초록 ▼

□ 연구개요
기존의 식품/의약품 포장재 기체차단 코팅 소재인 환경/인체에 유해한 금속 (알루미늄) 및 할로겐 고분자 코팅 대신에 LbL 및 SLIPS 기술을 기반으로 1) 인체에 무해한 친환경 천연고분자 나노섬유로 이루지고 2) 산소 및 수증기 배리어가 1 cc/m2-day 이하이며, 상품 내부를 보여주고 QR 코드 및 RF 통신을 위해 3) 광학적/디지털적으로 투명(투과가능)하고 4)자가 세척 (self-cleaning) 특성을 지닌 나노코팅 소재 개발. 그리고, 본 코팅 소재를 바이오 플라스틱 필름 기질 위에 도포하여 식품

□ 연구개요
기존의 식품/의약품 포장재 기체차단 코팅 소재인 환경/인체에 유해한 금속 (알루미늄) 및 할로겐 고분자 코팅 대신에 LbL 및 SLIPS 기술을 기반으로 1) 인체에 무해한 친환경 천연고분자 나노섬유로 이루지고 2) 산소 및 수증기 배리어가 1 cc/m2-day 이하이며, 상품 내부를 보여주고 QR 코드 및 RF 통신을 위해 3) 광학적/디지털적으로 투명(투과가능)하고 4)자가 세척 (self-cleaning) 특성을 지닌 나노코팅 소재 개발. 그리고, 본 코팅 소재를 바이오 플라스틱 필름 기질 위에 도포하여 식품포장용 필름 소재 제작

□ 연구 목표대비 연구결과
산소 차단성 천연물 고결정 나노섬유 소재 가공 및 개질 연구
- 기체 차단성으로 알려진 키틴 및 셀룰로오스 나노섬유를 펄프 및 해양수산 폐기물로부터 추출
- 키틴 및 셀룰로오스 나노섬유 나노구조/직경/길이/전하량 등을 제어하는 기술
- 키틴 및 셀룰로오스 나노섬유 접착력을 향상시키기 위해 표면 개질 기술 개발
바이오 플라스틱 필름 기질 위에 산소 차단성 천연물 고결정 나노섬유 코팅 기술 개발
- 제시한 천연물 나노섬유는 95%이상의 고결정성과 표면 전하로 산소차단성을 갖는다고 알려짐
- 코팅방법: 1) 水분산 용액을 분무(spray) 기반의 Layer-by-layer (LbL) 코팅함. 2) 기질을 水분산 용액에 침지하여 Dip 기반 LbL 코팅을 수행함.
- 코팅 변수 제어: 1) 온도 2) 키틴/셀룰로오스 결정화도 3) 용질 농도 4) 코팅 횟수
- 산소투과도 (OTR) 1 cc/m2-day 이하 달성.
나노섬유 웹으로 소수성 천연 왁스/오일을 침투시키는 SLIP 기술을 이용한 수증기 차단성 및 자가세척력 부여
- 고분자 필름 기질 위에 코팅된 나노섬유 웹 표면 개질
- Slippery paraffin liquid-infused porous surface (SLIP) 기술을 이용해 천연물 나노섬유의 다공성 영역에 소수성 천연물 오일을 침투 시킴.
- 소수성 천연물 오일은 나노웹 섬유에 갖혀 빠져나오지 않고, 수증기 투과율 (WVTR)을 낮춤.
- 산소투과도 (OTR)/수증기 투과도 (WVTR) 둘 다 1 cc/m2-day 이하 달성.
식품 포장용 소재 독성/항균성/내오염성(자가세척) 및 수분/기계적 스트레스로부터의 안정성 평가
RF 투과 간의 검증 실험
- 키틴 나노섬유의 특성으로 인한 향균성 및 SLIPS 기술로 인한 자가세척 및 내오염성 평가
- 식품 포장용 소재로서의 응용: in vivo and in vitro 연구를 통해 독성 평가 (vs BPA 기반소재).
- 수분 노출 및 반복적 접기 (2000 cycles bending) 후 가스 차단성 및 기계적 특성 평가

□ 연구개발 성과의 활용 계획 및 기대효과 (연구개 발결과의 중요성)
가. 연구결과의 활용방안
(1) 세계 330조원의 시장을 가진 식품/의약품 포장재 시장을 선점할 원천기술 확보
(2) 국내 디지털 신호를 이용한 식품의약품 관련 전자 제품 및 유통 기술 개발 및 고도화에 기여
나. 연구결과의 기대성과
(1) 기술적 측면: 새로운 친환경 포장재 소재 원천기술 확보. 미/일/유럽의 포장재 소재 기술로부터 자립화
(2) 경제‧산업적 측면: 미/유럽의 플라스틱 식품용기에 대한 규제. 330조 시장 선점을 위한 기회 제공.
(3) 사회적 측면: 케모포비아에 시달리는 국민들 유해요소로부터 안심할 수 있는 포장재 소재 개발.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 4
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 11
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 11
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 11
• 3) 목표 달성 수준 ... 11
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 11
• 가. 연구결과의 활용방안 ... 12
• 나. 연구결과의 기대성과 ... 12
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 12
• 6. 참고문헌 ... 12
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 14
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 19
• 끝페이지 ... 21