항복응력, 점성과 같은 유변학적 특성은 토석류의 유변성을 결정하는 주요 매개변수이다. 본 연구에서는 다양한 액성지수와 모래함량을 가지는 세립토를 대상으로 유변측정 시험을 수행하였다. 이를 통해 전단응력-전단변형률속도 관계, 액성지수와 점성 및 항복응력 관계, 체적농도와 점성 및 항복응력 관계 등과 같은 다양한 분석을 통해 모래함량을 달리하는 흙에 대한 유변학적 특성을 파악하였다. 유변측정 시험 결과로부터 세립토의 유동곡선 특성은 전단변형률속도가 점차 커짐에 따라 곡선의 기울기가 감소하는 전형적인 전단담화(shear thinning)의 거동 형태를 나타냄을 알 수 있다. 동일한 모래함량을 갖는 시료에서 액성지수가 증가함에 따라 항복응력과 점성은 감소하는 경향을 보이며, 동일 액성지수 상태에서 모래함량이 커짐에 따라 항복응력과 점성 모두 증가하는 것으로 나타났다. 항복응력과 점성은 약간의 함수비 증가에도 크게 감소함을 알수 있다. 체적농도($C_v$)가 증가함에 따라 항복응력과 점성은 증가하는 경향을 나타낸다. 회귀분석을 통해 임의의 체적농도($C_v$)에 대한 항복응력과 점성의 계수 ${\alpha}_1$, ${\alpha}_2$, ${\beta}_1$, ${\beta}_2$를 산정하였다.
찹쌀가루와 메주가루의 배합비율(무게비)을 달리한 고추장(찹쌀가루 : 메주가루 = 1:1, 1:2, 1:3, 2:1, 3:1)의 숙성 중 품질 변화를 평가하기 위해 12주 동안 숙성시키면서 고추장의 이화학적 특성, 효소 활성 및 레올로지 특성을 연구하였다. 숙성 중 고추장의 수분함량은 $47.4{\sim}47.9%$에서 점차 증가하여 8주에는 최대 수분함량을 보였다. 환원당 함량은 $2{\sim}4$주에 가장 높았으며 이후에서는 점차 감소하는 경향을 보였다. 아미노태 질소 함량은 지속적으로 증가하였다. ${\alpha}-amylase$와 ${\beta}-amylase$ 활성은 숙성 $2{\sim}4$주에 최대 역가를 나타냈다. Acidic protease와 neutral protease는 각각 숙성 2주와 4주에 가장 높은 활성을 보였다. Power law 모델에 의한 유동성 측정에서 고추장은 낮은 유동성지수(flow behavior index, $n=0.21{\sim}0.36$)를 가진 전단담화(shearing-thinning)거동을 보여주었으며, 점조도 지수(consistency index, K)와 겉보기점도 $({\eta}_{a,10})$는 숙성 2주에 급격히 증가하고 이후에는 감소하였다. Casson 모델식에 의한 항복응력$({\sigma}_{oc})$은 숙성 2주에 급격히 증가하고 이후에는 감소하였다. 동적 점탄성 측정에서는 저장 탄성률 (G#)이 손실탄성률 (G') 보다 높은 수치를 나타내었고 주파수(frequency, ${\omega}$)가 증가함에 따라 증가하는 경향을 보여주었다. 또한 숙성기간이 경과함에 따라 (G#)과 (G@)이 증가하는 경향을 나타냈다.
자동차 선도장 강판을 위한 핵심 응용기술로서 3-롤코팅 공정을 연구하였다. 본 연구를 위한 3-롤코팅은 저장조로부터 코팅액을 끌어 올리는 pick-up롤, 적절한 코팅 두께로 계량시키기 위한 계량롤, 강판에 직접 코팅시키기 위한 applicator 롤로 구성되어 있다. 전단담화의 유변물성을 갖는 고분자 도료의 코팅 유동 특성과 코팅 운전 영역을 pickup 롤과 계량롤 사이의 속도비와 간격 등의 공정조건과의 상관관계를 통해 고찰하였다. 안정한 코팅 영역에서, 간격이 크거나 속도비가 작을수록 코팅 두께는 증가하였다. 또한, ribbing과 cascade라는 불안정성은 각각 속도비가 낮고 높을 때 관찰되었다. 특히, 속도비가 낮을때, ribbing의 파장과 심각도가 증가함을 확인하였다.
이축압출기(twin screw extruder)를 이용하여 용융상태에서 furfuryl sulphide를 분지제로 개질 폴리프로필렌(modified polypropylene, m-PP)을 제조하고, 층상 실리케이트와 다중벽 탄소나노튜브(multi-walled carbon nanotube, MWCNT)와의 m-PP/나노필러 복합체를 제조하였다. m-PP의 화학구조와 열적 특성은 적외선분광기(FTIR), 시차주사열용량분석기(DSC)를 이용하여 관찰하였다. m-PP의 화학구조는 3100 $cm^{-1}$에서 나타나는 분지제의 =C-H 신축진동피크를 이용하여 확인하였고, 용융온도는 큰 변화를 보이지 않았지만 결정화온도는 $10-20^{\circ}C$ 가량 증가하였다. m-PP/나노필러 복합체의 유변학적 특성과 분산성 및 발포거동은 동적유변측정기, X-선 회절분석기(XRD), 주사/투과전자현미경(SEM/TEM)을 이용하여 관찰하였다. m-PP/나노필러 복합체의 낮은 주파수 영역에서의 복합점도와 용융탄성이 증가하였으며, 전단담화(shear thinning) 효과 또한 증가하였다. 순수 PP와 비교할 때 m-PP와 m-PP/나노필러 복합체의 발포 거동 개선효과가 우수한 것을 확인하였다.
본 연구는 '고운' 품종으로 제조한 감자가루 분산액의 농도(3, 4, 5, 6, 7%, w/w)에 따른 유변학적 및 페이스팅 특성에 대하여 평가하였다. 감자가루 분산액은 전단담화 거동(n=0.41~0.55)을 나타냈으며, 감자가루 농도가 증가함에 따라 점조도 지수(n), 겉보기 점도(${\eta}_{a,100}$), Casson 항복응력(${\sigma}_{oc}$)값이 증가하는 경향을 나타내었다. 또한 동적 점탄 특성 측정 결과에 의하면 감자가루 분산액은 약한 겔과 같은 거동을 보여주었으며 G'과 G" 값들은 감자가루 농도와 진동수(${\omega}$)가 증가함에 따라 증가하는 경향을 나타내었다. Cox-Merz 중첩원리는 감자가루 분산액에 잘 적용되지 않았다. RVA에 의한 페이스팅 특성은 감자가루 농도가 증가할수록 peak viscosity, trough viscosity, final viscosity, set back viscosity, break down viscosity 값이 유의적으로 증가하였다.
본 연구는 칼로스 품종으로 제조한 쌀가루 분산액(3, 6, 9%, w/w)에 따른 유변학적 특성 및 해동방법에 따른 냉동 강황밥의 품질특성에 대하여 평가하였다. 쌀가루 분산액은 전단담화 거동을 나타내었으며, 쌀가루 농도가 증가함에 따라 쌀가루 분산액의 점조도 지수, 겉보기 점도, Casson 항복응력 값이 증가하는 경향을 나타내었다. 쌀가루 분산액의 동적점탄 특성에 의하면 진동수 범위(0.63~62.8 rad/s)에서 진동수가 증가함에 따라 G′과 G″ 값들이 증가하는 경향을 나타내었다. RVA에 의한 쌀가루의 페이스팅 특성은 농도가 증가할수록 peak viscosity, trough viscosity, final viscosity, breakdown viscosity, setback viscosity 값이 증가하였다. 재가열 조건에 따른 냉동 강황밥의 수분함량은 스팀기, 스마트오븐, 전자레인지로 해동한 순으로 유의적으로 높았다. 색도 측정 결과 L값은 스팀기가 유의적으로 높은 값을 보였다. a값은 음의 값을 보였으며, 스팀기에서 가장 낮았고 전자레인지에서 가장 높은 값을 보였다. b값은 전자레인지가 가장 높은 값을 보였으며, 스팀기와 스마트오븐은 유의적으로 차이가 없었다. 기계적 텍스처 특성 분석 결과 경도, 부착성, 탄력성, 응집성, 깨짐성, 씹힘성 모든 값에서 스팀기가 유의적으로 낮은 값을 보였다. 결과적으로 스팀기를 이용하여 해동한 냉동 강황밥이 가장 부드러운 조직감을 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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