초록 ▼

1. 개발목표
- 고흡수율의 저온경화형 액상형 고흡수성 수지의 개발
개발 대상 기술제품은 전선용 부풀음 섬유 및 얀(yarn)을 위한 필수소재로서 기존의 개발된 경쟁제품에 제품에 비해
1) 높은 흡수율,
2) 저온경화,
3) 유연성 개선
된 액상형 고흡수성 수지를 연구·개발 및 대량 생산할 수 있는 공정을 개발하는 것을 최종목표로 함.
- 개발 목표
1) 흡수속도 및 흡수율이 개선된 액상형 고흡수성 조성개발
1차년도 : 흡수속도 70 g/min 이상, 흡수율 : 200 g/g 이상

1. 개발목표
- 고흡수율의 저온경화형 액상형 고흡수성 수지의 개발
개발 대상 기술제품은 전선용 부풀음 섬유 및 얀(yarn)을 위한 필수소재로서 기존의 개발된 경쟁제품에 제품에 비해
1) 높은 흡수율,
2) 저온경화,
3) 유연성 개선
된 액상형 고흡수성 수지를 연구·개발 및 대량 생산할 수 있는 공정을 개발하는 것을 최종목표로 함.
- 개발 목표
1) 흡수속도 및 흡수율이 개선된 액상형 고흡수성 조성개발
1차년도 : 흡수속도 70 g/min 이상, 흡수율 : 200 g/g 이상
2차년도 : 흡수속도 90 g/min 이상, 흡수율 : 210 g/g 이상
2) 저온 및 속경화성 수지 개발 (목표경화온도 범위 : 80~200 ℃)
3)유연성이 개선된 흡수성 수지개발 (목표 유리전이온도 : 20~50 ℃)
4) Pilot설비
1차년도 : 설비 검토 및 사전 조사
2차년도 : Pilot 설치 및 시 생산
5) 저장 안정성
90일 이상 Gel 이나 층분리 미 발생.

2. 개발내용 및 결과
- 기술 개발 내용
1차년도 : 총 3 Step을 통한 단계적 제품의 개발
Step 1 : 흡수율 조절.
기본 배합 도출 및 합성 실험 , 모노머 조성 및 가교제 조절을 통한 기초 작업. 합성의 기본 방향 설정 및 기본 물성 spec 작업
Step 2 : 점도 및 물성 조절.
Step 1을 기본으로 개시제 및 분자량 조절제의 함량을 조절하여 기본 물성 안정화 실험 및 흡수율, 흡수 속도 개선 실험.
Step 3 : 반응 공정의 안정화.
Step 2를 기본으로 하여 고형분 함량 및 반응 온도 조절을 통하여 반응 공정을 안정화 시킴.
2차 년도 : 총 2 Step을 통한 시제품 생산 및 판매.
Step 1 : 물성 보완 및 업체 Test
1차년도 개발 제품의 공정 개선을 통한 물성 보완 및 업체 Line test(Textile용)를 실시하여 세부 물성 보완. (유연성이 크게 요구 되지 않는 섬유용에 적용)
Scale up을 통한 재현성 test 및 제품 안정화.
Pilot 생산 및 시 생산 실시, 제품 판매.
Step 2 : 유연성 개선 및 물성 보완을 통한 제품 개발 완료.
유연성이 우수한 수용성 수지 개발 및 적용 실험
혼용 실험을 통한 유연성 및 안정성 개선 연구.
수요기업 Line test를 통한 물성 개선 실험 진행.
Pilot 생산 및 시 생산 실시.
제품 판매.
- 기술개발결과
1) 1차 년도에서는 Step 1,2,3로 단계별 개발 방향을 설정하여 진행함.
Step 1에서 AAc와 AAm의 최적 조성비를 찿아, 기본 back bone으로 설정함.
Step 2에서 개시제 적용 시험을 진행하여 H2O2를 개시제로 설정함.
Step 3에서 반응 공정 개선을 통하여 최적의 반응 조건을 설정함.
2) 2차년도에서는 크게 두 step으로 나누어 1차년도 개발 결과를 바탕으로 물성보완을 통한 판매와, 유연성 개선을 위하여 수성수지 개발 및 혼합 실험을 진행하여 최종 제품을 개발, 판매하는 방식으로 진행함.
Step 1에서 개발된 제품의 물성(특히 흡수율 및 흡수 속도)을 보완하여, Test 업체를 선정, Lab scale의 제품 test를 진행함.
유연성이 크게 요구되지 않는 섬유(Textile, 부직포) 쪽에 제품 적용을 실시 Pilot 생산 및 시 생산을 통한 제품 판매를 시작함.
Step 2에서 전선용 얀(yarn)에 직접 적용하기 위하여, 유연성 보완을 중점적으로 실시, 유연성이 우수한 수용성 수지의 합성 및 기존 수지와의 혼합 적성을 실험하고, 최종 제품화를 진행함.
업체의 Line test를 통하여 제품의 세부적인 물성을 보완하고, Pilot scale의 생산 및 현장 생산에 적합한 공정 개선을 통하여 제품 생산 및 판매 실시.
- 결론 및 차년도 계획
1차년도 개발을 통하여 고흡수성 수지의 원료와 배합 비율 및 합성 방법에 대한 결과를 도출 함.
이를 바탕으로 2차년도에 물성 보완 및 거래처 선정, 수요기업 Line test를 통한 제품의 물성 보완을 실시, 최종 목표인 개발품의 제품화 및 판매를 실시하여 본 과제의 목표를 달성함.
이후, 수요기업과의 협의를 통하여, 고객사의 needs를 파악, 제품의 개선 및 판매량 확대, 신제품 개발을 진행하고, 시장 조사 및 거래선 개척을 통하여 신규 판매처를 발굴하여 매출 증진을 이룩할 계획임.
또한, 본 기술 개발에 적용된 기술을 기본으로 하여 다양한 분야에 적용하는 실험을 진행, 수요기업 확대를 추진할 계획임.

3. 기대효과(기술적 및 경제적 효과)
1) 저탄소 녹색성장에 부합되는 기술.
- 개발 대상 기술제품은 친환경 수용성 수지이며, 중합 반응 시 상온에서 자연 발열에 의한 승온 중합공정이 이루어져, 에너지 소모를 최소화시킴으로서 정부의 저탄소 녹색성장에 부합되는 기술 제품임.
2) 고흡수성 적용 제품 수요의 증대에 따른 관련 산업 파급효과 우수.
- 최근 각종 전선 제품들의 소형화 및 다기능화에 따라, 기존에 전선내피에 사용하고 있는 섬유 및 얀(yarn) 소재에 흡수성을 갖게 한 제품이 소개되고 있으며, 이들에 대한 수요가 매년 20-30%씩 증가하고 있는 추세임.
- 그러나, 기존의 고흡수성 소재는 이러한 전선의 needs를 충족시키지 못하고 있음.
본 개발품은 액상수지를 섬유나 얀 소재 위에 입힌 후 건조 공정 중 열 경화 반응을 통해서 기존의 섬유나 얀이 갖고 있는 장점(예를 들어 유연성, 직조작업의 편리함)을 유지하면서, 수분 침투 시 흡수 기능을 통하여 전선의 손실을 최소화, 또는 방지해 줄 수 있는 기능을 부여함으로서 전선 및 관련 산업에 대한 파급효과가 커질 것으로 예상됨.
3) 고흡수성 수지의 수입대체 효과 및 고용효과
- 고흡수성 수지의 니즈(needs)가 증가하면서 부풀음 테이프 제조업체인 득영, 서일 및 진양 등에서 미래제품으로서 가장 관심을 갖고, 본 제품을 개발하기위해 시설투자 중이며 또한, (주)코오롱에서도 자체개발한 아라미드 섬유의 기능성을 위해 본 기술에 적극적으로 참여하여 공동개발을 수행 중에 있어 동 개발 제품은 전선용 부풀음 섬유나 얀 제품의 국산화에 기여할 것임.
- 본 제품의 기술개발에 따라 관련된 국내업체들의 새로운 시설투자 및 고용효과, 그리고 수입제품에 대한 대체 효과 뿐만 아니라 향후 국내 전선업체들의 해외시장 개척을 위한 제품의 차별화 및 국제경쟁력을 제고할 수 있을 것으로 판단 됨.
- 신흥 기술국인 중국 및 인도 등의 업체와 기술적 우위를 점할 수 있으며, 동 기술을 적용 함으로서 연구, 생산 및 판매 그리고 관련된 업체들과 함께 30여명 이상의 고용 창출이 예상되며, 수출 및 파생 되는 기술까지 포함하여 향후, 매년 150~300억 이상의 경제효과를 가져올 수 있을 것으로 예상됨.

4. 적용분야
- 친환경 원천기술 확보
본 제품은 친환경 type으로 수용성 친수성을 갖고 있는 액상 수지로, 다양한 제품군에 적용할 수 있는 Base 수지로 사용할 수 있음.
- 타 분야에 대한 파급 효과
친환경 수성 잉크, 코팅 및 페인트 분야의 Binder로 적용이 가능하고, 인쇄용지 및 필름용 코팅제, 음식물 또는 오물의 용액 흡수용 냅킨(부직포) 등 실생활용품에 적용이 가능함.
또한, 건설 토목용 감수제, 공조용 필터 등 산업용에 적용 할 수 있으며, 다른 종류의 친수성 단분자들과 공중합체를 통하여 다양한 수용성 수지들에 적용할 수 있는 특징을 갖고 있음.
이는 액상 type의 제품이기에 가능한 것으로, 기존의 Powder type의 수지로는 적용이 불가능한 다양한 제품군에 적용이 가능함.

(출처 : 부품소재기술개발사업 최종보고서 초록)