한국섬유기계융합연구원
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소재혁신연구본부

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소재혁신 연구본부

소재혁신 연구본부에서는 다양한 복합재 및 섬유신소재 관련 중소·중견기업의 기술 경쟁력 강화와
국내 제조업 발전을 위해 복합재 융합기술과 천연 섬유 신소재 응용기술을 중점 연구분야로 선정하고,
수요 지향적 R&D 및 실용화, 미래 원천기술 확보를 통해 우리 산업의 체력을 강화하고 있습니다.
이를 위해 복합소재 연구센터와 그린소재 연구센터를 운영하고 있습니다.

복합소재 연구센터

복합재 기술과 이를 응용한 다양한 제품 생산기술 융합을 통해 원천기술을 연구하고, 복합재 관련 기술 개발·지원에 주력함으로써 중소 · 중견기업의 기술 경쟁력과 선진화된 생산시스템 적용을 위해 노력하고 있습니다.

주요 업무

기능성 탄소재료

  • 저가형 탄소섬유 개발
  • 활성탄소섬유 소재 및 필터 개발
  • 리튬전지 음극재 및 연료전지 촉매 개발
  • 나노 탄소재 개발 및 응용

섬유기계 분야

  • 제직/제직준비기 공정최적화 기술개발
  • 섬유가공 설계 및 분석평가 기술 개발
  • 보강사(RFY) 제조시스템 공정제어 개발
  • 3T(Temp. Tension, Time) 최적설계를 통한 산업용 섬유기계 개발

섬유 및 고분자 복합재료 성형 장비 및 평가

  • 고분자 복합재료 성형, 가공 장비 개발 및 기술 자문
  • 고신뢰성 전자기파 차폐형 고분자 복합재료 개발
  • 개인 방호용 (Personal Protective Equipment, PPE) 복합재 성형 기술 개발
  • 섬유-매트릭스 접착계면 (Interfacial bonding) 향상 기술 개발
  • 섬유 및 고분자 복합재료의 물리적 특성 및 기계적∙열적 성능평가

복합재료 제조 설계 해석 및 성능평가

  • 복합재료, 제조 장비의 구조 및 성형 해석
  • 경량화 재료, 장비의 특성 분석 및 성능 평가
  • CFRP 적층 패턴에 따른 PCM 성형 해석
  • AFP(Automated Fiber Placement) Head 공정 설계

대표 연구 성과

저가형 탄소섬유 개발 및 양산화

개발내용 및 특징

  • 최근 자동차용 복합소재의 적용확대로 저가형 수요 폭발적 증가
  • 범용 자동차용 등은 우주, 항공산업에서 요구하는 고강도를 요구하지 않음
  • 자동차에 적용 가능한 가격이 최대의 요구사항
  • 목표 : 인장강도 2.0 Gpa 이상, 가격 : 12$/Kg 이하
▲ 피치계 탄소섬유

기대 효과

  • 스포츠/레저, 선박, 풍력, 전기/전자, 토목/건축, 철도/차량용 복합소재 적용
  • 기존 유리섬유 대체 경량화 제품 신산업 창출
  • 특히 경량화가 필요한 자동차 부품 산업의 폭발적인 성장 동력

저가형 탄소섬유 개발 및 양산화

개발내용 및 특징

  • 복합재 물성 평가, 복합재 구조성능 평가 분석
  • 구조해석을 통한 복합재 구조물 성능 예측
  • 복합재 구조 파손모드 / 피로 수명 예측
▲ 복합재 물성평가, 피로특성/파손모드 분석

기대 효과

  • 탄소섬유 복합소재 핵심 부품 국산화 개발 및 기술 선도
  • 복합소재 관련 핵심 소재, 공정, 장비 산업의 토털 솔류션 제공
  • 미래 신산업 창출 및 국가의 기술경쟁력 확보

그린소재 연구센터

산업현장에서 필요로 하는 섬유신소재 및 바이오소재 관련 기술 융합을 연구하고, 이를 산업현장에 적용시키는 원천기술 확보를 위해 노력하고 있으며, 정부부처 및 각 지자체와 협력하여 국가경쟁력 강화와 제조산업의 성장 동력을 발굴하고 새로운 매래를 먼저 준비하는 분야입니다.

주요 업무

섬유 나노화 기술

  • 바이오매스 유래 셀룰로오스 섬유 제조 기술
  • 증해 공정 기반 셀룰로오스 섬유 리그닌 분리 기술
  • 전처리 공정 등을 통한 셀룰로오스 섬유 나노화 기술

친환경 경량복합소재화 기술

  • 셀룰로오스 나노섬유 소수화 표면개질 기술
  • 열가소성고분자/천연섬유 압출 및 사출성형 공정 기술
  • CNF-FRP / CNF prepreg 제작 기술
  • 수분산 CNF 이용 접착제, 잉크, 화장품 등 제조 기술

3D프린팅 분야

  • 광경화성 세라믹 레진 제조 기술 (HA, Zirconia, Alumina 등)
  • 세라믹 입자의 분산성 개선 연구
  • 고점도 세라믹 레진 제조 및 제어 기술
  • 소재 별 광중합 방식 3DP 시스템 최적화 연구

기타섬유 분야

  • 공기순환기, 차량용 필터섬유 제품 개발
  • 농부산물 이용 항균성 코팅/흡착 기술 개발
  • 방탄 방검용 섬유 제품 개발
  • Melt Electrospinning
  • 시제품 특성 분석 및 성능 평가

대표 연구 성과

비목질계 바이오매스 기반 셀룰로오스 나노섬유(Cellulose Nanofiber, CNF) 제조 기술

보유 기술 셀룰로오스 섬유 전처리 및 셀룰로오스 나노섬유 제조, 표면개질 등 기술 보유

  • 연구원 보유 증해장비를 이용한 비목질계 셀룰로오스 섬유, 리그닌 분리기술
  • 수분산 CNF를 이용한 종이, 화장품, 잉크 등의 제조 기술
  • 소수성 CNF 표면 개질 기술 및 고분자와 컴파운딩, 사출기술
  • CNF 시트제작 및 CNF-FRP / CNF Prepreg 제작기술 등

보유 역량 셀룰로오스 나노섬유 관련 국책사업 및 지자체 추경 지원 사업을 통해 제조 설비 구축 및 시제품 제작 다수 진행

  • 관련사업 1) 2019 경북도·경산시 추경사업 : CNF 제조공정 최적화 및 이를 이용한 친환경 고강도·경량 복합재 개발 및 개발된 복합재를 적용한 다목적 초소형 전기차 제조에 관한 사업)
  • 관련사업 2) 2020 소재부품기술개발사업 : 목질계/비목질계 바이오매스 유래 셀룰로오스의 저비용 나노섬유화 기술 및 최적 표면 개질 기술 개발을 통한 자동차 내장재용 복합소재 적용)
  • 관련사업 3) 2019 TIPS 기술창업 지원사업 : 벼 유래 유기성 폐기물인 왕겨를 이용한 CNF 제조 및 이를 이용한 고강도, 경량 친환경 바이오플라스틱 개발 사업)

다수의 셀룰로오스/복합소재 연구 및 특허 보유

  • 관련 특허 출원(4건) 및 등록(4건)
  • 국내 학술대회 발표
  • 전시회 참가 → 2019 부산국제산업용 섬유소재 전시회, 2019 대한민국 산업기술 R&D 대전, 2020 일본 동경 Nanotech
세라믹 3D 프린팅 기술 적용 환자맞춤형 의료기기 개발 기술

보유 기술 광중합 방식(DLP) 3D프린팅 기술 기반 광경화성 레진 제조 기술

  • 골 이식재(두개골, 치밀골 등) 적용을 위한 세라믹 적용 광경화성 레진 제조 및 점도 제어 기술
  • HA(Hydroxyapatite), Zirconia, BCP(Biphasic calcium phosphate), Alumina 등
  • 소재 별 광중합방식 3D프린팅 출력 및 소결 조건 최적화

용융 적층 방식(FDM) 3D프린팅 기술 기반 광경화성 레진 제조 기술

  • 압출 성형 공정을 적용한 의료용 고분자 / 생체적합성 세라믹 소재의 하이브리드화 기술
  • 하이브리드 소재의 FDM 3D프린팅 기술 적용을 위한 출력 조건 최적화
  • 출력물의 다양한 물리적·화학적 평가 및 분석

다수의 광경화성 세라믹 레진 제조 특허 및 기술이전 실적 보유

  • 관련 특허 출원(3건) 및 등록(1건)
  • 기술이전 실적 (1건)
기타 섬유소재 관련 개발 기술

관련 과제 이력

  • 과수전정지 재활용을 통한 기능성 공기순환기 및 차량용 필터섬유 제품 개발
  • 집진율 85% 이상의 클린 에어필터 개발 및 농부산물을 이용한 항균성 코팅/흡착 기술 개발
  • 자가응답형 유체를 이용한 경량화 유연 방탄 방검용 섬유 제품 개발
  • Melt Electrospinning 연속 생산공정 구축을 통한 흡수성 PLLA 나노섬유 인공경막 제품 개발 등
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또는 Tel (053)-819-3124(3163) 으로 문의 바랍니다.