고성능 폴리올레핀계 나노하이브리드 제조기술 개발로 국가연구개발 우수성과 100선 성과패 수상_2010.12.6
3 _ 기초소재부터 신재생에너지까지 R&D성과 확산2
세계 최초 플라스틱 마이크로니들 성형기술 개발
2007년 연구소는 세계 최초로 플라스틱 마이크로니들 성형기술을 개발하는 데 성공하였다. 이로써 호남석유화학은 금속이나 실리콘을 이용한 기존 마이크로니들을 대신하는 저렴한 가격의 플라스틱 마이크로니들을 양산할 수 있게 되었다.플라스틱 마이크로니들 성형기술은 제조원가가 저렴하고 다양한 형태로 제조가 가능하다는 장점이 있다. 호남석유화학은 이 기술로 초고강도 슈퍼엔지니어링플라스틱 소재를 이용하여 성형외과 등에서 사용되는 일회용 의료기기인 플라스틱 마이크로니들 롤러를 개발하였고, 식품의약품안전청으로부터 제품에 대한 품목허가 및 KGMP 인증도 획득하였다.
플라스틱마이크로니들성형기술, 현미경 촬영 모습
플라스틱 마이크로니들 롤러 제품은 기존 금속 재질의 마이크로니들 롤러 제품에 비해 1/10 수준의 저렴한 가격으로 공급이 가능해 기존 제품을 대체할 수 있을 것으로 기대되었다. 또한 기존 금속형 마이크로니들 제품의 경우 대량생산이 어렵고 제조비용이 높아 상용화하기 어려웠으나, 플라스틱 마이크로니들은 패치형 의료제품, 무통증 주사기 등 다양한 형태로도 제품개발이 가능하고 대량생산이 가능하기 때문에 빠르게 시장을 확대해 나갈 것으로 전망되었다.이 연구는 플라스틱 성형기술과 MEMS(micro electro mechanical system, 초미세 기전공학)기술을 접목하여 개발한 초정밀 플라스틱 성형기술로, 호남석유화학 대덕연구소와 한국과학기술원(KAIST) 기계공학과의 공동연구를 통해 성공할 수 있었다. 이 연구는 산업자원부 21세기 프론티어 기술개발사업의 하나인 지능형 마이크로시스템 개발사업단으로부터 연구비를 지원받은 연구과제이기도 했다. 이 기술은 중견기업인 디에스테크에 기술 이전을 실시하고 기술료를 받고 있는 중이다.
플라스틱마이크로니들성형기술, 롤러제품
자동차 범퍼 빔용 폴리프로필렌수지유리섬유제직물 복합재 및 빔 성형기술로 신기술(NET) 인증서 수상_2010.8.27
PP 나노복합재 제조기술 개발
PP 나노복합재(PP nanocomposite)는 1나노미터 두께 수준의 나노클레이를 PP에 첨가함으로써 기존 고분자 복합재의 성능을 한 차원 높여주는 첨단소재이다. 기계적 물성, 난연성, 차단성 등을 동시에 향상시킬 수 있고, 재료의 경량화 및 재활용성을 높여주는 장점이 있어 차세대 고분자 복합재료로 두각을 나타냈다. 하지만 고분자 나노복합재 개발을 위해서는 나노클레이 자체에 대한 연구와 고분자 나노복합재 제조공정 연구가 동시에 진행되어야 하는데다, 나노클레이의 종류에 따라 물성 조절이 어려운 측면이 있어 최종 제품화는 극히 한정적이었다.연구소는 차세대 고분자 기술의 일환으로 2000년부터 이 기술을 검토하기 시작하였다. 이전에도 해외에서는 PP와 나노기술을 결합시키려는 노력이 있었지만 실패하고 말았다. 그러나 연구소는 기술개발에 착수하여 가시적인 성과를 만들어냈다. 특히 강도를 유지하면서 무게는 줄이는 경량화 과제를 해결하기 위해 PP와 나노클레이를 혼합하는 기술을 개발했다. 친수성인 나노클레이를 PP에 섞기 위해 상용화제란 중간물질을 창안했으며 이 기술은 전 세계적으로 일본과 미국만이 갖고 있는 어려운 기술이었다.
이런 성과들을 바탕으로 연구소는 2002년 5월 산업자원부 지원 연구과제로 채택되어 본격적인 연구에 돌입하였다. 이후 2년 동안의 연구를 통해 PP에 적합한 독자적인 나노클레이 시스템을 개발하였으며, 용기 성형 및 물성 연구를 진행하여 2004년 4월 30일 성공적으로 과제를 완료하였다. 호남석유화학이 세계 최초로 PP 나노복합재 개발에 성공한 것이다.
이에 따라 기존 PP소재를 PP 나노복합재로 대체할 경우 1.2~2kg의 경량화가 가능하고 2% 이상의 이산화탄소가 감축되는 효과도 거둘 수 있다. 이같은 장점을 인정 받아 2010년부터 현대기아차, 대우 등 여러 자동차 회사의 차종에 적용되었다.
호남석유화학이 개발한 PP 나노복합재는 다른 화학기업들이 공급하는 기존의 PP소재와는 차별화된 기술로 인정받아 2008년 지식경제부로부터 신기술 인증(NET)을 획득하였다. 또 한국공학한림원으로부터 2009년 산업성과 23선에 선정된 데 이어 지식경제부 우수과제 100선에도 선정되기도 하였다.
