• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 2003년도 추계 총회 및 학술발표회
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• pp.146-148
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• 2003

Bayer 공정은 가성소다를 이용하여 보오크사이트로부터 수산화알루미늄을 추출하는 공정이다. 그러나 보오크사이트 추출 후 1차 침전공정에서 반응한 보오크사이트 잔사는 침전시킴으로써 깨끗한 공정액을 분리하는 데 이때 침전되지 못한 다량의 분산성 고형물이 공정액 중에 존재하게 되는데 이를 분산성 보오크사이트(레드머드) 미립자라하며 보통 80-100mg/$\ell$의 농도를 나타낸다. 그러므로 이를 제거하기 위해 다음 공정인 입상여과필터 공정을 사용하는데 이때 필터링 효율증대를 위해 보조제로써 다량의 소석회(Ca(OH)$_2$)를 투여하여 공정액 중의 고형물을 농도를 8-100mg/$\ell$에서 5mg/$\ell$로 낮추는 공정을 사용하고 있다. 특히 국내 수산화알루미능 제조회사일 KC(주)의 경우 소석회 사용량이 일 10톤, 년간 약 3,600톤을 사용함으로써 소석회의 사용량에 따라 같은 량의 슬러지가 발생되게 된다. 따라서 여과후 발생되는 슬러지의 처리비용 문제(연간 9천만원)와 소석회의 미립자에 의한 공정액의 2차 오염과 제품 품질 저하(quality claim) 및 소석회 사용량에 따른 연간 원료비(연간 3억원) 등의 상당한 문제점을 나타내고 있는 실정이다. 아울러 최근 고품위 수산화알루미늄의 공급 요구에 따라 여과시 정제기준이 점차 낮아져 이제는 1mg/$\ell$ 이하를 유지하여야 하는 근본적인 문제에 봉착해있는 실정이다. 그러므로 본 연구에서는 소석회를 사용하는 입상여과법을 대체하기 위한 신공정개발을 추진하였으며, 그동안 카트리지여과법 등의 다양한 실험 결과로부터 최근 필터 보조제를 첨가하지 않는 물리적 여과방법인 세라믹 막 여과법의 적용 가능성을 확인하고 친환경공정인 세라믹 막 여과 실용화 공정 기술을 개발하였다. 세라믹 막 여과 법은 여과 보조제를 사용하지 않으므로 2차적인 슬러지 발생등의 환경문제를 발생하지 않으며, 공정액에 첨가제를 투입하지 않으므로 순환형 친환경공정으로 각광받을 수 있다. 본 연구에서는 고온, 고농도의 NaOH 수용액의 처리에 적합한 막소재와 발생될 수 있는 제반 문제점 등을 파악하였고, 장기간의 실험을 거쳐 최적 투과 압력(Trans membrane pressue), 세정 조건 및 주기, 막재질에 있어서 보강하여야 할 Point, 최적 운전 조건들을 토출해 내었고, 향후 실제 Plant에 적용할 계획이다.

• 한국가스학회지
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• 제16권6호
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• pp.41-47
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• 2012

화학공정을 효율적으로 설계 및 관리하기 위한 도면으로 공정흐름도와 공정배관 계장도가 있다. 본 도면들은 공정의 운전조건 및 설비에 대한 정보를 제공하지만 공정이 정상적으로 운전할 신뢰도는 제공하지 못한다. 따라서 본 연구에서는 유향그래프 분석기법을 이용하여 화학공정의 예방점검 정비주기 및 시점을 결정하기 위한 정보를 제공할 수 있는 신뢰도흐름도를 개발하였다. 유향그래프 분석기법은 화학공정이 정상적으로 작동할 가능성을 평가할 수 있는 기법으로써 노드와 아크를 사용하여 화학공정을 유향그래프로 모델화하고, 이 유향그래프를 순차적으로 해석하여 화학공정의 신뢰도를 평가하는 기법이다. 본 연구에서는 운전시간에 따른 화학공정의 신뢰도를 분석하고, 그 결과를 공정배관 계장도에 삽입하여 신뢰도흐름도를 개발하였다. 본 신뢰도흐름도는 화학공정의 기본 도면인 공정흐름도, 공정배관 계장도와 마찬가지로 화학공정의 설계, 예방점검 등 설비관리에 효율적으로 이용될 수 있을 것이다.

• 공기청정기술
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• 제22권2호
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• pp.31-39
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• 2009

최근 식생활의 다양화와 식품 안전에 대한 관심 증가에 따라 식품 공장의 청정화와 작업장의 위생 관리에 대한 노력이 많이 이루어지고 있다. 그 중에 서도 농식품 분야에서는 최근 들어서 신선한 과일과 채소류를 식품소재로 이용한 신선편이 가공 농산물의 수요가 늘어나고 있다. IFPA(The International Fresh-cut Produce Association)의 정의에 따르면 신선편이 농식품은 박피되거나 절단되어져 신선함을 유지한 채로 소비자들에게 높은 영양과 편이성 및 풍미를 제공하는 포장형태의 100% 이용 가능한 과일 및 채소제품을 말한다. 이러한 신선편이 농식품은 식재료공급에 있어 안전성 및 편이성이 있으나 수확 후 처리시설에 대한 위생 개념이 도입되지 않고는 양질의 식재료를 공급하는 것은 어렵다. 그러나 신선편이 농식품은 살아있는 생체 조직으로 박피, 절단 등의 과정을 거치면서 세포가 파괴되어 급격한 품질 변화가 나타 날 수 있으며, 최소한의 비가열 가공공정만을 거치게 되므로 식품원료 내에 존재하는 미생물이 그대로 유지 될 수 밖에 없는 문제점을 가지고 있다. 또한 일반적으로 선선편이 제품의 가공과정에서 절단 처리시 표면에 묻어 있던 미생물이 과육 부위로 옮겨지면서 식품 세포 조직의 체액을 영양성분으로 활용하여 급격히 증식함으로서 식품의 변질을 일으키거나 섭취시 질병을 일으킬 수 있는 가능성이 있다. 특히, 신선편이 농식품 중에서 가장 많이 소비되는 엽채류는 수확 직후 잎 표면에 토양과 물에 의한 다양한 미생불이 부착되어 식품의 변질 가능성이 크다. 그러므로 농산물의 유통 및 보관단계에서 미생물 오염 가능성이 있기 때문에 신선편이 농식품은 원료 구입 후 제품 생산 및 포장에 이르는 과정에서 각 작업 단계별 위해요소를 분석하고, 식품 안전성을 확보하여 철저한 위생 관리가 중요하다. 따라서 본 자료는 농식품 작업장중 세척공정을 거치는 신선편이농산물과 세척공정을 거치지 않는 신선농식품 작업장에 대한 위생관리 및 관련 설비 기술 개발을 위한 기초 자료로 활용하고자 현재 운영중인 작업장을 중심으로 직접 현지 조사한 자료이다.

• 공업화학
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• 제34권3호
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• pp.291-298
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• 2023

본 연구는 가축분뇨를 가스화 하여 연료 가스를 생산하는 공정의 경제성과 탄소배출 관점에서의 지속가능성을 평가하였다. 본 연구에서 고려한 가스화 공정은 가스화 시설, 연료가스 정제 시설 및 생산 가스를 수요처를 수송하기 위한 파이프 라인의 설치까지 전체 시설을 고려하여 해당 기술의 현실적인 타당성을 평가하였다. 해당 연구는 실험 결과를 반영하는 ASPEN PLUS 시뮬레이션을 토대로 도출되었다. 경제성 및 CO₂ 전 주기 평가 결과, 축분 가스화를 통해 얻어진 연로가스는 발열량은 낮지만, 높은 수소 함량으로 천연가스와 가격적으로 경쟁력이 있다는 결과를 확인하였다. 특히, 탄소 배출 측면에서 높은 수소 함량으로 연료를 연소하였을 때 발열량당 배출되는 이산화탄소의 양이 천연가스에 비해 낮아 탄소 배출량 감축에 기여할 수 있다는 점을 확인하였다. 또한 다양한 시나리오 분석을 통해 외부 요인 및 정책적 요인에 따른 경제성을 확인하였고, 재무 재표 분석을 통해 해당 기술을 실질적인 사업화 가능성을 평가하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.353.1-353.1
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• 2016

다공성 물질은 동공의 크기에 따라 미세동공(Micropore), 메조동공(Mesopore), 거대동공(Macropore)으로 나누어 분류한다. 다공성 재료의 장점은 높은 비표면적으로써, 촉매, 센서, 연료전지 전극, 에너지 저장장치 등으로의 이용 가능성을 보여주는 연구가 활발히 보고되고 있다. 종래의 연구는 두 가지 이상의 원소로 구성된 박막을 제작한 후 전기화학적 분해법, 선택적 용해법 등 습식공정을 통해 다공성 구조체를 제작하였다. 하지만 본 연구에서는 Au, Ag 타겟과 $CH_4$ gas를 이용해 ICP-assisted reactive magnetron sputtering 장비를 활용하여 450 nm 두께의 Au-C, Ag-C 박막을 제작하였다. 이후 연속적으로 RF 250 W를 ICP antenna 에 인가하여 $O_2$ plasma dealloying 공정을 통해 탄소(Carbon) 만을 선택적으로 제거함으로써, 건식 공정만으로 Si wafer ($10{\times}10mm^2$) 기판 위에 250 ~ 300 nm 두께의 다공성 Au, Ag 박막을 제작하였다. SEM (Scanning Electron Microscopy)를 활용하여 표면, 단면 형상을 관찰해 다공성 구조를 확인하였으며, AES (Auger Electron Spectroscopy)를 통해 plasma dealloying 전 후 박막의 조성변화를 관찰하였다. 따라서 plasma dealloying 공정으로 제작된 다공성 Au, Ag 박막은 기존의 습식 공정 대비 청결하고 신속한 공정이 가능하며 높은 재현성을 통해 위의 적용분야에 보다 쉽게 사용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.196.1-196.1
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• 2015

전 세계적으로 환경에 대한 인식이 증대됨에 따라 친환경적인 소재의 개발 연구가 필요한 상황이고, 대표적으로 셀룰로오스를 이용한 종이기판을 활용하는 방안이 새로운 연구화두로 떠오르고 있다. 종이를 기본으로 한 전기전자 회로구성의 가능성을 보기위해 종이 위해 전자회로 구성요소를 형성시켜야 할 필요가 있다. 이를 위해 본 연구팀은 상용 복사 용지위에 마이크로 단위의 패터닝을 구현하는 연구를 진행하였다. 마이크로 패터닝 구현 방법은 다음과 3가지로 요약할 수 있다;1. 리소그래피 공정, 2. 메탈마크스를 사용한 물질 증착, 3. 잉크젯 프린팅. 리소그래피 공정을 위해서 발수처리를 한 종이 위에 실리콘기반 공정과 마찬가지로 레지스트를 코팅하고 노광과 디벨롭, 증착과 리프트오프 과정을 거쳤다. 공정 결과 패터닝이 어느 정도 잘 되는 것을 확인할 수 있었다. 두번째로 상용 메탈마스크를 제작하여 종이 위에 그대로 증착하는 방법을 사용하였다. 이 방법은 액상공정을 요구하지 않기 때문에 발수처리가 필요하지 않고 종이의 기본성질을 그대로 유지 할 수 있다는 장점이 있다. 마지막으로 잉크젯 프린팅 공정은 복사용지를 인쇄할 때 사용하는 간단한 상용프린터를 이용하였다. 이 방법은 앞의 두 공정보다는 다소 패턴 사이즈가 크다는 단점이 있지만 원하는 모양을 자유롭게 패터닝 할 수 있고 그만큼 대량 생산에 용이하다는 장점이 있다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.472.1-472.1
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• 2014

현재 Cu(In,Ga)Se2나 Cu2ZnSn(S,Se)4 (CZTSSe)계 박막태양전지의 버퍼층으로 가장 많이 사용되는 물질은 CdS이다. 하지만 Cd의 독성 문제로 인해 사용에 제약이 있고, CdS의 작은 밴드갭(~2.4 eV)으로 인해 단 파장 영역에서 광활성층의 빛 흡수를 저해하는 문제 때문에 새로운 대체 물질을 찾으려는 연구가 많이 이루어지고 있다. 이러한 관점에서, ZnS계 물질은 독성 원소인 Cd을 사용하지 않고, 3.6 eV 정도의 큰 밴드갭을 가지기 때문에, CdS 버퍼층을 대체하기 위한 물질로 관심을 받고 있다. ZnS계 버퍼층을 증착하는 위해 chemical bath deposition (CBD), molecular beam epitaxy (MBE), thermal evaporation, spray pyrolysis, sputtering, elecrtrodepostion 등의 다양한 공정이 사용될 수 있다. 본 연구에서는 상기의 다양한 공정 가운데, 공정 단가가 낮고, 대면적 공정에 용이한 CBD 공정을 이용하여 ZnS계 버퍼층을 증착하는 연구를 수행하였다. 용액의 조성, 농도, 공정 온도, 시간 등을 비롯한 다양한 공정 변수가 ZnS계 박막의 morphology, 조성, 결정성, 광학적 특성 등 다양한 특성에 미치는 영향이 체계적으로 연구되었다. 또한, 상기 ZnS계 버퍼층을 CZTSSe 박막태양전지에 적용하여 CdS를 성공적으로 대체할 수 있음을 확인하였다. 본 연구를 통하여 ZnS계 버퍼층이 향후 친환경적인 박막태양전지 제조에 활용될 수 있는 가능성을 확인할 수 있었다.

• 한국건설관리학회:학술대회논문집
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• 한국건설관리학회 2006년도 정기학술발표대회 논문집
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• pp.515-518
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• 2006

건설공사는 매우 다양한 요인들에 의해 영향을 받으며 생산 주체도 공정별로 다양해서 생산과정상에 많은 변이를 내재하고 있다. 그러나 현재의 공정관리는 결과위주의 관리 방식으로 작업의 상호연관성과 변이 발생을 충분히 고려하지 못하고 있어 많은 문제가 발생하고 있다. 린 건설은 현재의 공정관리방식의 한계를 인식하고 있으며 공정계획의 신뢰성 향상, 공정의 안정성 확보 건축 생산의 효용성 증진을 위한 새로운 관리기술로써 평가 되고 있다. 본 연구에서는 린 건설 이론을 기반으로 한 기법들을 실무적용가능성 측면에서 분석하여 VSM 및 TACT를 이용한 공정관리 기법의 현장적용성을 검토하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2008년도 하계학술대회 논문집 Vol.9
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• pp.541-541
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• 2008

반도체 소자가 차세대 초미세 공정 기술 도입의 가속화를 통해 고속화 및 고집적화 되어 감에 따라 나노(Nano) 크기의 회로 선폭 미세화를 극복하고자 최적의 CMP (Chemical Mechanical Polishing) 공정이 요구되어지고 있다. 이처럼 CMP 공정이 반도체 제조 공정에 적용됨으로써 공정 마진 확보에 진일보 하였으나 CMP 장비의 공정 조건, 슬러리의 종류, 연마패드의 종류 등에 의해 CMP 성능이 결정된다. 특히 슬러리는 연마 공정의 성능에 중요한 영향을 미치는 요인이다. 고가의 슬러리가 차지하는 비중이 40% 이상을 넘고 있어 슬러리 원액의 소모량을 줄이기 위한 연구들이 현재 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 새로운 연마제의 특성을 알아보기 위해 탈이온수(De-ionized water; DIW) 에 $CeO_2$, 연마제를 첨가한 후 분산시간에 따른 연마 특성과 AFM, EDX, XRD, TEM분석을 통해 그 가능성을 알아보았다.

• 기계와재료
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• 제23권3호
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• pp.96-113
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• 2011

녹색기술 및 친환경 공정의 필요성이 급증함에 따라 재료이용률 향상을 지향하는 차세대 압출공정의 대두가 필요하게 됨에 따라 유압 CNC(Servo) 제어를 이용한 가변단면 압출기술을 개발하게 되었다. 이러한 가변단면 압출(Varied section extrusion, VSE)기술은 공정 중에 압출구를 빠져 나가는 소재의 단면 형상을 변화시켜 재료이용률을 향상을 도모하였으며, 후가공 공정의 생략도 가능하여 국내 압출업체의 생산원가 절감 및 글로벌 기술경쟁력 확보에 큰 도움을 줄 수 있을 것이다. 아직은 소수의 선진국에서 시도한바 있으나 양산품 적용에는 생산원가 및 생산속도, 상품성 등에 문제가 있어 자동차 부품 적용에 한계를 보이고 있는 기술이다. 따라서 본 연구팀이 가변단면 압출용 금형을 포함한 최적의 압출공정 및 양산성 문제의 해결점을 거의 확보하고 있는 단계로 세계를 선도하는 리딩기술(Leading technology)을 보유하게 됨으로써 국가의 기술경쟁력 향상에 중요한 역할을 수행할 수 있을 것이다. 본 연구의 내용을 요약하여 정리해 보면 첫째로는 CNC 제어 가변단면 압출공정에 대하여 자세하게 소개하고 특징 및 장 단점을 설명하였으며, 자동차 부품군에로의 적용에 많은 이점들을 갖고 있음을 설명하였다. 두 번째로는 가변단면 압출을 위한 이동 금형(Moving die)부품을 갖는 구조의 압출금형에 관하여 기존의 압출금형과 비교하여 설명하였으며, 가변단면 압출용 금형의 구조 및 메커니즘의 최적화를 이루고자 하였다. 세 번째로는 가변단면 압출공정을 실현하기 위한 CNC 제어 압출시스템에 대하여 간략히 설명하였다. 네 번째로는 자동차 부품 적용을 위한 정밀 압출공정으로서 가변단면 압출공정에 대하여 유한요소해석을 통하여 가변단면 압출공정 변수 및 금형 변수 등에 대한 엄격한 검토를 선행적으로 수행하여 양산성 확보를 위한 정보들을 분석 정리하였다. 끝으로는 세 가지 단면형태를 갖는 가변단면 압출제 시제품에 대하여 CNC 제어 가변 단면 압출공정의 상용화 가능성을 확인 적용성 검토를 완료하였다. CNC 제어 가변단면 압출기술은 압출공정에 있어서 많은 경험과 기술적 검토가 선행되어져야 하는 고부가가치 성형공정으로써 재료 이용률을 획기적으로 향상시킬 수 있는 압출공법으로 향후 자동차 부품 뿐만아니라 다양한 알루미늄 제품군에 적용이 가능하다고 판단된다.