초록 ▼

1. 최종목표
고활성 광촉매를 이용한 자동차 유리 부착용 초친수성 필름 제조기술개발
1) Sol-gel 공정을 이용한 고활성 TiO2 광촉매를 합성하고, Window film 상부에 적용할 수 있는 코팅액을 개발함.
2) 기존의 Window film에 코팅 가능하여 내후성 향상과 광촉매에 의한 기재의 열화 방지를 위한 중간층 코팅액을 개발함. - Window film 상부의 광촉매층의 산화분해능에 화학적으로 안정하고, 기재와의 강한 접착력을 갖는 바인더를 개발함.
[개발품의 특성] ① 금속산화물 입자의 평균 입

1. 최종목표
고활성 광촉매를 이용한 자동차 유리 부착용 초친수성 필름 제조기술개발
1) Sol-gel 공정을 이용한 고활성 TiO2 광촉매를 합성하고, Window film 상부에 적용할 수 있는 코팅액을 개발함.
2) 기존의 Window film에 코팅 가능하여 내후성 향상과 광촉매에 의한 기재의 열화 방지를 위한 중간층 코팅액을 개발함. - Window film 상부의 광촉매층의 산화분해능에 화학적으로 안정하고, 기재와의 강한 접착력을 갖는 바인더를 개발함.
[개발품의 특성] ① 금속산화물 입자의 평균 입경: 10-20nm
② 접착성: 100/100
③ 내후성: 변색유무-이상무
④ 접촉각: 10° 미만
2. 개발내용 및 결과
1) 개발내용
① 고활성 산화티타늄 제조 기술 개발 및 특성평가
㉠ 가시광에 의해 광여기 가능한 hybrid TiO2 제조
㉡ 전자와 정공의 재결합 억제를 위한 광촉매 제조( Metal-TiO2)
㉢ 초친수화 및 장시간의 성능 지속을 갖는 광촉매 제조
② 균일한 입자크기의 나노소재(알루미나, 실리카, 티타니아)제조-15nm이하
㉠ 합성방법 및 조건확립
㉡ 500 L pilot test 실시
③ 나노소재의 물성 및 특성향상을 위한 연구
㉠ 합성의 최적조건 도출
㉡ 나노소재의 물성 및 특성 평가
④ 유성 무기바인더 개발 및 최적조건 도출
㉠ 폴리실록산 계열의 무기바인더
㉡ 실리콘폴리머 합성
⑤ 폴리실록산-불소 화합물 제조를 위한 최적조건 도출
⑥ 방오성 코팅제가 처리된 도장막의 물성 측정
2) 기술개발 결과
① 저장성과 투명성을 확보한 TiO2 precursor인 Titanium isopropoxide를 이용한 광촉매 졸 제조와 아민을 이용한 수열합성법에 의한 졸 제조, Ag를 이용한 Metal/TiO2형 광촉매 졸 제조 기술을 확보하였으며, TEOS와 MTMS를 비롯한 실란과 SiO2, Al2O3 등의 무기나노소재를 이용한 무기 바인더를 제조하는데 성공하였다.
② 무기바인더 및 primer에 불소실란을 1.0 wt% 이상 첨가 시 밀착성과 내후성은 양호하였으나 친수성 코팅액의 젖음성을 어렵게 하여 친수성능이 낮아 졌으며, 용매인 메틸셀로솔브를 사용함에 따라 젖음성은 양호하여 졌으나 내후성 및 저장안정성에 좋지 않은 결과를 나타내었다.
③ Window film 및 알루미늄 판, 유리 등에 대한 친수성 코팅액 개발 결과' Primer-5' 용액으로 전처리하고, 주용매로 메탄올을 사용하고, 무기바인더(Binder 5) 용액을 3wt%, 광촉매의 함량을 2.5 wt%로 고정하여 제조한 ' HY P-8' 이 친수성, 접착성, 밀착성이 우수한 투명한 코팅액임을 알 수 있었다.
④ 광촉매 및 무기바인더의 제조와 관련한 20 리터 규모의 lab-test를 거쳐 500 리터 규모의 pilot test를 완료하였다
3. 기대효과(기술적 및 경제적 효과)
1) 기술적 측면
- 친수성 및 방오성, 내후성 성능을 지닌 나노소재의 개발로 제품경쟁력 확보
- 고활성 광촉매 제조 기술 확보
- 폴리 실록산 sol-gel 공정 및 실리콘-불소 화합물 제조 기술 확보
- 균일한 나노 크기의 금속산화물 제조기술 확보
- 친수성 코팅제의 window film 적용 기술 확보 (코팅 및 경화공정)
2) 경제.산업적 측면
- 일정한 나노크기의 금속산화물 제조와 같은 원천 기술확보를 통한 국가경쟁력 강화
- 선진국 제품의 수입대체 효과
- 자동차 및 건물 유리용 Window film의 고품질화 실현 → 수요확대 및 창출 가능
- 친수성 코팅제의 국산화
- 외국 대비 기회 선점으로 market share 확대(수출증대)
- Solar control film, 단열필름, 비산방지필름, 차체보호필름과 같은 필름분야의 활성화
4. 적용분야
본 연구에 의하여 나노기술을 이용한 친수성 코팅액이 개발되고, 위탁기관의 기술인고활성 광촉매 제조기술의 확립이 다양한 실험을 통하여 여러 가지 효과가 입증되었으므로 자정작용(self-cleaning), 환경오염물질 저감, 초친수성 등의 기능을 필요로 하는 소재에는 모두 응용이 가능하다고 볼 수 있다. 따라서 타 연구 분야에서 이러한 기능이 필요한 경우에는 본 연구결과를 거의 그대로 활용할 수 있다고 판단된다. 일례로 현재 철강소재를 이용한 방음벽 제조 기술을 개발하고 있는데, 아연도금 강판등을 사용할 경우 초기에는 미려한 외관을 보이지만 시간에 따라 오염이 진행되거나 부식이 진행되면 플라스틱 제품에 비하여 매우 흉한 모습을 할 것이다. 이러한 소재에 친수성 코팅에 의해 초기 상태를 장시간 유지 가능하다면 충분히 활용할 것이다.
그러므로 이러한 연구결과는 건축 소재에서부터 의료용에 이르기까지 대부분의 광촉매 응용제품 및 관련연구에 응용 또는 직접적인 적용이 가능할 것으로 판단된다.

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 초록 ... 3
• 목차 ... 6
• 제 1 장 서론 ... 7
• 제 1 절 기술 개요 ... 7
• 제 2 절 국내.외 기술개발 현황 ... 14
• 제 2 장 기술개발 내용 및 결과 ... 17
• 제 1 절 기본 이론 ... 17
• 제 2 절 기술개발 내용 및 성능 평가 ... 23
• 제 3 절 기술개발 결과 및 목표 달성도 ... 48
• 제 4 절 시제품 생산 및 filed test ... 52
• 제 3 장 기술개발 결과의 활용 계획 ... 54
• 제 1 절 문제점 및 개선방안 ... 54
• 제 2 절 타 연구에의 응용 ... 56
• 제 3 절 사업화 추진 방안 ... 58
• 제 4 장 기대효과 ... 60
• 제 5 장 첨부자료 ... 62