도가 증가함에 따라 점차 불화탄소 구조(001피크)로 전환되었음을 확인하였다. 이 불화탄소를 이용하여 제조된 리튬일차전지의 방전용량은 최대 862 mAh/g이었다. 이는 다른 탄소 재료로 제조한 불화탄소 기반 리튬이온차전지의 방전용량과 비교하였을 때 우수한 성능을 보였다. 이러한 결과는 폐 CFRP 기반 폐탄소섬유를 이용한 불화탄소는 리튬일차전지의 환원극 소재로 활용할 수 있을 것으로 여겨진다.

• 예술인문사회 융합 멀티미디어 논문지
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• 제7권11호
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• pp.447-455
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• 2017

현대 산업에서 복합재료를 폭넓게 사용하고 있다. 특히 섬유를 기반으로 하여 레진으로 경화시킨 섬유 강화 플라스틱의 재료는 우수하면서도 비강도, 비강성이 뛰어난 경량화 소재로 주목받고 있다. 이 중에서도 탄소섬유를 이용한 탄소섬유강화 플라스틱은 다른 섬유와 달리 뛰어난 기계적 특성을 지녀 차량과 항공기 등 고강도와 경량성을 동시에 필요로 하는 곳에 쓰이고 있다. 본 논문에서는 탄소섬유강화 플라스틱으로 구성된 CT시험편으로 섬유 설계에 따른 인장특성을 해석적 연구를 통해 규명한다. 구멍을 가진 CFRP복합재료의 응력해석에 있어서, 인장환경에서의 파괴경향을 파악한다. 또한 적층각도에 따른 결과를 통하여 해석결과 값에 있어 적층각도 60°로 구성된 해석모델에서 가장 낮은 응력값이 발생함과 사전크랙의 변형에너지 가장 낮음을 알 수 있었다. 본 연구 결과를 토대로 실제 실험으로 적용된 구조물에서의 파괴형상을 예측하기 위한 기반데이터를 제공할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국기계가공학회지
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• 제19권2호
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• pp.75-80
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• 2020

In this study, we designed car frames for collision analysis using carbon fiber reinforced polymer (CFRP) as the lighter composite material. The impact conditions were 100 percent frontal impact, 40 percent frontal impact, and 90 degrees side impact. The impact analysis measured the maximum stress at velocities of 20km/h and 40km/h for each condition and evaluated the vulnerable points in the car frame. Additional supports have been designed both to improve the weak points in existing vehicle frames, and to be taken into account when new parts are assembled. Our impact analysis compared the results of maximum stress on the car frame with and without the support.

• 한국기계가공학회지
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• 제20권12호
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• pp.78-84
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• 2021

Reducing the weight of automobiles is a significant global developmental task. Two materials are used to lighten automobiles: aluminum and CFRP frames. Aluminum is a non-ferrous metal, and CFRP is a composite material. They are lighter and harder than other materials. The two materials were used for the collision analysis. Subsequently, the two cases were compared. Three cases were considered for the collision analysis: head-on collision, partial head-on collision, and side collision at a speed of 60 km/h. The three cases were compared and analyzed considering the materials used to understand the difference between aluminum and CFRP and their collision characteristics.

• 한국기계가공학회지
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• 제21권1호
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• pp.15-21
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• 2022

Collision analysis involving a vehicle frame that includes a battery and a battery case was performed using a carbon fiber composite material (CFRP) and a glass fiber-reinforced plastic (GFRP), which are lightweight materials. Three types of collisions were analyzed: frontal collisions, partial frontal collisions, and side collisions. The maximum stress and deformation levels were measured for each case. To evaluate the stability of ignition and explosion potential of the battery, the maximum stress of the frame was measured before measuring the direct stress to confirm whether the collision energy was sufficiently absorbed. The deformation level of the battery case was measured to confirm whether the battery case affects the battery directly.

• 공업화학
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• 제31권2호
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• pp.115-124
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• 2020

지속가능한 플라스틱 산업은 크게 사용 후에 물과 이산화탄소로 분해되어 환경에 악영향을 주지 않는 생분해성 플라스틱과 대기 중의 탄소자원으로 광합성된 바이오매스로부터 전환된 원료를 사용하여 탄소 중립을 실현하는 바이오매스 기반 플라스틱으로 나누어진다. 그중 산업의 새로운 방향으로 바이오매스 기반 엔지니어링 플라스틱(EP) 및 천연 나노섬유를 이용한 강화 나노복합소재가 각광받고 있다. 이들 소재는 천연자원을 활용한다는 친환경성의 이점 외에도 석유계 플라스틱보다 뛰어난 차별화된 고기능성을 부여하여 고부가가치 플라스틱 시장에서의 경쟁력을 가진다. 대표적 바이오매스 기반 단량체인 isosorbide와 2,5-furandicarboxylic acid로부터 제조되는 폴리에스터, 폴리카보네이트 소재는 석유계 대비 높은 투명성, 기계적 특성, 열안정성, 기체 차단성 등으로 산업화의 선두에 있다. 더 나아가서 연속사용온도 150 ℃ 이상의 슈퍼 EP 소재에도 적용될 수 있는 가능성을 보였다. 나노셀룰로오스, 나노키틴 등의 자연계 나노섬유의 표면 친수성, 다관능기를 활용한 in situ 중합법을 이용하여 기존에 보고된 바 없는 기계적 물성 향상을 최소한의 나노필러 함량으로 이루어내었다. 본 총설에서 다루는 바이오매스 기반 tough-플라스틱은 환경이 요구하는 탄소 중립, 소비자가 요구하는 고기능성, 산업이 요구하는 접근성을 모두 만족함으로써 석유계 플라스틱을 대체해 나갈 것으로 기대한다.

• Composites Research
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• 제28권1호
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• pp.15-21
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• 2015

본 논문에서는 해양레저분야에서의 현재 복합재 적용 현황과 33피트급 아메리카스컵 훈련용 세일링 요트 개발에 대해 기술한다. 항공분야와 달리 해양레저 분야에서의 복합재료는 최근에서야 적용 및 사용이 되기 시작했다. 다양한 해양레저 구조물 중에서도 특히, 아메리카스컵 세일링 경주 요트는 빠른 속도를 내야 하기 때문에 경량화 및 높은 기계적 성능이 요구되고 이에 따라 경주용 요트를 건조함에 있어 탄소섬유의 사용은 필수적이다. 탄소섬유강화 플라스틱 경주용 요트 제작 과정을 정립하기 위해 탄소 돛대와 탄소 요트 선체에 대한 최적화 설계와 생산 공법에 대해 논의되었다. 최종적으로 이렇게 제작된 탄소섬유강화복합재 세일링 요트는 운항시험을 통해 경주용 요트로써의 높은 성능을 보여주었다.

• 예술인문사회 융합 멀티미디어 논문지
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• 제8권3호
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• pp.579-588
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• 2018

소재들에는 플라스틱 수지와 섬유 및 단일 금속 등으로 만들어진 소재들과 경량 특성들을 가지는 복합소재, 각 소재들의 장점들을 취합하여 내구성을 극대화시키는 방식의 이종재료 등이 있다. 본 연구에서는 경량 복합소재인 CFRP에 주목하여 단일 소재로서 보편적으로 쓰이는 소재들인 스테인리스 강, 알루미늄과의 강도 특성을 CFRP와 비교 및 분석하고, 데이터를 확보하기 위해 각 소재 별로 동일한 규격의 소형 인장 시험편(C-T specimen)을 설계하여 시뮬레이션 인장 해석 연구를 수행하였다. 연구 결과, CFRP 시험편 모델의 경우 최대 변형량은 약 0.0148mm, 최대 응력은 약 59.104MPa, 최대 변형률 에너지는 약 0.00529mJ로 나타났으며, 스테인리스 강 시험편 모델의 최대 변형량은 약 0.0106mm, 최대 응력은 약 42.22MPa, 최대 변형률 에너지는 약 0.002699mJ로 나타났고, 알루미늄 시험편 모델의 최대 변형량은 약 0.023mm, 최대 응력은 약 33.29MPa, 최대 변형률 에너지는 약 0.00464mJ로 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 이와 같이 본 연구에서 도출한 데이터들을 향후 복합소재에 대한 연구에서 기초적인 데이터로서 활용하고자 하였다.