R&D최종보고서
| 과제고유번호 | 201208기술혁신D01 | |||||
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| 연구사업명 | 건설기술연구사업 | |||||
| 연구과제명 | 바이오/나노 기술을 활용한 자연친화적 건설 신마감재 개발 | |||||
| 총 연구기간 | 2008-07-30 ~ 2013-06-10 | |||||
| 연구책임자 | 김병우 | |||||
| 당해년도 참여 연구원수 |
7명 | 총 연구기간 참여 연구원수 |
28명 | |||
| 당해년도 연구비 |
정부 : 1,070,000,000 원 기업 : 346,258,000 원 계 : 1,416,258,000 원 |
총연구비 | 정부 : 7,218,000,000 원 기업 : 2,394,925,000 원 계 : 9,612,925,000 원 |
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| 연구기관명 | 성균관대학교 산학협력단 | |||||
| 등록 발간번호 | - | |||||
| ISBN | ||||||
| 주요 내용 |
최근 건강과 안전에 대한 관심이 높아짐에 따라 건축자재 등에서 발생하는 휘발성 유기화합물(VOCs), 유해중금속, 외인성 내분비교란물질 등의 유해 물질에 대한 사회적 비용이 증가하고 있고, 특히 가정, 사무실 등 실내에서 생활하는 시간이 85~90% 차지하는 현대인의 생활 형태 때문에 실내 공기오염으로 인한 아토피, 천식, 알레르기 등의 피해가 증가하여 사회적 문제가 되고 있음. 국내에서 친환경 건설자재에 대한 수요가 급증하고 있으나, 친환경 건설자재에 대한 제품이 미미하여 국가건설산업적측면에서 이에 대한 대책이 요구되고 있음. 이러한 문제점의 해결방안의 하나로, 본 연구에서는 기존 건설마감재의 재료성능 한계를 극복하기 위하여 바이오기술(Bio Technology : BT), 나노기술(Nano Technology : NT) 및 환경기술(Environmental Technology : ET)을 융합한 친환경 건설마감재 개발을 최종목적으로 함. [최종목표] * 바이오 기술 적용 친환경 마감재 개발 1-1 : 생분해성 폐기물을 원료로 활용한 바이오 플라스틱 개발 - 난연 2등급, TVOCs 방출량 0.05 mg/m2h 이하, 바이오 수지 함량 50 % 이상의 단열재 개발 1-2 : 바이오 수지를 활용한 생 분해성 고기능 바이오 필름 개발 - 난연 2등급, 생 분해능 100%, 이산화티탄 입자(30？50㎛, 티탄계 바인더의 아나타제 결정함유율 70？85%) 및 무기첨가제를 사용한 고기능성 건축용 바이오 필름 개발 1-3 : 바이오 수지를 이용한 수성 바이오 접착제 개발 - 고형분 50 % 이상, TVOCs 방출량 0.05 mg/m2h 이하, 압축 접착강도 100 kgf/cm2 이상, 인장 접착강도 3 kgf/cm2 이상의 수성 바이오 접착제 개발 -나노 기술을 활용한 고성능 단열재 및 유해전자파 흡수 건축 내장재 개발 2-1 : 나노 pore 제어 기술을 활용한 고성능 단열재 개발 - 촉매활성 70 kg/g?C0 이상, 촉매회수도 95 % 이상, 분자량 300,000 이상, 열전도율 0.03 W/mK 이상, 난연 2등급 이상의 단열재 개발 2-2 : 탄소나노튜브를 이용한 유해전자파 흡수 건축 내장재 개발 - 유효주파수 대역 (1.0~5.0 GHz)에서 전자파 흡수율 6dB (75%) 이상 (두께 5mm 이하)과 난연성 (난연 2급 이상)을 만족시키는 탄소나노튜브를 이용한 유해 전자파 흡수 건축 내장재의 제조 기술, 현장 적용성을 위한 공법 개발 및 시공지침서를 구축 *유해환경 대응형 도료 개발 3-1 : 나노 휘스커를 이용한 3시간 이상의 내화성능을 가지는 내화도료 개발 - TVOCs 방출량 0.05 mg/m2h 이하, 내화성능 3시간 이상, 건조도막두께 12 mm 이하, 1회 도장도막두께 3.5 mm 이상, 부착강도 4 N/mm2 이상 3-2 : 바이오 기술 적용한 친환경 도료개발 - 천연수지 (50% 이상) 사용, TVOCs 방출량 0.050 mg/m2ㆍh 이하, 실내 건축용 바이오 도료 (KS M 6010) 및 가구용 도료 (UV 경화형) 성능 기준 이상 *대기압 플라즈마를 이용한 건축외장재 방오염내구성 향상기술 개발 4-1 : 초친수 자기세정 코팅 건축용 유리 및 필름 개발 - 접촉각 5°이하, 부착력 500mN/mm2 이상, 코팅경도 7H 이상, 가시광 투과도 85 % 이상, 처리 폭 600 mm 이상, 증착율 10 nm/sec, 광촉매 분해율 90 % 이상의 유리 및 필름 개발 4-2 : 고 내구성 초발수 방오염 건축용 유리 개발 - 접촉각 140°이상, 부착력 500 mN/mm2이상, 내후성 5년 이상, 가시광 투과도 85% 이상, 처리 폭 600 mm 이상, 증착율 10 nm/sec 이상의 건축용 유리 개발 [연구내용 및 범위] 1. 바이오 플라스틱 개발 -목질계 수급방인 및 원소재와 방안검토 -원료별 목질계 고분자의 화학구조적 고찰 -종이 제조공정의 폐 목질계 재사용 등을 위한 전처리 조건 최적화 -분해성 메카니즘 규명 및 최적화 -분자량 유지를 위한 열화방지 연구 -성형사출 가공조건 최적화 -외장재로 사용가능한 내열/난연성, 기계적 물성 부여 연구 2. 생분해성 바이오 필름개발 -폴리유산 수지 개질 연구 -필름의 텐더 축차 이차연신 공정 설정 -폴리요산용 난연제 입수 및 평가 -난연제 마스터칩 제조 연구 -공압출 필름 두께비 별 난연특성 평가 -난연성 2등급 3. 나노기술 활용한 고성능 단열재 개발. -배치 중합반응기를 활용한 중합변수 및 반응 카이네틱스 연구 -모노머 회수 방법 고안 -중합 공정 변수 연구 -연속 중합 파일럿 설계/건설 -파일럿을 이용한 상업 중합공정 디자인 개발 및 시제품 제조 마케팅 -촉매 양산기술 패키지 개발 4. 탄소나노튜브를 이용한 유해전자파 흡수 건축 내장재 개발 -탄소나노튜브의 수용액내 분산을 위해 비공유기능화 방법을 이용, 표면에 관능기의 공유결합을 통해 탄소나노튜브를 유기용매에 분산 -탄소나노튜브를 layer by layer 방법으로 나노단위 코팅한 투명 전자파 차폐필름 제조 -탄소나노튜브가 함침된 에폭시로 제조된 전자파 차폐필름 제조. 5. 유해환경 대응형 도료개발 -무용제 액상 에폭시 수지를 이용한 바인더 제조 및 구조확인, 분석 -무독성 난연제 도입에 따른 바인더 특성 변화연구 -식물 오일 유래 단량체 함량 및 성분 검토 -후도막 형성 기술개발 -단량체 중합 효율을 향상시키기 위한 효소 연구 -방청하도 종류 변화가 발포탄화층의 부착특성 변화에 미치는 영향 연구 -3시간용 내화도료 내화성능 최적화 연구 -생산성 최적화 및 상용화 연구 6. 대기압플라즈마 코팅을 이용한 초친수, 초발수 박막 고팅 및 증착기술 -초친수용 코팅물질 평가 및 선정, 초발수 기능성 구현을 위한 대기압 플라즈마 발생 -300mm급 고주파 직접 플라즈마 코팅 시스템 평가 및 대기압 플라즈마 발생기 성능 평가 -최대 600mm급 플라즈마 발생 시스템 개발 및 성능 평가 -대면적 초발수, 초친수 공정 확립 -개발 기술의 신뢰성 평가를 위한 테스트 베드 설치 및 내후성 평가 |
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| 색인어 | 한글 | 친환경 | 건설 | 바이오 | 나노 | 융합 |
| 영문 | Eco-friendly | construction | bio | nano | fusion | |
| 최종보고서 | 바이오나노기술을활용한자연친화적건설신마감재개발(바이오나노융합재료연구단)_20130610.pdf | |||||