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나노(Nano)화 된 금·은 나노입자 및 나노Flake 특허기술, 산업 적용범위 광범위 해

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지구상에서 유일하게 산과 염기에 가장 안전한 소재인 금이 무한 가능성을 표출하며 새로운 변신을 하고 있다. 이 변신의 시작은 바로 나노기술 접목에서 이뤄졌다.
모든 물질은 입자가 작을수록 인체흡수율은 상승한다. 특히 그 작은 정도가 나노화가 되면 흡수율은 거의 100%에 가까워지고 물질이 가지고 있는 고유의 색상 또한 변하게 된다.
대표적으로 순수함의 상징인 금의 경우 나노화시켜 크기가 작아지면 작아질수록 색깔은 점점 짙어져 짙은 와인색으로 변하게 된다. 이 와인색으로 변한 가장 작은 단위의 나노화된 금은 한마디로 금으로써의 무한 가능성이 시작되는 시점이다. 이러한 금의 무한 가능성은 현재 화장품, 의료기기 등에서 가장 먼저 접목될 예정이다. 전문가들에 의하면 가장 작은 단위의 나노화된 금을 화장품 소재에 이용할 경우 인체 흡수율은 엄청나게 상승할 것이고, 또한 미세한 전기적 성질을 가진 금이 의료기기 소재로 사용될 경우 인체 흡수율은 물론 침투력도 증가할 것으로 예상하고 있다.
이러한 무한 가능성을 갖는 금을 세상에서 가장 작은 크기의 나노화를 실현한 기업이 있다. 바로 (주)아이나노가 그 주인공이다. 아이나노는 나노기술을 접목해 금의 새로운 변신을 꾀하고 있으며, 금 산업의 신규 카타고리를 만들어 가고 있어 산업 전반에 미치는 시너지 효과는 물론 금의 신규시장에 엄청난 파란이 예상되고 있다.

피부에 적용되는 금의 대표적 효과를 보면 피부의 항산화를 가능하게 하며, 금의 이온작용으로 노화를 방지한다. 또한 혈액순환 촉진 및 개선으로 피부톤을 밝게하고 기미, 잡티 제거에 탁월한 효과를 발휘한다. 무엇보다 금에 흐르는 미약한 전류는 피부의 영양 흡수에 도움을 주고 해독 및 정화작용으로 피부의 안정화 작용을 한다.
 

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지구 상에서 유일하게 산과 염에 안전한 소재 ‘GOLD’

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민낯 같은 자연스러운 메이크업이 인기를 끌면서 트렌드가 변하고 있다. 예전처럼 가리는 게 능사가 아니라 피부 속부터 밝고 깨끗하게 가꾸는 추세다. 특히 여배우 등 여성 연예인들은 작은 잡티까지도 적나라하게 노출되는 HDTV 화면 속에서 빛나는 피부를 보여주기 위해 모공관리부터 신경쓰고 있다.
이러한 시기 최근 뉴스나 광고를 보면 「비싼만큼 효능 톡톡! '금' 모셔 두지 말고 몸에 보충하자」, 「피부탄력을 금으로 빠르게 '골드리프팅'」, 「순도 99% 금으로 피부 황금기 살린다」 등 기사나 광고를 흔히 볼 수 있다.
그렇다면 금(金)이 미치는 피부 속 효과와 기능을 알아보자.

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금속 성분인 금인데 피부에 어떤 영향을 미칠까?

사람의 몸에는 항상 미약한 전류가 흐르고 있는데, 이것은 우리 몸의 플러스(+), 마이너스(-) 이온의 이동에 영향을 미친다.
이온이 한쪽으로 치우치면 피부 트러블을 일으키는 요인이 되는데, 순금에 흐르고 있는 1μA 전류가 이온의 이동을 정상화시키고 원활하게 만들어 에너지를 보충하며, 생명 활동을 촉진시키는 보충작용을 해준다.
금을 얼굴에 발랐을 경우 혈액순환을 돕고 피부를 맑게 해주는 동시에 피부 노화의 근원이 되는 경락점을 자극시킴으로써 세포가 활발히 분열하여 콜라겐, 엘라스틴, 히아루론산을 만들게 해 피부가 촉촉하고 탄력 있게 된다.

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화장품에 있는 금가루, 피부에 정말 흡수되나

순금은 공기나 물, 강한 산화제에 의해서도 변하지 않고, 산 및 염기에 녹지도 않는다. 소량이 체내에 흡수되었다 해도 특별한 화학반응을 일으키는 것이 아니라 흡착 등의 물리적 작용에 의해 건강에 유리하게 작용하다 시간이 지날수록 조금씩 대변의 형태로 배설된다. 따라서 피부 속으로 순금 가루가 들어간 경우, 체내에 축적되는 것이 아니라 눈에 보이지 않는 아주 작은 크기로 조각난 채 피부 위에 머물면서 피부에 효과적으로 작용하다 시간이 지나면 자연스럽게 떨어져 나간다.

 
비싸다고 인식되어 있는 금 함유 화장품

금이 함유된 제품의 경우 평균적으로 5~7만원대의 가격을 형성 하고 있으며, 금이 함유된 제품은 토너, 에센스, 크림 등 기초화장 단계부터 메이크업 단계까지 다양하게 출시되어 있다. 골드펄 함유 토너인 나드리 헤르본 인텐피토 리프트 워터(5만원대), 금의 효능(독소와 노폐물제거)을 활용한 스템난 활음진 크림(7만원대), 피부에 영양을 공급해주는 에센스인 한국화장품 산심자양로(15만원대), 시트형 마스크인 SK-Ⅱ 트리트먼트 마스크(6장:9만5천원), 설화수 진설크림(38만원) 등 주부들에게 인기 있는 다른 제품과 비교해볼 때 금이 함유된 제품이 특별히 더 비싼 것은 아니다.

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맑고 탄력있는 피부로 돌아가려면 피부층에 쌓인 독소를 제거하라!

㈜아이나노 홍숙희 대표이사는 맑고 탄력있는 피부로 되돌리는 특급비결을 공개했다. 피부조직은 24시간 내내 쉬지 않고 모세혈관을 통해 지속적으로 산소와 수분 등 다양한 영양물질들을 공급받아야 건강한 피부로 유지될 수 있다. 인체세포는 몇 분 동안만이라도 산소와 각종 영양분이 골고루 공급되지 않는다면 병들거나 죽어버린다.
세포 속에 쌓인 유독물질로 인하여 피부조직이 급속히 노화되는 것도 큰일이지만 피부세포가 생존하는데 반드시 필요한 산소와 다양한 영양물질이 절대적으로 필요한데 모세혈관이 막혀 지속적으로 충분하게 공급되지 않는다는 것은 피부조직의 사망선고나 다름없다.
피부를 아름답고 탄력 있게 유지하는 비결은 피부에 좋다는 한두 가지 특정 영양성분을 많이 공급해준다는 화장품을 열심히 바르는 일보다 피부조직 속에 쌓인 유해물질(독소)을 제거하고 모세혈관을 뚫는 것이 최선의 방법이다. 때문에 인체와 가장 친숙한 금(金)을 피부에 빠르게 흡수시켜 영양공급은 물론 피부해독과 정화, 혈액순환을 촉진시켜 탄력있고 윤기 있는 피부를 완성할 수 있다. ㈜아이나노(대표이사 홍숙희)는 금을 최소 나노입자 및 나노Flake 형태로 가장 빠른 시간에 피부에 흡수시키는 첨단화 된 기술력을 그 바탕으로 피부 혁신을 이루었다. 이 때문에 콜로이드 형태의 I-Gold를 만나는 순간 피부에 천문학적인 투자를 받는 것과 같다.

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금(金) 화장품 소재 시장에 다크호스로 떠오른 ㈜아이나노

이제 금 화장품 시장에 금박 Vs I-Gold의 소재 전쟁이 시작되며 파란이 예상되고 있다.
우선 이러한 금 소재의 공급형태를 살펴보자.
금박은 황색의 극히 얇은 Sheet 형태로 I-Gold는 용매에 균일하게 분산되어 있는 최소 나노사이즈의 Flake 상으로 공급된다.
둘째, 처리방법으로 금박은 가볍고 얇기 때문에 미세한 바람에도 날라가기 쉬워 처리에 주의를 요하는 반면 I-Gold는 간단한 방법으로 용매의 희석이 가능하며, 후처리 과정을 거쳐 Powder상으로 공급 가능하여 처리에 특별한 주의를 요하지 않는다.
셋째, 금박은 손수 압연하여 제품을 생산해 장인정신이 필요하지만 I-Gold는 기존의 타사 공정에 비해 훨씬 간단하고 빠른 공정과정으로 생산량은 높이고 공정비는 내려 금 화장품 시장의 대중화를 이룰 수 있는 초석을 마련했다.
넷째, 금박은 공정시간이 길고 장인정신으로 생산하기 때문에 인건비가 높아 공급단가가 높은 편이고, I-Gold는 SiO₂계열의 PDMS를 필수적으로 사용한다. 무엇보다 소재의 적용범위에서 보면 금박은 한정적인 사용이 가능하지만 I-Gold는 개방적이어서 소재의 다양한 적용이 가능한 특징을 가지고 있다.
다섯째, 비표면적(다른 물질과 접촉할 수 있는 면적)에서 금박(BET:1~1.5m²/g) 대비 I-Gold(BET:20~80m²/g)는 최대 80배 가량 높고, 중량에서 금박(1.5) 대비 I-Gold(0.0002~0.0005)는 7,500배 가볍고, 입자의 개수(동일부피)에서 금박(1) 대비 I-Gold(5,000)는 5,000배 많고, 피부 흡수시간에서 금박(300~600sec) 대비 I-Gold(10sec)로 60배 빠르다.
여섯째, I-Gold는 동일 부피당 높은 금 입자 함유량으로 빠른 시간 내에 효과를 볼 수 있으며, 3nm급의 작은 나노 Size로 인해 우수한 비표면적을 가져 빠른 흡수 시간을 나타낸다. Gold Therapy, 흔히 알려져 있는 금박을 이용하여 마사지 하는 경우, 10분 이상의 단순 마사지와 후에 금의 흡수를 돕기 위해 콜라겐 등의 젤류를 추가하여 마사지 과정을 또 다시 거치게 된다. 금을 피부에 흡수시키기 위해 번거로운 과정 반복과 별도의 추가 과정이 필요해 비용과 시간적인 투자가 필요하다. 이유인 즉, 단순히 물리적인 펴 바름으로 인한 완전한 흡수가 어렵기 때문이다.
하지만 I-Gold는 보다 흡수를 용이하게 하는 매개체로 화장품 원료로 쓰이는 PDMS를 이용해 단순한 물리적인 펴 바름으로 1분 이내 완전한 흡수를 가능하게 하고 단시간에 효과 크다. 1주일에 2회 I-Gold를 단순 흡수과정을 통해 빠른 시간 내에 미백효과가 나타난다.
결과적으로 금박에 비해 I-Gold는 공정시간이 빨라 생산량을 높일 수 있고 인건비 또한 낮아 20~30% 저렴하게 공급이 가능하며, 금 입자 함유량도 5,000배 많아 피부에 금의 빠른 흡수로 가능해 금 소재시장의 다크호스로 떠오르고 있다.

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I-Gold엔 뭔가 특별한 게 있다

금박 전문 회사 中 대표회사 D금박의 경우 금 1g이 8~10만원 상당의 높은 가격대로 공급 중이다. 그러나 ㈜아이나노의 I-Gold는 용매에 균일하게 분산되어 있는 Flake형태의 1~50nm두께로 개발되어 비표면적이 금박에 비해 100~1000배 이상 높아 피부흡수율을 획기적으로 높였다. 또한 금박에 비해 훨씬 간단한 공정으로 인한 공정비 절감으로 15%~20% 낮은 가격대로 공급이 가능해 금(金) 화장품의 대중화를 꾀하고 있다.
㈜아이나노에서 공급하는 I-Gold는 콜로이드(Colloid)형태로 첫째, 화학적 합성분말처럼 뭉치는 현상이 없이 분산성이 우수하다. 둘째, 표면 안정성 면에서 화학적 합성분말은 폴리머코팅을 하는 반면 I-Gold는 산화층이 없어 우수하다. 셋째, 크기 및 분포 조절면에서 화학적 합성분말은 불균일한 반면 I-Gold는 균일한 크기를 갖고 넷째, 상업성 면에서도 화학적 합성분말은 극미량 분말합성이 이루어지는 반면 I-Gold는 1일 최대 50~1000g 생산이 가능하다. 다섯째, 특성 및 순도면에서 화학적 합성분말은 금속성 특징이 있어 저순도 불순물이 첨가되지만 I-Gold는 상지성으로 금 순도 99.99%를 자랑한다.
㈜아이나노의 콜로이드(Colloid)형태는 보통의 분자나 이온보다 크고 지름이 1nm~1000nm 정도의 미립자가 기체 또는 액체 중에 분산된 상태로 생물체를 구성하고 있는 물질의 대부분이 콜로이드다.
㈜아이나노는 화장품 회사가 아니다. 하지만 피부에 가장 이상적이라는 소재인 금을 피부에 가장 잘 흡수되도록 금의 나노화를 이룬 회사이다.
아이나노는 현재 국내외 굴지의 화장품 전문 브랜드 회사와 I-Gold의 공급을 논의 중이다.

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세계적인 신산업 창출이 기대되는 ‘나노 복합소재 산업’

나노 소재 산업은 기술의 성숙도가 높고 다양한 산업적 요구가 존재하는 나노분말 소재를 필두로 점차 그 범위를 확대하여, 향후에는 나노 융합소재의 혁신적 물성을 이용한 신개념의 응용제품이 대규모 시장을 형성할 것으로 예상되며, 나노 복합 소재 개발역량을 세계 최고수준의 후방산업 (전기/전자, 자동차 등)을 포함한 다양한 제조업에 접목하여 경쟁력 제고에 기여할 수 있다. 우리나라의 제조기술 능력과 기능성 나노소재를 접목한 인쇄전자, LED산업 등 세계적인 신산업 창출이 기대되는 산업으로 지속성장성을 연평균 10%이상 및 국내 평균 7% 상승률을 보일 것으로 예상하고 있는 앞으로의 성장성이 기대되는 산업분야이다.
현재 국내의 분말금속 시장은 수요기준으로 총 5,000억 규모이나 대부분 수입에 의존하고 있으며, 특히 은의 경우 90% 가까운 금속분말 수입의존도를 보이고 있다. 나노융합 기술의 산업화가 촉진되어 나노융합 시장이 급격히 성장하면서, 공통기반인 나노융합 제품의 저비용, 고품질, 고속 양산이 가능한 나노 공정 및 측정 장비개발이 절실히 요구되고 있는 상황이며, 현재 제조방법과 제조장치의 한계로 인하여 아주 특별한 분야에서만 고가의 가격으로 판매·응용되고 있는 설정에서, ㈜아이나노는 복잡한 제조공정의 공정 생략을 통한 공정의 단순화로 높은 수율과 빠른 생산속도 및 연속적인 생산이 가능해 대량으로 양산하기에 적합한 나노 소재 기술을 개발해 낮은 가격대로 Nano Flake의 공급을 실현시켜 혁신기술로 평가받고 있다.
홍숙희 대표이사는 “㈜아이나노는 1차적으로 나노입자 및 Nano Flake제품을 바로 적용 가능한 화장품 시장 진입을 목표로 Ag, Au, TiO₂ 등 Nano Flake를 기초 베이스로 적용하여, 기존의 제품과 비교하여 동일 가격 대비 함유량의 차이 및 비표면적의 향상으로 인한 효과의 최대화를 이끌어 내 단기간 내에 효과를 입증하여 시장 점유율을 확대할 것이며, 기존의 사용된 원료의 형태 개선을 통해 페닐기 및 친수성을 지닌 원료의 적용으로 인쇄전자 및 도전성 잉크 산업부문에 있어 후처리 가공의 최소화 및 기존의 공급가격 대비 10~20% 인하된 저가의 가격으로 공급을 추진해 기초 활용 시장에서의 점유율을 확대시킬 것”이라고 전했다.
또한 ㈜아이나노는 참여기업인 ㈜익성과 기존의 현대/기아 자동차 외 자동차 업체에 공급을 목적으로 Melt Blown공법과 스퍼터링(Sputtering) 박막증착 공법을 융·복합한 독창적인 복합기술사용, Master Batch화하여 Base수지인 PP(Polypropylene)와 함께 Melt Blown 공법을 통하여 방사함으로써 금속성분 은이 함유된 섬유 웹을 최종적으로 생산하여 전자파차폐 성능의 극대화 및 기존의 ㈜아이나노의 기술력으로 이루어낸 흡·차음 기능의 실현으로 융·복합 섬유소재를 개발하여 복합기술의 파급력을 높이고, 공급망의 확대를 이뤄 앞으로의 전망성이 높은 전자파차폐 소재 관련 시장에서도 진출할 계획이다.

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은(Ag), 나노 실버 콜로이드化 시켜 은의 효과 넓게, 크게, 다양하게...

㈜아이나노는 화장품 소재에 적용되는 나노화된 금의 나노입자 및 나노Flake와 관련된 원천특허기술(특허 제1013432880000호, 특허출원 1020130040697호)로 은(Ag)의 나노화를 통해 다양한 산업에 적용을 준비중이다.
금속 중에서 가장 우수한 전도성을 가진 은(Ag)이 Nano와 결합되었을 때 그것이 가지고 있는 효과는 상상할 수 없을 만큼의 크기로 발전한다.
나노(Nano)화 되었기 때문에 훨씬 적은 양의 은으로도 자극 없이 쉽고 빠르게 흡수되어 은 자체의 강력한 효과를 오랫동안 지속 시킬 수 있으며, 그 효과를 100,000배 이상 발휘하게 만들어 준다.
은(Ag)은 650여 가지의 병균을 박멸하는 효과를 가지고 있다. 나노화로 입자크기를 최소화 했을 때 표면적이 넓고 항균력은 더욱 우수해져 강한 살균력, 항균·곰팡이제거, 인체 내 호르몬 계통의 균형을 유지해주고 전자파 차단, 수맥파 차단, 원적외선 방출, 음이온 방출 등 획기적인 효과를 나타낸다.
때문에 화장품 기초, 인쇄전자, 도전성 잉크, 항균 실버 코팅, 전자파 차폐 실버 코팅, 피복 외 여러 분야에 적용이 가능해 응용제품이 다양하고 광범위하게 제품군에 접목할 수 있는 장점이 있다.
특히 ㈜아이나노는 자체 개발한 ‘고 특성 PVD 공정’을 도입해 ‘빠르고 쉽고 간단한 제조과정’으로 기존 사용되고 있는 릴리즈 코팅층의 증착을 위한 공정을 배제했다. 이는 기존의 복잡한 릴리즈 코팅층의 증착을 위한 공정(과도한 유지비 발생)의 단순화로 생산량 증대 및 원가 절감에 기여해 관련 산업에 엄청난 시너지 효과로 나타날 것으로 기대되고 있다.
한편 ㈜아이나노의 I-Silver는 용매에 균일하게 분산되어 있는 Flake상으로 공급하고 간단한 방법으로 용매의 희석이 가능하며, 후처리 과정을 거쳐 Powder상으로 공급 가능하여 처리에 특별한 주의를 요하지 않는다. 특히 기존의 타사 공정에 비해 훨씬 간단하고 빠른 공정과정을 도입해 생산량은 높이고 공정비는 획기적으로 줄였다. 또한 적용범위가 개방적이어서 적용범위가 다양하다.

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나노(Nano) 실버(Silver) 기술 적용범위 광범위해져...

앞서 말한 바처럼 은(Ag)은 대장균, 곰팡이균, 무좀균, 알레르기성균 등을 포함한 650여 종의 유해 세균의 증식을 막는다.
최근 로하스시대를 살아가는 현대인들을 위해 의류업체들은 웰빙 욕구에 대한 소비자 니즈를 충족시키기 위해 인체 친화적 섬유를 시장에 내놓으며 의류 시장을 선도해 나가고 있다.
은의 항균, 살균, 탈취효과 및 정전기방지, 전자파차단 효과를 활용한 원사나 원면에 은나노를 적용한 기능성 섬유(Silver Nano Fiber)를 생산, 출시하고 있다. 은나노를 함유한 기능성 의류 제품인 속옷, 양말, 신발, 스포츠 의류 등이 대표적인 예이다. 은나노를 적용한 기능성 섬유가 로하스시대를 살아가는 현대인들의 니즈에 부합했던 이유는 무엇보다 원적외선과 음이온이 방사됨에 따라 인체의 혈액순환을 촉진시켜 신진대사를 활발하게 해주어 건강한 생활을 영위할 수 있게 도와주기 때문이다.
또한 은 나노 소재는 항균 보온재로 적용하면 99% 이상 살균 효과를 나타내는 보온 소재 시장(축사, 화훼 등), 나노 실버 코팅으로 박테리아 및 바이러스 살균 효과가 있어 조류독감 등 축사 예방, 골드·실버 나노 코팅으로 전기/전자/자동차 부품 등 다양한 전자파 차폐 소재 적용이 가능해 그 적용범위가 무궁무진한 소재로 무한 성장을 예고하고 있다.

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500조 나노(Nano) 시장을 잡아라!

최근 들어 나노입자 또는 미세입자를 사용하여 제품을 제조하는 기술이 매우 다양한 분야에서 전개되고 있다. 미세입자와 그 제조방법이 필요한 분야와 적용되는 제품들을 살펴보면 다음과 같다.
도전성 페이스트를 제조하기 위한 소재로서 은(Ag)이나 동(Cu) 또는 은과 동의 복합층으로 구성되는 미세입자가 사용되고 있을 뿐만 아니라, 녹색제품이라 일컫는 LED 칩의 본딩 페이스트, 페인트와 잉크에 혼합되는 피그먼트, 화장품 원료, 선블록 입자, 색조 입자, 소결입자, 배터리 활물질, 태양전지, 열전소자, 절연소자, 촉매 입자, 나노복합물질 등을 제조하기 위한 매우 중요한 소재와 기술 중의 하나로서 자리매김 하고 있다.
때문에 높은 은 가격에도 불구하고 은 플레이크 및 파우더 시장은 성장할 것으로 전망되고 있다. 은 파우더 및 플레이크 상품 시장이 치솟는 은 값으로 인해 뒤흔들리고 있지만, 제공업자에게 맞춤형 고급 파우더 및 플레이크, 부가 가치를 높인 나노실버, 저비용 고효율의 실버코팅 하이브리드 물질을 제공할 수 있는 기회가 남아있다. 최근 NanoMarkets에서 출시된 보고서는 은 파우더 및 플레이크 시장가치가 2011년 87억 달러(10조원)이며, 2018년까지 1635억 달러(180조원)로 증가할 것이라고 예상한다.
나노박막 입자의 각 분야별 시장규모는 화장품 연관시장 250조원, 인쇄전자 연관시장 70조원, 도전잉크 연관시장 180조원, 배터리 및 기타 제품시장 200조원 등 합계 500조원 이상의 시장 중 ㈜아이나노는 나노입자 및 나노Flake 원천 특허기술을 이용해 초기 5년 이내 1%(5조원 이상) 점유를 목표로 하고 있다.
이러한 목표는 ㈜아이나노만의 특별함이 숨어있기 때문에 가능한 일이다.
㈜아이나노 양기욱 부사장은 “매우 특별한 경우를 제외하고는 나노 입자의 형상이 나노Flake인 것이 바람직하지만 제조방법과 제조장치의 한계로 인하여 아주 특별한 분야에서만 대단히 비싼 가격으로 판매되고, 사용되고 있는 실정으로, ㈜아이나노의 기술을 이용한 나노Flake가 출시될 경우 매우 경제적인 단가로 공급이 가능하여 국내 시장은 물론 세계 시장까지 매우 짧은 시간 내에 독점할 수 있을 것이다.”며 글로벌 시장 석권의 비전을 제시했다.

 
전기전자 산업의 핵심기술,
㈜아이나노 은(Ag) 나노 분말 페이스트 수입대체 효과

은(Silver) 나노 분말은 페이스트 형태로 전기전자 산업 전반에 사용되고 있으며, LCD, TSP 산업 성장과 더불어 필수 소재로 각광받고 있다.
현재 ITO 대체 소재는 Nano scale mech 형태로 필름이 형성되어 있는 기술인 Cambrios社 은(Ag) Nanowire기술은 원천기술을 보유하고 있어 독점으로 시장을 점유하고 있는 상태이다. 이 기술로 Cambrios社(美)의 경우, 은 나노와이어 분말 생산을 통해, 삼성전자, 도레이로부터 5,500억 이상 매출을 진행하고 있다.
㈜아이나노는 기존 은나노 분말 생산 대비 고성능, 고생산성 신규 공정 통해 현재 금, 은 분말 시장 중 시장 형성이 성숙된 TSP 시장 중심 기술로 양산해 나노 분말 중 시장개화 중인 Touch Panel Screen 소재에 신규 공정을 통한 자체 개발한 은(Ag) 적용 가능성을 높일 예정이다. 또한 ㈜아이나노는 투명전극 재료에 금속계 탄소계, 전도성 고분자 중 ITO 대체 소재로 Au 시장 가능성을 엿보았다. 현재 투명전극 소재 시장 규모는 약 1,100억$ 시장으로 이 중 Ag 나노분말 시장은 약 60억$ 시장 규모로 성장하고 있어 신규 나노 분말 시장 개척에도 박차를 가할 예정이다.
다양한 적용 가능 시장을 본 ㈜아이나노는 은 나노 분말 시장의 표적시장에 대한 매력도 분석 및 특성평가를 통해 시장 세분화를 완료한 상태다. 현재 시장 중 시장 개화특성 및 기술 적용이 가장 빠른 TSP 시장을 중심으로 시장 판매 후 도료 시장까지 진출할 계획이다.
L사, S사 등 국내 대기업 Family사 경쟁 이외 고성장 중인 중국시장 중심으로 시장을 적용해 화이자, 샤오미 등 Cell phone 시장 선도 중인 업체와의 Network 및 공동 개발로 시장 적용을 확보해 나갈 예정이다.
이를 위해 ㈜아이나노는 연구소 설립 및 나노분말 시장 진입에 심혈을 기울이고 있다. 서경대, 인하대, 동국대, 생산성기술연구원, KIST, 탄소융합기술원 등 국내 학-연 컨소시엄을 통한 인증을 가속화 해 양산성 확보 위한 Target 양산성 검토 및 시장 점유 위한 저가형 분말 생산공정을 도입해 TSP 및 금나노 분말 적용 위한 중국 시장 진출 계획을 확립중이다.
이로 인해 TSP 시장 적용을 통한 시장 진입을 통해 ’16년 매출액 120억 달성과 Market segment 통한 시장 targeting으로 단기목표인 은/금 분말 시장 진출, 미확인 기술인 금속 나노분말의 물리/화학적 특성 및 Mechanism 분석 통한 기술 개발을 동시에 추진할 계획이다.
㈜아이나노의 이러한 계획은 차별화된 기술과 차별화 전략이 있기에 가능하다.
㈜아이나노의 핵심기술인 저가형 분말 생산 공정과 신규 공정을 통한 고특성 분말 양산 기술은 차별화 전략에 날개를 달아주었다.
첫째, 고특성 PVD 공정 도입이다. In-situ 연속공정 도입을 통한 최적 생산량 및 저비용 공정 도입과 진공증착장치 중에서 가장 저렴한 배취형(batch type) 증착장치와 동일한 수준으로서 제작비용의 최소화를 실현하고 특히 에너지 소비량 감축을 통한 공정성을 확보했다.
둘째, 고객사 접점 연구 및 양산이다. 최적 양산성 확보를 위한 판매 전략을 구축해 저가격 확보를 위한 판매가 Estimation(판단)이 가능하고, 감가상각 및 제조를 위한 원자재 고가 적용을 통한 보수적 예측으로 판매 전략 구축해 고객사와의 접점 연구를 위한 L사, H사 와의 최종 부품 적용 가능성 평가를 진행 중이다.
셋째, 판권계약을 통한 시장 확보다. 동아시아 지역 투자 회사인 U사의 신사업 본부장과의 Network을 통한 판권계약을 추진해 중국, 홍콩, 대만 등 TSP 수요 지역 내 판매망을 가진 U사와의 판권계약을 통한 시장을 확보할 계획이다. 또한 향후 미국, EU 시장 진출을 위한 기술 및 시장을 분석, 진행 중이다.

▲     ©특허뉴스

폭발적인 성장 기대되는 도전성 실버페이스트 시장 누구 주도하나

도전성 페이스트(conductive paste)란 기판에 도포 후 열 혹은 빛에 의하여 페이스트가 화학적 경화 반응을 일으키고, 이와 같은 경화 반응 이후에 전기전도성이 우수한 도전성 박막을 형성하는 제품을 총칭한다.
이와 같은 도전성 페이스트는 도전성 금속 필러(filler)와 유기 바인더(binder), 첨가제, 그리고 용제로 구성되는 것이 일반적이며, 상기 도전성 금속 필러로는 주기율표 원소 중 가장 전기전도성이 우수한 은(Ag)과 구리(Cu)가 주로 사용되고 있으나, 산화안정성 및 소자의 장기 구동 특성 안정화를 위하여 현재 대부분의 태양전지, 반도체/디스플레이, 인쇄전자, 및 스마트 IT 기기 등에서는 도전성 필러로 은입자가 적용된 실버페이스트가 지배적으로 채택되어 있는 상황이다.
도전성 실버페이스트는 2014년 현재 전세계 시장규모가 80억불에 달하고 국내 시장규모가 5억불에 달하고 있는데, 기존의 태양전지에서는 현재 글로벌 태양전지 시장의 침체로 인하여 시장규모가 줄어들고 있는 상황이나, 디스플레이와 같은 스마트 IT기기 시장의 비약적인 성장으로 인하여 해당 분야에서 도전성 실버페이스트의 폭발적인 시장 확대가 이루어지고 있다.
통상적으로, 실버페이스트에 사용되는 실버 입자는 마이크로미터 사이즈로서, 그 크기가 1~5㎛ 정도에 달하는 구형 실버 마이크로입자 혹은 두툼한 판상의 실버 마이크로 플레이크(Flake) 입자가 국내외 실버페이스트 제품군에서 사용되고 있는 상황인데, 이와 같이 큰 직경의 실버 마이크로 입자가 사용되는 이유는 이보다 더 적은 크기를 가지고 있는 실버 나노입자를 사용할 경우 실버나노입자 사이의 전기적 접촉(electrical percolation)이 현저하게 저하되어 낮은 전기전도도를 보여주기 때문이다.
또한 상기 실버페이스트에서의 전체 무게 대비 실버 마이크로입자의 함량은 무게비율로 80%에 달하는데 이는 이보다 적은 양의 실버 함량의 경우에 충분한 전기전도성이 제대로 구현되지 않기 때문이다.
이를 극복하기 위하여, 수십에서 수백 나노미터의 크기임에도 불구하고 나노입자 사이의 개선된 전기적 접촉에 의하여 낮은 계면 저항(Interfacial Resistance)의 구현이 가능하고 또한 우수한 전기전도성 구현에 필요한 전체 도전성 실버페이스트에서 실버 함량을 낮추어 도전성 실버페이스트의 가격 경쟁력을 낮추어 줄 수 있는 새로운 실버 나노입자의 개발이 절실한 상황이다.
하지만, 국내의 도전성 실버페이스트 관련 산업은 5천억원에 달하는 시장 규모와 달리 일본과 외국, 혹은 해외 다국적 기업들에 의하여 거의 100% 잠식되어 있는 상황이며, 일부 국내 업체들이 도전성 실버페이스트의 국산화를 시도한 바 있으나 전기적 특성면에서 기존 해외 수입 제품에 비하여 장점이 없고 또한 가격 경쟁력 또한 뚜렷한 장점이 없었던 것이 사실이다.
이러한 시기에 ㈜아이나노는 주관기관인 한국교통대학교 나노화학소재공학과 기능성나노소재연구실(담당교수:인인식 교수)과 초박막 실버 나노플레이크를 사용한 도전성 실버 페이스트 포뮬레이션 기술을 산학연 협력으로 기술개발하고 있다.
먼저, ㈜아이나노에서 제조하여 한국교통대학교로 공급할 예정인 초박막 실버 나노플레이크 입자의 물리적/화학적 구조와 성분을 표면 구조 분석, 내부 구조 분석, 표면 성분 분석, 결정성 구조 분석, 비표면적 측정 등을 통하여 분석하고 이를 ㈜아이나노에 전달하여 고품질의 초박막 실버 나노플레이크 제조 공정의 최적화에 피드벡할 예정이다.
이어 이와 같이 제조된 초박막 실버 나노플레이크 입자를 ㈜아이나노로부터 공급받고 실버 나노플레이크, 유기 바인더, 첨가제, 유기 용제의 포뮬레이션을 통하여 도전성 실버페이스트 시제품을 제조할 계획이다.
또한, 광패턴화가 가능한 도전성 실버페이스의 제조를 위하여 포뮬레이션에 광경화 모노머와 광개시제를 혼합하여 20㎛ 이하의 선폭으로 광패턴화가 가능한 도전성 실버페이스트를 제조할 계획이다.
위와 같은 유기 바인더의 경우 열경화성 수지인 에폭시 혹은 광경화성 수지인 아크릴 수지의 사용이 가능하며, 각각 도전성 실버페이스트에 열경화성과 광경화성의 기능성 부여가 가능하다.
도전성 실버페이스트의 코팅 공정(스크린 프린팅)의 최적화와 코팅 후 도전성 박막의 특성 평가는 한국교통대학교에 의하여 이루어지며, 4-probe mapping, SEM, 표면 평탄도 분석, 접착력 평가(UTM) 등의 분석을 통하여 도전성 실버페이스트의 특성 최적화를 구현할 계획이다.
주관기관인 한국교통대학교와 제조된 도전성 실버페이스트의 특성 평가에 대한 피드벡으로 우수한 전기전도성을 가지는 도전성 실버페이스 제조 공정을 확립할 예정이다.
또한, 마케팅을 위해서 실제 도전성 실버페이스트를 사용하는 수요기업들의 공정 조건들이 매우 다양하므로, 한국교통대에서 제조된 도전성 실버페이스트를 다양한 공정 조건에서 테스트하며 가혹실험과 안정성 실험, pot-life에 대한 검증을 실시할 예정이다.
현재 반도체 및 디스플레이용 도전성 페이스트, 기존 태양광 전/후면 전극에 사용하는 도전성 실버페이스트(유기 바인더의 함량 줄이고 유리 섬유 포함 필수), 스마트 IT 기기의 터치패널에서 사용되는 베젤 전극의 슬림화(광패턴 가능 실버 페이스트 사용시), 인쇄 전자 등의 분야에서 매우 폭넓은 활용이 기대된다.
참여기업인 ㈜아이나노 양기욱 부사장은 “초박막 실버 나노플레이크의 사용으로 도전성 실버 페이스트의 제조시 전기적 특성의 품질의 유지 혹은 개선하며 실버 페이스트에서 은 함유량 감소로 인하여 가격의 절감이 가능하다면, 현재 거의 전량 수입에 의존하는 국내 실버 페이스트 시장에서 매우 큰 파급이 있을 것으로 예상되며, 현재 국내 실버 페이스트 시장이 5~6천억원이라고 가정할 경우 상기 시장의 1% 점유율만으로도 50~60억의 년간 매출이 기대된다.”며 폭발적인 성장이 기대되는 도전성 실버페이스트 시장의 주도를 점쳤다.

 
이성용 기자

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