최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
다음과 같은 기능을 한번의 로그인으로 사용 할 수 있습니다.
NTIS 바로가기다음과 같은 기능을 한번의 로그인으로 사용 할 수 있습니다.
DataON 바로가기다음과 같은 기능을 한번의 로그인으로 사용 할 수 있습니다.
Edison 바로가기다음과 같은 기능을 한번의 로그인으로 사용 할 수 있습니다.
Kafe 바로가기주관연구기관 | (주)나노톡스텍 |
---|---|
연구책임자 | 박병수 |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 | 한국어 |
발행년월 | 2014-05 |
과제시작연도 | 2012 |
주관부처 | 지식경제부 Ministry of Knowledge Economy |
등록번호 | TRKO201600017250 |
과제고유번호 | 1415122205 |
사업명 | 부품소재산업경쟁력향상(소재부품기술개발) |
DB 구축일자 | 2017-09-20 |
키워드 | 친환경 소재.천연섬유.복합재료.바이오복합재료.천연섬유강화보드. |
1. 개발목표
○ 본 사업의 목표는 부들을 포함하는 비목재 천연섬유를 활용하여 환경친화형 자동차 복합재료용 보드 생산기술을 개발하는 데 있음.
○ 더욱 구체적으로 주관기관인 (주)나노톡스텍은 기 확보된 공정을 활용하여 부들 천연섬유의 대량생산, 품질 평가기준 마련, Bench scale 섬유 생산설비 구축 및 국내 생산의 경제성을 평가하고자 하며,
○ 참여기관인 금하공업(주)에서는 비목재 천연섬유 강화 보드를 생산함에 있어 보드용 펠트 생산의 최적 섬유 첨가비율 선택 및 펠트 시생산, 보드 시제품 제작, 품질 검증
1. 개발목표
○ 본 사업의 목표는 부들을 포함하는 비목재 천연섬유를 활용하여 환경친화형 자동차 복합재료용 보드 생산기술을 개발하는 데 있음.
○ 더욱 구체적으로 주관기관인 (주)나노톡스텍은 기 확보된 공정을 활용하여 부들 천연섬유의 대량생산, 품질 평가기준 마련, Bench scale 섬유 생산설비 구축 및 국내 생산의 경제성을 평가하고자 하며,
○ 참여기관인 금하공업(주)에서는 비목재 천연섬유 강화 보드를 생산함에 있어 보드용 펠트 생산의 최적 섬유 첨가비율 선택 및 펠트 시생산, 보드 시제품 제작, 품질 검증 및 신뢰성 평가를 실시함으로써
○ 최종적으로 자동차 복합재료용 보드의 국내 생산에 관한 독점적인 기술을 보유할 뿐만 아니라 비목재 천연섬유 및 친환경 자동차 내장재용 제품의 사업화를 이룩하고자 함.
2. 개발내용 및 결과
○ 부들 천연 섬유 생산 공정 기술 개발
∘ 부들 천연섬유 생산 Pilot 공정 기술개발을 위한 기계적 처리와 화학적 처리 공정을 최적화하였음.
∘ 부들 섬유의 기계적 처리를 통하여 화학 약품 사용량 감소, 섬유 생산성 향상, 수율 증대 및 폐액량 감소 등의 저비용, 고수율 친환경 공정에 접근하였으며, 섬유의 물성 유지 방법을 확보하였음.
∘ 부들 천연섬유의 대량 생산을 위한 공정 설계와 에너지 절감을 위한 설비의 구축 계획을 확립하였음.
∘ 연속식 증해기 설치 및 운전을 통하여 생산성을 약 4배 향상시켰으며, 케나프 섬유와 생산가격 측면에서 거의 유사한 수준을 확보하였음.
○ 개발된 부들 천연섬유의 특성 평가
∘ 부들 개별 단섬유의 열팽창특성 분석, 단섬유 인장 특성 측정 방법을 적용하여 화학처리 부들섬유가 가장 높은 인장탄성률과 인장강도를 나타내며(6,000 MPa, 140 MPa) 기계적 처리 부들섬유가 낮은 값(4000 MPa, 40 MPa)을 가지며, 기계적 처리와 화학적 처리를 모두 수행한 부들섬유는 화학적 처리 부들섬유 보다는 다소 낮은 값을 나타냄을 알 수 있었음.
∘ 각 섬유의 SEM 분석과 화학구조의 변화 분석을 통해 기계적 처리와 화학적 처리에 의해 부들의 구조적 변화가 발생함을 알 수 있었으며, single fiber microbonding 특성을 조사하여 기계적 처리부들 섬유보다는 화학적 처리 섬유가 PP섬유와 더 높은 결합력을 보였으며, 기계적+화학적 처리 부들섬유도 높은 반응성이 있음을 알 수 있었음.
○ 천연섬유 대량생산을 위한 공정설비 개발
∘ 천연 부들섬유의 기계적 처리를 위해 칼비터를 설계, 제작하였으며, 1차년도에 제작된 추출기와 세척기를 조합하여 부들섬유 생산공정을 최적화하였음.
∘ 부들 섬유 폐액의 절감과 에너지 절약형 생산설비를 설계하였으며, 효율적이고 우수한 품질의 섬유생산을 위한 공정개선 계획을 수립하였음.
∘ 칼비터, 연속식 증해기, 세척기 등 부들 천연섬유 대량생산을 위한 Pilot 설비 제작 및 가동실험을 완료하였음.
○ 부들 및 케나프 천연섬유를 활용한 시제품(보드) 제작
∘ 부들, 케나프 및 폴리프로필렌 섬유를 혼합한 펠트 제작조건 최적화를 위해 에어레이 방식의 펠트 생산 라인을 활용하여 대량으로 펠트를 제작했으며, 폴리프로필렌 : 케나프 : 부들 섬유 비율이 각각 50:30:20인 케나프 섬유 40% 대체 펠트와 폴리프로필렌 : 부들섬유 비율이 50:50인 펠트도 제작하였음.
∘ 1차년도에서는 니들펀치 방식, 2차년도에서는 에어레이 방식에 의하여 Type A (Door trim용) 및 Type B (RR shelf & RR PKG tray용) 펠트를 제작하였음.
∘ 3차년도는 계량호퍼를 활용한 에어레이 방식의 설비 제작 및 운전 최적화를 통하여 목표로 한 품질을 달성하였음.
∘ 제조된 펠트를 고온 프레스로 접합하여 자동차 복합재료용 천연섬유강화 보드를 제조하였음.
○ 천연섬유강화 보드 제품의 품질 평가
∘ 제조된 천연섬유강화 보드의 품질을 수요자의 기준에 맞추어 평가하였으며, 2차년도 정량적 목표로 설정하였던 최종 품질 기준의 70% 수준을 충분히 달성하였으며, 3차년도에는 상업용 제품 품질 기준을 100% 충족시킬 수 있는 시제품을 완성하였음.
∘ 부들 천연섬유 생산을 위한 화학적 bench-scale 공정을 최적화하기 위해 증해, 표백, 세척 및 건조 공정을 개발하였음.
∘ 약품 사용량 감소, 수율 증대 및 폐액량 감소 등 저비용, 고수율 친환경 공정을 개발하기 위해 증해 및 표백 공정의 약품을 선별하여 단일공정으로 통합한 신규 천연섬유 생산공정을 확립하였음.
∘ 뿐만 아니라 폐액 및 폐부산물의 에너지화 타당성 검토를 수행하였으며, 전 공정의 친환경적 운영 방안을 모색하고 있음.
3. 기대효과(기술적 및 경제적 효과)
○ 친환경 및 에너지 절약형 재료를 개발하여 자동차 산업 뿐만 아니라 건설, 농자재 등으로 적용 가능함.
○ 천연섬유 생산 신공정을 개발할 뿐만 아니라 국내외 자체기술로 생산가능한 생산기지 구축하여 천연섬유 분야의 기술력 확보
○ 자동차 부품의 일부를 수입대체, 또는 수출 증대와 접목시킬 수 있음.
○ 확보된 기술로써 부들뿐만 아니라 다른 종류의 비목재 천연 섬유를 탐색 및 선점하여 또 다른 천연섬유 복합재료를 개발에 적용할 수 있음.
4. 적용분야
○ 자동차 부품 소재 및 건설, 환경, 농업용 소재
(출처 : 부품소재기술개발사업 최종보고서 초록)
과제명(ProjectTitle) : | - |
---|---|
연구책임자(Manager) : | - |
과제기간(DetailSeriesProject) : | - |
총연구비 (DetailSeriesProject) : | - |
키워드(keyword) : | - |
과제수행기간(LeadAgency) : | - |
연구목표(Goal) : | - |
연구내용(Abstract) : | - |
기대효과(Effect) : | - |
Copyright KISTI. All Rights Reserved.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.