'긁혀도 10초 이내 복구' 생기원, 자가치유 코팅 소재 개발

첨가제만 추가해 기존 생산 공정과 호환…대량 생산도 쉬워

첨가제에 의해 형성된 표면-내부 역할 분리 코팅 구조 모식도 [한국생산기술연구원 제공. 재판매 및 DB 금지]

(대전＝연합뉴스) 김준호 기자 = 한국생산기술연구원(생기원)은 반복적인 긁힘과 접힘 환경에서도 표면 성능을 스스로 회복할 수 있는 고경도 코팅 소재 기술을 개발했다고 22일 밝혔다.

생기원 녹색순환연구부문 홍성우 수석연구원과 한양대 화학공학과 고민재 교수 공동 연구팀이 개발한 코팅소재는 손톱이나 동전으로 긁어도 흠집이 나지 않고, 상온에서 10초 이내에 긁힘이 복구된다.

연구팀은 코팅 소재에서 표면과 내부 역할을 분리하는 새로운 설계 방식을 도입했다.

표면으로 이동하려는 성질과 내부 고분자 사슬 간 상호 작용을 동시에 갖도록 설계한 이미드(Imide) 기반의 첨가제를 개발한 후 이를 기존 코팅 재료와 소량 혼합해 새로운 코팅 소재를 만든 것이다.

표면을 연필로 긁는 연필 경도(가장 무른 6B부터 가장 단단한 9H 단계) 시험 결과, 4H 수준으로 손톱이나 동전 등의 물질에 쉽게 긁히지 않고, 코팅 표면에 형성된 긁힘도 상온에서 약 10초 이내에 사라지는 것을 확인했다.

접힘 반경 1.5㎜ 조건에서 20만회 이상 굽힘 시험을 반복하고, 톨루엔에 18시간 이상 담가두는 내화학성 시험에서도 균열이나 박리, 투명도 저하 없이 성능이 유지됐다고 연구팀은 설명했다.

개발된 첨가제는 소량만 추가하면 되기 때문에 별도의 설비 투자나 공정을 변경하지 않고 기존 코팅 생산 공정을 적용할 수 있다.

유리, 플라스틱 등 다양한 소재의 기판에 코팅할 수 있어 여러 형태의 표면 보호 코팅 공정에도 폭넓게 적용할 수 있다.

홍성우 수석연구원은 "높은 경도, 자가치유 기능, 유연 신뢰성을 동시에 구현했다"며 "기존 생산 공정에 첨가제만 추가하면 구현할 수 있어 폴더블 디스플레이는 물론 자동차, 고부가 전자제품 등 다양한 표면 보호 코팅 분야로 활용할 수 있다"고 말했다.

kjunho@yna.co.kr

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