[산업계동향] 신기술·신제품 개발 소식

NEWS & INFORMATION FOR CHEMICAL ENGINEERS, Vol. 26, No. 2, 2008 … 113

문서 찍듯 기판 위에 투명잉크로 회로 인쇄

국내 잉크 전문기업인 잉크테크(Inktec)는 2005년 세 계 최초로 투명전자잉크를 개발, 올해부터 이를 이용한 전 자부품 생산을 시작했다. 투명전자잉크에는 전기가 통하 는 은(銀)이 들어있다. 프린터로 회로를 인쇄한 뒤 열을 가 해주면 화학반응에 의해 잉크에 들어있던 은 입자들이 회

로를 만들어낸다.

현재 반도체 제조 공정에서는 기판에 회 로를 그린 다음, 그 부 분을 깎아낸다. 깎인 부분은 다시 쓸 수 없 으므로 재료 손실이 있고, 회로를 깎아낼 때 사용하는 유독 화 학물질은 환경을 오염 시킨다.

인쇄방식으로 전자회로를 만들면 재료 손실이나 환경오 염 우려가 없다. 문서 찍듯 기판 위에 바로 회로를 만들 수 있어 필름이나 종이 같은 얇고 잘 휘어지는 물질에도 전자 회로를 새길 수 있다. 이 때문에 휘어지는 디스플레이나 교 통카드에 들어가는 무선식별용 전자태그(RFID 태그) 회 로 생산에 그만이다.

해외에서는 2000년부터 프린터를 이용한 전자부품 인 쇄기술을 개발해왔다. 프린터에는 전기가 통하는 전도성 잉크(conductive ink)가 들어간다. 현재 가장 주목을 받고 있는 전도성 잉크는 나노잉크로 전기를 통하게 하는 금속을 나노미터(10억분의 1m) 단위의 미세 입자로 만들어 액체 에 분산시켜 놓은 형태다. 금속으로는 주로 은이 사용된다.

현재 국내외에서 개발된 나노잉크는 겉으로 보면 짙은 회색을 띤다. 은 입자가 빛을 산란시키기 때문이다. 은 입 자의 크기는 보통 50나노미터 정도이다. 입자 둘레에는 비 누와 같은 성질을 띤 계면활성제들이 둘러싸고 있다. 입자 들이 서로 뭉쳐지지 않고 용액 속에 잘 퍼지게 하기 위해서

신기술·신제품 개발 소식

전남도는 도청 서재필실에서 박준영 전남지사와 기옥 금호석유화학 대표, 박승영 휴켐스 대표 등이 참석한 가운 데 투자협약(MOU)을 체결했다. 이에 따라 금호석유화학 은 여수 국가산단 안 13만 559m

에 총 3,789억원을 투자, 2009년까지 BR(합성고무) 공장과 6-PPD(산화방지제) 공장을 건립한다. 이곳에서는 타이어·신발·골프공 등 제작에 쓰이는 BR(합성고무)와 타이어를 비롯한 고무제 품류에 노화 방지제로 사용되는 6-PPD(아민계 산화방지 제)를 만든다. 기옥 금호석유화학 대표는 “이번 투자는 원 가 경쟁력 우위를 확보해 시장 지배력을 강화하고, 중국 및 아시아 시장의 급성장에 대비해 시장을 선점하기 위한 것”

이라고 설명했다. 그는 또 “규모의 경제력을 바탕으로 최고 의 품질 및 서비스 제공과 고기능·고부가 신제품 생산을 위해 투자를 지속적으로 할 예정”이라고 말했다. 금호석유 화학은 금호그룹 석유화학분야 4개 회사 중 대표적 기업이

다. 전남도는 금호가 여수산단에 새 공장을 세움에 따라 합 성고무 및 정밀화학 분야에서 세계 시장 점유율 1위를 달 성할 것으로 기대하고 있다. 한편 정밀화학 핵심소재 전문 기업인 휴켐스는 여수산단 8,000m

에 700억원을 투자, 2009년까지 MNB(폴리우레탄 중간원료) 공장 등을 짓는 다. MNB는 자동차·건축·신발용 폴리우레탄의 주 원료 인 MDI의 생산에 쓰인다.

두 기 업 의 유 치 로 여 수 국 가 산 단 은 2009년 기 준 150~200명의 고용 효과와 5,000억 상당의 부가가치 유 발 효과를 얻을 것으로 예상된다. 전남도 관계자는 “두 기 업이 조기에 공장을 지어 가동할 수 있도록 관련 부서가 모 두 나서 적극 지원하겠다”며 “여수산단 확장 부지에 신규 외국기업 유치와 기존 입주 기업의 증설 투자를 이끌어내 기 위해 노력하고 있다”고 말했다.

(중앙일보, 2008년 1월 28일)

투명전자잉크

114 … NICE, 제26권 제2호, 2008

다. 회로를 그리고 열을 가하면 은 입자를 둘러싸고 있던 계면활성제들이 분해된다. 이후 남은 은 입자들이 서로 연 결되면서 전기가 통하는 회로를 구성한다.

문제는 은 입자의 크기다. 입자가 크면 프린터 헤드의 노 즐이 막히고, 회로를 인쇄한 뒤 입자를 둘러싼 물질을 없애 는 데 더 높은 열을 가해야 한다. 음료수병으로 사용하는 필름 소재인 PET나 종이에 회로를 새기려면 인쇄 후 가하 는 열의 온도가 섭씨 130도를 넘지 말아야 한다. 하지만 이 온도는 아직 200도 이하로 내려오지 못하고 있다.

투명전자잉크는 이런 문제로부터 자유로운 것이 장점이 다. 잉크테크 박정빈 정보분석팀장은 “투명전자잉크는 은 이 입자 상태로 용액 속에 퍼져 있는 게 아니라 유기물질과 결합된 채 설탕처럼 녹아있어 은 입자 크기에 따른 문제가 없다”고 설명했다.

미국의 전자태그 분야 시장조사기관인 아이디테크이엑 스(IDTechEX)에 따르면 오는 2025년에는 인쇄 방식의 전기·전자소재와 응용제품 시장이 연간 3,000억 달러에 이를 전망이다. 그 중 은을 사용한 전자잉크 분야만 2013 년 10억 달러로 예측된다.

잉크테크는 지난해 상반기에 투명전자잉크와 전자부품 인쇄 생산라인을 갖췄으며, 현재 시범생산을 하고 있다. 회 사는 상품 식별에 이용될 전자태그 생산에 기대를 하고 있 다. 인쇄방식이라 회로 제조 단가가 저렴하고, 기존 반도체 공정처럼 용액에 담글 필요가 없어 종이에도 회로를 찍을 수 있기 때문이다.

이 밖에도 각종 인쇄회로기판, PDP디스플레이의 전자 파 차폐막, 태양전지나 조명용 반사필름 제작에도 이 기술 을 이용할 수 있다. 자동차 알루미늄 휠 등에 뿌려지는 크 롬도금 같은 광택제도 대체 가능하다. 또 은의 항균(抗菌) 특성을 이용해 섬유 쪽에도 활용할 수 있을 것으로 기대되 고 있다. (조선일보, 2008년 2월 21일)

메탈화학, 희귀화합물 코발트금속 첫 양산

희귀금속에 해당하는 코발트 금속을 국내에서 직접 생 산하는 길이 처음으로 열렸다.

코발트 화합물 제조기업인 메탈화학(공동대표 고석노ㆍ 김중본)은 최근 코발트 금속을 만들어내는 제련공장을 완

공하고 양산단계에 들어갔다고 밝혔다.

코발트는 휴대폰이나 노트북 등 전자기기 전지의 핵심 원료일 뿐 아니라 석유화학촉매, 비디오테이프, 초경합금, 페인트광택제, 안료, 잉크건조제 등 매우 다양한 분야에 쓰 인다. 하지만 희귀광물로 분류돼 지금껏 대부분 수입에 의 존해 왔다.

특히 코발트 광물을 액화시켜 분말 형태로 만든 다음 이 를 다시 제련하는 코발트 금속은 그 동안 생산라인이 없어 국산화하지 못했다.

메탈화학은 수년 간 연구 끝에 코발트 금속 제련 특허기 술을 취득했고 최근 경남 진주 본사에 월 25t 규모의 코발 트 금속을 생산하는 제련공장을 마련했다.

메탈화학은 2006년 세계 최대 코발트 매장지역인 아프 리카 콩고민주공화국에 자회사를 설립해 광업권을 획득함 으로써 코발트를 직접 공급받고 있다. 아울러 휴대폰이나 노트북 배터리에 들어 있는 코발트 성분을 재활용해서 쓰 기도 한다.

김중본 사장은 “코발트 금속은 다른 코발트 화합물보다 광범위한 용도로 쓰여 시장성이 매우 우수하다”며 “이를 생산하는 기업도 전 세계적으로 20여 개에 불과해 고부가 가치 산업의 전형”이라고 말했다.

또 그는 “장기적으로 항공우주산업이나 건설자재용 코 발트 합금, 자동차용 하이브리드 배터리 분야 등에 진출하 기 위해 코발트 금속 가공기술 확보에도 주력할 것”이라고 덧붙였다. (매일경제, 2008년 1월 30일)

나노입자 기술 첫 상용화

지난 2005년 세계 최고의 논문으로 꼽힌 서울대 교수의 연구성과가 국내 대기업에 의해 상용화된다. 국내 연구진 이 개발한 나노기술을 국내 기업이 상용화하는 것은 처음 이다.

서울대학교 산학협력재단은 화학생물공학부 현택환 교 수가 개발한 ‘균일한 나노입자 대량생산 기술’을 한화석유 화학에 43억원을 받고 기술이전한다고 밝혔다.

현 교수는 2004년 12월 균일한 나노입자를 대량으로 값싸게 제조할 수 있는 기술을 세계 최초로 개발, 과학저널

‘네이처 머티리얼’에 발표한 바 있다. 그의 논문은 2005년

NEWS & INFORMATION FOR CHEMICAL ENGINEERS, Vol. 26, No. 2, 2008 … 115 한 해 동안 전 세계 과학계에서 가장 많이 인용된 논문으로

선정됐다.

나노(10의 -9제곱)입자는 전자소자, 테라비트급 하드 드라이브, 태양전지, 바이오센서, 자기공명영상(MRI) 조 영제, 차세대 디스플레이 형광체 등에 필수적으로 쓰이는 재료다.

그러나 물질이 나노크기로 작아지게 되면 조그마한 크 기 차이에도 전기적·자기적·광학적·기계적 성질이 시 시각각 변하는 특성을 가진다. 이 때문에 나노입자를 산업 에 활용하기 위해서는 수많은 나노입자를 동일한 크기로 제조하는 것이 중요하다. 현 교수는 “자성체 나노 입자를 차세대 하드 드라이브인 테라비트급 매체로 만들기 위해 서는 10나노미터(10의 -9제곱미터) 정도로 균일하게 배열 해야 한다.”면서 “디스플레이나 레이저에 응용할 때도 입

자의 균일도가 색상의 선명도를 결정한다.”고 설명했다.

현 교수팀은 값싼 금속염화물과 계면활성제를 반응시켜 얻은 금속-계면활성제 착화합물을 낮은 온도에서 서서히 가열한 후 섭씨 300도 부근의 고온에서 열분해하는 방안 을 고안해 냈다. 이 방법을 이용하면 크기별로 입자를 분리 하는 과정없이 균일한 나노입자를 제조할 수 있다.

한화석유화학측은 이 기술을 이용해 MRI 조영제 시장

에 우선 진출한 후 사업다각화에 적극적으로 활용한다는

계획이다. 이 회사 신사업부문장 조명호 상무는 “신기술을

이용해 MRI 조영제를 개발하면 기존에 힘들었던 뇌 조영

및 치료가 가능할 것”이라며 “3조원 규모에 이르는 조영제

시장에서 최소 2,000억~3,000억원 이상의 수익이 기대된

다.”고 밝혔다. (서울신문, 2008년 1월 11일)