• 제목/요약/키워드: Biodegradable Fiber(PLA)

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용융방사에 의한 생분해성 고강도 PLA 섬유 제조 공정 상 주요 공정 변수에 관한 연구 (Preparation and Physical Properties of Biodegradable High Performance PLA Fiber using Process Parameters)

  • 정우창;김삼수;이상오;이재웅
    • 한국염색가공학회지
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    • 제34권3호
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    • pp.197-206
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    • 2022
  • The purpose of this study was to confirm the optimal spinning conditions for PLA (Polylactic acid) as a fiber forming polymer. According to the melt spinning test results of PLA, the optimal spinning temperature was 258℃. However, it needs to note that relatively high pack pressure was required for spinning at 258℃. At an elevated temperature, 262℃, mono filament was broken easily due to hydrolysis of PLA at a higher temperature. In case of fiber strength, it was confirmed that the draw ratios of 2.7 to 3.3 were optimal for maximum strength of melt spun PLA. Above the draw ratio, 3.3, the strength of the PLA fibers was lowered. It was presumed that cleavage of the PLA polymer chain over maximum elongation. The heat setting temperature of GR (Godet roller) showed that the maximum strength of the PLA fibers was revealed around 100℃. The degree of crystallinity and the strength of the PLA fibers were decreased above 100℃. The optimal take-up speed (Spinning speed) was around 4,000m/min. Thermal analysis of PLA showed 170℃ and 57℃ as Tm (melting temperature) and Tg (glass transition temperature), respectively.

시멘트 페이스트 및 지오폴리머 내의 PLA 섬유의 용해성 평가 (Evaluation of PLA Fiber Dissolution in Cement Paste and Geopolymer)

  • 김주형;권성준
    • 한국건설순환자원학회논문집
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    • 제8권2호
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    • pp.204-211
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    • 2020
  • PLA(Poly-Lactic Acid)섬유는 친환경소재이며 자연분해가 되므로 건설재료에 사용할 경우 내부 공극연결구조를 가진 다공성 재료의 제조가 가능하다. 본 연구에서는 국내에서 생산된 PLA 섬유(직경 0.5mm, 1.0mm, 길이 10mm)를 대상으로 강알칼리와 고온에서의 용해실험을 수행하였으며, 이를 이용하여 FA기반 지오폴리머에 활용하였다. 고온양생과 강알칼리 용액을 통하여 강도는 확보하였으나, 완전한 PLA 섬유의 용해을 확보하지 못하였다. 기존의 연구인 0.003mm의 직경에서는 완전히 용해하였으나 0.5mm는 약 42.5%, 1.0mm는 약 33.3%의 용해율을 가지고 있는 것으로 평가되었다. 또한 섬유의 체적이 커짐에 따라 양생시 부유하는 섬유가 발생하여 작업성과 용해에 부정적인 영향을 나타내었다. PLA 특성은 생산하는 원재료와 생산조건에 따라 달라질 수 있으나, 다공성 건설 자재로서 사용하기 위해서는 0.1mm 내외의 PLA 섬유의 사용이 바람직하다고 판단된다.

Manufacturing and Mechanical Properties of Sisal Fiber Reinforced Hybrid Composites

  • Hui, Zhi-Peng;Sudhakara, P.;Wang, Yi-Qi;Kim, Byung-Sun;Song, Jung-Il
    • Composites Research
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    • 제26권5호
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    • pp.273-278
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    • 2013
  • PLA/PP polymer blends in various ratios (PLA:PP = 9:1, 4:1, 3:1, and 1:1), and their composites (PLA:PP = 1:1) with sisal fiber (10, 15 and 20 wt%) were fabricated using MAPP as compatibilizer. The aim of the work was to reduce the cost of biodegradable composites as well as to improve the impact strength of PLA using PP, a relatively cheaper thermoplastic. The developed composites were characterized for their morphological and mechanical properties. The tensile strength and modulus of the blends were decreased with increasing PP content whereas the strain at break and impact strength are increased. The tensile strength, modulus and water absorption were increased for hybrid composites with increasing fiber content.

Clay를 첨가한 폴리락트산 중합체의 제조 및 특성 (Preperation and Properties of Poly(L-lactic acid)(PLLA) Polymers Containing Small Amount of Clay)

  • Park, Y. H.;T. W. Son;M. G. Jeong;Kim, D. S.;Lee, K. S.
    • 한국섬유공학회:학술대회논문집
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    • 한국섬유공학회 2003년도 가을 학술발표회 논문집
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    • pp.183-184
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    • 2003
  • Poly(lactic acid) (PLA) is a highly versatile, biodegradable, aliphatic polyester derived from 100% renewable resources, such as corn and sugar beets. Because of the degradation mechanism, PLA is ideally suited for many applications in the environment where recovery of the product is not practical, such as agricultural mulch films and bags. Composting of post consumer PLA items is also a viable solution for many PLA products. (omitted)

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생분해성 플라스틱 천연Fiber 복합체의 물리적 특성 (Preparation and Mechnical Properties of Biodegradable Plastic Natural Fiber Composite)

  • 이동현;김성태;김동규;김상구;박병욱
    • 한국염색가공학회:학술대회논문집
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    • 한국염색가공학회 2011년도 제44차 학술발표회
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    • pp.79-79
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    • 2011
  • 최근 플라스틱 제품의 사용후 폐기에서 발생 되는 환경적인 문제점들이 대두 되고 있는 가운데, 이러한 제품에 대한 친환경적인 재료 설계에 대한 요구가 거세지고 있는 실정으로 플라스틱 업계의 사활이 걸릴 정도의 중요한 문제로 부각되고 있다. 본 연구에서는 이러한 플라스틱 제품의 치명적인 환경적인 문제점을 극복하고자, Matrix 물질이 되는 플라스틱에서 부터 친 환경적인 생분해성 수지를 사용하면서, 물성의 강화제로써 천연물 유래의 여러 종류의 섬유를 사용하고자 하였다.가장 보편화된 생분해성 플라스틱인 지방족 폴리에스테르 계통의 생분해성 수지와 Polylactic acid에 대해 검토를 하였다. 지방족 폴리에스테르 의 경우는 기존 플라스틱 제품과 비교해서 유연하고, 신장율이 높고, PLA 대비 내열 사용한계 온도도 높아서 물성적인 측면에서 상당한 장점을 가지고는 있으나 가격이 매우 고가이므로, 기존 플라스틱을 대체하는 것에는 문제점이 있다. 반면 PLA의 경우 지방족 폴리에스테르 대비 절반 이하의 가격이고 기계적 강도 또한 매우 높기 때문에 기존의 플라스틱을 대체할 수 있는 가장 유력한 물질로 대두 되고 있으나, 사출물과 같은 충격이 요구되는 제품에 있어서는 PLA 고유의 약한 취성이 가장 큰 단점으로 지적되고 있다. 본 연구에서는 이러한 PLA를 기반으로 PLA의 장점이 기계적 강성을 유지하면서, 취성을 보완하기 위해 PBS를 혼합 할 수 있는 기술을 개발하였으며, 또한 원재료의 Cost를 줄이고, PBS 혼합에 따른 PLA의 기계적 강도 감소를 보완하기 위해 천연물 유래의 Wood fiber, Starch, Bamboo fiber, Cellulose fiber, Paper fiber 와 같은 각종 천연 Filler를 사용하여 기계적 기계적 강도 감소를 최소화 하였다.

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Effects of Annealing and Drawing on Crystal Structure and Supermolecular Structure of Poly (L-Lactide)

  • Sawade, E.;Irie, S.;Sasaki, T.;Sakurai, K.
    • 한국섬유공학회:학술대회논문집
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    • 한국섬유공학회 2003년도 The Korea-Japan Joint Symposium
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    • pp.97-97
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    • 2003
  • Recently, attention has been paid to biodegradable polymers in relation to the global environment. Poly-lactide (PLA) is one of such polymers and has studied by some investigators. In this study, the changes of crystal structure, crystal orientation and supermolecular structure of Poly(L-lactide) (PLLA) during drawing or annealing have been investigated.

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자동차 내장재 적용을 위한 PLA 복합재료의 물성개선에 관한 연구 (Research on the development of the properties of PLA composites for automotive interior parts)

  • 정재원;김성호;김시환;박종규;이우일
    • Composites Research
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    • 제24권3호
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    • pp.1-5
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    • 2011
  • 환경 문제가 대두 됨에 따라 세계 각국에서는 환경규제를 통해서 산업계에 친환경 제품의 개발을 독려하고 있어 생분해성 재료에 대한 산업계의 관심이 높아지고 있다. 생분해성 재료인 Polylactic acid(PLA)는 강성과 내화학성이 뛰어나지만 내열성과 내충격성이 낮아서 자동차용 재료로서 요구되는 성능을 만족시킬 수 없다. 이에 본 연구에서는 천연섬유(황마)를 강화재로 사용하여 PLA의 내열성과 내충격성을 향상 시키기 위한 실험을 수행하였다. 특히 PLA와 황마 계면 간의 결합력을 증가시키기 위해 다양한 표면처리를 수행하였고 내충격성이 향상됨을 확인하였다. 또, 어닐링 처리를 통해서 PLA의 내열성이 크게 증가함을 보였다.

PLGA 나노섬유의 구조에 미치는 첨가제의 영향 (Effect of salt additives on structure of biodegradable PLGA nanofibers)

  • 유용;박원호;민병무;이승진
    • 한국섬유공학회:학술대회논문집
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    • 한국섬유공학회 2003년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.218-220
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    • 2003
  • 지방족 폴리에스터계 고분자인 폴리락타이드 (polylactide, PLA), 폴리글리콜라이드 (polyglycolide, PGA) 및 이들의 공중합체인 락타이드-글라이콜라이드 공중합체 (PLGA)는 생체 친화성이고 생분해성이며 물리적 강도가 우수하고 쉽게 성형할 수 있다. 그리고, 전기방사는 수 마이크로에서 수십 나노크기의 지름을 가지는 초극세 섬유인 나노섬유의 제조 기술로서 기존의 섬유 방사방식과는 근본적으로 다른 새로운 방사기술로 산업적인 융용 가능성이 무한한 미래지향적 기술로 최근 주목을 받고 있다. (중략)

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데이터 불균형과 측정 오차를 고려한 생분해성 섬유 인장 강신도 예측 모델 개발 (The Development of Biodegradable Fiber Tensile Tenacity and Elongation Prediction Model Considering Data Imbalance and Measurement Error)

  • 박세찬;김덕엽;서강복;이우진
    • 정보처리학회논문지:소프트웨어 및 데이터공학
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    • 제11권12호
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    • pp.489-498
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    • 2022
  • 최근 노동 집약적인 성격의 섬유 산업에서는 인공지능을 통해 섬유 방사 공정에 들어가는 비용을 줄이고 품질을 최적화하려고 시도 하고 있다. 그러나 섬유 방사 공정은 데이터 수집에 필요한 비용이 크고 체계적인 데이터 수집 및 처리 시스템이 부족하여 축적된 데이터양이 적다. 또 방사 목적에 따라 특정한 변수에만 변화를 준 데이터만을 우선으로 수집하여 데이터 불균형이 발생하며, 물성 측정 환경의 차이로 인해 동일 방사 조건에서 수집된 샘플 간에도 오차가 존재한다. 이러한 데이터 특성들을 고려하지 않고 인공지능 모델에 활용할 경우 과적합과 성능 저하 등의 문제가 발생할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 방사 공정 데이터 특성을 고려한 이상치 처리 기법과 데이터 증강 기법을 제안한다. 그리고 이를 기존 이상치 처리 기법 및 데이터 증강 기법과 비교하여 제안한 기법이 방사 공정 데이터에 더 적합함을 보인다. 또 원본 데이터와 제안한 기법들로 처리된 데이터를 다양한 모델에 적용하여 비교함을 통해 제안한 기법들을 사용한 모델들이 그렇지 않은 모델들에 비해 인장 강신도 예측 모델의 성능이 개선됨을 보인다.

Local Drug Delivery System Using Biodegradable Polymers

  • Khang, Gil-Son;Rhee, John M.;Jeong, Je-Kyo;Lee, Jeong-Sik;Kim, Moon-Suk;Cho, Sun-Hang;Lee, Hai-Bang
    • Macromolecular Research
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    • 제11권4호
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    • pp.207-223
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    • 2003
  • For last five years, we are developing the novel local drug delivery devices using biodegradable polymers, especially polylactide (PLA) and poly(D,L-lactide-co-glycolide) (PLGA) due to its relatively good biocompatibility, easily controlled biodegradability, good processability and only FDA approved synthetic degradable polymers. The relationship between various kinds of drug [water soluble small molecule drugs: gentamicin sulfate (GS), fentanyl citrate (FC), BCNU, azidothymidine (AZT), pamidronate (ADP), $1,25(OH)_2$ vitamin $D_3$, water insoluble small molecule drugs: fentanyl, ipriflavone (IP) and nifedipine, and water soluble large peptide molecule drug: nerve growth factor (NGF), and Japanese encephalitis virus (JEV)], different types of geometrical devices [microspheres (MSs), microcapsule, nanoparticle, wafers, pellet, beads, multiple-layered beads, implants, fiber, scaffolds, and films], and pharmacological activity are proposed and discussed for the application of pharmaceutics and tissue engineering. Also, local drug delivery devices proposed in this work are introduced in view of preparation method, drug release behavior, biocompatibility, pharmacological effect, and animal studies. In conclusion, we can control the drug release profiles varying with the preparation, formulation and geometrical parameters. Moreover, any types of drug were successfully applicable to achieve linear sustained release from short period ($1{\sim}3$ days) to long period (over 2 months). It is very important to design a suitable formulation for the wanting period of bioactive molecules loaded in biodegradable polymers for the local delivery of drug. The drug release is affected by many factors such as hydrophilicity of drug, electric charge of drug, drug loading amount, polymer molecular weight, the monomer composition, the size of implants, the applied fabrication techniques, and so on. It is well known that the commercialization of new drug needs a lot of cost of money (average: over 10 million US dollar per one drug) and time (average: above 9 years) whereas the development of DDS and high effective generic drug might be need relatively low investment with a short time period. Also, one core technology of DDS can be applicable to many drugs for the market needs. From these reasons, the DDS research on potent generic drugs might be suitable for less risk and high return.