초록 ▼

1. 최종목표
본 연구에서는 다른 고분자와의 블랜드 없이 우수한 내열성과 가스 차단성이 우수한 HDPE 소재를 개발하는 것이 목표이다. 본 과제의 목표를 달성하기 위한 기술로는 HDPE의 나노복합화 기술이며, 고분자 나노복합재료의 특성은 내열성과 기계적 강도가 우수하며, 또한 가스 차단성이 우수하다는 특징이 있기 때문에 연료탱크용 소재로 사용하고자 한다.
2. 개발내용 및 결과
- 개발내용
(1) 몬모릴로나이트의 정제 및 개질
(2) 나노복합소재의 구조 설계
(3) 나노복합소재의 구조와 물성 상관관계

1. 최종목표
본 연구에서는 다른 고분자와의 블랜드 없이 우수한 내열성과 가스 차단성이 우수한 HDPE 소재를 개발하는 것이 목표이다. 본 과제의 목표를 달성하기 위한 기술로는 HDPE의 나노복합화 기술이며, 고분자 나노복합재료의 특성은 내열성과 기계적 강도가 우수하며, 또한 가스 차단성이 우수하다는 특징이 있기 때문에 연료탱크용 소재로 사용하고자 한다.
2. 개발내용 및 결과
- 개발내용
(1) 몬모릴로나이트의 정제 및 개질
(2) 나노복합소재의 구조 설계
(3) 나노복합소재의 구조와 물성 상관관계 규명
(4) 나노복합 소재 개발
(5) 나노복합 소재 물성 시험
(6) 연료탱크 시제품 생산
- 개발 결과
몬모릴로나이트를 정제 및 개질하여 고분자 나노복합소재를 개발하였다. 개발된 고분자 나노복합소재는 기존의 고분자에 비하여 기계적 물성과 열적 특성이 우수하였다. 특히, 연료탱크를 플라스틱으로 대체하기 위하여 해결해야하는 물성 중 하나가 가스 차단성이다. 본 연구에서 개발된 고분자 나노복합 소재는 고분자의 매트릭스에 실리케이트가 분산되어 있기 때문에 기존 고분자 소재의 가스 차단성의 문제점을 해결할 수 있었다. 따라서 연료탱크용 소재로 사용이 가능할 것으로 판단된다.
3. 사업성과
? 기술적 성과
steel로 된 연료탱크를 경량화를 위하여 플라스틱으로 대체하기 위한 연구는 많이 되고 있다. 이때 가장 큰 문제는 플라스틱으로 대체할 경우 가스차단성이 가장 큰 문제점이었다. 기존에는 플라스틱의 가스 차단성을 해결하기 위서 서로 다른 고분자를 라미네이트해서 사용하였다. 이런 방법은 공정이 복잡할 뿐만 아니라, 플라스틱을 재활용하는데 많은 문제점을 가지고 있다. 따라서 본 과제에서는 HDPE 고분자를 몬모릴로나이트를 이용한 나노복합화 기술을 통하여 가스 차단성을 해결할 수 있었다. 이는 고분자를 나노복합화하기 위해서 몬모릴로나이트의 정제 및 개질, 그리고 분산기술이 요구되며, 고분자의 기계적 물성 및 열적 성질을 향상시키기 위한 방법으로 널리 활용이 가능한 매우 중요한 기술개발이라 할 수 있다.
? 경제적 성과
HDPE 플라스틱 연료탱크의 가장 큰 단점은 가스 투과성이다. 따라서 HDPE의 가스 차단성을 위하여 가스 차단성이 우수한 EVOH 또는 나일론수지를 co-extrusion하여 제품을 생산하고 있으나, 생산 비용이 비싸다는 단점이 있다. 기본적으로 HDPE에 비하여 EVOH와 나일론수지의 가격이 비싸고, 제조 공정이 복잡하기 때문에 기존의 steel 연료탱크에 비하여 경제적인 효율을 기대하기가 어렵다. 본 과제에서 개발한 소재의 경우 단일 고분자로 사출이 가능하기 때문에 제조 공정이 단순하며, 단일 고분자이기 때문에 재활용이 용이하며, 그리고 HDPE 범용 고분자를 base 수지로 사용하였기 때문에 제품 생산에 있어서 경제적 성과는 매우 클 것으로 판단된다. 그리고 플라스틱 연료탱크는 기존의 강철 연료탱크 보다 경량화, 용량증대, 설계의 자유, 안전성, 부식방지, 경제성, 그리고 후 공정취급 용이함 등의 많은 장점으로 확대 적용되고 있기 때문에 경제적인 파급효과는 매우 클 것으로 판단된다.
? 사회적 성과(일자리 창출 등)
연료탱크용 플라스틱 소재로 적용이 되면 SPL에서 연료탱크 사출 성형이 가능하며, 이는 국내 자동차 시장뿐만 아니라 해외 자동차 부품 시장에도 충분히 진출이 가능하다고 판단된다. 이에 향후 추진 결과에 따라서 새로운 고용 창출 효과가 있을 것으로 판단된다.
4. 향후추진계획
HDPE 나노복합 소재의 기본적인 물성으로 기계적 특성과 열적 특성, 그리고 가스 차단성을 검토한 결과 충분히 연료탱크용 재료로 사용가능하다고 판단된다. 이에 자동차 관련업체에 본 소재를 추천하여 연료탱크용 재료로 사용하기 위한 소재 인증 등록 그리고 한국공업진흥청 등을 통한 소재 검증 절차를 통하여 steel 연료탱크를 플라스틱 연료탱크로 대체하고자 한다.

목차 Contents

• II. 과제개발비 세부집행내역...1
• 가. 세부 집행내역 요약표(⑦에스피엘(주)/ 서길수 교수)...1
• 나 과제ㆍ비목별 세부 집행내역(⑦에스피엘(주)/ 서길수 교수)...2
• 최종보고요약서(초록)...4
• 제 1 장 서론...6
• 제 1 절 개발대상기술의 개요...6
• 제 2 절 기술(또는 제품)개발의 필요성 및 중요성...6
• 제 3 절 국내ㆍ외 관련 기술 현황...7
• 제 4 절 국내ㆍ외 시장규모...8
• 제 2 장 과제개발 내용 및 방법...9
• 제 1 절 개발목표...9
• 제 2 절 실험 방법...9
• 제 3 절 결과 및 고찰...10
• 제 3 장 사업성과...21
• 제 1 절 기술적 성과...21
• 제 2 절 경제적 성과...21
• 제 3 절 기타성과...21
• 제 4 장 결론...22
• 제 1 절 기술개발 목표대비 결과치...22
• 제 2 절 향후 계획...22