초록 ▼

2. 개발내용 및 결과
1) 탄소나노/마이크로 코일 개발 및 복합체 첨가 기술 개발: 탄소 나노/마이크로 코일을 개발하고 이를 탄소-실리콘 복합체에 첨가하는 기술을 개발함. (대량합성 및 기하구조조절 기술 개발):
► 탄소나노/마이크로 코일 대량 합성 기술은 대량 합성 장치 설치 및 outlet 부분의 장치 개조와 적절한 실험방법 개발 및 실험조건 확립으로 목표치를 달성하였음.
► 일정한 직경의 기하구조를 갖는 탄소 코일의 대량합성이라는 과제목표에 도달하기 위하여 소형 화학기상증착 장치 조건에서도 탄소 성분의 원료기

2. 개발내용 및 결과
1) 탄소나노/마이크로 코일 개발 및 복합체 첨가 기술 개발: 탄소 나노/마이크로 코일을 개발하고 이를 탄소-실리콘 복합체에 첨가하는 기술을 개발함. (대량합성 및 기하구조조절 기술 개발):
► 탄소나노/마이크로 코일 대량 합성 기술은 대량 합성 장치 설치 및 outlet 부분의 장치 개조와 적절한 실험방법 개발 및 실험조건 확립으로 목표치를 달성하였음.
► 일정한 직경의 기하구조를 갖는 탄소 코일의 대량합성이라는 과제목표에 도달하기 위하여 소형 화학기상증착 장치 조건에서도 탄소 성분의 원료기체인 아세틸렌을 대량으로 주입하는 실험조건의 대폭적인 변경(표 2-2-1, 표2-2-2 참조)으로 CMC와 CNC를 독점적으로 대량 합성 할 수 있었음.
► 싸이클릭 공정에서 1회 주입시간 및 주입 순서 변경에 따른 CMC 또는 CNC만의 독점적 합성 프로세스 달성 ☞ 국내 특허 출원 함. : 육불화황에 포함된 에칭기체인 불소의 경우는 결정성이 미약한 탄소 화합물들을 에칭시키는 역할을 수행할 수 있므로 이를 이용하여 에칭의 역할을 수행할 수 있는 육불화황과 탄소 코일 합성의 원료기체로 사용되는 아세틸렌 기체의 주입 시간 및 주입 간격 등을 싸이클릭으로 서로 다르게 설정하므로 본 연구에서 원하는 탄소코일의 형상과 기하구조, 직경의 변화등을 얻을 수 있었음.
► 한편, 탄소 코일 개발 연구 중 니켈 분말의 촉매없이 탄소 코일을 대량으로 생산할 수 있는 기술을 개발하였으며, 이를 바탕으로 특허 1건 출원하였음. (현재 공개 중, 2014년 9월 17일)
2) 탄소나노/마이크로 코일 개발 및 복합체 첨가 기술 개발: 탄소나노/마이크로 코일을 개발하고 이를 탄소-실리콘 복합체에 첨가하는 기술을 개발함. (대량합성 및 분산기술 개발)
► CNC와 CMC의 혼합으로 복합체의 분산도 향상시키는 기술 개발 : CNC와 CMC를 혼합 시키므로 고분자내에서 분산이 더욱 잘 이루어짐을 전기전도도 측정 방법으로 확인하였으며, 이 결과들을 고내열 엘리먼트 소재 개발에 적용함.
► 탄소나노/마이크로 코일과 이를 이용한 복합체의 개발은 주관기관에서 고분자(폴리에틸렌)상에 탄소 코일을 분산시키는 기술을 개발 하였고, 이 기술을 적용시켜 참여기관에서 탄소코일과 실리콘계 고무등과의 복합체 기술을 개발하여 시제품 제작 완료함.
3) 부직포에 복합체 함침 성형 기술을 이용한 고내열 플러깅 헤드엘리먼트 시제품 개발 및 공인시험용 시편 제작후 공인 시험 인증: 개발된 복합체를 바탕으로 플러깅 헤드에 고정하기 위한 부직포에 복합체를 함침하는 기술을 개발함.
국가공인 시험인증원 (한국신발피혁연구소)를 통한 개발품의 특성 평가 및 개발 제품의 작업공정 현장에 적용 테스트 준비
► 부직포에 복합체 함침 기술 및 이를 이용한 플러깅 헤드 엘리먼트 개발은 초기에는 기존의 참여 기관에서 행하던 방식으로 큰 어려움 없이 진행되었으나, 생산성 및 작업 효율성 향상을 위하여 작업조건의 미세 조정이 이루어 졌으며, 궁극적으로 이를 이용한 탄소-실리콘 및 기타 첨가제의 배합조건과 기술을 참여기관에서 확립하여 플러깅 헤드 엘리먼트 시제품을 개발하였다.
► 개발된 고내열 플러깅 헤드 엘리먼트의 특성은 원하는 고내열성을 충분히 확보한 것으로 평가 되었으며(한국신발 피혁연구소 발행 공인 시험인증서 참조, 본문 p.101-105, 112 참조), 현재 (주) 동화산업에서 고온 유체 배관공정시 본사의 제품을 사용하기로 하는 확답을 받았음. ((주)동화산업의 개발 제품 구매의향서 및 관련 메일 참조 본문 p. 114-115 참조)

목차 Contents

• 개발결과의견서 ... 1
• 최종보고 요약서 ... 2
• 목차 ... 4
• 제 1 장 서론 ... 5
• 제 1 절 개발기술의 개요 및 필요성 ... 5
• 제 2 절 관련기술 현황 ... 18
• 제 3 절 주관기관의 독창적인 기술 ... 24
• 제 2 장 과제개발 내용 및 방법 ... 28
• 제 1 절 탄소나노/마이크로 코일 개발 (대량합성 및 기하구조 제어기술 개발) ... 28
• 제 2 절 CMC/CNC 합성시의 기술 혁신 공정 ... 35
• 제 3 절 소형 화학기상증착 장치 시스템에서 촉매 없이 CMC/CNC를 합성시키는 기술 ... 78
• 제 4 절 CMC/CNC와 고분자(PolyUrethane)를 분산 시키는 기술 ... 93
• 제 5 절 탄소, 실리콘 복합체의 최적 배합비율 설정 및 부직포에 복합체 함침 후, 고내열성 테스트 시편 제작 및 시험 분석 ... 97
• 제 6 절 탄소코일-실리콘계 복합체 소재를 이용한 플러깅헤드 엘리먼트 성형품 제조 및 시험분석 ... 111
• 제 3 장 사업성과 ... 120
• 제 1 절 기술적 성과 ... 120
• 제 2 절 경제적 성과 ... 128
• 제 3 절 기타 성과 ... 129
• 제 4 절 향후 5년간 기술개발결과 활용계획 ... 134
• 제 4 장 결론 ... 136
• 끝페이지 ... 138