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Modern Paper Quality Control

  • Olavi Komppa
    • 한국펄프종이공학회:학술대회논문집
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    • 한국펄프종이공학회 2000년도 제26회 펄프종이기술 국제세미나
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    • pp.16-23
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    • 2000
  • The increasing functional needs of top-quality printing papers and packaging paperboards, and especially the rapid developments in electronic printing processes and various computer printers during past few years, set new targets and requirements for modern paper quality. Most of these paper grades of today have relatively high filler content, are moderately or heavily calendered , and have many coating layers for the best appearance and performance. In practice, this means that many of the traditional quality assurance methods, mostly designed to measure papers made of pure. native pulp only, can not reliably (or at all) be used to analyze or rank the quality of modern papers. Hence, introduction of new measurement techniques is necessary to assure and further develop the paper quality today and in the future. Paper formation , i.e. small scale (millimeter scale) variation of basis weight, is the most important quality parameter of paper-making due to its influence on practically all the other quality properties of paper. The ideal paper would be completely uniform so that the basis weight of each small point (area) measured would be the same. In practice, of course, this is not possible because there always exists relatively large local variations in paper. However, these small scale basis weight variations are the major reason for many other quality problems, including calender blacking uneven coating result, uneven printing result, etc. The traditionally used visual inspection or optical measurement of the paper does not give us a reliable understanding of the material variations in the paper because in modern paper making process the optical behavior of paper is strongly affected by using e.g. fillers, dye or coating colors. Futhermore, the opacity (optical density) of the paper is changed at different process stages like wet pressing and calendering. The greatest advantage of using beta transmission method to measure paper formation is that it can be very reliably calibrated to measure true basis weight variation of all kinds of paper and board, independently on sample basis weight or paper grade. This gives us the possibility to measure, compare and judge papers made of different raw materials, different color, or even to measure heavily calendered, coated or printed papers. Scientific research of paper physics has shown that the orientation of the top layer (paper surface) fibers of the sheet paly the key role in paper curling and cockling , causing the typical practical problems (paper jam) with modern fax and copy machines, electronic printing , etc. On the other hand, the fiber orientation at the surface and middle layer of the sheet controls the bending stiffness of paperboard . Therefore, a reliable measurement of paper surface fiber orientation gives us a magnificent tool to investigate and predict paper curling and coclking tendency, and provides the necessary information to finetune, the manufacturing process for optimum quality. many papers, especially heavily calendered and coated grades, do resist liquid and gas penetration very much, bing beyond the measurement range of the traditional instruments or resulting invonveniently long measuring time per sample . The increased surface hardness and use of filler minerals and mechanical pulp make a reliable, nonleaking sample contact to the measurement head a challenge of its own. Paper surface coating causes, as expected, a layer which has completely different permeability characteristics compared to the other layer of the sheet. The latest developments in sensor technologies have made it possible to reliably measure gas flow in well controlled conditions, allowing us to investigate the gas penetration of open structures, such as cigarette paper, tissue or sack paper, and in the low permeability range analyze even fully greaseproof papers, silicon papers, heavily coated papers and boards or even detect defects in barrier coatings ! Even nitrogen or helium may be used as the gas, giving us completely new possibilities to rank the products or to find correlation to critical process or converting parameters. All the modern paper machines include many on-line measuring instruments which are used to give the necessary information for automatic process control systems. hence, the reliability of this information obtained from different sensors is vital for good optimizing and process stability. If any of these on-line sensors do not operate perfectly ass planned (having even small measurement error or malfunction ), the process control will set the machine to operate away from the optimum , resulting loss of profit or eventual problems in quality or runnability. To assure optimum operation of the paper machines, a novel quality assurance policy for the on-line measurements has been developed, including control procedures utilizing traceable, accredited standards for the best reliability and performance.

반응 표면 분석법을 사용한 Rhodobacter sphaeroides PS-24 유래 carotenoid 생산 배지 최적화 (Optimization of Medium for the Carotenoid Production by Rhodobacter sphaeroides PS-24 Using Response Surface Methodology)

  • 봉기문;김공민;서민경;한지희;박인철;이철원;김평일
    • 한국유기농업학회지
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    • 제25권1호
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    • pp.135-148
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    • 2017
  • 본 연구를 통해 논, 시설재배 밭 토양, 쓰레기장, 하천 및 호수의 퇴적 토양 등 22개소에서 분리한 총 6종의 광합성세균 중 호기 암 배양이 가능한 Rhodobacter sphaeroides PS-24를 분리하였다. 형태학적 특징으로는 그람음성의 막대모양으로, 운동성이 있었다. 분리균주의 16S rRNA 염기서열을 분석한 결과 Rhodobacter sphaeroides ATH2.4.1과 99%의 상동성을 나타내었으며, 본 연구에서 Rhodobacter spharoides PS-24로 명명하여 연구를 수행하였다. 선별균주를 modifed Van niel's yeast 배지에서 배양 후 생성된 carotenoid를 추출한 결과 $12.03{\pm}0.15mg/L$의 함량이 측정되었으며, 반응표면분석법 중 Plackett burman 분석방법과 Box-Behnken 분석방법을 통해 carotenoid 생산에 영향을 미치는 요인을 분석하고 농도를 최적화하였다. 분석결과 각각의 독립변수 yeast extract -0.4144 (1.23 g/L), $Na_2CO_3$ 0.8541 (3.71 g/L)와 $MgSO_4$ 1.00 (1.00 g/L)의 농도를 선정하였으며, 이를 바탕으로 배지 조성을 최적화한 결과 yeast extract 1.23 g, sodium acetate 1 g, $NH_4Cl$ 1.75 g, NaCl 2.5 g, $K_2HPO_4$ 2 g, $MgSO_4$ 1.0 g, mono-sodium glutamate 7.5 g, $Na_2CO_3$ 3.71 g, $NH_4Cl$ 3.5 g, $CaCl_2$ 0.01 g/ liter로 선정하였다. 최적배지를 대상으로 5 L, 50 L, 500 L scale-up을 진행한 결과 최종 carotenoid는 각각 17.98 mg/L, 18.03 mg/L, 18.11 mg/L로 조사되었다. 최적배지의 경우 modified Van niel's yeast 배지보다 약 1.5배 많은 carotenoid를 생산하였으며, 대량배양을 통한 scale-up 과정 시 carotenoid의 생산량은 크게 변화하지 않는 것으로 조사되었다. 따라서 본 연구를 바탕으로 산업적으로 다양하게 사용되고 있는 carotenoid를 생산하는 광합성세균 Rhodobacter spharoides PS-24를 개발하였으며, 본 연구를 바탕으로 유기농축산에 사용이 가능한 기능성 미생물제제를 개발하고자 한다.

누룩 유래 효모의 종류에 따른 증류주의 품질 특성 (Quality characteristics of distilled spirits by different nuruk-derived yeast)

  • 이애란;강선희;김혜련;이장은;이은정;김태완
    • 한국식품과학회지
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    • 제49권4호
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    • pp.383-389
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    • 2017
  • 본 연구는 우리나라 전통 증류식 소주 제조를 위한 최적의 효모를 선발하는 데 목적을 두고 누룩에서 분리한 효모와 시판 소주효모의 발효 및 증류 특성을 비교 분석하였다. 분리한 4개의 균주(Y88-4, Y98-4, Y172-6, Y192-4)와 대조구로 사용한 시판 소주효모 2종(C1, C2)은 Saccharomyces cerevisiae로 동정되었다. 발효액의 최종 알코올 함량은 $13.9{\pm}0.1-16.4{\pm}0.01%$로 C1효모가 가장 높은 알코올 함량을 나타냈고 6개의 실험구의 pH와 총산의 함량은 각각 pH 3.9-4.0, 0.40-0.52 g/100 mL로 정상적인 발효가 진행된 것으로 판단되며 아미노산 함량은 초기 0.10-0.12 g/100 mL에서 발효가 진행됨에 따라 대체로 증가하여 0.26-0.30 g/10 0mL로 나타났다. 유기산의 변화는 옥살산의 경우 Y98-4와 C2에서 발효 말 각각 $0.27{\pm}0.02$, $0.28{\pm}0.03mg/mL$ 검출되었고 말산은 Y88-4를 제외한 모든 실험구 및 대조군에서 최종 발효 시 $0.22{\pm}0.23-0.49{\pm}0.02mg/mL$로 나타났다. 젖산은 C2효모가 발효 말 $0.56{\pm}0.03mg/mL$로 가장 높게 나타났고, 발효과정 중 주요 유기산으로 감칠맛과 관련 있는 석신산은 C2효모가 발효 말 $1.23{\pm}0.12mg/mL$로 가장 높았다. 발효액의 품질저하와 관련 있는 아세트산은 소주효모 C1과 C2에서 각각 $1.87{\pm}0.00$, $1.64{\pm}0.12mg/mL$로 다른 효모에 비해 높게 나타났다. 증류액의 휘발성 향기성분분석 결과 37개의 휘발 성분이 확인되었고 작용기별로 분류 하면 알코올류 7종, 에스터류 26종, 산류 1종, 기타 3종이었다. 높은 area%를 나타낸 것은 에틸알코올, 카프릴산에틸, 아밀알코올 등이다. 증류액의 향기호도 조사결과 Y88-4>C2>Y98-4>C1>Y172-6>Y192-4 순으로 나타났다. 효모의 특성조사를 통해 풍부한 휘발성 성분을 함유하고 있으며 향기호도 조사에서 가장 높은 선호도를 보인 Y88-4가 증류식 소주 제조에 적합한 효모라고 판단된다.

건설분쟁 중재제도의 차별화 및 개선방안에 관한 연구 (A Study on Differentiation and Improvement in Arbitration Systems in Construction Disputes)

  • 이선재
    • 한국중재학회지:중재연구
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    • 제29권2호
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    • pp.239-282
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    • 2019
  • The importance of ADR(Alternative Dispute Resolution), which has the advantage of expertise, speed and neutrality due to the increase of arbitration cases due to domestic and foreign construction disputes, has emerged. Therefore, in order for the nation's arbitration system and the arbitration Organization to jump into the ranks of advanced international mediators, it is necessary to research the characteristics and advantages of these arbitration Organization through a study of prior domestic and foreign research and operation of international arbitration Organization. As a problem, First, education for the efficient promotion of arbitrators (compulsory education, maintenance education, specialized education, seminars, etc.). second, The effectiveness of arbitration in resolving construction disputes (hearing methods, composition of the tribunal, and speed). third, The issue of flexibility and diversity of arbitration solutions (the real problem of methodologies such as mediation and arbitration) needs to be drawn on the Arbitration laws and practical problems, such as laws, rules and guidelines. Therefore, Identify the problems presented in the preceding literature and diagnosis of the defects and problems of the KCAB by drawing features and benefits from the arbitration system operated by the international arbitration Institution. As an improvement, the results of an empirical analysis are derived for "arbitrator" simultaneously through a recognition survey. As a method of improvement, First, as an optimal combination of arbitration hearing and judgment in the settlement of construction disputes,(to improve speed). (1) A plan to improve the composition of the audit department according to the complexity, specificity, and magnification of the arbitration cases - (1)Methods to cope with the increased role of the non-lawyer(Specialist, technical expert). (2)Securing technical mediators for each specialized expert according to the large and special corporation arbitration cases. (2) Improving the method of writing by area of the arbitration guidelines, second, Introduction of the intensive hearing system for psychological efficiency and the institutional improvement plan (1) Problems of optimizing the arbitration decision hearing procedure and resolution of arbitration, and (2) Problems of the management of technical arbitrators of arbitration tribunals. (1)A plan to expand hearing work of technical arbitrator(Review on the introduction of the Assistant System as a member of the arbitration tribunals). (2)Improved use of alternative appraisers by tribunals(cost analysis and utilization of the specialized institution for calculating construction costs), Direct management of technical arbitrators : A Study on the Improvement of the Assessment Reliability of the Appraisal and the Appraisal Period. third, Improvement of expert committee system and new method, (1) Creating a non-executive technical committee : Special technology affairs, etc.(Major, supports pre-qualification of special events and coordinating work between parties). (2) Expanding the standing committee.(Added expert technicians : important, special, large affairs / pre-consultations, pre-coordination and mediation-arbitration). This has been shown to be an improvement. In addition, institutional differentiation to enhance the flexibility and diversity of arbitration. In addition, as an institutional differentiation to enhance the flexibility and diversity of arbitration, First, The options for "Med-Arb", "Arb-Med" and "Arb-Med-Arb" are selected. second, By revising the Agreement Act [Article 28, 2 (Agreement on Dispute Resolution)], which is to be amended by the National Parties, the revision of the arbitration settlement clause under the Act, to expand the method to resolve arbitration. third, 2017.6.28. Measures to strengthen the status role and activities of expert technical arbitrators under enforcement, such as the Act on Promotion of Interestments Industry and the Information of Enforcement Decree. Fourth, a measure to increase the role of expert technical Arbitrators by enacting laws on the promotion of the arbitration industry is needed. Especially, the establishment of the Act on Promotion of Intermediation Industry should be established as an international arbitration agency for the arbitration system. Therefore, it proposes a study of improvement and differentiation measures in the details and a policy, legal and institutional improvement and legislation.

Mg2NiHx-5 wt% CaO 수소 저장 복합재료의 물질전과정평가 (Material Life Cycle Assessment on Mg2NiHx-5 wt% CaO Hydrogen Storage Composites)

  • 신효원;황준현;김은아;홍태환
    • 청정기술
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    • 제27권2호
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    • pp.107-114
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    • 2021
  • Mg2NiHx-5 wt% CaO 수소 저장 복합재료의 합성 공정에 대한 환경 영향 특성을 분석하기 위해 물질전과정평가(material life cycle assessment, MLCA)를 수행하였다. MLCA는 Gabi 소프트웨어를 사용하였으며, Eco-Indicator 99' (EI99)와 CML 2001 방법론을 기반으로 하여 분석하였다. Mg2NiHx-5 wt% CaO 복합재료는 수소 가압형 기계적 합금화법(hydrogen induced mechanical alloying, HIMA)에 의해 합성되었다. X-선 회절분석기(X-ray diffraction, XRD), 주사전자현미경(scanning electron microscopy, SEM), 에너지 분산형 X-선 분광법(energy dispersive X-ray spectroscopy, EDS), 비표면적 분석(Bruner-Emmett-Teller, BET), 열중량 분석(thermogravimetric analysis, TGA)을 이용하여 복합재료의 야금학적, 열화학적 특성을 분석하였다. CML 2001 및 EI99 방법론을 토대로 MLCA를 수행하여 분석한 정규화 결과, Mg2NiHx-5 wt% CaO 복합재료는 지구온난화(GWP)와 화석연료의 환경 부하 값에서 가장 높은 수치를 나타내었다. 이는 CaO 첨가에 따른 제조 공정에서의 추가적인 전기 사용으로 인한 것으로 판단된다. 따라서 향후 합금 설계 시에 제조 공정 시간 단축을 통한 공정 최적화 및 친환경적인 대체물질을 탐구하여 환경적인 요인을 고려한 연구를 모색해 볼 필요가 있다.

다양한 조사료를 이용해 제조한 TMR이 흑염소 반추위 in vitro 발효성상에 미치는 영향 (Effect of Forage Sources in Total Mixed Ration (TMR) on in vitro Rumen Fermentation of Goat)

  • 이진욱;이성수;김찬란;최봉환;이상훈;김동교;이은도;김관우;류채화
    • 한국초지조사료학회지
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    • 제41권2호
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    • pp.102-109
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    • 2021
  • 본 연구는 TMR에 사용된 조사료원의 종류가 염소 반추위 발효 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 시험에 사용된 조사료원은 볏짚(RS), 이탈리안 라이그라스(IRG), 티모시(TIM) 및 알팔파(ALF)을 이용하여 시험용 TMR을 제조하였다. In vitro 반추위 발효 실험은 24, 48 및 72시간 동안 진행하였고, 각 시간별 발효성상(발효가스, 휘발성지방산, 암모니아태 질소)을 조사하였다. 시험사료의 조단백질 및 비섬유성 탄수화물 함량은 RS, IRG, TIM 그리고 ALF 순으로 높았다. 발효 24시간에서는 valerate와 암모니아태 질소에서 유의적인 차이가 관찰되었고, ALF 시험구가 가장 높았고, RS가 가장 낮았다. 발효 48시간에서는 총 가스 발생량에서 유의적 차이가 관찰되었고(p<0.05), RS 시험구에서 가장 높은 가스발생량이 관찰되었다. 그러나 발효 72시간대에서는 RS 시험구에서 유의적으로 가장 낮은 가스발생량이 관찰되었다. 휘발성 지방산의 유의적인 차이는 발효 72시간에 관찰되었다. ALF 시험구에서 유의적으로 높은 총 휘발성지방산, butyrate 및 valerate 생성량이 관찰되었다(p<0.05). 메탄가스 발생량은 모든 발효시간동안 처리구간 유의적 차이가 관찰되지 않았다(p>0.05). 본 연구결과 염소에서 사료 내 조사료의 종류가 발효성상 변화에 영향을 줄 수 있는 것으로 나타났으며, 이는 염소에서 양질조사료의 활용성을 향상시키기 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다. 그러나 실제 가축에서의 생산성 변화 등의 효과를 확인하기 위하여 in vivo 상에서 추가적인 연구가 필요하다고 생각된다.

다양한 통계분석 기법을 이용한 개느삼(Sophora koreensis Nakai)의 기내 증식 최적 조건 구명 (Optimizing In Vitro Propagation of Sophora koreensis Nakai using Statistical Analysis)

  • 정욱한;이화;박상희;정은주
    • 한국산림과학회지
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    • 제110권1호
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    • pp.53-63
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    • 2021
  • 개느삼(Sophora koreensis Nakai)은 우리나라 고유종으로 강원도 일부 지역에 자생하는 식물로 유용 기능성 성분이 포함되어 경제성이 높은 생물자원 식물로 평가된다. 따라서 자원 확보를 위한 대량증식이 필요하다. 조직배양을 이용한 번식은 빠르게 대량증식이 가능하다는 점에서 유용하여 개느삼을 영양체를 이용하여 조직배양을 통해 증식법을 개발하고자 하였다. 줄기 생산에 효과적인 호르몬의 종류와 농도에 대한 실험을 수행하고 다양한 통계분석법으로 분석하여 줄기생산에 가장 효과적인 생장조절물질의 적정조건을 구명하고자 하였다. 본 연구에서는 기내 식물체 개느삼을 세 가지 생장조절물질을 혼합 처리 후 5주간 배양하여 얻은 생장결과를 분산분석(ANOVA)과 반응표면분석(Response Surface Method, RSM), 퍼지 군집(Fuzzy Clustering)분석을 수행하였다. 그 결과 반응표면분석은 ANOVA 분석과 퍼지 군집 분석 결과와 상이하고 실제 생장결과에 부합하지 않아 적정조건 구명을 위한 통계분석법으로 적용하기에 적절하지 않은 것으로 나타났다. 반면 ANOVA 분석과 퍼지 군집 분석은 상위 다섯 가지 처리구에 대해서 줄기생산과 줄기길이 생장에 효과적인 것으로 나타나는 유사한 결과를 보여주었다. 다만 퍼지 군집 분석은 각 처리와 결과값의 예측 확률을 제시해주어 ANOVA 분석에서 나타내는 단순 평균값 비교로 농도의 범위를 나타내어 정확한 조합 선택이 어려운 점을 보완할 수 있었다. 퍼지 군집 분석법 결과에 따르면 개느삼 줄기조직은 5 ��M 6-Benzylaminopurine(BA)와 2.5 ��M Thidiazuron(TDZ)이 혼합된 배지에서 가장 많은 줄기를(11.03±1.52개, 63.33%) 생산하였으며, 줄기길이 생장은 2.5 ��M BA, 2.5 ��M TDZ, 2.5 ��M Gibberellic acid(GA3) 조합된 배지에서 가장 긴 것으로(2.18 ± 0.21 cm, 63.33%) 나타나 개느삼 기내배양을 위한 최적 호르몬의 구성인 것으로 나타났다.

가축분뇨 내 대장균 제거와 부유물질 저감 효율 향상을 통한 추비 생산용 미세기포 부상분리와 마이크로 필터 연계 시스템 개발 (Development of integrated microbubble and microfilter system for liquid fertilizer production by removing total coliform and improving reduction of suspended solid in livestock manure)

  • 장재경;이동관;백이;이태석;임류갑;김태영
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제22권2호
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    • pp.139-147
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    • 2021
  • 가축분뇨는 고액분리 후 액상 가축분뇨를 호기생물반응조에서 충분히 부숙시켜 화학비료를 대체한 유기질비료(액비)로 이용하고 있다. 그러나 액비는 작물 생장 중인 여름철에는 토양 살포가 제한되기 때문에 액비 처분 문제가 반복 발생되고 있다. 액비를 추비(웃거름)로 이용하기 위해서는 액비 내 슬러지 저감, 병원성 미생물에 대한 안정성 문제가 확보되어야 한다. 본 연구에서는 가축분뇨 액비의 추비 이용을 위해 부유물질(SS) 제거와 살균 효과가 있다고 알려져 있는 마이크로버블 장치(FeMgO 촉매 삽입)의 액비 내 부유물질과 대장균군의 저감효과를 알아보고 마이크로 필터 장치를 연계한 시스템의 부유물질 제거 효율 향상 여부를 확인하였다. 마이크로버블 장치의 부상분리 과정을 거치면서 액비 내 부유물질은 57.9% 제거되었으며, 대장균군은 검출되지 않았다(16,200 MPN/100mL → 0 MPN/100mL). 마이크로 버블 장치와 마이크로 필터 연계 시스템의 수리학적 체류시간 최적화을 통해 액비 내 부유물질 제거 효율은 수리학적 체류시간이 0.1h 조건에서 92.9%까지 향상된 것을 확인하였다. 같은 조건에서 처리수의 성상을 확인한 결과 유기오염물질은 64.5%(TCOD), 70.1%(SCOD) 제거되었으며 인산염인(PO4-P)과 총질소(TN)의 농도도 각각 54.9%와 51.5%까지 감소되었다. 이러한 연계 시스템으로부터 처리된 유출수는 기존 액비의 조성보다 부유물질 및 오염물질 농도 감소, 대장균군이 포함되지 않아 추비로 직접 이용이 가능할 것으로 판단된다.

킬레이트제를 활용한 VRFB용 고순도 오산화바나듐 제조 연구 (Study on the Manufacture of High-purity Vanadium Pentoxide for VRFB Using Chelating Agents)

  • 김선경;권숙철;김희서;서용재;유정현;장한권;전호석;박인수
    • 자원리싸이클링
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    • 제31권2호
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    • pp.20-32
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    • 2022
  • 본 연구에서는 VRFB용 고순도 오산화바나듐을 제조하기 위한 불순물 분리 정제 공정에서 킬레이트제(EDTA)의 영향을 조사하였다. 저순도 바나듐 원료를 이용하여 제조된 바나듐 용액으로부터 NH4VO3 을 침전 회수하여 제조된 최종 V2O5 분말의 순도는 99.7%로 분석되었지만 NH4VO3 침전 회수 공정에서 킬레이트제를 첨가한 경우 최종 V2O5 분말 순도가 99.9% 이상으로 향상되었다. 이러한 결과는 첨가된 킬레이트제가 불순물 이온과 반응하여 complex를 형성하고 불순물 이온이 안정화되기 때문에 침전 회수 공정에서 바나듐에 대한 선택성이 향상된 것으로 판단된다. 하지만 제조된 V2O5 분말내에는 불순물 규격 대비 K, Mn, Fe, Na 및 Al 함유량이 높아 추가적인 불순물 정제 연구가 필요하였다. 고순도 V2O5 분말을 새롭게 개발된 직접 전해공정에 적용하여 바나듐 전해액을 제조하였고 이의 특성을 상용 전해액과 비교 분석하였다. 제조된 바나듐 전해액의 순도는 불순물 K, Ca, Na, Al, Mg 및 Si 성분의 높은 함량으로 인하여 상용 전해액의 순도 99.98%보다 낮은 99.97%로 분석되었다. 따라서 고순도 V2O5 분말 및 전해액 제조 공정의 불순물 분리 정제에 대한 추가적인 최적화 연구가 수행된다면 상용화가 가능한 공정이 개발될 것으로 기대된다.

고전압 전력반도체 소자 개발을 위한 단위공정에서 식각공정과 이온주입공정의 영향 분석 (Analysis of the Effect of the Etching Process and Ion Injection Process in the Unit Process for the Development of High Voltage Power Semiconductor Devices)

  • 최규철;김경범;김봉환;김종민;장상목
    • 청정기술
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    • 제29권4호
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    • pp.255-261
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    • 2023
  • 파워반도체는 전력의 변환, 변압, 분배 및 전력제어 등을 감당하는데 사용되는 반도체이다. 최근 세계적으로 고전압 파워반도체의 수요는 다양한 산업분야에 걸쳐 증가하고 있는 추세이며 해당 산업에서는 고전압 IGBT 부품의 최적화 연구가 절실한 상황이다. 고전압 IGBT개발을 위해서 wafer의 저항값 설정과 주요 단위공정의 최적화가 완성칩의 전기적특성에 큰 변수가 되며 높은 항복전압(breakdown voltage) 지지를 위한 공정 및 최적화 기술 확보가 중요하다. 식각공정은 포토리소그래피공정에서 마스크회로의 패턴을 wafer에 옮기고, 감광막의 하부에 있는 불필요한부분을 제거하는 공정이고, 이온주입공정은 반도체의 제조공정 중 열확산기술과 더불어 웨이퍼 기판내부로 불순물을 주입하여 일정한 전도성을 갖게 하는 과정이다. 본 연구에서는 IGBT의 3.3 kV 항복전압을 지지하는 ring 구조형성의 중요한 공정인 field ring 식각실험에서 건식식각과 습식식각을 조절해 4가지 조건으로 나누어 분석하고 항복전압확보를 위한 안정적인 바디junction 깊이형성을 최적화하기 위하여 TEG 설계를 기초로 field ring 이온주입공정을 4가지 조건으로 나누어 분석한 결과 식각공정에서 습식 식각 1스텝 방식이 공정 및 작업 효율성 측면에서 유리하며 링패턴 이온주입조건은 도핑농도 9.0E13과 에너지 120 keV로, p-이온주입 조건은 도핑농도 6.5E13과 에너지 80 keV로, p+ 이온주입 조건은 도핑농도 3.0E15와 에너지 160 keV로 최적화할 수 있었다.