| 1차년도 |
친환경 셀룰로오스 방오코팅재 최적 배합비 개발 및 최적 조합 기술 개발 및 친환경 셀룰로오스 방오코팅재 스프레이 코팅 기술 개발
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- 주관연구개발기관(경상국립대학교) :● 셀룰로오스 나노피브릴을 활용한 방오 코팅재 문헌 조사 및 연구 *기존 제지, 화장품 분야에서 사용되는 셀룰로오스 코팅 기술 등 에 대한 제조 기술 고찰 *기존 기술의 문제점 및 연구동향 분석 *방오 성능 확보를 위한 코팅재 작용 메커니즘 분석 및 연구 방향 설정● 셀룰로오스 나노피브릴 방오 코팅재 배합비 분석 및 배합특성 평가 *셀룰로오스 나노피브릴 및 소수성 특성 확보를 위한 AKD 배합비 및 추가 혼화재료 분석● 셀룰로오스 나노피브릴 코팅재의 소수성능 평가 및 방오성능 평가 *개발 코팅재의 소수성능 평가 및 방오성능 평가를 위한 환경 모사 시험 실시 *자가세척 기술 확보 유무 평가 - 공동연구개발기관((주)브리콘랩) : ● 셀룰로오스 코팅재의 구조물 적용을 위한 스프레이 코팅 기술 개발 및 고찰 *셀룰로오스 코팅재의 스프레이 코팅 후 성능 평가 및 특성 분석
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| 연구성과 |
기술적 기대성과 |
● 목재의 cellulose nanofibrils 은 다공성, 기계적 강도, 반투명성 및 환경적 생분해성으로 생의학 응용분야 및 제지분야에서 활발하게 활용되고 있어 활용성이 높은 물질로 평가되고 있음● 일본의 제지 업체인 NIPPON PAPER INDUSTRIES CO., LTD.에서는 성장성 높은 셀룰로오스 나노섬유 개발에 몰두하여 2013년 셀룰로오스 나노섬유 생산을 위한 본격적인 시설로 상용화 공정을 설립하였으며, 이후 2017년에는 TEMPO 촉매 산화법에 의해 화학적으로 처리된 목재 펄프에서 3~4nm의 균일한 섬유폭으로 나노 분산된 섬유를 추출하는 기술을 개발하였음● 국내에서도 산림청 국립산림과학원에서 첨단 신소재 원료로 셀룰로오스 나노섬유의 대량생산용 파일럿 설비를 구축하여 상용화를 앞당기고 있으나 해외에 비해 생산 기술밀 적용 기술의 확대가 더딘 실정임● 건설용 셀룰로오스 섬유 코팅재 개발은 코팅재 뿐만아니라 향후 콘크리트의 충진재로 셀룰로오스 섬유를 활용할 수 있는 것으로 해외에서 보고되고 있으며, 이를 통해 기술의 확대를 앞당길 수 있을 것으로 평가됨
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| 사회 경제적 파급효과 |
● 휘발성유기화합물(VOCs) 저감 정책으로 도료의 유기용제 사용량을 줄이려는 노력이 강화되고 있는 가운데, 건축용 도료에서는 2017년 건축자재에 대한 사전적합 확인 제도가 도입된 가운데 친환경도료 판매가 빠르게 늘고 있음● 공업용 도료에서는 물을 용제로 사용하는 수계 도료, 용제를 쓰지 않는 분체도료/UV도료의 적용 분야가 확대 중이며, 이런 변화들은 도료의 고부가가치화와 R&D와 설비투자 여력을 갖춘 종합 도료사의 경쟁우위 강화를 촉발할 것으로 평가됨● 도료시장에서 원재료의 가격이 급등하고, 경쟁의 심화가 지속되고 있는 가운데서도 도료의 수요는 지속적으로 증가할 것으로 전망되고 있음.● 건축용 도료시장도 활발하게 증가하고 있는 가운데 고부가가치의 기능성 도료 개발은 산업 전반에 다양하게 활용될 수 있을 것으로 판단되며, 본 연구에서 개발된 친환경 코팅재 역시 기존 도료산업과 더불어 활발하게 이용될 경우 전체 도료 시장 확대와 건설시장에서 해양 구조물용 수요 이외의 건설 분야에서도 수요가 증가 할 듯으로 평가됨
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| 활용방안 |
○ 해양구조물의 장수명화 및 유지관리 비용 절감*전국의 항만 유지관리비는 1620억원(2020년) 수준이며, 40년 이상 경과 항만시설은 143개, 이중 50년 이상 경과 항만시설은 52개로 항만 구조물의 유지관리 비용에 대한 문제가 대두되고 있음*해양수산부에 따르면 계류시설(부두), 외곽시설(방파제, 호안 등), 임항교통시설, 건축물 등 전체 52개소가 50년 이상 된 것으로 파악하고 있으며, 유지관리에 드는 비용도 2000년대 연평균 1450억 원에서 2010년대에는 1620억 원 수준으로 약 12%가 증가한 것으로 나타났음*해양 수산부는 2020년 말까지 노후 정도, 안전성, 여건변화에 따른 이용수요 등 기술·정책적 요인을 종합적으로 판단해 약 30개의 재생사업 대상 시설물 후보를 선정하여 향후 노후항만 재생계획을 마련할 계획임*이와 관련하여, 콘크리트 및 강재의 내구성능 향상은 현재 보수 및 보강이 예정되어 있는 항만시설물이 향후 재보수 시기를 늦출 수 있을 것으로 판단하며, 본 연구개발을 통해 개발된 코팅재료는 콘크리트뿐만 아니라 강재 시설물에 적용할 경우 시설물의 장 수명화를 이룰 것으로 평가됨○ 정부의 대규모 해상풍력 단지 조성*정부가 마련한 제3차 추가경정예산에서 ‘그린뉴딜’ 관련 예산은 4,639억원이 편성되었으며, 이중 해상풍력 부문에는 △해상풍력 인프라 기술 개발 등 160억원 △대규모 해상풍력 단지 개발 지원 35억원 등이 편성되어 최근 친환경 발전에 대한 수요 증가로 인한 대규모 해상풍력 단지 조성이 예고되고 있음*유럽, 중국을 중심으로 19년말 기준 29.1GW의 해상풍력 발전기가 설치되어 있으며 해상풍력의 증가율은 연간 28.7%인 것으로 나타나 세계적으로 해상풍력에 대한 발전 점유율이 향상될 것으로 전망되고 있음*해상풍력은 빠른 성장성으로 재생에너지 중 높은 비중을 차지할 것으로 예상되며 제조업(조선, 기계, 철강)·건설업과 연계성이 크고 고용 유발효과가 커 지역경제 활성화에도 긍정적인 것으로 평가되고 있음*해상풍력발전은 육상과 다르게 조류 및 파랑, 염해에 노출되어 환경적 요인에 의한 성능저하 방지 방안이 마련되어야함. 특히 해양환경에 노출된 풍력 발전 구조물의 수명은 해상 풍력발전의 특성상 육지보다 낮은 것으로 나타나 이에 대한 대비책이 필요함*기존의 해양구조물은 도료 등을 이용하여 장수명화에 대한 목표를 만족시키고 있으나, 도료로 인한 해양오염이 중요한 문제로 대두되고 있어 친환경 도료에 대한 수요가 확대되고 있음*따라서 본 연구에서 개발되는 친환경 셀룰로오스 코팅재의 내구성 및 방오성능이 확보될 경우 해양구조물에 적용하여 구조물 수명 증가 및 유지보수비용 절감이 가능할 것으로 판단됨
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