초록 ▼

1. 최종목표
플라스틱 표면에 적용 가능한 가요성 세라믹 코팅 기술 및 이를 이용한 나노세라믹 코팅 식품 저장용 플라스틱 용기 개발

2. 해당연도 개발내용 및 결과
· 1차년도 과제 기술개발의 목표는 플라스틱 표면에 코팅이 가능한 세라믹 코팅액을 제조하는 것이다. 일반으로 플라스틱 표면은 표면 에너지가 낮은 반면에 세라믹 코팅제는 높은 표면장력을 가지기 때문에 원활한 부착성을 얻을 수 없다
· 이를 해결하고자 아민기가 풍부한 실리카 코팅액을 개발하였다. 개발은 총 3단계로 나누어 이루어졌으며, 첫 번째는

1. 최종목표
플라스틱 표면에 적용 가능한 가요성 세라믹 코팅 기술 및 이를 이용한 나노세라믹 코팅 식품 저장용 플라스틱 용기 개발

2. 해당연도 개발내용 및 결과
· 1차년도 과제 기술개발의 목표는 플라스틱 표면에 코팅이 가능한 세라믹 코팅액을 제조하는 것이다. 일반으로 플라스틱 표면은 표면 에너지가 낮은 반면에 세라믹 코팅제는 높은 표면장력을 가지기 때문에 원활한 부착성을 얻을 수 없다
· 이를 해결하고자 아민기가 풍부한 실리카 코팅액을 개발하였다. 개발은 총 3단계로 나누어 이루어졌으며, 첫 번째는 비표면처리 부착기술 개발, 두 번째는 아민기를 가진 천연 고분자 나노 섬유 수분산 기술 개발 그리고 마지막 세 번째는 저온소성 시스템 구현이다
· 당해연도에는 첫 번째 단계에 중점을 맞추어 개발이 진행되었으며, 알콕시 실란을 이용한 아민 실리카 전구체와 콜로이드 실리카 졸을 이용한 아민 실리카 졸을 졸-겔법으로 제조하였다.
그리고 이를 복합화하여 최종적으로 아민-리치 나노세라믹 코팅액을 제조하였다. 한편 세라믹 용액은 코팅 시에 취성으로 인해 크랙이 발생하는데, 이를 해결하기 위하여 아민기를 포함하는 섬유상 천연 물질을 도입하고자 키토산 나노파이버 제조 기술을 개발하였다
· 일반적으로 세라믹 코팅액은 다량의 물을 포함하고 있어 100℃이상에서 소성을 해야하는데 플라스틱 소재는 해당 온도에서 변형이 일어나기 때문에 저온에서 소성을 해야 한다. 따라서 용액 속 물을 다른 용매로 치환하는 용매치환법을 개발하여 저온소성이 가능하게 하였다

3. 해당연도 사업실적 및 성과
· 비표면처리 부착기술 개발
- TEOS와 아민 실란을 이용하여 전구체 형성
- 콜로이달 실리카의 표면을 아민 실란을 이용하여 개질
- 아민 실리카 전구체와 아민 실리카 졸을 이용한 복합체 형성
· 아민기 천연 고분자 나노 섬유 수분산 기술 개발
- 아민기를 포함하는 천연 물질로부터 수분산 키토산 나노 섬유 제조
- 기계적 밀링 방법을 통해 수계 나노 섬유화 기술 개발
· 저온 소성 기술개발
- 아민-리치 나노세라믹 코팅용액 용매치환 적용 기술 개발
- 100℃ 이하 저온소성 시스템 개발

4. 기대효과(기술적 및 경제적 효과)
· 본 과제를 통해 개발된 아민-리치 나노 세라믹 코팅용액을 이용하면 비교적 간단한 표면처리 방법을 통해 표면에너지가 낮은 플라스틱 표면에 코팅이 가능하기 때문에 공정비용 절감효과와 제품의 품질 향상을 기대할 수 있다. 용매 치환 공정을 통한 저온 소성 기술의 개발로 설비 투자비용의 절감 및 공정 효율의 향상 또한 부가적인 기대효과로 나타날 수 있다
· 단단한 경질성 재료인 세라믹 코팅에 천연 물질인 키토산 나노 섬유 또는 아민기가 도입된 셀룰로오스 나노 섬유를 도입함으로써 유연성을 향상시켜 코팅의 균열 및 박리에 대한 저항성을 높일 수 있을 것으로 기대되며, 이를 통하여 식품 보관 용기 제품의 활용도 및 수명을 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다
· 연질의 플라스틱 표면을 보다 높은 경도의 세라믹 코팅을 적용함으로써 스크래치, 마모와 같은 외부의 물리적 충격에서 보호할 수 있으며, 표면의 미세 기공을 제어하고 소수성을 부여하여 음식물 보관 시 냄새와 색 배임 현상을 효과적으로 방지할 수 있다

(출처 : 요약서 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 국가융복합단지 연계 지역기업 상용화 R&D 연차보고서 ... 3
• 보고서 요약서 ... 4
• Ⅰ. 해당 연도 추진 현황 ... 6
• 1. 최종 목표 ... 6
• 2. 기술개발 추진 일정 ... 10
• 3. 해당 연도 추진 실적 ... 11
• Ⅱ. 사업실적 및 성과 ... 48
• 1. 기술개발결과물 ... 48
• Ⅲ. 결론 및 기대효과 ... 49
• 1. 기술개발 수행에 대한 결론 ... 49
• 2. 차년도 계획 ... 50
• 3. 차년도 연계 기대효과 ... 51
• 4. 기대효과 ... 52
• Ⅳ. 사업비 사용현황 ... 54
• 1. 주관기관 (네오플램) ... 54
• 2. 참여기관 (한국생산기술연구원) ... 55
• 부록 : 평가항목별 시험성적서 / 외부기관분석결과 / 자체결과 평가항목 1 (표면경도) ... 56
• 끝페이지 ... 68