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과제기본정보

탄소중립을 위한 50%VLT 60%TSER 성능의 99.9% 항바이러스 열차단필름 개발2년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 국토교통기술사업화지원 과제번호 22TBIP-C162710-02
국가과학표준분류 1순위 전기·전자 | None | None 적용분야 환경
2순위 정보 | None | None 실용화대상여부 실용화
3순위 정보 | None | None 과제유형 개발
과제명 탄소중립을 위한 50%VLT 60%TSER 성능의 99.9% 항바이러스 열차단필름 개발
주관연구기관 (주)퀀텀바이오닉스
총괄연구 책임자 성명 최관영
소속 (주)퀀텀바이오닉스 직위 -
전화번호 010-4459-3198 FAX -
총 연구기간 2021-04-01 ~ 2022-12-31
당해연도 연구기간 2022-01-01 ~ 2022-12-31

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금
현금 현물 소계
2차년도 256,000,000 8,540,000 76,860,000 85,400,000 341,400,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 - 본 기술은 가시광선 투과율이 높아서 내부조도가 높은 수준에서 열차단 효율이 높은 금속계 열차단 필름 및 항바이러스 필름 개발에 관한 것이다.
- Single-layer 고투과율 열차단 금속 코팅층, COVID-19, 인플루엔자 바이러스, MRSA, 폐렴균 등 항바이러스 항균 유무기 하이브리드 코팅층으로 구성된다.

- 아파트, 빌딩, 공공건물의 경우 외관, 전망 및 채광효과 때문에 창호의 비중이 증가하고 있으며, 이에 따른 에너지 손실 및 냉난방비가 증가하고 있어 고기능성 열차단 필름 등 고효율 창호시스템의 필요성이 커지고 있다.
- 기존 열차단 필름은, 금속계 및 염료형 반사필름의 경우 복층공정으로 제조하고, 가시광선 투과율이 낮아 내부가 어두워지는 문제가 있고, 세라믹계 필름의 경우 열을 흡수하여 재방사하기 때문에 에너지 절감 효과가 저하되는 문제가 있다.

- 본 기술은 밴드갭이 커서 가시광선 투과율이 높으면서 열차단 특성이 우수한 single-layer 금속계 열차단 필름으로서 기존 복층공정 열차단 필름 대비하여 저탄소공정이며, 저가생산이 가능하다.
- 바이러스와 균의 종류에 무관하게 적용할 수 있는 광범위 항바이러스 및 항균 무기 물질과 하드코팅 기능의 광학 유기 물질의 하이브리드 코팅 조성물을 개발하여 코로나19 및 팬더믹에 대처할 수 있는 필름 조성물을 개발하고자 한다.
최종목표 Single layer 구리 금속 코팅의 저탄소 제조 공정으로 60% 이상 총태양에너지차단율, 50% 이상 가시광선 투광율의 고효율 열차단 효과를 가지며, 구리 및 광촉매 나노분말 습식코팅으로 99.9% 항바이러스, 항균기능의 고기능성 필름 양산

○ 99.9% 항바이러스, 항균 기능 박막 필름 개발
○ Single layer 저탄소 박막 공정의 50% VLT 60% TSER 고효율 열차단 필름 개발
○ 항바이러스, 항균 기능과 열차단 기능을 동시에 구현할 수 있는 박막 필름 개발
연구내용 및 범위 1. 기존 multi-layer 증착공정 대비 single layer 구리 금속코팅으로 저탄소공정 고효율 열차단 필름 개발 및 항바이러스, 항균 필름 개발

○ 항바이러스, 항균 기능 박막 필름 개발
- 항바이러스 : 코로나19, 인플루엔자 바이러스를 99.9% 활성제거할 수 있는 항바이러스 조성물 개발 및 코팅방법 개발
- 항균 : MRSA, 폐렴균 등을 99.9% 제거할 수 있는 항균 조성물 개발 코팅방법 개발
- 금속화합물, 광촉매 배합 및 광학 분산제 최적화
- KTR 등 KOLAS 의뢰평가, 고려대학교 약학대학 등 실험 의뢰

○ 저탄소 박막공정의 고효율 열차단 필름
- Single layer 박막 조성물 개발 및 저탄소 공정 코팅방법 개발
- 50% 가시광선 투과율, 60% 총태양에너지 차단율, 4H 경도
- 구리계 금속 화합물 single layer sputtering 공정 및 조성 최적화
- 한글라스 등 KOLAS 의뢰 평가

○ 항바이러스, 항균 기능과 열차단 기능을 동시에 구현할 수 있는 박막 필름 개발
- 항바이러스 항균 열차단 필름 제조
- 3M 등 경쟁사 제품과 동일조건에서 열차단 효과, 광학물성 비교 측정 및 평가
- 창호성능 인증 : 에너지 효율등급 시험 (에너지기술연구원 등)
- 고효율 에너지 기자재 인증 시험(국제기술인증원)
- 테스트 베드 구축 및 실증시험 (ΔT 20℃ 이상)

○ 사업화 대상 기술의 현재 기술 수준
- TRL 6 : 열차단 항균 필름을 시제품 생산하여 실제 환경에서 시제품 데모 테스트 단계
- 인도네시아 호텔, 국내 병원 등에 데모 설치 중
- 가시광선 투과율 21%에서 태양열 취득률이 0.22로 우수함.
- 1이 최대치인 태양열 취득률이 낮을수록 열차단 효과가 우수함
- 폐렴균, 황색포도상구균 등 사람 손과 발에 제일 많이 검출되는 균에 대한 항균성능테스트 결과 99.9% 항균 입증
- 금속 코팅 필름의 Porcine Rotavirus에 대한 활성제거 시험 결과 99.9%의 바이러스 활성제거 효과를 보임
- 실생활에서 제일 많이 노출되는 암모니아에 대한 탈취성능 테스트 결과 최대 50% 탈취 입증

2. KOLAS 인증, 내구성 및 필드 테스트

○ 항바이러스, 항균 조성물의 최적 레시피 구축
○ 항바이러스, 항균 코팅 실험 및 항바이러스 항균 실험
○ Single layer 구리금속 박막 열차단 코팅
○ 박막 열차단 필름의 창호 성능 검증
○ 열차단 항바이러스, 항균 필름 제조 및 항바이러스 항균 실험
○ 양산 가능한 R2R 형태로 제작
○ 창호시스템 시제품 제작을 통한 성능평가 및 최적화 구조 개발
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
2차년도 - 선행연구 사례조사
- 목표성능 설정
- 항바이러스 조성물 개발
- 열차단 코팅 필름 샘플 제조
○ 항바이러스, 항균 필름 선행기술 조사
○ 열차단 필름 종류 및 성능 선행기술 조사
○ 항바이러스 항균 및 열차단 성능 목표성능 설정
○ 유무기 하이브리드 코팅 조성물을 통한 항바이러스, 항균 조성물 개발
○ 금속 나노 코팅을 통한 열차단 코팅필름 개발
연구성과 기술적 기대성과 - 항바이러스 항균 소재 원천기술 확보로 코로나19 이후 새로운 팬더믹 전염병에 대한 대책기술 확보 가능함.
- Single layer 구리기반 합금 코팅 및 금속, 광촉매 배합을 통한 유무기 하이브리드 필름 코팅기술 확보로 저탄소 공정 기반기술 확보 가능하며, 유무기 하이브리드 코팅 기술은 건축분야 뿐만 아니라 디스플레이, 태양전지 등의 산업파급 효과 큼
사회 경제적 파급효과 - 국내뿐만 아니라 미국, 유럽, 일본 등 세계적인 탄소중립 정책 및 에너지 효율화 정책 확대로 에너지 절감 필름시장이 급격이 증가될 것으로 예상됨. 본 기술개발을 통해 항바이러스, 고투명, 고에너지 절감의 기능성 필름의 수입 대체 및 수출 증가 효과 기대됨.
- 고기능성 창호 기반기술 관련 지재권 확보 및 에너지 절감 기술에 대한 후속사업 도출
- 고기능성 창호 기술의 상용화 촉진 및 세계시장 점유율 확대
- 코로나19 바이러스에 의한 팬더믹 사태로 막대한 경제적 손실 뿐만 아니라 주거환경, 근무환경 및 이동수단도 제한을 받고 있음. 항바이러스 항균 기능의 열차단 필름 적용으로 바이러스로부터 안전한 환경 제공 가능
- 기능성 창호 관련 산업의 고용 창출 확대
활용방안 ○ 강화되고 있는 환경 및 에너지 규제 등 탄소중립 정책에 대한 국가정책의 능동적 대응방안으로 활용
○ 그린 리모델링(공공 건물, 학교, 국공립 시설, 문화시설, 아파트 등에 에너지 고효율화) 및 코로나19 대비 안전한 창호 시스템으로 활용
○ 자동차, 철도, 공항, 조선, 스마트팜 등 에너지 고효율화 및 코로나19 대비 안전한 방역 시스템으로 활용
○ 건축물 윈도우 필름 및 자동차 썬팅필름, 광고용 윈도우 필름 등 태양열 차단 및 냉난방 효율 개선이 필요한 다양한 산업분야에 활용가능하며, 코로나19를 비롯한 팬더믹에 대비하여 안전한 공간방역 대책으로 활용
○ 투명 전도체 소재를 이용하여 디스플레이, 태양전지 등의 투명전극 분야에 활용
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 탄소중립 열차단 항바이러스 항균 박막
영문 Carbon-neutral Heat control Anti-viral Anti-bacterial Thin film
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