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Kafe 바로가기주관연구기관 | 국립원예특작과학원 National Institute of Horticultural and Herbal Science |
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연구책임자 | 서태철 |
보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 | 한국어 |
발행년월 | 2022-12 |
과제시작연도 | 2022 |
주관부처 | 농촌진흥청 Rural Development Administration(RDA) |
등록번호 | TRKO202300028177 |
과제고유번호 | 1395072039 |
사업명 | 신농업기후변화대응체계구축 |
DB 구축일자 | 2023-11-08 |
키워드 | 온실.피복재.장기성필름.PO필름.코팅.greenhouse.covering materials.long-term film.PO film.coating. |
연구개발목표 및 내용
최종 목표
내재해 원예시설 장기성 코팅 PO 다층필름 개발, 품질최적화 및 현장적응성 확보
전체 내용
○ 장기성 PO 필름의 작물재배 효과 구명(1주관)
- 국내외 PO필름의 작물재배 효과와 시설내 환경분석 연구 리뷰
- 고온기와 저온기 PO필름 피복 시 토마토와 참외의 생리적 반응 구명
- 기존 PO필름 피복 시 고온기와 저온기 토마토와 참외의 생육, 수량, 품질에 미치는 효과 구명
- 개발 PO필름 피복 시 저온기 방울토마토와 참외 농가 현장 적용 시험
○ 장
연구개발목표 및 내용
최종 목표
내재해 원예시설 장기성 코팅 PO 다층필름 개발, 품질최적화 및 현장적응성 확보
전체 내용
○ 장기성 PO 필름의 작물재배 효과 구명(1주관)
- 국내외 PO필름의 작물재배 효과와 시설내 환경분석 연구 리뷰
- 고온기와 저온기 PO필름 피복 시 토마토와 참외의 생리적 반응 구명
- 기존 PO필름 피복 시 고온기와 저온기 토마토와 참외의 생육, 수량, 품질에 미치는 효과 구명
- 개발 PO필름 피복 시 저온기 방울토마토와 참외 농가 현장 적용 시험
○ 장기성 PO 필름의 시공방법 개선 및 시설내부 환경분석(2공동)
- 농업용 피복재 사용 실태 및 국내외 피복재 정보 수집
- 1 주관과제의 피복재 시험 시설내 환경정보 및 토마토와 참외 순광합성속도 측정
- 유통중인 국내외 피복재 촉진노화처리를 통한 장기적 물성 측정
○ Pilot 규모의 5-Layer Extruder 개발(3공동)
- Pilot scale의 5-Layer Extruder 세부 spec 결정
- Pilot scale의 5-Layer Extruder 주요 부품 개발을 위한 가공기술 도입
- 파일럿 설비 설치에 필요한 공간 및 부대설비 마련
- 파일럿 설비 개발을 위한 도면 제작, 가공 및 조립, 설치
- 1차 시제품 생산을 위한 파일럿 설비 정상가동을 위한 테스트 운영
- 시제품 생산을 위한 파일럿 설비 가동조건 확립
- 최종 시제품 생산 및 삼동산업 양산설비 활용 스케일업 생산 후 농가현장 피복
○ PO 필름의 수지의 국산화 기술 개발(4공동)
- PO필름 5층 공압출기 필름물성 가공변수 Lab. Scale 상관관계 파악
- 국산 코팅층 신규 Metallocene LLDPE 개발 및 가공조건 최적화 Pilot Scale 고찰
- 내재해 PO필름용 수지의 국산화 및 양산 Scale-up
○ PO 코팅용 기능성 첨가제의 국산화 기술 개발(5공동)
- 분석기기를 이용한 국내산과 수입산 필름의 코팅 부착량과 코팅소재 비교 분석
- 내화학성, 내열성 안정제 및 보온제 특성 분석 및 평가
- 내오염성 소재 특성 분석 및 평가
- 가공온도 및 내열성 안정제 유무에 따른 평가
- 내화학성, 내열성, 보온성 강화 PO코팅필름 개발
- 개발 Recipe Scale-Up 양산장비 적용
○ 코팅소재의 부착력 증진을 위한 표면 개질 기술 개발(6공동)
- 코로나 공정 최적화 조건 실험 및 코팅층 접착력 파악
- 개질제 종류에 따른 상용성과 표면특성 변화
- 개질제 종류별 비교평가를 통한 함량별 필름 제조
- 표면개질 Compound 개발 및 코로나 공정 최적화
- 표면개질제 적용 압출시험
- 공정 재현성과 배합 신뢰성 압출 시험
- 코팅층 형성 조건 확립 및 코로나 공정 신뢰성 검증
- 파일럿 시제품 제작, 양산 적용 농가평가용 시제품 제조 및 신뢰성 검증
○ 코팅액 합성장치 및 코팅장치 최적화 개발(7공동)
- 코팅액 배합비 실험
- 제조공정용 설비 개량
- 친수성 코팅액 실증 실험
- Pilot 설비 필름 제조 시 코팅액 안정성 및 유적성 확인
- 코팅액 생산 장치 최적화
- 코팅액 Pilot 및 상업 생산체계 구축
- 광폭 필름 생산 대응 및 코팅필름 물성 확인
- 현장 생산 시 고객요구사항 검토 보완
○ PO 필름의 코팅강도, 내구성 향상을 위한 코팅재 개발(8공동)
- 내재해 PO필름용 유무기 하이브리드 에멀젼 코팅액 개발
- 무기 하이브리드 에멀젼 코팅액 분자설계에 따른 코팅 및 기능성 특성 분석
- 국외 경쟁 제품 비교분석을 통한 특성 차이점 분석
- 내재해 PO필름용 유무기 하이브리드 에멀젼 코팅액 개발 최적화
- 유무기 하이브리드 코팅액의 특성 분석 및 유적특성 시험
- Scale-Up을 통한 시제품 제작
- 물에 대한 접촉각 30° 이하 초친수 코팅 소재의 코팅 공정 개발
- 유적 코팅 필름의 코팅 내구성 확보를 위한 평가 방법 개발
○ 내재해 피복자재 품질 측정을 위한 시험방법 개발 및 성능기준 정립(9공동)
- 피복자재 품질 측정을 위한 시험방법 및 성능기준에 대한 문헌조사 및 분석
- 피복재 열관류 측정장치 설계 및 제작
- 피복자재 보온율 측정
- 피복자재 유적성 평가 장치 제작 및 유적성 평가
- 피복자재 내후성 평가 장치 제작
연구개발성과
○ 장기성 PO 필름의 작물재배 효과 구명
- 고온기 시험에서는 참외와 토마토의 생육, 수량, 품질 차이 없음
- 저온기 시험에서는 PO필름이 PE 대비 참외와 토마토의 초기 수량 증가, 토마토는 총수량도 증가, 일산 PO와 국산 PO간 수량 차이 없음
* 영농기술 2건, 정책자료 제출 1건, 비SCI논문 1건
- 개발필름 현장 적용 시험 및 현장평가회 개최
* 농진청, 4년이상 쓸 수 있는 온실용 피복재 국산화(방송, 언론 홍보 등)
○ 장기성 PO 필름의 시공방법 개선 및 시설내부 환경분석
- 촉진노화 처리에 따른 국내외 PO필름 8종의 물리적 특성 분석
* 국내외 농업용 필름의 노화에 따른 물리성 변화 및 광투과율(영농정보 2건)
○ Pilot 규모의 5-Layer Extruder 개발
- 파일럿 설비 구축, 가동조건, 원료수지 및 첨가제 배합비, 가동조건 확립 및 시제품 생산
- 시제품은 인장강도, 인열강도, 광투과율, 유적성 등 일산필름과 대등
* Pilot 설비 시제품 제작, 개발필름 시제품 제작, R&D 우수 일자리 창출 1명
○ PO 필름의 수지의 국산화 기술 개발
- 파일럿 설비와 양산 설비를 통한 국내유화사의 수지 조성 최적화 및 농가적용 시제품 생산
* 농가용 시제품생산 및 장기성 PO 코팅 다층필름 및 PO 코팅 양산 제조기술 노하우 기술이전
○ PO 코팅용 기능성 첨가제의 국산화 기술 개발
- 내화학성, 내열안전성, 보온성 향상을 위한 기능성 첨가제 선정
* 내오염성 농업용 필름 조성물 및 이를 이용한 필름의 제조방법(산업재산권 출원) 및 기술이전
* R&D 우수 일자리 창출 1명
○ 코팅소재의 부착력 증진을 위한 표면 개질 기술 개발
- 코로나 공정 최적화 조건 확립 및 표면개질제 개발
* 온실재배용 시설하우스 필름의 내구성 향상용 마스터 배치 조성물(산업재산권 출원) 및 기술이전
○ 코팅액 합성장치 및 코팅장치 최적화 개발
- 코팅액 파일럿 반응기 설비개선 및 코팅액 생산시험을 통한 최적화 가능
* 친수성과 내구성이 우수한 코팅액 조성물, 이의 제조방법 및 이를 이용하여 형성된 코팅층을 포함하는 코팅 필름(산업재산권 출원) 및 기술이전
○ PO 필름의 코팅강도, 내구성 향상을 위한 코팅재 개발
- 내스크래치성과 유적성이 우수한 코팅소재 개발
* Wetting properties and morphological behavior of core-shell polymer-based nanoparticle coatings(SCI논문)
* 발수 발유 코팅 코어-쉘 조성물 및 코팅 방법(산업재산권 출원), 내스크래치성 및 자가치유가 우수한 그린하우스 코팅 소재 및 이의 제조방법(산업재산권 출원), 유무기 하이브리드 입자를 이용한 고내구성의 유적 코팅 소재 및 이의 제조방법(산업재산권 출원)
○ 내재해 피복자재 품질 측정을 위한 시험방법 개발 및 성능기준 정립
- 온실 피복용 광폭 PO필름의 보온성과 유적성 측정 방안 제시
연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
○ 활용계획
- 국내 개발 PO필름의 작물재배 효과 구명으로 국산 PO필름의 보급률 제고
* 국산 장기성 PO 피복재의 국내 시장 점유율 : 41%(2018) → 70%(2023)
- 국산 피복재의 성능 및 품질의 객관적인 평가시스템을 구축하여 외산 피복재와의 품질 격차 수치화
* 내구성, 보온성, 유적성 등 제시 등을 통하여 단체표준 제안
- 코팅액 조제, 기능성 첨가제, 필름 생산 적정 배합비 등 원천 기술ㆍ지재 확보를 통한 수출경쟁력 확보 및 국내 피복재 시장의 안정성 증가
- 파일럿 설비를 이용한 지속적인 연구개발(R&D)과제 발굴 및 현장 적용 가능한 기술 개발을 통한 농업용 피복재 품질 제고
○ 기대효과
- 연구용 생산설비 구축을 통한 PO다층필름 수지, 첨가제 개발의 가속화 및 다양한 용도의 필름개발 가능
- 연간 51억원의 시험비용을 절감하여 제품개발을 위한 기술적 접근을 용이하게 함
- 규격화 되지 않은 피복재의 광학적 특성, 에너지 분석방법 등에 대한 분석 기준 마련
- 계절별 작물 재배 효과 구명하여 적정 필름 선발 지원 및 농가 수익 증진
- 수입되어 사용중인 코팅액, 코팅필름의 국산화에 기여
- 사용연수에 따른 피복재 교체시기를 판단할 수 있는 기준 제시로 농가의사결정 지원
(출처 : 요약문 2p)
과제명(ProjectTitle) : | - |
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연구책임자(Manager) : | - |
과제기간(DetailSeriesProject) : | - |
총연구비 (DetailSeriesProject) : | - |
키워드(keyword) : | - |
과제수행기간(LeadAgency) : | - |
연구목표(Goal) : | - |
연구내용(Abstract) : | - |
기대효과(Effect) : | - |
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