< 편집순서 > 1. 표지 보안과제 ( ), 일반과제 ( ㅇ ) / 공개 ( ㅇ ), 비공개 ( ) 기술사업화지원사업제1차년도최종보고서 냉장방기성보온 P O효코율팅이필름 개발 증진 된 및시설사원업예화용 최하종이보브고리서드형 2017 R&D / 81700

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1 [ 별지 19] 최종보고서 Ⅰ. 인쇄규격 1. 크기 : A4 신판 ( 가로 210mm * 세로297mm) 2. 제본 : 좌철 3. 용지가. 표지 200g/ m2양면아트지나. 내용 80g/ m2모조지 4. 인쇄방법가. 표지 : 바탕백색, 활자흑색나. 내용 : 흑색지정활자 Ⅱ. 편집순서 1. 표지 2. 제출문 3. 보고서요약서 4. 국문요약문 5. 영문요약문 6. 영문목차 7. 본문목차 8. 뒷면지 Ⅲ. 참고사항전자조판인쇄시에는이에준한다. Ⅳ. 편집순서별서식 - 1 -

2 < 편집순서 > 1. 표지 보안과제 ( ), 일반과제 ( ㅇ ) / 공개 ( ㅇ ), 비공개 ( ) 기술사업화지원사업제1차년도최종보고서 냉장방기성보온 P O효코율팅이필름 개발 증진 된 및시설사원업예화용 최하종이보브고리서드형 2017 R&D / 냉방, 보온효율이증진된 시설원예용하이브리드형장기성 PO 코팅필름개발및사업화 최종보고서 주관연구기관 / 일신화학공업 ( 주 ) 농림축산식품부 농림축산식품부 - 2 -

3 - 3 -

4 3. 보고서요약서 보고서요약서 과제고유번호 해당단계 연구기간 ~ 단계구분 1 / 1 중사업명 기술사업화지원사업 연구사업명 세부사업명 기술사업화지원사업기획지원사업 연구과제명 대과제명 세부과제명 냉방, 보온효율이증진된시설원예용하이브리드형장기성 PO코팅필름개 발및사업화 해당단계 참여 연구원수 총 : 6 명내부 : 6 명외부 : 명 해당단계 연구개발비 정부 : 민간 : 계 : 천원 천원 천원 연구책임자 박광억 총연구기간 총 : 6 명 정부 : 20,000 천원 참여 연구원수 내부 : 6 명외부 : 명 총연구개발비 민간 : 계 : 천원천원 연구기관명및 소속부서명 일신화학공업 ( 주 ) 기술연구소 참여기업명 위탁연구 연구기관명 : 연구책임자 : 요약 ( 연구개발성과를중심으로개조식으로작성하되, 500 자이내 로작성합니다 ) 보고서면수 - 4 -

5 4. 국문요약문 코드번호 D-01 연구의 목적및내용 연구개발성과 연구개발성과의활용계획 ( 기대효과 ) 연구의목적 - 기술가치평가실시 : 다년간의농업실용화사업경험이풍부한특허법률사무소변리사및기술가치평가사의뢰 - 광전환기능을갖는장기성코팅필름기술개발전략수립 - 광전환기능을갖는장기성코팅필름제품개발전략수립 - 광전환기능을갖는장기성코팅필름의효과실험분석및평가 연구의내용 1. 하절기냉방효과극대화 ( 하우스내부온도상승억제 ) 작물생육에필요한가시광선영역대의투과율을유지하면서, 열선 ( 근적외선 ) 의일부분을차단하여, 여름철시설하우스내의온도상승을억재 2. 동절기보온기능극대화동절기보온에관여하는지구복사열을내부에가두어, 겨울철시설하우스내부의보온유지및난방비용감소 3. 적색광전환기술적용하여작물생육에도움작물의광합성효율향상을위해자외선영역을적색광영역으로광전환 4. 내농약성 ( 내화학성 ) 의강화시설하우스내의황훈증, 소독등에의한폴리머의산화연쇄반응을단절 5. 내스크래치성이우수한 Hard Coating Type 의적용시설하우스피복시구조물에의해발생되는스크래치에의한코팅박의파손을억제 - 기술가치평가실시 : 광전환기능을갖는장기성코팅필름의기술성및사업성분석및평가를통해우수한사업화가능성확인 - 광전환기능을갖는장기성코팅필름의효과를실험을통해분석및평가진행, 이를통한기술개발의성공가능성점검 - 광전환, 광차단, 내후성, 유적성, 투명성, 내스크래치성등검증 - 농촌진흥청, 도농업기술원등과연계한필드테스트및현장검증사업을진행할수있도록협약진행 - 하우스실증실험수행을통해하절기하우스내부온도감소효능이있음을검증하였음. - 본기획연구를통해사업화가능성을확인하고, 연장연구사업으로연계하여 3년간의사업화개발완료후 5년간연평균??? 억원이상의가치창출기대 ( 기술가치평가서근거 ) - 장기성필름분야의제품에광전환기술을도입하여특허등록 / 제품화및사업화실시. - 광전환장기성필름의우수성입증을통해국내의농산업의육성발전과고급화를통한글로벌시장진출등세계적하우스용필름소재로자리매김할것으로기대됨. 중심어 (5 개이내 ) 시설하우스장기성광전환코팅필름근적외선차단 - 5 -

6 5. 영문요약문 SUMMARY 코드번호 D-02 Purpose& Contents Results Expected Contribution PurposeofStudy - Conducttechnicalvaluation :We have a patentlaw firm with a lot of experienceincommercializationofagricultureformanyyears. - Establish technology development Strategy of long-term coating film technologywithopticalconversionfunction - EstablishProductdevelopmentStrategy oflong-term coating film technology withopticalconversionfunction - Evaluation and test of efect of long-term coating film technology with opticalconversionfunction Contentsofthestudy 1.Maximizingtheefectofcooling inthesummer(suppressing theriseof housetemperature) Itisnecessarytocutofapartofheatray(nearinfraredray)while maintainingthetransmitanceofvisiblelightrayzonerequiredfor growingthecrop, 2.Enhancethefunctionofkeepingwarm inwinterbykeeping theradiant heatinvolvedinthewinterseasonattheinside,keeping theinsideof thegreenhouseinwinterandsavingheatingcosts 3.Helpstogrow cropsbyapplying redlightconversiontechnology Toimprovethephotosyntheticeficiencyofcrops,itconvertsthe ultravioletregionintotheredlightregion 4.Enhancementofpesticideresistance(chemicalresistance) Theoxidationchainreactionofthepolymerbysulfurfumigation, 5.ApplicationofHardCoatingTypewithExcelentScratchResistance Suppressesthedamageofcoatingfoilcausedbyscratchescausedby structureduringhousecoating - Evaluation oftechnicalvalue:good commercialization possibility by analyzing and evaluating technicalcapability and feasibility of long-term coating film withlightconversionfunction - Analyze and evaluate the efect of long-term coating film with light conversion function through experiments and check the possibility of succeedingtechnologydevelopment Verification of light conversion, light shielding, weather resistance, inheritance,transparency,scratchresistance Established the consulting and consortium structure for the National InstituteofHorticulturalScienceandthefutureresearchanddevelopment. - Itis verified thatthe indoor house temperature reduction efectis obtained throughthehousedemonstrationexperiment. - We confirmed the possibility of commercialization through this planning research.in addition,wecan expecttogeneratemorethan 1.7bilion KRW in annualaverage over the nextfive years after completion ofthree years of commercialization development by linking this research with the extension - 6 -

7 researchproject. (Basedontechnicalvalueevaluation) -Wewilintroducethelight-conversiontechnologytotheproductsoflong-term film fieldtoregisterthepatent,commercializationandcommercialization. - Itis expected to contribute to the growth and developmentofthe domestic agro-industry through proving the excelence of long-term light-conversion film. Keywords greenhouse long-term durability light transfer coated film reflection Near-IR - 7 -

8 6. 영문목차 1.Overview of R & D Projects 11 2.Domestic and Overseas Technology Development Status 16 3.Research Contents and Results 18 4.Goal Achievement and Contribution to Related Fields 38 5.Plan to Use Research Results 39 6.Overseas Science and Technology Information Collected During the Research Process 41 7.Security Level of Research and Development Results 43 8.Research Facilities and Equipment Registered in the National Science and Technology Comprehensive Information System 43 9.Implementation of Safety Measures in Laboratories Based on R & D Tasks Representative Research Results of R & D Projects Miscellaneous References

9 7. 본문목차 목차 1. 연구개발과제의개요 국내외기술개발현황 연구수행내용및결과 목표달성도및관련분야기여도 연구결과의활용계획 연구과정에서수집한해외과학기술정보 연구개발결과의보안등급 국가과학기술종합정보시스템에등록한연구시설 장비현황 연구개발과제수행에따른연구실등의안전조치이행실적 연구개발과제의대표적연구실적 기타사항 참고문헌 43 < 별첨 > 자체평가의견서 - 9 -

10 8. 뒷면지 주의 1. 이보고서는농림축산식품부에서시행한 냉방, 보온효율이증진된시설원예용하이브 리드형장기성 PO 코팅필름개발및사업화 사업의연구보고서입니다. 2. 이보고서내용을발표하는때에는반드시농림축산식품부에서시행한 냉방, 보온효율 이증진된시설원예용하이브리드형장기성 PO 코팅필름개발및사업화 사업의연구결 과임을밝혀야합니다. 3. 국가과학기술기밀유지에필요한내용은대외적으로발표또는공개하여서는아니됩니다

11 1. 연구개발과제의개요 1-1. 연구개발목적 코드번호 D-03 가. 사업화최종목표 : 농작물의주년재배가가능하도록냉방, 보온, 광전환효율을증진시킨하이브리드형장기성코팅필름을개발하고이를사업화하여농가보급및해외수출을확대하고자함 1-2. 연구개발의필요성 가. 대상사업 ( 또는제품 ) 의개요및사업필요성 (1) 대상소재의개요 ( 가 ) 근적외선차단소재하절기시설하우스내부의온도상승억제를위한소재로서, 식물의생육에필요한가시광선영역대의투과율은유지하면서, 열전달영역인근적외선영역의투과율을낮출수있는소재를시설하우스용필름에적용하여, 여름철시설하우스내부의온도를 3~4 도낮출수있도록한다. ( 나 ) 원적외선차폐소재동절기시설하우스내부의온도유지에용이하도록지구복사열을내부에가두어둘수있도록근적외선영역을차단하는소재를시설하우스용필름에적용하여, 겨울철시설하우스내부의보온효과를높이고난방비용의절감효과를가질수있도록한다. ( 다 ) 광전환소재식물의생육에필요한가시광선영역대의효율을극대화하기위한소재로서, 자외선영역의빛을흡수하여가시광선영역으로형광방사하는소재를시설하우스용필름에적용하여, 작물의광합성효율을증진시킬수있도록한다. ( 라 ) 내화학성기능증대소재 Poly-Olefin 재질의필름이농약성분에포함된염소나, 하우스내부훈증제에포함된황등에의해수명이현저히줄어드는문제를개선하고자, 내화학성능을높일수있는소재를시설하우스용필름에적용하여, 장기간사용시의도하지않은필름의수명저하를막을수있도록한다. ( 마 ) 내스크래치성코팅액의개발및적용시설하우스구조물에필름의피복시, 내부유적성능발현기능을가진코팅막이시설구조물에긁혀스크래치등의발생을막기위해서, 내스크래치성능이향상된하드코팅타입의유적코팅제를개발, 이를필름에적용한수있도록한다

12 (2) 대상사업의개요본연구사업은 4개월간의기획연구를통해제품화및사업화가능성을확인하고, 연장연구사업으로연계하여 3년간의사업화개발완료후 5년간연평균 17 억원이상의가치창출을이뤄내는것을목표로함. 따라서본기획연구과제를통해아래의사항들을충족할수있는농식품분야기술을선별하겠음. -사업화가능성이높은제품선별 -잠재시장규모가크고성장가능성이높은기술선별 -시장진입단계또는시제품설계 개발단계에있는기술선별 -연평균 3억원내외,3 년이내에사업화개발완료가능기술 (3) 사업필요성 시설원예농가경영환경의변화 인구의초고령화현상은우리나라뿐아니라세계의많은나라에서사회문제로대 두되고있음. 고령화현상은인구가밀집되어있는도시보다젊은층의인구가도심으 로유출되는농어촌에서더큰문제로이를해소하기위한대안이시급한상황임. < 그림 년농업및수산업종인구유출현황 > (1) 우리나라의시설원예재배면적은약83,629ha(2016 년기준 ) 으로 1985 년 32,000ha 면적과비교하면 260% 가확장된반면, 시설원예농가는 185,000 농가에서 125,000 가구로약 35% 정도감소하였음 ( 근거 : 통계청 2016 년, 농림어업총조사 2015 년 ) (2) 이와같은변화는그동안국민소득의증대와더불어채소및과채류의소비가증가하였지만농촌인구의고령화에따른농업인구의감소결과로, 시설원예분야는이제국민생활과밀접한연관을가지면서생산성향상및재배환경개선을위해관련산업의기술개발의필요성이대두되고있음 (3) 한중FTA,EU-FTA 가타결된이후, 농업전반은물론시설원예분야에서도큰타격을받고있으며, 관련산업의경쟁력강화를위해농민은물론농업관련산업의 R&D 투자에관심이필요함

13 (4) 국내시설원예경영비가급상승되었으며, 한국농촌경제연구원 (KREI) 의분석에의하면 비육우 11%, 비육돈 16%, 미곡 9%, 시설원예 17% 의경영비상승요인이있는것으로 조사되었음 (5) 한편, 국내시설하우스중, 단동형시설하우스 (1-1S 형 ) 재배를하는 90% 정도의시설 원예전업농가는매년피복재 ( 필름 ) 를교체하고있는실정이고이는곧농가경영비상 승의요인이되고있음 시설원예용피복자재장기성필름시장현황 (1) 연간국내에보급되고있는농업용필름 100,000 여톤중시설하우스용피복재는매년 48,000 여톤 ( 한국농업용필름협회 2016 년통계 ) 이농가에공급되고있음 (2) 기존하우스용필름은유적제가필름내부에첨가되어있는형태로시간이경과될수록유적제가필름표면으로이행되어유적효과를발현하는데일정기간경과후, 유적제가모두소진되면차년도동절기에는유적효과를기대할수없음 (3) 이러한문제로인하여안정적이작물재배를위해서필름의내구성과상관없이매년필름을교체해야하는실정이었고, 이는결국시설원예 ( 비닐하우스 ) 재배농가에게막대한경제적부담이되고있는상황임 (4)1990 년대후반부터메탈로센수지를압출한필름에유적제를코팅한일본제품이국내에수입판매되었고정부및지자체보조금을통해근래에그수량이급속도로증가되어국내원예시설자재시장을잠식하고있음 (5)2015 년기준국내장기성필름시장의약 70% 이상이일본수입장기성코팅필름으로이루어져있으며중앙정부및지자체단위에서수입필름에국한된조건으로판매대금의 50% 수준을보조금으로지원하고있는실정임 (6) 이는국고의일본유출이라는문제와국내관련산업의보호차원에서도장기성 PO 코팅필름의가공기술을개발해야하는필요성이대두되고있음 (7) 일신화학공업 ( 주 ) 은농림축산식품부의첨단기술개발사업에참여하여 2012 년국내최초로장기성 PO 코팅필름및생산시스템을개발하여국내시설원예농가에보급을한바있고,2016 년 1,000 톤이상의판매실적을올렸으며 5년만에누적판매 128 억원의매출을달성한바있음 (8) 개발이후, 자체적으로지속적인개발, 투자를통하여일본제품과동등한품질개선을이루었지만, 일본수입코팅필름대비 70% 수준의판매가격임에도불구하고아직까지시장의 70% 를일본산 PO 코팅필름에게내어주고있는실정이어서일본과의기술격차를해소하고신제품을개발할필요가있음 (9) 이에, 일본수입 PO 코팅필름과는기능적으로차별화되어있는기능성제품개발로농가의주년재배, 농가소득향상및수출증대를실현시켜야함

14 지구온난화에따른한반도기후변화우리나라도 1912 년이래로지구온난화와도시화효과로평균기온이 1.5 가상승하였음. 특히여름철보다는겨울철의최저기온이크게상승하였고강수의횟수보다는집중호우발생의증가로강수량이증가하였음. 그여파로 1990 년대의겨울은 1920 년대에비해약 30 일정도짧아진반면, 여름과봄은 20 일정도길어지고있음 ( 국토환경정보센터, 2016) < 그림 3 지구온난화로인한주요작물재배지의북상 > (1) 온대기후인우리나라도점차아열대기후대로전환되면서작물의재배지도함께북상하고있음. 특히제주도특산물인한라봉이전라북도김제에서도재배가가능한기온을형성되어이제지역특산물의개념이사라지는추세임 (2) 또한, 동절기일수가 30 여일짧아지고봄, 여름일수가늘어나게되면서우리나라도시설재배를활용한주년재배가가능하게되었으며특히, 기후변화에민감한과수작물은생산량과품질뿐만아니라, 재배지에도큰변동이생겨우리농업환경에맞는재배지변동예측기술을개발할필요가있음. < 그림 4 기온상승으로인한과수재배적지의변화 ( 농촌진흥청 )>

15 (3) 이러한기후변화는하절기폭염이지속되면서시설하우스내부의온도가상승하여하우스에서작업을하는농민이열사병으로사망하는사고가증가하고있고, 대부분의재배작물은 30 이상의고온에서정상적인생육이불가능하여고온장애와고사등의부작용이나타나고있음 (4) 가시광선의투광율을저해하지않고하우스내부로들어오는태양복사에너지의열선부분을억제하여하절기에시설내부의온도를일정수준으로낮춰주고, 작물생육의안정적환경유지를위하여운용되는냉방효율을상승시키며, 아울러작업자의안위를존속시킬수있는기능성피복재의개발이시급함 1-3. 연구개발범위 가. 기술가치평가실시 ; 농촌진흥청, 도농업기술원등과연계한필드테스트및현장검증다년간의농업실용화사업경험이풍부한특허법률사무소변리사및기술가치평가사의뢰 나. 시제품생산및제품성능테스트 (1) 하절기냉방기능을가진장기성코팅필름개발 가시광선영역대를간섭하지않고열선 ( 근적외선 ) 의일부분을차단 간절기, 하절기시설하우스내의온도상승을억제 (2) 동절기보온기능을극대화시킨장기성코팅필름개발 동절기시설하우스내부에서발생하는지구복사열의방출을억제 (3) 적색광전환기능으로광전환효율을향상시킨장기성코팅필름개발 작물의광합성활동증진을위해적색광으로의광전환 (4) 내농약성 ( 내화학성 ) 이강화된장기성코팅필름개발 시설하우스내의황훈증, 소독등에의한폴리머의산화연쇄반응을단절 (5) 내스크러치성이우수한 HardCoatingType 장기성코팅필름개발 시설하우스피복시, 파이프에긁혀서발생하는스크러치에의한코팅막박피현상억제

16 2. 국내외기술개발현황 2-1. 국내외개발기술동향 코드번호 D-04 가. 현재유사기술연구개발및제품화현황 ( 기업체명과기술명 ) (1) 업체명 :ECC (2) 기술명 : 광선택투과기능을갖는농업용필름 (3) 기술의내용 -운모, 산화주석, 산화티타늄, 산화안티몬주석등을이용하여태양광선을차폐 -가시광선차폐율대비적외선차단율이높은필름 (4) 기술의효과 ( 경북농업기술원실증실험 ) -하절기시설하우스내의온도하강효과있으나동절기보온기능결여 -가시광선및자외선차단으로인하여작물정식시기 30 일지연 (5) 제품화가능성없음나. 개발완료후예상되는최종제품의형태시설하우스용피복재 ( 필름 ) 2-2. 국내ㆍ외경쟁ㆍ대체기술동향 가. 기존시설하우스용피복소재수준기존의시설원예용자재는대부분동절기단열위주로개발, 보급되어왔음. 하지만농업인구의고령화로인하여 3~5 년사용가능한장기성 PO 피복재가보급되면서하절기시설내의고온피해를억제할수있는기술의필요성이대두되고있음현재, 시설내의온도상승을억제하기위한방편으로는차광막, 차광도료, 스크린 ( 커튼 ) 등이있으며각기술의장단점은아래와같음 ( 차광막 ) ( 차광도료 ) ( 차광스크린 )

17 차광막 차광도료 스크린 장점광차단효과우수희석농도에따라선택적광차단효과광차단효과우수필요시작동가능 단점가시광선차단설치, 제거어려움고가 :20~30 만원 /a 도포후도막지속시간불균일. -추가제거작업필요. 고가 :10~15 만원 /a 연동형, 자동화설비구축된시설에서만가능

18 3. 연구수행내용및결과 코드번호 D 기술가치평가실시 가. 기술가치평가평가대상기술의개요 본과제를통해개발하려고하는기술은농작물의주년재배가가능하도록냉방, 보온, 광전환효율을증진시킨하이브리드형장기성코팅필름에관한기술로, 구체적으로 1 태양복사에너지중열선에해당하는근적외선영역대의파장을차단하여하절기시설하우스내부의온도를 3~4 낮추어작물의생육과작업환경을개선시키고, 2 동절기지표로부터발생하는지구복사열이시설하우스외부로방출되는것을억제하여동절기야간보온력을유지시키며,3 UV-B 와 UV-C 영역을감쇠하고,4 250~650nm 파장영역의빛을흡수하여 450~700nm 파장영역의형광방사를통해작물의광합성증진시키며,5 내화학성및내스크러치성이강화된피복필름에관한기술이다. < 그림 5> 광전환장기성코팅필름 농업용하우스내에서식물을재배하는시설재배는노지재배에비해식물의수확량, 품질이모두비약적으로향상되기때문에활발히이루어지고있다. 일반적으로농업용필름은투광성, 무적성, 보온성, 방무성, 장수성등과같은일반적인기능을갖춤으로써, 비닐하우스외부환경의변화로부터작물을보호하고고품질, 고소득의농산물을안정적으로생산할수있도록한다. 기존플라스틱필름을이용한온실내지비닐하우스가갖는문제점은온실외부에서온실내부로유입되는모든광을그파장이나종류에상관없이내부로유입시키고외부로배출한다는것이다. 이런이유로온실내부의온도는외부환경에따라급격하게변화하게된다. 여름철낮에는온실내부온도가 70~80 까지상승한후밤에는일교차에의해 10~30 까지하강하는급격한환경변화를가지게될뿐만아니라, 겨울철에는 20~30 에서영하의온도까지

19 하강하는급격한온도변화를반복하게된다. 급격한온도변화는습도뿐만아니라온실내부의미기상을변화시키고결로발생을포함한여러가지문제를발생시킨다. 급격한온도변화의가장큰문제점은수확작물의생산성과수명에직접적으로영향을준다는것이다. 일반적인작물의생육적온은작물의종류에따라상이하나,20 부근에서형성되는것이일반적이다. 생육적온의범위를벗어날경우라도짧은기간이나, 작은변화는작물이스스로극복할수있는능력을가지고있으나, 지속적이고, 급격한변화에서는대부분생체리듬을잃고정상적인생육메카니즘을이루어내지못하는것이일반적이다. 온실환경의급격한변화는작물뿐만아니라농업종사자의건강에도위해를가하게된다. 한여름온실내의온도가 80 까지상승하는바, 이러한온실환경에서정상적인작업을수행한다는것은불가능하다고할수있다. 고온기극복을위해다양한종류의기술이개발되어있으나, 그설치비가비싸고, 혹서기에는그효과가미미하거나사용이불가능할뿐만아니라기업형대형온실이아닌대부분영세한시설농가에서는적용에엄두를내지못하는것이현실이다. 시설농가에서일반적으로농업용필름은투광성, 무적성, 보온성, 방무성, 장수성등과같은일반적인기능을갖춤으로써, 비닐하우스외부환경의변화로부터작물을보호하고고품질, 고소득의농산물을안정적으로생산할수있도록한다. 따라서, 태양광중작물의광합성에필수적인가시광선의차단은최소화하면서자외선과적외선차단율이높은광선택투과기능을갖는농업용필름이개발및보급되면, 온실재배농가는혹서기와혹한기재배에서발생하는경제적손실과문제점을해소할수있게된다. 즉, 온실내작물의초기발육및생육은안정화되고, 초기생육의안정화와지속적이고안정적인온실환경유지로작물의수명이연장될것이다. 수량은증대되며, 품질은향상되어농업생산성은증가할수있다. 이와더불어온실내농업종사자에게도한여름혹서기와한겨울혹한기에온실작업을편안하게할수있는작업환경을부여해줄수있다. 또한전지구적인기상및기후변화의영향으로이상기후변화가빈번하게발생하고, 이를극복하기위해많은비용의냉방비와난방비가소요되며, 비용과더불어많은양의이산화탄소를배출되고있는바, 위와같은광선택투과기능을갖는농업용필름은여름철냉방비와겨울철난방비를절감해주고, 기후변화의주요원인인이산화탄소의배출을줄여주는환경친화적인기술이자제품이다농촌에서작물의수확량을증가시키고상품성을향상시키기위하여하우스재배나터널재배가성행되고있으며, 이러한하우스재배나터널재배는 LLDPE(Liner Low Density Poly Ethylene),LDPE(Low Density Poly Ethylene),EVA(Ethylene Vinyl Acetate), PVC(Poly VinylChloride) 등의필름이사용되고있다. 이러한필름들을작물재배에사용될경우, 토양으로부터의수분증발로인하여필름표면에물방울이맺히게되는데, 작물의성장에필요한햇빛이필름에맺힌물방울에의해투과하지못하고산란되어투과율이낮아져서작물의생육에문제를발생시켰다. 이를보완하기위해서친수성계면활성제를필름생산시내부에첨가하여, 첨가된무적제가필름표면에배어나와무적성을나타나게하

20 는방법이있다. 이러한방법은계면활성제가배어나오는기간이 3개월내지 6개월정도에불과하여사용중무적성이떨어질뿐아니라, 계면활성제가투입량의 20-30% 정도만필름외부로배어나와제조시무적제를과량첨가해야하기때문에백화현상이발생하고, 필름을수시로교체하여야하는것이어서과중한경비부담과불편이가중되는문제점이있었다. 따라서, 농가에서사용하는필름의투명성을개선하고필름표면에물방울이맺히는현상을방지하는무적성능이충분하여햇빛의투과율을높이고, 작물의생육에도움을줄수있고, 장기적으로사용할수있는방향으로농업용필름이개발되어야할필요가있다. 또최근에는, 식물의수확량및품질의추가적인향상, 수확시기의조정, 재배기간의단축등을목적으로, 농업용하우스에사용되는농업용필름에의해, 식물에유해한자외선을광합성에유용한청색계의광으로변환하거나, 광합성효율이낮은녹색내지황색계의광을광합성효율이높은주황색내지적색계의광으로변환하거나하는시도가이루어지고있다. 특정한파장의광을다른파장의광으로변환하는기능을갖는파장변환필름으로는, 유기계자외선흡수제를포함하는비 ( 非 ) 불소계수지필름과, 파장변환재료로서 2종류의형광색소를포함하는비불소계수지필름을적층시킨농업용파장변환필름등이있다. 본과제를통해개발하려고하는기술은저밀도폴리에틸렌 (LDPE), 선형저밀도폴리에틸렌 (LLDPE), 선형초저밀도폴리에틸렌 (VLLDPE), 메타로센선형저밀도폴리에틸렌 (M-LLDPE) 및에틸렌비닐아세테이트 (ethylenevinylacetate) 공중합체로이루어진군에서선택된어느하나이상의열가소성수지와, 화학식 1내지 5에서선택된하나이상의화합물을유효성분으로포함하는광전환기능을갖는농업용필름조성물로구성되어있으며, 투광성, 보온성, 내후성등과같은종래하우스용장수필름의기능이외에근적외선과자외선을가시광선으로전환하는광전환기능을추가적으로갖춤으로써, 비닐하우스외부환경의변화로부터작물을보호하고고품질, 고소득의농산물을안정적으로생산할수있도록하는장점이있다. 나. 기술가치평가평가대상기술의기술적용분야평가대상기술의기술적용분야는농업용플라스틱필름시장이다. 농업용 PE 필름은보온못자리용을비롯해연초경작용, 원예작물용, 뽕나무피복용, 멀칭용, 비닐하우스용등이있으며 LDPE,L-LDPE,HDPE,EVA 등폴리올레핀필름이주종을이루고있으며일부 PVC 와 PC 도사용된다. 농업용필름은경작면적이상대적으로부족하고사계절이뚜렷한우리나라에서영농기술의발전과함께용도가다양화 세분화되고있다. 보온못자리용으로시작된농업용필름은멀칭용, 하우스용그리고사일리지용으로확대되었고각용도마다특성화되어다양한소재와기술이적용되고있다. 평가대상기술은투광성, 보온성, 내후성등과같은종래하우스용장수필름의기능이외에근적외선과자외선을가시광선으로전환하는광전환기능을추가적으로갖춘농업용필름으로광전환기능및광차단기능을보유하여작물재배에최적화된필름으로하우스용필름에적용이가능하다. 이에본평가대상기술이적용된하우스용피복필름은자외선영역의광을가시광선영역으로

21 광전환시키는효과를통해작물의광합성을촉진함으로써작물의생육을증가시키고, 비닐하우 스외부환경의변화로부터작물을보호하고고품질, 고소득의농산물을안정적으로생산할 수있을것으로예상된다. < 그림 6> 평가대상기술의적용분야 : 하우스용필름 < 그림 7> 광합성효율증진을위한형광방사를통한광전환기술

22 다. 기술가치평가결과요약 (1) 기술가치평가결과본평가에서는평가대상기술및기술제품에대한특허의권리성, 기술성, 시장성및사업성등종합적인분석결과를토대로본기술의가치를산정하였다. 매출액은 2019 년부터발생하는것으로가정하였으며, 본기술제품의향후경제적수명기간 (9 년간 ) 이종료되는 2027 년까지창출할총순현금흐름액 ( 순현금유입액 ) 은 12,299 백만원으로추정되었다. 이를할인율 7.97% 를적용하여현재가치화할경우평가기준일현재사업가치는 5,396 백만원, 사업가치창출에기술이공헌한기술기여도를곱하여측정한기술가치는 1,769 백만원으로산출되었다. 항목 순현금흐름 (2019 년 ~2027 년 ) 평가결과 12,299 백만원 할인율 7.97% 사업가치 5,396 백만원 기술기여도 32.80% 기술가치 1,769 백만원 < 그림 8 사업가치및기술가치평가결과 > (2) 특허기술의경제적수명기술의경제적수명추정은평가대상기술의기술수명주기를고려하여기술제품의경제적수명주기추정을의미한다. 동사업에서제시한기술의경제적수명은인용특허수명 (TCT :Technology CycleTime) 에본평가에참여한전문가들이평가한기술수명영향요인 ( 기술및시장요인 ) 과법적권리존속기한등을종합적으로고려하여 9년으로추정하였다. (3) 매출액추정평가대상기술제품의매출추정은평가기준일현재본특허기술의권리확보, 기술성분석에의한기술의유용성및경쟁성, 시장성분석결과에따른관련시장의향후성장성및시장규모등을종합적으로고려하여추정하였다. 매출액은 2019 년부터발생하는것으로가정하였으며, 기술제품의경제적수명기간동안추정한향후매출액은다음과같다. < 표 1-3> 평가대상기술제품의매출추정 ( 단위 : 백만원 )

23 구분 매출추정 2,600 5,900 13,400 23,000 30,500 38,800 45,400 51,800 59,000 (4) 원가분석및여유현금흐름추정평가대상특허기술이적용되는하이브리드형 PO 코팅필름에대하여매출원가를추정함에있어한국은행기업경영분석 (2016) 에서제시된고무제품, 플라스틱제품제조업 (C22) 에속한기업의 2015 년기준매출액대비매출원가평균값인 81.08% 를참고하였다. 판관비역시매출원가율과유사한방법으로추정된판관비율및전문가적판단을바탕으로산정하였으며, 법인세비용은법인세법상세율에주민세를포함한세율을적용하였다. 추정매출액에서매출원가및판관비를차감한후법인세효과를고려하여산출된세후영업이익에감가상각비, 자본적지출비용및운전자본의증감액을고려하여여유현금흐름을산출하였다. (5) 할인율할인율은예상되는경제적이익을현재가치로전환하는과정에서적용하는자본비용을의미한다. 본평가에서할인율은기술가치평가시일반적으로이용되고있는가중평균자본비용 (WACC) 에의한방법을적용하여추정하였으며, 본평가에서적용할할인율은 7.97% 로결정하였다. 할인율은평가대상기술제품의경제적수명동안매년동일하다고가정하였다. (6) 기술기여도기술기여도는기술이창출한사업가치중기술이기여한바를의미한다. 평가대상기술의가치는사업가치에기술기여도 ( 산업기술요소에개별기술강도비율을곱하여결정 ) 를곱하여산정하였으며, 최종기술기여도는 32.80% 로추산되었다 소재검토및적용평가 가. 적외선광차단기능성소재 열에너지는적외선파장들로구성되어있고온도에따라열을구성하는적외선분포가다르게나타난다. 본장기성코팅필름은가시광선영역인 450~700nm 파장영역에대한광투과성을저해하지않으면서도고유한적외선반사성능을갖는소재를적용하여근적외선반사효과를얻고, 이를통해외부로부터조사되는근적외선으로인한하우스내부의온도상승을방지하는것을기대한다

24 (1) 재료선정및평가방법 시설하우스용필름에적용하기위해서필요한기능을갖추고있으면서, 필름자체에물성에크게영향을주지않고, 공압출이가능하며, 공압출후성질이변하지않는소재를찾아필름을성형하고,1) 광영역대별투과율분석,2) 소형모형하우스내부온도모니터링및 3) 시설하우스에적용하여내부온도모니터링을통해온도상승억제효과를평가하였다. (2) 평가결과 - 광특성분석 < 그림 9 테스트소재별광투과율 > 선택한재료를적용한 Flm 의파장대별투과도를기존코팅형 PO 필름과비교하여 평가하였다. 제품의개발목표인 1) 가시광선영역대의투과율이비슷하고 2) 근적외선영 역대의투과율이낮아지는효과를확인할수있었다. - 소형모형하우스내부온도모니터링 적외선차폐소재를적용한필름을소폭다층압출기기에적용하여시생산하였다. 이를소형구조물에적용한후내부에온도계를설치하여낮 ~ 밤사이의온도변화를모 니터링하였다

25 < 그림 10. 소형구조물의온도평가 > < 그림 11 아이템별시간에따른온도그래프 > < 그림 12 온도상승구간의온도그래프 (Day1,Day2)> 평가결과그림 10 과같이, 낮시간대에온도상승시기존제품 (Reference) 대비온도상승속도가낮은것으로평가되었다. 그림 11 과같이, 맑은날 2일연속데이터중온도상승시간대 ( 오전 7~8 시 ~13 시 ) 를확대하면, 온도상승지연효과가있어최대온도도달시점전후로 2~4 도정도낮은것을확인할수있다. 이에따라, 적외선차단소재는초기온도상승시점에서시설하우스내부의온도상승시간을지연시켜냉방효과를상승시킬수있는가능성을확인할수있었다

26 - 시설하우스적용및비교평가 기존시설하우스용필름을이용한온실내지비닐하우스가갖는문제점은온실외부에서온실내부로유입되는모든광을그파장이나종류에상관없이내부로유입시키고외부로배출하여온실내부의온도가외부환경에따라급격하게변화하게된다는점이다. 심한경우에는여름철낮에는온실내부온도가 70~80 까지상승한후밤에는일교차에의해 10~30 까지하강하는급격한환경변화를가지게될뿐만아니라, 겨울철에는 20~30 에서영하의온도까지하강하는급격한온도변화를반복하게된다. 급격한온도변화의가장큰문제점은수확작물의생산성과수명에직접적으로영향을주며, 작물뿐만아니라농업종사자의건강에도위해를가하게된다. 적외선차폐소재 1,2 중가시광선영역대의차단이기존제품과비슷한수준인 1 번소재를적용한시제품을생산하여현장필드테스트를수행하였다. 측정은하우스 30m 안쪽, 고랑으로부터 120cm 높이에온도계를설치하고,10 분간격으로온도를측정하였다. 그결과, 일본에서수입된장기성필름과비교하여 2~4 도낮은온도를유지하며온도상승이지연되는것을확인할수있었다. < 그림 13 하우스실내온도상승억제효과측정을위한필드테스트현장 > < 그림 14 하우스실내온도상승억제효과평가결과 >

27 여름철시설하우스는내부온도의지나친상승을막기위해서통풍구를열어환기를시킨다. 때문에주변환경이나환기효율에따라내부온도가영향을받게된다. 이를고려하여비교적가까운곳에설치된시설하우스에비슷한수준의환기가진행되는곳을선택하여실험을진행하였으며, 연속된 4일간재현성있는결과를보여주었다. 이러한결과를통해본기술을적용한장기성필름은경쟁제품에비해우수한작업 환경개선효과, 하절기과열방지효과등을달성할수있을것으로평가된다. 나. 광전환기능성소재농작물의주년재배가가능하도록냉방, 보온, 광차단효율을증진시킨장기성코팅필름에광전환기능을갖는유기계광파장변환소재를적용가능여부를평가하였다. 이를통해시설하우스내로들어오는 UV-B 와 UV-C 영역의파장을감쇠하고,250~650nm 파장영역의빛을흡수하여이를다시 450~700nm 파장영역으로형광방사를통하여작물의광합성을증진시키는효과를달성하게된다. 또한, 식물이동화작용에서주로사용하지않는녹색파장 (500~600nm) 을적색파장 (600~~700nm) 파장으로변환하여작물의광합성을증진시키는효과를달성하게된다. 광파장변환소재내의전자는높은에너지의빛을흡수하여 Excitation 한후, Excited 에너지준위중낮은 VibrationalLevel 로순간이동하게된다. 그곳에서 Ground State 로다시내려가면서흡수한에너지보다낮은에너지를방출하게된다. < 그림 15 광파장변환소재의에너지전환원리 > 본장기성코팅필름에적용되는광파장변환소재는화학식 1 내지화학식 5 의구조 를갖으며, 광변환특성은아래그림과같다

28 < 그림 16 광파장변환소재 ( 화학식 1) 의에너지전환특성 > < 그림 17 광파장변환소재 ( 화학식 2) 의에너지전환특성 >

29 < 그림 18 광파장변환소재 ( 화학식 3) 의에너지전환특성 > < 그림 19 광파장변환소재 ( 화학식 4) 의에너지전환특성 >

30 < 그림 20 광파장변환소재 ( 화학식 5) 의에너지전환특성 > 본광파장변환소재를적용하여구현된장기성코팅필름은시설하우스내로들어오는 UV-B 와 UV-C 영역의파장과, 식물이동화작용에서주로사용하지않는녹색파장 (500~600nm) 을 450~700nm 파장영역으로변환하는기능을보유하고있으며, 이를통해동광전환기능을보유한장기성필름은경쟁기술에비하여작물의광합성을추가적으로증진시키는효과를달성가능할것으로판단되어기술의활용성이높을것으로예상된다. 다. 유적코팅액하우스용필름을작물재배에사용될경우, 토양으로부터의수분증발로인하여필름표면에물방울이맺히게되는데, 작물의성장에필요한햇빛이필름에맺힌물방울에의해투과하지못하고산란되어투과율이낮아져서작물의생육에문제를발생시키게된다. 이를보완하기위해서친수성계면활성제를필름생산시내부에첨가하여, 첨가된무적제가필름표면에배어나와유적성을나타나게하는방법이있다. 따라서, 농가에서사용하는필름의투명성을개선하고필름표면에물방울이맺히는현상을방지하는무적성능이충분하여햇빛의투과율을높이고, 작물의생육에도움을줄수있고, 장기적으로사용할수있는방향으로농업용필름이개발되어야한다. 유적성테스트를위하여친수성아크릴계유-무기나노입자코팅액을제조하였다. 중합된친수성아크릴레이트계중합체와분산되어있는나노실리카 10~60nm, 광파장변환소재, 그리고 TEOS 6:3.5:0.5,6:3:1,6:2.5:1.5 비율로 30 분간고속교반하여 20%(w/w) 친수성을갖는나노입자코팅액을제조하였고, 제조된친수성아크릴계유-무기나노입자코팅을코로나처리된천하무적원단에바-코다로일정한압력과일정한속도로도포하여 70~80 사이에서열풍건조 (30~40sec) 를하여 5종의농업용장기성코팅필름을제조하였다

31 < 그림 21 유적성테스트를위한친수성나노입자코팅액조성 > 상기제조된농업용장기성코팅필름의유적성평가를실시한결과, 하기표와같이 No.4,No.5 No.3 No.2 No.1 순으로나타났다. 유적성평가후건조를살펴보면 TEOS 첨가량에따라백화현상이줄어드는걸확인할수있었다. 백화현상의줄어듦정도를확인하기위해 Haze 를측정하여백화현상의줄어듦정도도동시에확인하였다. 백화현상의줄어듦순을살펴보면 No.4 No.5,No.3 No.2 No.1 순으로나타났다. 이와같은결과로유적과백화가상반관계의형태로나타나는것을확인할수있었고, 본과제에서제조된장기성필름의유적성이매우양호한것을확인할수있었다. 또한, 농가에직접설치하여시험한결과유적성및투명성이매우양호한것을확인하였다. < 그림 22 유적성테스트결과및 Haze 테스트결과 >

32 < 그림 23 필드적용된필름의유적성및투명성테스트사진 > 동기술을적용한장기성필름은투명성에영향을미치지않으면서도, 필름표면에물방울이맺히는현상을방지하는유적성능이충분하여작물의생육에도움을줄수있는효과가있는것으로나타났다. 장기성코팅액적용에있어서, 하드코팅타입과일반코팅타입을적용한샘플을생산하여유적성능및 Rubbing Test 를진행하여코팅강도및실험실유적평가를진행하여비교하였다. < 그림 24 일반코팅 Vs 하드코팅의 RubbingTest 결과 > 되었다. 평가결과, 하드코팅타입을적용한코팅면이내스크래치성이더높은것으로평가

33 일반코팅 하드코팅 D+1 D+95 D+1 D+95 < 그림 25 일반코팅 Vs 하드코팅의장기유적실험결과 > 평가결과, 초기유적성발현에서일반코팅이조금더빠르게수막이형성되는것으로관찰되었으나, 일정시간이지난후일반코팅타입과하드코팅타입의유적성발현정도에차이가관찰되지않았으며,95 일이지난시점까지유적성능유지에차이가없는것으로평가되었다

34 라. 내후성수원대환경에너지공학과팀에서밝힌 2008 년우리나라의 1일평균조사량은 150kj/ m2이다. 일신화학에서보유한 AcceleratorLab Tester 의 UV(0.55w/ m2 ) 로 1시간동안조사되는에너지는 300kj/ m2이며 Black 판넬의온도 (60 ), 수분조건 (8H/day) 등을감안할때, AcceleratorLabWeathering 의에너지는 1시간당평균 200kj/ m2이다. AcceleratorLabWeatheringTester 내에서의 1시간은노지의 1.5 일과흡사한조건이며, 결과적으로실험치의 1,300 시간은노지의 1,950 일에해당하며이는약 5.3 년정도의내구연한을의미한다. 내후성시험장비 (UV2000 TM,ATLAS) 를이용하여 UV 차단제가첨가된필름의내후성검토한결과, UV 차단제로 UV-3346(1,600±10%, CYTEC INDUSTRIES INC.) 를사용하여제조한실시예의장기성필름의내후성과인장성이가장좋은것으로나타났다. Grade 초기 50H 74H 100H 150H 200H 250H 실시예 신장율 (%) UV2000 비율 (%) 대조군 신장율 (%) Zika944 비율 (%) 대조군 신장율 (%) Zika783 비율 (%) 대조군 SUNXO L944 대조군 HS944 대조군 YK944 신장율 (%) 비율 (%) 신장율 (%) 비율 (%) 신장율 (%) 비율 (%) < 표 1 UV 차단제종류별내후성경시변화 >

35 함량별내후성테스트 ) rs 800 (h à 600 ½ 함량 (ppm) < 그림 26 UV 제함량별내후성비교 > 또한,UV HALS 계통의 UV-3346 자외선차단제를각각 6,000,7,000,8,000,9,000, 10,000,1,200ppm 투입하여장기성필름을제조하고자외선차단제의농도에따라내후성을측정한결과, 상기그림 15 와같이 8,000ppm 투입까지필름의반감기 (Half-life) 는증가하다가그후비슷한수준을유지하는것을관찰할수있었다. 상기와같은결과를토대로동기술을적용한장기성필름은 5~6년이상장기사용할수있는물성을갖춘것으로평가된다. 마. 보온성소재의검토및적용 일신화학공업은시설하우스내부온도유지를위한보온필름을제조하는기술을이미확보하고있다. 필름의특정 Layer 에적정함량의보온첨가제를적용하여보온성능을얻을수있다. 기존보온첨가제는함량이증가할수록필름의흐림도가증가하는문제를가지고있다. 이문제를개선하기위해서기존보온첨가제대비보온력이높으면서흐림도가낮은보온첨가재를검토하여테스트및평가를진행하였다. Haze 직사광 산란광 전체투과도 PE Film 신규보온재 기존보온재 < 표 2 기존보온첨가제대비신규보온첨가제의광특성비교 >

36 PE Film 기존보온첨가제신규보온첨가제 HeatLoss(evening) 100um film < 표 3 기존보온첨가제와와신규보온첨가제의열손실률비교 > 시생산한필름의열손실률평가결과, 기존보온첨가제대비열손실률이낮은것으로평가되었다. 이는기존보온첨가제의산광도대비낮은흐림도를얻을수있으며, 이는가시광선영역대의보존으로이어질수있다. 생물의장육에필요한광선영역대의보존과동시에보온효과를증대시킬수있는소재로서, 본과제의결과물에적용하여좋은결과를얻을수있을것으로기대된다 종합의견 본과제의진행하면서, 처음목표하였던총 5가지의기능성을시설하우스용필름에적용시키는실험을진행하였고, 실험결과목표하였던기능성의발현을각각성공하였다. 추후기능성을한번에발현시키는단계및개선단계를거쳐, 정식제품화를통한사업화를진행할예정이다

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38 4. 목표달성도및관련분야기여도 4-1. 목표달성도 코드번호 D-06 세부연구목표 ( 연구계획서상의목표 ) 냉방효율기능을가진장기성코팅필름개발 동절기보온기능을극대화시킨장기성코팅필름개발 적색광으로의광전환효율을향상시킨장기성코팅필름개발내농약성 ( 내화학성 ) 이강화된장기성코팅필름의개발내스크래치성이우수한 Hard Coating Type 장기성코팅필름개발 비중 (%) 달성도 (%) 자체평가 소형구조물평가결과온도상승억제효과확인보온력첨가제기성품존재하며, 보온효율향산된소재적용샘플생산 UV Light -> Red Light 소재검토및샘플생산 내황성첨가제검토및필름생산 합계 100 점 100 점 Hard Coating Type 유적코팅액적용평가결과양호확인 4-2. 관련분야기여도 본연구를통해서지속적으로개발해오던하이브리드형 PO 코팅필름의핵심기술의증명및제품화가능성을확인할수있었다. 이러한핵심기술이적용된사례는국내의장기성필름시장에는아직없는것으로조사되었다. 본기술의개발및적용을통해, 계절의변화가뚜렷한한국농업환경에서여름철, 겨울철의계절적특성으로인한농가의하우스시설재배시발생하는불편함이크게해소될것으로예상된다. 더불어일신화학공업의중국법인인산동일신을통한생산및보급또는직접수출을통해중국시장의진출이기대되고, 중국내계절적변화가큰지역을중심으로시장개척이가능할것으로예상되어, 사업화를통한수출액증대를기대할수있다. 한국의여름철평균기온이지속적으로상승되고있으며, 이에따른기존시설하우스용필름의개선이필요한시점이다. 본과제를통해개발하는필름은국내시설하우스의작업환경개선에큰도움이될것이며, 더불어광전환기술등이통합된하이브리드형필름으로서, 작물의생육효율을높이고, 작업중발생하는단점들을미리극복할수있을것으로예상된다

39 5. 연구결과의활용계획 5-1 활용계획 코드번호 D 홍보및전시를통한매출확대 전국 90 여개대리점을통한대농가홍보 연구발표회및국내외전시회참가를통한대외홍보 농협중앙회계통구매계약등을통한농가보급 자사중국법인 산동일신화학 을이용한중국수출또는기술이전 2. 논문및학회발표 정보, 기술의접근성을높여학술적의미부여 3. 공공기관공동연구수행 농촌진흥청, 농업기술원과의협업을통하여농가적용을위한실증 Data 확보 5-2. 기대효과 1. 기술적측면 특허출원및등록을통한생산, 제조기술확보 농가경영비절감과주년재배가가능 적외선차폐효과를통한냉, 난방에너지효율상승 광전화을통한작물생육증진 내화학성향상을통한장기피복및친환경농업실현

40 2. 경제적 산업적측면 수입대체효과시이에따른시장점유율정도작성 현재국내보급되고있는일본수입 PO 코팅필름의규모는약 4,000 톤이며금액 으로약600 억수준임 고기능성을갖춘신청기술이도입될경우, 현재 30% 수준에서 70% 이상의수입 대체효과를기대할수있음 산업화를통한경제적기대효과 ( 단위 : 백만원 ) 산업화기준 1차년도 2차년도 3차년도 4차년도 5차년도 계 항목 가. 직접경제효과 3,250 5,750 8,250 10,750 14,250 42,250 나. 경제적파급효과 3,000 15,000 30,000 36,000 45, ,000 다. 부가가치창출액 3,000 15,000 30,000 36,000 45, ,000 합 계 9,250 35,750 68,250 82, , ,250 * 가. 직접경제효과 : 본연구과제개발기술의산업화를통해기대되는제품의매출 액추정치 나. 경제적파급효과 : 본연구과제개발기술의산업화를통한농가소득효과, 비용 절감효과등추정치 다. 부가가치창출액 : 본연구과제개발기술의산업화를통해기대되는수출효과, 브랜드가치등추정치

41 6. 연구과정에서수집한해외과학기술정보 코드번호 D-08 일본의경우,1990 년대부터미쯔비시, 세끼쓰이, 쓰미토모등대기업에서막대한자본과기술력을가지고장기성코팅필름을제조, 판매하고있으며자국의첨가형필름제조산업및관련시장의보호육성을위하여한정적인수량만자국에판매하고나머지는수출하는방식의시장구조를형성하고있다. 미쯔비시의경우, 장기성코팅필름을제조하는원재료생산부터필름제조설비까지보유하여원스톱으로생산관리가가능하여높은기술수준을보유한것으로알려져있다. 현재 GH501,GH030 등장기성코팅필름용 Grade 를국내및중국등에판매하고있으며, 2012 년사우디에 25 만톤 / 년생산가능한원료생산라인을구축하는등장기성코팅필름시장에주력하고있으며, 최근에는광전환소재를적용한장기성코팅필름을개발하여판매하고있다. 최근, 오카모토외다수의업체들이장기성코팅필름시장에뛰어들었으며장기성필름 의품질이지속적으로향상되고있고현재도 EPPE 와같이장기성필름용전문수지개발 을통하여지속적인연구와투자가이루어지고있다. 한편, 식물의탄소동화작용에필요한청색및적색광을높이고, 식물성장을저해하는자 외선광을줄이는혼합희토류금속산화물이개발되어일본, 러시아및유럽 ( 이스라엘, 독 일, 스위스등 ) 에서일부상용화되고있다. 이를통해작물의평균성장기간이 1 2 주내외로단축되고, 수확량이약 20% 30% 정 도증가하는것으로보고된바있다. 이들국가에서는대부분유색 ( 有色 ) 필름을만들기위하여단색 ( 單色 ) 및다색 ( 多色 ) 의유기물안료를필름첨가물로사용하고있으나, 광전환효과의유효수명이매우짧은것으로나타났고, 특수작물에만효과가있으며범용성이없는것으로알려져있다. 그리고, 고가의유기광변환첨가제로인하여필름의가격이크게상승하는문제점이있고, 시간의경과에따라필름내의유기광변환재의안정성이급격히떨어지고분해되는것으로알려져있다. 1) 또한, 광변환소재로첨가되는유기첨가제는자체적으로독성이높고, 환경위해물질 을배출하는것으로알려져있다

42 < 그림 28 광전환형광염료를이용한필름 > 멕시코 (Mexico,Applied Chemistry Center) 의경우에도광전환필름을개발한것으로보고된바있는데, 농작물의수확량 ( 특히상추 30% 중산 ) 이증대되는장점이있으나, 필름의제작비용이매우높고, 필름의초기기계적강도가기대한것보다보다낮으며, 필름강도가시간이경과함에따라급격히떨어지고, 필름의수명이기대유효기간 (1 년 ) 보다크게짧은것으로보고된바있다. 러시아는무기광전환재를사용하여농업용필름 ( 상표명 : Redlight") 을제조한바있는데, 자외선광이빨강-주황색광으로전환되는특징이있고, 농작물의수확량이증가하고, 일반필름대비가격경쟁력이어느정도있는것으로보고되었으나, 필름의물리적 기계적강도가하절기에급격히감소하는현상 ( μm의두꺼운필름의인장강도가약 2개월동안에초기 200 kg / cm2로부터 kg / cm2까지약 60% 정도감소 ) 이보고된바있다. 이스라엘에서는형광염료를이용한식물성장에관한연구가국가적규모로진행되고있으며빛의파장변환기능과식물촉성관계를이용한온실및비닐하우스의실용화가진행되고있다. 1) 대표적으로러시아제 Polystevan" 제품이있음

43 7. 연구개발결과의보안등급 코드번호 D-09 일반과제 8. 국가과학기술종합정보시스템에등록한연구시설 장비현 황 : 해당사항없음 구입기관연구시설 / 연구장비명 규격 ( 모델명 ) 수량 구입연월일 코드번호 D-10 비고구입가격구입처 ( 설치 ( 천원 ) ( 전화번호 ) 장소 ) NTIS 장비 등록번호 9. 연구개발과제수행에따른연구실등의안전조치이행실 적 해당사항없음 코드번호 D 연구개발과제의대표적연구실적 : 해당사항없음 구분 ( 논문번호논문명 / 특허명 / 기타소속논문게재지 / / 특허기관명역할 Impact 논문게재일특허등록국 Factor / 특허등록일가 / 기타 1 yyyy.mm.dd 코드번호 D-12 사사여부 ( 단독사사또는중복사사 ) 특기사항 (SCI 여부 / 인용횟수등 ) 11. 기타사항 해당사항없음 코드번호 D 참고문헌 해당사항없음 코드번호 D

44 < 별첨작성양식 > [ 별첨 1] 과제명 연구개발보고서초록 ( 국문 ) 냉방, 보온효율이증진된시설하우스용하이브리드형 PO 코팅필름개발및사 업화 ( 영문 ) Development and commercialization for hybrid type long-term use greenhousecoatedfilm withadvancedperformancetoresistoverheat 주관연구기관일신화학공업 ( 주 ) ( 소속 ) 기술연구소주관연구책임자참여기업 ( 성명 ) 박광억 계 20,000 총연구기간 ~ (3 개월 ) 총연구개발비 정부출연연구개발비 20,000 총인원 6 (20,000 천원 ) 총참여기업부담금 0 내부인원 6 연구원수 연구기관부담금 0 외부인원 0 연구개발목표및성과 세부연구목표 ( 연구계획서상의목표 ) 냉방효율기능을가진장기성코팅필름개발 동절기보온기능을극대화시킨장기성코팅필름개발 적색광으로의광전환효율을향상시킨장기성코팅필름개발내농약성 ( 내화학성 ) 이강화된장기성코팅필름의개발내스크래치성이우수한 Hard Coating Type 장기성코팅필름개발 비중 (%) 달성도 (%) 자체평가 소형구조물평가결과온도상승억제효과확인보온력첨가제기성품존재하며, 보온효율향산된소재적용샘플생산 UV Light -> Red Light 소재검토및샘플생산 내황성첨가제검토및필름생산 합계 100 점 100 점 Hard Coating Type 유적코팅액적용평가결과양호확인 연구내용및결과가. 냉방효율기능을가진장기성코팅필름개발적외선차단소재를적용한필름을제조하여 1) 소형구조물 2) 시설하우스에적용하여온도저하효과를확인함나. 동절기보온기능을극대화시킨장기성코팅필름개발기존보온소재를적용한기성품대비효율이향상되고투명도가증대된소재검토및시제품생산하여적용가능성확인

45 다. 적색광으로의광전환효율을향상시킨장기성코팅필름개발광전환소재를적용한필름샘픒생산하여광전환효과및적용가능성확인라. 내농약성 ( 내화학성 ) 이강화된장기성코팅필름의개발내화학성 ( 황 (S), 염소 (Cl) 이증대된소재를적용한필름생산및적용가능성확인마. 내스크래치성이우수한 Hard Coating Type 장기성코팅필름개발하드코팅타입의유적코팅액소재를찾아적용및평가하여기능개선확인 연구성과활용실적및계획 1. 농촌진흥청, 도농업기술원등과연계한필드테스트및현장검증사업완료후대농민홍모, 정책제안및현장보급 2. 돈사, 우사, 양계장등축사열차단피복재개발 3. 인삼재배시설열차단및광전환효율증진피복재개발 4. 내농약성, 내스크래치성, 적색광전환기능을보유한복합기능성 PO 필름개발

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47 Ⅰ. 연구개발실적 다음각평가항목에따라자체평가한등급및실적을간략하게기술 (200자이내 ) 1. 연구개발결과의우수성 / 창의성 등급 : ( 아주우수, 우수, 보통, 미흡, 불량 ) - 적외선영역차단을통한실내온도상승억제효과를적용한시설하우스용필름은아직개발되지않은신기술로서, 기존의시설하우스용필름이가진계절적한계를극복할수있는고부가가치의기술임 - 또한농가에서사용하는중발생하는불편사항 ( 농약등으로인한조기산화, 스크래치발생 ) 사전예방기술을함께접목시켜, 하우스용필름의가치를높이고, 농가사용편의성증대도이루어낼수있음. - 이러한각각의기술을한곳에적용하는것은수준높은기술력을요구하며, 일신화학공업의오랜노하우및원천기술을기반으로제품화를진행할예정임 2. 연구개발결과의파급효과 등급 : ( 아주우수, 우수, 보통, 미흡, 불량 ) - 대한민국의농업환경및계절적환경의특성으로인한시설하우스용필름의단점및불편사항을동시에개선할수있을것으로기대됨 - 계절적인특성이비슷한중국시장에적용하여높은수출실적을기대할수있음. 현재중국시장은시설하우스용비닐의고급화가이루어지지않았으며, 일신화학공업의앞선기술력을바탕으로개발한제품을통해시장을선점할수있을것으로기대됨 3. 연구개발결과에대한활용가능성 등급 : ( 아주우수, 우수, 보통, 미흡, 불량 ) - 적외선차폐소재는소형구조물및시설하우스에실제적용한결과온도상승억제효과가확인되었음 - 보온소재, 광전환소재, 내화학성소재, 하드코팅타입의유적코팅액을적용하여효과를검증하였으며, 성능의동시적용평가를통한제품화및사업화가가능할것으로예상됨. 4. 연구개발수행노력의성실도 등급 : ( 아주우수, 우수, 보통, 미흡, 불량 ) -본기획과제의성공적인수행을위해농촌진흥청, 도농업기술원등과연계한필드테스트및현장검증사업을공동연구로진행하기로하였음. - 또한특허법률사무소를통해본기술사업화과제의기술가치를평가의뢰진행하여높은수준의기술가치를평가받았음 5. 공개발표된연구개발성과 ( 논문, 지적소유권, 발표회개최등 ) 등급 : ( 아주우수, 우수, 보통, 미흡, 불량 )

48 해당사항없음

49 Ⅱ. 연구목표달성도 세부연구목표 ( 연구계획서상의목표 ) 냉방효율기능을가진장기성코팅필름개발 동절기보온기능을극대화시킨장기성코팅필름개발 적색광으로의광전환효율을향상시킨장기성코팅필름개발 내농약성 ( 내화학성 ) 이강화된장기성코팅필름의개발 내스크래치성이우수한 Hard Coating Type 장기성코팅필름개발 비중 (%) 달성도 (%) 자체평가 소형구조물평가결과온도상승억제효과확인 보온력첨가제기성품존재하며, 보온효율증대소재검토중 UV Light -> Red Light 소재검토및샘플생산 내황성첨가제검토및필름생산 Hard Coating Type 유적코팅액적용평가결과양호확인 합계 100 점 100 점 Ⅲ. 종합의견 1. 연구개발결과에대한종합의견 본과제를통해, 목표하는각성능의발현을확인하였고, 기술의동시적용단계를남겨두고있다. 각 성능의평가결과는긍정적이며, 제품화및사업화가능성이매우높은것으로평가된다. 2. 평가시고려할사항또는요구사항 해당기술은작물의생육에관여하는피복자재의개발이며기획연구수행기간 (3 개월 ) 동안해당기술 의기본적인성능을점검하는것은가능하나작물생육을평가하기에는어려움이있음. 3. 연구결과의활용방안및향후조치에대한의견 본과제는작물생육에있어태양광을선택적으로이용하는기술이므로하절기, 동절기기간동안작물 생육에관한실증평가가이루어져야한다. 따라서 3 개월간의연구기획수행기간동안에최적화된실 증평가를진행하기불가능하다. 사업화지원과제수행시, 본연구의실증평가를수행하고자한다

50 Ⅳ. 보안성검토 해당사항없음 보안성이필요하다고판단되는경우작성함. 1. 연구책임자의의견 해당사항없음 2. 연구기관자체의검토결과 해당사항없음

51 [ 별첨 3] 연구성과활용계획서 1. 연구과제개요 사업추진형태 자유응모과제 지정공모과제분야 연구과제명 냉방, 보온효율이증진된시설원예용하이브리드형장기성 PO 코팅필름개발및 사업화 주관연구기관일신화학공업 ( 주 ) 주관연구책임자박광억 연구개발비 정부출연 연구개발비 기업부담금연구기관부담금총연구개발비 연구개발기간 ~ 주요활용유형 산업체이전 교육및지도 정책자료 기타 ( ) 미활용 ( 사유 : ) 2. 연구목표대비결과 당초목표 당초연구목표대비연구결과 냉방효율기능을가진장기성코팅필름개발 소형구조물평가결과온도상승억제효과확인 동절기보온기능을극대화시킨장기성코팅필름보온력첨가제기성품존재하며, 개발보온효율증대소재검토중적색광으로의광전환효율을향상시킨장기성코팅 UV Light -> Red Light 소재검토및샘플생산필름개발내농약성 ( 내화학성 ) 이강화된장기성코팅필름의내황성첨가제검토및필름생산개발내스크래치성이우수한 Hard Coating Type 장기 Hard Coating Type 유적코팅액성코팅필름개발적용평가결과양호확인 * 결과에대한의견첨부가능 3. 연구목표대비성과 : 해당사항없음 성과목표 지식재산권특특허허출등원록 품 종 등 록 사업화지표기술실시사업화 ( 이전 ) 기제매수건술품출출수료화액액 고 용 창 출 투자유치 기술인증 학술성과 논문학비술 SC SC 발 I I 표 연구기반지표정책 교인활용 홍보육력정홍지양책보도성활전용시 기타 ( 타연구활용

52 최종목표연구기간내달성실적달성율 (%) 등 ) 4. 핵심기술 구분 핵심기술명냉방효율기능을가진장기성코팅필름개발동절기보온기능을극대화시킨장기성코팅필름개발적색광으로의광전환효율을향상시킨장기성코팅필름개발내농약성 ( 내화학성 ) 이강화된장기성코팅필름의개발내스크래치성이우수한 Hard Coating Type 장기성코팅필름개발 5. 연구결과별기술적수준 구분 세계최초 국내최초 핵심기술수준기술의활용유형 ( 복수표기가능 ) 외국기술외국기술외국기술특허산업체이전현장애로정책복제소화 흡수개선 개량출원 ( 상품화 ) 해결자료기타 1 의기술 v v v 2 의기술 3 의기술 v v 4 의기술 v v v v 5의기술 v v v v * 각해당란에 v 표시 v 6. 각연구결과별구체적활용계획 핵심기술명 1 의기술 2 의기술 3 의기술 4 의기술 5 의기술 핵심기술별연구결과활용계획및기대효과 사계절필름에적용하여여름철시설하우스내부의온도상승을억제하여하절기 작업시간연장및작업환경개선가능동절기시설하우스내부의보온효과를높여생물장육에도움을주고, 난방비절감 및에너지절약효과얻음작물생육에필요한광선영역대로의광전환을통해생육증대및생산량증대효과 기대장기성필름의사용기간중발생할수있는황훈증및농약살포등으로부터발생 하는조기산화를억제시켜사용수명증가효과기대필름피복시발생하는내부스크래치를방지하여유적성지속효과증대및피복작 업편의성개선

53 7. 연구종료후성과창출계획 : 해당사항없음 성과목표 최종목표연구기간내달성실적연구종료후성과창출계획 지식재산권특특허허출등원록 품 종 등 록 사업화지표기술실시사업화 ( 이전 ) 기제매수건술품출출수료화액액 고 용 창 출 투자유치 기술인증 연구기반지표정책학술성과교인활용 홍보논문학육력정홍비술지양책보 SC SC 발도성활전 I I 표용시 기타 ( 타연구활용등 ) 8. 연구결과의기술이전조건 ( 산업체이전및상품화연구결과에한함 ): 해당사항없음 핵심기술명 1) 이전형태 무상 유상기술료예정액천원 이전방식 2) 소유권이전 전용실시권 통상실시권 협의결정 기타 ( ) 이전소요기간실용화예상시기 3) 기술이전시선행조건 4) 1) 핵심기술이 2개이상일경우에는각핵심기술별로위의표를별도로작성 2) 전용실시 : 특허권자가그발명에대해기간 장소및내용을제한하여다른 1인에게독점적으로허락한권리통상실시 : 특허권자가그발명에대해기간 장소및내용을제한하여제3자에게중복적으로허락한권리 3) 실용화예상시기 : 상품화인경우상품의최초출시시기, 공정개선인경우공정개선완료시기등 4) 기술이전시선행요건 : 기술실시계약을체결하기위한제반사전협의사항 ( 기술지도, 설비및장비등기술이전전에실시기업에서갖추어야할조건을기재 )