1. 자사의 핵심이 되는 기술은 무엇입니까?

미래 글로벌 소재기업 두와이즈켐입니다.

두 가지 소재가 가지는 각각의 장점을 합하여 새로운 기능을 갖도록 만드는 것을 복합재료라고 합니다. 그렇게 만들기 위해서는 두 소재가 서로 잘 섞여야 합니다. 대부분의 물질들은 자기들끼리 뭉쳐지려는, 즉, 응집되려는 성질이 있습니다. 자기들끼리 응집되지 않고 잘 혼합되게 만드는 것을 분산기술이라고 하는데, 저희 두와이즈켐은 두 물질 사이에 나노 레벨까지 융합시켜 완벽하게 분산시키는 다양한 “나노분산기술”을 보유하고 있습니다.

2. 나노분산기술을 이용해서 어떤 제품을 만드나요?

저희가 상용화하려는 대상의 소재는 QD, 우리말로는 양자점이라는 나노입자와 CNF 즉 셀룰로스 나노섬유가 있습니다.

먼저 QD는 빛을 내는, 발광하는 나노입자인데, 입자가 두 개만 서로 붙어있어도 발광특성이 사라집니다. 그래서 입자 하나하나 완벽하게 분산시켜야 합니다.

저희는 모든 QD를 골고루 고분자 안에 미리 분산시킨 QD 캡슐이라는 기술을 가지고 있습니다. 이 캡슐안에 있는 QD는 외부환경으로부터 안전하게 보호됩니다.

QD의 가장 중요한 응용제품은 QD 필름이라고 해서 지금까지는 용액상태로 사용하여 UV 경화공정으로 만들었습니다. 반면에, 저희 QD 캡슐은 파우더의 고체상태이기 때문에 작업성이 우수할 뿐만 아니라 내부의 QD가 캡슐 안에 보호되기 때문에 열가공과 같은 고온 고충격의 공정에도 견딜 수 있습니다.

여기보시는 이 필름이 바로 QD 캡슐을 적용해서 열가공으로 만든 압출형 QD 필름입니다. 이 필름을 제조할 때는 기존의 UV 공정에 비해 비교할 수 없이 생산성과 경제성이 높고, 유기용매를 사용하지 않으므로 작업환경 유해도 적을 뿐만 아니라, 유연한 제품을 얻을 수 있어서 둘둘 말아서 사용하는 등 응용제품의 확대도 가능합니다.

3. 상용화 대상에는 QD 말고 CNF 소재도 있다고 하셨는데, 어떤 특징이 있나요?

QD 캡슐은 두와이즈켐이 창업하기 이전부터 확보된 소재기술로, 사업초기 매출을 실현하려는 제품입니다. 반면, CNF는 사업초기는 물론 저희 두와이즈켐의 미래성장동력이 될 핵심사업입니다.

CNF는 셀룰로스를 잘게 쪼개어 만든 나노섬유입니다. 셀룰로스로 만든 대표적인 제품이 바로 종이인데, 인체에 해롭지 않은 친환경 소재이면서 식물에서 얻는 자연계의 가장 풍부한 고분자 섬유이기 때문에 지속가능한 소재이기도 합니다.

저희는 CNF 표면을 무기나노코팅하는 무기질화 CNF 소재기술을 가지고 있습니다. 지금까지는 대부분의 CNF 상용화 기술은 유기물 처리 방식이 주류였습니다. 저희 무기질화 CNF는 이런 기술들보다 CNF의 분산성을 훨씬 높였습니다. 저희 무기질화 CNF의 소재 응용기술은 셀룰로시스라는 상표로 다양한 응용제품을 구상하고 있습니다. (유튜브 영상)

4. 무기질화 CNF 소재를 이용하면 어떤 제품들을 만들 수 있나요?

가장 중요한 응용제품은 강화 플라스틱 복합체입니다. 예를들어, CNF 섬유를 넣어서 플라스틱이 두 배 강해지면 플라스틱 사용을 반으로 줄일 수 있습니다. 자동차에 사용하면 그만큼 차를 가볍게 만드는 경량화 소재가 될 수 있습니다. 또, 플라스틱 쓰레기 문제가 아주 심각하지 않습니까? 찬환경 소재인 CNF를 넣어 플라스틱 쓰레기를 엄청나게 줄일 수 있습니다.

우리 두와이즈켐의 무기질화 CNF는 경쟁제품과 비교해서 분산성이 좋기 때문에 이러한 플라스틱 사용량을 줄이는 데에 크게 기여할 수 있습니다.

저희 무기질화 CNF 소재기술은 분산성을 높였다는 것 외에도, 무기물의 종류와 형태에 따라서 다양한 기능도 부여할 수 있다는 장점도 있습니다. 그 중 하나 개발중인 제품이 투습 멤브레인입니다. CNF 표면을 따라서 물분자만 이동하도록 디자인된 이 제품은 공기는 통과하지 않고 수분만 투과하는 선택적 투습 멤브레인입니다.

이 투습 멤브레인은 환기장치에서 매우 중요한 소재부품입니다. 환기장치는 내부의 오염된 공기를 배출하고 신선한 공기를 실내에 공급할 때 열과 수분을 교환시켜서 에너지 손실을 최소화하는 장치입니다. 특히 수분 교환이 매우 중요합니다. 여름철 에어컨 가동할 때 물이 엄청 생기는 것을 누구나 보셨을 겁니다. 여름철 바깥의 습한 공기를 바로 실내로 공급하면 냉방 에너지의 거의 반은 수분 응결로 인해 손실됩니다. 건조한 내부 공기를 밖으로 내보낼 때 투습 멤브레인을 사이로 바깥 습한 공기를 통과시키면 습도를 낮추어 실내에 공급하는 역할을 하는 것입니다.

현재 저희는 환기장치를 만드는 공조기기 업체와의 협업을 통해 환기장치에 적용할 목적으로 투습 멤브레인과 관련 소재를 초창기 제품으로서 개발하고 있습니다.

저희 두와이즈켐은 설립된지 2년이 조금 넘은 갓 태어난 회사입니다. 하지만 플라스틱 산업구조를 바꿀만한 중요한 기술을 가지고 있다는 자부심이 있습니다. 저희 기술에 관심을 가지신 분들은 우리 회사가 앞으로 어떻게 성장할지 지켜봐 주시기 바랍니다. 감사합니다.