• 설비공학논문집
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• 제28권12호
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• pp.477-482
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• 2016

Airtight containers have been widely used in many industries and household. They need a packing for sealing between the inside and outside. Previous packing materials have some drawbacks like stench, stickiness, and difficulty of applying to automated manufacturing systems. So, a new packing material which is harmless and suitable for automation is needed. This study performed a hot plate welding process of thermoplastic elastomer (TPE) as the packing material. The hot plate welding process included a phase change process of solidification and melting. The porosity-enthalpy method was adopted in order to simulate phase change problems. The TPE showed non-Newtonian fluid characteristics during the melting process. Since properties of SEBS are not well-defined, we established TPE properties by observing the melting behavior of TPE. In order to find an optimized condition, a parametric study including packing thickness, shapes, hot plate temperature, and thermal resistance, was conducted.

• 소성∙가공
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• 제25권6호
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• pp.402-408
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• 2016

A manufacturing technology of carbon fiber composites with thermoplastic polymer pellets and continuous woven fiber was investigated using a compression molding process. To secure the impregnation of resin into the porosity of fabric the composite specimens were prepared with general injection-molding grade polypropylene pellets and low viscosity polycarbonate pellets. Tensile tests of polypropylene and polycarbonate composites were performed. Polycarbonate composites showed higher fracture strength than that of polypropylene composites because of the difference of matrix properties. However, the increase rate of strength was lower than that of polypropylene composites due to the difference of coherence between matrix and reinforcement. To investigate the effect of carbon fiber volume fraction on the fracture strength variation polypropylene composites with different volume fraction were compression molded and tensile tests were performed together. It was shown that the fracture strength of the polypropylene composites increased by 3.2, 5.4 and 6.9 times with the increase of carbon fabric volume fraction of 0.256, 0.367, and 0.480, respectively.

• 대한기계학회논문집A
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• 제24권4호
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• pp.1055-1064
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• 2000

First, various specimen geometries, namely, coupon type, waisted type and dog-bone type, were examined to determine appropriate fatigue specimen of thermoplastic composite material AS4/PEEK and the n, fatigue strength of smooth and notched specimens of AS4/PEEK [-45/0/+45/90]2s was investigated. Fatigue tests were performed under load controlled condition at a stress ratio of 0. 1 at a frequency of 5Hz. Stiffness degradation of specimens with fatigue cycling was monitored using an automated unloading compliance technique. The waisted type specimen is found appropriate for smooth fatigue specimen geometry of AS4/PEEK. As for the effect of stress concentration, it is found that fatigue strength is higher for a 2mm-diameter hole notched specimen than a 5mm-diameter one. Fatigue notch factor decreases with the increase of fatigue life. These results are far different from the trend of fatigue strength of metallic materials. The stiffness variation of smooth specimen was only 4% at maximum until final fracture. On the other hand, the stiffness of hole notched specimen was reduced by 45% at maximum. Notched fatigue strength was compared between thermoplastic composite AS4/PEEK and thermosetting composite Graphite/Epoxy. In long-life fatigue (>104), the AS4/PEEK composite shows superior fatigue strength, but in short-life fatigue, the fatigue strength of the Graphite/Epoxy composite is nearly equal or somewhat higher than that of the AS4/PEEK composite.

• Composites Research
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• 제29권5호
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• pp.243-248
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• 2016

열경화성 탄소 섬유 복합재료 분리판은 높은 기계적 특성뿐만 아니라 높은 내산성을 갖으나, 높은 제조단가 및 낮은 자체저항이 극복해야 할 가장 큰 장애물이다. 따라서 본 연구에서는, 열가소성 폴리머를 복합재료 분리판의 기지로 적용하여 분리판 생산성과 자체저항이 모두 증가된 열가소성 탄소 복합재료 분리판을 개발하였다. 전기 전도도 및 기계 강도를 증가시기키 위하여 평직 형태의 탄소 섬유 직물을 사용하였으며, 분리판의 자체 저항을 감소시키기 위하여 전도성 나노입자를 열가소성 기지에 혼합하였다. 개발된 분리판의 면적 비저항 및 기계물성을 고온 연료전지 작동 온도 및 스택의 체결압에 따라 측정하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권6호
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• pp.21-26
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• 2018

녹말에 가소제인 글리세롤을 혼합하여 열가소성 녹말 (thermoplastic starch, TPS)을 제조하였다. 혼합된 글리세롤은 20-35 wt.%의 비율이었고 TPS는 이축 압출기에서 제조하였다. 제조된 TPS의 전단 점도, 열적 성질 및 기계적 강도를 시험하였다. 제조된 TPS는 전단 속도가 증가할수록 점도가 감소하는 전형적인 고분자의 점도 거동을 보였다. 가소제인 글리세롤의 함량이 증가할수록 power index, n은 증가하여 1에 가까운 값을 보였다. 이는 뉴톤성 유체인 글리세롤의 함량이 증가할수록 제조된 TPS의 점도 거동이 뉴톤성 유체에 가까워지기 때문이다. TPS의 열적 거동을 관찰한 결과 녹말과 글리세롤이 한 상(single phase)을 보임을 확인 할 수 있었다. 또한 TPS를 상온에 하루 이상 방치하면 부분적 상용성을 보이는 것으로 관찰되었는데 이는 공기 중의 습기의 작용인 것으로 추정된다. TPS의 기계적인 성질은 가소제의 함량에 크게 의존하는 것을 볼 수 있었는데 가소제의 함량이 증가할수록 인성과 강성 모두 증가하는 것을 관찰하였다. 가소제의 함량이 증가할수록 강성이 증가하는 특이한 현상은 습도와 높은 아밀로즈 함량이 복합적으로 작용하여 생긴 결과임을 DSC 분석을 통해 알 수 있었다.

• Composites Research
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• 제19권1호
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• pp.15-21
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• 2006

일방향 섬유로 보강된 고성능 복합재료의 경우 모든 방향에서 곡률을 가지는 구조물의 제작에 용이하지 않다. 본 연구에서는 높은 비강성, 비강도를 가지는 일방향으로 보강된 AS4/PEEK 프리프레그 테이프를 이용한 축소 시제 복합재료 접시형 안테나 반사판의 개발 결과를 보여준다. 개발을 위해서 유한요소법을 통한 적층인자 연구를 통한 저열팽창/등방변형의 반사판 설계기법을 확립하였으며, Fiber Placement System을 통한 자동섬유적층법을 이용하여 접시형 안테나 반사판이 제작되었다. 제작된 반사판은 Full Bridge Circuit의 Strain Cage를 이용한 열변형 실험법으로 열팽창 거동에 대한 실험을 수행하였으며, 열변형 해석결과와의 비교를 통하여 제작된 구조물을 검증하였다.

• 소성∙가공
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• 제27권1호
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• pp.60-65
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• 2018

• Composites Research
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• 제28권4호
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• pp.168-175
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• 2015

탄소섬유 강화 복합재료는 높은 비강도 및 비강성을 가지기 때문에 자동차 산업, 선박, 우주 항공 산업과 같은 다양한 산업 분야에 적용되어 왔으며, 수요가 점차 증가하고 있다. 탄소섬유 강화 복합재료에는 기지재로 주로 에폭시(Epoxy)와 같이 점도가 낮고 젖음 특성이 우수하며 강도가 양호한 열경화성(Thermosetting) 수지가 사용된다. 열경화성 수지는 우수한 물리적 특성을 나타내지만 재사용이 어렵다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 재사용이 가능한 탄소섬유 강화 열가소성 수지(Thermoplastic) 복합재료 개발 및 탄소섬유 재사용에 관한 많은 연구들이 진행되고 있다. 본 연구에서는 열분해 방법을 사용하여 탄소섬유/에폭시 복합재료로부터 탄소섬유와 수지를 분리하여 탄소섬유를 재활용하였다. 에폭시의 분해도(Degree of decomposition)는 열중량분석기(TGA)와 시차 주사현미경(SEM)을 통해 확인하였다. 수지로부터 분리해낸 탄소섬유는 절단(Cutting)과 그라인딩(Grinding) 방법을 거쳐 탄소섬유 복합재료 시트(Sheet)를 제조하였다. 재활용 탄소 섬유로 제조된 탄소섬유 시트는 각각 다른 냉각조건에서 결정화 엔탈피(Crystallization enthalpy)와 기계적 특성, 표면과 단면의 형태를 분석하였다.

• 폴리머
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• 제32권3호
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• pp.251-255
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• 2008

본 연구는 전자 부품 운반용으로 가장 많이 사용되는 수지인 폴리스티렌에 금속염 화합물과 에스터계 화합물로 제조된 대전방지제를 혼합하여 대전방지성능, 기계적 강도를 높인 대전방지 재료를 제시하였다. 이를 위하여 상용화제인 Poly(styrene-co-maleic anhydride) 내의 MAH 함량을 달리하여 기계적, 열적, 그리고 전기적 특성에 대한 연구를 하였다. HIPS(75 wt%)/TPU(25 wt%) 블렌드의 상용성의 전기적 특성을 확인하기 위해서 잔류 공간전하를 측정한 결과 PS-co-MAH(MAH : 25 wt%)가 첨가된 재료에서 상대적으로 작은 잔류 전하가 발견되었으며, 인장강도도 가장 높은 수치를 보였다. 또한 대전 방지제를 첨가했을 때 상용화제를 첨가하지 않은 재료보다 우수한 정전기 성능을 확인할 수 있었다. 결과적으로 HIPS/TPU 블렌드시 PS-co-MAH가 첨가되어 두 고분자의 계면 결합을 우수하게 하며, 대전방지제의 분산성을 좋게 함을 확인할 수 있다.

• 한국정밀공학회지
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• 제17권2호
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• pp.169-175
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• 2000

The object of this study was to investigate the feasibility of solid-phase forming of the composites and to characterize the material behavior in the biaxial stretch forming. The materials tested contained 20%, 30%, and 40% glass fibers by weight in a polypropylene matrix. Biaxial stretch forming tests were performed at three forming speeds of 10mm/sec, 1mm/sec, and 0.1mm/sec and at four forming temperatures of $75^{\circ}C, 100^{\circ}C, 125^{\circ}C, and 150^{\circ}C$ to investigate effects of forming speed and forming temperature. The microscopic observation of a formed part was conducted at various strain levels to characterize the material behavior. The strain distribution on a formed part was measured and displayed on the farmed geometry with a contour display The material behavior of the composite in the biaxial stretch forming was strongly influenced by the forming conditions.