나노분야 전시회로 세계 최대 규모를 자랑하는 ‘국제 나노기술 전시 및 컨퍼런스(나노테크)’에 우리나라 나노관련 기업 및 기관들이 앞서나가는 상용화제품과 기술을 선보였다. 일반적으로 소재부품분야에 있어 선진국인 일본시장 공략은 전세계에서 가장 까다롭고 어려운 것으로 알려져 있는 가운데 우리 기업들의 자신감 넘치는 당찬 도전이 주목받았다.

지난 1월27일부터 29일까지 도쿄 빅사이트에서 열린 ‘제15회 국제 나노기술 전시 및 컨퍼런스(나노테크)’에서는 우리나라 나노제품 상용화를 주도하고 있는 나노융합산업연구조합과 코트라 주도로 23개사 40부스 규모로 한국 공동관을 꾸렸다. 경기침체의 여파로 러시아 국가관이 사라지고 몇몇 국가관의 규모가 축소된 것을 고려하면 상당한 규모로, 여기에 실제 비즈니스가 이뤄지고 있는 CNT, 나노산화물, 나노잉크, 복합재 등이 전시돼 질적으로도 완성도를 갖췄다는 평가다.

한국관에는 △씨엔티솔루션(CNT-플라스틱 컴파운드) △대화알로이테크(CNT 면상발열체, 윤활성능향상제 ‘나노렉스’) △나노미래생활(산화아연 및 적용제품) △석경에이티(무기나노산화물 및 전도성잉크·페이스트) △제이캠(투명전극용 전도성 고분자, 스마트창용 투명전극 용액) △쎄코(기능성 나노표면처리제) △랩코(Particle Counter, Dust Sensor) △다리옵틱(진공증착용 소재) △도은(AF코팅재, 나노 졸하드 코팅액) △플라즈마기술연구소(열플라즈마 나노소재 제조장치, 나노-그라파이트 융합소재) △제이오(CNT 분말 및 분산액) △서울대 나노융용시스템연구센터(반도체바이오센터, 나노프로브) △아모그린텍(나노페이스트·나노잉크, NFC, FPCB, 나노섬유) △나노융합산업연구조합(나노코리아 홍보) △누리비스타(나노 은 잉크, 광소결 구리잉크, 데코 잉크) △파루(나노잉크, 은나노 필름 히터) △대화테크(페이스트 장비) △금호석유화학(CNT 소재 및 응용제품) △WPM 지능형 멤브레인소재사업단(연료전지·수처리·기체분리용 투명전극 △풍산홀딩스(나노분말·페이스트, 메탈메쉬 투명전극 △연구성과실용화진흥원(주요 사업소개) △나노종합기술원(주요 사업소개) △나노융합기술원(주요 사업소개) 등이 출품했다.

▲ 장영찬 금호석화 연구기획 임원이 자사의 CNT기술을 소개하고 있다..

◇금호석유화학

연산 50톤의 CNT 생산캐파를 가지고 있는 금호석유화학(사장 김성채)은 이번 전시회에 ‘K-Nanos(K-나노스)’라는 브랜드로 분말에서 용액, 컴파운딩, 마스터배치, 시트에 이르는 자사의 솔루션을 선보였다.

회사는 생산공정을 완전자동화해 품질의 균일성을 보장하고 있고 석화기업으로서 누구보다 고분자에 대해 잘알고 있기 때문에 수요처 맞춤형 서비스가 가능하다는 장점을 가지고 있다. 일례로 금호석화의 NBR/CNT는 고무재질로 전자파 차폐가 탁월한 것으로 알려져 있다.

회사는 이처럼 특성이 우수한 CNT 복합소재를 향후 타이어, 이차전지, 전선 등 시장성이 유망한 분야에 적극 진출한다는 계획이다. 금호석유화학 장영찬 연구기획임원은 “CNT는 고분자에 응용했을 때 그 진가가 드러나지만 현재 이렇다할 뚜렷한 메인 시장이 없어 관련 업계가 어려움을 겪고 있다”며 “금호석화가 CNT 대량 수요처를 발굴해 시장을 선도할 수 있도록 최선을 다하겠다”고 밝혔다.

▲ 김대현 풍산홀딩스 소장이 은나노분말 등을 소개하고 있다..

◇풍산홀딩스

비철금속 전문기업 풍산그룹의 지주회사인 풍산홀딩스(대표 최한명)는 자동차, 기계, 전자산업 등에 적용되는 고기능 구리 및 알루미늄, 니켈, 철, 은 등 금속나노분말을 선보였다.

특히 이날 풍산홀딩스는 전극 TSP(터치스크린패널), 메탈메쉬, 대면적 디스플레이 등에 적용할 있는 은 나노분말 시제품을 선보여 주목받았다. 회사는 가스분사(아토마이징)와 열플라즈마공정을 통해 마이크로미터에서 50~200나노미터(nm)크기의 은나노분말을 저렴한 가격에 생산해냈다.

풍산홀딩스는 은나노분말을 터치스크린용 메탈 메쉬 투명전극에 적용하기 위해 동진쎄미켐, 아이에스엘, 나노융합산업연구조합과 함께 손잡고 경제협력권산업육성사업(2015년 5월~2018년 4월)을 통해 제품화를 추진 중이다.

김대현 풍산홀딩스 연구소장은 “양산은 2018년 이후를 목표로 하고 있으며 현재 수입에 의존하고 있는 값비싼 일본산 은나노분말을 대체할 수 있을 것으로 기대된다”고 밝혔다.

풍산홀딩스는 현재 연산 1천톤의 구리 등 금속분말 생산능력을 갖추고 있으며 광소결 및 잉크용 구리 분말, 폭발 추진제용 알루미늄/니켈 분말, 산화제용 철 분말 등도 생산해 대만 등에 수출을 하고 있다.

▲ 서정국 씨엔티솔루션 대표가 자사의 CNT 분산기술을 소개하고 있다..

◇씨엔티솔루션

CNT 분산·가공 전문기업 씨엔티솔루션(대표 서정국)은 최근 SK하이닉스로 납품을 시작한 정전기방지 웨이퍼캐리어, 내화학성을 강화한 ABS복합소재로 만든 비데 케이스, 재난대비용 LED 등 다양한 CNT응용제품을 선보였다.

최근 CNT는 배터리 전극에 카본블랙 대체재로 적용이 가속화되고 있는데 재난대비용 LED에 들어가는 마그네슘 일차전지에 씨엔티솔루션이 분산한 CNT가 들어갔다. 이 제품은 물속에서 72시간을 견딜 수 있어 특히 해상에서 사고를 당했을시 구조요청에 유용하다.

또한 이번에 씨엔티솔루션은 일본 소재전문기업 T社와 CNT 마스터배치 공급을 위한 세부적인 상담에 들어갔다. 서정국 대표는 “일본이 CNT 선진국으로 알려져 있지만 씨엔티솔루션과 같이 수요자 맞춤형 분산제품을 제공할 수 있는 기업은 별로 없다”며 “이번 계약을 통해 우리나라가 CNT분산기술 선진국으로 널리 알려지는데 도움이 되길 기대한다”고 밝혔다.

▲ 석경에이티는 PEEK 지르코니아 3D프린터 필라멘트를 선보였다..

◇석경에이티

초미립자 무기화합물 전문기업(대표 임형섭) 석경에이티는 이번 전시회에서 △SiO₂ △TiO₂ △IZO △ATO 등 기능성 나노 세라믹 분말과 슈퍼 엔지니어링 플라스틱 PEEK에 지르코니아를 섞은 치과 및 뼈 제작용 3D프린터 필라멘트를 선보였다.

ATO의 경우 분산력이 좋아 액상 물질을 롤러로 베란다 창문 등에 도포하면 잠시 뒤 굳어 필름이 될 정도로 탁월한 기능을 자랑한다. 기존 창문에 색을 입히려면 유기 화학물을 써야하는데 이는 내구성이 떨어진다. 그러나 석경에이티의 무기안료 분산액은 색빠짐 현상이 전혀 없어 고급 커버글라스 시장에서 각광받고 있다. 현재 회사는 국내 유명 페인트 회사에 무기안료 분산액을 납품하고 있다.

석경에이티는 i-Heat라는 광발열흡수 무기재료 코팅 기술도 선보였다. 무기재료가 함침된 섬유가 햇빛을 받으면 열을 내기 때문에 온도가 3~7도 올라가는 효과가 있다. 이 기술개발은 중소기업청과 국책과제로 진행돼 국내 의류회사에 납품 중이며 청바지, 등산복 등에 적용이 기대되고 있다.

3D프린터용 PEEK·지르코니아 필라멘트는 기존 치아나 뼈를 만들기 위한 절삭·소결 공정을 프린팅으로 한번에 간단히 해결할 수 있는 제품이다. 임형섭 대표는 “이 제품 개발에 3년이 걸렸으며 현재 필라멘트에 적합한 3D프린터 장비를 찾고 있는 중”이라고 밝혔다.

▲ 누리비스타가 출품한 나노 구리·은 잉크.

◇누리비스타

누리텔리콤의 관계사로 전자부품, 이차전지, 태양전지용 나노소재 전문기업 누리비스타(대표 조송만)는 광소결 구리잉크, 은나노 잉크, MLCC용 니켈·구리 페이스트, 커버글라스 데코 잉크 등을 선보였다.

기존 NFC, RFID 등에는 은 잉크가 사용되고 있는데 가격이 비싸고 수입에 의존하고 있어 이를 값싼 구리로 대체하기 위한 개발이 한창이다. 그러나 구리는 산화문제를 해결해야 한다.

누리비스타가 개발한 광소결 구리잉크는 처음부터 산화구리분말입자로 자외선(UV)에 1000분의 1초로 짧게 쬐면 순수 구리로 변하는 성질을 가지고 있다. 이 제품은 은 잉크대비 가격이 5분의 1로 현재 수요기업에 테스트를 진행 중이다.

누리비스타는 나노조합이 추진 중인 2차년도 ‘나노소재 수요연계 제품화 적용기술개발 사업’에 선정돼 ‘나노구리잉크 적용 초저가 RF 안테나(RFID, NFC)’ 개발을 추진할 예정이다. 또한 회사는 은나노잉크를 습식으로 합성해 전기전도도가 높으면서도 생산가격을 낮췄다.

회사의 이들 제품은 태양전지, FPCB, 터치스크린용 베젤, ITO 대체용 메탈메쉬 전극, NFC 안테나, 웨어러블 기기 등에 널리 활용될 전망이다.

◇나노미래생활

항균 나노산화아연 솔루션 전문기업 나노미래생활(대표 강종원)은 산화아연항균필터(ZnFilter™), 항균플라스틱은(N Paste®) 등을 선보였다.

ZnFilter™은 산화아연을 플라스틱소재로 용융방사공정을 통해 제조한 섬유필터로 산화아연의 높은 유전율을 통해 강한 미세먼지 포집효과와 항균, 항곰팡이, 탈취 성능이 있다.
N Paste®는 산화아연(ZnO)을 플라스틱에 함침시켜 산화아연의 고유 물성을 플라스틱에 그대로 구현한 것으로 PP, PE, PET, ABS, PMMA 등 거의 모든 고분자 소재에 적용이 가능하다. 유기, 천연항균제보다 우수한 항균력과 지속력, 자외선 차단기능을 통한 열화현상 지연으로 인체에 안전성이 뛰어나다.

나노미래생활의 이러한 솔루션은 삼성전자 공기청정기 필터를 비롯해 항균성이 요구되는 컴퓨터 키보드 및 마우스, ATM기 필름 등에 적용되고 있다. 회사는 산화아연 마스터배치 공급 능력을 확대하기 위해 전남 순천에 산화아연 공장을 건설 중이다.

◇아모그린텍

아모그린텍(대표 김병규)은 FPCB용 나노 구리 및 은 페이스트와 도전성 잉크, 나노섬유를 선보였다.

은나노 페이스트는 저저항 및 부착력이 강하고 미세 선폭 구현이 가능해 저온소성용으로 사용되고 있다. 이 제품들은 FPCB, 터치패널, 디스플레이, 태양광 부품, RFID, EMI 실드필름 및 반사시트 등의 용도에 적용된다.

아모그린텍의 은나노 잉크는 다양한 노즐에 적용이 가능하고 분산안정성에서 뛰어난 성능을 보이고 있다. 또한 낮은 인쇄 두께 및 평활도가 좋고 저저항으로 EMI 차폐 효과가 우수해 코팅용으로 사용되고 있다.

아모그린텍의 주력 상품인 아모텍스는 고기능성 멤브레인인 N-Amolon과 섬유를 합지한 형태의 제품으로 기존의 다양한 전통적인 방식의 기능성 섬유와는 통기 특성, 경량성, 저소음성과 감촉, 쾌적성 등의 측면에서 확연한 차이를 보이는 야외활동 최적의 원단으로 각광받고 있다.

송용설 아모그린텍 부사장은 “아모그린텍은 고객이 원하는 소재를 공급할 수 있는 기술력과 경험 노하우를 갖추고 있다”며 “나노소재 전문 기업으로서 제품 개발에 최선을 다하겠다”고 밝혔다.

▲ 대화알로이테크의 엔진치료제 ‘나노렉스’.

◇대화알로이테크

합금소재부품 전문기업 대화알로이테크(대표 조장호)는 탄소나노결정체를 분산해 만든 윤활성능 향상제 및 엔진치료제 ‘나노렉스’와 CNT 필름 히터 등을 출품했다.

나노렉스는 대화알로이테크가 지난 2009년부터 국책과제를 통해 한국원자력연구원과 공동으로 개발한 제품으로 회사의 기술로 특수 표면 처리된 10나노미터 이하의 원형 모양의 탄소나노결정체를 함유하고 있다.

이 나노결정체는 윤활유 분자 사슬들을 연결, 금속 표면에 강하게 들러붙는 두꺼운 윤활막을 만들어내기 때문에 마찰·마모, 소음을 줄이고 마찰 부위를 치료하는 효과가 있으며 강한 윤활유막의 형성으로 마찰열 발생이 최소화되기 때문에 엔진수명도 크게 연장된다.

이에 2012년 12월17일에는 소나타3 차량 내부 엔진 오일을 완전히 제거한 후 16시간 동안 고속도로에서 평균속도 100~120km/h로 총 1,309Km의 거리를 주행하는데 성공한 진기록도 보유하고 있다. 회사는 올해 미국 엔진오일회사에 나노렉스 농축액을 공급할 예정이며 10억원의 매출이 발생할 것으로 기대하고 있다.

회사의 CNT 필름 히터는 저전압으로 면 전체에 균일한 온도를 유지할 수 있는 제품이다. 불과 4~5초면 최대 230도까지 온도를 올릴 수 있어서 전기·온수매트, 차량시트, 공조, 전기차 헬스케어 제품 등에 활용될 전망이다

◇쎄코

나노기술을 이용한 광학 및 디지털기기 표면처리 제품 전문기업 (주)쎄코(CEKO, 공동대표 김홍철, 김현중)는 이번에 쎄코는 IT·전자제품 및 각종 디스플레이 분야에 사용되는 독자적인 지문돋보임방지 코팅 기술 및 표면구조제어기술 등 신기술을 중점 소개했다.

지문돋보임방지 코팅제는 소수·친유 성질의 코팅제로 지문의 지질 성분을 퍼지게 해 반사되는 빛을 감소시켜 지문이 묻더라도 덜 보이도록 한다. 발수 특성을 지닌 제품 ‘TopCleanSafe™’는 모재 표면에 10~20nm 두께의 박막을 코팅해 내오염성, 내스크래치성, 우수한 표면 슬립성 등의 뛰어난 효과를 나타내며 강화유리, 플라스틱, 금속 등의 소재에 적용 가능하다.

소재의 표면에너지를 증가시켜 친수 특성을 나타내는 ‘NanoPrimer™’는 강화유리, 플라스틱, 금속 등 소재와 코팅층 사이의 밀착력을 강화시켜주며 충격 및 고온고습 저항에 뛰어나다. 또 AWF, CSC 등 수막코팅제는 표면의 스크래치 및 오염을 방지하는 데 뛰어난 효과를 보인다.

현재 쎄코의 나노표면처리제는 국내·외 다수의 스마트폰 화면, 강화유리 및 자동차 후방 카메라 등 디스플레이 및 광학분야에 적용되고 있다.

◇제이오

연간 100톤의 CNT 생산캐파를 자랑하는 제이오(대표 강득주)는 기존 MWCNT(다중벽 CNT) 보다 벽(Wall)의 개수를 줄여 성능을 향상시킨 Thin Wall CNT를 선보였다.

MWCNT는 대부분 8개의 벽을 가지고 있는데 제이오는 이를 3~6개로 줄여 전기적 특성과 기계적 강도를 높였다. 회사의 제품은 성능이 뛰어난 SWCNT와 비슷한데 가격은 MWCNT 수준이기 때문에 수요처에서 많은 관심을 보이고 있다.

강득주 대표이사는 “제이오의 고순도 CNT는 두께가 다른회사 CNT 대비 절반인 5~8nm에 불과해 수요처에서 특성 발현이 좋기로 널리 알려져 있다”고 밝혔다.