• 유변학
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• 제8권2호
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• pp.78-91
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• 1996

단섬유 보강 플라스틱 복합재료에 사출성형에서 섬유배향은 금형 충전 공정 중의 유동장에 의해 결정되고 섬유의 배향 상태는 역으로 유동장에 영향을 미친다. 단섬유에 의 한 추가적인 응력을 포함하는 Dinh과 Armstrong의 이방성 구성방정식을 충전유동과 섬유 배향의 연계해석에 도입하였다. 충전유동의 해석은 새로운 압력 지배방정식과 에너지 방정 식을 유한요소법과 유한차분법을 이용하여 풀고 동시에 2차 배향 텐서의 변화방정식을 4차 Runge-kutta 방법으로 풀었다. 섬유의 배향상태를 구한 후에 일방향성 복합재료의 Halpin-Tsai 식과 배향 평균모델을 도입하여 사풀성형품의 이방성 기계적 성질이 예측되었 다. 직사각형 캐비티에서 수치해석결과를 실험결과와 비교하였다. 섬유배향과 유동과의 상호 연계작용을 특히 게이트 근처에서 섬유배향에 영향을 미치며 수치해석 결과는 벽면 근처에 서 유동방향으로 배향하는 shell층을 과대 예측함을 알수 있었는데 이는 배향 텐서 변화 방 정식의 최종근사에서 기인하는 오차로 판단된다. 수정된 복합최종 근사를 바탕으로 예측된 이방성 기계적 성질이 기존의 복합최종 근사에 기초한 예측보다 실험 결과에 정량적으로 보 다 잘 일치하였다.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 1999년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.107-110
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• 1999

본 연구에서는 진공압추출법에 의해 제조되는 알루미나(AI$_2$O$_3$) 단섬유예비성형체의 제조공정시 발생하는 섬유들의 배향분포의 특징을 2차원 수치모사를 통해 밝혔다. 수치해석은 섬유의 배향분포를 2차원으로 가정한 후 제조공정시 섬유들이 적층되는 현상을 섬유의 낙하, 회전, 미끄러짐, 이동의 단계의 나누어 모델링하였다. 해석결과 섬유의 배향과 부피분율은 섬유의 종횡비(길이/지름)에 의해 크게 영향을 받으며, 배향 분포는 정규분포와 유사한 것으로 밝혀졌다.

• Composites Research
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• 제27권2호
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• pp.52-58
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• 2014

사출 성형을 통해 제조된 단섬유 강화 복합재는 사출 성형 중 발생하는 수지 유동으로 인해 동일 시편 내에서도 다양한 섬유 배향을 갖는다. 이러한 섬유의 배향은 최종 복합재의 기계적, 열적 특성에 많은 영향을 주므로, 본 연구에서는 사출 성형된 탄소단섬유 강화 PA6/PPO 복합재의 섬유 배향을 광학 현미경 분석을 통하여 측정하고 섬유의 배향이 복합재의 충격강도 및 열팽창 계수에 미치는 영향을 분석하였다. 충격강도의 경우에 섬유의 배향이 크랙이 전파되는 방향에 수직으로 배향되어 있을수록 더 높은 충격강도를 보였으며, 이는 섬유의 배향에 따른 충격내성 강화 메커니즘과 밀접한 연관성을 보여주었다. 열팽창 계수의 경우에는 섬유가 열팽창률을 측정하는 방향과 동일한 방향으로 배향되어 있을수록 더 낮은 열팽창계수를 보였으며, 이 결과 역시 섬유의 배향이 열팽창 특성에 미치는 메커니즘과 밀접한 연관성을 보였다.

• Composites Research
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• 제20권5호
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• pp.13-19
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• 2007

섬유강화 열가소성수지 복합재료는 열경화성수지 복합재료의 강도 수준에 근접할 뿐만 아니라 열경화성수지 복합재료의 취약점으로 지적되고 있는 생산성, 리사이클, 내충격성 등이 우수하다. 일방향 섬유강화 복합재료의 강도계산을 위한 연구와 섬유배향상태를 측정하여 정량적으로 나타낼 수 있도록 연구하여 발표하였으나, 섬유함유율에 따른 섬유배향상태와 복합재료의 기계적 성질을 예측을 할 수 있는 데이터베이스 구축은 되어있지 않으므로 이에 대한 체계적인 연구가 필요하다 본 연구에서는 섬유함유율에 따른 섬유배향상태를 변화시켜 섬유강화 열가소성수지 복합판재를 제작한 후, 섬유함유율 및 섬유배향상태가 복합판재의 인장강도에 어떠한 영향을 주는지에 대해서 고찰하였다. 섬유강화 열경화성수지 복합재료의 $0^{\circ}$ 방향에서 인장강도 비는 등방성에서 이방성으로 갈수록 섬유배향함수와 섬유함유율에 관계없이 일정하게 나타났으나, $90^{\circ}$ 방향에서 인장강도 비는 인장 하중이 강화섬유 길이방향의 수직방향으로 작용했을 때 섬유필라멘트 분리에 의해 감소하였다.

• 공업화학
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• 제17권3호
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• pp.331-334
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• 2006

본 연구에서는 포집부의 재질과 포집장치를 개선하여 배향성이 존재하는 극세섬유를 제조하였다. 방사용액은 polyamide-polyimide copolymer (PAI)를 사용하였다. 포집부의 재질을 변화하고 동일한 전압을 가하여 제조된 극세섬유의 형태를 비교하였다. 한편, 물 포집부와 회수장치로 구성된 장치를 통하여 극세섬유를 제조하고 SEM을 통하여 관찰하였다. 실험결과, 동일한 전압으로 제조된 섬유의 평균직경은 포집부의 재질과 회수방식에 영향을 받지 않았으나 포집부의 재질과 회수방법에 따라 섬유의 형태가 변화하는 것이 관찰되었다. 포집부에 누적시켜 제조된 극세섬유는 배향성이 존재하지 않는 그물형 구조인데 반하여, 별도의 회수장치를 통하여 연속적으로 회수된 극세섬유는 배향성이 존재함을 확인하였다. 이는 물 포집부가 섬유의 유도, 임시집적, 섬유와의 마찰 그리고 이동경로 역할을 하였고, 회수장치는 속도 조절을 통하여 물과 섬유간의 마찰을 제어함으로써 연속적인 회수가 가능한 것으로 판단된다.

• 한국섬유공학회:학술대회논문집
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• 한국섬유공학회 2003년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.207-208
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• 2003

일반적으로 결정성 고분자에 공정에 있어서 배향 및 결정화 거동은 두 가지 중요한 공정 프로세스로써 고분자의 모폴로지 및 결정구조형성에 매우 큰 영향을 미치며 최종적으로 고분자의 거시적인 물성에 영향을 준다. 고분자 물질의 물리적 특성을 정확하게 이해하여 최적의 물성을 나타내는 내부 구조를 제시하기 위하여서는 고분자 물질의 배양분석에 있어서 분자의 2차원적 배향 상태뿐만 아니라 전체적인 3차원 배향 상태에 관한 정보가 필수적이다. (중략)

• Composites Research
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• 제32권6호
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• pp.403-407
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• 2019

장섬유강화 복합재료는 연속섬유강화 복합재료 대비 가격 경쟁력 및 성형 자유도가 높은 장점을 가지고 있다. 반면에 중간재를 제조하는 과정에서 무작위로 분산되는 특성으로 균일한 배향성을 확보하는데 어려움이 있다. 이에 본 연구에서는 LFPS(Long Fiber Prepreg Sheet) 소재의 재현성 검증을 위하여, 섬유의 배향 각도를 측정하고 이를 기반으로 기계적 물성치와의 상관관계를 분석하였다. 배향특성 분석을 위하여 와류측정방식을 사용하였으며, ASTM 기준에 준하여 LFPS 소재의 인장 및 압축 시험평가를 수행하였다. 추가적으로, 탄성강성 예측이론인 ROM(Rule of Mixture)을 활용하여 LFPS 소재의 시험결과와 이론치를 검증하였다. 이러한 결과를 통해 비연속섬유강화 복합재료의 섬유 배향특성이 기계적 특성에 미치는 영향을 확인하였다.

• 유변학
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• 제6권2호
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• pp.104-118
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• 1994

단섬유 보강 플래스틱 재료의 사출성형 충전공정에서 금형재의 유동장이 섬유 배향 상태를 형성하는데 중요한 역할을 할 뿐만 아니라 섬유의 배향상태가 역으로 유동장에 영향 을 미친다. 충전유동과 섬유 배향의 연계해석을 위하여 단섬유에 의한 추가적인 응력을 포 함하는 Dinh과 Armstrong의 이방성 구성방정식을 충전유동의 해석에 도입하였다. 평명방향 으로의 속도구배에 의한 응력을 고려하여 새롭게 유도된 압력 지배방정식과 에너지방정식을 유한요소법과 유한차분법을 이용하여 풀고 동시에 2차배향텐서의 변화방정식을 4차 Runge-kutta 방법을 이용하여 풀었다. 절점 게이트 주변의 확장유동영역과 라인게이트를 통한 수축유동영역에서 평면방향으로의 속도구배에 의한 응력이 유동장에 미치는 영향을 고 찰하였다. 확장유동영역에서는 평면방향으로의 속도구배에 의한 영향이 추가적인 유량으로 나타나면서 주어진 유량조건하에서 평면방향으로의 속도구배에 의한 응력을 고려하지 않은 경우보다 작은 압력구배를 나타냈다. 수축유동영역에서는 위와 반대의 결과를 보였다. 이러 한 경향은 섬유의 부피분율이증가하거나 모양비가 커짐에 따라 증가한다.

• Elastomers and Composites
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• 제45권1호
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• pp.40-43
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• 2010

본 연구에서는 전기방사 장치의 드럼형태 컬렉터의 회전속도를 조절함으로써 제조된 섬유가 랜덤 또는 배향성 (1축, 2축)을 갖는 폴리이미드(PI) 나노섬유 매트를 제조하였다. 제조된 PI 매트의 구조를 전자현미경(SEM)을 통해 관찰한 결과 전술한 배향성을 확인할 수 있었다. 1 M 리튬트리풀루오로-메탄-설포네이트와 테트라-에틸렌 글리콜디메틸 에테르의 혼합용액에 PI 매트를 침지시킨 후 이온전도기로 이온전도도를 측정하였다. 2축배향 매트가 가장 높은 이온전도도를 나타내었다. 1축 배향의 경우 이온의 이동방향과 수직방향이 평행방향보다 이온전도도가 낮게 나타났고, 아울러 일정한 주기성을 나타내었다. 주기성은 섬유간 거리와 이온 속도를 이용하여 설명할 수 있었다.

• 한국섬유공학회:학술대회논문집
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• 한국섬유공학회 1998년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.116-120
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• 1998

방사공정에 있어서 폴리에스테르 결정화의 추진력은 토출 후 냉각에 의한 과냉각(supercooling)정도가 주된 공정요인이지만, 고속방사에 있어서 on-line 결정화는 과냉각과 함께 높은 방사장력 (spinning stress)에 의한 분자배향에 기인하는 엔트로피효과가 보다 중요한 결정화의 추진력이 된다.[1-3](중략)