"키스톤"의 두 판 사이의 차이

2023년 6월 14일 (수) 14:55 판

프로젝트 개요

기술개발 과제

국문 : 회전 롤러를 활용한 신발 물기 제거 장치

영문 : shoes-dryer using spinning roller

과제 팀명

키스톤

지도교수

이효선 교수님

개발기간

2023년 3월 ~ 2023년 6월 (총 4개월)

구성원 소개

서울시립대학교 신소재공학과 20134500** 이*훈(팀장)

서울시립대학교 신소재공학과 20134500** 최*진

서울시립대학교 신소재공학과 20184500** 유*현

서울시립대학교 화학공학과 20173400** 윤*현

서론

개발 과제의 개요

개발 과제 요약

우천 시에 보행자에 의해 실내 건물까지 물기에 의해 더러워지거나 보행자가 미끄러져 넘어지는 일이 발생한다. 이를 문제 상황으로 보아, 보행자의 신발의 물기와 오염을 효과적으로 제거하면서 지속가능한 사용을 할 수 있고, 저렴한 비용이 들며, 이동 설치 및 보관이 용이하도록 하는 것이 개발 과제의 지향점이다.

기존 기술과 다르게 흡수부와 롤러부, 그리고 청소부가 결합된 발판 장치를 고안하였고, 보행자가 실내에 들어오면서 장치의 흡수부 상측을 밟게 되면 신축성있는 흡수부가 눌리면서 보행자의 신발 아웃솔을 감싸게 되고 접촉한 모든 면적에서 신발의 오염 및 물기를 흡수하게 되는 원리이다

개발 과제의 배경

(1)폴리우레탄 폼스펀지의 내구성 관련 연구

밀도 62kg/^3의 스펀지의 경우 우측 그래프에서 최대 0.2Mpa의 압축응력을 가했을 때의 변형률은 10000회 시행후에도 최대 3%로 영구변형률이 1%에 그친다.

최대 0.3MPa의 압축응력을 가했을 때 변형률은10000회 시행후에 최대 11%, 영구변형률은 7%이다.

(좌)최대0.2MPa의 압축응력 (우)최대0.3MPa의 압축응력

섬도차이에따른 모세관 현상과 흡습속건원리

용어설명 - 모세관 현상, 흡습속건

(1) 모세관 현상(毛細管現象, Capillary action)은 모세관을 액체 속에 넣었을 때, 관 속의 액면(液面)이 관 밖의 액면보다 높아지거나 낮아지는 현상 혹은 분자 사이의 인력과 분자와 가느다란 관의 벽 사이에 작용하는, 서로 간의 인력에 의해 가느다란 관을 채운 액체가 올라가거나 내려가는 현상을 말한다.

(2) 흡습속건(wicking)이란 수분을 흡수하고 빠르게 건조시키는섬유의 특성을 말한다. 본래 흡습속건성능은 여름철 신체에서 발생하는 땀을 빠르게 흡수 및 건조하여 쾌적성을 높이는 특수 기능을 중심으로 발전했다.

흡습속건은모세관 현상에 의한 것으로서 섬유의 젖음과 달리 섬유의 친수성과상관성이 높지 않고 섬유의 구조적 특성에 의해 그 성능이 좌우되는 특징이 있다.

흡습속건측정법은 크게 in-plane wicking, transverse wicking그리고 vertical wicking의세 가지 방법으로 크게 나뉘며 이 중 한국산업규 격에서 사용되는 두 가지 방법은 다음과 같다.

1) direck법(KS K 0815) 20×2.5cm 시험편을 경사와 위사방향으로 각각5매 준 비하고시료를27±2 C의 증류수가 들어있는 용기의 수면에한쪽끝이닿도록하여10분후의모세관현상으 로 물이 상승한 높이(mm)를 측정, 평균값을 사용한다. 2) Drop법 20×20cm 시료를 준비하고27±2 C 증류수를 넣은 뷰렛에서5초마다 1ml 물방울을15~25방울 적하시켜특별한 반사를 일으키지 않을 때까지 소요되는 시간을 측정, 5개 시료의 5회 평균값을 나타낸다.

적층구조에서의  흡습속건은상층(표면부)에서 하층순으로 친수성의증가 및 섬도의증가를 통해 이루어진다. 표면부의 소수성 섬유는 빠른 건조기능과 하층부로의 수분의 이동속도를 촉진한다. 하층 친수성섬유는 조밀한 섬도를통해 모세관현상을 이용하여 흡수한 수분을 빠르게 확산시키며, 상층으로의 수분의 재확산을 막는다.

적층구조의 흡습속건원리는 기저귀, 생리대, 배변패드, 등 빠른 흡수와 건조를 동시에 필요로 하는 위생용품에 주로 사용된다. 또한 마스크팩, 등에서는 이를 역이용하여 건조를 최대한 늦추는 방법으로 사용되기도 한다.

개발 과제의 목표 및 내용

내용

구성원 및 추진체계

내용

설계

설계사양

제품의 요구사항

내용

설계 사양

내용

개념설계안

내용

이론적 계산 및 시뮬레이션

내용

상세설계 내용

내용

결과 및 평가

완료 작품의 소개

프로토타입 사진 혹은 작동 장면

내용

포스터

내용

완료작품의 평가

내용

향후계획

내용

특허 출원 내용

내용

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 ====개발 과제의 배경====
-내용
+(1)폴리우레탄 폼스펀지의 내구성 관련 연구
+ 밀도 62kg/^3의 스펀지의 경우 우측 그래프에서 최대 0.2Mpa의 압축응력을 가했을 때의 변형률은 10000회 시행후에도 최대 3%로 영구변형률이 1%에 그친다.
+최대 0.3MPa의 압축응력을 가했을 때 변형률은10000회 시행후에 최대 11%, 영구변형률은 7%이다.
+(좌)최대0.2MPa의 압축응력  (우)최대0.3MPa의 압축응력
+섬도차이에따른 모세관 현상과 흡습속건원리
+용어설명 - 모세관 현상, 흡습속건
+ (1) 모세관 현상(毛細管現象, Capillary action)은 모세관을 액체 속에 넣었을 때, 관 속의 액면(液面)이 관 밖의 액면보다 높아지거나 낮아지는 현상 혹은 분자 사이의 인력과 분자와 가느다란 관의 벽 사이에 작용하는, 서로 간의 인력에 의해 가느다란 관을 채운 액체가 올라가거나 내려가는 현상을 말한다.
+ (2) 흡습속건(wicking)이란 수분을 흡수하고 빠르게 건조시키는섬유의 특성을 말한다. 본래 흡습속건성능은 여름철 신체에서 발생하는 땀을 빠르게 흡수 및 건조하여 쾌적성을 높이는 특수 기능을 중심으로 발전했다.
+흡습속건은모세관 현상에 의한 것으로서 섬유의 젖음과 달리 섬유의 친수성과상관성이 높지 않고 섬유의 구조적 특성에 의해 그 성능이 좌우되는 특징이 있다.
+ 흡습속건측정법은 크게 in-plane wicking, transverse wicking그리고 vertical wicking의세 가지 방법으로 크게 나뉘며 이 중 한국산업규 격에서 사용되는 두 가지 방법은 다음과 같다.
+) direck법(KS K 0815)
+×2.5cm 시험편을 경사와 위사방향으로 각각5매 준 비하고시료를27±2 C의 증류수가 들어있는 용기의 수면에한쪽끝이닿도록하여10분후의모세관현상으 로 물이 상승한 높이(mm)를 측정, 평균값을 사용한다.
+) Drop법
+×20cm 시료를 준비하고27±2 C 증류수를 넣은 뷰렛에서5초마다 1ml 물방울을15~25방울 적하시켜특별한 반사를 일으키지 않을 때까지 소요되는 시간을 측정, 5개 시료의 5회 평균값을 나타낸다.
+ 적층구조에서의  흡습속건은상층(표면부)에서 하층순으로 친수성의증가 및 섬도의증가를 통해 이루어진다. 표면부의 소수성 섬유는 빠른 건조기능과 하층부로의 수분의 이동속도를 촉진한다. 하층 친수성섬유는 조밀한 섬도를통해 모세관현상을 이용하여 흡수한 수분을 빠르게 확산시키며, 상층으로의 수분의 재확산을 막는다.
+ 적층구조의 흡습속건원리는 기저귀, 생리대, 배변패드, 등 빠른 흡수와 건조를 동시에 필요로 하는 위생용품에 주로 사용된다. 또한 마스크팩, 등에서는 이를 역이용하여 건조를 최대한 늦추는 방법으로 사용되기도 한다.
 ====개발 과제의 목표 및 내용====
 내용