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제출문
보고서 초록
목차
제1장 서론 14
제1절 연구개발의 중요성 및 필요성 14
제2절 연구개발의 국내외 현황 20
1. 국내 기술개발 동향 및 시장현황 20
2. 해외 기술개발의 동향 및 시장현황 23
제3절 연구개발대상 기술의 차별성 27
1. 기술적 차별성 27
2. 소재의 차별성 27
제2장 연구개발의 목표 및 내용 30
제1절 연구의 최종목표 30
1. 친환경 바이오벽지의 제조공정 기술개발 및 시제품 생산 30
2. 개발품에 대한 세포면역학적 생리활성효능 규명 30
3. 아토피피부염 소아환자에 대한 개발품 적용효과에 대한 임상시험 30
제2절 연도별 연구개발의 목표 및 내용 31
제3절 연도별 추진체계 32
1. 연도별 추진일정 32
2. 연구 추진체계 33
제3장 연구개발 결과 및 활용계획 34
제1절 연구개발 결과 및 토의 34
1. 기술개발수행 개요 34
2. 기술개발의 내용 및 결과 36
가. 친환경벽지 연구개발의 문제점과 방향 36
나. 원재료 선별작업 및 특성 평가 37
다. 친환경바이오벽지 제조공정 기술개발 76
라. 친환경바이오 벽지 시공에 따른 실내공기질 개선효과 110
마. 아토피피부염환자에서 친환경 바이오벽지 개발품의 효과 123
제2절 연구개발 결과 요약 138
1. 원재료 선별연구 및 특성 평가 138
2. 친환경 바이오벽지 제조공정기술 개발 140
3. 친환경 바이오벽지 시공에 따른 실내공기질 개선 연구 142
4. 아토피피부염 환자에서 친환경 바이오벽지 개발품의 효과 143
제3절 연도별 연구개발목표의 달성도 145
제4절 연도별 연구성과(논문, 특허 등) 146
제5절 관련분야의 기술발전 기여도 148
1. 기술적 측면 148
2. 환경적 측면 148
3. 경제적·산업적 측면 150
4. 일자리 창출 측면 152
제6절 연구개발 결과의 활용계획 153
제4장 참고문헌 154
부록 158
〈표 1-1〉 국내의 벽지 종류와 제조기술 21
〈표 1-2〉 국내 친환경벽지 기술개발 현황 22
〈표 1-3〉 일본의 제조업체별 친환경벽지 개발 동향 25
〈표 2-1〉 연구개발의 목표와 내용 31
〈표 2-2〉 연도별, 기관별 연구개발 추진일정 32
〈표 3-1〉 케나프 잎 추출물들의 항균 활성 검증 38
〈표 3-2〉 천연식물의 Paper disk법을 이용한 항균 능력 검증 40
〈표 3-3〉 친환경 바이오벽지 시제품의 TVOCs와 5VOCs 90
〈표 3-4〉 공정첨가제와 원재료의 VOCs 방출특성 90
〈표 3-5〉 흡수력 시험 (Water absorption test) 100
〈표 3-6〉 친환경 바이오벽지 조성조합비 107
〈표 3-7〉 친환경 바이오벽지 상용화 spec. 107
〈표 3-8〉 주요 연구개발 항목별 추진실적 108
〈표 3-9〉 실내공기질 분석항목 111
〈표 3-10〉 친환경 바이오벽지 시공 가정의 실내공기질 변화 113
〈표 3-11〉 일반 PVC벽지 시공 가정의 실내공기질 변화 114
〈표 3-12〉 Characteristics of the Subjects 127
〈표 3-13〉 두 군 간의 벽지 시공 전 후 SCORAD 및 Objective SCORAD index 변화 132
〈표 3-14〉 두 군 간의 SCORAD index 및 Objective SCORAD index 변화량 비교 132
〈표 3-15〉 두 군 간의 벽지 시공 전 후 호산구 수와 ECP 농도 변화 133
〈표 3-16〉 시공에 따른 실내 5VOCs와 대사산물의 변화 134
〈표 3-17〉 실내공기질 성분과 SCORAD index와의 상관관계 135
〈표 3-18〉 두 군 간의 보습제 및 스테로이드연고 사용량 비교 135
〈표 3-19〉 연구개발 협약서 상 평가의 착안점 및 목표 145
〈표 3-20〉 각종 건축자재에서 방출되는 VOCs 149
〈표 3-21〉 국내 벽지시장규모(한국경제신문,2008년 5월)와 광공업 동태(통계청, 2008년) 150
〈그림 1-1〉 연구개발의 중요성 및 필요성 14
〈그림 1-2〉 새집증후군에 의한 사회적 문제 (좌 2004.1.28조선일보, 우 2008.10월호 데코저널) 16
〈그림 1-3〉 고상건축자재(벽지, 바닥재)의 실내오염물질 방출특성(2005년 국립환경과학원) 17
〈그림 1-4〉 공동주택의 실내 VOCs와 포름알데히드 방출량 추이(2008 국립환경과학원) 18
〈그림 1-5〉 일본의 친환경벽지 기술개발의 특징 및 내용 24
〈그림 1-6〉 일본 주택의 화학물질 농도 26
〈그림 1-7〉 친환경 바이오벽지 개발품 구조 및 개념도 28
〈그림 2-1〉 연구추진체계 및 역할 33
〈그림 3-1〉 천연식물 추출물들의 DPPH free radical scavenging법을 이용한 항산화 능력 검정 39
〈그림 3-2〉 천연식물들의 Paper disk법을 이용한 항균 능력 비교. (1. 향나무, 2. 녹차, 3, 소나무, 4. 쑥, 5. 편백나무, 6. 박하, 7. 님, 8, MeOH〈대조군〉) 39
〈그림 3-3〉 Effect of kaempferitrin on the LPS-mediated up-reglation of co-stimulatory molecules. (A and B) RAW264.7 cells(2X106 cell/ml) were treated with kaempferitrin in the presence or absence of LPS (1□g/ml) for 12 hr....(이미지참조) 45
〈그림 3-4〉 Effect of kaempferitrin on CD29-mediated cell-cell adhesion. U937 cell were incubated with kaempferitrin in the presence or absence of pro-aggregative (activating) antibodies [antibodies (1□g/ml each) to CD29 (MEM...(이미지참조) 46
〈그림 3-5〉 Effect of kaempferitrin on LPS-mediated signaling enyme activation in RAW264.7 cells. RAW264.7 cell (5X106 cell/ml) were stimulated with keampferitrin in the presence or blotting, the total or phospho-protein e total orSrc,...(이미지참조) 46
〈그림 3-6A〉 케나프 추출물의 농도 처리에 따른 TNF-α 생성 억제효과 51
〈그림 3-6B〉 케나프 추출물의 농도 처리에 따른 TNF-α과 GAPDH 발현 효과 52
〈그림 3-6C〉 케나프 추출물의 농도 처리에 따른 사이토카인 발현 억제효과 52
〈그림 3-7A〉 케나프 추출물의 농도 처리에 따른 PGE2 생성 억제효과 53
〈그림 3-7B〉 케나프 추출물의 농도 처리에 따른 COX-II과 GAPDH 발현 억제효과 53
〈그림 3-8A〉 케나프 추출물의 농도에 따른 NO 생성 억제효과 54
〈그림 3-8B〉 케나프 추출물의 농도에 처리에 따른 iNOS와 GAPDH 발현 억제효과 54
〈그림 3-8C〉 케나프 추출물의 농도 처리에 따른 ROS 활성 억제효과 55
〈그림 3-8D〉 케나프 추출물의 농도 처리에 따른 세포보호 효과 55
〈그림 3-8E〉 케나프 추출물의 농도 처리에 따른 HO-1과 GAPDH 발현 억제효과 55
〈그림 3-9A〉 케나프 추출물의 농도 처리에 따른 대식세포 탐식효과 56
〈그림 3-9B〉 케나프 추출물의 처리에 따른 공동자극분자 억제효과 56
〈그림 3-10A〉 케나프 추출물의 농도 처리에 따른 세포-세포 부착 저해효과 57
〈그림 3-10B〉 케나프 추출물의 농도 처리에 따른 세포-피브로텍틴 부착 저해효과 57
〈그림 3-10C〉 케나프 추출물의 농도처리에 따른 β1-인티그린의 표면수준의 기능저해 효과 57
〈그림 3-11〉 DPPH free radical scavenging activity of Chrysanthemumindicum L. extracts and fractions. 61
〈그림 3-12〉 Total flavonoid contents of Chrysanthemum indicum L. extracts and fractions. 62
〈그림 3-13〉 Effect of Chrysanthemum indicum L. extracts and fractions on LPS-induced NO production in RAW264.7 cells. RAW264.7 cell (1×106 cell/mL) were stimulated by LPS(1 ㎍/mL) with various extracts (62.5-125 ㎍/mL) for 24 h....(이미지참조) 62
〈그림 3-14〉 Effect of Chrysanthemum indicum L. extracts and fractions on the expression of TNF- α in LPS-activated RAW264.7 cells. 63
〈그림 3-15〉 Effect of Chrysanthemum indicum L. extracts and fractions on the production of PGE₂ and the expression of cyclooxygenase (COX)-II in LPS-activated RAW264.7 cells.... 63
〈그림 3-16A〉 지표물질 1 ¹³C-NMR 스펙트럼 68
〈그림 3-16B〉 지표물질 1 ¹H-NMR 스펙트럼 69
〈그림 3-17A〉 지표물질 2 ¹³C-NMR 스펙트럼 69
〈그림 3-17B〉 지표물질 2 ¹H-NMR 스펙트럼 70
〈그림 3-18A〉 지표물질 3 ¹³C-NMR 스펙트럼 70
〈그림 3-18B〉 지표물질 3 ¹H-NMR 스펙트럼 71
〈그림 3-19〉 지표물질들의 구조 71
〈그림 3-20〉 지표물질들의 DPPH 라디칼 소거활성 비교 72
〈그림 3-21〉 지표물질들의 NO 생성 저해활성 비교 72
〈그림 3-22〉 친환경바이오벽지 제조용 케나프 경작 및 수확 77
〈그림 3-23〉 케나프 건조공정 및 입도선별 작업의 과정 78
〈그림 3-24〉 케나프 분말의 입도비교(14mesh와 30mesh 분말 SEM morphology) 78
〈그림 3-25〉 케나프의 미세 분쇄에 의한 입도(particle-tuning 후 입도변화) 79
〈그림 3-26〉 케나프 분말의 입자크기에 따른 미세구조의 변화 80
〈그림 3-27〉 케나프 등 자연재료 입자 선별용 타공망 80
〈그림 3-28〉 첨가제의 교반 및 슬러리 농도 측정 82
〈그림 3-29〉 친환경 바이오벽지 층상구조 및 공정 83
〈그림 3-30〉 기능성 물질의 첨가에 따른 점도의 변화 84
〈그림 3-31〉 기능성물질을 첨가한 슬러리의 분산구조 84
〈그림 3-32〉 친환경 바이오벽지의 기능성물질 표면 분산효과 85
〈그림 3-33〉 친환경 바이오벽지의 내부 기능성물질 분산효과 86
〈그림 3-34〉 친환경 바이오벽지의 습윤 인장강도 측정 86
〈그림 3-35〉 친환경 바이오벽지 제작공정도 87
〈그림 3-36〉 친환경 바이오벽지 1차 시제품(14mesh & 20mesh) 88
〈그림 3-37〉 친환경 바이오벽지의 VOCs 방출특성 89
〈그림 3-38〉 친환경 바이오벽지 시제품의 오염물질 흡착성능 91
〈그림 3-39A〉 일반 PVC 벽지의 파단면 미세구조 92
〈그림 3-39B〉 친환경 바이오벽지 1차 시제품의 파단면 미세구조 92
〈그림 3-39C〉 친환경 바이오벽지 2차 시제품의 파단면 미세구조 93
〈그림 3-40A〉 일반 PVC 벽지의 표면 미세구조 93
〈그림 3-40B〉 1차 시제품의 표면 미세구조 94
〈그림 3-40C〉 2차 시제품의 표면 미세구조 94
〈그림 3-41A〉 일반 PVC 벽지 EDX-line mapping 사진 95
〈그림 3-41B〉 1차 시제품 벽지 EDX-line mapping 사진 95
〈그림 3-41C〉 2차 시제품 벽지 EDX-line mapping 사진 95
〈그림 3-42A〉 일반 PVC 벽지 EDX mapping를 통한 무기물의 분포도 96
〈그림 3-42B〉 1차 시제품 벽지 EDX mapping를 통한 무기물의 분포도. 96
〈그림 3-42C〉 2차 시제품 벽지 EDX mapping를 통한 무기물의 분포도. 97
〈그림 3-43〉 연소실험을 통한 비교(친환경 바이오벽지와 일반 PVC벽지 비교) (a) 연소시험 초기단계, (b) 연소시험 중간단계, (c) 연소시험 마지막 단계 97
〈그림 3-44〉 T-type peeling test (접착력 test) 98
〈그림 3-45〉 T-type peel test 값 (a:2차 시제품, b:1차 시제품, c:일반 PVC 벽지) 99
〈그림 3-46〉 흡수력 시험(Water absorption test) 100
〈그림 3-47〉 인장강도 시험 결과 (일반, 내열, 습윤). 101
〈그림 3-48〉 Al₂O₃/ZrO₂ 복합체 (Al₂O₃기지체/ZrO₂코팅)와 ZrO₂/Al₂O₃ 복합체 (ZrO₂기지체/Al₂O₃코팅)의 미세구조. 102
〈그림 3-49〉 가해준 압력에 따른 복합체의 압흔 깊이 102
〈그림 3-50〉 Angle bar에 의한 균일코팅 103
〈그림 3-51〉 디자인 개발 - 색상, 명도, 채도의 개발 104
〈그림 3-52〉 인쇄방법(동판 및 디지털 UV인쇄)에 따른 디자인과 색도 비교 105
〈그림 3-53〉 벽화무늬와 연속무늬 디자인을 적용한 친환경 바이오벽지 시제품의 Test-bed(상)와 실제 시공사례(하) 106
〈그림 3-54〉 친환경 바이오벽지 2차 시제품 106
〈그림 3-55〉 임상시험용 벽지 시공과 실내공기질 측정 작업 109
〈그림 3-56〉 친환경 바이오벽지 시공에 의한 실내공기질 개선효과 분석 110
〈그림 3-57〉 휘발성유기화합물 분석 112
〈그림 3-58〉 폼알데히드 분석 112
〈그림 3-59〉 총 부유세균 분석 112
〈그림 3-60〉 CO₂ 분석 112
〈그림 3-61〉 친환경 바이오벽지를 시공한 가정의 전체 TVOC 농도 변화 115
〈그림 3-62〉 친환경 바이오벽지를 시공한 가정 중 시공 전 TVOC가 950 ㎕/㎥ 이상인 가정의 평균 농도 변화 115
〈그림 3-63〉 친환경 바이오벽지를 시공한 가정 중 시공 전 TVOC가 800 ㎕/㎥ 이하인 가정의 평균 농도 변화 115
〈그림 3-64〉 일반 PVC벽지를 시공한 가정의 전체 TVOC 평균 농도 변화 116
〈그림 3-65〉 일반 PVC벽지를 시공한 가정 중 시공 전 TVOC가 400㎕/㎥ 이상인 가정의 평균 농도 변화 116
〈그림 3-66〉 일반 PVC벽지를 시공한 가정 중 시공 전 TVOC가 300㎕/㎥ 이하인 가정의 평균 농도 변화 116
〈그림 3-67〉 친환경 바이오벽지를 시공한 가정의 전체 5VOC 평균 농도 변화 117
〈그림 3-68〉 친환경 바이오벽지를 시공한 가정 중 시공 전 5VOC가 100㎕/㎥ 이상인 가정의 평균 농도 변화 117
〈그림 3-69〉 친환경 바이오벽지를 시공한 가정 중 시공 전 5VOC가 100㎕/㎥ 미만인 가정의 평균 농도 변화 117
〈그림 3-70〉 일반 PVC벽지를 시공한 가정의 전체 5VOC 평균 농도 변화 118
〈그림 3-71〉 일반 PVC벽지를 시공한 가정 중 시공 전 5VOC가 100㎕/㎥ 이상인 가정의 평균 농도 변화 118
〈그림 3-72〉 일반 PVC벽지를 시공한 가정 중 시공 전 5VOC가 10㎕/㎥ 이상인 가정의 평균 농도 변화 118
〈그림 3-73〉 친환경 바이오벽지를 시공한 가정의 폼알데히드 평균 농도 변화 119
〈그림 3-74〉 일반 PVC벽지를 시공한 가정의 폼알데히드 평균 농도 변화 119
〈그림 3-75〉 총 부유세균 변화 120
〈그림 3-76〉 CO₂ 평균 농도변화 120
〈그림 3-77〉 연구 설계도 및 분석 환아 수 126
〈그림 3-78〉 각 군에서 시공 후 포름알데히드 농도 변화 128
〈그림 3-79〉 각 군에서 시공 후 TVOCs 농도 변화 129
〈그림 3-80〉 각 군에서 시공 후 5VOCs 농도 변화 130
〈그림 3-81〉 각 군에서 시공 후 NVOCs 농도 변화 131
〈그림 3-82〉 연구개발결과의 활용 가능 분야 152
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