나노융합기술 상용화 성공사례 창출,

제조업 고부가화 주춧돌 놓는다

▲‘나노소재 수요연계 제품화 적용기술개발 사업’을 통해 시중에 출시된 나노융합제품

나노융합기술 공급-수요기업을 연결해 최종 융합제품 개발을 지원하는 ‘나노소재 수요연계 제품화 적용기술사업’이 지난 3년간 정부투자 대비 약 3배에 달하는 매출을 창출한 것으로 나타났다. 대다수 나노기술기업이 사업화 과정에서 직면하는 데스밸리(Death Valley)를 단기간내에 극복하고 이를 통해 또 다른 어플리케이션을 발굴하는 성공사례를 제시함으로써 나노융합기업의 ‘성공 방정식’으로 자리매김할 것으로 기대된다.

나노융합기술은 4차 산업혁명 시대 핵심 기반 기술로서, 기존기술에 접목해 기존 제품의 성능 개선 및 혁신을 통해 전혀 새로운 제품을 창출한다. 이에 현재 우리나라 제조업의 가장 큰 숙제인 고도화 및 신성장동력 창출에 필요한 촉매 역할을 하는 기술로 주목받아 왔다. 특히 나노소재·부품 관련 기업들은 기술력을 가진 유망 중소·벤처기업이 전체의 90%를 차지하고 있어 일자리 창출에도 긍정적인 영향을 미치고 있다.

그러나 현재 나노기술을 보유한 기업들은 우수한 제품을 개발하고도 수요기업과 함께 제품화하는데 어려움을 겪고 있다. 이는 양산화에 필요한 기술·자금 및 상호간 정보 부족, 소재 및 공정 변경에 대한 기피, 신뢰성 문제 등에 따른 것으로, 이 때문에 혁신적인 나노융합기술들이 번번히 사장되는 결과를 초래했다.

이에 산업통상자원부에서는 나노기술 공급기업의 소재·중간재를 수요기업과 연결해 제품화하는 기술을 개발하는 R&D사업을 시행했고, 나노융합산업연구조합이 총괄주관기관을 맡아 지난 2014년 12월1일부터 2017년 11월30일까지 3년간 ‘나노소재 수요연계 제품화적용기술개발사업’을 추진하게 됐다. 원천기술을 개발하는 R&D가 아닌 1~2년내에 최종제품을 만들고 매출을 창출하는 철저하게 상용화에 초점을 둔 사업이어서 나노 공급기업과 수요기업들의 높은 관심을 이끌어 냈다.

1단계 사업은 나노융합산업에서 가장 많이 출시되고 있는 탄소계, 금속계 복합소재 중 사업화 완성도가 높은 우수 나노제품을 대상으로 선정했다. 그 결과 10개 컨소시엄(나노기업+수요기업)이 높은 경쟁률을 뚫고 선정됐는데 △CNT솔루션-볼빅의 ‘고내구성과 정전기 방지 골프공 개발’ △나노솔루션-LG디스플레이의 ‘고온내구성 코팅액을 이용한 디스플레이’ △누리비스타-에이큐-펨스의 ‘인쇄전자 및 나노잉크 기반 전극 개발’ △파루-대유위니아의 ‘은나노 면상발열필름 적용된 에어워셔’ △동진쎄미켐-네원-아진-자동차부품연구원의 ‘차량 전장 시스템 고방열 모듈 케이스’ △TNB나노일렉-PN풍년의 면상 발열체를 이용한 ‘레저 온풍기’ △나노-보광직물의 ‘항균 유니폼’ △알엔투테크놀로지-멤스솔루션의 ‘모바일 전자파 차폐시트’ △스마트나노-별표비니루의 ‘그래핀 적용 자외선·열 차단 농업용 필름’ △테라하임-주성ENG의 ‘은나노세라믹컴퍼지트 적용 위생수도관’ 등이다.

10개 컨소시엄에는 총 77억4천만원의 정부출연금이 투입됐으며 제품화 성공 결과 203억1천만원의 매출을 창출했고 사업 종료 후 2년 이내에 909억원에 달하는 매출을 거둘 것으로 기대되고 있다. 또한 국내외에 특허 49건을 출원했으며 160명에 달하는 연구 및 생산인력을 고용하는 성과를 거뒀다.

■ 나노융합기술 新 어플리케이션 발굴, 선순환 구조 정착 기여

이번 수요연계 사업은 직접적인 매출 및 고용 창출외에도 나노융합기술의 새로운 어플리케이션 적용 확대에 기여하고 있다는데 큰 의미가 있다. 제품화 성공 경험과 노하우가 객관적으로 인정받으면서 또 다른 제품화로 이어지는 선순환 구조가 정착되고 있는 것이다.

대표적인 사례 중 하나는 파루-대유위니아의 협력을 통해 생산된 고성능 온열 에어워셔 및 밥솥이다. 2015년 12월부터 2016년 11월까지 1년간 과제를 진행해 이번 컨소시엄 중에서 가장 많은 약 106억7천만원의 매출을 거뒀다. 파루는 은나노 잉크 제조기술과 발열필름 설계 기술을 바탕으로 은나노 면상필름을 제작했고 대유위니아는 이를 적용한 기구설계 및 금형을 통해 단기간에 제품화에 성공했다. 이러한 제품화 성공을 기반으로 파루의 은나노 면상발열체는 L社의 냉장고에 적용되는 성과를 거두기도 했다.

나노솔루션과 LG디스플레이의 협력으로 탄생한 고온내구성·전도성 코팅액이 적용된 디스플레이 패널은 국내 자동차회사의 네비게이션에 적용되면서 약 7억5천만원의 매출이 창출됐다. 개발된 디스플레이 패널은 L社 대면적 전자칠판용에 적용을 논의 중이며 2017년 베트남 플라스틱 전시회에 출품돼 베트남 기업에 판매되기도 했다.

CNT솔루션과 볼빅이 제품화에 성공한 고내구성·정전기 방지 골프공은 올해까지 약 80억원의 매출 창출이 기대되고 있다. CNT솔루션은 이번 제품화에 적용된 CNT(탄소나노튜브) 마스터 배치와 정전기 방지용 코팅소재를 가습기 및 비데 히터, 발열방석 등에 확대 적용해 또다른 상용화 성공사례를 이어가고 있다.

누리비스타는 광소결이 가능한 인쇄전자용 초저가 전극소재 기술을 기반으로 수요기업 에이큐(주)의 안테나 설계기술과 (주)펨스의 R2R 연속 스크린 인쇄기술을 접목해 NFC 및 RFID용 안테나를 제품화했다. 관련제품 매출은 40억원이 창출됐고 향후 3년간 300억원의 매출이 기대되고 있다.

동진쎄미켐이 네원, 아진과 개발한 차량 전장 시스템 향상을 위한 Around System용 방열 모듈 케이스는 약 1억원의 매출을 거뒀다. 동진쎄미켐이 개발한 고방열·고강도 그래핀 마스터배치는 자동차 전장부품의 열로 인한 시스템 다운을 방지할 수 있어서 향후 AVM, 블랙박스, 스테레오 카메라 등 전장제품의 나노 복합소재 케이스로 적용이 확대될 것으로 기대되고 있다.

알엔투테크놀로지는 입도에 따라 전자파 흡수 대역을 조절할 수 있는 페라이트 합성공정을 개발해 멤스솔루션과 전자파 흡수 연성 시트를 제품화했다. 멀티밴드(USPCS~WiFi) 대역 전자파 차폐가 가능한 제품으로 모바일칩에 적용돼 1억6천만원의 매출을 창출했다. 향후엔 통신기지국의 중계기 케이스 내부에 적용돼 전자파 흡수용도로 활용될 계획이다.

티엔비나노일렉은 산화물 나노입자로 구성된 면상발열체 기술을 기반으로 PN풍년과 협력을 통해 기존 대비 30~40% 이상 효율이 높은 레저용 온풍기를 개발했다. 기존 열선이 들어가는 헤어드라이어, 전기레인지, 전기보일러 등은 물론 농수산물 건조기에도 적용이 확대될 것으로 기대되고 있다.

■ 수요연계 사업, 미래 수요발굴·판로개척 지원 확대

이처럼 국내 나노융합산업 상용화의 씨앗을 심은 나노소재 수요연계 제품화 적용기술개발 사업은 2017년부터 2022년까지 5년간 지속 추진된다. 이번 사업은 지원범위가 전 나노소재 범위로 확대됐으며 매출극대화형, 품목지정형 등으로 지원유형이 다양화됐다. 또한 미래 소재의 변동성이 예측되는 분야인 웨어러블, 차세대 디스플레이, 고급 가전 등의 수요를 발굴하고 해외 판로개척도 지원될 계획이다.

2017년 수요연계사업에는 △인텍나노소재-㈜인테코의 ‘나노 금속 산화물을 이용한 친환경 기능성 필름’ △㈜케이엔더블유-남양화학공업의 ‘나노소재를 적용한 열제어 도료’ △㈜비에스피-㈜비에이치의 ‘무접착제 2층 FCCL용 동박막 제조를 위한 나노소재 공정’ △㈜그린폴리머-덕양산업-나노기술의 ‘알루미나 나노복합소재를 적용한 전기자동차용 배터리 커버 부품’ △㈜에이티-벽두도어의 ‘30분 이상 차열성을 가진 차열방화문용 나노실리카 내화단열심재’ 등이 선정돼 제품화가 한창 추진 중이다.

한상록 나노조합 전무이사는 “수요연계사업은 나노융합기업들이 소재의 상용화에 애로를 겪고 있는 상황을 제품화로 결실을 맺을 수 있도록 사업화 끝단에서 지원함으로써 실질적인 매출 창출에 기여하고 있다”며 “사업에 참여한 기업들이 포화된 내수시장을 벗어나 동남아시아 등 새로운 수요시장에서 미래 먹거리를 찾을 수 있도록 조합은 적극적인 지원을 연계해 나가겠다”고 밝혔다.

▲나노조합은 수요연계 사업의 일환으로 성과교류회를 개최해 기업들과 사업화 성과를 공유하고 성공모델 확산을 논의하고 있다. 사진은 2017년 9월27일 곤지암리조트에서 열린 성과교류회.

▲참여기업 매출 성과(누적) 및 최종 출시 제품 분야