In this study, the strength properties of recycled plastic materials using polypropylene, polyethylene, and high-density polyethylene were evaluated by measuring their compressive and flexural strengths, which are typically measured in cement-concrete pavements, to assess the feasibility of using recycled plastic materials as construction materials for modular pavements that can easily integrate advanced sensors, such as those for future autonomous driving. Two types of recycled plastic (composite resin and high-density polyethylene (HDPE)) and two types of inorganic materials (fly ash and limestone filler) were selected to evaluate the strengths of recycled plastic materials. Specimens for the compressive and flexural strength tests were prepared with four different recycled plastic contents (100%, 80%, 60%, and 40%). The compressive and flexural strengths of the recycled plastic specimens were measured according to the KSL ISO 679 and KSL 5105 methods, and the strength properties were analyzed based on the type and content of the recycled plastic and type of inorganic material used. Distortion and shrinkage problems were observed during specimen preparation using the 100% recycled plastic material. This indicated that inorganic materials must be incorporated to improve the flexural strength and facilitate specimen preparation. The compressive strength of plastic materials was comparable to the 28-day compressive strength of conventional cement-concrete pavements. The compressive strength of the composite resin was approximately twice that of HDPE. The flexural strengths of both the composite and HDPE were in the range of 15–25 MPa, suggesting their suitability as materials for the construction of modular pavement structures. Based on the limited strength test results, we can conclude that the strength properties of recycled plastic materials are similar to those of conventional cement-concrete paving materials. From the strength perspective, we confirmed that recycled plastic materials can be utilized as construction materials for modular pavements. However, further research should be conducted on factors such as molding methods for modular pavement structures based on different types of recycled plastic materials.

전통적인 도로건설 재료인 시멘트 콘크리트 및 아스팔트 콘크리트는 생산과정에서 이산화탄소 등 대기 유해물질을 발생시키고, 자율 주행관점에서 자율주행 및 전기차 운행을 위한 디지털 센서 기반의 첨단기술 적용이 어려워 이를 대체하기 위한 미래 지향적 도로건설 소재 및 완전자율주행을 지향하는 기술 개발이 필요한 실정이다. 세계적으로 친환경 기술 개발 수요와 동반하여 전기, 수소차 등 친환경 모빌리티 기술과 자율주행 기술에 대한 기술적 진보가 지속적으로 이루어지고 있다. 국내의 경우, 첨단 모빌리티 분야를 국가전략기술로 지정하고 단기적으로 Lv4/4+, 장기적으로 완전자율주행 개발을 목표로 많은 연구와 정책들이 추진되고 있다. 자율주행 레벨이란 미국 자 동차공학회(SAE : Society od Automotive Engineers)가 제시한 자율주행 기술 수준 단계로, Lv.1 비자동화, Lv.2 운전자 보조, Lv.3 부분 자 동화, Lv.4 조건부 자율주행, Lv.5 고등 자율주행, Lv.6 완전 자율주행의 총 6단계로 구성된다. Lv 3.의 경우 주행 중 다양한 돌발 상황 및 주변 사물들을 모두 인식하고 이에 대응할 수 있지만, 부득이한 경우 운전자가 운전할 필요가 있다고 자동차가 판단할 경우 운전자 가 개입하여 운전하는 수준이며, Lv 4.의 경우 특정 환경(구역, 날씨 등)에서는 자동차가 모든 자율주행 기능을 지원, 어떠한 상황에서도 운전자가 개입할 필요가 없는 수준을 말한다. 현재는 조건부 자율주행, Lv 3.에서 자율주행 Lv 4, 즉 고등 자율주행 단계로 넘어가는 시 점이나 영상기반의 현 자율주행 시스템은 악천후 시 자율주행차가 안전하게 주행할 수 있도록 지원하는데 어려운 한계를 가지고 있다. 이와 더불어 자율주행과 관련된 기술과 주행 안전성을 담보하기 위한 도로 인프라, 즉 도로의 재료, 기하구조 문제(노면상태, 차로상태, 도로안내표지 등을 인식하는 문제)에 대한 대안 제시 필요성도 대두되고 있다. 본 연구에서는 현 자율주행 문제의 한계 극복 및 탄소배출 저감이 가능하도록 자율주행 센서 등 다양한 첨단 센서의 적용이 용이한 재활용 플라스틱 소재에 대한 도로 인프라 적용 가능성을 검토하고 기초 실험을 통해 강도측면에서의 재활용 플라스틱의 도로인프라 적 용 가능성을 확인하였다.

A fixed-point iteration is proposed to integrate the stress and state variables in the incremental analysis of plastic deformation. The Conventional Newton–Raphson method requires a second-order derivative of the yield function to generate a complicated code, and the convergence cannot be guaranteed beforehand. The proposed fixed-point iteration does not require a second-order derivative of the yield function, and convergence is ensured for a given strain increment. The fixed-point iteration is easier to implement, and the computational time is shortened compared with the Newton–Raphson method. The plane-stress condition is considered for the biaxial loading conditions to confirm the convergence of the fixed-point iteration. 3-dimensional tensile specimen is considered to compare the computational times in the ABAQUS/explicit finite element analysis.

고온기 시설멜론 재배 시 저비용 고효율의 개발하기 위하여 차광 자재별 이용 효과를 구명하고자 수행하였다. 차광처리 에 따른 평균온도는 무차광이 36.6℃, 차광도포제는 34.5℃, 백색차광망은 34℃로 조사되었다. 도포제 살포 직후에 투광률이 무차광에 비해서 차광 도포제 처리구는 69%, 백색차광망 처리구는 75% 이었으나, 40일 및 80일 후 차광 도포제 처리구의 투광률이 각각 92% 및 98%로 높아져 처리된 차광도 포제가 서서히 제거되는 것을 알 수 있었으며, 백색차광망 처 리구는 시간의 경과에 따른 투광률의 변화가 거의 없었다. 생육에 있어 엽수는 처리 간에 차이가 없었고, 초장은 무차광에 비해 백색차광망과 차광도포제 처리구에서 높게 나타났다. 엽중, 생체중, 건물중의 경우 차광 처리구에 비해서 무차광에 서 정식 42일 후에는 더 무거운 것으로 나타났다. 총 상품수량 은 무차광에 비해서 백색차광망과 차광도포제가 각각 6% 및 5% 증수되었다. 따라서 고온기 간편하게 온도를 낮출수 있는 방법으로 차광도포제는 효과적이나 서서히 제거되기 때문에 재배 시기를 고려해서 사용하는 것이 바람직하다고 생각되었다.

An orthotropic plastic constitutive model for fiber-reinforced composite material, is developed, which is simple and efficient to be implemented into computer program for a predictive analysis procedure of composite laminates. An orthotropic initial yield criterion, as well as work-hardening model and subsequent yield surface are established that includes the effects of different yield strengths in each material direction, and between tension and compression. The current model is implemented into a computer code, which is Predictive Analysis for Composite Structures (PACS). The accuracy and efficiency of the anisotropic plastic constitutive model and the computer program PACS are verified by solving a number of various fiber-reinforced composite laminates. The comparisons of the numerical results to the experimental and other numerical results available in the literature indicate the validity and efficiency of the developed model.

본 연구는 몇가지 보온피복 재료 및 방법이 플라스틱하우스의 보온력과 토마토의 생육과 수량에 미치는 영향을 구명하고자 수행하였다. 다겹보온덮개(카시미론 8온스 1겹+폴리폼(1 mm) 4겹 +부직포 2겹+폴리프로필렌 1겹+흑색네트차광망 1겹)를 이중하우스 구조의 외면에 피복한 것이 이중하우스 구조의 내부에 피복한 것에 비해 하우스내 야간의 기온과 지온은 약 낮았으나 광투과율이 높아서 토마토 상품수량이 약 2% 증가하였다. 그리고 다곁보온덮개를 피복하지 않고 이중하우스 구조의 내부에 EVA커튼을 설치한 것에 비해서는 하우스내 야간기온이 3℃ 높게 유지되어 수확기가 약 1일 빨라지고 토마토 과실도 19% 증수하였다. 한편 이중하우스 외면에 다겹보온덮개를 피복하고 내부에 보온커튼(알미늄+직물)을 설치한 것은 다겹보온 덮개를 피복하고 보온커튼을 설치하지 않은 것과 이중하우스에 다겹보온덮개를 피복하지 않고 EVA커튼만 설치한 것에 비해 하우스내 기온이 각각 2.2℃와 4.5℃ 높게 유지되었으며 이러한 보온효과에 의해 토마토 과실수량도 각각 18%와 37% 가되었다. 따라서 본 연구결과는 남부지역에서 저온기에 다겹보온덮개를 이중 플라스틱하우스 구조의 외면에 피복하고 내부에 보온성이 높은 커튼자재를 사용하면 가온을 하지 않거나 최소한의 난방비로 토마토를 재배할 수 있음을 시사해 주었다.

The actual overall migration data obtained from plastic food packaging materials into food simulants under high temperature testing conditions as described in the regulations of European Union, USA, and Korea or Japan were compared. Overall migration values(OMVs) with non-fatty food simulants under high temperature conditions were observed to be generally below 2.5 mg/dm^2 except polyamides(CPA and PA 6,6) which were tested at 121 for 2 hrs. As for the fatty food simulants, the OMVs with soybean oil were higher than other simulants. Among the films tested, PVC wrap showed higher OMVs ranging betwn 23.9 and 54.6 mg/dm^2 than others. The OMVs were measured at higher level with the elevation of contact temperature and the extension of contact time, and in fatty food simulants rather than in non-fatty simulants. Under similar testing temperature and time conditions. the OMVs tended to be increased in polar films like PA with polar simulants, and contrarily in non-polar films like PO with non-polar simulants. It is noteworthy that a discrepancy with regard to the result of OMVs was observed for some films as a result of different migration testing methods and conditions of each country areas.

수산 시설물의 내구성을 평가하기 위한 기초 단계로 부력재 또는 프레임용 재질로 많이 사용되고 있는 국산 고밀도 PE 및 고강도 PVC와 노루웨이 고밀도 PE에 대하여 인공 광원을 조사한 후 시간의 경과에 따른 시료의 물성과 그 표면 및 파면의 형태적 변화를 비교·분석하였다. 실험에서 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 1) 자외선 조사 시간이 경과됨에 따라 세 시료 모두 인장 응력과 탄성률은 미처리된 초기의 그것보다 크게 감소하였으나, 파단 신장률의 경우 처음에는 증가하다가 다시 감소하는 불규칙적인 경향을 나타내었다. 2) 잔여 응력 RS(kg/mm 상(2))와 자외선 폭로 기간 Y(Year)와의 상관 관계는 다음과 같이 나타났다. KHDPE : RS=2.6769-0.0003Y(r 상(2)=0.63) Hi-PVC : RS=5.3470-0.0003Y(r 상(2)=0.91) NHDPE : RS=2.4929-0.0004Y(r 상(2)=0.97) 3) 전자 현미경 촬영 결과, 자외선의 영향으로 시료의 표면에 물방울 형상이 나타났으며, 자외선 조사 시간이 경과됨에 따라 분자 구조의 분해로 인하여 작은 구멍이 확인되었다.

Additives in plastics are capable of migrating from the packaging materials into the foodstuffs, thereby presenting a source of contamination and a potential health risk to the consumer. The migration from packaging materials into foodstuffs is first of all regulated by examining the amounts of global and specific migrated components. Besides, there is worldwide still a need for practical methods for measuring and monitoring migration from polymers, especially for the testing of migration into fatty foodstuffs. Therefore, these studies were undertaken to investigate the safety status of domestic plastic packaging materials with respect to migration. Another objective of this study was to examine the applicability of ethanol as an alternative fatty food simulant substituting for olive oil and n-heptane. The evaporation residues for various domestic plastic samples determined as described in Korean food laws were in the level from 4.3 to 14.5 mg/l, which were much lower than the limit value of 150 mg/l. The global migration values into 95 % ethanol showed to be comparable to those into n-heptane, while the olive oil migration values were comparably higher than those into ethanol or n-heptane and moreover they were not reproducible. The kinetic migration behavior of additives in polyolefin samples into 95% ethanol showed a Fickian diffusion process. The results of these studies on global migration and kinetic testings demonstrate that the ethanol could be successfully substitute for the olive oil and n-heptane as an alternative fatty food simulant, at least in contact with polyolefins.

2002년 한일월드컵의 성공적 개최로 인한 축구 열풍으로, 인조잔디구장 조성 붐이 형성되어 급격하게 확대되기 시작한 인조잔디시장은 교육부와 국민체육진흥공단의 생활체육 및 체육시설의 선진화 방안에 따른 인조잔디 조성계획으로 지자체 및 학교 등 공공기관이 수요가 보태지면서 가히 폭발적으로 성장하게 되었다. 인조잔디의 사용연한은 보통 7~8년으로 알려져 있으나, 이용이 빈번한 학교운동장, 공공체육 시설의 경우 평균 3~5년으로 짧은 편이다. 잔디파일의 경우 시간이 지남에 따라 물리적 마모 및 충격에 의해 열화가 진행되며, 파일의 탈락 및 인장강도, 인발력 저하, 고무분말 노출로 인한 분진 발생의 원인이 된다. 인조잔디가 깔린 학교는 전국에 1,580여 곳이며, 이 가운데 200여 곳(12.7%)은 사용연한이 다 됐거나 지났으며, 사용한 지 5년이 넘어 노후된 곳도 613곳(38.8%)이나 되어 폐기 인조잔디 처리가 시급한 문제로 떠오르고 있다. 국내 처리방법은 폐기 인조잔디 발생 시 사업장 폐기물로서 위탁, 소각 후 매립하고 있으며, 소각 후 매립 처분에 있어 대부분의 인조잔디와 충전재(고무분말, 규사)를 구분하지 않고 일괄 소각 후 매립하고 있어 자원의 낭비와 자연환경의 파괴가 우려된다. 이에 본 연구에서는 폐기 인조잔디 충전재의 0.5mm이하 미분쇄 가공을통한 TPV용 소재 개발을 위한 연구를 진행하였으며, 원자재 공급업체와 중가 가공처리업체, 최종 제품 수요업체, 총괄 관리기관 간의 업무분장을 통하여 자원 재활용 네트워크를 구축하였다.