㈜한일첨단소재, 다이텍연구원 지원 받아 '상전이물질(PCM) 코팅 기술' 개발 진행

다이텍연구원과 융합혁신지원단의 기술지원을 받아 ㈜한일첨단소재가 개발 중인 '상전이물질(PCM) 코팅 기술' 설명서. 다이텍연구원 제공

다이텍연구원과 융합혁신지원단의 기술지원이 성과를 내고 있다.

㈜한일첨단소재는 연구원의 기술지원을 받아 기존 PCM 캡슐 원사 혼입 방식이 아닌 수지에 PCM 캡슐을 혼입해 코팅하는 방식으로 냉/온감 원단 소재 개발에 속도를 내고 있다.

경북 경산시에 자리한 ㈜한일첨단소재는 코팅 가공 전문 업체로, 기존의 기술만으로는 환경 변화에 대한 대응이 힘들어지는 것을 인지하고 지속적인 신제품 개발에 나섰다.

하지만 새로운 형태의 PCM 적용 기술로 소재 개발 중, 공정 중에 내구성이 저하되는 문제가 발생했다. ㈜한일첨단소재는 빠른 문제 해결을 위해서 융합혁신지원단에 기술지원을 요청해 다이텍연구원의 지원을 받을 수 있었다.

PCM은 Phase Change Material의 줄임말로 상전이물질을 뜻한다. 고체에서 액체로 변화할 때 열을 흡수해 내부에 저장했다가 다시 액체에서 고체로 변화할 때 저장했던 열을 방출하며, 이때 온도 범위와 필요에 따라 적정 에너지를 저장하고 온도를 유지하기 위해 개발됐다.

섬유분야에서는 열에너지를 저장하지만 열저장 과정에서 액체가 된 PCM은 외부로 유출될 우려가 있기 때문에 겉면을 캡슐화하여 사용하며, 이를 'PCM Capsulation'이라 하고 캡슐 안에 PCM 소재를 넣어 온도 유지 조절이 필요한 용도로 사용된다.

아웃라스트 테크놀로지사는 우주에서 극심한 온도편차로부터 우주 비행사들을 보호하기 위해 NASA와의 협업으로 1988년에 최초로 우주복 섬유 내에 마이크로 캡슐화된 상전이 물질을 도입하는 기술인 PCM을 개발한 바 있다.

현재는 PCM 캡슐을 원사에 혼입해 사용하고 있는데 함량을 높이기에는 한계가 있어 성능이 약해지는 부분이 있다. 이런 문제를 해결하기 위해 ㈜한일첨단소재에서는 국내에서 유일하게 PCM 캡슐이 혼입된 수지를 코팅하는 기술을 개발하고 있다. 코팅을 하면 PCM의 함량을 높일 수 있어 성능을 끌어올릴 수있다.

다이텍연구원의 전문 컨설턴트를 통해 융합혁신지원단 3단계 지원사업을 모두 지원받은 ㈜한일첨단소재는 먼저 1단계 '기술애로분석'을 통해 PCM 코팅 공정 기초 기술부터 컨설팅을 받아 코팅 기초 조건을 확립한 뒤, 2단계 '단기기술지원'에 이어 3단계 '심화기술지원'에도 선정돼 현재 개발 마무리가 진행 중이다.

박주용 ㈜한일첨단소재 이사는 "기존 아이템에서 벗어나 PCM 소재를 이용한 새로운 제품 개발에 성공한다면 향후 사업화에 큰 도움이 될 것으로 예상된다"며 "PCM 제품 개발에 융합혁신지원단과 DYETEC연구원의 기술지원이 큰 도움이 되고 있다"고 말했다.

한편 한국산업기술진흥원(KIAT)에서 운영하고 있는 융합혁신지원단은 소부장(소재·부품·장비) 기업지원을 위해 2020년 4월 출범한 공공연구기관(공공연) 협의체다. 한국화학연구원, 다이텍연구원 등 현재 39개 기관이 참여하고 있다.