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과제현황 목록

과제기본정보

나노 복합소재 기술을 이용한 저독-난연성 구조용 Cross Laminated Timber 제조기술 개발2년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 국토교통기술촉진연구사업 과제번호 18CTAP-C133412-02
국가과학표준분류 1순위 건설 교통 | 건설시공 재료 | 친환경 재생건설재료 적용분야 제조업(목재, 종이 및 인쇄)
2순위 건설 교통 | 건설시공 재료 | 건설구조재료 실용화대상여부 실용화
3순위 농림수산식품 | 임산공학 | 목질 복합재료 과제유형 기초
과제명 나노 복합소재 기술을 이용한 저독-난연성 구조용 Cross Laminated Timber 제조기술 개발
주관연구기관 서울대학교산학협력단
총괄연구 책임자 성명 박지원
소속 서울대학교산학협력단 직위 연구조교수
전화번호 02-880-9083 FAX 02-887-2662
총 연구기간 2017-06-26 ~ 2018-12-31
당해연도 연구기간 2018-01-01 ~ 2018-12-31

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금
현금 현물 소계
2차년도 220,000,000 0 0 0 220,000,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 INC 복합재료 기술을 활용한 저독/난연성의 CLT 제조 기술 개발

- 현재 성장하는 CLT 산업의 부가 가치를 창출하고, 동시에 기존 난연소재 기술의 패러다임을 바꾸기 위한 핵심 원천 기술 연구.

- 나노 기술과 유무기 하이브리드 소재 기술을 접목하여, 새로운 원천 소재와 이를 적용한 고성능의 CLT 제조 기술 확보

- 기술의 시장 확대와 경쟁력제고를 위하여 지속적 성능 평가 tracking (연소 특성 및 독성 특성 기반)

- 신규 물질군 확보 -> 복합재료화 기술 확보 -> 소재 Sheet화 기술 확보 -> 신규 CLT 제조 기술 확보의 전과정 적인 기술 확보
최종목표 Intumescent/Nano-clay (INC) 복합재료 기술을 활용한 저독/난연성의 CLT 제조 기술 개발 및 CLT 구조체의 연소 특성 tracking 시스템 연구

- 고분산성의 Intumescent 입자 설계 및 복합재료화 기술 개발
- Nano-clay 고분산화 연구 및 복합재료화 기술 개발
- INC 복합재료 제조 기술 개발
- INC 복합재료 기반 Sheet 제조 기술 개발
- INC Sheet를 활용한 CLT 제조 공정 기술 개발
- 난연 CLT의 연소 특성 및 독성 특성에 대한 DB 개발
연구내용 및 범위 ● INC 복합재료 관련 특허 및 논문
: 새로운 구조 (Intumescent 와 nano-clay의 하이브리드 복합재료) 및 신규 물질 (새로운 유무기 필러 시스템) 을 적용한 복합재료 의 SCI급 논문 및 신규 특허 확보 예정
● INC 복합재료를 적용한 CLT 구조체 관련 특허 및 논문
: INC를 적용하여 구성한 다층 구조의 CLT에 대한 제조 방법과 구조적 특징을 기반으로, SCI급 논문 및 특허 확보 예정
● 신규 CLT 구조 기반의 연소특성 및 독성 특성에 대한 성능 평가 결과와 각 성능에 대한 trade-off를 확인 할 수 있는 데이터 베이스
: 기존의 난연소재에서 벗어난 신규 물질을 적용하였기 때문에, 공정적인 이슈 및 소재 modify 이슈에 따른 독성-연소물에 대한 성능적 수준을 제안해야 하며, 난연성능의 변화를 함께 평가하여 각 성능간의 trade-off관계를 DB로 구축하고자 함.

1차 연도

① 개발 목표

- 주관연구기관
1) 선행연구 사례조사
- 기존 CLT에 사용되고 있는 접착제에 대한 특성 조사
- 기존 CLT용 접착제로 제조된 CLT의 내화성 및 독성 가스 조사
- EVA, Intumescent agent 및 Clay를 이용한 복합 재료와 연구 조사

2) 다층 구조형 CLT 제작 및 특징 분석
- 기존 구조를 기반으로 한 기초 CLT 구조체 제조

3) INC 복합재료 연구 수행
- Intumescent 시스템 개발
- Nano-clay 고분산성 복합재료 연구
- INC 복합재료 마스터 배치 연구

- 공동연구기관
1) 선행연구 사례조사
- 다층 벽체 구조의 화재 확산 평가 사례 조사
- 화재 환경에서의 고분자 열화 특성 평가 사례 조사
- 목재 벽체의 화재확산 특성 평가 사례 조사

2) 실물 벽체 실험 기초 수행 평가
- CLT 화재 평가를 위한 수직 가열로 실험 조건 평가
- 탄화 특성 및 독성 평가를 위한 콘칼로리미터 시험 수행

- 위탁연구기관
1) 선행연구 사례조사
- Intumescent 의 핵심소재별 modify 관련 연구 조사
- Clay 표면 기능화 쳐리 연구 사례 조사

2) Intumescent Modified 고분자 재료 개발
- 압출 공정을 활용한 고분자 branching 기술 연구
- Agent 개질형 무기입자 구조 설계

2차 연도

① 개발 목표

- 주관연구기관
1) INC 복합재료기반 Sheet 제조 기술 개발
- 나노 복합 접착 sheet 제조를 위한 최적 조건 모색
2) INC 복합재료를 활용한 신규 CLT 구조체 디자인 설계
- 나노 복합 접착층을 이용한 CLT 제작을 위한 다층 레이어 설계 기술 개발 및 최적 조건 도출
3) INC 복합재료를 활용한 신규 CLT 구조체 내화성 및 독성 가스 분석
- 나노 복합 접착층을 이용한 CLT의 내화성 및 독성 가스 분석

- 공동연구기관
1) 실물 벽체 실험 및 성능 지표 제시
- 다층 구조형 벽체의 연소 특성 평가 및 성능 지표 제시
2) 탄화 구조체 분석 및 구조 안정성 평가
- 탄화물 구조 분석 및 안정성 검증 평가

- 위탁연구기관
1) Modified 구조체의 성능 평가 및 분산성 연구
- 혼용조건 탐색 및 조건에 따른 물성 변화 평가
- Sheet 상에 적용하기 위한 고분자 안정성 연구
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
2차년도 - 주관연구기관
1) 선행연구 사례조사
2) 다층 구조형 CLT 제작 및 특징 분석
3) INC 복합재료 연구 수행

- 공동연구기관
1) 선행연구 사례조사
2) 실물 벽체 실험 기초 수행 평가

- 위탁연구기관
1) 선행연구 사례조사
2) Intumescent Modified 고분자 재료 개발
- 주관연구기관
- 기존 CLT에 사용되고 있는 접착제에 대한 특성 조사
- 기존 CLT용 접착제로 제조된 CLT의 내화성 및 독성 가스 조사
- EVA, Intumescent agent 및 Clay를 이용한 복합 재료와 연구 조사
- 기존 구조를 기반으로 한 기초 CLT 구조체 제조
- Intumescent 시스템 개발
- Nano-clay 고분산성 복합재료 연구
- INC 복합재료 마스터 배치 연구

- 공동연구기관
- 다층 벽체 구조의 화재 확산 평가 사례 조사
- 화재 환경에서의 고분자 열화 특성 평가 사례 조사
- 목재 벽체의 화재확산 특성 평가 사례 조사
- CLT 화재 평가를 위한 수직 가열로 실험 조건 평가
- 탄화 특성 및 독성 평가를 위한 콘칼로리미터 시험 수행

- 위탁연구기관
- Intumescent 의 핵심소재별 modify 관련 연구 조사
- Clay 표면 기능화 쳐리 연구 사례 조사
- 압출 공정을 활용한 고분자 branching 기술 연구
- Agent 개질형 무기입자 구조 설계
연구성과 기술적 기대성과 기술적 측면
: 대상기술은 복합 소재의 개발 및 화재안전성에 대한 기술적 평가를 통한 검증을 통하여 직접적인 산업 적용이 가능한 기술이다. 본 연구 사업을 통한 해당 기술의 개발은 원천 기술을 국가가 확보함으로서 이를 필요로 하는 기업에 대한 이용을 자유롭게 함으로서 관련 국내 기업들의 자유로운 기술 이전, 개별기업의 관련 기술 중복 개발을 통한 경제적 손실 방지 및 소재개발을 통한 관련분야의 국가 경쟁력 확보가 가능한 기술로 평가하고 있다.
사회 경제적 파급효과 경제적?산업적 측면
: 대상 기술은 기존의 고분자 소재의 경우 난연 성능과 기계적 물성을 확보하기 위한 재료들을 동시에 포함한 형태의 난연과 기계적 물성을 동시에 보유하는 형태의 재료만을 적용하는 형태로서 공정의 단순화 및 재료사용의 저감을 통한 경제성이 확보 가능한 형태의 기술로 예상된다. 또한 대상 기술을 통한 개발된 소재의 경우 첨가 재료의 안전성으로 인하여 재활용 시장의 증대를 도모 가능하며 이는 한정된 소재의 재사용을 통한 에너지 절감의 효과도 확보 가능하다.

사회적 측면
: 개발 대상 기술의 경우 현재 미국과 유럽 등 기술선진국들에서 동시에 개발 중인 기술로서 그들의 기술개발이 완료될 경우 향후 ROHS 등의 규제 강화를 통한 기술무역장벽의 생성 가능성이 높다. 국가주도의 조속한 기술개발과 학술지 발표, 지식재산권 확보 등을 통하여 향후 예상 가능한 장애요소를 원천적으로 차단할 필요가 있다. 본 연구가 성공적으로 완료될 경우 우수한 성능의 고분자 복합소재 개발을 통한 건축재료 시장의 신규 소재시장을 우선적으로 확보함으로서 관련 국내시장의 선점과 해외시장 개척에 있어서 독자기술을 통한 수출시 로열티 및 국제 기술 특허 분쟁 문제 소지를 원천적으로 차단 가능하다.
활용방안 기술 보급 확대를 위한 산학연 협력 연구 체계 추진
- 산학 협력 프로그램 추진
- 소재기술의 강화를 위한 연구기관 협업 추진
- 국제 특허 출원 및 국제적 경쟁력 검토

국외 주요 목구조활용 그룹들과의 교류를 통한 기술의 국외 선전
- 국제 학술 대회 참여
- 일본 건축/화재 연구 그룹과의 협업 추진

연구 역량 강화를 위한 다양한 응용연구방안 설립
- 소재 중심의 원천 기술 확보 연구 제안
- 사회적 이슈 해결을 위한 응용 연구로의 발전 제안
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 교호 집성목 내화성 무독성 나노복합재료 다층 레이어
영문 Cross Laminated Timber (CLT) Fire resistance Non Toxic Nano Composites Multi-layers
최종보고서
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