사업화 유망기술

혼합 폐플라스틱을 포함하는 그래핀 복합소재의 제조방법

혼합 폐플라스틱을 포함하는 그래핀 복합소재의 제조방법

그래핀과 혼합하여 인장강도 등 기계적 물성이 향상되고 열전도도 등 기능적 특성을 갖는 복합소재 제조를 통해 소재 업사이클링과 고부가가치 부품 상용화에 필요한 요소기술 개발

보유기관 : 한국생산기술연구원       거래조건 : 협의 후 결정

기술개요

그래핀과 혼합하여 인장강도 등 기계적 물성이 향상되고 열전도도 등 기능적 특성을 갖는 복합소재 제조를 통해 소재 업사이클링과 고부가가치 부품 상용화에 필요한 요소기술 개발

특허정보

특허명 특허번호 특허명세서
혼합 폐플라스틱을 포함하는 그래핀 복합소재의 제조방법 10-2020-0176121
다종 폐플라스틱을 포함하는 복합소재의 제조방법 10-2020-0176120

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

- 그래핀과 혼합하여 인장강도 등 기계적 물성이 향상되고 열전도도 등 기능적 특성을 갖는 복합소재 제조를 통해 소재 업사이클링과 고부가가치 부품 상용화에 필요한 요소기술 개발

- 국내 폐플라스틱 재활용 활성화 및 시장의 경쟁력을 회복할 수 있는 방안마련

- 폐플라스틱 물성 분석, 복합재 제조공정 개발 및 고부가가치화 부품 개발

기존 기술의 문제점

- 버려진 포장재나 폐플라스틱은 저급 플라스틱 제품으로 일부 재활용 되거나 소각 또는 매립으로 폐기 처분

- 활용재 및 그 적용제품에 대한 신뢰도가 낮아 판매 가격의 인하 요인이 발생하며, 결과적으로 재활용 원료인 스크랩 및 폐기물의 확보 가격 대비 낮은 판매 단가로 인하여 산업적 경쟁력의 악화 및 재활용 산업의 활성화 저해로 이어지는 악순환이 반복됨

특징

- 폐소재자원에 대해 고부가가치를 창출할수 있는 소재기반 신기술을 부가함으로써 기존의 성상과는 전혀 다르거나 다기능·복합화된 고부가가치 소재로 재탄생

- 자원순환고리를 강화함으로써 자원고갈을억제하고 에너지 및 공해물질의 배출을 저감하는 친환경적 기술

주요도면

적용분야

- 폐비닐의 재활용과 이를 통한 플라스틱 원료 물질인 재생 펠렛의 생산, 재생 펠렛을 이용한 고부가가치 재활용제품 생산 및 상용화 실행

- 기존 재활용소재를 적용하여 개발한 제품들을 우수한 물성으로 대체하고 고부가가치 제품에 적용할 수 있는 펠렛 제조를 하여 성형부품을 개발하거나 수출을 통한 가치창출 가능

- 공공 선별장에 반입되는 다양한 성상에 따른 선별부터 재생원료화 공정까지를 현재의 시설 기준에 적용 및 보완 운영 가능한 설비 및 공정 실증 가능

- 자동차, 건축/토목, 전자부품 등 다양한 분야에 적용 가능한 원천기술 선점

시장동향

- 중국발 폐기물 이슈에 따라 국내 수도권 등 폐비닐 수거중단 문제가 발생하였으며, 유관기관 합동 대응을 위한 생산부터 재활용까지 각 순환단계별 종합적인 개선 대책을 수립, 발표하였음. (2018년 정부의 재활용 폐기물 관리 종합대책)

- 범정부 차원에서 2030년까지 재활용 비율 70% 목표로 단계적으로 높인다는 계획을 발표하였음. 이에 따라 재활용 비율을 높일 수 있는 방안 제시가 필요한 상황

폐플라스틱 연간발생량과 폐플라스틱 처리방법별 구성비율

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