초록 ▼

최종목표
○ 재생섬유용 면린터 펄프 제조방법 및 제조공정 개발
○ 재생섬유용 면 린터 펄프 양산을 위한 공정개발 및 시스템 구축

개발내용 및 결과
○ 면린터 펄프 분석방법 체계화
면린터 펄프의 분자량을 기기분석(GPC)에 의하여 분석할 수 있는 방법을 구축하여 재생섬유 방사특성과 연관되는 분자량 및 그 분포를 분석할 수 있게 되었음. 또한, 결정화도 분석을 위한 다양한 기기분석 중 분말상 XRD기법으로 면린터 섬유, 펄프(sheet) 및 분쇄물의 서로 다른 형태를 가지는 면의 결정화도를 유의미하게

최종목표
○ 재생섬유용 면린터 펄프 제조방법 및 제조공정 개발
○ 재생섬유용 면 린터 펄프 양산을 위한 공정개발 및 시스템 구축

개발내용 및 결과
○ 면린터 펄프 분석방법 체계화
면린터 펄프의 분자량을 기기분석(GPC)에 의하여 분석할 수 있는 방법을 구축하여 재생섬유 방사특성과 연관되는 분자량 및 그 분포를 분석할 수 있게 되었음. 또한, 결정화도 분석을 위한 다양한 기기분석 중 분말상 XRD기법으로 면린터 섬유, 펄프(sheet) 및 분쇄물의 서로 다른 형태를 가지는 면의 결정화도를 유의미하게 분석할 수 있는 방법을 구축하였음
○ 재생섬유용 면린터 펄프 제조공정 구축 및 안정화
우즈베키스탄 면린터 펄프 공장 인수후 미국과 중국 등의 면린터 펄프관련 자료조사를 진행하여 고순도 면린터 펄프 제조를 위한 시설을 도입. 또한, 면린터 펄프 제조 공정실험 및 전문가 진단을 토대로 추가적인 품질향상을 위한 필요설비를 확인하였고 제조 프로세스를 매뉴얼화 하였음
○ 재생섬유용 면린터 펄프 제조방법 개발
면린터 섬유를 원료로 다양한 중합도를 가지는 면린터 펄프를 제조할 수 있는 연구를 수행하였고, 가성소다 및 과산화수소를 기반으로 재생섬유용 저점도 친환경 면린터 펄프를 제조할 수 있는 방법을 개발하였음.
○ 재생섬유용 면린터 펄프 품질향상 및 품질균일화
높은 순도를 요구하는 재생섬유용 면린터 펄프의 품질수준을 충족시키기 위하여 세척공정을 연구한 결과 Fe함량 6.5ppm 미만을 달성하였음. 면린터 펄프 특성을 달리할 수 있는 연구를 통하여 재생섬유 방사공정의 분쇄공정에 적당한 면린터 펄프 특성 및 분쇄공정 조건을 도출하였음.
면린터 펄프 품질균일성에 있어 원료인 면린터 섬유의 균일화가 매우 중요함을 다양한 실험을 통하여 증명하고, 면린터 펄프 공정 초기에 정선 및 혼합시설을 추가하여 품질균일성을 향상시켰음
○ 면린터 펄프 제조 원가경쟁력 확보
가성소다와 과산화수소로 이루어진 면린터 펄프 제조공정이 가격경쟁력을 가질 수 있도록 전자빔 및 산 등 다양한 전처리 방법을 연구하여 약품사용량을 저감시킬 수 있었음. 또한, 제조공정의 약품 재활용을 통하여 신규 약품 사용량을 줄일 수 있었음
○ 면린터 펄프 실험품 제조 및 재생섬유 제조에 활용
연차별 2회 정도의 면린터 펄프 실험품을 제조하여 2세부과제에 제공하여 재생섬유 방사적성 분석에 활용하였고, 회당 10톤 규모로는 방사적성 및 정량적 목표를 달성할 수 있었음

기술개발 배경
○ 친환경 재생섬유의 수요급증
2,000년대 들어 천연물을 원료로한 재생섬유의 수요가 급증하였고 새로운 용제인 NMMO에 대한 연구가 활발히 진행되면서 리오셀에 대한 관심이 많아졌음
○ 목재펄프 대체제 필요
레이온 및 리오셀의 원료로 목재펄프가 널리 사용되고 있는데, 조림을 한다고는 하지만 펄프를 얻기 까지 목재프의 생육기간이 길고 필연적으로 환경을 파괴시키는 문제점이 있음. 면은 1년생 식물로 단기적 지속가능 컨셉에 부합하는 천연자원임
○ 고순도 펄프 필요
재생섬유의 품질 및 제조과정을 고려하면 펄프의 순도(알파 셀룰로스 함량)가 매우 중요한데 정선면은 셀룰로스 함량이 90%를 상회함. 따라서, 본 세부과제에서는 지속가능한 천연자원인 면을 원료로 친환경 리오셀 섬유 제조의 원료로 활용할 수 있는 제조방법 및 대량생산체제를 구축하는 연구를 수행하였음

핵심개발 기술의 의의
○ 국내자본에 의한 면린터 펄프 자원 확보
특수지, 재생섬유 및 다양한 셀룰로스 유도체용 원료로 사용되는 면린터 펄프는 전량 해외에서 수입하고 있어 이의 국산화가 필요한 상황에 국내자본에 의한 면린터 펄프 공장이 확보되어 국내산업에 이바지할 수 있게 되었음
○ 재생섬유용 고순도, 저점도 면린터 펄프 제조기술 개발
5년간의 연구개발을 통하여 재생섬유 제조에 적합한 면린터 펄프의 요구특성 및 제조방법이 확보되어 코오롱의 생산설비 구축시 안정적으로 원료를 공급할 수 있을 것으로 기대됨
○ 개발성과의 국내 관련제품으로의 확산
본 과제에서 연구된 결과는 재생섬유용 면린터 펄프는 물론 특수지 및 다양한 셀룰로스 유도체용 면린터 펄프 제조에 활용되어 다수의 수요처에서 요구하는 수준을 충족시키고 있음. 은행권 용지를 생산하는 한국조폐공사용 면린터 펄프의 100%를 공급하고 있으며 셀룰로스 유도체를 생산하는 국내 A사의 경우 20톤 규모의 현장테스트를 합격하여 대량 계약 및 공급예정임
○ 면린터 펄프의 해외수출
은행권용지를 생산하는 유럽 및 동남아 제조업체는 물론 셀룰로스 유도체를 생산하는 유럽 및 러시아 업체에도 면린터 펄프를 수출하고 있음

적용 분야
재생섬유, 특수지 및 셀룰로스 유도체 분야에 적용될 수 있음

(출처 : 기술개발사업 최종보고서 초록)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 기술개발사업 최종보고서 초록 ... 3
• 기술개발사업 주요 연구성과 ... 8
• 목차 ... 13
• 제 1 장 서 론 ... 16
• 제 1 절 과제의 개요 ... 16
• 1. 기술개발의 중요성 및 필요성 ... 16
• 2. 국내외 관련 기술의 현황 ... 18
• 3. 기술개발시 예상되는 기술적, 경제적 파급효과 ... 20
• 제 2 장 과제 수행의 내용 및 결과 ... 22
• 제 1 절 최종 목표 및 평가 방법 ... 22
• 1. 최종목표 ... 22
• 2. 정량적 목표 ... 22
• 3. 핵심 키워드 (5개 이상) ... 23
• 4. 정량적 목표항목의 평가방법 및 평가환경 ... 23
• 제 2 절 연차별 목표 ... 25
• 1. 1차년도 목표 ... 25
• 2. 2차년도 목표 ... 25
• 3. 3차년도 목표 ... 25
• 4. 4차년도 목표 ... 26
• 5. 5차년도 목표 ... 26
• 제 3 절 연차별 개발 내용 및 개발 범위 ... 27
• 1. 1차년도 개발 내용 및 범위 ... 27
• 2. 2차년도 개발 내용 및 범위 ... 28
• 3. 3차년도 개발 내용 및 범위 ... 29
• 4. 4차년도 개발 내용 및 범위 ... 30
• 5. 5차년도 개발 내용 및 범위 ... 31
• 제 4 절 수행 결과의 보안등급 ... 32
• 제 5 절 유형적 발생품(연구시설, 연구장비 등) 구입 및 관리 현황 ... 32
• 제 3 장 결과 및 사업화 계획 ... 33
• 제 1 절 연구개발 최종 결과 ... 33
• 1. 연구개발 추진 일정 ... 33
• 2. 연구개발 추진 실적 ... 34
• 제 2 절 연구개발 추진 체계 ... 132
• 1. 참여기관의 역할 및 추진 내역 ... 133
• 제 3 절 시장 현황 및 사업화 전망 ... 137
• 1. 시장 현황 ... 137
• 2. 사업화 전망 ... 138
• 제 4 절 고용 창출 효과 ... 139
• 제 5 절 자체보안관리진단표 ... 139
• 부 록 1 : 시험성적서_무기원소 함량 (4차년도 2차 실험품) ... 140
• 부 록 2 : 시험성적서_무기원소 함량(5차년도 3차 실험품 등) ... 146
• 부 록 3 : 시험성적서_백색도_겉보기 밀도(5차년도 3차 실험품) ... 149
• 부 록 4 : 위탁용역보고서_면셀룰로스의 결정화도 분석방법 최적화 ... 151
• 부 록 5 : 기기분석에 의한 셀룰로스 분자량 분석결과 보고서 ... 205
• 부 록 6: GKD사 면린터 펄프 공정 진단 보고서 ... 222
• 부 록 7 : 면린터 펄프 제조 주요 프로세스 및 작업매뉴얼 ... 251
• 끝페이지 ... 271