• Composites Research
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• 제22권4호
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• pp.41-49
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• 2009

천연섬유복합재료는 저비용, 경량, 재생성, 친환경적인 재료로 최근 제조되고 있다. 또한 이들 재료는 생체분해성과 비연마 특성을 갖고 있다. 천연섬유의 친환경적이고 생체분해성으로 인해 천연섬유복합재료는 기존의 섬유를 대체할 잠재적인 대체재로 관심을 받고 있다. 천연섬유의 화학적, 기계적, 물리적 특성은 다양한 섬유의 셀룰로스양에 따라 명확한 특정이 구분되며, 이러한 복합재료의 기계적인 물성치는 기지재와 섬유간의 접착에 의해 주로 영향을 받고 있다. 천연섬유표면의 여러 화학적인 물리적인 개질방법은 섬유와 기지의 접착력 향상에 영향을 주어 결국 복합재료의 기계적인 물성치를 향상시킬 수 있다. 본 논문은 최근 개발되고 있는 천연섬유복합재료의 섬유종류, 고분자기지, 제조기술, 섬유의 처리, 섬유 기지간 계면등에 관한 최근의 연구결과들을 정리하여 소개한 것이다.

• 접착 및 계면
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• 제9권4호
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• pp.24-29
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• 2008

두 종류의 천연섬유, 즉 면섬유와 목분을 이용하여 폴리프로필렌 - 천연섬유 복합재료를 제조하고 혼합가공시 유변학적 특성과 열적특성을 고찰하였다. PP/천연섬유 복합재료에서 천연섬유의 함량이 증가함에 따라 토오크 값이 상승하였고, 면섬유의 경우 낮은 체적 밀도로 인해 목분 복합재료보다 높은 토오크값을 나타내었다. PP의 MI에 따라서는 낮은 MI의 PP/천연섬유 복합재료에서 더 높은 토오크값이 관찰되었다. X-선 회절분석과 시차주사열분석을 통해 천연섬유의 함량이 증가될수록 PP/천연섬유 복합재료의 결정화온도는 상승하나 결정화도는 감소함이 확인되었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.77-78
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• 2008

최근 이산화탄소 흡수원으로 해조류의 배양과 이산화탄소 고정에 대한 영향 분석연구가 세계적으로 활발하게 진행되고 있다. 또한, 해조류에서 바이오에너지를 얻기 위한 연구와 해조류의 구성성분인 섬유, 당 및 지질을 이용하기 위한 연구도 다양하게 진행되고 있다. 해조류 섬유는 주로 종이 및 바이오복합재료 제조에 사용되며 추출물은 식품 등에 사용될 수 있다. 특히, 해조류 섬유는 셀룰로오스 섬유와 유사한 특성을 가지기 때문에 바이오복합재료의 천연섬유 보강재로서 사용이 가능하다. 바이오복합재료는 천연섬유를 보강재로 사용한 에너지절약과 친환경 특성을 가진 고분자복합재료로서 현재 자동차 및 건축물의 내장재로 사용되고 있는 유리섬유 보강 고분자복합재료를 대체할 수 있는 신소재이다. 본 논문에서는 해조류 기반 친환경 에너지소재의 세계적 연구동향 및 해조류 섬유를 이용한 신소재 개발연구로서 홍조류 섬유 보강 바이오복합재료에 대한 연구결과를 소개하고자 한다.

• Composites Research
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• 제37권2호
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• pp.115-125
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• 2024

환경에 대한 범세계적인 문제와 관심이 고조되는 가운데 자동차 산업에서도 친환경 소재로의 전환이 가속화되고 있다. 자동차 산업에서 친환경 복합재료는 차량 내부 및 비 구조 부품에 주로 사용된다. 특히 천연섬유 복합재료는 차량의 경량화로 연료 소비와 온실가스 배출을 줄이는데 도움을 주며 재활용이 가능하고 우수한 열적 특성과 내구성을 가지고 있어 자동차 내장 부품에 적합하다. 아울러 생산 비용 절감과 지속 가능성은 천연섬유 복합재료의 주요 장점이다. 친환경 복합재료 시장은 2022년부터 2030년까지 연평균 성장률 15.3%로 864억 3천만 달러 규모로 성장할 것으로 기대되며, 천연섬유 복합재료 시장은 2023년부터 2028년까지 연평균 5.3% 성장해 4억 2,400만 달러에 이를 것으로 예상된다. 본 리뷰 논문에서는 천연섬유 복합재료를 중심으로 차세대 자동차용 친환경 복합재료의 연구 동향과 실제 자동차 산업에서의 적용에 대해 탐구한다.

• Elastomers and Composites
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• 제46권3호
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• pp.186-194
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• 2011

셀룰로오스계 천연섬유인 kenaf를 천연고무와 함께 균일하게 배합한 후 압축성형 방법을 사용하여 천연섬유/천연고무 복합재료를 제조하였으며, 이들의 가황거동, 경도, 인장특성, 인열강도 및 정적, 동적 특성에 미치는 kenaf 섬유함량의 영향을 조사하였다. 복합재료를 구성하는 천연섬유의 함량은 천연고무 및 배합제 대비 0, 5, 10, 15, 20 phr이었다. 실험결과 천연고무의 여러 가지 특성이 kenaf 섬유의 함량에 의존한다는 것을 나타내었다. Kenaf 섬유함량이 증가함에 따라 천연고무의 가황에 요구되는 토크는 높아진 반면 가황시간은 감소되었다. Kenaf/천연고무 복합재료의 경도, 인장탄성률과 인열강도는 섬유함량이 증가할수록 점차적으로 증가한 반면, 인장강도와 파단신장률 은 감소하는 경향을 보여주었다. 또한 kenaf 섬유함량이 증가함에 따라 천연고무의 정적 특성보다는 동적 특성의 변화가 더욱 크게 나타났다. 고무에 가해지는 에너지의 감쇄 또는 흡수와 밀접한 관계가 있는 손실인자도 섬유함량에 비례하여 증가하였다.

• 한국섬유공학회:학술대회논문집
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• 한국섬유공학회 2003년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.189-190
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• 2003

섬유강화 복합재료의 사용이 점점 증가함에 따라 구조용 및 내장재 등으로 사용된 수명이 다한 섬유강화 복합재료의 사용후 폐기가 문제가 되고 있다. 특히, 자동차 부품, 건축자재 및 전기절연재 등으로 가장 많이 사용되는 유리섬유 복합재료의 폐기물이 급격히 증가하여 환경 오염문제가 심각해지고 있어서, 환경 친화적인 새로운 복합재료에 대한 필요성이 제기되어 왔다. 따라서 본 연구에서는 천연섬유를 이용한 천연섬유/생분해성 수지계 복합소재를 대상으로 환경적합성이 우수하고 자연환경에서 완전한 생분해성을 가지며, 유리 섬유복합재료를 대체할 물성이 우수한 새로운 Biocomposite를 개발하고자 하였다. (중략)

• Composites Research
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• 제30권1호
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• pp.35-40
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• 2017

본 연구에서는 천연섬유 복합재료의 홀 가공 인자를 최적화 하기 위하여, 진공 인퓨전 성형공정을 이용하여 천연섬유 복합재료를 제조하였으며 보강재로는 아마섬유를 사용하였다. 그 후 가공에 적합한 드릴을 설계하고, 선정된 가공조건에 따라 홀 가공을 수행하였다. 실험횟수를 최소화하기 위하여 다구찌 실험계획법을 사용하였으며, 홀 가공 후 가공면내 거칠기를 측정하고 거칠기비 분석을 통하여 그 결과를 비교하였다. 실험결과 천연섬유 복합재료의 가공 시 절삭저항을 분산할 수 있는 새로운 드릴을 설계하였다. 이 드릴을 사용할 경우 가공중의 절삭저항이 분산되었으며, 표면거칠기가 최소화된 천연섬유 복합재료를 얻을 수 있었다. 또한 홀 가공에 적합한 최적의 드릴 회전속도 및 이송속도를 선정하였다.

• Composites Research
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• 제31권6호
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• pp.398-403
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• 2018

최근 플라스틱 폐기물로 인한 환경오염, 미세플라스틱의 생태계 교란 및 인체축적이 큰 문제로 떠오르고 있다. 이를 대체하기 위하여 친환경 수지 및 천연섬유 기반의 복합재료가 개발되어 왔으나 합성섬유 기반의 복합재료에 비하여 기계적 물성이 크게 떨어진다는 단점이 있다. 본 연구에서는 천연섬유인 황마섬유(jute fiber)의 기계적 물성을 향상시키기 위하여 해초로부터 친환경 나노섬유를 추출 후 첨가제로 사용하였다. 핸드 레이업 공정을 이용하여 복합재료를 제조하였으며, 인장, 굽힘, 낙추충격시험을 통하여 나노섬유가 천연섬유 복합재료의 기계적 물성 향상에 효과적임을 확인할 수 있었다.

• 접착 및 계면
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• 제17권3호
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• pp.96-103
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• 2016

본 연구에서는 셀룰로스계 천연섬유인 대나무와 poly(lactic acid) (PLA)로 구성된 펠렛을 압출공정으로 제조하고, 여러 가지 함량의 대나무섬유/PLA 바이오복합재료를 사출공정을 통해 성형하였다. 바이오복합재료의 굴곡, 인장, 충격 특성 및 열변형온도에 미치는 대나무섬유의 수처리 영향을 조사하였다. 천연섬유의 열안정성, 바이오복합재료의 굴곡특성, 인장탄성률 및 충격특성은 섬유 함량은 물론 수처리 유 무에 의존한 반면, 열변형온도는 주로 수처리에 의해 영향을 받았다. 바이오복합재료의 기계적 특성과 충격특성의 증가는 이를 구성하고 있는 대나무섬유와 PLA 매트릭스 사이의 계면결합력이 대나무섬유의 수처리에 의해 향상되었기 때문이다. 연구결과는 친환경적이고 작업친화적인 물을 이용한 천연섬유의 전처리가 바이오복합재료의 성능을 향상시키는데 기여할 수 있다는 것을 제시하여 준다.

• Composites Research
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• 제33권4호
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• pp.213-219
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• 2020

최근 플라스틱 폐기물로 인한 환경 문제가 이슈화되면서 친환경 소재에 대한 관심이 점점 증가하고 있으며, 이에 따라 천연섬유를 활용한 복합재의 연구가 지속적으로 이루어지고 있지만 친환경 복합재의 강도나 계면 접착력에 대한 연구가 많이 부족한 실정이다. 복합재료의 강도나 계면 접착력을 향상시키는 방법들 중 한 가지 방법은 나노 입자를 첨가하여 기계적 물성을 향상시키는 방법이 있다. 본 연구에서는 기존에 사용되는 고가의 나노소재를 대체할 수 있는 친환경적이면서 경제적인 천연섬유를 해초로부터 추출하여 첨가제를 제조하고, 복합재료의 제조 및 기계적 특성평가를 수행하였다. 시험결과 제조한 첨가제가 복합재료의 인장, 굽힘, 충격 등의 물성 향상에 효과가 있을 뿐만 아니라 친환경성과 경제성도 가지고 있어 후속연구를 통해 다양한 분야에 적용할 수 있을 것이라 기대된다.