콤포지트와 여러가닥 강선을 사용하여 제작된 접착식 보정장치는 심미적이며, 효과적인 보정장치라 할 수 있다. 이 연구는 접착식 보정장치의 전단접착강도를 측정하고, 접착식 보정장치의 제작 시 사용하는 여러가닥 강선 및 접착방법의 이상적인 조합을 제시하기 위해 디자인되었다. 교정치료를 위해 발거한 건전한 상하악 소구치 160개를 사용하여 80개의 시편을 제작하였다. 접착면적 및 강선의 길이, 콤포지트의 두께를 동일화하고, 직접접착 및 간접접착의 방법으로 여러가닥 강선을 접착하여 접착식 보정장치를 제작하였다. 만능시험기를 사용하여 각 시편에서의 전단접착강도 및 강선의 탈락시까지의 신장량을 측정하여, 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 6가닥, 0.0155인치의 강선에서 가장 큰 최대 접착강도를 보이고, 3가닥, 0.0195인치의 강선에서 가장 작은 최대 접착강도를 보였는데, 그 차이는 유의할 만큼 크지 않았다(p<0.05). 즉 강선의 직경 및 가닥수는 접착강도와 큰 연관성이 없다. 2. 3가닥, 0.015인치의 강선에서 가장 큰 신장량을 보여 주었고, 3가닥, 0.0195인치 강선에서 가장 작은 신장량을 보여주었다(p<0.05). 강선의 직경이 작을수록 신장량은 크게 나타났으나, 강선의 가닥수는 신장량과 큰 연관성이 없다. 3. 두 가지 접착방법의 비교에서 간접 접착술식을 사용했을 때 더 큰 접착강도 및 신장량을 보여 주었고, 통계적으로 유의한 차이를 나타냈다(p<0.05).
자동차 차체에 구조접착접합을 적용하는 것은 시대적인 흐름으로 볼 때 지극히 당연한 것으로 생각된다. 자동차는 머리말에서 언급한 사회적 요구와 그리고 기술적인 측면이 서로 미묘한 조화를 이루면서 만들어진다. 구조접착접합을 적용하는 기술상의 변혁은 처음에는 조금씩 점진적으로, 주의깊게 진행하는 것이 바람직할 것이다. 검토해야 할 여러가지 문제가 쌓여있고, 앞으로의 기술개발을 큰 과제로 하고 있지만, 자동차 기술을 담당하고 있는 기술인들의 능력으로 볼때 대부분의 문제들은 해결가능할 것으로 전망된다. 구조접착접합은 용접성이 떨어지는 고강도 박강판이나 이종재료.복합재료의 접합법으로 기대가 크다는 것을 전반적으로 살펴보았다. 또한 박강판, 알루미늄합금, 엔지니어링 프라스틱, 세라믹스 등의 이용도를 높이기 위해서도 접착접합의 응력해석과 강도평가는 필수적이므로 접착접합에 대한 강도평가의 확립이 시급한 실정이다. 따라서 접착접합 기술의 활용측면에서 '구조접착'의 신뢰성을 높이기 위한 접착이음의 응력해석과 강도평가법에 대한 관심과 연구개발을 통해 현재의 접착강도평가 문제를 풀어나가야 할 것이다.
접착강도는 접착제의 점탄성을 반영한 온도·속도 의존성을 나타낸다는 것이 잘 알 려져있다. 특히 유리전이온도(Tg)에서의 역학적 완화기구가 접착층의 변형을 수반하는 접착 층의 변형을 수반하는 접착강도에 크게 영향을 미치고 있다. 또한 접착계의 모드I의 변형에 너지 해방율(GIC)를 측정할때에도 접착제의 변형과 파괴가 발생하기 접착제의 점탄성이 그 값에 어떠한 영향을 미치는 지에 흥미가 깊다. 본 연구에서는 2종류의 에폭시 수지를 블랜 드한 접착제를 이용하여 일정한 측정조건에서 인장 접착강도와 GIC의 상관관계에 대하여서 도 토론하였다.
Solvent 용접에 따른 무정형 고분자 폴리스티렌/폴리스티렌 계면의 접착강도의 변화를 butt joint실험을 통하여 살펴보았다. 폴리스티렌과 용해도 상수가 유사한 용매를 계면에 코팅함으로써 계면 분자쇄의 유동성 증가와 계면의 거침정도의 변화에 따른 접촉표면의 증가로 인하여 접착 강도가 증가함을 확인하였다. 사용용매의 비등점이 접착온도보다 높은 경우, 접착강도의 증가는 용매에 의한 분자쇄의 유동성 증가에 기인되는 반면 용매의 비등점이 접착온도에 비해 낮을 경우 접착강도의 증가는 용매에 의한 접촉표면의 증가에 의존함을 알 수 있었다. 접착온도가 높을수록, 접착시간이 길어질수록 접착강도는 증가되며, 사용용매가 접착강도에 미치는 영향은 감소함을 알 수 있었다.
폴리머 종류에 상관없이 폴리머 시멘트비의 증가에 따라 접착성능은 크게 개선되었으며, A타입 인장접착강도는 1.90배, B 타입 인장(접착)강도는 2.17배, 휨(접착)강도는 1.83배 보통 시멘트 모르타르 보다 높게 나타났으며, 보통 시멘트 모르타르의 B 타입 인장(접착)강도에 대한 인장강도비와 휨(접착)강도에 대한 휨강도비인 상대강도비가 각각 46.9%, 72.6%를 나타냈으며, 폴리머 시멘트 모르타르의 경우에는 각각 50.1%~101.7%, 73.8%~132.9% 범위를 나타내, 폴리머 시멘트 모르타르가 높은 강도회복율을 보였다. 폴리머 종류에 따라서는 EVA를 사용하고, 폴리머 시멘트비로서는 접착성능과 경제성을 고려하면, P/C 10%~15% 범위를 제안할 수 있다.
본 연구의 목적은 다른 표면 젖음성을 갖는 상아질에 대한 수종의 자가접착레진시멘트의 인장접착강도를 비교하고자 하는 것이다. 이번 실험을 위해 Rely-X Unicem (3M, ESPE, St. Paul, MN, USA), Embrace Wetbond (Pulpdent, Oakland, MA, USA), Maxcem (Kerr, Orange, CA, USA) 3 종의 자기접착레진시멘트를 사용하였다. 발거한 상, 하악 대구치 60개를 미세절단기 (Acutom P-50, Struers, Copenhagen, Benmark)를 이용해 한 치아에서 $2mm{\times}2mm{\times}7mm$의 치아 시편 두개씩 얻었다. 상아질 표면을 건조 그룹은 10초간 강한 공기로 건조시켰고, 습윤 그룹은 과잉의 수분을 2 초간 거즈로 압박해 제거하였다. 상아질 표면의 젖음성을 달리한 시편에 자가접착레진시멘트를 접착한 후 상온의 상대습도 100% 상태에서 24시간 보관했고, 만능시험기 (EZ Test, Shimadzu corporation, Kyoto, Japan)를 이용해 인장접착강도를 측정했고, 분리된 접착면의 파절양상을 근관 치료용 현미경 (OPMI pro, Carl Zeiss, Oberkochen, Germany)을 이용해 20 배의 배율로 관찰하였다. $SPSS^{TM}$ Ver 10.0 (SPSS Inc., Chicago, IL, USA)을 사용하여 동일한 자가접착레진시멘트에서 상아질 젖음성에 따른 인장접착강도를 T-test로 비교하였으며, 각 자가접착레진시멘트간의 인장접착강도를 One way ANOVA test로 비교 분석하고 95% 유의수준에서 Scheffe's test로 사후검정 하였다. 실험 결과 자가접착레진시멘트의 인장접착강도는 상아질 젖음성에 영향을 받지 않았으며, 상아질 표면 젖음성과 상관없이 Maxcem의 인장접착강도가 Unicem과 Embrace의 인장접착강도보다 유의성 있는 낮은 값을 나타내었다. 또한 모든 시편의 분리된 접착면은 접착실패 양상을 나타내었다. 이상의 실험 결과로 볼 때 자가접착레진시멘트는 상아질 표면 젖음성에 상관없이 사용할 수 있을 것이라고 생각된다.
고분자 재료인 접착제와 금속 피착재 사이의 정량적인 접착강도 측정은 중요하다. 고분자 재료인 접착제와 금속 피착재 사이의 접착강도 측정 시, 피착재의 종류와 두께 변화가 접착강도에 미치는 영향에 대해 연구하였다. 금속 피착재의 종류로는 알루미늄과 스텐리스강 2종류가 선택되었으며, 접착강도의 측정에는 돌리테스트와 전단시험이 사용되었다. 인장응력 방식의 돌리테스트로 고분자 접착제와 금속 피착재 사이의 접착강도 측정 시, 금속 피착재의 두께 변화는 접착강도의 크기에 거의 영향을 미치지 않았으나, 피착재의 종류에 따라 접착강도는 다르게 나타났다. 반면, 전단시험으로 고분자 접착제와 금속 피착재 사이의 접착강도 측정 시, 금속 피착재의 상대적 두께 변화는 접착강도의 크기에 영향을 주었다. 이유는 전단시험 시 접착부의 모서리 부분에서 발생하는 피착재의 휘어짐 현상은 접착부에 추가적인 인장응력을 발생시켜 접착강도를 낮추는데 기여하기 때문이다. 이 연구의 결과, 돌리테스트는 피착재의 두께가 변해도 접착강도의 변화가 거의 없기 때문에 고분자 접착제와 금속 피착재의 정량적인 접착강도 측정 시 널리 사용될 것으로 예상된다.
연구에서는 5가지의 접착길이를 갖는 탄소 복합재-알루미늄 단일겹침 체결부에 대한 실험을 통해 단일겹침 접착 체결부의 파손양상 및 강도를 연구하였다. 시편은 필름 형태의 접착제인 FM73m을 사용하여 이차접착으로 제작하였다. 실험 결과, 이종재료 접착 체결부의 강도는 금속-금속 체결부의 강도보다는 낮고, 복합재-복합재 체결부의 강도보다는 높게 나타났다. 접착길이 대 폭의 비가 1보다 작은 경우, 접착길이의 증가가 강도 저하에 미치는 영향이 컸지만, 접착길이 대 폭의 비가 커질수록 접착길이의 효과는 줄어드는 것으로 나타났다. 모든 시편은 최종적으로 층간분리의 형태로 파손되었다. 따라서 고강도 접착제를 사용한 체결부의 강도향상을 위해서는 적층판의 층간분리 파손을 지연시킬 수 있는 설계가 중요할 것으로 판단된다.
연구 목적: 임플란트의 하부구조를 상부 구조와 연결하는 레진시멘트의 접착강도를 높이기 위한 기계적 화학적인 표면처리 방법들이 연구 되고 있다. 이 연구에서 다양한 크기의 $Al_2O_3$ sandblasting과 Silano Pen으로 표면처리한 티타늄과 레진 시멘트의 접착강도를 알아보고자 한다. 연구 방법: 12개의 티타늄(Ti-6A1-4V)시편을 디스크 형태로 제작하여 자가중합 수지에 매립하였다. 이들을 각각 6개의 군으로 나누어 $50{\mu}m$, $90{\mu}m$, $110{\mu}m$ 등 3가지 크기의 $Al_2O_3$로 sandblasting 하는 조건과 $Al_2O_3$로 sandblasting한 후 Silano Pen(Bredent, bredent GmbH &Co.KG, Senden, Germany)을 사용한 군으로 나누었다. 표면처리 한 티타늄 표면에 레진시멘트(Duolink dual syringe, Bisco, USA)으로 접착하였다. 그 후 증류수($37^{\circ}C$)에 24시간 보관 후 접착강도 실험을 시행하였고, SEM을 사용하여 표면처리 한 표면과 접착강도 실험 후 파절양상을 관찰하였다. 결과: 통계학적 분석에 따르면 Silano Pen을 사용하여 표면처리한 군들의 접착강도가 높았다(P<0.05). 결론: Silano Pen을 사용하는 것이 티타늄과 레진시멘트의 접착강도를 증가 시킨다.
본 연구에서는 복합재료의 접착이음에 대한 강도 평가법을 확립하기 위한 기 초연구로써 접착이음의 가장기본적인 형태의 하나인 겹치기 이음(single-lap joint: SLJ)에 대한 응력해석과 정적 및 피로 강도시험을 실시하고, 종래의 강도평가법의 문 제점을 파악.검토하고 정량적이고 통일적인 접착이음의 강도평가법의 확립 및 설계 기 준의 설정에 대한 새로운 방향을 모색 하고저 한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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