<소재·부품·장비 양산성능평가지원사업 우수 사례> ③(주)한나노텍

차세대 첨단소재 엔지니어링 플라스틱 생산 첨가제 개발,

양산 및 국산화 위한 품질 확보

■고성능 폴리카보네이트 제조, 첨가제 ‘MBHB’

지난 2007년 설립된 ㈜한나노텍(대표 김수완)은 나노입자의 분산기술을 응용한 제품 개발을 통해 산업의 가치를 향상시키는 화학 전문 기업으로 플라스틱에 첨가되는 다양한 첨가제를 생산하고 있다. 화재 시 플라스틱이 녹을 때 불똥이 떨어져 다른 곳으로 옮겨 붙는 현상을 방지해주는 난연 보조제와 필름, 파이프 등 압출물의 표면을 매끄럽게 해 제품 품질을 높이고 수지압력을 낮춰 생산량을 증가 시키는 가공조제, 물성저하 없이 제품 표면의 광택성을 줄여주는 소광제, 내열향상제 등을 제조하고 있다.

플라스틱 첨가물 제작에 관한 독보적인 기술력을 가지고 있는 한나노텍은 국내뿐만 아니라 유럽, 미국, 중국, 태국, 대만 등 다양한 국가에 수출하며, 그 품질의 우수성을 인정받고 있다. 이에 2011년에는 ‘1000만불 수출의 탑’을 수상하고, 2017년에는 글로벌 강소기업으로 선정되기도 했으며, 첨단기술기업 인증을 받기도 했다.

첨단기술기업으로써 탄탄한 기술력을 자랑하고 있는 한나노텍 최근 열가소성 플라스틱의 한 종류인 폴리카보네이트(PC) 수지의 고기능화를 위한 첨가제 개발에 박차를 가해, 폴리카보네이트 수지 중에서도 내구성 및 가공성이 우수한 특성을 지닌 실록산 폴리카보네이트 공중합 수지를 제조할 수 있는 중합 첨가제를 개발하는데 성공했다. 한나노텍은 첨가제를 생산하기 위해 촉매 반응 및 결정화 정제공정을 핵심기술로 하는 합성공정을 자체적으로 확보했다.

전 세계적으로 산업이 빠르게 발전되고 고도화됨에 따라 보다 정밀하고 고기능을 구현하는 소재들이 요구되고 있다. 내열성과 물리적 특성이 우수해 금속 및 세라믹 소재를 대체할 수 있는 고성능의 플라스틱인 엔지니어링 플라스틱이 차세대 첨단소재로 각광 받고 있다.

100℃ 이상의 내열성을 갖는 폴리아미드(PA), 폴리아세탈(POM), 폴리카보네이트(PC), 폴리페닐렌옥사이드(M-PPO), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT) 등 5대 범용 엔지니어링 플라스틱 중에서도 폴리카보네이트는 우수한 물성으로 인해 가장 큰 시장규모를 형성하고 있다.

폴리카보네이트의 글로벌 시장 규모는 연평균 6.8% 성장해 2030년까지 290억 달러로 확대될 것으로 예측되고 있다. 소비시장이 지속적으로 고급화되고 있는 휴대폰, 노트북, 자동차 내외장재, 조명 제품 등의 성형분야에서는 더욱 슬림하고 세련된 디자인을 추구함에 따라 성형에 필요한 고유동성과 우수한 내충격성, 고투명 등의 특성이 향상된 폴리카보네이트 수지를 요구하고 있다. 폴리카보네이트 시장 증가 및 제품 적용분야의 발전에 따라 기능화 및 고급화 폴리카보네이트의 비율도 빠르게 증가할 것으로 예상된다.

이에 한나노텍은 고기능성의 실록산 폴리카보네이트 공중합 수지를 제조하기 위해 실록산과 폴리카보네이트를 연결하는 첨가제, MBHB(3-methyl-3-buten-1-yl-4-hydroxybenzoate)를 개발했다. 중합 첨가제인 MBHB는 소량이 사용되지만 수지의 성능을 향상시켜 고기능성 폴리카보네이트 수지 생산에는 필수적인 소재다.

하지만 현재 전량을 해외서 수입하고 있는 상황이며, MBHB 수요 시장에서는 높은 순도의 첨가제를 요구하고 있다. 한나노텍을 빠르게 성장하고 있는 고급 폴리카보네이트 시장을 선점하고 경쟁력 있는 제품을 국내에 공급하기 위해 MBHB 사업화를 추진하고 있다.

수요기업에 적용 가능한 고순도의 MBHB를 생산하기 위해서는 정제공정의 반복적인 제품 생산을 통한 안정화 작업이 필요하며, 대량 생산공정에 성공적으로 적용하기 위해서는 검증된 품질로 안정적인 공급이 가능한 양산체제가 마련돼야 한다. 이를 위해서는 현재까지 진행된 개발 결과를 기반으로 양산을 위한 제조공정 설계 및 설비 구축, 공정의 검증이 필수적이다.

한나노텍은 사업화의 핵심인 제품의 양산체제를 갖추기 위해 정밀한 성능평가를 도와줄 양산성능지원평가사업을 신청하게 됐다. 중소기업의 기술사업화는 연구개발 단계보다 많은 비용이 소요되고 긴 시간을 필요로 하며 불확실성이 커 시장 진입이 쉽지 않다. 또한 중소기업은 독보적인 기술을 확보했어도 개발 제품을 시험하고 평가할 장비, 전문 인력이 부족한 것이 현실이다. 게다가 사업화에 있어서 기술개발보다 중요한 것이 양산인데, 값비싼 장비 등을 구비하는데 한계가 있어 한나노텍은 양산에 적용하기 위한 안정된 품질 확보하기 위해 양산성능지원평가사업을 통해 솔루션을 받기로 했다.

■성능 검증·신뢰성 확보, 양산체제 수립

한나노텍은 이번 양산성능지원평가사업을 통해 자체개발한 MBHB의 순도를 높이고 이를 양산할 수 있는 양산 시스템을 검증할 뿐만 아니라 여기서 제조된 제품으로 고객사에서 실증평가를 수행함으로써 고품질의 MBHB를 안정적으로 생산할 수 있는 양산시스템 마련고자 한다. 이를 통해 국내 폴리카보네이트 수지 생산라인에 MBHB를 공급해 고성능의 폴리카보네이트 생산 확대로 국가 산업의 경쟁력 확보에 기여하고자 한다.

폴리카보네이트는 대량 생산라인에서 연속 제조되는 제품이며, 제품을 신규로 적용하기 위해서는 품질의 적합성 및 제조 안정성이 생산라인에서 검증돼야 한다. 제품의 반복 생산을 통해 반응, 재결정, 솔벤트 회수 등 각 공정별 최적화 작업을 통해 품질 안정화 조건을 수립해야 한다.

한나노텍의 MBHB를 고순도로 제조하고 양산하기 위해 씨케이켐이 공동연구개발기관으로 참여했다. 씨케이템은 제품의 양산 품질을 안정적으로 확보하기 위해 반복적인 제품 양산을 도왔고, 이를 통한 품질 균일화 및 안정화 공정조건을 수립하는데 힘쓰고 있다. 또한 반응공정 및 정제공정의 수율을 높이는 작업을 수행해, 현재 품질이 확보된 생산 제품은 수요업체에 공급돼 양산라인 적용을 진행하고 있다.

폴리카보네이트는 내충격성이 우수한 건 물론, 범용 엔지니어링 플라스틱 중에서 유일하게 우수한 광택성과 투명성을 보유하고 있어 휴대폰, 가전, 자동차, 조명 등 패션 트렌드가 강한 제품을 중심으로 시장이 빠르게 확대되고 있다. 폴리카보네이트가 고기능화 되는 소재 시장에서 지속적으로 수요가 확대되니 글로벌 경쟁력을 확보하기 위해서는 경제적인 가격에 안정적으로 공급되는 것이 매우 중요하다.

이번 양산성능지원평가사업으로 한나노텍은 MBHB의 양산체제를 구축해 안정적으로 MBHB 공급함으로써 매출 증대가 기대된다. 또한 국내 폴리카보네이트 수지의 고유동성 및 저온 내충격성 등의 고기능화로 수요 확대에 선제 대응함으로써 국내외 시장 점유율이 확대되는 한편, 자동차, 가전 등 국가 산업의 경쟁력 강화에도 크게 일조할 것으로 보인다.

인프라 등이 부족한 중소기업 입장에서 양산화는 쉽지 않은 상황인데다 자체 개발한 기술 및 제품을 신규 사업화 하는 것은 새로운 인프라가 부족한 상황이라 그 어려움이 더욱 크다. 또한 중소기업이 개발한 신제품은 신뢰성이나 신인도 측면에서 취약할 수 밖에 없는데, 양산성능지원평가사업으로 다양한 장비를 활용해 성능을 검증하고 수요기업 및 전문가의 평가나 검증을 체계적으로 지원받을 수 있어 이번 지원사업이 한나노텍이 성장할 수 있는 좋은 기회가 되고 있다고 평가했다.

한나노텍 관계자는 “앞으로 새로운 신규 기술 사업화를 준비하게 되면 이 사업에 또 지원할 계획이며, 나아가 이번 지원사업을 바탕으로 기술 기반 제품의 개발 역량을 향상시키고 지속적인 고부가 정밀화학 소재 생산을 통해 글로벌 화학 전문 기업으로 도약할 것”이라고 전했다.