셀룰로스 나노섬유소재 산업화센터

사례연도 2025

기업요구사항 자동차 내장재 분야의 바이오소재 적용 확대와 환경규제 강화에 대응하기 위해 대체 소재 확보가 필요함. 또한 TPU의 낮은 경도로 인한 내장재 필름의 찍힘 문제를 개선하고, TPU/CNF 복합필름 상용화를 위한 소재 물성 데이터베이스 구축이 요구됨.

지원내용 TPU 수지에 CNF를 함량별(0.5~3.0%)로 복합화하여 필름 시제품을 제조하고, 인장강도·경도·신율 등 주요 물성을 평가함. CNF 함량에 따른 물성 데이터베이스를 구축하고, 차량 내장재용 TPU/CNF 복합필름의 최적 조성 및 적용 가능성을 검토함.

주요성과 경도 최대 77 Shore A와 신율 820~910%를 동시에 확보한 TPU/CNF 복합필름을 개발하여 내장재 필름의 찍힘 문제를 개선함. CNF 함량별 물성 데이터베이스를 구축하고 차량 내장재용 복합필름의 사업화 기반을 확보하였으며, 2025년 관련 매출 3.2억 원을 달성함.

사례연도 2025

기업요구사항 탄소중립 및 친환경 소재 전환 요구에 대응하기 위해 바이오 기반 플라스틱의 산업 적용 확대가 필요함. 그러나 바이오 플라스틱은 석유화학계 플라스틱보다 기계적 물성이 낮고, CNF의 응집으로 인해 수지 내 균일한 분산이 어려워 이를 개선할 수 있는 고분산 마스터배치 제조기술이 요구됨.

지원내용 Bio-PE 복합화에 적합한 CNF 전처리 및 제조기술을 개발하고, 스크류 구성과 공정조건 최적화를 통해 Bio-PE 수지 내 CNF 분산성을 향상함. CNF 함량별 고분산 마스터배치와 복합소재를 제조하고, 인장강도 및 충격강도 등 주요 물성을 평가하여 최적 조성과 산업 적용 가능성을 검토함.

주요성과 CNF 고분산 마스터배치 제조 및 Bio-PE/CNF 복합소재 생산기술을 확보함. CNF 함량별 물성평가 결과, 기존 바이오 수지 대비 인장강도 최대 14.8%, 충격강도 최대 33.9% 향상을 달성하였으며, 고기능성 바이오 플라스틱의 산업 적용 기반을 구축하고 2025년 관련 매출 5천만 원을 달성함.

사례연도 2025

기업요구사항 자동차 비배기계 마모 분진에 대한 환경규제 강화에 대응하기 위해 차량용 방진고무의 친환경 소재 전환과 석유화학계 보강재인 카본블랙 사용량 저감이 필요함. 카본블랙을 대체하면서도 기존 양산품 수준의 기계적 물성, 진동 절연성 및 내구성을 확보할 수 있는 친환경 고무 복합소재 제조기술이 요구됨.

지원내용 CNF와 천연고무 라텍스의 수계 복합화를 통해 CNF 함량별 친환경 고무 마스터배치를 제조하고, 고무 배합 및 성형공정을 지원함. CNF 적용 차량용 방진고무 시제품을 제작하여 기계적 물성과 정특성·동특성·내구성을 평가하고, 카본블랙 저감 가능성과 기존 양산품 대체 가능성을 검토함.

주요성과 CNF/천연고무 라텍스 수계 복합화 기반의 친환경 고무 마스터배치 제조기술을 확보함. 카본블랙 사용량을 74.5% 저감한 차량용 방진고무를 제작하였으며, 평가 결과 기존 양산품과 동등 이상의 물성, 정특성·동특성 및 내구성을 확보함. 친환경 방진고무 부품의 사업화 기반을 마련하여 2026년 예상매출 3억 원을 확보함.

사례연도 2025

기업요구사항 콘크리트 블록 제조공정의 에너지 사용과 탄소배출을 저감하기 위해 양생기간 단축이 필요함. 그러나 보도용 콘크리트 블록은 휨강도가 취약하여 양생기간 단축에 한계가 있으므로, CNF를 보강재로 적용해 휨강도와 제품 성능을 향상하는 기술이 요구됨.

지원내용 CNF 함량별 콘크리트 배합과 혼합조건을 검토하고, CNF 강화 보도용 콘크리트 블록 시제품의 생산을 지원함. 동일한 양생조건에서 CNF 첨가량에 따른 휨강도를 비교·평가하여 최적 배합조건과 양생기간 단축 가능성을 검토함.

주요성과 CNF 강화 보도용 콘크리트 블록 시제품을 개발하고, 동일한 양생조건에서 기존 제품 대비 휨강도가 최대 149% 향상되는 것을 확인함. 이를 통해 양생기간 단축과 제조공정의 에너지 절감 및 탄소배출 저감 가능성을 확보하였으며, 2025년 관련 매출 1.2억 원을 달성함.

사례연도 2025

기업요구사항 SAP 기반 아이스팩의 환경오염 문제와 폐기물 관리정책에 따른 사용 제한에 대응하기 위해 친환경 대체 소재 개발이 필요함. 기존 물 아이스팩의 낮은 보냉 성능을 개선하면서 생분해성, 안전성 및 구조 안정성을 확보할 수 있는 고성능 친환경 아이스팩 소재가 요구됨.

지원내용 식물 유래 나노셀룰로스의 높은 수분 보유력과 구조 안정성을 활용하여 CNF 함량 및 첨가제 조성별 친환경 아이스팩 시제품을 제작함. 보냉 지속성과 생분해도를 평가하고, 기존 물 아이스팩 및 SAP 기반 제품과의 성능을 비교하여 최적 조성과 제품 적용 가능성을 검토함.

주요성과 SAP 대비 우수한 보냉 지속성 및 구조 안정성을 갖춘 나노셀룰로스 아이스팩을 개발함. KS I ISO 7827:1994 시험방법에 따라 생분해도 96.3%를 확보하여 적합성 기준인 70%를 충족하였으며, 화학적 첨가물을 최소화한 친환경 아이스팩의 사업화 기반을 구축하고 2025년 관련 매출 6억 원을 달성함.