출품기술

[재료/화학] 방사선 기술을 이용한 나노셀룰로오스 제조 기술

방사선 조사를 이용한 나노셀룰로오스 제조 기술

본 기술은 방사선을 조사를 이용한 나노셀룰로오스의 제조 기술로, 추출에 필요한 시간과 수율을 크게 향상시킴

보유기관 : 한국원자력연구원       거래조건 : 협의 후 결정

기술개요

본 기술은 방사선 조사를 이용한 나노셀룰로오스의 제조 기술로, 추출에 필요한 시간과 수율을 크게 향상시킴

특허정보

특허명 특허번호 특허명세서
방향족 화합물을 포함하는 나노셀룰로오스 제조 및 이를 통한 유무기복합체 제조방법 10-1751349
나노셀룰로오스의 제조방법 10-1725078
나노셀룰로오스의 제조방법 10-1725079
나노셀룰로오스의 제조방법 10-1702576
나노셀룰로오스제조및추출장치 10-1690475
금속나노입자를 포함하는 나노셀룰로오스계 복합체 10-1688949
나노셀룰로오스의 제조방법 10-1686550
나노셀룰로오스의 제조방법 10-1686551
나노셀룰로오스를 포함하는 하이드로겔 복합재 및 이의 제조방법 10-1677979
전자선 조사와 카르복시메틸화반응을 이용한 셀룰로오스 나노섬유의 제조방법 10-1912736

기술완성도

TRL01

기초 이론/
실험

  • 연구과제 탐색 및 기회 발굴 단계
TRL02

실용 목적의 아이디어/
특허 등 개념 정립

  • 실용 목적의 아이디어, 특허 등 개념 정립
TRL03

연구실 규모의
성능 검증

  • 연구실/실험실 규모의 환경에서 기본 성능이 검증될 수 있는 단계
  • 개발하려는 시스템/부품의 기본 설계도면을 확보하는 단계
  • 모델링/설계기술 확보
TRL04

연구실 규모의
부품/시스템 성능평가

  • 연구실 규모의 부품/시스템 성능 평가가 완료된 단계
  • 실용화를 위한 핵심요소기술 확보
TRL05

시제품 제작/
성능평가

  • 개발한 부품/시스템의 시작품(Prototype) 제작 및 성능 평가
  • 경제성(생산성)을 고려하지 않고, 우수한 시작품을 1개~수개 미만으로 개발
TRL06

Pilot 단계 시작품
성능 평가

  • 경제성(생산성)을 고려한, 파일로트 규모의 시작품 제작 및 평가
  • 시작품 성능평가
TRL07

Pilot 단계 시작품
신뢰성 평가

  • 시작품의 신뢰성 평가
  • 실제 환경(수요기업)에서 성능 검증이 이루어지는 단계
TRL08

시작품 인증/
표준화

  • 일부 시제품의 인증 및 인허가 취득 단계
    - 조선 기자재의 경우 선급기관 인증, 의약품의 경우 식약청의 품목 허가 등
TRL09

사업화

  • 본격적인 양산 및 사업화 단계

기술개요

- 본 기술은 방사선 조사를 이용한 나노셀룰로오스의 제조 기술로, 추출에 필요한 시간과 수율을 크게 향상시킴
*나노셀룰로오스 추출시간 : 75% 감소 / 나노셀룰로오스 수율 : 16% 향상
*나노셀룰로오스 :식물 세포벽을 이루는 셀룰로오스를 100nm로 쪼갰을 때 나오는 물질

- 전자선 전처리를 통해 그라인딩 공정 효율과, 경제성을 향상시켰으며, 간단한 방법으로 나노셀룰로오스의 직선 구조를 개선하여 나노입자로의 제조가 가능함

- 제지 산업의 경우, 기존 공정에 적용이 가능하여 종이의 품질을 높일 수 있으며, 화학적 처리를 하지 않아 친환경적임

대표도면

[전자선 조사량과 가수분해 시간에 따른 평균 입도분포(좌)와 추출시간 비교(우)]

기존기술 대비 개선점

- 낮은 전자선 조사로 나노셀룰로오스를 취득하기 위한 최적의 조건 달성 (기존대비 시간 단축 및 수율 향상 확인)

- 공정 시간 단축과 원가 절감, 생산성 향상으로 경제성 향상 (기존대비 생산 비용절감 확인)

- 용액상 분산성이 우수하고, 충분한 기공을 확보하여 활용도가 높음

기술 구현 내용

다음과 같은 과정을 통해 나노셀룰로오스 섬유 제조

- 1단계 : 펄프를 물에 2% 농도로 분산
- 2단계 : 그라인더를 이용하여 펄프 현탁액 분쇄
- 3단계 : 현탁액으로부터 나노셀룰로오스 섬유 취득

기술도입 기대효과

- 친환경 재료를 이용한 기존 제품의 효율 향상 및 기업이미지 제고

- 다소 저조한 국내 나노셀룰로오스 시장 선점 기대

- 차세대 신소재 제품의 생산능력 보유 및 미, 일 등과 같은 선진국과의 교류

시장동향

- 세계가 나노 셀룰로오스의 가능성에 주목하고 있어 향후 나노 셀룰로오스의 활용에 관한 연구가 더욱더 활발히 진행될 예정

- 2016년 전 세계 셀룰로오스 섬유 시장 규모는 206억 1천만 달러로 평가되었으며 꾸준히 성장세를 유지하고 있음

- CNF의 국내 시판 가격은 Kg당 18,000원으로 현재 대량생산을 위한 인프라 구축이 활발히 진행되고 있으며, 대량생산 시설이 확충될 경우 단가 절감과 함께 다양한 산업군에서 요구될 것으로 기대됨

- 기능성 첨가제부터, 화장품, 도료 등 기존 첨가제에 없는 결정구조능력이 있어 다양하게 활용이 가능할 것으로 기대

[나노셀룰로오스 시장 잠재력(좌) 및 적용 시장별 시장 규모(우)]

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