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핵심기술
염화지방산의 기상 그라프트 처리 시 미반응 잔존 염화지방산과부반응 산물인 지방산의 생성을 최소화하여 염화지방산과 수산기의 에스테르 결합을 극대화하는 셀룰로오스 표면 처리 기술

최종목표
• 표면에너지 27 mJ/㎡, Flake 함량 3%, 투습도(WTR) 45 g/(d·㎡)의 친환경 기능성 이형지, 방수·방습 포장소재 제조 기술 개발
• 비중 0.88 이하, 인장강도 27 Mpa, 굴곡강도 46 Mpa, IZOD 강도 150 J/m 이상의 소수성 셀룰로오스 섬유 기반 자동차 arm rest용 복합

핵심기술
염화지방산의 기상 그라프트 처리 시 미반응 잔존 염화지방산과부반응 산물인 지방산의 생성을 최소화하여 염화지방산과 수산기의 에스테르 결합을 극대화하는 셀룰로오스 표면 처리 기술

최종목표
• 표면에너지 27 mJ/㎡, Flake 함량 3%, 투습도(WTR) 45 g/(d·㎡)의 친환경 기능성 이형지, 방수·방습 포장소재 제조 기술 개발
• 비중 0.88 이하, 인장강도 27 Mpa, 굴곡강도 46 Mpa, IZOD 강도 150 J/m 이상의 소수성 셀룰로오스 섬유 기반 자동차 arm rest용 복합재 제조기술 개발

개발내용 및 결과
• Chromatogenic chemistry를 활용한 기상 그라프트 처리를 위해 세계 최초로 고속(50 m/min)의 R2R(roll to roll) 소수화 설비를 개발하고 재활용이 가능한 친환경 기능성 이형지 및 방수·방습 포장지 제조 기술의 최적화를 도모함

• R2R 설비를 활용한 셀룰로오스 섬유의 소수화, 대량 fluff 화 공정확립 및 셀룰로오스-플라스틱 복합재 제조 기술 개발

기술개발 배경
• 종이에 강한 내수성을 부여하기 위해서 일반적으로 폴리에틸렌(PE) 라미네이팅 처리를 실시하는데 이러한 합성고분자는 물에 풀리지 않아 재활용이 어렵고 생분해가 되지 않으므로, 소각 혹은 매립 처리되어 자원 낭비 및 2차 환경오염을 유발함

• 이형성 및 방수·방습 포장지에 강한 내수성을 부여해주는 유기 합성 고분자 및 실리콘을 대체하면서 재활용이 가능하여 환경오염을 저감시킬 수 있는 셀룰로오스 기반의 친환경 소재 제조 기술이 요구됨

• 셀룰로오스를 활용한 세계 최대 화학 산업은 제지산업이었으나, 오늘날 정보통신 기술의 발달과 인류의 생활양식 변화에 따라, 종이의 용도가 다양화되면서 산업의 패러다임도 변화하고 있음. 이에 타 산업과의 융합 및 신소재 개발을 위한 연구의 필요성이 부각되고 있음

• 또한 천연 셀룰로오스 섬유를 활용한 친환경·경량화 바이오 복합 소재 제조 기술 개발에 대한 필요성이 대두되고 있지만 셀룰로오스 섬유 고유의 친수성으로 인해 플라스틱 고분자와의 상용성이 낮아 셀룰로오스를 활용한 친환경·경량화 복합 소재 개발에 어려움이 있음

• 따라서 셀룰로오스 섬유를 활용한 친환경·경량화 플라스틱 복합재를 개발하기 위해서는 셀룰로오스 섬유의 전처리를 통해 소수성을 부여하여 플라스틱 매트릭스와의 상용성을 개선해야 함

• 이에 본 사업에서는 염화지방산의 기상 그라프트 처리를 활용한 셀룰로오스 소수화 기술을 개발하고 최적화함으로써 기능성 셀룰로오스 시트 및 친환경 경량 플라스틱 복합소재를 개발하고자 함

핵심개발 기술의 의의
• 상업적 생산이 가능한 고속(50 m/min)의 R2R 방식 기상 그라프트 처리 설비를 개발하고 셀룰로오스 시트의 소수화 기술을 확립함에 따라 기존 폴리에틸렌 및 실리콘 코팅 이형지를 대체하고 재활용이 가능한 친환경 기능성 방수·방습 포장지 제조 상용화 기술을 국산화 하였음

• 고속의 R2R 방식으로 셀룰로오스 fluff 섬유를 대량으로 소수화할 수 있는 기술을 개발하고, 셀룰로오스 기반의 친환경·경량화 플라스틱 복합소재 제조 및 상용화 기반 구축

적용 분야
• 산업용 이형지 및 의류용 라벨지
• 종이컵, 햄버거 포장지 등 1회용 식품 포장지
• 반영구적 내수성이 요구되는 종이(과실봉지, 농산물 포장재 등)
• 셀룰로오스 섬유 기반 플라스틱 복합재 활용 분야(자동차 내장재 등)
• 소수성 물질 제거를 위한 흡착 소재(유류 흡착포 등)

(출처 : 최종보고서 초록 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 기술개발사업 최종보고서 초록 ... 3
• 기술개발사업 주요 연구성과 ... 9
• 제 1 장 서론 ... 17
• 제 1 절 과제의 개요 ... 17
• 제 2 장 과제 수행의 내용 및 결과(기술개발 내용 및 방법) ... 20
• 제 1 절 최종 목표 및 평가방법 ... 20
• 제 2 절 단계목표 및 평가방법 ... 23
• 제 3 절 연차별 개발내용 및 개발범위 ... 27
• 제 4 절 수행결과의 보안등급 ... 35
• 제 5 절 유형적 발생품(연구시설, 연구장비 등) 구입 및 관리현황 ... 36
• 제 3 장 결과 ... 38
• 제 1 절 연구개발 최종결과 ... 38
• 제 2 절 연구개발 추진체계 ... 188
• 제 3 절 고용 창출 효과 ... 189
• 제 4 절 자체보안관리진단표 ... 190
• 제 4 장 사업화 계획 ... 191
• 제 1 절 시장현황 및 전망 ... 191
• 제 2 절 사업회 계획 ... 194
• 제 3 절 향후 추가 기술 개발 계획(개발기술 응용) ... 196
• 끝페이지 ... 197