• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제46권5호
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• pp.565-576
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• 2018

셀룰로오스 아세테이트(cellulose acetate, CA)는 높은 투명도와 열 저항성을 갖고 있어 복합소재 개발에 많이 응용되고 있다. 본 연구에서는 CA 복합재의 기계적 강도 개선을 위해 셀룰로오스 나노크리스탈 (cellulose nanocrystals, CNCs)을 강화제로 첨가하였다. CA 수지 내부에 CNCs의 고른 분산을 위해 선 분산(predispersion)법 적용 후, 압출 및 사출하는 제조 방식으로 CA 복합재를 제조하였다. 기계적 특성 분석 결과, CNCs를 3 wt% 첨가하였을 때 강화효과(reinforcing effect)로 인해 최대 인장강도와 굴곡강도 값을 보임을 확인하였다. 열중량 분석법을 이용한 열분해 거동 분석을 통해 황산 처리된 CNCs의 첨가는 CA 복합소재의 열안정성을 약간 감소시키는 결과를 얻었다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제21권3호
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• pp.214-219
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• 2010

In this study, we fabricated tubular ceramic support for segmented-in-series solid oxide fuel cell (SOFC) by using CSZ(CaO-stabilized $ZrO_2$) as main material and activated carbon as pore former. Thermal expansion properties of ceramic support with different amounts of activated carbon were analyzed by using dilatometer to decide a suitable sintering temperature. The tubular ceramic supports with different amounts of activated carbon (5, 10, 15wt.%) were fabricated by the extrusion technique. After sintering at $1100^{\circ}C$ and $1400^{\circ}C$ for 5h., cross section and surface morphology of tubular ceramic support were analyzed by using SEM image. Also, the porosity, mechanical property, gas permeability of tubular ceramic supports was measured. Based on these results, we established the suitable fabrication technique of tubular ceramic support for segmented-in-series SOFC.

• Elastomers and Composites
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• 제54권4호
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• pp.345-350
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• 2019

In this study, aliphatic polyketone (PK)/chopped carbon fiber (CCF) composites with various CCF contents were prepared using a modular intermeshing co-rotating twin screw extruder, and their mechanical and thermal properties such as tensile, flexural, and impact strength and thermal conductivity were investigated. The amount of CCF was increased from 0 to 50 wt%. The tensile and flexural strength of the PK/CCF composites increased as the CCF content increased, but the elongation at break and impact strength was lower than that of pure PK. Thermal properties such as heat distortion temperature and thermal conductivity increased as the CCF content increased. Morphological observations revealed that fiber orientation and interface adhesion between the PK and the CCF in the PK/CCF composites were formed due to the twin screw extrusion, which contributed to improving the mechanical and thermal properties of the composites.

• 한국식품과학회지
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• 제11권3호
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• pp.192-199
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• 1979

비교적 높은 역가의 포도당 이성화 효소를 생산하는 방사선균을 토양에서 선별하여 이성화 효소의 세포 고정화를 행하였다. 특히 최종 제품(pellet form)의 물리적 견고성을 얻기 위하여 세포를 $65^{\circ}C$로 15분간 열처리하고 선택적 건조를 행하여 얻은 세포 slurry를 가용성 전분과 섞은 후 사출시켜 pellet form으로 만들었다. 5% glutaraldehyde를 가교제로서 pellet 균괴를 3시간 처리함으로 효소의 세포 고정화를 이룩하였다. 최종 제품은 물리적 견고성이 양호하였고 효소의 회수율은 26%였으며 비활성도는 건물 g당 48.1 단위였다. 세포 고정화시킨 이성화 효소는 가용성 효소와 매우 유사한 효소학적 성질을 보여 주었다. 즉 최적 pH ; $7.5{\sim}9.0$, 최적 온도 ; $80{\sim}85^{\circ}C$, 활성화 에너지 ; 10.9 kcal/mole, 포도당에 대한 $K_m$값 ; 10.9 M이었다. 고정화 효소는 열안정과 pH 안정성이 양호함을 보여주었다.

• 한국재료학회지
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• 제9권3호
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• pp.263-268
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• 1999

본 연구에서는 Al-기지 복합재료의 새로운 개념과 in-situ 공정의 가능성을 Al-Ti계의 연구결과들을 토대로 제시하고자 하였다. 가스아토마이제이션법에의해 $Al_3Ti$가 미세한 편상형상을 갖도록 Al-10%Ti 조성의 합금분말을 제조하고, 고온 압출 공정을통하여 25V/o $Al_3Ti/Al $ 복합재를 제조하였다. 복합재의 미세구조를 광학현미경, SEM, TEM 등을 이용하여 조사하였고, 상온과 고온에서의 기계적 특성을 인장시험을 통하여 측정하였다. 제조된 복합재료의 미세구조 및 고온 기계적 성질을 상용되고 있는 $SiC_w/2124$ 복합재료와 유사한 거동을 보여준다. 제조된 $Al_3Ti/Al$ 복합재료의 장점과 단점이 물성향상의 가능성과 더불어 제시되었다.

• 한국식품과학회지
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• 제16권3호
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• pp.267-272
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• 1984

미생물 세포를 효소 고정화 담체로 사용하여 ${\beta}-fructofuranosidase$를 고정화 시켰다. Penicillium spp. "K-8"로 명명된 곰팡이를 배양한 뒤 균체의 세포벽에 존재하는 다당체를 periodate와 반응시켜 활성화된 알데히드기를 얻을 수 있었다. 이 때 건조 세포 g당 periodate, 1.2g이 최적 농도이었고, 이 농도하에서 온도가 알데히드 형성에 미치는 영향은 거의 없었다. 활성화된 균체에 ${\beta}-fructofuranosidase$를 공유결합에 의하여 고정화시켰다. 더 높은 효소의 고정화를 위하여 이를 glutaraldehyde를 처리한 바 0.5%의 농도와 1시간의 반응조건에서 최대 효소 고정화율 26%를 나타내었다. 이 조건에 의해 제조한 고정화 효소는 kinetic parameters로서 최적온도가 $55^{\circ}C$, 최적 pH가 5, Km값이 55mM. Ea가 19kJ $mol^{-1}$이었다. 회분식 반응조내에서는 6번의 반복된 반응기간동안 고정화 효소 활성에 약간의 감소가 있었으나 비교적 좋은 역가의 안정성을 보여주었다.

• 스마트미디어저널
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• 제8권3호
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• pp.95-103
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• 2019

세계 제조업은 장기적인 경기침체, 노동 원가 및 원자재 가격 상승으로 성장 한계에 봉착하게 되었으며, 이에 대한 해결방안으로 ICT와 센서 기술을 바탕으로 제조업의 4차 산업혁명을 진행하고 있다. 이러한 흐름에 따라 화학 산업에서의 스마트공장보급 확산과 스마트제조 기술 향상을 위해, 본 논문은 스마트 제조혁신을 위한 보호필름 공정 제조데이터 활용모델의 설계를 제안한다. 보호필름 공정 중에서 원료 배합 및 교반, 압출, 그리고 검수 공정에 대해서 온도, 압력, 습도, 그리고 동영상 및 열화상의 제조 데이터를 획득한다. 또한 획득된 제조 데이터는 대용량 스토리지에 저장되며, AI 서비스에 의한 시계열 및 이미지 분석과 시각화가 진행된다.

• 수산해양교육연구
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• 제27권5호
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• pp.1352-1363
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• 2015

주원료인 쌀과 부원료인 마른새우의 농수산 복합물을 single screw extruder를 이용하고, 다목적 식품소재의 적용을 위하여 원료독립변수 3개(쌀의 함수율, 쌀의 입도, 마른새우 첨가율)와 작동독립변수 4개(barrel 온도, screw 속도, 토출구직경, 원료투입량)의 총 독립변수 7개의 조건변화에 의한 5개의 종속변수(팽화도, 함수율, 명도, 균질성, 생산성)의 특성은 다음과 같다. 쌀의 함수율을 12, 14, 16, 18%로 조건 변화하여 collets을 제조할 경우, collets의 팽화도는 그 값이 증가하다가 감소하였고, 함수율 및 명도는 증가하였고, 균질성은 감소하는 경향이었다. 쌀의 입도를 raw, 20, 40, 60 mesh로 조건 변화하여 collets을 제조할 경우, collets의 팽화도는 그 값이 미미하나마 감소하였으나 유의적인 큰 차이가 없었고, 함수율은 raw에 비해 20 mesh 입자의 크기로 작아질 때 함수율이 감소하였으나 20 mesh 이상으로 더 분쇄하여 입자의 크기가 작아지더라도 변화 없이 거의 일정하였으며, 명도는 쌀 입도의 크기에 따른 유의차가 없었고, 균질성은 증가하는 경향이었다. 마른새우의 첨가율을 2, 4, 6, 8%로 조건 변화하여 collets을 제조할 경우, collets의 함수율 및 명도는 증가하였고, 팽화도 및 균질성은 감소하는 경향이었다. Barrel 온도를 90, 95, 100, $110^{\circ}C$로 조건 변화하여 collets을 제조할 경우, collets의 팽화도 및 균질성은 유의적으로 증가하였고, 함수율 및 명도는 감소하는 경향이었다. Screw 속도를 210, 280, 340 rpm으로 조건 변화하여 collets을 제조할 경우, collets의 팽화도, 균질성 및 생산성은 증가하였고, 함수율 및 명도는 감소하였다. 토출구 직경을 4, 6, 8, 10 mm로 조건 변화하여 collets을 제조할 경우, collets의 팽화도 및 균질성은 감소하였고, 함수율 및 명도는 증가하였으며, 생산성은 그 값이 증가하다가 일정하였다. 원료투입량을 30, 40, 50, 60 kg/h로 조건 변화하여 collets을 제조할 경우, collets의 팽화도, 함수율, 명도 및 생산성은 증가하였고, 균질성은 감소하였다. 이와 같이 쌀을 주원료로 하고 부원료로 마른새우를 첨가하여 collets을 제조할 경우, 독립변수의 변화에 따라 종속변수의 값이 변화하여 최종제품인 collets의 품질에 영향을 미쳤다. 따라서 품질이 좋은 collets을 제조하기 위해서는 독립변수를 잘 설정할 필요가 있다고 판단되었다.

• Composites Research
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• 제34권4호
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• pp.241-248
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• 2021

전기자동차 시장이 성장함에 따라 배터리 효율을 증가시키기 위해 차량 경량화 이슈가 대두되고 있다. 이에 전기자동차 배터리 모듈을 보호하는 배터리 모듈 커버를 기존 알루미늄 소재에서 알루미늄 대비 절반 수준의 무게를 가지는 고강도/고내열성 고분자 복합소재로 대체하고자 한다. 또한 복잡한 형상에 대한 제약이 없고, 다품종 소량생산에 유리한 3D 프린팅 기술을 접목하여 기술 변화가 빠른 초기 전기자동차 시장에 대응하고자 한다. 복합소재 역학에 기반하여 압출기를 통해 가공한 단섬유 GF(glass fiber)/PC(polycarbonate) 복합소재 내 유리섬유의 임계길이(critical length)가 453.87 ㎛임을 도출하였고, 사이드 피딩(side feeding) 방식의 가공법을 택함으로써 기존 365.87 ㎛이었던 잔류섬유길이를 향상시킴과 동시에 분산성을 향상시켰다. 이에 30 wt%의 GF가 함유된 GF/PC 복합소재로 인장강도(tensile strength) 135 MPa, 탄성계수(Young's modulus) 7.8 MPa의 최적의 물성을 구현하였다. 또한 3D 프린팅 필라멘트가 상용 필라멘트 규격인 두께 1.75 mm, 표준편차 0.05 mm를 만족하기 위해서 필라멘트 압출 조건(온도, 압출속도)을 최적화하였다. 제작된 필라멘트를 통해 기공률을 최소화하며 강도를 최대화하고, 동시에 생산성 향상을 위해 프린팅 속도를 최대화하는 다중 최적화 문제를 통해 3D 프린팅 공정조건(온도, 프린팅 속도)을 최적화하였고, 이로써 기존 상용화 되어있는 동일 소재 필라멘트 대비 인장강도 11%, 탄성계수 56%가 향상된 결과를 얻었으며, 출력물의 후처리(post-process)를 통해 후처리 전 대비 인장강도 5%, 탄성계수 18%를 추가로 향상시켰다. 끝으로 유한요소해석(finite element analysis, FEA) 기법을 활용하여 전기자동차 배터리 모듈 커버의 시험 규격(ISO-12405)의 Mechanical Shock test의 기준을 만족하도록 배터리 모듈 커버의 구조를 최적화하였고, 이로써 배터리 커버 시험규격을 만족하면서 동시에 알루미늄을 사용했을 때 대비 37%의 경량화를 달성하였다. 해당 연구 결과 및 연구 방법을 활용하여 향후 다양한 분야에 고분자 복합소재 3D 프린팅 기술이 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국수산과학회지
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• 제27권1호
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• pp.13-26
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• 1994

본 연구에서는 우리나라의 연근해에서 생산되는 해조류를 이용하여 압출 성형물을 제조하기 위하여 단축스쿠류 압출성형기를 이용, corn grits에 미역 분말을 첨가하여 압출성형시켰을 때 일어나는 이화학적 특성변화를 반응표면 실험계획법에 의하여 분석하였다. 미역분말을 첨가한 corn grits압출성형물의 이화학적 측정치인 각 종속변수들간의 단순상관관계를 보면 밀도는 팽화율, 명암도, 파단강도는 수분용해 지수, 명암도, 수분흡수지수는 수분용해도지수에서 유의차를 나타내었다. 독립변수인 수분함량($15{\sim}21\%$), 미역분말함량($10{\sim}30\%$) 및 토출구온도($95{\sim}115^{\circ}C$)의 주어진 범위에서 각 종속변수인 이화학적 특성에 대한 영향을 3차원 반응표면 회귀분석을 하였을 때, 팽화율은 수분함량이 감소하고 토출구 온도가 증가할 때 증가하였으며, 밀도는 수분함량과 미역분말함량이 증가함에 따라 증가하는 것으로 나타났다. 파단강도는 수분함량과 미역분말함량이 증가함에 따라 증가하는 것으로 나타났다. 파단강도는 수분함량이 증가함에 따라 증가하는 반면, 미역분말함량에 따라서는 감소하는 경향이었다. 수분용해도지수는 수분함량이 증가할수록 증가하는 경향으로 나타났고, 명암도는 대체로 미역함량이 증가함에 따라 감소하는 경향을 보여주었다.