• 감성과학
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• 제21권3호
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• pp.165-176
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• 2018

본 연구는 시 청각 피드백을 통해 아동의 운동 효과를 증진시킬 수 있는 의류형 웨어러블 동작 센싱 및 피드백 시스템을 개발하는 것을 목적으로 한다. 본 연구에서는 직물 센서 제조 및 이를 적용한 스포츠웨어 디자인, 직물기반 동작 센싱 모듈 설계, 아동의 운동 흥미 유발을 위한 시 청각 피드백 시스템 개발 등의 일련의 연구를 수행하였다. SWCNT 기반의 동작 센싱용 신축성 직물 센서를 개발하고, 이를 의복의 사지 관절 부위에 부착한 스포츠웨어를 디자인하였으며, 센싱 모듈을 설계하여 아동을 대상으로 한 관절 동작 실험을 통해 센싱 성능을 검증하였다. 또한 악세서리 형태로 개발된 피드백 제품을 통해 본 연구에서 개발된 스포츠웨어를 착용한 아동의 동작에 따라 빛과 소리로 반응하도록 구현하였다. 본 연구의 결과로, 아동의 운동 흥미를 유발할 수 있는 아동용 스포츠웨어 및 악세서리 제품의 디자인 프로토타입을 제안하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제58권3호
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• pp.466-473
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• 2020

직물집전체는 에너지 효율이 높은 담수화 방식인 축전식탈염(Capacitive deionization: CDI)시스템에서 유망한 전극 재료가 될 수 있다. 직물집전체의 매력적인 특징 중 하나는 인장강도가 강하다는 것인데, 기계적 강도가 약한 그라파이트 호일 전극의 대안이 될 수 있다. 또한 섬유적 특성으로 인하여 쉽게 형상을 만들 수 있고, 다공성 물질이라는 점과 섬유 간 공간은 수용성 매질의 흐름을 원활하게 해 준다. 본 연구에 사용된 섬유는 도전성 LM fiber와 carbon fiber를 사용한 방적사를 이용하여 직조 구조로 만들어졌으며, 인장강도는 319 MPa로 그라파이트 호일에 비해서 약 60 배 정도 더 강하다. 전극슬러리의 점도, 흡착전압, 공급액의 유량, 공급액의 농도를 변화시켜 가면서 염 제거효율을 측정하여 결과를 분석하였다. NaCl 200 mg/L, 20 ml/min, 흡착전압 1.5 V 조건에서, 단위 셀에서 43.9%, 100개의 셀을 적층한 모듈에서는 59.8%의 염 제거 효율을 각각 보였다. 단위 셀에서는 흡착전압이 1.3, 1.4, 1.5 V로 증가함에 따라 염 제거효율이 증가하다가 1.6과 1.7 V로 증가하면서 염 제거 효율은 감소하였다. 그러나 100 셀 적층 모듈에서는 1.5 V 이상의 전압에서도 염 제거효율이 완만한 증가세를 나타내었다. 공급액의 유량을 증가시켰을 때 염 제거율은 감소하였고, 또한 공급액의 농도를 증가시켰을 때에도 염 제거율은 감소하였다.

• 감성과학
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• 제24권2호
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• pp.65-74
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• 2021

최근 ICT 산업의 기술혁신이 일어남에 따라 생체신호을 인식하고 이에 대해 대응을 하기 위한 웨어러블 센싱 장치에 대한 수요가 증가하고 있다. 이에 따라 본 연구에서는 단순한 함침과정을 통해 3차원 스페이서(3D spacer)직물을 단일벽 탄소나노튜브(SWCNT)분산용액에 함침공정을 진행해 단일층(monolayer) 압전 저항형 압력 센서(piezoresistive pressure sensor)를 개발하였다. 3D 스페이서 원단에 전기전도성을 부여하기 위해 시료를 SWCNT 분산용액에 함침공정을 진행한 후 건조하는 과정을 거쳤다. 함침된 시료의 전기적 특성을 파악하기 위해 UTM (Universal Testing Machine)과 멀티미터를 이용해서 압력의 변화에 따른 저항의 변화를 측정하였다. 또한 센서의 전기적 특성의 변화를 관찰하기 위해 분산용액의 농도, 함침횟수, 시료의 두께를 다르게 해서 시료의 센서로서의 성능을 평가했다. 그 결과 wt0.1%의 SWCNT 분산용액에 함침공정을 2번 진행한 시료가 센서로서 가장 뛰어난 성능을 나타냄을 알 수 있었다. 두께별로는 7mm 두께의 센서가 가장 높은 GF를 보이고 13mm 두께의 센서가 작동범위가 가장 넓음을 확인했다. 본 연구를 통해 3D spacer 원단으로 제작한 스마트 텍스타일 센서는 공정과정이 단순하면서도 센서로서 성능이 뛰어나다는 장점을 확인할 수 있었다.

• 한국의류학회지
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• 제39권2호
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• pp.247-256
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• 2015

This study prepared fabric-heating elements of carbon nanofiber composite to characterize morphologies and electrical properties. Carbon nanofiber composite was prepared with 15wt% PVDF-HFP/acetone solution, and 0, 1, 2, 4, 8, and 16wt% carbon nanofiber. Dispersion of solution was conducted with stirring for a week, sonification for 24 hours, and storage for a month, until coating. Carbon nanofiber composite coated fabrics were prepared by knife-edge coating on nylon fabrics with a thickness of 0.1mm. The morphologies of carbon nanofiber composite coated fabrics were measured by FE-SEM. Surface resistance was determined by KS K0555 and worksurface tester. A heating-pad clamping device connected to a variable AC/DC power supply was used for the electric heating characteristics of the samples and multi-layer fabrics. An infrared camera applied voltages to samples while maintaining a certain distance from fabric surfaces. The results of morphologies indicated that the CNF content increased specifically to the visibility and presence of carbon nanofiber. The surface resistance test results revealed that an increased CNF content improved the performance of coated fabrics. The results of electric heating properties, surface temperatures and current of 16wt% carbon nanofiber composite coated fabrics were $80^{\circ}C$ and 0.35A in the application of a 20V current. Carbon nanofiber composite coated fabrics have excellent electrical characteristics as fabric-heating elements.

• Design & Manufacturing
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• 제15권3호
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• pp.39-44
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• 2021

In molding of continuous fiber-reinforced thermoplastic composites, it is very difficult to impregnate between the reinforcements and the matrix since the matrix has a high melting temperature and high viscosity. Therefore, most of composite molding processes are divided in the manufacturing processes of intermediate materials called prepreg and the forming of products from intermediate materials. The divided process requires additional facilities and thermoforming, and they increase the cycle time and cost of composite products. These problems can be resolved by combining the continuous fiber-reinforced composite molding process with injection molding. However, when a composite material is manufactured by inserting woven fabric into the injection mold, poor impregnation occurs on the surface of the molded product. It affects the properties of the composites. In this paper, through an impregnation experiment using cores with different heat transfer rates and pore densities, the reason for the poor impregnation was confirmed, and molding experiments were conducted to produce composite with improved surface impregnation by inserting the mesh. And also, the surface impregnation and deformation of composites molded using different types of mesh were compared with each other.

• 감성과학
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• 제22권4호
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• pp.97-106
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• 2019

본 연구의 목적은 직물형 스트레인게이지 센서의 종류와 측정 위치가 호흡 신호 검출 성능에 미치는 영향을 연구하는 것이다. 본 연구에서는 호흡 신호 측정을 위하여 두 가지 종류의 센서를 구현하고 이를 밴드에 부착하여 호흡신호를 검출하였다. 20대의 건강한 남성 8명을 대상으로 호흡 측정 밴드 2종을 순차적으로 피험자에게 착용하도록 하였다. 피험자가 편안하게 서 있는 상태에서 분당 15회의 호흡을 동기화시켰다. 30초 동안의 호흡 신호를 측정하고 10초간 휴식을 취하도록 한 후 다시 30초 동안의 호흡 신호를 반복 측정하였다. 측정 위치는 흉부와 복부에서 각각 측정하였다. 또한 동작 상태에서의 호흡 측정 성능을 검증하기 위하여 피험자를 80SPM의 속도로 제자리에서 걷게 하고 이 때의 호흡 신호를 동일한 실험 방법으로 측정하였다. 한편 참조 신호를 획득하기 위해 'BIOPAC Systems, Inc.'의 SS5LB를 착용하게 한 후 동시에 측정하였다. 센서의 종류, 측정 위치, 동작 상태의 총 8개 조합의 집단 간 측정 성능의 차이를 검증하기 위해서 SPSS 24.0을 사용하여 Kruskal-Wallis test와 Bonferroni 사후검정을 실행하였다. 또한 센서 종류, 측정 위치, 동작 상태에 따라 각각 차이가 있는지를 분석하기 위해 Wilcoxon test를 실시하였다. 분석 결과 동작 상태와 관계없이 CNT기반의 직물센서를 통해 흉부에서 호흡 신호를 측정 했을 때 호흡 신호 검출 성능이 가장 우수한 것으로 나타났다. 본 연구의 결과를 기반으로 향후에는 야외 환경에서 또는 일상활동 중에도 동작에 방해 없이 다양한 생체신호를 실시간으로 모니터링 할 수 있는 가슴벨트형 웨어러블 플랫폼을 개발하고자 한다.

• 한국염색가공학회:학술대회논문집
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• 한국염색가공학회 2011년도 제44차 학술발표회
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• pp.85-85
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• 2011

화학적 혹은 생물학적인 방법으로 합성된 생분해성 고분자(biodegradable polymers)는 환경 문제와 인간의 생명 유지와 같은 인간 생활과 밀접한 관계가 있는 적용 분야로 인해 많은 관심을 받고 있으며, 국내 플라스틱의 폐기량만 해도 2003년을 기준으로 연간 4,000톤을 쉽게 넘고 있고 재활용되는 양은 전체의 1/3 수준이며, 나머지 2/3는 소각되거나 매립되고 있다. 폴리에스테르계 생분해성 섬유는 "미생물이 분비하는 효소로, 분해 가능한 화학합성 섬유"로서, 미생물이 분비하는 가수분해 효소에 의해 고분자 쇄가 절단, 저분자량 화합물이 돼 미생물의 체내로 흡수되며, 이것이 미생물의 체내에서 효소작용에 의해 산화탄소와 물로 분해되는 섬유로 정의된다. 생분해성 고분자 중 화학합성 고분자인 지방족 폴리에스테르계 생분해성 고분자는 특히 환경 산업으로부터 많은 관심을 받고 있으며, 이러한 결정성 폴리에스테르계 고분자의 물성은 고분자의 결정화도 뿐만 아니라, 압력, 온도 등에 의해서 변할 수 있는 결정 구조에 의해 크게 영향을 받는다. 생분해성 섬유는 실용화가 이미 시작됐고, 다용도화와 수요 확대를 위해 많은 연구소와 대학, 기업들이 연구개발을 진행하고 있으며, 향후 석유자원이 고갈된다는 것은 명백한 사실이므로 이에 따라 화석자원의 절약과 유효 이용을 위해서라도 바이오 베이스 폴리머를 주원료로 한생분해성 섬유의 개발은 매우 중요한 의미를 갖는다. 본 연구에서는 합성섬유 중에서 75%의 비중을 차지하는 폴리에스테르를 대체 가능한 고내열생분해성 폴리에스테르계 직물을 제조하여 범용 폴리에스테르와 염색온도에 대한 염색성을 고찰하였다. 염색온도($100^{\circ}C$, $110^{\circ}C$, $120^{\circ}C$, $130^{\circ}C$)별, 3종의 분산염료의 농도(0.25,0.5,1.0,2.0%o.w.f)별 Build-up성 및 균염성을 비교하였으며, 염색 시료의 견뢰도를 평가하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권10호
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• pp.1261-1266
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• 2012

본 연구에서는 최대 12개월 동안 염수침수시험을 수행하여 염수환경의 열습조건이 복합재의 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 복합재 시편은 직물 형태의 탄소섬유와 에폭시로 구성된 프리프레그를 적층하여 제작하였으며, 노출온도 $35^{\circ}C$, $55^{\circ}C$, $75^{\circ}C$가 적용된 염수환경에 완전 침수시키는 조건을 적용하였다. 연구결과에 따르면 복합재의 인장강성과 인장강도는 노출온도와 노출시간이 증가할수록 노출전에 비해 감소 정도가 크지 않았지만 이에 비해 압축강성과 압축강도는 감소 정도가 크게 나타났다. 특히 압축강도는 노출온도가 증가할수록 염수침투가 가속화되어 감소 정도가 크게 나타났다.

• 한국염색가공학회지
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• 제6권3호
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• pp.27-36
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• 1994

In order to produce a water repellent surface on polyester fabric, samples were treated in the atmosphere of $CF_4$ glow discharge plasma. The samples used in the study were ployester fabric and poyester film. The purpose of film treatment is for the comparison of hydrophobicity with fabric sample at same treatment condition. Radio frequency(13.56MHz) generator was used as electric source and its in put power is 100 Watt. Water repellency was evaluated by contact angle measurement. Result obtained are as follows. 1) Fiber interstice of original fabric was ana lysed as 0.43$\mu$m, and this value was sufficiently ideal for making water repellent fabric. 2) The most favorable setting position of substrate was the center area between two electrodes. 3) Fabric contact angle was higher than film contact angle at same treatment condition, and its difference was more than 50${\circ}$. And it was incapalbe of fabric contact angle measurement when the film contact angle was less than 90${\circ}$. because the fabric is susceptible to absorption of water by the capillary effect. 4) Fabric contact angle can not revealed the precise defferences of surface hydrophobicity, however, the film contact angle showed the real hydrophobic nature. 5) It was not sufficient method to evaluate the hydrophobicity of fabric surface by merely measure of the water contact angle. 6) It showed high water repellent nature at 0.06 torr of $CF_4$ plasma gas pressure and duration of 45 seconds treatment, and it can not be anticipated more improved nature if the pressure and duration of treatment time were increased.

• 한국재료학회지
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• 제31권9호
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• pp.502-510
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• 2021

Hierarchically porous carbon materials with high nitrogen functionalities are extensively studied as high-performance supercapacitor electrode materials. In this study, nitrogen-doped porous carbon textile (N-PCT) with hierarchical pore structures is prepared as an electrode material for supercapacitors from a waste cotton T-shirt (WCT). Porous carbon textile (PCT) is first prepared from WCT by two-step heat treatment of stabilization and carbonization. The PCT is then nitrogen-doped with urea at various concentrations. The obtained N-PCT is found to have multi-modal pore structures with a high specific surface area of 1,299 m² g^-1 and large total pore volume of 1.01 cm³ g^-1. The N-PCT-based electrode shows excellent electrochemical performance in a 3-electrode system, such as a specific capacitance of 235 F g^-1 at 1 A g^-1, excellent cycling stability of 100 % at 5 A g^-1 after 1,000 cycles, and a power density of 2,500 W kg^-1 at an energy density of 3.593 Wh kg^-1. Thus, the prepared N-PCT can be used as an electrode material for supercapacitors.