접착용 테이프는 다양한 기계적 강도를 요구하는 재료와 특유의 접착 물질을 결합시켜 편리하게 다양한 용도로 사용할 수 있다. 그 중 덕트 테이프(duct tape)는 대개 쉽게 구할 수 있고, 널리 사용되는 접착 테이프로 뽑을 수 있다. 덕트 테이프는 일반 테이프와 달리 섬유 소재를 함유하고 있는 복합재료이고 기계적 강도가 우수하다. 그 외에도 전선의 절연 용도로 사용되는 전기 절연테이프도 매우 오랜 기간 동안 사용되었고 실제로는 절연용도 외에도 전선의 기계적 강도 보강 및 댐핑 역할을 한다. 최근에는 다양한 종류의 폼 테이프(foam tape) 및 양면 테이프도 여러 용도로 널리 사용되고 있다. 하지만, 이러한 테이프의 소음 차단 효과에 대해서는 기존 자료에 명확하게 나타나 있지 않다. 본 연구에서는 미세한 공혈(hole)을 이용하여 다양한 테이프의 삽입손실을 측정하여 소음 차단 효과를 나타내었고, 그 중에서도 양면 폼 테이프의 소음 차단 효과가 가장 좋게 나타났다.
다수본의 Bi-2223테이프로 구성되는 도체의 자기자계손실에 대한 검토를 하였으며, 그 주요 결과를 보면 자기자계손실은 도체를 구성하는 테이프의 임계 전류밀도가 커짐에 따라서 증가한다. 또한 테이프의 코아가 전자기적으로 분리되어 있는 경우 도체의 자기자계 손실은 테이프의 임계전류에 무관한 반면 결합되어 있는 경우는 테이프의 임계전류가 커짐에 따라서 도체의 자기자계손실도 증가할 것으로 예상된다.
VTR은 생산체제에 있었서 대량생산방식을 채택하는 전형적인 제품으로서 그 기구부와 회로부의 설계 및 해석에 관하여 많은 연구가 수행되어왔다. 본 연구에서는 조정공정의 자동화를 위하여 헤드드럼에서의 테이프 변형을 결정하는 요소 p2, p3 포스트의 조정에 관한 연구가 수행되었다. 테이프의 변형을 측정하기 위해서 먼저 테이프 변형의 단순화된 모델이 제안되었으며 영상헤드에 의해 읽혀지는 RF 신호로 부터 테이프의 변형을 측정하는 방법과 테이프 변형으로 부터 p2, p3 포스트의 오조정량을 찾는 신경외로망을 이용한 역모델이 개발되었다.
테이프는 납치, 강도, 폭탄제조 등 강력범죄에 사용되며, 테이프 접착면에는 지문, DNA 등 수사에 필요한 증거가 남아있을 수 있다. 이러한 증거를 수집하기 위해서는 테이프 접착면을 박리하는 과정이 선행되어야 한다. 본 연구에서는 테이프가 다공성표면에 부착되어 있는 경우에 한 가지 시약을 사용하여 테이프를 손상없이 박리하면서 동시에 다공성표면에서 지문을 현출할 수 있는 새로운 조성의 이중목적시약을 탐색하였다. 실험 결과, 새로운 조성의 1,2-IND 농축용액과 HFE-7100의 비율이 1:2인 조성의 시약이 A4 용지에 테이프가 부착되어 있는 경우 테이프 접착면에 손상이 가지 않으면서, 박리한 종이에 열을 가하여 바로 지문을 현출할 수 있었다. 따라서 테이프가 다공성 표면에 부착되어 있는 경우에 본 연구에서 제시하는 새로운 조성의 1,2-IND(HFE-7100 기반, 1:2)를 사용할 것을 권장한다.
Bi-2223 테이프는 송전케이블과 같은 저 자장 전력시스템의 응용에 가장 유망한 선재로 알려져 있다. 송전케이블에 교류 전류가 인가되면 인접한 테이프에 의해서 발생되는 자계는 통전손실에 영향을 미치게 된다. 이와 같은 실제 송전케이블의 응용 측면을 고려하여 좌측 및 상부인접전류가 통전손실에 미치는 영향에 대하여 조사하였다. Bi-2223 테이프의 통전손실은 교류 인접전류가 증가함에 따라서 급격하게 증가하는 반면, 직류 인접전류의 영향은 무시 가능한 정도로 작았으며, 인접전류가 큰 경우는 테이프의 배열에 무관한 반면 작은 경우에는 상부배열인 경우의 영향이 큼을 알 수 있었다. 또한 Bi-2223 테이프의 통전손실은 교류 인접전류의 주파수에 무관함을 알 수 있었다.
동일한 임계전류 특성을 갖는 Bi-2223 테이프에 전력기기의 실제 응용에서 발생되는 큰 사고전류를 고려한 임계전류보다 큰 과임계전류를 흘렸을 때 테이프의 온도상승 및 저항 특성을 중요한 인자에 대해 조사하였다. 냉각이 좋은 즉 비절연 테이프의 경우 온도상승은 없고, 표피효과에 의한 저항의 증가도 없고, 특히 비절연 테이프의 경우 과도 및 정상 상태 저항이 동일한 반면 절연 테이프의 경우 매우 상이하고, 전기절연 길이를 전압탭보다 길게만 해주면 길이에 무관하게 온도상승 및 저항이 동일하였으며 마지막으로 모재의 저항율이 상이하여도 임계전류만 동일하면 온도상승 및 저항은 유사함을 알 수 있었다.
본 연구에서는 테이프의 미소한 수직 변형에 대한 실험을 수행하여 이에 대한 계측 이론 및 계측방법을 정립한다. 회전 헤드와 주행 테이프를 구동할 수 있는 실 험 장치를 개발하고 주행 테이프의 변형을 정밀 계측할 수 있는 측정 시스템을 구성한 다. 이러한 측정 시스템을 이용하여 고속이면서 미소한 주행 테이프의 변형에 대해 비접촉적인 방법으로 3차원 계측을 실시한다. 헤드의 형상 및 크기가 다른 모델들을 설계 및 가공을 통해 제작하여 주행 테이프의 부상 특성을 평가한다. 주행 테이프의 부상 특성에 관한 수치 해석 결과에 대하여 실제와의 부합 여부를 검토할 수 있도록 실험을 수행한다. 본 연구에서 구성한 비접촉 측정 시스템으로 계측한 테이프의 3차 원 변형에 대한 실험 결과와 수치 해석 결과를 비교 검토한다.
아크릴 점착테이프는 자동차, 전기전자 및 디스플레이 모듈 접합에 사용된다. 본 연구는 이러한 모듈 접합에 사용되는 고강도 준구조형 점착테이프 제조를 위해 2-ethylhexylacrylate(2-EHA)와 acrylic acid(AAC)를 사용하여 UV 조사에 의한 광중합 및 점착테이프 제조를 위해 광경화를 진행하였고, AAC의 함량 및 무기물 충전제 $SiO_2$ 함량에 따라 아크릴 점착테이프의 물성에 미치는 영향을 고찰하였다. 공단량체로 사용된 AAC의 함량이 많을수록 아크릴고분자 사슬의 강직성이 증가하여 초기 점착력이 낮았고, 시간경과에 따라 점착력이 증가하였으며 테이프의 젖음성, 접촉각 및 SEM 이미지를 통해 확인할 수 있었다. 충전제를 첨가하지 않은 점착테이프의 박리강도와 전단접착강도는 반비례 관계였으나 충전제를 첨가하면 함량 증가에 따라 박리강도 증가와 함께 전단접착강도가 증가하는 비례관계를 보였다. 이러한 상관관계로부터 고강도 준구조형 접착물성을 필요로 하는 용도에 최적화된 아크릴 점착테이프를 제시할 수 있었다.
본 연구는 고성능 준구조용 양면 점착테이프 제조를 위해 2-ethylhexyl acrylate(2-EHA)와 acrylic acid(AAC)를 사용하였고, UV 조사에 의해 시럽을 준비하였다. 양면 점착테이프의 두께, 무기물 충전제 함량 및 충전제 종류에 따른 준구조용 물성에 미치는 영향을 고찰하였다. 테이프의 두께 및 젖음시간이 증가할수록 박리강도가 증가하였다. 두께가 얇은 점착테이프($250{\mu}m$이하)의 경우 무기물 충전제의 true density가 낮을수록 적용시간 경과에 따라 박리강도가 높게 나타났다. 무기물 충전제 입자가 클수록 초기 박리강도가 높게 나타났으며, SEM 이미지를 통해 점착테이프 내에 무기물 충전제의 크기를 확인하였다. 다양한 무기물 충전제 및 함량에 따라 박리강도 증가와 함께 전단접착강도가 증가하는 비례관계를 보였으며, $0.1{\mu}m$인 양면 점착테이프에서 무기물 충전제는 전단접착강도에 더 영향을 주었다. 이러한 결과로부터 박막형 아크릴 양면 점착테이프는 준구조용 물성을 필요로 하는 용도에 사용가능할 것으로 사료된다.
접착용 테이프 박리거동에 미치는 외부효과를 알아보고, 이를 설명하는 준강체 실린더 체인(semi-rigid body cylinder chain) 모델을 제안하였다. 먼저 평면으로부터 테이프를 떼어낼 때, 테이프의 거동을 정성적으로 파악하고, 이를 토대로 준강체 실린더 체인 모형을 도식화하였다. 그 다음 테이프를 떼어내는 힘에 미치는 여러 요소들(온도, 표면거칠기, 떼어내는 속도, 각도 의존성, 테이프 폭 등)의 효과와 이들의 민감도를 분석하여 동일한 실험 기준조건을 설정하고, 이 조건에서 평면으로부터 테이프를 떼어내는 힘(벡터)의 각도 의존성을 $10^{\circ}$ 간격으로 측정하였다. 실험결과는 본 연구에서 확립한 모형이론과 실험오차범위 내에서 잘 일치하였고, 다른 요소들의 효과는 현상론적 입장에서 정성적으로 잘 설명되었다. 이러한 이유로, 본 결과는 PSA 테이프의 접착력을 시험 평가하는 모델로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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