초록 ▼

1. 대나무활성탄 함유 시멘트계 재료의 친환경 건축마감재 개발
참나무 숯 및 대나무활성탄의 입자크기, 혼입량, 경화 전·후로 제작된 모르타르를 대상으로 플로우값, 압축강도, 휨강도, 밀도, 단위용적질량, 흡수율, 열전달율, 굽힘강도 등 물성테스트를 수행하였다. 또한 참나무 숯과 대나무활성탄의 유해물질 흡착능력을 조사하고자 포름알데히드 및 VOCs(벤젠)으로부터 흡착실험을 실시하였으며 유해 방사선인 라돈 방출 실험도 병행하였다. 그리고 입자크기별 흡착실험을 통하여 벽지에 적용함으로써 효율적인 친환경 벽지를 개발하고자 한다.

1. 대나무활성탄 함유 시멘트계 재료의 친환경 건축마감재 개발
참나무 숯 및 대나무활성탄의 입자크기, 혼입량, 경화 전·후로 제작된 모르타르를 대상으로 플로우값, 압축강도, 휨강도, 밀도, 단위용적질량, 흡수율, 열전달율, 굽힘강도 등 물성테스트를 수행하였다. 또한 참나무 숯과 대나무활성탄의 유해물질 흡착능력을 조사하고자 포름알데히드 및 VOCs(벤젠)으로부터 흡착실험을 실시하였으며 유해 방사선인 라돈 방출 실험도 병행하였다. 그리고 입자크기별 흡착실험을 통하여 벽지에 적용함으로써 효율적인 친환경 벽지를 개발하고자 한다.
2. 대나무 숯을 이용한 친환경적인 건축내장제 개발을 위한 연구
대나무 숯과 함께 친환경 건축소재로서 활용가능한 황토와 플라이애시를 이용하여 건축내장재 기능으로써의 효율을 검증하고자 열전달율 측정, 포름알데히드 및 VOCs(벤젠, 톨루엔, 자일렌)으로부터 저·고농도 노출에 따른 흡착실험을 실시하였으며 대나무 활성탄의 혼입량에 따른 유해물질 흡착과 BET 및 XRD분석을 실시하여 최적조건의 친환경적인 건축내장제를 개발하였다.
3. 대나무 숯이 함유된 친환경 페인트 도료 개발 및 적용성 연구
흡착능력 및 전자파차단능력이 우수한 대나무 숯을 이용하여 만든 친환경 페인트 도료를 개발하고, 기존 건축내장보드에 적용하여 포름알데히드 및 VOCs 흡착실험을 통해서 그 효율성을 검증하고, 진주 칠암동에 위치한 원룸과, 통영 경상대학교 해양과학대학 해양환경공학과내에 위치한 정독실을 대상으로 현장 적용 평가를 실시하였다. 현장 실험은 도료 적용에 따른 정독실 내부로부터 HCHO, VOCs 흡착실험과, 항균 실험, 부유 미생물 군집분석과 함께 건물내부에서 방산되는 라돈 방출율을 측정하였다. 또한 정독실 실사용자 인원을 대상으로 페인트 적용 전·후 건강상태 변화 및 개선점에 대한 설문조사를 실시하였다.
4 은 나노입자를 이용한 대나무 숯이 함유된 건축재료의 기능성 향상 연구
액상용 또는 파우더 형태의 미세입자 인으로부터 최적조건의 용액을 제조하고 은 나노 코팅액의 안정성을 평가하였다. 또한 은 나노 코팅용액의 항균시험 및 기능성 실험을 실시하고, 코팅 시, 건축재료로써의 기능성 향을 위해 부착성, 마모성실험을 통해 검증하였다. 그리고 유해물질(포름알데히드, VOCs) 흡착성 및 부유미생물 군집변화를 통해 은 나노 코팅제의 건축자재적용에 따른 기능성 향상을 연구하였다.

목차 Contents

• 제출문 ... 2
• 산학연협력 기업부설연구소 운영 실적 ... 3
• 1. 연구소 개요 ... 3
• 2. 연구전담직원 현황 ... 3
• 3. 연구소 연구장비 보유 현황 ... 4
• 연구개발과제 최종 실적 (사업기간 내 실적 기재) ... 5
• 1. 연구개발과제 목표 ... 5
• 2. 계획 대비 최종 실적 ... 5
• 3. 지식재산권 보유현황 ... 10
• 4. 기술 및 품질인증 획득 현황 ... 10
• 5. 논문게재 성과 ... 11
• 사업비 집행 실적 (1차년도 ~ 3차년도 총괄) ... 12
• 1. 사업비 조성(1차년도 ~ 3차년도 총괄) ... 12
• 2. 비목별 집행현황(주관기업) ... 12
• 3. 비목별 집행현황(공동연구기관) ... 13
• 정부출연금 잔액 산정표 ... 14
• 표지 ... 10
• 요약문 ... 16
• List of Contents ... 22
• List of Figures ... 26
• List of Tables ... 30
• 제 1장 서 론 ... 32
• 제 1절 연구개발의 목적 및 필요성 ... 33
• 1. 숯의 이론 및 연구 역사 ... 34
• 1.1 숯의 제조방법 ... 34
• 1.2 활성탄의 미세구조와 성능 ... 34
• 1.3 활성탄의 성상 ... 35
• 1.4 활성탄의 세공구조 ... 36
• 2. 새집증후군용 액상코팅제의 흡착성능 향상을 위한 대나무활성탄의 적용 ... 37
• 3. 라돈 차단이 가능한 새집증후군용 건축마감재 및 액상코팅제의 개발 ... 38
• 4. 활성탄 재생기술의 적용 ... 41
• 4.1 활성탄 재생기술의 경제성 ... 41
• 4.2 2차오염 방지 ... 41
• 4.3 생산공정의 연속화 ... 41
• 4.4 무방류 시스템 ... 42
• 4.5 활성탄 재생효과 ... 42
• 4.6 활성탄 재생방법 ... 42
• 5. 은 나노입자를 이용한 대나무 숯이 함유된 건축재료의 기능성 향상 ... 44
• 제 2절 국내·외 관련 기술의 현황 ... 45
• 제 2장 과제개발 내용 및 방법 ... 46
• 제 1절 대나무활성탄 함유 시멘트계 재료의 친환경 건축마감재 개발 ... 46
• 1. 참나무 숯 및 대나무활성탄의 입자크기 별 모르타르의 물성테스트 실험 ... 46
• 1.1 실험재료 ... 47
• 1.2 실험방법 ... 47
• 2. 참나무 숯과 대나무 활성탄의 혼입 비율에 따른 모르타르의 물성테스트 실험 ... 47
• 3. 모르타르의 경화 전·후의 물성테스트 실험 ... 47
• 3.1 실험방법 ... 49
• 4 활성탄입자크기에 따른 친환경 벽지마감재 흡착실험 ... 56
• 4.1 실험재료 및 방법 ... 56
• 5. 결과 및 고찰 ... 57
• 5.1 참나무 숯과 대나무 활성탄의 입자크기별 물성테스트 결과 ... 57
• 5.1.1 플로우 값 ... 57
• 5.1.2 단위용적질량 ... 58
• 5.1.3 압축강도 ... 59
• 5.1.4 휨강도 ... 60
• 5.1.5 흡수율 ... 61
• 5.2 참나무 숯과 대나무활성탄 혼입비율에 따른 모르타르의 물성테스트 결과 ... 62
• 5.2.1 압축강도 ... 62
• 5.2.2 휨강도 ... 63
• 5.2.3 흡수율 ... 63
• 5.2.4 공극측정(SEM 촬영결과) ... 65
• 5.3. 참나무 숯 및 대나무활성탄 혼입 모르타르의 경화 전·후의 물성 및 흡착실험결과 ... 67
• 5.3.1 경화 전 재료의 물성 ... 67
• 5.3.2 경화후 재료의 물성 ... 68
• 5.3.3 재료의 열적 특성 ... 69
• 5.3.4 대나무활성탄과 참나무 숯이 혼입된 모르타르의 포름알데히드 및 벤젠 흡착 특성 ... 70
• 5.3.5 라돈 방출율 실험결과 ... 73
• 5.3.6 활성탄 입자별 벽지용 마감재로부터 포름알데히드 흡착실험 결과 ... 74
• 6. 결 론 ... 77
• 제 2절 대나무 숯을 이용한 친환경적인 건축내장제 개발을 위한 연구 ... 85
• 1. 친환경소재를 활용한 건축내장제로부터 열전달율 및 오염물질 흡착실험 ... 85
• 1.1 실험재료 ... 85
• 1.2 실험방법 ... 85
• 2. 대나무 활성탄의 mesh 크기 및 함량에 따른 오염물질 흡착실험 ... 87
• 2.1 실험재료 ... 87
• 2.2 실험방법 ... 88
• 3. BET(Brunauer,Emmett,Teller), XRD(X-ray Diffraction) 분석 ... 89
• 3.1 BET 분석 방법 ... 89
• 3.2 XRD 분석 방법 ... 89
• 4. 결과 및 고찰 ... 90
• 4.1 단일·복합소재로 제작된 시험체로부터 열전달율 및 오염물질 흡착실험 결과 ... 90
• 4.1.1 열전달율 측정 결과 ... 90
• 4.1.2 포름알데히드 분석결과 ... 96
• 4.1.3 벤젠(C6H6) 분석결과 ... 100
• 4.1.4 결 론 ... 104
• 4.2 함량별 대나무 숯 시험체로부터 열전달율 및 오염물질 흡착성능 변화 관찰 ... 105
• 4.2.1 열전달율 분석결과 ... 105
• 4.2.2 저·고농도의 오염물질 흡착테스트 실험 ... 108
• 4.3 mesh 및 함량별 마감재의 포름알데히드 분석결과 ... 120
• 4.4 열탈착시험 결과 ... 122
• 4.5 대나무 활성탄 마감재로부터 BET 분석 결과 ... 130
• 4.6 대나무 숯(함량 별) 마감재로부터 XRD 분석 ... 131
• 5. 결 론 ... 132
• 제 3절 대나무숯을 이용한 친환경 건축마감재용 도료 개발을 위한 연구 ... 133
• 1. 페인트 도료사용에 따른 오염물질 흡착 실험 ... 133
• 1.1 실험재료 ... 133
• 1.2 실험방법 ... 133
• 2. 대나무숯이 함유된 페인트 적용에 따른 부유세균 및 군집 변화 관찰 ... 136
• 3. 대나무 숯 페인트 적용에 따른 “친환경 정독실 만들기” 설문조사 ... 138
• 3.1 설문 조사 내용 및 방법 ... 138
• 4. 결과 및 고찰 ... 139
• 4.1 실험실에서의 포름알데히드 및 벤젠 주입에 따른 흡착 실험 결과 ... 139
• 4.2 포름알데히드 및 VOCs 흡착실험(현장적용)-진주 칠암동 원룸 ... 140
• 4.3 경상대학교 정독실내 포름알데히드와 VOCs 흡착 및 라돈방출율 실험결과 ... 144
• 4.4 대나무숯이 함유된 페인트 적용에 따른 부유세균 및 군집 변화 관찰 ... 148
• 4.5 대나무 숯 페인트 적용에 따른 “친환경 정독실 만들기” 설문조사 결과 ... 151
• 4.5.1 응답자 특성 ... 151
• 4.5.2 정독실 현황 및 개선방안 ... 153
• 5. 결 론 ... 159
• 제 4절 은나노입자를 이용한 대나무숯이 함유된 건축재료의 기능성 향상 연구 ... 160
• 1. 미세입자 은과 은 파우더 용액 제조 ... 161
• 2. 미세입자 은 용액의 안정성 ... 161
• 3. 미세입자 은 용액의 항균 및 기능성 실험 ... 161
• 4. 제조 미세입자 은 용액의 크기 ... 162
• 4.1 분산제 SDS 1 wt%, 환원제 NaBH4 (제조일 2011/03/23) ... 162
• 4.2 분산제 PVP 15 wt%, 환원제 NaBH4 (제조일 2011/03/23) ... 164
• 4.3 분산제 Tween20 1 wt%, 환원제 NaBH4 (제조일 2011/03/23) ... 165
• 4.4 분산제 PVP 10 wt%, 환원제 NaBH4 (제조일 2010/10/04) ... 166
• 4.5 분산제 Tween20 1.5 wt%, 환원제 NaBH4 (제조일 2010/08/05) ... 168
• 4.6 분산제 Tween20 1wt%, 환원제 NaBH4 (제조일 2011/02/21) ... 169
• 4.7 분산제 SDS 1.5 wt%, 환원제 NaBH4 (제조일 2010/10/04) ... 170
• 4.8 분산제 Tween20 1 wt%, 환원제 Hydrazine hydrate (제조일 2010/08/05) ... 171
• 4.9 분산제 SDS 1 wt%, 환원제 Hydrazine hydrate (제조일 2010/08/06) ... 173
• 5. 투과전자현미경(TEM)으로 확인한 제조 은입자 크기 ... 174
• 6. 결과 및 고찰 ... 175
• 6.1 환원제/분산제 종류에 따른 은 용액의 분산도 ... 175
• 6.2 제조한 미세입자 은 용액의 항균성 시험 ... 176
• 6.2.1 미세입자 은 용액과 상용 은 파우더의 항균성 비교 ... 176
• 6.2.2 은 용액 농도 변화에 따른 항균력 변화 ... 177
• 6.2.3 바인더와 혼합하여 도포한 경우 항균력 시험 ... 179
• 6.3 건축재 기타 기능성 시험 ... 180
• 6.3.1 부착력 테스트 ... 180
• 6.3.2 잉크 테스트 ... 180
• 6.3.3 바인더 테스트 ... 181
• 6.4 은나노 코팅에 따른 포름알데히드 및 톨루엔 흡착 효율성 평가 ... 181
• 6.5 은나노 항균기능에 의한 부유미생물 군집변화 관찰 ... 182
• 7. 결 론 ... 184
• 제 3장 사업성과 ... 185
• 제 1절 대나무활성탄 함유 시멘트계 재료의 친환경 건축마감재 개발 ... 185
• 제 2절 대나무활성탄을 이용한 친환경 건축내장제 개발을 위한 연구 ... 186
• 제 3절 대나무숯을 이용한 친환경 건축마감재용 도료 개발을 위한 연구 ... 187
• 제 4절 은나노입자를 이용한 대나무숯이 함유된 건축재료의 기능성 향상 연구 ... 188
• 제 5절 국내·외 시장성 전망 ... 189
• 제 4장 결론 ... 190
• 제 1절 대나무활성탄 함유 시멘트계 재료의 친환경 건축마감재 개발 ... 190
• 제 2절 대나무활성탄을 이용한 친환경 건축내장제 개발을 위한 연구 ... 190
• 제 3절 대나무숯을 이용한 친환경 건축마감재용 도료 개발을 위한 연구 ... 191
• 제 4절 은나노입자를 이용한 대나무숯이 함유된 건축재료의 기능성 향상 연구 ... 191
• 제 5절 추후 연구 계획 ... 192
• 1. 코팅대상 건축재료의 시험 ... 192
• 1.1 유·무기건축재료, 고분자 건축재료 코팅연구 ... 192
• 1.2 건축재 안료 코팅 ... 192
• 2. 기능성 향상 연구 ... 192
• 2.1 산화티타늄을 이용한 코팅물성 제고 ... 192
• 2.2 전자현미경을 이용한 코팅층의 표면특성 탐색 ... 193
• 3. 기능성 임상 연구 ... 194
• 참고문헌 ... 195
• 최종보고서 현장평가표 ... 198
• 최종보고서 과제평가표(종합) ... 200
• 최종보고서 과제평가표(심사위원별) ... 202