• 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.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1995년도 춘계 총회 및 학술발표회
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• pp.24-25
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• 1995

한외여과법은 역삼투법과 정밀여과법의 중간영역의 막분리법으로 공경이 1 nm - $0.05\mum$ 정도이며 실제로 분리는 표면층에서 일어난다. 그러므로 분리특성이 없는 막하부의 저항을 줄여야 분리성능을 유지하며 투과유량을 늘릴 수 있다. 폴리비닐피롤리돈 (PVP)은 openpore구조를 형성시키면서 막내의 친수성을 증가시키는데 광범위하게 적용되고 있다. 본 연구에서는 폴리비닐피롤리돈을 폴리에테르 이미드 (polyetherimide)에 첨가시켰을 때 막내에서 구조형성과 한외 여과성는에 어떠한 영향을 미치는가 연구하였다. 막의 구조를 분석하기 위해서 주사전자현미경이 널리 사용되고 있다. 그런데 주사전자현미경은 시료의 표면에 전도성을 갖는 금을 코팅해야 하기 때문에 한외여과막의 표면을 관찰하기에는 매우 어렵다. 그래서 본 연구에서는 Atomic Force Microscope (AFM)를 사용하여 코팅과정없이 막표면을 관찰하였고 한외여과특성과 상관관계를 연구하였다.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1994년도 추계 총회 및 학술발표회
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• pp.80-80
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• 1994

세라믹막을 이용한 oil 폐수 처리의 기초 연구로서 정밀여과용 세라믹막의 제조와 oil(kerosene)-in-water 타입 에멀젼에 대한 막분리 효율이 연구되었다. 정밀여과 막으로서는 압출(extrusion)법으로 성형하여 제조한 $\alpha$-알루미나 튜브(평균 기공크기 0.9 $\mum$)와 이들 튜브(담체)내부에 $ZrO_2$ 또는 $Al_2O_3$ 다공성 박막을 코팅한 2층 구조의 복합막들을 사용하였다. 담체의 높은 투과율 ($1700 l/m^2\cdot h$ at $\Deltap = 1$ atm)을 어느정도 유지하면서 막분리 효율을 증대시킬 수 있는 새로운 슬러리 코팅법이 개발되엇으며, 코팅후 950-1300$\circ$C 에서 열처리한 코팅층의 두께와 평균 기공크기는 각각 5 - 20 $\mum$정도 이었다. 정밀여과막의 특성평가를 위하여 막 제조조건에 따른 코팅층의 두께 및 결함유무를 SEM으로 일단 관찰한 후에 Bubble Point Test와 Mercury Porosimeter를 이용하여 측정한 최대 및 평균 기공반경과 물의 투과량으로부터 막 전체에 대한 결함 유무와 결함의 허용한도등을 비교 분석하였다.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1994년도 춘계 총회 및 학술발표회
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• pp.23-23
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• 1994

환경에 대한 관심이 높아지는 가운데 용존무기염을 효과적으로 분리하기 위한 많은 기술이 연구되고 개발되었다. 이중 막분리를 이용한 무기염의 제거 방법(역삼투법)은 상변화를 수반하지 않는다는 점에서 많은 주목을 받아왔다. 최근들어서는 2가 이상의 염에 대한 선택적 분리 능력을 가지고 있고, 작동압력이 낮아 에너지 소모가 적은 나노여과법(Nanofiltration)이 폐수나 정수처리에 도입되고 있다. 본 연구는 이러한 나노여과법을 이용하여 무기 염을 제거하는 방법에 관한 것이다. 실험에 사용한 분리 막은 Filmtec사의 NF-40, NF-45 두 가지이고 사용한 모듈은 평탄형과 나관형의 두 가지이다. 대상이 되는 폐수는 소석회 처리 단계를 거친 산 폐수로 주로 $Ca^{2+},So_4^{2-}$등의 2가 이온과 Na, Cl등의 1가 이온으로 구성되어 있다. 여기서 $CaSO_4$는 스케일을 형성할 가능성이 크므로 1가 이온에 비해 제거할 필요성이 크지만, 비교적 용해도가 높고 과포화 되는 성질이 커서 처리에 어려움이 있다. 이러한 폐수를 나노여과하였을 때 NF-45 평판평 막의 경우 농축 인자 2.6 부근에서, NF-40 나관평 막의 경우 농축 인자 3 부근에서 막 투과 유속의 급격한 감소가 관찰되었다. 이 때 용액 내 전도도와 용액 내 입자의 분포 변화를 종합하여, 평판형 모듈과 나관형 모듈의 막 오염 현상에 대한 메커니즘을 제시하였다.

• 한국안광학회지
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• 제19권1호
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• pp.59-67
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• 2014

목적: 콘택트렌즈 관리용품의 살균력 효능 검사법 기준 개발을 위하여 막여과법(Membrane filtration method)과 희석중화법(Dilution-neutralization method)의 살균력 검사 결과를 비교하고 시판되고 있는 콘택트렌즈 관리용품의 살균력을 제시하고자 하였다. 방법: 포도상구균(Staphylococcus aureus), 녹농균(Pseudomonas aeruginosa), 세라티아균(Serratia marces cens), 칸디다균(Candida albicans)을 대상으로 하여 FDA(Food and Drug Administration)기준인 막여과법과 식품의약품안전처에서 새롭게 가이드라인으로 제시할 희석중화법의 살균력 효능 결과를 비교하였으며 총 20종 다목적 용액의 살균력을 측정하였다. 결과: 살균효과가 강한 살균 성분 및 관리용품의 효능은 막여과법과 희석중화법 모두 동일한 결과를 나타냈다. 살균효과가 약한 관리용품의 경우는 막여과법 검사시에는 균이 뭉쳐있어 정확한 균 수 측정이 불가능하였으나 희석중화법 검사시는 정확한 균 수 측정이 가능해짐을 확인하였다. 또한 시판되고 있는 관리용품 중에는 살균력 기준을 통과하지 못한 제품이 존재하였으며 특히 세라티아균과 칸디다균에 대한 살균력이 약한 경우가 많았다. 결론: 막여과법에 비해 희석중화법이 소량의 샘플로 더 정확하게 균수를 측정하는 것이 가능하며 결과 확인이 빨라 살균력 효능 검사시 유용하게 사용될 수 있음을 알 수 있었다.

• 멤브레인
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• 제1권1호
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• pp.24-33
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• 1991

합성고분자막을 이용하여 액체혼합물을 분리하는 공정은 오래전부터 알려져 왔다. 바다물로부터 역삼투법이나 전기투석법을 이용하여 탈염하는 공정이라든지 한외여과 또는 정밀여과법을 이용하여 초순수를 제조하는 공정등은 현재 대단한 기술적, 상업적 의미를 갖으며 산업적으로 발전하고 있다. 더욱 최근에는 합성고분자막이 여러 기체혼합물 분리에 응용되고 있다. 예를 들면 석유화학 폐가스나 암모니아 공장에서 수소의 회수나 공기중의 산소나 질소의 부화등은 막이 아주 유용한 도구로 사용되어 온 두가지 중요한 분야이다. 고분자막이 특정한 물질분리에 맞도록 고안될수 있게 된 이래로 재래식 방법으로는 곤란한 분리문제들이 막공정에 의해 다루어질수 있게 되었다. 이같은 문제중 하나가 폐수중 유기용제등 유기물의 제거이다. 특히 할로겐화 유기물, 살충제, 농약등 오래전부터 독극물로 알려져온 물질들을 폐수로 부터 제저하는데 많은 노력이 경주되어 왔다. 이러한 연구에도 한외여과법이나 역삼투법등의 막분리공정이 응용되어 보고된 바 있다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제17권4호
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• pp.365-370
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• 1988

한외여과법을 이용한 식품 페액의 단백질 분리, 회수에 관한 조작조건의 최적화를 위하여 cheese whey의 투과유속에 대한 세정효과의 영향과 조작압과 한계유속의 상관관계를 측정하여 다음의 결과를 얻었다. 세정의 효과로부터 유지 전용세제를 사용한 경우가 막의 투과유속의 회복율이 가장 높았으므로 whey중에 소량 함유되어 있는 유지분이 막의 투과유속의 저하에 큰 영향을 미침을 알 수 있었고, cheese whey를 한외여과법에 의하여 농축, 분리하는 경우 사용압력범위 $1{\sim}10kg/cm^2$에서 분획분자량 100,000인 막을 사용하는 경우 조작압력 약 $7kg/cm^2$에서 한계유속에 달하였으며, 그 이상으로는 압력을 가하여도 투과유속은 상승하지 않았다. 또한 이력현상의존재도 고려하여 볼 때 과도한 압력은 한외여과의 경우 투과유속의 상승에 효과가 없음을 알 수 있었다.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1993년도 추계 총회 및 학술발표회
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• pp.59-60
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• 1993

막을 도구로 하여 물가등(Ion, Molecular)의 선택 분리 및 정제과정법에 대한 연구는 눈부신 발전을 가져 왔다. 콜로디온 막으로 투석과 한외 여과법이 나온 이래 1950년대 Juda의 연구 이온 교환법의 보고 후 전기투석법에 의한 바닷물의 담수화 농축 방법이 개발되고 Soeb, Sourirajan의 초산 셀루로즈 막의 보고는 Salt의 배제율이 높은 베막 법이 소개 된 후에 다양한 막의 응용법이 전개되었다. 막소제, 제막법, 고 분리기능막, 막형태, 얇은막, 막장치에 이르기 까지 막학 연구의 관심을 모아졌다.

• 한국환경과학회:학술대회논문집
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• 한국환경과학회 2006년도 학술발표회 발표논문집
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• pp.431-434
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• 2006

폴리머 라텍스의 탄화와 메탄-질소 혼합가스의 CVD법으로 Carbon whisker를 가진 활성탄막을 개발하였다. 이 막의 PMMA 현탁물질 여과실험과 실제의 현탁물질과 용존유기물을 함유한 오래된 수도관으로부터 얻어진 적수여과실험 결과, Carbon whisker의 유무가 fouling에 의한 막의 flux를 억제하는 것으로 밝혀져, 실제의 정수공정에의 응용 가능성을 보였다.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1995년도 춘계 총회 및 학술발표회
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• pp.67-67
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• 1995

Metal-working lubricants, metal-finishing bath wastes, mechanical oil-water emlsion 등과 같은 공업 폐수들은 보통 0.1 $\mu$m 이하의 크기를 가지는 oil-in-water 에멀젼이 약 2 wt% 정도 포함되어 있어, oil의 함량이 30 wt% 이상이 되도록 농축시킨다면 재사용이 가능하게 되며, 정밀여과막이나 한외여과막으로 oil을 분리할 수 있다. 본 실험에서는 압출성형법으로 제조한 튜브형 다공성 $\alpha-Al_2O_3$ 담체(평균 기공 크기 = 0.7 $\mu$m, 길이:200,600mm, 직경:8mm, 두께:0.8mm) 위에 슬립 캐스팅법을 이용하여 TiO$_2$ 막을 코팅한 후 925$\circ$C에서 2시간 동안 열처리하여 정밀여과용 세라믹 막을 제조하였다.