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혼합물실험계획법과 가진을 이용한 알루미나 파우더의 충진율 분석
전상준 ( Sangjun Jeon ),김영신 ( Youngshin Kim ),양대종 ( Daejong Yang ) 한국복합재료학회 2021 Composites research Vol.34 No.5
알루미나 파우더는 산업용으로 널리 사용되는 소재 중 하나이지만 파우더 패킹 상태에 따라 제품의 강도가 변하는 문제점이 있다. 위 문제해결을 위하여 입자 패킹효율을 높이려는 많은 선행연구들이 수행되었지만, 기존 연구는 밀리미터 스케일의 입자의 충진 특성을 분석한 것이 대부분이므로 마이크로미터 스케일과 물리적 특성이 달라, 그 선행연구 결과를 토대로 마이크로미터 스케일에 적용하기 어렵다. 따라서 본 논문에서는 마이크로미터 스케일의 알루미나 파우더를 이용하여 충진률을 높이기 위하여 통계적방법을 이용하여 3단계 실험을 수행하였다. 먼저, 혼합물시험계획법을 이용하여 충진율이 높은 크기 조합 및 혼합 비율을 선정하였으며, 진동 실험장치에서 가진 주파수 변경에 따른 충진 높이 변화를 분석하여 적정 가진 주파수를 선정하였다. 마지막으로 앞서 언급한 실험 결과값을 토대로 알루미나 파우더 충진율 시험을 수행하였다. 그 결과, 최대 높이 변화량은 충진 크기 조합 선정을 위해 수행한 최초의 실험 결과 최댓값보다 42% 향상된 것을 확인하였다. Alumina powder is one of the widely used materials for industry, but there is a problem that the strength of the product changes depending on the powder packing state. To solve the above problem, previous studies have been conducted to increase the particle packing efficiency, but most of the existing studies analyzed the packing characteristics of millimeter-scale particles, so the physical properties are different from those of the micrometer scale. It is difficult to apply to the micrometer scale. In this paper, a three-step experiment was performed using a statistical method to increase packing using micrometer-scale alumina powder. First, a size combination with high packing and a mixing ratio were selected using the mixture test design method, and an appropriate excitation frequency was selected by analyzing the height change according to the frequency change in the vibration test apparatus. Finally, an alumina powder packing experiment was performed based on the experimental results mentioned above. As a result, it was confirmed that the maximum height variation was 42% higher than the maximum value of the 155 measurements performed when selecting the packing size combination. It is thought that this study will serve as basic data for processing and packing research using fine powder.
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수크로스 스테아레이트의 유화력 및 가용화력 향상을 위한혼합물 조성 최적화
배종환,송마리아,진병석 한국응용과학기술학회 2024 한국응용과학기술학회지 Vol.41 No.2
본 연구에서는 수크로스 스테아레이트(SS)의 유화력과 가용화력을 좀 더 향상시키기 위해, sodium deoxycholate (SDOC)와 PEG-40 hydrogenated castor oil (HCO)와의 혼합 조성물을 구성하였다. 혼합물의 최적 조성을 구하기 위해 혼합물 실험 계획법을 도입하여 실험을 진행하고, 실험에서 얻은 데이터를 회귀 분석하여 혼합물 조성의 변화가 혼합물의 특성에 미치는 영향을 살펴보았다. SS에 SDOC만을첨가했을 때 코코넛 오일에 대한 유화력이 가장 향상되고, HCO만을 첨가했을 때는 가용화력이 가장 향상된 반면, 에스테르 오일인 cetyl ethylhexanoate (CEH)에 대한 유화력은 SDOC와 HCO를 함께 첨가했을때 가장 크게 향상됨을 알 수 있었다. 코코넛 오일 및 CEH 각각에 대한 유화력과 가용화력, 3개의 특성치에 대한 동시 최적화를 실시한 결과, 최적의 계면활성제 혼합 조성은 SS 0.7939, SDOC 0.0586, HCO 0.1475로 구해졌다. In this study, we enhanced the emulsifying power and solubilization of sucrose stearate (SS) by creating mixtures with sodium deoxycholate (SDOC) and PEG-40 hydrogenated castor oil (HCO). We employed the design of mixture experiments (DOME) methodology to identify the optimal composition of the mixture, and the impact of varying the mixture composition on its characteristics was examined through regression analysis of the experimental data. It was revealed that the emulsifying power for coconut oil was most improved when only SDOC was added to SS, and solubilization was most improved when only HCO was added, while the emulsifying power for cetyl ethylhexanoate (CEH) was most significantly improved when SDOC and HCO were added together. As a result of simultaneous optimization of three characteristics, emulsifying power for each of coconut oil and CEH, and solubilization, the optimal surfactant mixture composition was determined as SS 0.7939, SDOC 0.0586, and HCO 0.1475.
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중도절단 데이터를 포함한 혼합물 재료의 강건성 확보 실험연구 사례
변재현,정춘식,김동학,박규환 한국품질경영학회 2019 한국품질경영학회 학술대회 Vol.2019 No.-
본 연구는 전선 피복용 소재 개발에 관한 것이다. 종래의 일반적인 케이블 난연 피복 소재는 화재 시 수산화 산과 부식성 가스가 혼합되어 할로겐 성분을 유출하는 문제점이 있다. 이 성분은 우수한 난연성을 갖지만 소각 시 다이옥신 및 다이퓨란 등의 유독물질을 발생시키고 인간의 신체에 장기간 축적되어 환경 호르몬 문제를 유발한다. 이에 따라 할로겐 원소가 첨가되지 않은 친환경 난연 소재를 개발하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 핸드폰 충전기 케이블에 입힐 친환경 난연 소재를 개발함에 있어서 실험계획 방법을 이용하고자 한다. 본 연구를 시작하기 전 시점까지는 개발된 소재가 고객요구사항 중 난연성을 제외한 나머지 물성은 모두 합격 판정을 받았다. 이러한 난연성 확보를 위해 연소시간을 최소화하기 위한 실험을 수행하기 위하여, P(인계난연제), F(불소수지), S(Silacate)를 인자로 삼아 혼합물실험을 3차에 걸쳐 시행을 하였다. 실제 제조공정에서의 잡음을 반영하기 위하여 전선 성형 시 두께를 소/중/대로 나누어 성형했다. 최적조건을 파악한 다음, 이 조건에서 확인실험을 하여 재현성을 확보하였다.
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박성호(Sung-ho Park),임동철(Dong-cheol Lim),김기성(Ki-sung Kim),배종락(Jong-rak Bae),전오환(Oh-hwan Jeon) 한국자동차공학회 2010 한국 자동차공학회논문집 Vol.18 No.1
In order to formulate the compounded polypropylene(C-PP) which is suitable to an automotive door trim panel, 9 sorts of properties were measured after manufacturing the C-PP using an extruder and an injection machine with polypropylene(PP), ethylene-octene rubber(EOR) and talc. Mixture design, especially extreme vertices design, in DOE with MINITAB - commercial software was used to analyze the data. The relations between each property and each component, for example, y=0.00907222x₁+0.00870556x₂+0.0155722x₃ for specific gravity, were found out by the regression analysis and the variance analysis. The optimized formulation of the C-PP for an automotive door trim panel was acquired at PP(77.6962), EOR(11.0238) and talc(10.2800) by use of the response optimizer(mixture) in MINITAB.
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