• 산업식품공학
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• 제14권2호
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• pp.127-134
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• 2010

압출성형의 이점을 활용하여 영양적으로 단백질과 식이섬유가 풍부하며 조직감과 항산화 활성이 우수한 에너지바를 제조하기 위해서 탈지 삼종실 압출성형물의 팽화율, 밀도, 파괴력, 겉보기탄성계수, 수분흡착지수와 수분용해지수, 페이스트 점도를 측정하였다. 또한 압출성형물의 항산화활성을 측정하기 위해 DPPH에 의한 전자공여능을 측정하여 비교 분석하였다. 탈지 삼종실 에너지바 제조 후 품질특성 조사를 위해 수분함량, 색도, 관능검사를 측정하였다. 압출성형 공정변수는 수분함량(20, 25%), 배럴온도(110, 130$^{\circ}C$)이였으며 수분함량 20%, 배럴온도 130$^{\circ}C$에서 팽화율이 가장 높았으며 밀도, 파괴력, 탄성계수가 낮았다. 수분함량이 증가할수록 수분흡착지수가 증가하였으며 수분용해지수는 배럴온도 130$^{\circ}C$에서 높은 경향을 나타내었다. 압출성형 탈지 삼종실은 페이스트 점도 값이 낮게 나타났으며 DPPH에 의한 전자공여능 값은 수분함량 20%, 배럴온도 130$^{\circ}C$ 에서 항산화활성이 높게 나타났다. 탈지 삼종실 에너지바 제조 30일 후에 수분함량은 0.60-1.13% 상승하였으며 백색도와 황색도는 감소, 적색도는 증가하는 경향을 보였다. 관능평가 결과 압출성형 변수가 수분함량 20%, 배럴온도 130$^{\circ}C$이며 탈지 삼종실이 첨가된 에너지바가 가장 좋게 평가되었다. 결론적으로 압출성형을 이용하여 삼종실을 첨가한 에너지바를 제조할 수 있었으며 중간소재인 압출성형물의 공정 변수는 수분함량 20%, 배럴온도 130$^{\circ}C$에서 가장 좋은 조건으로 판단되었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제21권4호
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• pp.501-518
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• 2019

심부 지하환경 조건에서 측정된 암석물성의 사용은 고준위폐기물처분장의 장기 안전성 평가 측면에서 해석의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 본 연구는 지하처분연구시설(Korea atomic energy research institute Underground Research Tunnel, KURT)의 화강암(한국원자력연구원, 대전)을 대상으로 고준위폐기물 처분장에서 예상되는 복합환경 조건을 구현한 후 암석의 역학적 물성 변화를 측정하였다. 실험은 심지층 처분환경이 모사되도록 열-수리-역학적 복합 환경(Thermo-Hydro-Mechanical, THM)이 조절될 수 있는 실험장치를 제작하였다. 다양한 복합 실험조건(M, HM, TM, THM)을 구현하여 일축압축강도와 간접인장강도, 탄성계수, 포와송비 등의 암석물성을 측정한 후 그 결과를 분석하였다. 실험결과, 처분장 근계암반 예상 온도범위 내에서는 KURT 화강암의 역학적 물성이 온도의 영향 보다 포화유무에 따른 변화가 더 큰 것을 확인할 수 있었다. 또한, 동일한 온도 조건에서 포화 유무에 따른 일축압축시험 결과는 최대 약 20%의 상대적인 차이를 보였으며, 간접인장시험 결과는 최대 13%의 차이가 발생하였다. 따라서 처분장의 장기거동에 따른 성능평가 및 안전성 예측을 위해서는 기존의 상온 실내시험을 통해 도출된 암석물성을 사용하기보다 심부 지하환경을 반영한 암석의 복합물성을 활용하는 것이 해석의 신뢰도 향상에 기여할 수 있을 것이다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제6권4호
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• pp.311-318
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• 2018

이 연구에서는, 기둥 횡방향 철근의 화재 후 잔존 역학적 특성 규명 연구의 일환으로, 횡철근비와 기둥의 고온 노출면 수 차이에 따른 횡방향 철근의 손실강도 보상효과를 잔존 압축강도, 변형률 및 탄성계수와 하중-변위 곡선의 상대적 비교분석을 통해 규명하였다. 실험변수로 띠철근의 간격과 고온 노출면 수를 변수로 한 실험체를 제작하여 가열실험을 수행하였다. 이때 전기로 온도를 $400^{\circ}C$, $600^{\circ}C$ 및 $800^{\circ}C$로 설정하여 $13.33^{\circ}C$/분의 속도로 가열하고 2시간동안 그 온도를 유지시켰다. 냉각된 실험체에 대해 응력-변형률 곡선을 구하기 위한 압축실험을 수행하고, 이로부터 탄성계수, 잔존 내력 및 변형률 등의 잔존 역학적 특성을 분석하였다. 실험결과, 고온 노출 면이 많은 기둥이 수열온도 증가에 따라 탄성계수 감소율이 크게 나타나고, 횡철근비가 크면 수열온도 증가에 따라 탄성계수 감소율이 작게 나타났는데, 이로부터 기둥위치와 횡철근비 등이 내화설계나 화재 안전진단 시 고려되어 합리적인 내화성능 평가가 이루어져야 할 것으로 여겨진다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제36권2호
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• pp.645-655
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• 2019

본 연구에서는 강도를 조절한 마이크로겔을 사용하여 다양한 점탄성을 갖는 콜로이드 마이크로겔을 제조하였다. 하이드로겔의 화학적 가교제의 함량이 증가할수록 팽윤비는 $2.0{\times}10^4%$에서 $6.0{\times}10^3%$까지 감소하였고, 강도는 22.2 kPa에서 99.7 kPa까지 증가하였다. 이를 $100{\mu}m$ 크기로 분쇄하여 마이크로겔을 제작하였고 이온성 가교결합을 유도하는 분산액과 혼합하여 콜로이드 마이크로겔을 제작하였다. 그 결과, 가교제의 가교도와 분산액에 따라 $10^{-1}rad/s$의 진동수에서 1.679 kPa.s에서 86.485 kPa.s까지 점도를 세밀하게 조절할 수 있었다. 본 연구에서는 콜로이드 마이크로겔의 물성을 제어하기 위해 하이드로겔의 가교도를 조절 또는 분산액의 종류와 함량을 조절하여 다양한 유변학적 거동을 갖는 콜로이드 마이크로겔을 제조하였다. 물성을 제어할 수 있는 콜로이드 마이크로겔을 사용하여 향후 콜로이드 현탁액 및 유화를 제조하는 화장품, 제약, 페인트 및 식품 산업에서 목적에 따라 적합한 물성을 갖는 콜로이드 마이크로겔을 제조할 수 있다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권2호
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• pp.51-59
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• 2019

철근의 대체보강재로서 섬유보강근에 대한 적용연구가 증가하고 있으며, 단기거동에 대한 많은 연구가 진행되어 왔다. 본 연구에서는 동결융해와 알칼리 환경하에서의 바살트와 유리섬유보강근의 미세구조와 인장거동 변화를 실험적으로 평가하였다. 100회까지의 동결융해에서 5% 내외의 강도와 탄성계수 저하가 발생하였다. 20일까지의 초기 미세구조변화의 경우 알칼리용액의 온도가 낮은 경우에는 손상이 거의 발생하지 않았으나, $60^{\circ}C$에서는 20일 경과시에도 수지 용해와 섬유 손상이 관찰되었으며, 수지계면의 섬유분리가 발견되었다. 알칼리 환경에서는 $20^{\circ}C$환경에서 100일까지는 10% 내외의 강도저하 현상이 발생하였으며, 500일 노출시 최대50%의 강도 저하가 발생하는 것으로 관찰되었다. $40^{\circ}C$와 $60^{\circ}C$ 환경에서는 50일과 100일에서 급격한 강도저하가 관찰되었으며, 바살트섬유보강근의 경우에는 알칼리에서 섬유부풀음에 의한 손상으로 강도저하가 더 크게 나타났다. 따라서 블레이디드된 섬유보강근의 장기성능을 향상시키기 위해서는 내알칼리성 확보를 위한 표면처리가 필요한 것으로 분석되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권12호
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• pp.694-701
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• 2018

FRP-보강근 콘크리트 부재들은 FRP-보강근이 철근에 비해 낮은 탄성계수와 부착강도를 갖고 있어 철근콘크리트 부재에 비해 과도한 균열폭의 가능성이 클 수 있다. 따라서 외국의 기준들에서는 FRP-보강근 콘크리트 부재의 균열제어를 위하여 허용균열폭의 제한규정을 두고 있는데, ACI 440.1R-15 설계지침에서는 최대 보강근 간격으로 제어하는 간접적인 방법으로 제안하고 있다. 그러나 제안식은 아직까지 장기하중이 균열폭에 미치는 시간종속적인 효과를 반영하지 못하고 있다. 이에 본 연구에서는 장방형단면뿐만 아니라 T형단면의 FRP-보강근 콘크리트 보를 대상으로 장기실험을 통하여 얻어진 실험결과를 바탕으로 단면형태별 균열폭 특성을 구분하여 파악하므로 써 장기균열폭 예측모델을 제안하는데 필요한 기초자료를 제공하고자 하였다. 따라서 단면형태별로 각각 한 개씩 의 철근콘크리트 비교시험체를 포함한 4개의 장방형보와 4개의 T형 보로 구성된 총 8개의 시험체를 제작하여 시공하중의 영향을 고려한 1년간 4점 가력 장기휨실험을 수행하였다. 결과로서 시간종속적인 영향을 받는 순수장기균열폭은 철근 시험체에 비해 보강근의 탄성계수가 낮은 GFRP나 AFRP-보강근 시험체에서는 2.6~3.0배 증가하였으나 CFRP-보강근 시험체에서는 1.1~1.4배 증가에 그쳤다. 또한 즉시균열폭을 포함한 총장기균열폭은 장방형단면과 T형단면 시험체에서 평균적으로 각각 즉시균열폭의 약 2.4와 3.1배 증가를 보여주어 보수적으로 각각 2.5와 3.5의 시간종속계수를 구분하여 제안하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제25권4호
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• pp.129-135
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• 2018

신축성 기판은 신축성 전자소자의 신축성, 공정성, 내구성을 결정하는 매우 중요한 소재로서 신축성 전자소자를 개발함에 있어서 우선적으로 고려해야 된다. 특히 현재 사용되는 신축성 기판은 히스테리시스가 존재하여 센서 및 기타 응용에 많은 어려움이 있다. 본 연구에서는 신축성 소재 기판으로 사용되는 PDMS와 Ecoflex를 혼합한 PDMS-Ecoflex 하이브리드 신축성 기판을 제작하여 신축성과 히스테리시스 특성을 향상하고자 하였다. 인장 시험을 통하여 신축성 하이브리드 기판의 기계적 거동을 관찰하였으며, 투과도 측정을 통하여 투과도를 평가하였다. Ecoflex의 함량이 증가할수록 하이브리드 신축성 기판은 더 유연해지며, 탄성계수는 감소한다. 또한 PDMS 기판은 270% 변형률에서 파단이 발생한 반면, PDMS-Ecoflex 하이브리드 기판은 500%의 변형률까지 파단되지 않으며 우수한 신축성을 갖는 것을 알 수 있었다. 반복 인장시험에서 PDMS와 Ecoflex의 혼합비를 2:1로 제작된 기판은 히스테리시스가 발생하였다. 반면 1:1의 혼합비로 제작된 기판의 경우 50%, 100%의 변형률에서는 히스테리시스가 발생하지 않았다. 결론적으로 500% 이상의 신축성을 갖으면서 히스테리시스가 없은 기판을 제작하였다. 기판의 혼합비에 따른 광투과도 측정 결과, Ecoflex 기판의 투과도는 68.6% 이였으나, PDMS-Ecoflex 함량이 2:1, 1:1인 하이브리드 기판의 경우, 각각 78.6%, 75.4%의 투과율을 보이며, 향후 투명 신축성 기판으로서 개발 가능성을 보여주었다.

• 산업식품공학
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• 제21권2호
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• pp.116-125
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• 2017

본 연구는 조직감과 영양적으로 뛰어난 쌀 팽화 스낵 제조를 위하여 쌀가루에 부족한 단백질과 불포화 지방산이 풍부하며 미래식량 자원으로써의 가치를 지닌 갈색거저리(mealworm)를 첨가한 쌀 압출성형물의 이화학적 특성에 대하여 살펴보았다. 압출성형 원료배합비는 쌀가루 100%, 쌀가루 95%에 갈색거저리 5%, 쌀가루 90%에 갈색거저리 10%를 첨가한 것으로, 압출성형 공정변수는 사출구 온도를 $120^{\circ}C$와 $130^{\circ}C$, 수분함량을 30%와 35%로 조절하였고 압출성형한 후 직경 팽화율, 비길이, 밀도, 파괴력 및 겉보기탄성계수, 조직감 분석, 색도, 수분용해지수 및 수분흡착지수, 수용성질소지수, 단백질 소화율, DPPH radical 소거활성, 산패도를 측정하였다. 갈색거저리 첨가 함량이 증가할수록 비길이는 증가하였으며 밀도는 감소하였고 팽화율은 다소 증가하였으나 유의적 차이가 없었다. 온도와 수분함량에 따른 변화에서는 사출구 온도가 증가하고 수분함량이 감소할수록 직경팽화율, 비길이는 증가하였으며 밀도는 감소하는 경향을 보였다. 또한, 갈색거저리 첨가 함량이 증가할수록 감소하는 경향을 나타내었으며 사출구 온도가 감소하고 수분함량이 증가할수록 값은 증가하였다. 수분용해 지수는 갈색거저리 첨가 함량이 증가할수록 감소하는 경향을 보였으며 사출구 온도와 수분함량이 증가할수록 값이 상승하였다. 수분흡착지수는 갈색거저리 첨가함량이 높을수록 증가하였으며 사출구 온도가 증가할수록 높은 값을 나타내었다. DPPH radical 소거 활성에서는 갈색거저리의 첨가 함량이 높을수록 값이 유의적으로 증가하였고 사출구 온도와 수분함량이 증가할수록 값이 증가하였다. 산패도는 갈색거저리의 첨가 함량이 높을수록 감소하였고 50일 이후에는 갈색거저리 첨가 함량이 높을수록 높은 상승 폭을 나타내었다. 쌀가루에 갈색거저리의 첨가는 쌀 팽화 스낵의 조직감과 영양적인 면을 개선하고 항산화성을 부여하였으며 사출구 온도와 수분함량도 압출성형 쌀 팽화 스낵의 품질에 영향을 미치는 것을 확인하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권5호
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• pp.119-125
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• 2020

에폭시 계열의 합성수지와 골재를 혼합함으로써 진동저감 성능을 크게 증가시킨 고감쇠 콘크리트에 대한 연구가 활발히 진행되고 있는데, 이러한 폴리머 혼입 고감쇠 콘크리트는 배합 시, 시멘트와 물을 사용하지 않으므로, 일반 콘크리트에 비해 경화시간이 매우 짧고, 물리적 특성 및 동특성 등이 매우 우수하여, 층간소음 및 진동 저감이 요구되는 건축구조물에의 폭넓은 활용이 기대되고 있다. 한편, 폴리머 혼입 고감쇠 콘크리트의 활용성을 넓히기 위한 방안으로, 보강재 분야에 대한 연구가 다양하게 진행되어 왔으나, 폴리머 콘크리트가 일반 콘크리트 및 기존 방진보강재를 완전히 대체하기 위해서는 물리적 특성, 동적 물성, 생산성 및 현장 적용성 등을 고려하여 진동저감 성능에 대한 전반적인 검토가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 폴리머 콘크리트의 에폭시 혼입비율별 물리적, 동적 특성을 일반 콘크리트와 비교한 결과, 탄성계수는 비슷한 반면, 압축, 인장, 휨강도가 상당히 우수한 결과를 보였으며, 특히 인장강도는 4~10배 이상 큰 차이를 보였으며, 주파수 응답함수와 감쇠비를 Modal 시험과 유한요소해석 모델을 통해 도출하여 검토한 결과, 폴리머 콘크리트의 동적 강성이 일반 콘크리트 보다 20% 크게 나타났고, 감쇠비는 약 3배 정도 높은 것으로 나타났다.

• 산업식품공학
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• 제23권2호
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• pp.118-124
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• 2019

본 연구는 쌀과 차전자피를 기본 원료로 하여 glycerol monostearate (GMS), polyglycerol ester (PGE), sugar ester (SE)를 첨가한 압출성형물의 물리적 특성을 살펴보았다. 압출성형 공정변수는 원료 사입량 100 g/min, 스크루 회전속도 200 rpm, 사출구 온도 140℃, 수분함량 16%로 조절하였다. 압출성형 후 직경팽화율, 비길이, 밀도, 겉보기 탄성계수, 파괴력, 조직감, 색도, 수분용해지수, 수분흡착지수, 미세구조를 측정하였다. 직경팽화율은 대조군에서 4.71±0.17로 가장 높았고 GMS 0.5% 첨가군에서 3.52±0.08로 가장 낮았다. 비길이와 밀도는 대조군에서 가장 낮았다. 겉보기 탄성계수와 파괴력은 PGE 0.1% 첨가군에서 2.61E+04 N/㎡, 15.20±3.55 N/㎠로 가장 높았으며 대조군에서 1.36E±04 N/㎡, GMS 0.5% 첨가군에서 10.47±2.32 N/㎠로 가장 낮았다. 부착성은 대조군에서 -36.00±5.48 g으로 가장 높았고 GMS 0.5%와 SE 0.1% 첨가군에서 -24.00±5.48g, -24.00±5.58 g으로 가장 낮았지만 유화제 첨가군 사이에서 유의적인 차이가 없었다. 색도는 유화제 첨가군에서 명도가 증가하는 경향을 보였고 총 색도차는 감소하였다. 수분 용해지수와 수분 흡착지수는 대조군에서 41.73±0.48%, 8.09±0.05 g/g으로 가장 높았다. 미세구조는 대조군에서 기공의 크기가 가장 컸으며 유화제 첨가군에서 더 작은 기공 조직을 나타내었다. 차전자피 압출성형물에서 유화제의 첨가는 기공의 크기와 경도를 감소시켜 부드러운 조직감을 나타내었고 수분용해지수, 수분흡착지수, 부착성을 감소시켜 차전자피 압출성형물의 물성을 조절할 수 있는 것을 확인하였다.