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방사선 동시조사법을 이용한 불소고분자막의 제조방법 및 이에 따라 제조된 화학적 안정성이 향상된 불소고분자막
- 기술번호 : KST2014066743
- 담당센터 : 대전기술혁신센터
- 전화번호 : 042-610-2279
| 요약 | 본 발명은 방사선 동시조사법을 이용한 불소고분자막의 제조방법 및 이에 따라 제조된 화학적 안정성이 향상된 불소고분자막에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 염화비닐벤질 단량체를 용매에 용해시켜 염화비닐벤질 단량체 용액을 제조하는 단계(단계 1); 상기 단계 1의 단량체 용액에 불소계 고분자막을 첨가하고, 방사선 동시조사법을 이용하여 폴리염화비닐벤질이 그라프트된 불소고분자막을 제조하는 단계(단계 2); 및 상기 단계 2의 폴리염화비닐벤질이 그라프트된 불소고분자막을 술폰화 반응시켜 폴리비닐벤질술폰산이 그라프트된 불소고분자막을 제조하는 단계(단계 3)를 포함하는 방사선 동시조사법을 이용한 불소고분자막의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 방사선 동시조사법을 이용한 불소고분자막은 염화비닐벤질을 포함한 혼합용액과 불소계 고분자 막에 방사선을 동시에 조사하여 제조방법이 간단하고, 불소고분자막의 그라프트율을 조절할 수 있으며, 상기 제조방법으로 제조된 불소 고분자막은 라디칼에 의한 화학적 반응에서 우수한 안정성을 나타내므로, 이온 교환 막, 전지용 분리막, 수소 이온 연료전지막 등의 여러 기능성 막으로 유용하게 사용할 수 있다. |
|---|---|
| Int. CL | C08F 259/04 (2006.01) C08J 3/28 (2006.01) C08J 5/22 (2006.01) C08F 259/08 (2006.01) |
| CPC | C08J 5/2237(2013.01) C08J 5/2237(2013.01) C08J 5/2237(2013.01) C08J 5/2237(2013.01) C08J 5/2237(2013.01) C08J 5/2237(2013.01) |
| 출원번호/일자 | 1020090030240 (2009.04.08) |
| 출원인 | 한국원자력연구원 |
| 등록번호/일자 | 10-1088404-0000 (2011.11.24) |
| 공개번호/일자 | 10-2010-0111837 (2010.10.18) 문서열기 |
| 공고번호/일자 | (20111201) 문서열기 |
| 국제출원번호/일자 | |
| 국제공개번호/일자 | |
| 우선권정보 | |
| 법적상태 | 등록 |
| 심사진행상태 | 수리 |
| 심판사항 | |
| 구분 | 신규 |
| 원출원번호/일자 | |
| 관련 출원번호 | |
| 심사청구여부/일자 | Y (2009.04.08) |
| 심사청구항수 | 9 |
출원인
| 번호 | 이름 | 국적 | 주소 |
|---|---|---|---|
| 1 | 한국원자력연구원 | 대한민국 | 대전광역시 유성구 |
발명자
| 번호 | 이름 | 국적 | 주소 |
|---|---|---|---|
| 1 | 노영창 | 대한민국 | 대전시 유성구 |
| 2 | 신준화 | 대한민국 | 전북 정읍시 |
| 3 | 강필현 | 대한민국 | 전북 정읍시 |
| 4 | 경비 | 중국 | 전북 정읍시 |
| 5 | 강성아 | 대한민국 | 전북 정읍시 |
| 6 | 고범석 | 대한민국 | 전북 정읍시 |
| 7 | 손준용 | 대한민국 | 전북 정읍시 |
대리인
| 번호 | 이름 | 국적 | 주소 |
|---|---|---|---|
| 1 | 이원희 | 대한민국 | 서울특별시 강남구 테헤란로 ***, 성지하이츠빌딩*차 ***호 (역삼동) |
최종권리자
| 번호 | 이름 | 국적 | 주소 |
|---|---|---|---|
| 1 | 한국원자력연구원 | 대한민국 | 대전광역시 유성구 |
| 번호 | 서류명 | 접수/발송일자 | 처리상태 | 접수/발송번호 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | [특허출원]특허출원서 [Patent Application] Patent Application |
2009.04.08 | 수리 (Accepted) | 1-1-2009-0210790-79 |
| 2 | 선행기술조사의뢰서 Request for Prior Art Search |
2010.10.08 | 수리 (Accepted) | 9-1-9999-9999999-89 |
| 3 | 선행기술조사보고서 Report of Prior Art Search |
2010.11.16 | 수리 (Accepted) | 9-1-2010-0071343-89 |
| 4 | 의견제출통지서 Notification of reason for refusal |
2011.03.11 | 발송처리완료 (Completion of Transmission) | 9-5-2011-0137085-57 |
| 5 | [명세서등 보정]보정서 [Amendment to Description, etc.] Amendment |
2011.05.11 | 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) | 1-1-2011-0348501-07 |
| 6 | [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서 [Opinion according to the Notification of Reasons for Refusal] Written Opinion(Written Reply, Written Substantiation) |
2011.05.11 | 수리 (Accepted) | 1-1-2011-0348500-51 |
| 7 | 등록결정서 Decision to grant |
2011.11.23 | 발송처리완료 (Completion of Transmission) | 9-5-2011-0686039-99 |
| 8 | 출원인정보변경(경정)신고서 Notification of change of applicant's information |
2012.06.22 | 수리 (Accepted) | 4-1-2012-5134067-95 |
| 9 | 출원인정보변경(경정)신고서 Notification of change of applicant's information |
2014.09.16 | 수리 (Accepted) | 4-1-2014-5109542-64 |
| 번호 | 청구항 |
|---|---|
| 1 |
1 염화비닐벤질 단량체를 용매에 용해시켜 염화비닐벤질 단량체 용액을 제조하는 단계(단계 1); 상기 단계 1의 단량체 용액에 불소계 고분자막을 첨가하고, 방사선 동시조사법을 이용하여 1 - 4 kGy/h의 선량율로 조사하여 폴리염화비닐벤질이 그라프트된 불소고분자막을 제조하는 단계(단계 2); 및 상기 단계 2의 폴리염화비닐벤질이 그라프트된 불소고분자막을 티오우레아 용액에 첨가하여 반응시켜 티오우로늄 염을 도입시키는 단계(단계 3(a)); 상기 단계 3(a)에서 제조된 티오우로늄 염이 도입된 불소고분자막을 염기성용액에 첨가하여 가수분해시키는 단계(단계 3(b)); 및 상기 단계 3(b)의 가수분해에 의해 티올기를 포함하는 불소고분자막을 산화시키는 단계(단계 3(c))를 포함하는 술폰화 반응을 통해 폴리비닐벤질술폰산이 그라프트된 불소고분자막을 제조하는 단계(단계 3)를 포함하는 방사선 동시조사법을 이용한 불소고분자막의 제조방법 |
| 2 |
2 제1항에 있어서, 상기 단계 1의 용매는 사염화탄소, 클로로포름, 디클로로메탄, 톨루엔, 1,4-다이옥신, 1,2-디클로로에탄 및 디메틸포름아미드로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 불소고분자막의 제조방법 |
| 3 |
3 제2항에 있어서, 상기 용매는 클로로포름인 것을 특징으로 하는 불소고분자막의 제조방법 |
| 4 |
4 제1항에 있어서, 상기 단계 1의 용매에 대하여 염화비닐벤질 단량체의 함량은 30 - 70 부피%인 것을 특징으로 하는 불소고분자막의 제조방법 |
| 5 |
5 제1항에 있어서, 상기 단계 2의 불소계 고분자막은 테트라플루오로에틸렌-헥사플루오르프로필렌(FEP), 페르플루오로알킬비닐에테르(PFA), 에틸렌테트라플루오로에틸렌(ETFE), 폴리비닐리덴플루오라이드(PVDF) 및 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 불소고분자막의 제조방법 |
| 6 |
6 삭제 |
| 7 |
7 제1항에 있어서, 상기 단계 2에서 불소계 고분자막에 그라프트되는 염화비닐벤질의 그라프트율은 30 - 80%인 것을 특징으로 하는 불소고분자막의 제조방법 |
| 8 |
8 삭제 |
| 9 |
9 제1항 내지 제5항 및 제7항 중 어느 한 항의 제조방법으로 제조되는 불소고분자막 |
| 10 |
10 제9항의 불소고분자막을 이용한 이온교환막 |
| 11 |
11 제9항의 불소고분자막을 이용한 연료전지막 |
| 지정국 정보가 없습니다 |
|---|
| 패밀리정보가 없습니다 |
|---|
| 순번 | 연구부처 | 주관기관 | 연구사업 | 연구과제 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 교육과학기술부 | 한국원자력연구원 | 원자력 연구개발사업(원자력기술개발사업 고유강점기술육성 분야) | 방사선 이용 기능성 고분자 개발 |
- 본 등록정보는 참고용으로 법적증빙자료로 사용할 수 없습니다.
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- 법적증빙자료로 활용하시거나 더 자세한 정보를 보시려면 등록원부를 발급받아 사용하시기 바랍니다.
| 특허 등록번호 | 10-1088404-0000 |
|---|
권리란
| 표시번호 | 사항 |
|---|---|
| 1 |
출원 연월일 : 20090408 출원 번호 : 1020090030240 공고 연월일 : 20111201 공고 번호 : 특허결정(심결)연월일 : 20111123 청구범위의 항수 : 9 유별 : C08J 5/22 발명의 명칭 : 방사선 동시조사법을 이용한 불소고분자막의 제조방법 및 이에 따라 제조된 화학적 안정성이 향상된 불소고분자막 존속기간(예정)만료일 : |
특허권자란
| 순위번호 | 사항 |
|---|---|
| 1 |
(권리자) 한국원자력연구원 대전광역시 유성구... |
등록료란
| 제 1 - 3 년분 | 금 액 | 198,000 원 | 2011년 11월 25일 | 납입 |
| 제 4 년분 | 금 액 | 166,600 원 | 2014년 10월 08일 | 납입 |
| 제 5 년분 | 금 액 | 166,600 원 | 2014년 12월 30일 | 납입 |
| 제 6 년분 | 금 액 | 166,600 원 | 2016년 09월 28일 | 납입 |
| 제 7 년분 | 금 액 | 309,400 원 | 2017년 09월 15일 | 납입 |
| 제 8 년분 | 금 액 | 221,000 원 | 2018년 10월 02일 | 납입 |
| 제 9 년분 | 금 액 | 221,000 원 | 2019년 11월 01일 | 납입 |
| 제 10 년분 | 금 액 | 367,500 원 | 2020년 11월 02일 | 납입 |
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| 번호 | 서류명 | 접수/발송일자 | 처리상태 | 접수/발송번호 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | [특허출원]특허출원서 | 2009.04.08 | 수리 (Accepted) | 1-1-2009-0210790-79 |
| 2 | 선행기술조사의뢰서 | 2010.10.08 | 수리 (Accepted) | 9-1-9999-9999999-89 |
| 3 | 선행기술조사보고서 | 2010.11.16 | 수리 (Accepted) | 9-1-2010-0071343-89 |
| 4 | 의견제출통지서 | 2011.03.11 | 발송처리완료 (Completion of Transmission) | 9-5-2011-0137085-57 |
| 5 | [명세서등 보정]보정서 | 2011.05.11 | 보정승인간주 (Regarded as an acceptance of amendment) | 1-1-2011-0348501-07 |
| 6 | [거절이유 등 통지에 따른 의견]의견(답변, 소명)서 | 2011.05.11 | 수리 (Accepted) | 1-1-2011-0348500-51 |
| 7 | 등록결정서 | 2011.11.23 | 발송처리완료 (Completion of Transmission) | 9-5-2011-0686039-99 |
| 8 | 출원인정보변경(경정)신고서 | 2012.06.22 | 수리 (Accepted) | 4-1-2012-5134067-95 |
| 9 | 출원인정보변경(경정)신고서 | 2014.09.16 | 수리 (Accepted) | 4-1-2014-5109542-64 |
| 기술번호 | KST2014066743 |
|---|---|
| 자료제공기관 | 미래기술마당 |
| 기술공급기관 | 한국원자력연구원 |
| 기술명 | 방사선 동시조사법을 이용한 불소고분자막의 제조방법 및 이에 따라 제조된 화학적 안정성이 향상된 불소고분자막 |
| 기술개요 |
본 발명은 방사선 동시조사법을 이용한 불소고분자막의 제조방법 및 이에 따라 제조된 화학적 안정성이 향상된 불소고분자막에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 염화비닐벤질 단량체를 용매에 용해시켜 염화비닐벤질 단량체 용액을 제조하는 단계(단계 1); 상기 단계 1의 단량체 용액에 불소계 고분자막을 첨가하고, 방사선 동시조사법을 이용하여 폴리염화비닐벤질이 그라프트된 불소고분자막을 제조하는 단계(단계 2); 및 상기 단계 2의 폴리염화비닐벤질이 그라프트된 불소고분자막을 술폰화 반응시켜 폴리비닐벤질술폰산이 그라프트된 불소고분자막을 제조하는 단계(단계 3)를 포함하는 방사선 동시조사법을 이용한 불소고분자막의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 방사선 동시조사법을 이용한 불소고분자막은 염화비닐벤질을 포함한 혼합용액과 불소계 고분자 막에 방사선을 동시에 조사하여 제조방법이 간단하고, 불소고분자막의 그라프트율을 조절할 수 있으며, 상기 제조방법으로 제조된 불소 고분자막은 라디칼에 의한 화학적 반응에서 우수한 안정성을 나타내므로, 이온 교환 막, 전지용 분리막, 수소 이온 연료전지막 등의 여러 기능성 막으로 유용하게 사용할 수 있다. |
| 개발상태 | 상용모델 개발 |
| 기술의 우수성 |
1) 방사선을 이용한 그라프트 기술은 오래전부터 많은 연구가 진행되어 왔으며, 제조 방법에 있어서 필름을 조사하고 나중에 단량체를 그라프트하는 전조사법과 필름과 단량체를 동시에 조사하여 그라프트하는 동시조사법으로 분류할 수 있음
2) 방사선 그라프트를 이용하여 제조된 가장 대표적인 예는 불소고분자 필름에 스티렌(styrene) 단량체를 방사선 그라프트시킨 후, 염화술폰산(chlorosulfonic acid)으로 술폰화하여 폴리스티렌 술폰산(polystyrene sulfonicacid)이 그라프트된 이온전도성 고분자 막임 3) 이온전도성 고분자 막은 방사선 그라프트와 술폰화 과정으로 술폰산 작용기가 막 내부까지 고르게 분포된 막을 제조할 수 있으며, 이러한 방법으로 제조된 막을 연료전지용 막으로 사용하면 높은 이온전도도와 전력밀도를 나타내나, 연료전지 구동 환경에서 발생되는 하이드록시 라디칼에 의해 이온전도성 그라프트 고분자 사슬이 서서히 끊어지는 단점이 있어 장시간 사용 시 문제가 있음 - 이러한 단점을 보완하기 위하여 디비닐벤젠(DVB)과 같은 가교제를 첨가하여 막의 안정성을 향상시키거나 라디칼에 안정한 그라프트 고분자 합성에 사용할 수 있는 신규 단량체를 사용하는 연구가 진행되고 있음 - 폴리스티렌 술폰산(polystyrene sulfonic acid)이 그라프트 고분자의 방향족에 있는 술폰산기는 고온에서 탈술폰화(desulfonation) 반응을 일으키는 것으로 알려져 있어 고온에서 사용 시 문제가 있음 |
| 응용분야 |
1. 본 제안기술에 따른 방사선 동시조사법을 이용한 불소고분자막은 이온교환막, 전지용 분리막, 수소이온 연료전지막 등의 여러 기능성 막으로 유용하게 사용할 수 있음
1) 수처리 - 가정용 : 정수기나 연수기 등 음료용이나 생활용으로 주로 사용 - 상하수처리 : 상하수 처리장에 멤브레인 방식이 병원성 세균 등의 처리 능력이 뛰어나 적용 확대 예상 - 해수담수화 : 중동 등 물 부족 지역에서 멤브레인을 이용, 해수의 나트륨 등 염분을 제거하는데 적용 2) 전기, 전자 - 반도체, 디스플레이 : 주된 용도는 초순수 제조영역이며, 클린룸 공정에 필요한 세정수, 에칭액 등 공정에 사용되는 화학 약품의 정제 등에 사용 3) 에너지 - 저장(2차전지) : 리튬이온전지 세퍼레이터로서 단락을 방지하고 리튬 이온만 선택적이며 가역적으로 투과시키는 기능을 함. 안전성 강화를 위해 표면에 세라믹 코팅 등 후 처리 - 차세대발전 : 연료전지(PEMFC, SOFC 등)에 수소 이온 이동을 위한 멤브레인에서 사용. 대표적으로 고분자와 세라믹 소재 멤브레인에 해당 - 플랜트 : 원자력 등 발전 설비의 냉각수는 초고순수를 필요 4) 헬스케어 - 제약 : 의약품 정제, 수액, 주사제 등 제조 공정, 약물 전달, 진단 테스트, 피부 부착 금연보조제, 콘택트 렌즈 등에 사용 - 의료기구 : 인공신장 등 인공장기의 역할로 혈액 투석(Dialsis) 기능, 각종 의료처치용 제품에 사용 5) 석유, 화학 - 화학공정 : 클로로-알칼리(CA) 등 석유화학 공정에서 나오는 화학 약품이나 유기 용제의 정제와 포토레지스트(PR) 등 기능성 수지 제조 공정에서도 사용 - 가스분리 : 석유화학 공정에서 발생하는 가스 분리, 바이오연료의 분리, 질소, 아르곤 등 고순도 가스 제조에 사용 6) 생활 - 식음료 : 와인, 맥주, 청량음료 등의 여과, 과즙의 농축정제, 조미료, 탈색, 단백질의 농축정제 등에 사용 - 섬유 : 우주탐사용 제품에서부터 개인용 의류, 등산용품 등 |
| 시장규모 및 동향 |
1. 해외 시장동향 1) 이차전지 소재 세계시장은 2010년 33억 불에서 2013년 63억 불로 약 21%의 연평균 성장률을 보일 것으로 전망하였으며, 국내 4대 핵심소재 각각의 50% 이상을 일본이 점유하고 있음 2) 세계시장은 2009년 350억 달러에서 연평균 15%의 성장률로 2015년 818억 달러에 이를 것으로 전망함 3) 2011년 분리막 수요는 전년대비 26% 증가한 466M m2으로 전망되며, 아사히카세이, 폴리포어(前 Celgard), 토레이 토넨이 전체의 70%를 공급하고 있음 - 2010년 일본의 3대 업체(아사히 카세이, 폴리포어, 토레이 토넨)로 전체의 70%를 공급하고 있으나, 2011년 시장점유율은 64%로 낮아질 전망 - 주된 이유는 우베, SK Entek 등의 2위권 업체들의 시장점유율이 빠르게 확대되고 있고, BenQ, Wuhu chery engineering 등 대만 및 중국 업체들이 2012년 상업생산을 목표로 새롭게 분리막 시장에 진입하고 있음 2. 국내 시장동향 1) 이차전지의 국내시장은 대략 세계시장의 10% 정도로 2009년 41,550억 원, 2015년까지 연평균 15%의 성장률을 보이면서 98,176억 원에 달할 것으로 전망함 2) 국내 리튬 이차전지 수출액은 2009년 17.3억 달러에서 2010년 21.1억 달러로 21% 증가함 - 수입액은 2009년 5.51억 달러에서 2010년 5.47억 달러로 감소하여 국내 리튬 이차전지 무역수지 흑자폭이 커지고 있음 - 리튬 이차전지 산업은 향후 시장 성장성이 높고 또한 국내 기업들이 경쟁력을 확보하고 있어 우리나라 주요 수출 품목으로 하나로 자리매김할 것으로 보임 3) 한국의 리튬이온 이차전지(LIB) 산업은 현재 전 세계 리튬이차전지 업계를 이끌고 있는 LG화학과 삼성SDI의 양산화와 더불어 시작되었고, 초기에는 집전체, 캔 등을 중심으로, 2005년 이후에는 4대 소재를 중심으로 신규 참입이 시작되다가, 특히 한국의 리튬이차전지가 세계적 수준에 올라선 현재는 4대 소재 전 분야에 걸쳐 많은 업체들이 대거 참여하고 있음 |
| 희망거래유형 | |
| 사업화적용실적 | |
| 도입시고려사항 |
| 과제고유번호 | 1345158256 |
|---|---|
| 세부과제번호 | 2007-2000078 |
| 연구과제명 | 방사선 이용 기능성 고분자 개발 |
| 성과구분 | 등록 |
| 부처명 | 교육과학기술부 |
| 연구관리전문기관명 | 한국연구재단 |
| 연구주관기관명 | 한국원자력연구원 |
| 성과제출연도 | 2011 |
| 연구기간 | 200703~201202 |
| 기여율 | 1 |
| 연구개발단계명 | 응용연구 |
| 6T분류명 | BT(생명공학기술) |
| 과제고유번호 | 1345099972 |
|---|---|
| 세부과제번호 | 2007-2000078 |
| 연구과제명 | 방사선이용기능성고분자개발 |
| 성과구분 | 출원 |
| 부처명 | 교육과학기술부 |
| 연구관리전문기관명 | 한국연구재단 |
| 연구주관기관명 | 한국원자력연구원 |
| 성과제출연도 | 2009 |
| 연구기간 | 200703~201202 |
| 기여율 | 1 |
| 연구개발단계명 | 응용연구 |
| 6T분류명 | BT(생명공학기술) |
특허성과
| [1020110131766] | 봉선화 추출물, 메트로니다졸 및 생체적합성 고분자를 함유하는 무좀 예방 또는 치료용 약학적 조성물 | 새창보기 |
|---|---|---|
| [1020110099971] | 방사선 조사를 이용한 생체적합성 고분자 나노겔의 제조방법 | 새창보기 |
| [1020110089092] | 메트로니다졸을 함유한 수화겔 및 이의 제조방법 | 새창보기 |
| [1020110084738] | 무기염을 이용한 악취제거제 및 이의 제조방법 | 새창보기 |
| [1020110030732] | 고온 및 치수 안정성이 향상된 탄화수소계 고분자전해질막 및 이의 제조방법 | 새창보기 |
| [1020090109597] | 수화겔을 이용한 인조 미끼의 제조방법 | 새창보기 |
| [1020090108621] | 방사선 조사를 이용한 유/무기 복합막의 제조방법 및 이에 따라 제조되는 유/무기 복합막 | 새창보기 |
| [1020090089619] | 높은 기공도와 우수한 기계적 및 열적 특성을 가지는 리튬 이차전지용 폴리에틸렌 미세다공성 분리막 및 이의 제조방법 | 새창보기 |
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| [1020090030240] | 방사선 동시조사법을 이용한 불소고분자막의 제조방법 및 이에 따라 제조된 화학적 안정성이 향상된 불소고분자막 | 새창보기 |
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