본 연구에서는 리싸이클 방법에 따른 리싸이클 폴리에스터사의 물리적 성질을 고찰하고자 하였다. 시료로는 물리적 리싸이클 방법과 화학적 해중합을 통한 리싸이클 방법을 사용한 폴리에스터사를 사용하였다. 리싸이클 폴리에스터사의 표면 형상을 관찰하기 위해 SEM을 이용하였고, 열적 거동을 규명하기 위해 DSC를 이용하였으며, 미세 구조적 차이를 살펴보기 위해 XRD 분석을 하였고, 역학적 성질을 평가하기 위해 인장강도와 절단신도를 측정하였다. 연구 결과, 리싸이클 방법에 따라 Tg, 결정화 온도, 융점과 융해열은 약간의 차이를 보였다. 화학적 리싸이클 PET사는 Virgin PET사보다 Tg가 약간 상승하였고, 승온 시 결정화 온도는 하강하였으며, 융점의 차이는 거의 없는 것으로 나타났다. 이는 해중합에 의해 PET의 비결정영역의 고분자 사슬 간의 거리가 좁아져 더 높은 Tg를 나타내는 것으로 생각된다. 또한, 물리적 리싸이클 PET사의 융점과 융해열은 화학적 리싸이클 PET사의 융점과 융해열보다 더 높게 나타났다. 결정화도에서는 리싸이클 방법에 따른 차이는 거의 보이지 않았다. 이는 리싸이클 공정이 폴리에스터의 결정영역 변화에는 유의한 영향을 미치지 않았기 때문인 것으로 생각된다. 실의 인장강도는 리싸이클 PET사는 virgin PET사보다 약간 더 낮았고, 물리적 리싸이클 PET사와 화학적 리싸이클 PET사는 비슷하게 나타났고, 절단신도는 virgin PET사, 물리적 리싸이클 PET사와 화학적 리싸이클 PET사 간의 뚜렷한 차이는 없는 것으로 나타났다.
본 연구에서는 최근 그 사용이 급증하고 있는 옥외용 절연재료에 대한 열화특성을 평가하기 위하여 펄렛상태의 EPDM 원 시료를 Hot plate를 이용하여 씨트로 제작하였다. 기후조건에 대응하는 열 싸이클에 의해 절연재료에 일어나는 화학적, 전기적 특성변화를 조사하기 위하여 주기적인 열싸이클을 가하면서 일정 기간별로 유전특성과 표면누설전류 및 표면의 화학적 변화에 대하여 측정하였다. 또한 접촉각 측정을 통하여 EPDM의 전기적 화학적 열화 또는 성질 변화에 대하여 검토하였다. 측정 결과 EPDM은 비교적 단기간의 열싸이클에 대해서 전기적 화학적 특성변화는 그다지 나타나지 않는 것으로 나타났다.
최근 산업 발달에 의한 환경문제와 석유자원 감소에 따라 섬유시장에는 Eco-friendly 바람이 강하게 불고 있으며 리싸이클 제품이 급부상하고 있다. 폴리에스터계 고분자 제품, 그 중에서도 PET 병의 재자원화를 살펴보면 기계적, 열적으로 처리하여 물질을 바꾸지 않고서 회수하는 방법인 Mechanical Recycling과 원료를 분해하여 회수하는 방법인 Chemical Recycling이 있다. 이러한 리싸이클을 통하여 에너지 절감, 저탄소, 유해물질 감소, 환경정화 및 폐기물 감소로 환경부하가 완화되며, 자원의 효율적 재사용이 가능하다. 리싸이클 PET 섬유제품은 의류 인테리어용과 같은 한정된 용도뿐만 아니라 자동차용 부품소재 및 내장 부품 등 산업용으로도 사용가능하다. 본 연구에서는 리싸이클 PET로 제직한 직물에 정련과 호발가공을 하여 이러한 전처리에 따른 물리적 열적 특성의 변화를 비교 분석하였다. 그 결과 정련과 호발가공을 한 리싸이클 PET 직물의 인장 인열 강도가 미처리 직물과 비교하여 감소하는 결과를 보였으며 마모 파열강도는 큰 차이를 보이지 않았다. 반면에 TGA와 DSC를 이용한 열분석 결과 열적 특성 및 결정화도는 일부 차이를 나타내었다.
최근 주 5일제 근무 실행과 사회복지의 확산, 여가 선용에 대한 욕구와 더불어 건강증진에 대한 싸이클이 주목을 받고 있음. 싸이클웨어(Cycle Wear)에 요구되는 개발요소는 경기력 향상을 위한 기능적 요소와 패션성을 부여하는 심미적 요소로 크게 구분 가능하며 해외에서는 기능성과 패션성이 적절하게 조화를 이룬 제품을 계속 출시되고 있음. 본 연구에서는 운동 시 발생하는 열을 흡한속건 기능으로 효과적으로 발산하고 동절기에는 보온 기능을 갖는 세섬도 하이멀티 OY형 이형단면사 및 잠재권축사를 이용한 고신축 환편 및 경편물 개발하고, 극한환경에서도 고견뢰도를 유지할 수 있는 섬유의 염색법 및 기능성 발현 가공법의 적용, 내마모성과 필링이 우수한 아라미드+나일론 복합가공사 신축직물 제직 및 염색가공 공정 개발을 통해 기능성을 발현할 수 있는 싸이클 웨어 원단을 개발하였음. 또한 종래 Compression Wear에만 적용하던 테이핑 요법을 응용한 근력강화형 싸이클웨어 패턴과 디자인 개발을 통해 다양한 형태의 근력강화형 싸이클웨어를 개발하였으며, 무산소파워, 유산소파워, 젖산분석, EMG 분석 및 에너지 대사분석 등의 운동능력 성능평가를 통해 테이핑 요법이 적용된 싸이클웨어의 근력강화 효과를 확인하였음. 이와 같이 개발된 싸이클웨어는 무산소파워, 유산소파워, EMG 분석에서 각각 근력강화 효과를 보였으며, 피로물질인 젖산의 경우는 발생의 정도가 낮게 나타났음. 또한 여성에 비해 남성의 근력강화 효과가 크게 나타나는 경향을 보였음.
엔진 배기가스의 동력과 유량이 배기행정의 직전 단계에서 관찰되었다. 배기가스 양을 적당히 조정함으로써 터보 과급의 입구 압력을 증가시킬 수 있었으며 엔진의 흡기, 소기 및 배기과정에서 가스질량과 엔진의 동력, 그리고 터보과급 효과도 감소하였다. 터보 과급장치를 기하학적으로 적절화시킴으로써 싸이클의 동기화 및 동력의 효율이 고려된 열교환 과정의 효율 기준도 제기되었으며 디젤엔진의 연소싸이클을 재수정하는 과정과 터빈의 동역학적 특성도 제시되었다.
가정용 냉장고에 있어서 정음화를 위한 다각적인 노력이 냉장고의 주요 소음원이라고 할 수 있는 압축기, 냉기 순환용 팬, 압축기 냉각용 팬 및 냉매 순환용 파이프 방진구조 등의 개선을 통하여 국내외적으로 상당한 진척을 보이고 있다. 이러한 소음원들의 특징은 각각이 특정한 목적에 의하여 작동하는 하나의 구동부이거나 이러한 구동부와의 직접적인 연결에 의해 가진되는 경우로서 Airborne Noise나 Structureborne Noise를 발생시키고 있다. 본 논문에서는 이러한 압축기나 팬이 꺼진 상태에서 냉장고의 싸이클상에 열교환용 냉매가 봉입된 상태에서 압축기가 운전시 형성되었던 싸이클상의 고압 및 저압측의 압력 차이에 의하여 증발기의 Accumulator내에 형성된 Sleeve(이하, 삽입관 .PHI.1.5 Hole)에 의해서 발생되는 Bubble 소음에 대한 실험적 규명과 소음 측정을 통한 주파수 분석을 하였으며, 이러한 Bubble 소음 발생시 싸이클상의 온도 및 압력값을 측정하여 Strasberg에 의해 도출된 선형화된 식을 이용하여 Bubble 소음 발생시 주파수 분석을 통한 Bubble Size를 결정하였고, Bubble 소음 발생의 직접적인 원인으로 작용하는 Orifice를 제거하여 Bubble 소음의 개선 정도를 비교 검토하였다.
물을 분해하여 수소를 만드는 방법으로서 열화학싸이클을 이용한 방법에 대하여 그동안의 연구 동향에 대하여 살펴보았다. 수소생산이란 관점에서 열화학싸이클이 갖는 장점은 일정한 고온의 열을 얻을 수 있다면, 반응속도의 향상과 아울러 대용량화가 가능하다는 점이다. 안정한 물을 분해하려면 물의 산화/환원이 용이한 매개체를 써서 수소 및 산소를 발생하게 하고 순환시키게 되는데, 매개체가 유독성 물질이라면 이 과정에서 누출이 되지 않도록 하여야 한다. 아직 상용화단계에는 미치지 못하였지만, 일본, 스위스, 이스라엘, 미국, 한국 등에서 집중적으로 연구되고 있는 내용은 IS 싸이클과 ZnO/Zn, $Fe_3O_4/FeO$등과 같은 금속산화물계를 이용한 싸이클들이며, 고온용 및 내부식성 소재와 시스템 분야에서 아직 해결해야할 점이 많다.
탄화수소가스를 고온$(1000^{\circ}C)$에서 열분해 하여 고상화하는 기상 열분해법을 사용하여 저결정질 탄소재를 제조하고 같은 방법으로 붕소를 첨가한 저결정질 탄소재$C_{l-x}B_x(x=0.05,\;0.10,\;0.20)$를 제조하여, 리튬 이온 이차전지의 부극으로서의 전기화학적 특성을 조사하였다. 시료 대 PVDF를 95:5의 무게비로 첨가한 경우, 붕소를 첨가하지 않은 저 결정질 탄소재(x=0.00)는 초기 방전용량 374mAh/g을 나타내었으며, 제 2싸이클부터는 싸이클 성능이 비교적 우수하여 제 10싸이클에서 258mAh/g의 방전용량을 나타내었다. 시료 대 PVDF를 95:5의 무게비로 첨가한 경우, $C_{1-x}B_x(x=0.00,\;0.05,\;0.10\;0.20)$ 시료들 중에서 x=0.05 조성의 시료는 가장 큰 초기 방전용량 860mAh/g을 나타내었으며, 10번째 싸이클에서 181mAh/g의 방전용량을 나타내었다. 제 2싸이클부터 싸이클 성능은 모두가 비슷하게 나타났다 초기방전 용량(PVDF $10wt.\%$ 사용시, 853mAh/g), 싸이클 성능, 방전용량(PVDF $10wt.\%$사용시 10번째 싸이클에서 400mAh/g)면에서 $C_{0.90}B_{0.10}$ 시료가 리튬이온 이차전지의 부극으로서의 가장 우수한 전기화학적 특성을 나타내었다. 합성한 탄소에 NMP를 용매로 한 액상 혼합 바인더(PVDF)를 90:10의 무게비로 첨가한 경우가 95:5의 무게비로 첨가한 경우보다 대체로 모든 조성에서 충$\cdot$방전용량이 크게 나타났다. 붕소가 첨가되어 덜 disordered된 구조가 됨으로써 1.25V보다 낮은 전압 부분에서 평탄구역이 증가하는 것으로 판단된다. 붕소가 첨가된 경우 충$\cdot$방전용량이 제 2싸이클에서부터 급격히 감소하였는데, 이는 첨가된 붕소가 제 1싸이클에서 삽입되는 Li과 일부는 강하게 결합하여 추출이 안되고 일부만이 다시 가역적으로 추출$\cdot$삽입되기 때문으로 생각된다. 붕소 첨가에 의한 충$\cdot$방전용량의 증가는, 붕소가 electron acceptor로 작용하여 삽입된 Li와 붕소-탄소 host 사이의 결합 강도를 증가시킴으로써 붕소치환 된 탄소에서 Li의 전위를 상승시키기 때문에 일어난다고 사려된다.
이 연구에서는 태양열 에너지 저장용도로 사용하기 위한 시멘트 기반 복합재료의 열적 및 역학적 특성을 파악하였다. 다양한 시멘트 재료의 배합이 섬유보강 시멘트 기반 복합재료의 열적 및 역학적 특성에 미치는 영향을 파악하기 위한 실험연구를 수행하였다. 시멘트 기반 복합재료의 역학적 특성으로써 열싸이클 전과 후의 압축강도 및 인장강도를 측정하였다. 또한, 섬유보강 시멘트 기반 복합재료의 열적 특성으로써 열전도율과 비열을 측정하였다. OPC와 슬래그를 포함한 배합의 잔류압축강도가 가장 크게 나타난다. 그라파이트를 혼합한 배합의 열전도율이 크게 나타나며, 이는 그라파이트가 열저장 시스템의 효율적인 축열과 방열에 유리함을 의미한다. 또한, CSA 또는 지르코늄의 첨가는 섬유보강 복합재료의 비열을 증가시킨다. 실험연구결과는 잡광형 태양열 발전소에서 고성능 복합재료를 사용하는 열저장 시스템 설계에 기초자료로 활용될 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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