• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers
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• v.16 no.2
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• pp.207-225
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• 1992

The study is concerned with the thermo-viscoplastic finite element analysis of axisymmetric forward hot extrusion through square dies. The problem is treated as a nonsteady state problem because the distribution of temperature and material properties are continuously changing with the punch travel. In square die extrusion, difficulties arise from the severe distortion and die interference of elements at the aperture rim of the die even with a small punch travel. And finite element computation is impossible without intermittent remeshing. Accordingly, an automatic remeshing technique is proposed by employing specially designed mesh structure near the aperture rim. The analysis of temperature distribution includes heat conduction through material interfaces, heat convection and radiation to the atmosphere and is carried out by decoupling the heat analysis from the analysis of the deformation. The extrusion load and the distributions of strain rate and temperature are computed for the given cases rendering reasonable results. Computed grid distortions are found to be in good agreement with the experimental results. It has been thus shown that the proposed method of analysis can be effectively applied to the axisymmetric hot extrusion through square dies.

• Journal of Powder Materials
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• v.2 no.1
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• pp.44-52
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• 1995

Effects of the extrusion temperature and die angle on the tensile properties of SiCIyAl composites in powder extrusion have been investigated. SiCP/Al composites were extruded at various extrusion temperatures (450, 500, $550^{\circ}C$) under the extrusion ratio of 25 : 1. The ram speed was maintained at 13 cm/min for all the extrusion conditions. The surface of the extruded rod appeared to be smooth without tearing at 450 and 50$0^{\circ}C$, whereas it was very rough due to tearing at $550^{\circ}C$. It was found that the tensile strength and elongation of the composites extruded at $500^{\circ}C$ are greater than those of composites extruded at $450^{\circ}C$ This is due to the easier plastic deformation of composite extruded at $500^{\circ}C$, compared with the composites extruded at $450^{\circ}C$. The effect of die angle was examined under 20=60, 120, $180^{\circ}$die angles at extrusion temperature of $500^{\circ}C$ under 25:1 extrusion ratio. The tensile strength of the composites extruded with 20=$60^{\circ}$approved to be higher than that of the composties extruded with 28 : 120 and $180^{\circ}$This is attributable to the higher extrusion pressure, which mixed composite powders could be densely consolidated at elevated temperatures, resulting from high friction force between billet and sliding surface of conical die.

• The Korean Journal of Rheology
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• v.10 no.2
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• pp.82-91
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• 1998

액정고분자/폴리카보네이트 혼합계로 구성된 분자복합계를 쉬트상으로 가공할 때 취 약해지기 쉬운 횡단면 방향의 물성을 향상시키기 위하여 미세섬유상의 배향을 in-situ 상태 로 적절히 제어할수 있는 Simultaneous Convergent-Divergent(SCD) 다이를 설계·제작하 고 압출실험을 수행하여 얻은 압출 쉬트를 대상으로 구조-물성-가공의 상관관계를 조사하 였다. 액정고분자의 첨가 함량에 따른 토오크와 토출량의 변화는 액정고분자를 10wt% 소량 첨가하였음에도 현저한 감소 효과를 보였으며 약 30wt%일 때 최소로되었다. 이는 액정고분 자가 보강 기능외에 가공특성의 개선에도 큰 효과가 있어 가공조제로서의 가능성을 보이는 결과로 혼합계의 유변학적 특성 결과에서도 확인할수 있었다. 또 DSC와 DMA를 이용한 열 분석 결과 액정고분자의 함량이 증가함에 따라 PC의 유리전이온도가 다소 감소하는 현상을 보임에 미루어 이 혼합계는 부분적으로 상용성을 갖는 것으로 볼수 있으며 모폴로지 분석을 통해서도 이를 확인할수 있었다. TLCP/PC 혼합계로 구성되는 분자복합재를 SCD 다이를 사용하여 제조한 압출 쉬트의 방향성에 따른 기계적 물성은 기존의 쉬트 다이보다 흐름방향 으로는 다소 낮은 물성치를 보이지만 횡단면 방향으로는 물성이 현저히 향상됨을 관찰할수 있었다. 모폴로지 분석결과 기존의 쉬트 다이의 경우 벽면 부근에서는 액정고분자가 미세섬 유상으로 형성되어 흐름방향으로 배향되어 있지만 중심부에서는 액정 상태로 존재하는 반 면, SCD 다이의 경우 미세섬유상으로 형성된 액정고분자가 벽면에서부터 중심부로 갈수록 횡단면 방향으로 서서히 배향되어 있음을 확인할수 있었다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.10 no.7
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• pp.1008-1013
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• 1999

Mechanical properties and morphology of pectin/starch blend films depending upon the composition and plasticizer ratio were studied. Blends were prepared continuously in a twin-screw extruder. Films were prepared using a single-screw extruder with slit die. Most of the blends showed a good thermoplastic behavior, while the blends with very high ratio of pectin/starch had a poor thermoplasticity. Tensile properties of blend films were changed significantly by the amount of glycerol and relatively little by the ratio of pectin/starch. Differential scanning calorimetry(DSC) curves of wet blends showed a transition similar to glass transition temperature(Tg) at about $125^{\circ}C$. It was found by Scanning electron microscopy(SEM) study that there exists a good interfacial adhesion between pectin and starch.

• Polymer(Korea)
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• v.24 no.4
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• pp.538-544
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• 2000

The characteristics of cell growth and foamed cell structures of PP were investigated by a continuous foaming process. The operating parameters were the contents of blowing agent and nucleating agent, nucleating agent contents, die temperatures and die dimensions. The foaming cells grew without collapse at less than 14.5 wt% of blowing agent, isopentane. But the cells were collapsed when the blowing agent content was more than 14.5 wt%. The foam density dramatically decreased when a very small amount of the nucleating agent, 1 wt%, was added. After the nucleating agent was added, the cell's weight plummeted to one-seventh of its previous weight. Stable foam cell structures were formed at the die temperature of 17$0^{\circ}C$. However, the effects of the pressure drop rate on the cell morphology were not serious.

• Proceedings of the Korean Society for Bio-Environment Control Conference
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• 1999.11a
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• pp.109-113
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• 1999

겨울철 난방에너지와 여름철 냉방에너지 절감을 위한 자갈축열 태양열 온실의 설계자료를 얻고자 모형 자갈축열층과 이론적 해석을 통하여 축열층의 공기유동성 및 자갈축열층의 축열성능을 분석한 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 압출식으로 공기를 유동시켰을 경우 축열층내 풍속은 0.09-l.50㎧(평균 0.60㎧)범위였으며, 흡인식으로 공기를 유동시켰을 경우 축열층내 풍속은 0.15-0.90㎧(평균 0.46㎧)범위로 평균풍속은 압출식이 높게 나타났으나 축열층 가운데에서는 흠인식이 약 0.06㎧정도 높게 나타났다. 이러한 결과로 볼 때 자갈축열층내 공기순환을 위한 별도의 파이프 매설은 불필요한 것으로 판단된다. 2. 자갈축열층의 공극율이 증가할수록 축열량은 감소하였으며 순환팬 용량과 공극율에 따라 평균 2,133㎉/h-3,243㎉/h 정도 축열량 차이가 있는 것으로 나타났다. 3. 공극율이 0.45인 경우 축열층의 높이가 높을수록 자갈축열층의 온도는 서서히 증가하였으며, 축열층 높이 60cm이하에서는 축열 7시간이후부터는 축열량 변화를 거의 없는 것으로 나타났다. 4. 이러한 결과를 모형축열층에 있어 실험적으로 구해지는 축열 자갈층의 온도 및 축열량과의 비교 검증단계를 거쳐 온실규모에 필요한 적정 축열시스템을 산정할 수 있는 시뮬레이션 프로그램의 기초자료로 활용하고자 한다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.6 no.11
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• pp.1136-1145
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• 1996

Ai-8wt.5(Ti+Zr)합금을 기계적합금화와 열간압출로 제조하여 Ti에 대한 Zr 첨가비와 등온열처리가 고온인장강도 및 변형거동에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. Ti에 대한 Zr 첨가량의 비가 증가함에 따라 열간압출 시편의 상온 및 고온강도가 증가하였고, 40$0^{\circ}C$ 및 51$0^{\circ}C$에서 등온열처리에 따른 강도의 감소도 작게 나타났다. 이는 Zr 첨가량이 증가함에 따라 AI 기지와 AI3Ti에 비해 작은 격자간불일치도를 갖는 AI3(Ti+Zr)금속간화합물이 생성되고 고온열처리에 따른 조대화가 억제되었기 때문으로 판단되었다. 합금의 연성은 Zr 첨가량과 등온열처리에 관계없이 10% 이하로 낮게 나타났으며 인장 시험 온도가 고온일수록 취성파괴인 입계파괴가 지배적으로 일어났다. AI-Ti-Zr 합금의 변형에 필요한 활성화에너지는 순수한 AI 기지의 자기확산에 필요한 활성화에너지 142KJ/mol에 비해 573-783K 온도범위에서 1.5-1.8배 높은 값을 보였으며, Ti에 대한 Zr의 첨가량의 비가 증가할수록 보다 높은 값을 나타내었다.

• Proceedings of the Korean Society of Dyers and Finishers Conference
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• 2011.11a
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• pp.52-52
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• 2011

PLA 섬유는 폴리머의 주성분이 옥수수에서 추출한 모노머를 중합한 화학섬유가 아닌 인체친화적인 식물성 소재이며 생분해성이 좋은 친환경 소재로 최근 주목받고 있는 섬유소재이다. 본 연구에서는 아토피완화용 여러 섬유 구조체 개발에서 사용되는 섬유소재중 PLA 원사에 항균성 물질을 혼입하여 PLA 항균사 제조를 위한 연구를 수행하였다. PLA Grade의 점도가 낮아질수록 Grade별 용융 지수값은 차이를 나타내지만 방사온도 $230^{\circ}C$를 변곡점으로 하여 용융점도가 급격히 변하였으며, 특히 방사온도 $240^{\circ}C$의 경우 용융지수가 100을 넘어가고 폴리머의 색깔이 황갈색을 띄어 폴리머의 열분해가 많이 일어났을 것으로 판단되었다. PLA의 적정 방사온도 구간은 $210{\sim}225^{\circ}C$ 구간이 최적이며 그 이상에서는 Color 변화 및 물성 저하가 나타나는 것으로 판단되었다. 항균성 PLA 섬유를 제조하기 위하여 피톤치드계 유기항균제를 이용하였으며, 피톤치드에 기능성 엘라스토머를 사용하여 Capsulation을 진행하였다. 이러한 유기항균제 Powder의 경우 비중이 낮아 표면적로 인하여 마스터배치 칩을 만드는 공정에서 잘 혼합되지 않는 문제점이 발생하였으나, 피톤치드의 함량을 조절하여 PLA와의 마스터배치 칩 제조를 시험하였다. 압출온도와 토출량, Screw 조건(Mixing, Zone)을 시험하여 적정 조건을 설정하였다. 항균사 PLA 섬유는 Sheath/Core 복합방사 형태와 단독사 형태의 2가지 Type을 제조하였다. Sheath/Core 복합방사 폴리머 구성은 Sheath부에 PLA항균사, Core부에 PLA 또는 저융점 PET를 사용하였다. Core부의 폴리머는 제사성에 큰 영향을 미치지 않았으나, 항균 마스터배치의 함량이 증가할수록 Pack압 상승이 급격히 일어나는 단점이 나타났다. 항균제 5% 정도가 혼입되어 있는 경우에 2.1 이상의 정균활성치와 99.8% 정도의 정균감소율 성능을 나타내었다. PLA 단독사의 경우, 항균제 최적 함량은 3% 이상으로 정균활성치 5.5 이상, 정균감소율 99.9%의 우수한 항균특성을 나타내었다.

• Korean Journal of Food Science and Technology
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• v.39 no.2
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• pp.146-151
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• 2007

Resistant starch (RS) content, paste viscosity, water solubility and absorption index, bulk density, color, compression force, and bowl life of Goami flakes manufactured by extrusion process were determined to evaluate Goami (high fiber rice) as a food material. Various extrusion process conditions included barrel temperature (90, 110, $130^{\circ}C$) and moisture content (50, 55%). RS content in the extruded pellet and defatted flake ranged from $8.00{\sim}8.56%$ and $6.57{\sim}9.53%$ respectively. RS content increased as moisture increased from 50% to 55%. Peak viscosity, trough viscosity, final viscosity, and setback viscosity of the extruded pellet and defatted flake decreased with steeping for 1 hr, and the breakdown viscosity significantly increased. The water solubility and absorption index increased in the flake compared to Goami and extruded pellet. The water solubility index of the extruded pellet was lower than that of Goami, while its water absorption index was higher than Goami. The bulk density of the flake ranged from $0.35{\sim}0.44$ g/mL. The bowl life of the flake was $12.4{\sim}19.4$ min, which was longer than commercial breakfast cereals on the market.

• Korean Journal of Food Science and Technology
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• v.23 no.1
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• pp.88-92
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• 1991

To analyze the effects of the system parameters on the target parameters, which include the amount of water evaporation, water solubility index(WSI) and water absorption index(WAI), test trials of fractional factorial design of the three process variables at three levels were carried out for corn grit with a laboratory twin-screw extruder with three different screw configurations. The system parameters collected from the trials, such as extrusion temperature, specific mechanical energy input(SME) and mean residence time(RT), were showed the ranges of $129{\sim}182^{\circ}C$, $67{\sim}163\;kwh/ton$ and $12{\sim}34\;sec$, respectively. Within these ranges of the system parameters, the target parameters were able to be quantified by using multiple regression equations. The correlation of results with the system parameters blocked by the screw configuration as dependent variables, yield correlation coefficients above 0.90, and the correlation using the system parameters obtained from whole experiment system as the dependent variables yield correlation coefficients around 0.80. The functional relationship, which can be quantified by second order polynomial regression equation with only two system parameters within necessary degree of accuracy, can he graped in three dimensional surface response and contour diagrams.