항균, 전자파차단은 기본! 기능성 박막필름이란?

최근 아파트 엘리베이터를 타면 버튼 위에 얇은 필름이 붙어 있는 것을 확인할 수 있는데요. 바로 바이러스 감염확산을 막기 위해 부착된 ‘항균 필름’입니다. 항균필름에는 ‘나노구리(Cu)’ 성분이 함유되어 감염차단효과가 있다고 하는데요. 어떻게 필름에 세균과 바이러스를 차단하는 기능을 갖게 하는지 궁금해집니다. 오늘은 항균뿐만 아니라 전자파 차단, 디스플레이 보호 등 다양한 기능을 지닌 ‘기능성 필름’에 대해 알아보도록 하겠습니다.

 

 

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기능성 박막필름
 

기능성 필름은 기존의 필름에 기능성 소재와 나노기술을 접목하여 유기, 무기 복합화 과정을 통해 복합소재로 재탄생된 것인데요. 각 용도에 따라 전도성, 자외성 차단, 내열성, 항균성 등의 기능을 갖게 됩니다. 최근에는 마이크로미터 두께의 초박막 필름이 등장하고 있는데요. 얇은 필름 한장만으로 기능을 추가하거나 강화할 수 있다는 점에서 초박막 필름의 가능성은 무한하다고 할 수 있습니다. 그럼 기능성 필름에는 어떤 것들이 있는지 살펴보도록 하겠습니다.

 

 

02

투명 전도성 필름

 

구부러지는 커브드 TV, 반으로 접히는 폴더블 스마트폰 등 접거나 구부리는 플렉시블 디스플레이로 주목받고 있는 것이 바로 투명 전도성 필름입니다. 베이스 필름에 ITO* 등으로 드라이 코팅하여 만드는 전기/전자 필름인데요. 투명 전극으로 ITO가 가장 많이 사용되고 있습니다.

 

하지만 투과율과 굽힘성이 낮아 최근에는 탄소나노튜브, 은나노와이어 등이 ITO 필름 대체소재로 주목받고 있는데요. 그 중 은나노와이어는 고투과율, 저저항, 강한 내구성을 지니고 있는 투명전극 필름소재로 스마트폰, 태블릿, PC 등의 터치 패널뿐 아니라 스마트 윈도우, OLED 등에 적용이 가능합니다.

 

*ITO(Indium Tin Oxide): 투명하면서 전기가 잘 통하는 물질

 

 

03

전자파 차폐(EMI) 필름

 

스마트폰과 노트북 등 전자제품 사용이 일상화된 우리에게 전자파 차단은 필수기능이 되었는데요. 지난 3월 한국과학기술연구원(KIST)와 KAIST 공동연구팀은 전자파를 99%까지 차단할 수 있는, 초박막 필름으로 제작한 신소재 기술을 발표했습니다.

 

이 신소재는 ‘맥신(MXene)’이라는 전자파 차단 신소재인데요. 맥신 나노입자가 스스로 배열해 원자수준 두께의 필름을 만드는 (자가조립기술) 초박막 맥신 필름입니다. 기존에도 한국전자통신연구원(ETRI)에서 그래핀 복합소재에 ‘맥신’을 첨가해 전자파 차단 소재를 개발한 바 있는데요. 이번 개발은 나노미터 두께의 초박막 기능성 필름이라는 점에서 주목받고 있습니다.

 

 

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바이러스 차단, 항균필름
 

최근 사람들의 손이 많이 닿는 엘리베이터, 손잡이 등에서 많이 볼 수 있는 항균필름은 구리금속을 나노사이즈로 만들어 PE필름에 첨가하는 방식으로 제조된 ‘구리나노항균필름’인데요. 나노화된 구리 금속이 박테리아와 바이러스를 없애는 효과가 있다고 합니다.

 

구리는 전기 전도성이 뛰어나고 항균 특성을 가지고 있는데, 세균이나 균류가 구리의 표면과 접촉하면 구리 원자가 미생물의 대사작용을 교란시켜 수시간 안에 박멸시키는 효과를 지니고 있습니다. 금속 이온의 독성 효과는 1893년 스위스의 식물학자 내글리(Carl Wilhelm von Nägeli)에 의해 처음 밝혀진 이래 수은, 은, 철, 납, 아연, 금, 백금, 코발트, 주석, 알루미늄 등 여러 금속에서 발견됐는데요, 이 중 살균효과가 빠르고 인체에 독성이 없는 구리와 은이 많이 쓰이고 있습니다.

 

 

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디스플레이 보호필름용 PP
 

TV, PC 등 모니터 디스플레이는 제조공정 중 가공하고 이동하는 과정에서 먼지와 오염으로부터 디스플레이 소재 표면을 보호하기 위해 ‘보호 필름’을 사용하는데요. 보호 필름은 표면에 결점이 많고 매끄럽지 못하면 디스플레이 표면에 치명적인 손상을 줄 수 있어 결점을 최소화하는 것이 중요합니다.

 

한화토탈의 ‘보호필름용 PP(폴리프로필렌)’는 필름생산 시 발생하는 표면의 결점을 일반제품 대비 20분의 1 이상 감소시켜 세계최고 수준의 품질을 구현한 제품인데요. 점점 다양해지는 디스플레이 종류 만큼이나 디스플레이 보호필름용 PP의 기술력에 대한 관심도 높아지고 있습니다.

 

기능성 박막 필름이 이젠 휘어지는 디스플레이 등 첨단 IT 제품을 만들거나 손상으로부터 보호하고, 인체에 해로운 전자파를 차단하고 바이러스와 균으로부터 우리를 보호해주는 등 다양한 역할을 하고 있는데요. 스마트 기기 발전과 함께 박막 필름의 역할을 더욱 더 많아질 것으로 기대되고 있습니다.

 

 

 

 

 

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