초록
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□ 최종목표
ㅇ 고전도성 CNT-고분자 복합재의 상용화 기반기술 확보
- CNT/유무기 하이브리드를 통한 전도성 향상 및 원천재료 기술 확보
- 고전도성 CNT 복합소재 제조를 위한 전도막 조성물 개발
- 필름 ...
□ 최종목표
ㅇ 고전도성 CNT-고분자 복합재의 상용화 기반기술 확보
- CNT/유무기 하이브리드를 통한 전도성 향상 및 원천재료 기술 확보
- 고전도성 CNT 복합소재 제조를 위한 전도막 조성물 개발
- 필름 양산용 CNT 분산액 기술 개발
- 핵심기술의 특허 및 표준개발
□ 개발내용 및 결과
ㅇ 본 과제에서는 고전도성 CNT 기반 하이브리드 소재 개발, 고농도 CNT 분산액 개발, CNT 하이브리드 박막 내구성 확보 위한 조성물 개발, 대용량 CNT 분산액 제조 기술 개발에 대한 연구를 집중적으로 진행했으며, 본 과제의 최종 개발 정량적 평가 목표는 다음 표와 같다
ㅇ 1~5차년도의 과제 수행결과 CNT 하이브리드 소재 전도도 향상(4000S/cm 이상), 투명전극용 전도막 조성물 개발(생산량 10L/day 이상, 면저항 70Ω/sq이하, 투과도 91% 이상), CNT 박막 접착안정성 확보(저항 유지율 99% 이상), 환경안정성 확보(저항변화율 10%이하), 신규분산제 개발 및 특허출원, 표준화 제안 등에 대해 과제 목표에 부합하는 기술개발 성과를 창출하였음.
ㅇ CNT 투명전극 상용화의 bottle-neck으로 작용했던 접착력, 환경안정성 등 내구성 부분에 있어서 상용화된 ITO 투명전극 필름 수준의 특성을 확보했으며, 필름 생산성을 극대화 할 수 있는 롤코팅용 투명전극 코팅액을 개발하였음.
ㅇ CNT 투명전극 분야 과제 성과로서 롤코팅 가능한 투명전극 코팅액 기술을 국내 중소 기업체에 기술이전을 진행했으며, 2013년 제품 양산을 목표로 양산 기술 개발을 진행하고 있음
ㅇ CNT 터치스크린패널 등 신규 제품에 대한 기존 업체에 대한 이해도를 향상시키고 마케팅에 활용하기 위해 정전용량형 CNT 터치패널 모듈을 개발하여 나노코리아 전시회, R&D성과전시회 등 국내 전시회에 출품하여 그 성능을 입증하였음.
ㅇ 본 과제의 유형적 성과물로는 코팅액/전도막 조성물, 코팅 공정기술 등 기반기술 분야에서 핵심특허 15건, 기술이전 실적 1건, 국내외 표준제안 2건 그 밖에 SCI 논문게제 및 학술대회 발표 실적이 다수 있음
□ 기술개발 배경
ㅇ 다양한 산업 분야에 응용 가능한 고전도성 CNT/고분자 복합재의 기반 및 응용기술 개발을 통해 나노기반 소재․부품산업 분야의 신산업을 창출하고, 국가의 전략기반 산업의 국제경쟁력을 강화하는데 기여할 수 있음.
ㅇ 본 과제는 CNT와 유무기 소재를 복합화 하여 높은 전기전도성을 가지는 투명전극, ESD, EMI 차폐, 방열 제품을 제조하는데 적용할 수 있는 기반기술에 대한 것으로서, 향후 수조 이상의 신규시장을 창출할 수 있는 핵심 전략 기술 분야에 해당함.
ㅇ 특히 ITO 대체 투명전극 필름 개발 니즈가 증가하고, 적용제품 범위가 크게 확장되는 상황에서 차세대 투명전극으로서 CNT 기반 투명전극 기술 개발은 시급한 상황임.
ㅇ 본 기술은 나노기술의 고도화에 따라 향후 신규 제품에서 요구하는 물성에 부합될 수 있는 신소재 개발 분야에 대한 것으로서 다양한 신규 제품 구현이 본 과제 기반 위에서 실현될 수 있으며 기술적 파급효과가 큼.
ㅇ 본 기술은 전기전자, 디스플레이, 반도체, 자동차, 항공, 바이오 응용, 건축 등 다양한 산업분야에 큰 영향을 줄 수 있는 와해성 기술로서 기술개발을 통해 상용화 가능한 원천성격의 핵심기반기술 및 지적재산권을 확보할 수 있음.
ㅇ 본 세부과제는 제품화 기술을 지향하는 타 세부과제를 지원하기 위해 CNT 전도특성 향상, CNT-고분자 계면 전도특성 향상, 열역학적 분산안정성 확보, 계면 접착 안정성 확보 등의 기반기술을 지원하는 것을 목표로 함.
□ 핵심개발 기술의 의의
ㅇ 본 개발 기술은 적용제품을 즉시 상용화 할 수 있도록 양산공정을 기반으로 기술 개발이 진행되었음. 특히 투명전극용 코팅액으로써 800mm 대면적 롤코팅에 적용할 수 있고, 대용량으로 코팅액을 생산할 수 있는 기술을 과제 목표로 제시하여 달성했기 때문에 관련 시장 창출 시 바로 상용화 할 수 있음.
ㅇ 투명전극의 면저항, 광 투과도 이외에 환경안정성, 내구성, 내화학성, 내열성 등 과제의 정량적 목표 이외의 상용화 과정에서 발생할 수 있는 문제를 사전에 검토하고 기술 과정에 반영했기 때문에 기술적 완성도가 높고 투명전극 특성에 있어 상용 ITO 투명전극 수준의 완성도를 가짐.
ㅇ CNT 분산안정성 평가에 대한 국내 규격, 표준이 전무한 상태에서, 가속평가 방법을 통해 손쉽게 분산안정성을 평가할 수 있는 방법을 개발하여 표준 제안함으로써 제품 생산 공정관리, 개발제품의 재고 관리 등에 활용될 수 있도록 분산안정성 평가에 대한 정량적인 평가 기술을 제공하였고 표준 제안하였음.
ㅇ 또한 탄소나노튜브 소재의 규격화를 위한 방법으로 광 흡광도 측정을 통한 CNT 소재의 순도 평가법에 대한 표준을 제안하여 나노소재 자체의 특성 규격화 하는 방법을 제시하였음.
□ 적용 분야
- ITO 대체 투명전극
- 유연 투명전극 필름
- ESD/EMI 차폐 필름
- 방열 코팅 및 복합소재
(출처 : 초록)
