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휘발성 유기화합물의 실시간 모니터링을 위한 휴대형 GC의 성능 평가 (Performance Evaluation of a Portable GC for Real-time Monitoring of Volatile Organic Compounds)

  • 유동욱;선영식;오준식;이봉윤;김현식;정광우
    • 대한화학회지
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    • 제64권6호
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    • pp.327-333
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    • 2020
  • 대기 중 미량의 휘발성 유기화합물을 실시간으로 측정할 수 있는 휴대형 GC의 성능을 평가하였다. 휴대형 GC의 크기는 35 × 26 × 15 ㎤, 무게는 5 kg으로 소형·경량이고, 24 VDC, 1 A (최대 3.2 A)의 저전력을 소모하며 공기를 운반 기체로 사용하므로 별도의 가스 실린더를 필요로 하지 않는다. 벤젠, 톨루엔, 에틸벤젠, 자일렌 1 ppmv와 20 ppmv 시료의 크로마토그램에 대한 피크 면적의 상대표준편차(RSD)는 각각 3.79%, 0.48% 이하이고, 머무름 시간의 RSD는 각각 0.40%와 0.08% 이하로 우수한 재현성을 보였다. 또한 방법검출한계(MDL)는 0.09 ppmv로 낮은 검출한계를 나타냈다. 길이 30 m, 내경 0.28 mm의 분리 컬럼을 사용하여 10분 이내의 측정 조건에서 구한 피크용량과 분해능은 다양한 혼합 샘플도 정량 및 정성 분석이 가능함을 입증하였다. 특히 27시간 동안 연속적으로 80회의 분석을 수행하였을 때 관찰된 크로마토그램의 피크 세기와 머무름 시간의 RSD가 각각 2.4%, 0.5% 이하로 좋은 재현성을 보였다. 따라서 본 연구의 휴대형 GC는 실내외 그리고 산업 현장에서 배출되는 휘발성 유해가스의 탐지는 물론 화학 물질의 유출사고에 대응하여 실시간 모니터링 할 수 있는 측정 장비로 활용될 수 있으리라 기대된다.

전산유체역학을 이용한 단일 송풍기가 적용된 공냉식 연소설비의 효율개선 (Enhancement of combustion efficiency of a air-cooled combustor system with single F.D. Fan Using CFD)

  • 김민철;손병현;이재정;박흥석
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제22권6호
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    • pp.460-468
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    • 2021
  • 본 연구는 multi fan 방식의 "공랭식 연소설비"의 공정관리상의 문제점을 single F.D. fan 으로 대체하여 개선시키기 위해 CFD 진행하였고, 연소로 내 유동조건 변화를 분석하여 문제점을 확인하였다. 이를 개선하기 위해 연소공기 주입구조를 변경하였고, 구조 변화에 따른 연소효율 개선을 수치해석으로 평가하였다. 또한 실제 연소설비에 수치해석결과를 반영하여 구조개선을 한 후 개선 전·후의 연소효율을 실험적으로 측정하였다. 먼저 기존 Single F.D fan 이 적용된 연소설비에 대한 수치해석을 통해, 2개의 유로로 공급되는 연소공기가 각 유로의 마찰력 차이와 압력의 변화로 인해 연소로 내에서 공급비율이 불규칙하게 되어 선회방식의 연소조건을 위한 축 형태의 난류형성이 어려움을 확인하였다. 이를 개선하기 위해서 연소로에 주입하는 공기 공급 방식을 두 가지로 나누어 수치해석을 하였다. 첫 번째 방식은 연소공기를 외벽에서 180 ~ 360° 회전 후 예열된 연소공기가 주입되는 구조에 대하여 검토하였고, 두 번째는 연소로 내에는 선회할 수 있는 베인(vane) 구조를 적용하여 연소로 밖에서 1차 열교환 후 연소로 내부에 접선방향으로 연소공기가 주입되는 구조에 대하여 검토하였다. 그 결과, single F.D. fan을 가진 공랭식 연소로에 선회방식으로 공기를 주입할 경우, 연소로 외벽의 냉각과 연소로 내부의 완전혼합 유지를 위해 이중 냉각벽을 가지는 덕트 구조를 적용하는 것이 연소조건을 최적화하는데 바람직한 것으로 나타났으며, 실제 운영중인 설비에 적용하여 개선 전·후의 연소효율을 비교한 결과 연소효율이 개선되는 것을 확인할 수 있었다.

한국판 청소년 분노유발상황 척도 개발을 위한 기초연구 (A Basic Study for Development of the Korean Anger Provoking Situation Scale for Youth)

  • 유동환;김민;이지숙
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제21권4호
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    • pp.520-532
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    • 2021
  • 본 연구는 통합적 연구방법을 활용하여 청소년 분노유발상황 척도개발의 기초자료를 제공하고자 한다. 이를 위하여 국내외 분노유발상황 척도 내용분석, 청소년 대상 분노유발척도인 NAS-PI 요인 및 타당성 분석, 청소년 전문가 대상 FGI의 3가지 연구 방법을 활용하였다. NAS-PI의 결과에서는 기존 5가지 범주 중 '좌절'을 제외한 '무례한 대우', '불공평', '타인의 거슬리는 특성', '짜증' 등 4가지 범주가 유의미 한 것으로 나타났다. FGI 분석 결과는 '거절', '신체적·언어적 폭력', '무시', '좌절', '통제 및 제지', '반추', '대인관계' 등 7가지 범주로 구성되었다. 이러한 내용을 국내외 분노유발상황 내용분석과 통합한 결과 최종적으로 '불공평', '부당함', '비난', '통제 및 제지', '무시', '좌절', '대인관계' 등 7가지 범주로 재구성이 가능하였다. 본 연구의 의의는 국내외 청소년 분노유발상황척도 내용 분석 및 양적, 질적 연구를 통합적으로 진행하여 국내 청소년대상 분노유발상황척도 개발의 기초자료를 제공한다는 것이다. 이러한 연구결과를 바탕으로 추후연구 필요성과 방향에 대해 논의하였다.

시간 분해 직렬 펨토초 결정학을 위한 3차원 프린팅 기반의 초고속 믹싱 및 인젝팅 시스템 (3D Printing-Based Ultrafast Mixing and Injecting Systems for Time-Resolved Serial Femtosecond Crystallography)

  • 지인서;강전웅;김태영;강민서;권순범;홍지우
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제60권2호
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    • pp.300-307
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    • 2022
  • 매우 짧은 펄스 폭의 X선 자유전자 레이저(XFEL)를 이용한 시간 분해능 연속 펨토초 결정학(time-resolved serial femtosecond crystallography, TR-SFX)기법에서 반응 물질과 생체분자 결정 샘플간의 혼합률(mixing rate)과 결정 샘플과 X선 레이저 간의 충돌률(hit rate)은 생체분자의 시분해 구조 변화에 대한 정확한 이미지 획득 및 효율적인 샘플소비와 같은 TR-SFX의 분석 성능을 결정짓는 핵심인자이다. 본 연구에서는 극초단 내 일어나는 생체분자의 시분해 구조 변화 해석을 위해 초고속 믹싱 기능을 가짐과 동시에 공압 기반의 주문형 액적 젯팅이 가능한 두 가지 다른 방식의 샘플 전달시스템을 고안하였다. 한 방식은 이중 노즐을 통해 토출된 액적의 고속 충돌에 유발된 관성 믹싱을 기반으로 하고 있으며, 다른 방식은 마이크로믹서가 내장된 공압 젯팅을 기반으로 하고 있다. 먼저, 이중 노즐을 통해 토출된 액적의 충돌에 대한 동적 거동 및 액적 내부 관성 유동에 대한 믹싱에 대한 실험 및 수치해석적 연구를 수행하였다. 다음으로 마이크로믹서가 내장된 공압 젯팅 시스템의 성능을 유사한 방법을 통해 평가하였다. 본 연구에서 개발한 샘플 전달시스템은 질환을 유발하는 특정 단백질들의 기작을 규명하거나, 항체 의약품과 신약 후보 물질 탐색하는 데 있어 필수적인 3차원 생체 분자 구조분석 연구에 매우 유용하게 활용될 수 있을 것이다.

공동주택단지 배치유형별 열환경 영향성 분석: 유체역학 시뮬레이션을 기반으로 (Analysis of Thermal Environment Impact by Layout Type of Apartment Complexes for Carbon Neutrality Net-Zero: Based on CFD Simulation)

  • 이건원;조영태
    • 토지주택연구
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    • 제14권3호
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    • pp.93-106
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    • 2023
  • 본 논문은 우리나라의 아파트를 대상으로 아파트 단지 유형에 따른 열환경 변화를 CFD 기법을 이용하여 시뮬레이션을 수행하고, 유형별 열환경을 평가하고자 하였다. 이를 위해 본 연구는 2000년대와 2010년대 주요 아파트 단지 유형에 대한 선행연구를 참고하여 4가지 유형을 추출한 후, 바람 유입 방향에 따른 아파트 단지 배치와 기온 변화를 분석하였다. 각 유형별로 타워형, 판상형, 혼합 주동 유형을 이용하여 표준화 모형을 제작하였으며, 이들 유형에 대해 총 8개 방향에서의 바람 유입 상황을 상정했다. 이러한 모형 및 조건을 바탕으로 CFD 시뮬레이션을 수행하였다. 그 결과, 타워형으로만 구성된 유형과 타워형을 단지 중앙에 배치하는 유형에서 바람의 방향과 상관없이 상대적으로 온도가 낮았은 것으로 나타났다. 이들 유형에서 단지 내부로 바람이 잘 유입되기 때문인 것으로 풀이되었다. 이러한 본 연구의 결과는 건물의 형태 및 단지의 배치 유형에 따라 바람의 유동 및 그에 따른 온도 분포 패턴이 상이한 것으로 나타나 설계 초기 단계에서 단지의 배치에 대한 신중한 고려가 필요함을 확인하다. 본 연구의 결과는 향후 아파트 단지의 초기 설계단계에서 지속 가능한 주거환경 조성을 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

450 N급 메탄-산소 로켓 엔진을 위한 스파크 토치 점화기 개발 (Development of the Spark Torch Igniter for the 450 N-scale Methane-Oxygen Rocket Engine)

  • 박신영;최이담;한은조;김진건;이다혜;이은광;이민우
    • 항공우주시스템공학회지
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    • 제18권1호
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    • pp.53-63
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    • 2024
  • 액체 로켓 엔진의 작동 신뢰성 확보를 위하여 높은 효율과 점화 성능을 가진 점화기가 필수적이다. 본 연구에서는 450 N급 메탄-산소 액체 로켓 엔진에 사용할 수 있는 스파크 토치 방식의 점화기를 개발하였으며, 이를 위해 수치해석, 제작 및 검증을 수행하였다. 구체적으로, 점화 성능 확보를 위해 점화기 출구에서의 엔탈피를 최대화하도록 질량 유량, 노즐 면적비, 연료-산화제 혼합비 및 세장비를 설계변수로 설정하고 파라메트릭 해석을 수행하였으며, 3차원 반응 유동 수치해석을 통해 출구 열량을 산출하였다. 나아가, 도출된 설계를 바탕으로 점화기를 제작하여 연소 실험을 수행하였으며, 안전을 고려하여 설정한 최대 압력 이내에서 수치해석 결과에 부합하는 점화 성능 확보가 가능한 것으로 확인되었다. 본 연구를 통해 설계 및 제작한 점화기는 차후 소형 우주발사체 상단 엔진 등 실제 추진 시스템 구성에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

게껍질의 김치보존성 향상효과 (Effect of Crab Shell on Shelf-life Enhancement of Kimchi)

  • 김순동;김미향;김일두
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제25권6호
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    • pp.907-914
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    • 1996
  • 게껍질 분말(CSP: crab shell powder)이 배추김치의 보존성과 품질에 미치는 영향을 조사하였다. CSP를 그대로 김치 양념과 혼합하여 담근 경우는 비린맛과 입자가 씹히는 등으로 종합적인 품질을 떨어뜨렸으며, 숙성 초기에 pH가 급상승하였다. 이러한 문제점을 보완하기 위하여 CSP를 부직포주머니 (CSPB: crab shell powder in bag)에 넣어 보완실험을 하였다. CSPB는 담금용기 바닥에 위치시켰으며 첨가비율은 절임배추량에 대하여 1, 3, 5%로 하여, $10^{\circ}C에서$ 30일간 숙성시키면서 pH, 산도, 색상(L, a, b),총 균수와 젖산균수, 텍스쳐, 관능검사를 행하였다. 그 결과 숙성 전기간을 통하여 CSPB를 넣은 김치에서 pH가 높게 유지되었으며, 대조군은 숙성 15일에 pH가 4.0이하로 떨어졌으나 CSPB를 넣은 것은 숙성 20일에도 pH가 4.0 이상으로 유지되었고, 산도도 패조군에 비하여 낮게 유지되었다. 경도 역시 CSPB를 넣은 김치에서 높게 유지되었으며 , 1%<3%<5% 순으로 CSP 첨가량이 높을수록 높게 유지되었고, L, a, b값 및 젖산균수도 첨가한 경우가 높았다. 관능검사 결과 대조군은 숙성 20일에 강한 신맛이 있는 것으로 평가되었으나, CSPB를 넣은 김치는 숙성 20일에도 신맛은 보통 수준, 아삭아삭한 맛은 보통 이상, 종합적인 맛이 우수한 것으로 평가되었다. CSP의 적정 첨가율은 3% 수준으로 이 경우 숙성 30일에도 나쁘지 않은 맛을 유지하였다. 그러나 5%를 첨가한 경우는 담금 초기부터 젓갈을 많이 넣은 듯한 비린맛이 강했다. 이상의 결과로 미루어 CSPB의 첨가는 김치의 젖산발효는 무첨가 경우보다 더욱 활발하면서 신맛을 줄여 종합적인 품질이 양호한 것으로 평가되었다.한 반면, 솔잎즙 첨가구에서는 숙성 5~9일에 최고 수준에 도달한 뒤 서서히 감소하거나 일정 수준을 유지 하였다. A군과는 달리 B군의 솔잎즙 첨가구의 젖산균수는 숙성 초기부터 증가하여 숙성 7일에 최고 수준에 도달한 후 서서히 감소하였다. 숙성 온도와 관계없이 솔잎즙 첨가 수준이 증가할수록 총 균수와 젖산균수는 감소하였다. 이상의 실험 결과들은 솔잎즙이 pH의 저하를 지연시키고 미생물의 생육을 억제함으로써 김치의 발효숙성을 지연시키는 효과를 나타내 보이고 있다.. 이상의 결과로 볼 때, 경관급식 환자들에 대해 경관급식기간을 고려하고, 식이처방 및 유동식의 종류에 적합한 튜브를 선택해야하며, 적절한 투여용량을 결정하는 등 투여방법과 투여경로에 대한 보다 많은 연구가 필요하다고 본다. 특히 경관급식 초기단계에는 질병으로 인한 체내 신진대사의 증가나 육체적, 정신적 스트레스, 또는 구토나 설사 등의 부적응 등으로 적절한 영양섭취가 어려운 상태이므로 영양판정을 통하여 영양소 요구량을 계획하여 유동식을 보급함으로서 부작용은 줄이며 적절한 영양을 공급하여 영양 결핍에 대처하여야 한다.덕은 16종(種), 재배(栽培)더덕은 18종(種)이었고, 재배지(栽培地)에서 야생(野生) 더덕은 14종(種), 재배(栽培)더덕은 20(種)이었다. 9. Trans-2-hexanol은 야생(野生)더덕의 자생지(自生地) 재배(栽培)에서 피이크 면적(面積) 당(當) 50.3%, 재배지(栽培地)에서 피이크 면적(面積) 당(當) 43.3%를 보였으며 amylalcohol, furfuryl acetate, 2-methoxy-4-vinyl phenol(MVP)는 재배(栽培)더덕에서만 확인(確認)되었다.는 KI, BMI와 유의적인 양의 상관관계를 보였고 (p<0.01), HCL-C은 비체중, BMI, LBM, TBM와 유의적인 음의

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제주도 한림 연안 정치망 어장의 환경특성과 어획량 변동에 관한 연구 II. 수온 및 염분의 변동과 해수의 유동 (Environmental Character and Catch Fluctuation of Set Net Ground in the Coastal Water of Hanlim in Cheju Island II. Fluctuation of Temperature, Salinity and Current)

  • 김준택;정동근;노홍길
    • 한국수산과학회지
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    • 제32권1호
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    • pp.98-104
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    • 1999
  • 제주도 서부 연안역인 한림 정치망어장의 해황특성을 규명하기 위해 1995년과 1996년에 실시한 정선, 정점조사의 수온, 염분자료, 시계열분석, 해수유동 상황 둥을 정리 분석한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 한림 정치망어장은 하계에 수온, 염분의 일교차 (수온 $0.4\~9^{\circ}C$, 염분 $0.20\~7.50\%_{\circ}$)가 매우 크고 단기적인 수온, 염분변화가 심하다. 즉 이 어장은 외측의 중$\cdot$저층수 (저온, 고염분수)와 연안 수 (고온, 저염분수)가 조류 방향에 따라 교호로 출현하고, 조류의 강약이나 바람 등에 의한 연직혼합의 정도에 따라 수온, 염분변화의 크기에 차가 나기 때문이라고 해석된다. 2. 한림 정치망에서 실시한 22일 (1996년 8월 19일$\~$9월 10일)간의 mooring 결과에 의하면 소조기의 썰물과 밀물의 평균유속과 유향은 각각 9.1cm/sec의 남서류, 11.6cm/sec의 북 또는 북동류이며 최강유속은 썰물 때 157cm/sec, 밀물 때 22.6cm/sec 이다. 대조기의 썰물과 밀물의 평균유속과 유향은 각각 10.4cm/sec의 남서류, 12.3cm/sec 북 또는 북동류이며 최강유속은 썰물 때 19.4cm/sec, 밀물 때 20cm/sec로 대조기와 소조기의 유속차가 크지 않고 밀물의 유속이 썰물의 유속보다 약간 빠르다. 반일주조 ($M_2$)의 장축방향의 유속벡터가 일주조. ($K_1$)의 그것에 비해 1.5정도 크며 두성분의 장축방향은 서북서$\~$동남동이고 북서방향으로 3.25cm/sec의 항류성분이 나타났다. 비양도와 차귀도 사이의 제주도 서부 연안역에서 3일간 (1996년 7월 25일$\~$27일)실시한 TGPS Buoy 추적결과에 지하면 연안역의 평균유속과 유향은 썰물 때 1.6 knot의 남서류, 순간 최대 유속은 4.8 knot 밀물 때 1.3 knot의 북동류, 순간최대유속은 3.7 knot였으며 외해측 (연안에서 2mile정도)의 밀물 때 평균유속과 유향은 1.7 knot의 북서 내지 북동류였고 0.3 knot 정도의 북동방향의 항류가 나타났다.

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염색산업단지 종합폐수처리용 재순환 통합시스템 (Recirculating Integrated System for the Treatment of Authentic Integrated-textile-dyeing Wastewater from Dyeing Industrial Complex)

  • 이은주;임광희
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제55권6호
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    • pp.837-845
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    • 2017
  • D염색공단의 폴리에스테르 알카리 감량폐수 및 호발폐수가 혼합된 실제 종합염색폐수를 처리하기 위하여 D염색공단의 종합폐수처리장 반송슬러지를 고정한 폐타이어담체를 충전한 재순환 유동상 바이오필터와 소성된 $TiO_2$ 코팅-glass bead를 광촉매담체로 적용한 UV/광촉매반응기를 결합한 재순환 통합시스템을 구축하여 운전하였다. 그 결과로서 재순환 통합시스템의 총 $COD_{cr}$ 제거율과 총 색도 제거율 추이는 각각 약 81% 및 55% 정도를 유지하였다. 이러한 재순환 통합시스템의 총 $COD_{cr}$ 및 총 색도 제거율의 제고효과는 각각 최대 약 7% 및 3%로 평가되었다. 재순환 통합시스템의 유동상 바이오필터 및 광촉매반응공정은 총 제거율에 대한 상대기여도로서 각각 총 $COD_{cr}$ 제거율의 약 94% 및 6%를 처리하고, 총 색도 제거율의 약 86% 및 14%를 처리하였다. 이와 같이 재순환 통합시스템의 광촉매반응공정에서는 총 제거율에 대한 색도 제거율의 상대기여도가 $COD_{cr}$ 제거율의 상대기여도보다 약 2.4배 정도 컸다. 따라서 본 연구의 재순환 통합시스템에서 광촉매반응공정은 $COD_{cr}$ 제거보다 아조결합과 같이 염료에서 색을 나타내는 화학결합을 깨는 역할에 더욱 효율성이 있었다. 또한 본 연구의 재순환 통합시스템에서 각 단위공정들의 $COD_{cr}$ 및 색도 제거율이, 재순환 통합시스템의 총 $COD_{cr}$ 및 색도 제거율에 미치는 영향에 대한 모델식과 대수적 상관관계를 구하고 분석하였다.

Polyetherketoneketone (PEKK)과 다양한 의치상용 전장 레진 간의 인장결합강도에 관한 연구 (A study of the tensile bond strength between Polyetherketoneketone (PEKK) and various veneered denture base resin)

  • 박연희;서재민;이정진
    • 대한치과보철학회지
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    • 제60권3호
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    • pp.231-238
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    • 2022
  • 목적: 본 연구는 의치상용 레진의 전장방법이 polyetherketoneketone (PEKK)과의 인장결합강도에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 재료 및 방법: 총 80개의 PEKK 시편을 T자 형태로 절삭 가공하고, airborne-particle abrasion 처리 후 전처리제(Visio.link)를 도포하였다. 전장 방법에 따라 4개의 군(n = 20)으로 나누어, 충전형 광중합형 복합레진(SR Adoro), 유동형 광중합형 복합레진(Crea.lign), 열중합형 의치상용 레진(Vertex RS), 자가중합형 의치상용 레진(ProBase Cold)으로 전장하였다. 각 군은 인공시효처리 여부에 따라 2가지 하위 군(n = 10)으로 나누었다. 만능시험기를 이용해 인장결합강도 측정하고 현미경으로 파절단면을 관찰하였다. 통계적 검증을 위해 이원 분산분석 및 Tukey's HSD 사후 검정을 시행하였다(α = .05). 결과: 인공시효처리와 레진 전장방법은 인장결합강도에 통계적으로 유의한 영향을 주었다(P < .001). 인공시효처리 전과 후 모두 유동형 광중합형 복합레진 군에서 가장 높은 값을 보였고, 열중합형 레진 군에서 가장 낮은 값을 보였다(P < .05). 파절 단면은 군에 따라 혼합 파절과 계면 파절이 혼재되어 나타났다. 결론: 레진의 전장 방식은 PEKK과의 인장결합강도에 영향을 줄 수 있으며, 인공시효처리는 인장결합강도를 감소시킨다.