• 한국식품영양과학회지
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• 제46권3호
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• pp.394-399
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• 2017

플라스틱 포장 폐기물로 인한 환경오염을 해결하기 위한 대안으로 생분해성 필름이 많이 연구되어 왔다. 본 연구에서는 우럭 껍질 젤라틴(RFG)과 nano-clay(Cloisite $Na^+$, 10A)의 복합필름의 특성에 관하여 연구하였다. 우럭 껍질로부터 젤라틴을 추출하여 sorbitol을 가소제로서 첨가한 단백질 필름을 제조하였고, 제조된 RFG 필름의 tensile strength(TS), water vapor permeability(WVP), water solubility(WS)는 각각 15.0 MPa, $2.70{\times}10^{-9}g\;m/m^2\;s\;Pa$, 53.8%였다. RFG에 nano-clay를 첨가한 복합필름은 TS가 증가하고 WVP와 WS는 감소하였다. XRD 분석과 SEM 측정 결과를 통하여 RFG/nano-clay 복합필름 내부에 박리형 구조를 형성함을 확인할 수 있었다. 결론적으로 본 연구 결과 RFG/nano-clay 복합필름은 생분해성 포장재로 적용될 수 있음을 시사한다.

• 청정기술
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• 제23권2호
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• pp.133-139
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• 2017

식물로부터 유래하는 바이오매스를 25% 이상 함유하는 바이오 베이스 플라스틱은 탄소배출을 억제하는 효과가 있고, 한정된 자원인 석유의 소비량을 줄일 수 있으며, 산화생분해 첨가제를 추가 적용하면 폐기 후에는 미생물에 의해 생분해되기 때문에 친환경적인 소재로 최근 연구가 활발하다. 본 연구에서는 염화비닐수지에 식물체 유래 가소제, 생분해 촉매제를 첨가하여 생분해성 및 물성변화등을 관찰하였다. 또한 초기 신장율과 인장강도 등의 물성이 우수한 자연에서 분해되는 산화 생분해 투명 바이오 필름을 제조하여 식품포장재로서의 제품 안전성을 시험하였다. 염화비닐 수지와 1차 가소제, 2차 가소제, 방담제, 안정제를 비율에 맞게 투입한 다음, 고속혼합기에서 혼합한 후, 압출성형기를 이용하여 압출한 뒤 냉각 와인더 롤을 통해 두께 $12{\mu}m$의 대조구와 산화생분해 투명 바이오 필름을 제조하였다. 기계적 물성으로 인장강도, 연신율 및 최대하중연신율을 측정하였으며, 생분해 실험을 실시하였다. 식물체 유래 가소제, 생분해 촉매제로 제조된 투명 바이오 필름은 대조구 대비 인장강도 및 연신율이 큰 차이가 없는 것으로 나타났다. 또한 ASTM D 6954-04 방법에 따라 45일간 생분해 테스트를 한 결과 표준물질인 셀룰로오스 분말 대비 61.4%의 생분해를 나타내었다.

• 공업화학
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• 제31권2호
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• pp.115-124
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• 2020

지속가능한 플라스틱 산업은 크게 사용 후에 물과 이산화탄소로 분해되어 환경에 악영향을 주지 않는 생분해성 플라스틱과 대기 중의 탄소자원으로 광합성된 바이오매스로부터 전환된 원료를 사용하여 탄소 중립을 실현하는 바이오매스 기반 플라스틱으로 나누어진다. 그중 산업의 새로운 방향으로 바이오매스 기반 엔지니어링 플라스틱(EP) 및 천연 나노섬유를 이용한 강화 나노복합소재가 각광받고 있다. 이들 소재는 천연자원을 활용한다는 친환경성의 이점 외에도 석유계 플라스틱보다 뛰어난 차별화된 고기능성을 부여하여 고부가가치 플라스틱 시장에서의 경쟁력을 가진다. 대표적 바이오매스 기반 단량체인 isosorbide와 2,5-furandicarboxylic acid로부터 제조되는 폴리에스터, 폴리카보네이트 소재는 석유계 대비 높은 투명성, 기계적 특성, 열안정성, 기체 차단성 등으로 산업화의 선두에 있다. 더 나아가서 연속사용온도 150 ℃ 이상의 슈퍼 EP 소재에도 적용될 수 있는 가능성을 보였다. 나노셀룰로오스, 나노키틴 등의 자연계 나노섬유의 표면 친수성, 다관능기를 활용한 in situ 중합법을 이용하여 기존에 보고된 바 없는 기계적 물성 향상을 최소한의 나노필러 함량으로 이루어내었다. 본 총설에서 다루는 바이오매스 기반 tough-플라스틱은 환경이 요구하는 탄소 중립, 소비자가 요구하는 고기능성, 산업이 요구하는 접근성을 모두 만족함으로써 석유계 플라스틱을 대체해 나갈 것으로 기대한다.

• 월간포장계
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• 통권260호
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• pp.45-55
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• 2014

최근 환경오염과 생태학적 환경문제가 사회적 중요한 관심사로 인식되고 있다. 포장디자인에 있어서도 재활용과 재사용에 대한 요구와 함께 스티로폼이나 플라스틱을 대체하는 친환경 포장용기와 생분해성 필름 등의 포장재의 개발과 생산이 점차 증가하고 있다. 이러한 사회적 배경에서 본 연구에서는 환경친화적 포장디자인의 개발을 위한 가이드라인 설정을 목적으로 하고 있다. 연구내용은 환경친화적 디자인의 개념과 에코 포장디자인 적용범주, 국내외 에코패키지의 동향 및 포장재 현황을 살펴보고, 각종 정책과 규정 및 관련지침 등의 이론적 자료들을 근거로 일반적으로 고려되고 있는 에코패키지의 기본 방향과 체크리스트를 분석하였으며 이에 따른 가이드 라인 및 수행 절차를 고찰하였다. 에코 패키지의 기본방향은 첫째, 포장디자인의 제작, 사용, 폐기에 이르는 전과정에서 환경측면을 고려해야 하며 둘째, 비용과 품질, 시장성, 디자인 등 다중요소를 고려해야 한다. 셋째, 디자인 부서와 제품설계부서, 생산부서, 환경팀 등 조직 내의 다른 시스템과 기능적으로 협력하여야 하며 넷째, 기업의 다른 여러 가지 환경 활동을 통해 잠재적인 소비자와 시장을 확대할 수 있다는 것이다. 가이드라인의 내용은 자원 절감과 물질 사용량 절감, 재활용성 확대, 에너지 효율 향상, 유해 물질 저감과 안전성 확보, 폐기 효율성을 중심으로 하고 있다. 환경 친화적 포장디자인의 실천을 통해 환경영향성을 개선하고 비용을 감소시키며 소비자의 이미지 개선에도 기여할 것으로 기대된다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2004년도 춘계 학술발표대회 개요집
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• pp.316-318
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• 2004

In recent years, plastic waste has been recognized as a worldwide environmental issue. To solve the disposal problem of the plastic waste, alternative treatment such as the use of biodegradable plastic(polybutylene succinate: PBS) is indeed highly in demand due to its merit of PBS buried in soil decomposed into carbon dioxide and water. In the present study, for the production of further functional PBS with TiO$_2$ as photocatalyst, which shows the decomposition of detrimental organic compound and pollutant under ultraviolet irradiation, we attempted to prepare photocatalytic TiO$_2$ coatings on PBS substrate by HVOF and plasma spraying techniques under various conditions using three kinds of agglomerated powders (P200: 200nm, P30: 30nm, P7: 7nm). The microstructures of coatings were characterized with SEM and XRD analysis, and the photocatalytic efficiency of coatings was evaluated through the photo degradation of gaseous acetaldehyde. Therefore, such functional TiO$_2$-Plastic composite material is expected to considerably contribute to the reduction of aggravated environmental problem.

• KSBB Journal
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• 제22권6호
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• pp.371-377
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• 2007

나노기술과 바이오기술의 융합연구에 의해 나노바이오기술이 발전되고 있다. 나노바이오기술의 중요한 응용연구 중의 하나로서, 진단이나 바이오센서 분야에서 단백질-단백질 및 단백질-바이오물질간의 상호작용을 연구하기 위한 단백질 센서 칩이 개발되어 왔다. 본 논문에서는 단백질의 선택적 고정화를 위한 새로운 생체고분자 기질로 PHA를 이용하는 첫 번째 예로서, 단백질-단백질 및 항원-항체 반응의 구현을 나타내고자 하였다. 본 시스템은 PHA 표면 위에서 PHA depolymerase의 SBD와의 선택적 결합에 기반한 것으로, PHA depolymerase의 SBD와 융합된 단백질이 PHA가 코팅된 표면 위에 spotting 될 수 있고 미세접촉인쇄방법에 의해 PHA 위에 미세패턴이 제조되어지는 것을 알 수 있었다(52, 53). 이러한 새로운 전략이 PHA depolymerase의 SBD와 다른 단백질을 융합함으로서 미세 spotting과 미세패터닝이 가능하게 되었고 항원-항체의 생물학적 반응을 통해 많은 바이오센서 칩 연구에 응용될 수 있음을 확인하였다. 또한, PHA 마이크로 비드에도 PHA depolymerase의 SBD와 융합된 단백질을 고정시킴으로서 항원-항체 반응을 유도할 수 있음을 확인하였다(54). PHA의 구조를 변경하여 PHA 기판, PHA 필름, PHA 미세패턴, PHA 마이크로 비드 등을 이용할 수 있으며 multiplex assay를 동시에 진행할 수 있는 다양한 융합 단백질을 사용할 수 있을 것이다. 생분해성 플라스틱으로서 성공적으로 개발된 PHA를 이용한 새로운 플랫폼 기술이 PHA depolymerase의 SBD를 이용함으로서 특이적이고 선택적인 단백질의 고정화에 이용될 수 있음을 확인하였다. 본 전략이 다양한 단백질-단백질 및 단백질-바이오물질 반응을 이용한 바이오칩 및 바이오센서의 응용연구에 유용하게 사용될 것이다.

• 공업화학
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• 제25권2호
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• pp.121-133
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• 2014

ABA형태의 삼중블록공중합체는 고무상과 유리상의 상대적 성분에 좌우되는 열가소성 탄성체와 강화 플라스틱으로써 유용하다. 이러한 물질은 다른 고분자와 혼합하여 첨가제, 강화제, 상용화제로써 기능성을 줄 수 있다. 상업적으로 유용한 대부분의 블록 공중합체는 석유로부터 유래된다. 지구상의 유한한 화석자원 공급과 석유 사용 및 채굴에 관련된 경제, 환경적 비용을 고려하면 그 대안은 매력적이다. 이러한 흐름에 더하여 미래 지속 가능한 물질의 최종 용도를 위한 설계 및 그 실행이 요구되고 있다. 본 총설에서는 재생 가능한 ABA 형태의 삼중블록 공중합체 합성과 특성을 살펴보고, 특히 공중합체의 경성부분을 위한 높은 유리 전이온도 혹은 녹는점을 지닌 식물 유래 폴리올레핀과 다당류 유래 폴리락타이드와 공중합체의 연성부분을 위한 바이오 기반, 낮은 유리 전이온도, 무결정의 탄화수소계 고분자에 대해 논의하려고 한다. 이를 위해서 다양하게 제어된 고분자 중합법은 강력한 도구임이 증명되고 있다. 이러한 혼성 고분자의 정교한 합성에 관한 연구는 재생가능성, 생분해성, 고성능을 지닌 새로운 탄성체와 강화 플라스틱의 발전을 이끌고 있다.

• 자원리싸이클링
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• 제22권5호
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• pp.20-28
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• 2013

본 연구는 Mechanical Biological Treatment system(이하 MBT system)에서 선별된 생활폐기물의 에너지회수 가능성을 평가하고자 하였다. 투입 생활폐기물의 성상분석 결과 수도권매립지에 반입되는 폐기물과 성상이 유사하였으며, 함수율은 다소 높은 값을 나타내었다. 도시고형유기성폐기물에 대해 BMP(Biochemical Methane Potential) test를 실시한 결과 60 ~ 80 mL $CH_4/g$-VS의 메탄($CH_4$)가스가 발생하여 문헌 등에서 보고된 메탄발생량에 비해 낮은 값을 나타내었는데 비닐플라스틱류의 비중이 높았기 때문으로 추측된다. 수도권매립지에 설치된 MBT system에서 선별된 유기성폐기물을 각 성분별로 BMP Test를 실시한 결과 음식폐기물 및 종이류에서는 각각 193, 102 mL $CH_4/g$-VS 수준의 메탄이 발생하였으나 비닐, 고무에서는 전혀 발생하지 않았고, 선별이 어려운 others에서는 매우 낮은 30 mL $CH_4/g$-VS 수준의 메탄이 발생하였다. 이로 미루어볼 때 유기성폐기물에서 비닐플라스틱, 고무류의 선별이 필요할 것으로 판단된다.

• 한국포장학회지
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• 제29권2호
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• pp.95-102
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• 2023

실내마스크 착용 해제 및 거리 두기 완화에도 불구하고 비대면 서비스가 계속되어 이루어지고 있다. 특히 음·식료품을 비롯한 농·축·수산물의 배송 수요는 증가하고 있어 이에 부가되는 플라스틱 포장 폐기물의 양이 꾸준히 증가하는 추세이다. 이에 따라 EU에서는 포장재 플라스틱의 사용을 규제하려는 방향으로 움직임을 보였다. 이러한 국제 트렌드의 흐름에 대응하여 국내 패키징 업계에서는 PLA, PBAT와 같은 생분해성 물질을 이용한 친환경 포장재 개발 연구를 활발히 진행하고 있다. 본 연구에서는 이러한 이슈에 대응하여 국내 가로수 중 상당 비중을 차지하여 식재된 은행나무의 은행잎을 lactic acid 생산에 관한 새로운 원료로 활용하고자 하였다. 은행잎은 cellulose, mannan, xylan 등의 다당류를 함유하고 있으며 대량의 원료를 얻을 수 있다는 유용한 특징이 있다. 본 연구를 통해 전처리한 은행추출부산물의 glucan은 단일 분획 공정으로는 높은 수율을 기대하기 어렵다고 판단되어지며, 낮은 수욜 문제를 해결하기 위해서는 전처리 가수분해액, 효소당화액을 모두 활용하는 통합 공정이 필수적으로 적용되어야 한다.

• Journal of Welding and Joining
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• 제24권5호
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• pp.57-61
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• 2006

For the production of functional $TiO_2$-biodegradable plastic (polybutylene succinate:PBS) composite material with photocayalytic activity, we attempted to prepare $TiO_2$ coatings on PBS substrate by HVOF and plasma spraying techniques under various conditions. The microstructures of coatings were characterized with SEM and XRD analysis, and the photocatalytic efficiency of coatings was evaluated by the photo degradation of gaseous acetaldehyde. The effects of primary particle size and spraying parameters on the formation behavior, photocatalytic performance of the coatings have been investigated. The results indicated that for both the HVOF sprayed $P_{200}$ and $P_{30}$ coatings, the high anatase ratio of 100% can be achieved regardless of fuel gas pressure. On the other hand, the HVOF sprayed $P_7$ coating exhibited a largely decreased anatase ratio (from 100% to 49.1%) with increasing the fuel gas pressure, which may be attributed to much higher susceptibility of heat for 7 nm agglomerated powder. HVOF sprayed $P_{200}$ and $P_{30}$ coatings show better performance as compared to that of plasma sprayed $P_{200}$ coatings owing to the higher anatase ratio. However, the HVOF sprayed $P_7$ coatings did not show the photocatalytic activity, which may result from the extremely small reaction surface area to the photocatalytic activity and low anatase ratio.