초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
○ 최종 목표
본 연구의 최종목표는 재활용율이 저조한 생활계 복합 폐합성수지를 대량 재활용하기 위하여 하이브리드 고압력 압사출 물질 재활용 제조 시스템 개발을 통해 고내구성(MTTF 6년 이상)을 지닌 고부가가치 제품(목재 대용 지주대 및 건설산업용 거푸집)을 개발하고자 함.

○ 전체 내용
(1) 1차 연도
① 개발 목표
- 생활계 복합 폐합성수지 하이브리드 고압력 압사출 성형 기술 개발
② 개발내용 및 범위
- 하이브리드 압사출 성형 시스템 개발
-

□ 연구개발 목표 및 내용
○ 최종 목표
본 연구의 최종목표는 재활용율이 저조한 생활계 복합 폐합성수지를 대량 재활용하기 위하여 하이브리드 고압력 압사출 물질 재활용 제조 시스템 개발을 통해 고내구성(MTTF 6년 이상)을 지닌 고부가가치 제품(목재 대용 지주대 및 건설산업용 거푸집)을 개발하고자 함.

○ 전체 내용
(1) 1차 연도
① 개발 목표
- 생활계 복합 폐합성수지 하이브리드 고압력 압사출 성형 기술 개발
② 개발내용 및 범위
- 하이브리드 압사출 성형 시스템 개발
- 생활계 복합 폐합성수지 기반 성형 제품의 성형 공정 파라미터 제어 기술 개발
- 재활용 소재 고함량화 및 후변형 제어 기술 개발
- 표면 형상 개선 및 보강재 삽입 최적화를 위한 복합성형 제어 기술 개발
- 생활계 복합 폐합성수지 원료화 공정 최적화 기술 개발 : 복합 원료의 최적 포뮬레이션화

(2) 2차 연도
① 개발 목표
- 생활계 복합 폐합성수지 기반 목재대용 장수명 목재 대체품 제품 제조 기술 개발
② 개발내용 및 범위
- 생활계 복합 폐합성수지 기반 성형 제품의 성형 시스템 개발
- 생활계 복합 폐합성수지 기반 성형 제품의 기능성 향상을 위한 공정 최적화
- MTTF 6년 이상을 만족시킬 수 있는 내구 신뢰성 확보 기술 개발

(3) 3차 연도
① 개발 목표
- 조합과 협업을 통한 수요자 기반 상용화 중심 비즈니스 모델 구축
② 개발내용 및 범위
- 생활계 복합 폐합성수지 기반 성형 제품의 내구성능 확보를 위한 성형 공정 변수 최적화
- 열화인자에 기반한 가속테스트 설계 및 열화/수명데이터의 통계적 기법을 통한 내구 수명 예측
- 생활계 복합 폐합성수지를 재활용한 제품의 시제품 제작 및 실증테스트로 제품 활용가능성 검토
- 생활계 복합 폐합성수지 재활용 제품의 상용화 기반 구축

○ 1년차
□ 목표
생활계 복합 폐합성수지 하이브리드 고압력 압사출 성형 기술 개발

□ 내용
- 하이브리드 압사출 성형 시스템 개발
- 생활계 복합 폐합성수지 기반 성형 제품의 성형 공정 파라미터 제어 기술 개발
- 재활용 소재 고함량화 및 후변형 제어 기술 개발
- 표면 형상 개선 및 보강재 삽입 최적화를 위한 복합성형 제어 기술 개발
- 생활계 복합 폐합성수지 원료화 공정 최적화 기술 개발 : 복합 원료의 최적 포뮬레이션화

○ 2년차
□ 목표
생활계 복합 폐합성수지 기반 목재대용 장수명 목재 대체품 제품 제조 기술 개발

□ 내용
- 생활계 복합 폐합성수지 기반 성형 제품의 성형 시스템 개발
- 생활계 복합 폐합성수지 기반 성형 제품의 기능성 향상을 위한 공정 최적화
- MTTF 6년 이상을 만족시킬 수 있는 내구 신뢰성 확보 기술 개발

○ 3년차
□ 목표
조합과 협업을 통한 수요자 기반 상용화 중심 비즈니스 모델 구축

□ 내용
- 하이브리드 압사출 성형 시스템 개발
- 생활계 복합 폐합성수지 기반 성형 제품의 성형 공정 파라미터 제어 기술 개발
- 재활용 소재 고함량화 및 후변형 제어 기술 개발
- 표면 형상 개선 및 보강재 삽입 최적화를 위한 복합성형 제어 기술 개발
- 생활계 복합 폐합성수지 원료화 공정 최적화 기술 개발 : 복합 원료의 최적 포뮬레이션화

□ 연구개발성과
(1) 정성적 연구개발성과
① 1차년도
○ 생활계 미활용 폐자원의 현황조사
- 생활계 미활용 폐자원의 현황조사를 위하여 상활계 미활용 폐자원의 발생량, 처리량, 재활용기술조사, 재활용현황 조사, 정책현황조사를 검토하였음
○ 하이브리드 압사출 성형 시스템 개발
- 하이브리드 압사출 성형 시스템 개발을 위해 하이브리드 압사출 시스템 개발을 위한 공정해석, 설계자료도출, 대용량 가공 초리 시스템 설계자료 및 제작을 검토하였음
○ 생활계 복합 폐합성수지 기반 성형 제품의 성형 공정 파라미터 제어 기술 개발
- 생활계 복합 폐합성수지 기반 성형 제품의 성형공정 파라미터 제어 기술 개발을 위해 재활용 고함량화 및 후변형 제어 기술 개발, 표면 형상 개선 및 보강재 삽입 최적화를 위한 복합 성형 제어 기술개발, 원료화 공정 최적화 기술개발을 검토하였음.
○ 생활계 복합 폐합성수지 기반 재활용 제품의 신뢰성 데이터베이스 구축
- 생활계 복합 폐합성수지 기반 재활용 제품의 신뢰성 데이터베이스 구축을 위해 기초성능 평가 데이터 베이스 구축 및 환경 성능 평가 데이터 베이스 구축 검토
- 생활계 복합 폐합성수지 기반 제활용 제품의 신뢰성 데이터 베이스 구축을 위해 지주대의 인장강도, 연신율, 회분함량 및 거푸집의 비중, 인장강도 거푸집의 굴곡강도에 대한 목표성능을 공인기관 시험성적서로 제출
② 2차년도
○ 기술현황 분석
- 기술현황 분석을 위해 목재대용 지주대의 기술현황 분석, 건설용 거푸집의 기술현황 분석을 검토하였음.
○ 고부가가치 재활용 제품의 성형시스템 구축
- 고부가가치 재활용 제품의 성형시스템 구축을 위하여 목재대용 지주대의 성형 시스템 구축 및 건설용 거푸집의 성형시스템 구축을 검토 시제품 제작을 하였음
○ 물성 평가
- 목재대용 지주대의 성형시스템 구축 및 건설용 거푸집의 성형시스템 구축의 물성평가를 검토하였음.
- 물성 평가로는 지주대의 밀도 최대굴곡하중, 인장강도, 연신율, 회분함량 및 거푸집의 비중, 인장강도, 굴곡강도, 내충격성에 대한 목표성능을 공인기관 시험성적서로 제출
○ 고부가가치 재활용 제품의 열화 및 고장 원인분석, 내구 신뢰성 데이터 베이스 구축
- 고부가가치 재활용 제품의 열화 및 고장원인 분석, 내구 신뢰성 데이터 분석
③ 3차년도
○ 재활용 소재를 활용한 성형 제품의 내구 성능 확보를 위한 성형 공정 변수 최적화
- 재활용 소재를 활용한 성형 제품의 내구 성능 확보를 위한 성형 공정 변수 최적화를 위해 내구성능 확보를 위한 공적 최적화를 검토하였음.
- 재활용 소재를 활용한 성형 제품의 내구 성능 확보를 위한 성형 공정 변수 최적화를 위해 지주대의 밀도 최대굴곡하중, 인장강도, 연신율, 회분함량, MTTF 및 거푸집의 비중, 인장강도, 굴곡강도에 대한 목표성능을 공인기관 시험정석서로 제출
○ 재활용 제품의 가속 시험 및 수명 예측
- 재활용 제품의 가속 시험 및 수명 예측을 위해 시제품의 가속 테스트 및 수명 예측을 검토하였음
○ 개발 재활용 시제품의 실증 설계 및 실증시험
- 개발 재활용 시제품의 실증 설계 및 실증시험을 위하여 개발 재활용 제품 실증 설계 및 실증 실험을 분석하였음.
○ 고부가가치 재활용 제품의 상용화 기반구축
-고부가가치 재활용 제품의 상용화 기반구축을 위하여 재활용 제품의 자체품질기준,내재해 기준(안),공동브랜드를 구축하였음

(2) 정량적 연구개발성과
① 1차년도
○ 특허출원 1건
- 특허명 : 복합 성형재를 이용한 성형품 제조장치 및 방법(출원번호:2019-0149561)
○ 국내학술회의 발표 1건
② 2차년도
○ 특허출원 2건
- 특허명 : 지주대 및 이를 제조하기 위한 성형장치 및 방법(출원번호:2020-0017943)
- 특허명: 지주대 체결구(출원번호:2020-0080529)
- 디자인출원: 총5건, 농작물지주대(30-2020-0042896)외 4건
○ 특허등록 1건
- 특허명: 복합 성형재를 이용한 성형품 제조장치 및 방법(등록번호:10-2117941)
○ 비SCI논문 게재 1건
- 논문명 :생활계 폐합성수지 물질 재활용 제품의 품질안정화를 위한 기초 요인 검토
⦁ 게재지 : (2020.12.30)한국건설순환자원학회(저자명:강석표,강혜주,신성철)
○ 국내학술회의 발표 1건
○ 시제품제작 2건
○ 매출실적 5건: 총 6,530,000원
③ 3차년도
○ 특허출원1건
- 특허명 : 사출금형장치(출원번호:2021-0177431)
○ 특허등록 1건
- 특허명 : 지주대 및 이를 제조하기 위한 성형장치 및 방법(등록번호:10-2280312)
- 디자인등록: 총4건 농작물지주대(30-1119891)외 3건
○ 비SCI논문 게재 1건
- 논문명 :r-LDPE 혼입율에 따른 생활계 복합 폐합성수지 물질재활용 제품 특성
⦁ 게재지 : (2021.12.30)한국건설순환자원학회(저자명:강석표,강혜주,신성철)
○ 국내학술회의 발표 2건
○ 저작권3건: 저작권등록2건, 공동브랜드 상표출원등록1건
○ 표준화 1건: GR M 3093-2021 재활용 합성수지 인삼재배시설용 지주대
○ 기타(기술 및 제품인증) 총2건 (GR인증1건, 녹색기술인증1건)
○ 매출실적4건: 총 28,967,000원
○ 설계기준안1건: 재활용 합성수지 인삼지주대 내재해형기준(안) 1건

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
○ 생활계(가정, 농업용) 폐합성수지(필름류)의 대용량 재활용 고부가가가치 제품 성형 시스템을 개발하여 재활용 폐기물 관리 종합대책(비닐류 재활용 의무율)에 대응하며 환경보전에 기여하고자 함
○ 고부가가치 재활용 제품의 대용량 / 에너지절약형 성형 시스템 개발로 재생수지 상용화 기반 구축 및 산업 활성화 기대
○ 제품 성형 시스템 개발단계에서 기존 기업들에서 제작하는 인삼지주대, 거푸집 등의 시제품을 제작할 계획임
○ 양산 및 판로확보 마케팅 계획은 아래와 같이 기술개발 기간이 끝난 후인 2019년에는 협동조합 및 지자체와의 연계를 통해 사업 도입기로서 판로를 확보하고 개발 제품의 양산설비 및 판매망 확충

(출처 : 요약문 4p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 최종보고서 ... 3
• 요 약 문 ... 4
• 목차 ... 9
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 11
• (1) 연구개발의 개요 ... 11
• (2) 연구개발 대상의 국내·외 현황 ... 16
• (3) 국외 기술 수준 및 시장 현황 ... 18
• (4) 기술개발의 차별성 ... 20
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 25
• (1) 1차년도 ... 25
• 1) 생활계 복합 폐합성수지 현황조사 ... 25
• 2) 생활계 폐합성수지의 재활용을 위한 공정해석 ... 47
• 3) 생활계 복합 폐합성수지 물질재활용 품질 실태조사 ... 55
• 4) 하이브리드 고압력 압사출 성형 시스템 기술 개발 ... 63
• 5) 하이브리드 고압력 압사출 성형시스템 성능평가 ... 69
• 6) 기초 신뢰성 데이터 구축-1차년도 ... 73
• (2) 2차년도 ... 91
• 1) 생활계 복합 폐합성수지 목재대용 지주대의 품질향상을 위한 제조공정 구축 ... 91
• 2) 목재대용 지주대의 성능 향상 기술개발 ... 95
• 3) 목재대용 지주대의 현장적용성 평가 ... 104
• 4) 기초 신뢰성 데이터 구축-2차년도 ... 111
• (3) 3차년도 ... 122
• 1) 생활계 복합 폐합성수지 기반 성형 제품의 내구성능 향상 기술개발 ... 122
• 2) 복합 폐합성수지 재활용 제품의 자체품질기준(안) 개발 ... 129
• 3) 재활용 합성수지 인삼재배시설용 지주대 내재해형 기준 개발 ... 134
• 5) 복합 폐합성수지 재활용 확대 방안 ... 167
• 6) 가속열화에 의한 신뢰성 평가 ... 172
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 193
• 4. 목표 미달 시 원인분석 ... 204
• 5. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 204
• 6. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 205
• 별첨 자료 ... 208
• 끝페이지 ... 550