본 논문에서는 다양한 기상 조건에서 시인성과 내구성을 향상시키도록 설계된 도로 표시용 UV 경화 코팅 시스템 개발을 위해 수행한 연구의 결과를 나타내었다. 제조된 UV 코팅을 사용해 차선 표시의 재귀반사도와 내마모성을 강화하고 포장가속시험(APT), 휠 트래킹 내구성 테스트 등 다양한 테스트를 통해 성능을 평가하였다. 이 결과를 바탕으로 도로 안전을 위한 야간 시인성 및 미끄럼을 개선하 고자 한다.

PURPOSES : The increase in particulate matter due to increased air pollutant emissions has become a significant social issue. According to the Ministry of Environment, air pollutants emitted from large-scale businesses in 2022 increased by 12.2% compared to the previous year, indicating that air pollution is accelerating owing to excessive industrialization. In this study, TiO2, which is used to reduce airborne particulate, was used. The TiO2 coating fixation and dynamic pressure coating-type TiO2 fixation methods were used to solve the material peeling phenomenon caused by gravity, which is a limitation when the TiO2 penetration method is applied to a vertical concrete structure along the road. The long-term durability and performance were analyzed through environmental resistance and NOx removal efficiency evaluation experiments. These analyses were then assessed by comparing the NOx removal efficiency with the dynamic pressure permeationtype TiO2 fixation method used in previous studies. METHODS : To evaluate the long-term durability and performance of the TiO2 coating fixation method and dynamic pressure coating TiO2 fixation method for vertical concrete structures, specimens were manufactured based on roadside vertical concrete structures. Environmental resistance tests such as the surface peeling resistance test (ASTM C 672) and freeze-thaw resistance test (KS F 2456) were conducted to evaluate the long-term durability. To evaluate the long-term performance, the NOx removal efficiency of TiO2 concrete owing to road surface deterioration during the environmental resistance test was evaluated using the NOx removal efficiency evaluation equipment based on the ISO 22197-1 standard. This evaluation was compared and analyzed using the dynamic pressure infiltration TiO2 fixation method. RESULTS : The long-term durability of the TiO2 coating fixation and dynamic pressure coating TiO2 fixation methods were evaluated using environmental resistance tests. During the surface peeling resistance test, the TiO2 material degraded and partially detached from the concrete. However, the NOx removal efficiency was ensured by the non-deteriorated and fixed TiO2 material. The long-term performance was confirmed through a freeze-thaw resistance test to evaluate the NOx removal efficiency after 300 cycles of surface deterioration. The results showed that when the TiO2 coating fixation and dynamic pressure infiltration TiO2 fixation methods were applied to vertical concrete structures, the durability of the structure was not compromised. In comparison to the dynamic pressure infiltration TiO2 fixation method, the NOx removal efficiency observed during the surface peeling resistance test was lower, while the freeze-thaw test exhibited notably higher removal efficiency. CONCLUSIONS : To solve the material peeling phenomenon caused by gravity, the long-term durability and performance were evaluated by applying the TiO2 coating fixation and dynamic pressurized coating TiO2 fixation methods to vertical concrete specimens. Long-term durability was confirmed through environmental resistance tests, and long-term utility was secured by measuring the NOx removal efficiency according to surface degradation. These findings show that implementing the TiO2 coating fixation method and dynamic pressure coating TiO2 fixation methods on-site effectively reduce NOx.

As the demand for appropriate heat dissipation measures to improve product stability and performance continues to increase and product design becomes highly integrated, research to improve heat transfer performance while maintaining the same area or size is required. In this study, the sample-shaped aluminum plate was treated as upper-coating, and the thickness of the coating was divided into 1mm, 2mm, and 3mm, respectively, and the coating material was applied with silver, copper, and graphene. The temperature condition of the heat source was set to 473K, and heat dissipation analysis was performed under natural convection. The thermal performance was compared and analyzed through temperature distribution, flow velocity distribution, and heat flux, and it was confirmed that the high thermal conductivity of graphene compared to other materials had a dominant effect on the increase in the conduction heat transfer rate. And it was confirmed that the high surface temperature of the graphene coating also increased the heat transfer rate by convection, thereby enhancing the heat dissipation effect.

Ni-rich계 양극 소재는 낮은 가격과 높은 용량으로 인해 고용량 달성을 위한 상용화 소재로 주목받고 있지만, 이 소재의 경 우 전기화학적 불안정성으로 인한 한계를 가진다. 그래서 다양한 표면 코팅 방법을 통해 성능향상을 이루고 있지만, 성능향상이 소 재와 코팅 방법때문인지 또는 코팅 범위가 넓어진 것 때문인지는 모호하게 남아 있다. 본 연구에서는 전이금속으로 양극 활물질을 코팅할 때 전구체 코팅 범위에 따른 리튬이온배터리 전기화학 성능평가를 분석하였다. 상업용 LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 양극 소재 표면을 에탄올 용액에 용해된 리튬-코발트와 리튬-주석 아세테이트 전구체를 코팅하였고, 교반속도를 다르게 하여 (200 rpm 및 600 rpm) 전구체 코팅 범위를 다르게 하였다. 리튬-코발트 아세테이트 전구체의 경우 교반속도가 증가할수록 코팅 범위가 증가하였지만, 리튬 -주석 아세테이트 전구체의 경우 교반속도가 증가할수록 코팅 범위가 감소하였다. 하지만 원소의 종류에 관계없이 코팅 범위가 넓 은 경우에 상대적으로 우수한 전기화학적 성능을 나타내었다. 코팅된 양극 활물질의 물리적 특성은 SEM 및 XRD를 이용하여 분석하 였으며, 전기화학적 성능은 초기 충·방전 용량, 사이클 안정성 및 율속특성 테스트를 통해 조사하였다.

최근 국내 구조물들의 노후화가 진행됨에 따라 구조물 보강과 관련된 연구에 대한 관심이 높아지고 있다. FRP보강은 노후화가 진행되어 성능이 저하된 구조물을 보강하는데 사용되며 주로 유리섬유를 사용한다. 그러나 이 유리섬유는 환경적 재 활용의 문제점이 대두되고 있다. 따라서 본 연구에서는 친환경적이고 내열성이 우수한 현무암 섬유를 활용한 휨 보강 플레이트 적용방법과 기존 FRP 외부부착의 문제점을 해소하기 위하여 연성 코팅용 보강페인트를 활용한 휨 보강 페인팅 적용방법을 통하여 각각의 경우에 대한 3점 휨 시험을 통하여 보강성능을 평가, 비교하였다. 그 결과 BFRP 보강의 경우 무보강 시험체에 비하여 약 1.2배 높은 강성 값을 나타내었고 콘크리트-BFRP 계면 부착력에 의한 연성효과도 나타났다. 반면 연성 코팅 보강페인팅 적용을 통한 휨 보강의 경우, 무보강 시험체에 비하여 약간의 개선효과는 나타났으나 실험체 제작의 오차 등을 고려할 때 실질적인 보강효과는 크게 나타나지 않았다. 따라서 연성 코팅페인팅을 활용한 보강방법의 경우, 향후 다양한 시공조건에 따른 추가연구가 필요할 것으로 판단된다.

본 연구에서는 다공성 Polyacrylonitrile (PAN) 중공사막을 지지체막으로 하여 Poly styrene sulfonic acid (PSSA) 와 polyethyleneimine (PEI)을 이용하여 layer-by-layer법으로 선택층을 형성시켰다. 코팅용액에 Mg염을 첨가하여 염석법(salting out method)을 이용하였다. 코팅용액의 이온세기, 고분자 농도, 코팅시간 등을 달리하여 나노여과막을 제조하였으며 NaCl, MgCl2, CaSO4 100 mg/L를 공급액으로 하여 2 atm의 구동 압력에서 투과도와 염 배제율을 평가하였다. PSSA 20,000 ppm, 코팅시간 3분, 이온세기 1.0, PEI 30,000 ppm, 코팅시간 1분, 이온세기 0.1의 조건으로 코팅한 막이 가장 우수한 성능을 보여 주었다. 100 ppm의 NaCl, MgCl2, CaSO4 공급액에서 각각 20.4, 19.4, 18.7 LMH의 투과도와 67, 90, 66.6%의 염 배제율을 나타내었다.

표면 플라즈마 처리된 Cu nanoparticle (NPs)로 제작된 Organic photovoltaic (OPV)소자는 일잔 OPV 소자보 다 높은 효율성을 보여준다. Nps는 다양한 합성법으로 제조되어 29 nm의 지름을 가진 입자형태를 갖추었다. 이러한 Nps는 P3HT:PCBM과 결합하여 OPV 활성층으로 사용되었는데 적층방법으로 spin과 bar 코팅 방식을 사용하였다. 제작된 소자의 효율 평가에서 스핀코팅으로 제작된 P3HT:PCBM과 Nps가 결합된 P3HT:PCBM 이 각각 1.01과 4.39%로 Np의 효과로 인한 효율 증가를 볼 수 있었다. 바코팅 프로세스를 (8, 20, 50 um 갭)를 사용하였을 경우 20 um 갭의 바코터에서 스핀코터와 같은 두께의 활성층 두께를 보였다. 제작된 활성층은 바코터 그루브 특성으로 인해 트렌치 패턴이 형성되어 빛 흡수를 약화시켜 효율성을 저하시켰다.

Self-cleaning and photocatalytic TiO2 thin films were prepared by a facile sol-gel method followed by spin coating using peroxo titanic acid as a precursor. The as-prepared thin films were heated at low temperature(110 °C) and high temperature (400 °C). Thin films were characterized by X-ray diffraction(XRD), Field-emission scanning electron microscopy(FESEM), UVVisible spectroscopy and water contact angle measurement. XRD analysis confirms the low crystallinity of thin films prepared at low temperature, while crystalline anatase phase was found the for high temperature thin film. The photocatalytic activity of thin films was studied by the photocatalytic degradation of methylene blue dye solution. Self-cleaning and photocatalytic performance of both low and high temperature thin films were compared.

도시 열환경 개선을 위해 국내외 도로포장 분야에서 다양한 연구가 진행 중에 있으며, 태양의 근적외선 반사를 통해 노면의 온도를 저감하는 반사형 차열성 포장 공법도 그 일환으로 연구와 실용화가 진행되어 왔다. 특히 일본의 도쿄도에서는 2002년 9월에 ‘살수를 필요로 하지 않는 포장노면의 온도상승을 억제하는 신기술’을 주제로 공모를 실시하여, 국토교통성 관동지방정비국 내에 ‘환경포장 동경 프로젝트’ 일환으로 차열성 포장과 보수성 포장에 대한 소규모 공개 시험시공을 추진하였다. 국내에서는 2005년 12월부터 수행된 ‘장수명 친환경 도로포장 재료 및 설계시공 기술개발’의 세부 연구과제로 ‘도심지 열섬완화를 위한 포장시스템개발’에서 주차장 부지를 배수성 포장으로 개량한 후 차열성과 투수성 포장에 대한 시험시공 및 추적조사를 실시하였다. 이러한 연구를 토대로 서울시에서는 2009년, 2010년 공용 중인 도로에 차열성 포장 시험시공을 실시하였으나 내구성이 미흡하여 6개월만에 조기파손이 발생하였다. 본 연구는 반사형 도료를 이용한 차열성 포장의 현장공용성 향상을 위해 개선된 차열성 도료를 개발하였다. 이에 대하여 내마모성 실내시험, 포장가속시험을 통한 공용성 평가시험, 주차장 진입구간 시험시공을 통한 내마모성 및 노면온도 저감 효과를 분석하였다. 차열성 포장의 현장공용성 및 노면온도 저감 효과를 평가하기 위해 기존 아스팔트 포장(장기공용으로 골재노출), 국외 우수 반사도료 개량형(A), 미끄럼방지 도료 개량형(B)을 대상으로 시험을 실시하였다. 시험 결과 도료 A, B 모두 내마모 시험(SPS-KTS 1102-1890:2005)에 따른 품질기준(50만회, 1%이하)을 충족하였다. 포장가속시험의 경우 그림 1]의 (b)에서와 같이 시공한지 15일밖에 되지 않는 아스팔트 포장에 도포한 결과 유분이 도료를 용해시켜 충분히 경화되지 않고 분리현상이 발생하였다. 반면 장기 공용한 아스팔트 포장의 경우 약 1년간 추적 조사한 결과 도료의 부착상태가 양호하였다. 따라서 차열성 포장은 신설보다는 유분이 어느 정도 없어진 3∼6개월 후에 적용하는 것이 바람직한 것으로 판단되었다. 온도저감 효과는 기존 아스팔트 포장과 비교하여 약 2.5∼3.5℃로 다소 적게 나타났는데, 이는 장기간 공용으로 아스팔트 바인더가 떨어져나가 표면색이 회색에 가까웠기 때문으로 판단되었다. 따라서 차열성 포장은 아스팔트 바인더가 안정적으로 유지되고 있는 신설포장일수록 상대적으로 온도저감 효과가 크게 나타나며, 노면온도를 상승시키는 근적외선을 반사함에 따라 낮 시간 포장체의 복사열 축적이 저감되어 일몰 후 도심 열섬현상을 완화하는 효과도 기대할 수 있다.

본 연구에서는 저온소성 코팅을 적용한 SUS 304 판을 사용하여 고가의 티타늄 판 대체에 대한 성능평가를 수행하였다. 전산유 동해석 결과, 저온소성 코팅을 적용한 SUS 304 판은 100 마이크론 두께의 코팅까지는 티타늄 판에 비해 더 뛰어난 열전달 성능을 보이는 것으로 나타났다. 실제 열교환기를 이용하여 열전달 성능에 대한 실험을 한 결과, 코팅을 적용한 SUS 304 판이 티타늄 판에 비해 더 우수 한 열전달 성능을 나타냄을 확인하였다. 또한 개방검사를 통해서 판의 부식 및 스케일 생성 정도를 확인하였을 때, 코팅을 적용한 SUS 304 판의 내부식 성능은 티타늄 판과 거의 동등하게 나타났으며, 해수에 의한 스케일의 생성 억제 효과는 코팅을 적용한 SUS 304 판에서 더욱 우수하게 나타났다.

Lithium-ion-batteries (LIBs)는 최근 에너지저장 시스템(EESs) 분야에서 새롭게 large-scale battery를 중점으로 관심이 집중되고 있다. 이를 위해서는 battery의 수명, 에너지 밀도, 용량, 안정성, 가격 등 더 높은 기준이 요구되며, polyolefin 계 separators가 우수한 성능을 나타낸다. 본 연구에서는 다공성 분리막을 이용 하여 liquid electrolute batteries에 사용되는 separator 분리막에 친수성 고분자인 PVA, EVOH, Pluronic 등의 코팅 효과를 나타내었다. Separator는 두 종류를 사용하였으며, 각각 높은 porosity를 가진 16 H와 낮은 porosity를 가진 16 L로 구분하여 간단한 집 코팅 방법으로 코팅을 진행하였다. 특성평가로는 SEM을 통하여 물성을 평가하였고, 접촉각 및 이온 전도도를 측정하여 친수성 고분자의 친수화 효과를 알아보았다.

Grate bar is a metal part being used in the sintering process in a steel company. It is exposed to severe operating conditions such as high temperature, corrosion, wear and chemical reaction and etc. In this paper, the surface of the grate bar is coated with high performance materials. They are Al2O3, Cr2O3, WC. These materials have enhanced grate bar’s performances of life time, corrosion, thermal resistance, abrasion, chemical resistance and etc. These high quality characteristics are verified through experimental tests. The results are presented and discussed.

폴리설폰막 위에 친수성 고분자를 Layer-by-Layer법으로 코팅하여 복합막을 제조하였다. FE-SEM 분석을 통하여 복합막 표면과 기공 내 코팅층을 확인하였다. 또한 100 ppm NaCl 용액에 대한 복합막의 투과성능 평가를 실시하였다. 복합 막 제조를 위한 코팅 고분자는 PVSA, PEI, PAA, PSSA, PSSA_MA를 사용하였다. 폴리설폰막 표면에 8,000 ppm PAA (이 온세기 0.35) 수용액을 3분 동안 코팅한 뒤 10,000 ppm PEI 수용액을 4분 동안 코팅하였다. 그 결과 PAA-PEI 복합막의 투과 도는 101 LMH, 제거율은 66.7%로 가장 좋은 투과성능을 나타내었다. PAA-PEI 복합막의 투과성능은 도레이케미칼의 NE 4040-70 (투과도 = 30 LMH, 염 배제율 = 40~70%) 제품과 유사한 성능을 보여주는 우수한 투과 특성을 나타내었다.

The effects of coating thickness on the delamination and fracture behavior of thermal barrier coating (TBC) systems were investigated with cyclic flame thermal fatigue (FTF) and thermal shock (TS) tests. The top and bond coats of the TBCs were prepared by electron beam-physical vapor deposition and low pressure plasma spray methods, respectively, with a thickness ratio of 2:1 in the top and bond coats. The thicknesses of the top coat were 200 and 500 μm, and those of the bond coat were 100 and 250 μm. FTF tests were performed until 1140 cycles at a surface temperature of 1100 oC for a dwell time of 5 min. TS tests were also done until more than 50 % delamination or 1140 cycles with a dwell time of 60 min. After the FTF for 1140 cycles, the interface microstructures of each TBC exhibited a sound condition without cracking or delamination. In the TS, the TBCs of 200 and 500 μm were fully delaminated (> 50 %) within 171 and 440 cycles, respectively. These results enabled us to control the thickness of TBC systems and to propose an efficient coating in protecting the substrate in cyclic thermal exposure environments.

본 연구에서는 축전식 탈이온 공정(capacitive deionization, CDI)의 성능을 개선하기 위해 poly(2,6-di-methyl-1,4-phenylene oxide) (PPO)를 기저물질로 이용하여 코팅이 가능한 음이온교환 이오노머(quaternized PPO, QPPO) 용액을 제조하였다. 제조된 QPPO는 상용 음이온교환막(AMX, Astom Corp., Japan) 대비 우수한 이온전도도 특성을 나타내었으며 전기화학적 특성 또한 동등 수준임을 확인할 수 있었다. 다공성 탄소 전극에 이오노머 용액을 코팅하여 CDI 성능평가를 수행하였으며 그 결과 약 94.9%의 높은 염 제거 효율을 나타내었다. 기존의 CDI와 상용 음이온교환막을 결합한 membraneCDI (MCDI), QPPO가 코팅된 전극을 사용한 coated CDI (CCDI)의 탈염 성능을 비교한 결과 QPPO의 높은 이온선택성 및낮은 이온 전달저항으로 CCDI가 기존의 CDI에 비해 52.1%, MCDI에 비해 18.3% 향상된 높은 염 제거 성능을 나타냄을 확인하였다.