• 자원환경지질
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• 제53권3호
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• pp.287-296
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• 2020

광해방지사업은 광산 개발로 인해 국민건강 생활에 미치는 위해요인을 분석, 제거 및 예방을 통해 지속가능한 녹색생활권 보장 및 친환경적 광산개발을 도모를 목표로 수행되고 있다. 일제강점기 및 광산개발 활황기에 개발되어 전국에 산재된 광산은 아직도 복구되지 않은 상태로 방치되고 있으며, 이런 산재된 위험으로 부터 국민안전은 물러설수 없는 최우선의 가치가 되고 있다. 광해방지사업에서 국민안전과 밀접한 사업은 응급조치이며, 이중 가장 광범위하게 사용되고 있는 공법은 지반침하방지사업과 유사하게 충전공법이다. 위험한 광산 공동 및 터널이 산악에 위치한 경우, 기존 재료로 충전 공법이 불가능하거나, 불합리한 경우가 발생가능하며, 새로운 공법의 기술개발이 필요하다. 위험한 광산 채굴지가 인접한 등산로에서 국민의 소중한 인명피해가 발생하지 않도록 응급조치사업은 안전하고 효율적으로 시행되어야 한다. 이러한 현장여건에서 우레탄 폼 재료는 하나의 대안이 될수 있다. 본 연구는 우레탄 폼 재료의 해외 광업분야 적용사례를 살펴보고, 실규모 화재 실험을 통해 광해방지사업의 응급조치을 위한 우레탄폼 재료와 복토 심도에 적용성을 실험하였다. 실험결과를 통해 약 15cm의 복토(추천 20cm 이상)로 산림화재로부터 폼 재료의 기능유지에 적정하다는 결과를 얻었다.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 1999년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.176-179
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• 1999

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권11호
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• pp.1345-1352
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• 2012

본 논문의 목적은 사용후핵연료 수송용기 충격완충체의 완충재질로 고려되고 있는 발사목과 우레탄 폼 심재, 그리고 샌드위치 패널에 대한 저속충격거동 및 기계적 특성을 평가하는 것이다. 우레탄 폼은 등방성 재질로써 인장, 압축, 그리고 전단의 기본물성시험을 수행하였으며, 발사목은 서로 다른 직교방향에서 다른 물성을 갖는 이방성 재료이므로 아홉가지 방향에 대한 기계적 특성 평가를 하였다. 충격시험용 심재와 샌드위치 패널 시험편은 충격시험기를 사용하여 세가지 충격에너지 레벨(1J, 3J, 그리고 5J)에 대한 저속충격시험을 수행하였다. 시험 결과, 우레탄 폼과 성장방향을 제외한 발사목은 충격에너지 흡수율, 접촉하중, 그리고 손상영역에서 유사한 거동을 보였으며, 우레탄 폼 심재는 난연성과 비용절약이 우선시 되는 설계에서 완충재질로서 추천될 수 있고, 발사목 심재는 사용후핵연료 수송용기의 경량화를 위한 완충재질로써 우선 고려될 수 있다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제32권2호
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• pp.30-37
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• 2018

본 연구는 주택이나 창고 등의 건축용 합성 단열재의 연소특성을 분석한 것으로 콘칼로리미터 및 SEM을 활용해 난연 스티로폼, 일반 스티로폼, 우레탄, 석고보드 등 4종의 재료별 연소특성을 실험 및 분석하였다. 시험결과 각 재료별 착화특성으로는 상기 단열재에 대한 착화시간(TTI)은 27 s~43 s로 나타났으며, 이중 난연 스티로폼은 TTI이 가장 낮은 27 s에 착화되었다가 28 s에 소멸됨을 보였다. 또한 각 재료들의 최대열방출율(peak HRR)과 평균열방출율(mean HRR)의 크기는 우레탄>석고보드>난연 스티로폼>일반 스티로폼으로 나타났으며, 총열방출량(Total Heat Release Rate, THR)은 우레탄>난연 스티로폼>일반 스티로폼>석고보드 순으로 나타났다. 또한 총연기방출량(Total smoke release, $m^2/m^2$)은 난연 스티로폼에서 가장 많은 $30.798m^2/m^2$을 보였다. 일반 스티로폼의 CO 방출농도는 0.275 kg/kg, $CO_2$ 방출농도는 12.807 kg/kg값이 나타났다. 잔유물은 위 4가지 재료 중 석고보드에서 가장 많은 0.029 g을 보였다.

• Composites Research
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• 제12권6호
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• pp.74-82
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• 1999

폴리 우레탄 폼 코아 샌드위치 복합재료의 정적 및 피로 특성에 대하여 연구하였다. 유리 섬유강화 스킨과 중합의 폼 코아를 갖는 비스티칭, 스티칭, 스티프너의 세 종류 시편이 사용되었다. 특히 스티칭 샌드위치 구조는 두께 방향에 대하여 폴리에스터와 유리섬유를 꼬아서 부가적인 구조 보강이 코아의 상하 표면을 통하여 꿰멘 구조로 층간분리를 최소화하기 위해 샌드위치 구조 패널을 스티칭하여 만들고 수지는 수지의 유동 온도에서 수지의 낮은 점도 특성을 이용하여 스티칭 섬유에 침투시켜 함께 경화하였다. 스티칭 섬유가 $50{\times}50{\;}mm$의 간격으로 스티칭된 시편 및 스티프너 시편의 굽힘강도는 비스티칭 시편과 비교하여 각각 50%및 10배 이상으로 향상되었다. 최대 하중의 20%크기로 $10^6$ 피로 사이클을 받은 후, 비스티칭 시편의 굽힘 피로강도는 정적 굽힘강도와 비교하여 27%까지 감소되었고, 스티칭된 시편은 39%,그리고 스티프너에 의하여 보강된 시편은 20%정도 감소되었다. 폴리우레탄 폼 코아의 에이징 효과를 입증하기 위해, 피로 시험 후 샌드위치 시편의 표면 적층의 손상은 초음파 C-scan장비를 사용하여 검출하였다. 초음파 C-scan결과로부터 피로 시험동안 손상 받은 어떤 결함도 없었다 이는 피로 사이클동안 폼 코아 샌드위치 구조에 대한 굽힘강도의 감소는 폴리우레탄 폼이 에이징되어 발생하는 것을 의미한다.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2000년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.71-75
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• 2000

The effects of stitching thread on fatigue characteristics of polyurethane foam cored sandwich structures are investigated. Fatigue test and static test, being used in four point bending test, are performed with various diameters and distances of stitching thread. The Results show that the maximum load for bending tests is similar to each other, but after $1O^6$ fatigue cycles, the stiffness degradation of the stitching thread diameter $\emptyset$ 3mm specimen is a much larger than that of the $\emptyset$ 5mm specimen.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제44권5호
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• pp.639-654
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• 2016

건축 재료별 연소가스에 따른 인체 유해성 평가에 관한 본 연구는 SEM, FTIR와 콘칼로리미터를 이용하여 목재류인 MDF와 나왕방부목 2종과 화학물질인 난연 스티로폼, 스티로폼, 우레탄폼 및 석고보드 4종의 플라스틱류 각각의 재료별 연소가스 분석을 하였다. 분석결과, MDF는 연소된 부분의 나무구조와 접착제가 혼합되어 균일하게 연소되었고 나왕방부목은 난연 약제가 깊숙이 침투하여 높은 열에도 목재의 형태를 일정하게 유지하였다. 난연 스티로폼은 불이 붙지 않고 녹아내렸는데 무기계 난연제 때문으로 사료되고 석고보드는 형태는 유지했으나 열에 취약함을 확인하였다. MDF에서 암모니아($NH_3$)치사농도(750 ppm)대비 795 ppm, 나왕방부목은 이산화탄소($CO_2$)가 256,965 ppm으로 치사농도(100,000 ppm)의 2.5배 초과하였고, 우레탄에서 염화수소(HCl)의 치사농도(500 ppm)를 초과하는 697 ppm, 또한 우레탄에서 이산화질소($NO_2$) 치사농도(250 ppm)를 크게 초과하는 434 ppm과 난연 스티로폼 398 ppm이 방출되었다. 대부분의 재료에서 인체에 매우 유해한 가스가 방출됨을 확인하였고, 본 연구결과는 향후 건축 재료별 인체 유해성을 평가하는 기초데이터로 활용하고자 한다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제60권4호
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• pp.519-524
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• 2022

국내 건축물 마감재는 국토교통부 고시에 따라 KS F 2271 기준에 의해 평가되어지고 있으며, 이 실험은 실험동물을 사용하여 평가하고 있다. 본 연구에서는 가연성이 높은 유기물 단열재 EPS, 우레탄, 페놀폼에 대해 실험을 진행하였다. 이 3종의 단열재가 연소 시 발생되는 유해성 가스에 의한 실험용 쥐의 평균행동정지시간을 측정하여, 실험용 쥐의 행동정지에 대한 원인을 분석하고자 하였다. 실험용 쥐의 행동정지에 대한 원인분석방법으로는 FTIR 분석과 연기밀도실험을 진행하였고, 마우스의 행동정지 원인을 입자상물질에 의한 질식과 가스상물질에 의한 독성흡입으로 구분하여 실험결과를 분석하였다. 실험결과 우레탄이 가장 유해한 단열재로 평가되었으며, 가스유해성 실험결과에 대한 원인분석으로 FTIR분석과 연기밀도 실험을 진행한 결과, 독성흡입에 의한 영향보다 질식에 의한 실험용 쥐의 행동정지가 높은 것으로 나타났다. 본 연구는 유해성가스의 원인분석에 대한 기초연구로서, 독성의 근거를 마련하고 나아가 다양한 재료와 가스에 대한 분석을 통하여 보다 구체적인 독성평가의 기준이 마련될 수 있을 것으로 기대된다.

• Composites Research
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• 제12권5호
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• pp.54-64
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• 1999

본 연구에서는 낙하추 방식의 충격시험기를 이용하여 스티칭된 샌드위치 복합재의 저에너지 충격거동을 조사하였다. 스티칭된 샌드위치 복합재는 유리섬유직물의 면재와 우레탄 폼의 코아로 구성되어 있으며 위쪽 면재와 아래쪽 면재는 폴리에스터 보강섬유로 코아의 두께방향을 따라 스티칭하여 일체형으로 결합되어 있다. 이때 코아의 두께가 충격거동에 미치는 영향을 조사하기 위해 코아의 두께를 달리한 네 종류의 스티칭된 샌드위치 복합재를 고려하였다. 스티칭된 샌드위치 복합재에 작용되는 충격조건은 낙하추의 질량과 낙하추의 낙하높이를 조절함으로써 변화시켰다. 연구결과에 따르면 코아의 두께, 낙하추의 낙하높이, 그리고 낙하추의 질량 등의 변화는 스티칭된 샌드위치 복합재에서의 충격하중, 충격체와의 접촉시간, 면재에 형성된 변형율 등에 영향을 미침을 알 수 있었다. 또한 스티칭된 샌드위치 복합재는 스티칭부의 보강효과로 인해 손상을 억제시킬 분 아니라 손상이 발생한 경우에도 구조물로서 역할을 담당할 수 있다. 그러나 스티칭된 샌드위치 복합재를 효율적으로 기존의 구조물에 적용하기 위해서는 스티칭부에서의 수지함침성을 개선할 수 있는 제작공법의 연구가 필요하다.

• Composites Research
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• 제28권2호
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• pp.58-64
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• 2015

본 논문에서는 샌드위치 복합재 패널로 제작되는 사용후 핵연료 수송용기 충격완충체의 유효등가 유한 요소모델을 제시하는데 목적을 둔다. 샌드위치 복합재 패널은 금속재 면재와 각각 우레탄 폼, 발사목 그리고 레드우드 심재로 구성되었다. 충격완충체의 유효등가 유한요소 모델은 샌드위치 복합재 패널의 저속충격 시험과 해석결과와의 비교를 통해 제시되었으며, LS-DYNA 3D를 사용한 동적 외연 유한요소해석에 의해 수행되었다. 시험과 해석 결과, 충격완충체 샌드위치 패널의 유한요소 모델은 적층쉘 요소의 면재와 솔리드요소의 심재를 사용한 기존의 혼합모델링 기법에 비해 면재와 심재 모두 솔리드 요소를 적용하는 방법이 더 정확한 결과를 나타냄을 확인하였다. 이때 발사목과 레드우드 심재는 요소제거 기능을 갖는 솔리드 요소로 모델링 되는 것이 추천되어진다.