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연구성과 사례
占쏙옙占쏙옙占쏙옙 생기원이라 가능한 기술 융합의 결실, 카멜레온형 서페이스 입체 디스플레이 |
占쏙옙占쏙옙占� 천연 가죽의 질감과 탄력 구현한 초슬림 인조피혁 제조기술 개발 |
占쏙옙占쏙옙占쏙옙 국내 뿌리기술로 ‘약물 방출형 다공성 임플란트’ 제조기술 개발 |
연구책임자 : 융합생산기술연구소 스마트섬유그룹 남창우 수석연구원
스마트폰, 태블릿PC 등 IT기기의 슬림화에 따라 제품 두께의 약 10%를 차지하는 스킨커버 역시 얇은 제품이 요구되고 있다. 이제까지 주로 사용돼온 스킨커버 용 본딩 원단의 두께는 약 0.5~0.6㎜ 수준이었는데, 최근 이보다 30% 이상 얇은 본딩 원단이 개발됐다. 생기원 융합생산기술연구소 스마트섬유그룹 남창우 수석연구원과 ㈜성호텍스콤이 공동 개발한 ‘초슬림 본딩 원단’은 국내뿐 아니라 세계적으로도 기술력을 인정받은 인조피혁 제품이다.
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세계적 수준보다 더 얇은 0.35㎜에 도전하다
남창우 수석연구원과 ㈜성호텍스콤은 2015년 8월 안산시 강소기업 육성 지원사업 과제로 IT기기 스킨커버용 복합재 개발을 시작했다. ㈜성호텍스콤은 IT기기나 산업용품의 내외장재 제조에 들어가는 원단을 생산하는 업체로, 삼성전자 등에 0.5㎜ 두께의 스마트폰 스킨커버 소재를 납품해왔다. 0.5㎜ 두께를 구현하는 기술도 이미 세계적인 수준이었지만, 급변하는 IT기기 산업에서 0.1㎜라도 더 얇은 스킨커버가 요구되는 상황이었다. 이에 남창우 수석연구원은 기존보다 훨씬 얇은 0.35㎜ 원단 개발을 목표로 연구개발에 착수했다. 0.35㎜ 두께의 폴리우레탄(PU) 복합재는 세계적으로도 사례를 찾기 어렵다.
“기존보다 0.15㎜ 얇아지는 것이 쉬운 것 같지만, 제조 공정은 0.5㎜ 두께일 때와는 차원이 다릅니다. 신축성을 갖춘 초슬림 원단 제조, 습식코팅, 원단의 형태안정성 유지를 위한 백킹 원단 도입, 점착 본딩 공정 등 다양한 기술이 적용됐습니다.”
남창우 수석연구원은 이 가운데에서도 나일론 원단과 백킹(Backing) 원단을 점착한 중간제품인 본딩 서브스트레이트(Bonding Substrate) 제조 공정을 핵심 기술로 꼽았다.
형태 안정성을 위한 백킹 원단과 점착기술
국내외 여러 기업에서 가죽 느낌이 나는 본딩 원단을 만들기 위해 노력을 거듭했지만 촉감, 신축성, 두께 등을 완벽하게 만족시킨 사례가 드물었다. 남창우 수석연구원과 ㈜성호텍스콤은 최상의 제품을 개발하기 위해 접합-코팅-박리로 이어지는 점착 본딩 공정을 도입하기로 했다. 두께가 얇아진 나일론 원단의 변형을 방지하기 위해 백킹 원단을 붙이고 습식코팅을 한 후에, 백킹 원단을 떼어내 최종 제품을 얻는 것이다.
▲ 본딩 서브스트레이트 제품을 확인하고 있는 ㈜성호텍스콤 홍상진 연구소장(왼쪽), 한국생산기술연구원 남창우 수석연구원(가운데), ㈜성호텍스콤 최찬영 대표(오른쪽). ⓒ한국생산기술연구원
“기존 나일론 원단이 0.3㎜ 정도였기 때문에 전체 두께를 슬림화하려면 우선 원단 두께부터 0.2㎜ 정도로 낮춰야 합니다. 40데니어(Denier) 원사를 20데니어로 얇게 교체해야 하는데, 극도로 얇게 만들어진 편물에 바로 코팅을 하게 되면 형태가 변할 수 있습니다. 이 문제를 해결하는 과정에서 나일론 원단에 백킹 원단을 붙여 만든 본딩 서브스트레이트가 탄생했습니다.”
남창우 수석연구원은 본딩 서브스트레이트 제조 공정에서 나일론 원단과 백킹 원단을 붙이는 점착제를 찾아내는 것도 쉽지 않았다고 설명했다. 습식코팅 공정 중에는 나일론 원단과 백킹 원단이 잘 붙어 있어야 하고, 공정 후에는 백킹 원단이 부드럽게 떨어져 나가야 하기 때문이다. 얇은 원사에 점착제가 배어나오지 않도록 하는 것도 기술적으로 해결해야 할 문제였다. 수많은 시행착오를 거쳐 이러한 조건을 모두 만족시키는 점착제를 찾아내 개발에 성공할 수 있었다.
본딩 서브스트레이트는 생기원과 ㈜성호텍스콤의 기술이 녹아든 독자적인 제품이다. 2017년 습식코팅 업체에 중간제품으로 납품해 삼성, 마이크로소프트 등에서 생산한 IT기기 스킨커버에 적용됐다.
기능뿐 아니라 감성까지 만족시키는 기술
남창우 수석연구원과 ㈜성호텍스콤은 지난해 기술 개발을 완료하고 제품 상용화에 속도를 올리고 있다. 본딩 원단은 코팅이나 표면 처리 공정에 따라 여러 가지 상품에 적용이 가능하다. ㈜성호텍스콤은 IT기기 스킨커버와 골프 글러브, 헤드폰 커버 등 다양한 시제품을 제작해 판로를 개척하고 있다.
▲ 본딩 원단을 활용해 제작된 다양한 시제품들. ⓒ한국생산기술연구원
“소비자들은 두께가 얇은 것 외에 감성적인 부분도 중시합니다. 예를 들어 VR/AR기기 안면접촉부나 헤드폰 이어패드는 피부에 닿는 만큼 부드러운 감촉을 중시하고, 골프 글러브는 그립감이 뛰어나면서도 내구성이 좋은 제품을 선호합니다. 이번에 개발한 본딩 원단은 완제품의 용도에 맞게 다양한 형태로 제작할 수 있기 때문에 시장에서 좋은 반응을 얻을 것으로 생각됩니다.”
㈜성호텍스콤 홍상진 연구소장은 해외 시장 진출을 위해 각종 전시회 및 박람회에 참여하고 있다고 전했다. 지난해 인도네시아에 골프 글러브용 원단 20,000미터를 수출한 데 이어, 미국 애플사에 VR기기용 원단 10,000미터를 시제품으로 공급했다. 향후 VR/AR기기의 대중화가 예상되는 만큼 고품질 인조피혁 시장에서 안정적인 매출을 확보할 수 있을 것으로 기대하고 있다.