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과제기본정보

유무기 함침구조를 활용한 열전도도 0.051W/mK이하의 준불연 유무기 융합 단열재 상용화3년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 국토교통기술촉진연구사업 과제번호 19CTAP-C130213-03
국가과학표준분류 1순위 건설 교통 | 건설시공 재료 | 달리 분류되지 않는 건설시공 재료 적용분야 건설업
2순위 재료 | 달리 분류되지 않는 재료 | 달리 분류되지 않는 재료 실용화대상여부 실용화
3순위 None | None | None 과제유형 개발
과제명 유무기 함침구조를 활용한 열전도도 0.051W/mK이하의 준불연 유무기 융합 단열재 상용화
주관연구기관 한국산업기술시험원
총괄연구 책임자 성명 신민철
소속 한국산업기술시험원 직위 센터장
전화번호 055-791-3535 FAX 02-860-1584
총 연구기간 2017-04-01 ~ 2019-12-31
당해연도 연구기간 2019-01-01 ~ 2019-12-31

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금
현금 현물 소계
3차년도 200,000,000 6,700,000 60,300,000 67,000,000 267,000,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 0 건축물 및 플랜트 등에서 에너지 절감 및 단열을 목적으로 한 소재들은 지속적으로 사용량이 증가하고 있으며, 관련 정책 및 선진국 추이를 고려할 때 향후 증가추세가 계속될 것으로 예상됨.
- 국토교통부에서는 2017년 패시브하우스, 2025년 제로에너지 주택건설 의무화를 목표로 녹색건축물 조성지원법, 에너지절약설계기준 등을 통해 건축물의 에너지저감 대책을 강화하고 있어 단열재 시장의 급속한 확대가 예상됨.

0 EPS, PUR 등의 유기계 단열재는 단열성능이 우수함에도 불구하고, 화재 취약성, 환경 유해성 및 구조적 취약성 등의 단점을 가지고 있어 점차 사용상 제한을 하고 있는 추세임.
- 국내에서는 2010년부터 “건축물의 피난?방화구조 등의 기준에 관한 규칙”에
서 건축물의 외벽 마감재료는 불연재료 또는 준불연재료를 사용하도록 하고 있으며, 2015년 1월 의정부 아파트 화재사고를 계기로 외부 마감재료의 불연·준 불연재료의 사용 의무가 기존 30층 이상에서 6층 이상의 건축물로 확대 되었을뿐만 아니라 안전 기준에 대한 사회적 인식증대에 따라서 화재 안전성에 대한 기준이 점차로 강화되는 추세임.

0 유기계 소재는 단열특성, 경제성, 시공성 등이 우수함에도 불구하고, 화재취약성 및 연소시 유해가스(일산화탄소) 등의 문제로 인해 무기계 소재의 접근이 이루어지
는 추세임.

0 하지만 무기계 소재는 단열성능이 유기계 단열재에 크게 못 미치고, 매우 고가이거나 글라스울 및 미네랄울 등처럼 섬유 분진에 의한 유해성 논란, 다양한 형태
생산(판상형 위주)의 어려움, 높은 흡수율로 성능 저하 및 변질 등의 문제가 제기되고 있음. 또한 무게가 중량이기 때문에 시공성이 나쁨.

0 기존 유기계 소재를 대체하기 위해 화재 취약성에 대한 해결 뿐 아니라 단열재로서의 낮은 열전도율, 낮은 흡수율, 시공 용이성, 형상제어, 경제성 등을 만족하는
소재의 개발이 필요한 상황임.

0 본 개발에서는 균일한 기공제어가 용이하고 형상제어가 자유로운 유기계 단열소재 구조와 화재 안전성과 기계적 강도를 확보할 수 있도록 무기계 소재기술을 적용한
유무기 융합형 형상제어 단열재의 상용화 소재 및 공정기술을 개발하고, 상용화 기반 및 신뢰성 확보를 위하여 개발 품질 인증 규격을 제정하고 인증 확보를 목표로 함.

0 본 개발을 통하여 1) 유기계 수준의 경제성을 확보하고, 2) 준불연 이상의 화재 안전성을 확보하며, 3) EPS, 스폰지 수준의 형상제어가 가능하며, 4) 균일한 기공제어를
통한 안정적 단열성능 확보가 가능하며, 5) 현장에서 특별한 도구 없이 절단, 가공이 용이한 수준의 시공성 확보가 가능한 신제품 기술 개발을 목표로 함.
최종목표 0 유무기 함침기술을 활용한 열전도도 0.051W/mK 이하의 준불연급 단열재
- 1차년도
열전도율 0.07 W/mK이하, 휨강도 2kg/cm2 이상, 압축강도 2kg/cm2 이상, 난연성 준불연급, 환경유해성 EL248 만족, 내열성 15%이하, 시공특성 습식
- 2/3차년도
열전도율 0.051 W/mK이하, 휨강도 3kg/cm2 이상, 압축강도 3kg/cm2 이상, 난연성 준불연급, 환경유해성 EL248 만족, 내열성 10%이하, 시공특성 건식

0 상용화를 위한 시제품 제작 및 Pilot plant 구축
0 개발 제품에 대한 인증규격 제정 및 인증 지원
연구내용 및 범위 0 1차 연도
① 개발 목표
- 주관연구기관(한국산업기술시험원)
1) 1차년도 정량적 목표인 열전도율 0.07W/mK급 유무기 융합 단열재 개발
2) 유무기 단열재 규격 제정을 위한 항목 선정 및 평가기술 연구
- 공동연구기관((주)원준하이테크):
1) 1차년도 정량적 목표를 만족하는 유무기 융합 단열제 제조 공정 최적화
2) Pilot Plant급(10m2/day) 공정 구축 및 시제품 제작

② 개발 내용 및 범위

- 주관연구기관(한국산업기술시험원)
1) 1차년도 정량적 목표인 열전도율 0.07W/mK급 유무기 융합 단열재 개발
2) 유무기 단열재 규격 제정을 위한 항목 선정 및 평가기술 연구

- 공동연구기관((주)원준하이테크):
1) 1차년도 정량적 목표를 만족하는 유무기 융합 단열재 제조 공정 최적화
2) Pilot Plant급 공정 구축 및 시제품 제작

0 2차 연도
① 개발 목표
- 주관연구기관(한국산업기술시험원)
1) 2차년도 정량적 목표인 열전도율 0.051W/mK급 유무기 융합 단열재 개발
2) 유무기 융합 단열재 성능평가를 위한 표준화 연구 (규격 제정)
- 공동연구기관((주)원준하이테크):
1) 2차년도 정량적 목표를 만족하는 유무기 융합 단열재 제조 공정 최적화
2) Pilot Plant급(25m2/day) 공정 구축 및 시제품 제작
3) 현장 적용을 위한 Mock-up test 및 실환경 적용연구

② 개발 내용 및 범위
- 주관연구기관(한국산업기술시험원)
1) 2차년도 정량적 목표인 열전도율 0.051W/mK급 유무기 융합 단열재 개발
2) 유무기 융합 단열재 성능평가를 위한 표준화 연구 (규격 제정)

- 공동연구기관((주)원준하이테크):
1) 2차년도 정량적 목표를 만족하는 유무기 융합 단열재 제조 공정 최적화
2) Pilot Plant급(25m2/day) 공정 구축 및 시제품 제작
3) 현장 적용을 위한 Mock-up test 및 실환경 적용연구

0 3차 연도
① 개발 목표
- 주관연구기관(한국산업기술시험원)
1) 개발 시제품에 대한 내구성 및 신뢰성 평가
2) 시제품에 대한 시험평가 및 Feedback 연구를 통한 규격안 개정
3) 시제품에 대한 인증 획득 지원
- 공동연구기관((주)원준하이테크):
1) 용도별 Pilot Plant급(50m2/day) 공정 구축 및 시제품 제작
2) Mock-up 평가 및 시공성 연구
3) K규격에 의한 K마크 인증 획득

② 개발 내용 및 범위(그림을 이용하여 시스템 구성도, 구조 등을 구체적으로 표현)
- 주관연구기관(한국산업기술시험원)
1) 개발 시제품에 대한 내구성 및 신뢰성 평가
2) 시제품에 대한 시험평가 및 Feedback 연구를 통한 규격안 개정
3) 시제품에 대한 인증 획득 지원

- 공동연구기관((주)원준하이테크):
1) 용도별 Pilot Plant급(50m2/day) 공정 구축 및 시제품 제작
2) 실환경 적용 및 시공성 연구
3) K규격에 의한 K마크 인증 획득
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
3차년도 - 주관연구기관(한국산업기술시험원)
1) 1차년도 정량적 목표인 열전도율 0.07W/mK급 유무기 융합 단열재 개발
2) 유무기 단열재 규격 제정을 위한 항목 선정 및 평가기술 연구
- 공동연구기관((주)원준하이테크):
1) 1차년도 정량적 목표를 만족하는 유무기 융합 단열제 제조 공정 최적화
2) Pilot Plant급(10m2/day) 공정 구축 및 시제품 제작
- 주관연구기관(한국산업기술시험원)
1) 1차년도 정량적 목표인 열전도율 0.07W/mK급 유무기 융합 단열재 개발
2) 유무기 단열재 규격 제정을 위한 항목 선정 및 평가기술 연구

- 공동연구기관((주)원준하이테크):
1) 1차년도 정량적 목표를 만족하는 유무기 융합 단열재 제조 공정 최적화
2) Pilot Plant급 공정 구축 및 시제품 제작
연구성과 기술적 기대성과 ○ 기존의 유기 단열재와 비슷한 열전도율을 갖는 불연성 단열소재의 원천기술 확보가 가능하며, 화재발생 염려가 없고 시공성이 간편한 경량 및 불연성의 단열재 개발이 가능함. 또한 본 개발의 결과물은 기존의 유기 및 무기 단열재를 대체할 수 있는 경제적인 신소재이며 친환경 제품임.
사회 경제적 파급효과 0 국내 단열재 소재 규모는 무기소재 약 6,000 억원, 유기소재 약 14,000 억원으로 총 20,000 억원에 달함 (2005년 추산) 본 연구과제에서 개발하고자 하는 유무기 하이브리드 단열 발포체로 초기 (개발 후 3년 후) 약 3% 정도, 정상 궤도 진입시 약 10 %정도 시장을 대체 한다고 가정하면 시장 성장률 감안 약 2,400억원 정도의 시장을 창출할 수 있음.

0 본 과제를 통해 해외 시장 공략에 의한 무역수지 개선 효과도 일부 기대할 수 있음. 일본 및 러시아 등 시장에는 고난연 단열재 시장이 일부 형성되어 있어 성능이 우수한 제품을 개발하면 충분히 공략이 가능함.

0 현재는 네오폴 등의 유기단열소재의 경우 그 원천기술이 독일 바스프사에서 가지고 있어 국내 제조사들은 원천기술료를 지불하고 있는 것으로 추정되지만 본 유무기 하이브리드 불연 단열 소재가 개발되면 대체 소재로 작용할 수 있음.

0 최근 에너지 가격의 계속적 상승으로 에너지 절약에 대한 범국가적 대응이 필요한 시점임. 국내에서는 이미 2001년 8월 산업자원부에서 건물에 대한 에너지 효율등급 인증에 관한 규정 (산업자원부 고시 제2001-100호)을 고시하였으며, 이에 따라 공동주택건설 물량 400,000 호가 1등급을 달성할 경우 연간 약 820~ 1,100 억원의 에너지를 절감할 수 있으며, 국내 건물에 사용되는 에너지의10% 만 절감할 수 있다면 연간 약 9,400 억원 (건물에 사용되는 에너지는 전체 수입액의 약 1/4 수준)을 절감할 수 있다고 알려져 있음.
활용방안 ○ 유·무기계 친환경 경질?경량 다기능성 단열재 관련 신기술 개발로 개발 기술의 수출과 이에 따른 경제적 효과를 기대할 수 있음. 또한 관련 산업으로의 기술이전도 가능하여, 국내 관련 산업의 동반 발전도 이룰 수 있을 것으로 추정됨.
- 건축용 친환경 무기패널 및 단열 마감패널
· 불연성이면서도 단열성능이 우수
· 시공성도 뛰어난 신개념의 단열소재
- 이종 재료와의 복합패널 (금속판, 석고보드 등)
- 샌드위치 패널의 심재
- LPG, LNG, 중유탱크 및 냉장/냉동차의 단열재
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 준불연 단열재 유기계 무기물 융합
영문 Limited combustable Insulating Materials Organic system Inorganic Materials Convergence
최종보고서
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