International Journal of Industrial Entomology and Biomaterials
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제21권1호
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pp.145-150
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2010
The regenerated silk fibroin with various molecular weights (MW) was prepared by different dissolution condition and the effect of coagulant on the wet spinnability of the various MW silk fibroin solutions dissolved in formic acid was investigated by the observation of wet spun filament in coagulant and the measurement of maximum draw ratio. The observation on the wet spun filament in coagulation bath revealed that good fibers without bead were formed in a high MW and a very high MW silk fibroin samples. In contrast, beads were observed in the silk fibroin sample with medium MW. The maximum draw ratio of wet spun silk fibroin filament decreased with MW reduction. The decrease of maximum draw ratio in isopropanol, acetone, DMF and THF was remarkably higher than that in methanol and ethanol, indicating that the coagulant type strongly influenced the wet spinnability. The two simple evaluation methods used in this study showed complementary information for wet spinnability: (a) The observation of filament in coagulant was effective to check a continuous fiber formation and a bead formation, and (b) the maximum draw ratio measurement was useful to examine the post drawing ability related to molecular orientation.
Possible methods of protection of non cellulosic fibers, particularly nylon filament yarn, from the damaging effects of light are discussed. Manganese acetate, cupricacetate, G1-06-196 and sodium phosphate are used as a light stabilizer for nylon filament yarn. The light stability of filament containing different weight of TiO$_2$ is increased as the following order: Bright>Semi-Dull>Full-Dull The protection effect against light according to the present of the light stabilizer in filament increased in the following order: Manganese acetate> Cupric acid> G1-06-196> Sodium phosphate Manganese acetate is shown to be the most effecting salt for protecting nylon against light. 15 ppm of the salt is shown to be effective enough for protecting nylon filament yarn against light.
복합재 격자구조체는 요구 하중을 최소한의 무게 및 두께로 지지하는 구조체로, 고강도 탄소섬유에 에폭시 수지를 함침시켜 필라멘트 와인딩 공법으로 제작된다. 구조적으로 반드시 필요한 부분만을 적층 및 제작하므로 항공기 동체, 위성발사체 및 유도무기 등에 적용하여 경량화를 극대화 할 수 있다. 본 논문에서는 대형 원통형 및 콘형 복합재 격자구조체의 설계, 해석, 제작 및 평가까지 전 순기에 해당하는 복합재 격자구조체 개발 및 평가를 수행하였다. 실제 발사체 및 유도무기에 적용이 가능하도록 직경 2,600 mm, 길이 2,000 mm의 원통형 격자구조체와 상단 직경 1,300 mm, 하단 직경 2,500 mm, 길이 900 mm의 콘형 격자구조체를 개발하였으며, 하중시험을 통해 대형 복합재 격자구조체의 성능을 평가하였다.
필라멘트 와인딩 공법(filament winding process)은 회전하는 맨드렐에 로빙(roving)형태의 연속섬유를 감는 비교적 간단한 공정이다. 이것은 저장탱크, 화학용 파이프, 그리고 다른 산업에 사용되는 안정적이고 다양한 공법이다. 본 연구에서는 split disk test 치구와 dress disk test 치구에 의한 필라멘트 와인딩 링 시편의 인장강도 값을 실험에서 얻어진 결과와 혼합법칙에 의해 얻어진 이론적인 값을 비교하였다. 이 논문의 목적은 필라멘트 와인딩 구조물의 인장 특성 평가에 대한 적합한 시험법을 제안하고 있는 것이다. dress disk test 치구로 시험한 링 시험편의 인장강도는 split disk test 치구의 모서리 부분에서 발생하는 응력집중 때문에 split disk test의 시험 결과보다 이론적인 인장강도 간에 잘 근절함을 보여준다. 이 실험 결과 시험 치구의 기하학적 형상과 섬유의 연속성, 섬유 장력 그리고 시험편의 응력 집중에 영향은 받음을 알 수 있었다.
본 논문은 필라멘트 와인딩 압력용기의 섬유 강도 크기 효과에 관한 이론 해석 및 시험 결과를 제시하였다. 시험 방법은 카본-에폭시로 필라멘트 와인딩된 여러 크기의 후프 링 시험이 수행되었다. 시험 결과로부터 섬유 강도의 크기 효과가 현저하게 나타남을 알 수 있었다. 해석적 방법은 와이블 최약 파손 모델과 다 단계 연속 파손 모델을 이용하여 후프 링 시험 결과와 비교하였다. 해석 결과는 시험 결과와 비교하여 현저하게 낮은 섬유 강도 값들을 나타내었다. 그러므로 길이 방향의 크기 효과를 개선한 개선형 다단계 연속 파손 이론을 제시하였다. 개선형 다단계 연속 파손 이론으로부터 구한 섬유 강도 값들은 시험 결과들과 좋은 일치를 보였다.
Highly conductive bipolar plate for polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC) was prepared using phenol novolac-type epoxy/graphite powder (GP)/carbon fiber filament (CFF) composite, and a rubber-modified epoxy resin was introduced in order to give elasticity to the bipolar plate graphite fiber (GF) was incorporated in order to improve electrical conductivity. To find out the cure condition of the mixture of novolac-type and rubber-modified epoxies, differential scanning calorimetry (DSC) was carried out and their data were introduced to Kissinger equation. And tensile and flexural tests were carried out using universal testing machine (UTM) and the surface morphology of the fractured specimen and the interfacial bonding between epoxy matrix and CFF or GF were observed by a scanning electron microscopy (SEM).
본 논문은 두 가지 암석인 국내 광물로부터 무기질 연속섬유 제조과정을 요약한 것이다. 두 가지 광물인 현무암과 맥반석으로부터 용융 방법으로 연속섬유를 생산하였다. 제조방법은 유리화된 재료를 노즐이 하나인 백금과 로듐 합금 도가니인 부싱에 넣어 섬유방사가 가능한 온도로 가열하였다. 유리화된 현무암은 어떤 첨가물도 없이 연속섬유 제작에 적합하였으나 맥반석은 산화붕소의 첨가가 연속섬유 방사를 가능하도록 하였다.
The fiber orientation in FRP has a great effect on the strength of FRP because the strength of FRP mainly depends on the strength of fiber. Unidirectional FRP made by pultrusion method has comparatively lower compressive strength than tensile strength. Compressive strength of unidirectional FRP may be increased by filament winding layer which has tensile stress when compressive stress was loaded. In this study, compressive strength and stresses of FRP rods were simulated according to the winding orientation of glass fiber. Inner part of FRP was made unidirectionally by pultrusion method and outer part of FRP was made by filament winding method. Simulated value and real evaluated compressive strength were compared to investigate stresses which is prominent to the fracture of FRP. The shear stresses had a great effect on the strength of FRP although the stress of parallel direction of FRP was much higher.
콘크리트충전 유리섬유 복합소재 튜브는 좋은 내구성과 심한 부식환경에서 견딜 수 있는 높은 화학적인 저항성으로 인해서 해양구조물에서 종종 사용된다. 이 연구는 원형 콘크리트충전 유리섬유 복합소재 튜브에 대한 다양한 실험을 수행하고 결과를 분석한다. 유리섬유 직포 수적층, 필라멘트 와인딩 적층을 압축을 받는 관의 바깥 튜브로 사용하는 경우에 고려해야 하는 몇 가지 측면을 실험 분석한다. 이 연구의 목적은 다음과 같다: (1) 유리섬유 층의 필라멘트 와인딩 각도의 효율성 검증 (2) GFRP 적층수가 강도 및 최고 변형률에 미치는 영향 평가 (3) 단부 재하조건이 구속효과 및 파괴양상에 미치는 영향 파악, 그리고 (4) 구속 상태에서 콘크리트의 응력-변형률 거동을 모사하는 해석적인 모델 제시이다. 세 가지 서로 다른 종류의 섬유 구성이 사용되었다: 직포층, ${\pm}45^{\circ}$ 필라멘트 와인딩 층, 그리고 ${\pm}85^{\circ}$ 필라멘트 와인딩 층. 각 층은 독립적으로 혹은 복합적으로 함께 사용되었다. 시편의 비 및 지름이 서로 다른 경우도 실험하였다. 총 27개의 GFRP 튜브 시편을 이용해서 인장 실험을 수행하였고, 66개의 콘크리트충전 GFRP튜브 시편을 이용해서 압축 실험을 수행하고 결과를 분석하였다. 구속상태의 콘크리트 응력-변형률 거동을 모사하는 해석적인 모델 및 영향계수를 제시하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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