[스타트업투게더] 옴니코트, “금속강판과 이차전지에 레이저 프린팅 건식 공정 기술 적용”


흔히 컬러 강판이라고 하면 창고 지붕에서 볼 수 있는 파란색이나, 주황색 등의 단색 강판이나, 일부 상업용 공간에서 볼 수 있는 조악한 컬러 금속 구조물을 떠올린다. 금속 표면에 세밀하고 다양한 컬러 이미지를 코팅하는 것이 매우 어렵기 때문에 아름답고 정밀한 느낌의 금속 강판을 만나기는 쉽지 않다. 그런데, 이러한 컬러 강판을 아주 세밀하고, 큰 규모로 대량 생산할 수 있게 된다면 어떤 변화가 일어날까. 

가장 먼저는 건축물의 가치를 높여주는 내외장재에 컬러강판이 대폭 사용될 것이다. 금속이 가지고 있는 내구성에 심미적인 아름다움까지 줄 수 있으니 말이다. 또한 전기전자 제품의 맞춤 생산이 가능해질 것이다. 일반 가정에 널리 퍼져 있는 S사, L사 등의 냉장고는 이미 색상이 매우 유려하지만, 그렇다 해도 대부분 단색 또는 한 두개 색을 배합한 것에 불과하며, 한 폭의 그림과 같은 세밀한 컬러 디자인에까지는 이르지 못한다. 세밀한 컬러 강판 시대가 도래한다면 얇은 금속 또는 플라스틱 소재에 고객의 개성을 한껏 표현할 수 있는 맞춤형 전기전자제품도 만들 수 있고, 이에 따라 상당한 수요가 발생할 것이다. 

경북 포항에 소재한 옴니코트(Omnicoat)는 ‘왜 세밀한 컬러 디자인에, 생산성도 높은 금속 강판을 만들지 못하는 것인가’라는 문제의식에서 출발한 스타트업이다. 옴니코트를 창업한 박순홍 대표는 포스텍에서 신소재공학으로 박사 학위를 취득하고, 포스코에서 오래 근무하다 위와 같은 문제의식으로 사내벤처에 도전, 창업에 이르게 된 인물이다. 

그렇다면, 금속에 세밀한 컬러 이미지를 입히는 것이 왜 어려운 일일까. 그것은 금속 표면의 특성 때문이다. 지금까지의 금속 프린팅 기술은 금속 표면에 액상 잉크를 도포하고 그것을 열이나 화학처리로 흡착시킨 뒤 건조시키는 공정으로 진행돼 왔다. 그런데 잉크를 곧바로 흡수하는 종이와는 달리 금속 표면은 잉크를 곧바로 흡수하지 않고, 이에 따라 액상 잉크에 표면장력이 발생하여 자기들끼리 뭉치는 현상이 발생한다.

이러한 현상을 막고 액상잉크를 금속표면에 붙이기 위해서는 다량의 바인더를 잉크에 첨가해야 하는데 이 때문에 프린팅의 세밀도가 떨어지고, 바인더를 건조해야 하는 시간적 손실이 발생한다. 또한 바인더를 다량으로 계속 사용하면 잉크를 뿜어내는 노즐이 막히는 경우도 발생한다. 이런 이유로 지금까지의 컬러 강판은 색깔 배합에 신경을 쓸 필요가 없는 단색 강판이나, 세밀하지 않은 똑같은 무늬를 반복 생산하는 그라비어 인쇄 밖에 할 수가 없었다.   

옴니코트 박순홍 대표가 도달한 결론은 ‘액체 프린팅이 문제가 있다면, 오히려 금속에 정전기를 발생시키고 고체 분말 토너를 붙여 열로 고착화시키는 레이저 프린팅 방식을 도입하면 어떨까’ 하는 기발한 발상이었다. 그리고, 그는 본인의 전문지식과 집념으로 ‘레이저 프린팅 건식 기술을 이용한 컬러강판 제조공정’을 만들어냈다. 그리고 그의 기술적 성과를 눈여겨 보던 포스코 계열사 ‘포스코 스틸리온(옛 포스코강판)’은 박순홍 대표에게 약 200평의 공간을 임대해주며 컬러 강판 양산을 지원하고 있다. 이미 상당한 기술적 검증을 거쳤다는 것이다.

옴니코트의 도전은 컬러 강판에서 멈추지 않았다. 이차전지의 양극과 음극 등 전극에는 각각 알루미늄박(알루미늄 호일)과 구리박(구리 호일)이 있고, 여기에 니켈, 코발트, 망간, 인산, 흑연 등의 소재를 액상 바인더로 붙이는 습식 코팅으로 전지를 생산한다. 이렇다 보니 컬러강판 제조 때와 마찬가지로 액상 바인더의 양이 많아지고, 건조시키는데 시간이 많이 든다.  옴니코트는 자사의 ‘고체 분말 토너 건식 공정’을 통해 이 문제를 해결하는 데 도전 중이다. 전극 소재 코팅에 ‘레이저/LED 프린팅’ 기술을 도입함으로써 액체 바인더가 차지하는 부피를 획기적으로 줄이고, 생산 시간 또한 단축하는 것이 옴니코트의 목표다. 이미 2차 전지 생산 대기업 한 곳과 기술검증(PoC) 단계도 거치고 있다. 

박순홍 대표는 ‘레이저/LED 건식 토너 프린팅 공정’이라는 신기술로 건축, 2차 전지, 가전, 플라스틱, 유리, 자동차 내외장 소재 등 다양한 산업 분야에서 혁신을 일구려고 한다. 콜럼버스식 발상 전환으로 새로운 영역을 개척 중인 옴니코트와 박순홍 대표의 여정이 성공할지는 아무도 모르지만, 그 도전의식만큼은 누구라도 인정할 수밖에 없을 것이다. 

옴니코트가 해결하려는 문제가 무엇입니까? 

옴니코트는 강판에 컬러 인쇄를 하는 기업으로 출발했습니다. 그런데, 기존 컬러 강판은 도료를 바르거나, 잉크젯 프린팅을 하는 등 습식 공정으로 지금까지 이루어지고 있습니다. 한편, 전기차로 인해 각광받고 있는 양극, 음극의 전극에 양극재와 음극재를 붙일 때도 동일하게 습식공정으로 니켈-코발트-망간(NCM), 그리고 흑연-실리콘 등을 바르고 있습니다. 고객의 개성을 표현하기 위한 컬러 이미지 건축 내외장재 시장이 크게 발전하고 있고, 2차전지 양극과 음극재를 포함한 기능성 금속 소재 시장이 급성장을 하고 있는데도 기존의 습식공정에서 벗어나고 있지 못한 것입니다. 습식공정은 다량의 화학물질을 사용하고, 낮은 생산성과 환경 문제등으로 사용에 제한이 있었습니다. 이에 옴니코트는 습식공정을 대체하는 혁신적인 기술, 흔히 레이저 프린팅이라고 부르는 건식 디지털 프린팅 공정을 강판과 2차 전지 소재 등에 적용하기 위한 기술을 개발하였습니다.   

옴니코트는 어떤 방식으로 이 문제를 해결합니까? 

옴니코트는 액상의 코팅-프린팅 공정 대신, 고체상태의 분말을 이용하여 강판과 2차 전지 전극 등에 코팅합니다. 즉 예전에 종이에 프린팅을 할 때 잉크젯 프린팅 하던 공정이 기술 발전을 통해 레이저 프린팅으로 변화된 상황과 유사합니다. 흔히 잉크젯 프린터는 액상의 잉크(도료)를 종이 또는 다양한 미디어의 표면에 떨어뜨려 이미지나 글씨를 구현하는데, 이와 달리 레이저 프린터는 정전기와 분말을 이용하여 이미지를 구현합니다.

저희는 이러한 레이저 프린팅 기술로부터 건식 프린팅에 대한 기술을 착안하였습니다. 주요한 기술은 정전기와 토너를 이용하여 이미지나 글씨를 금속이나 유리, 플라스틱 등의 소재 표면에 자유롭게 표현하고, 정밀하게 회로를 그리는 기술입니다. 이러한 건식 디지털 프린팅 기술을 이용하여 건축물의 내장재나 외장재에 사용하는 소재, 이차전지용 전극, 모빌리티용 스마트 글래스 등으로 기술 적용 범위를 확장하고 있습니다. 

경쟁사 대비 옴니코트의 경쟁력과 기술적인 장점이 무엇입니까? 

분말 소재인 토너와 정전기를 이용하여 금속 소재에 직접 이미지를 구현하는 기술은 세계 최초의 기술입니다. 저희의 경쟁사들은 대부분 액상 도료를 사용하여 프린팅을 하고 있는데, 이러한 기술은 프린팅하고자 하는 미디어의 표면의 상태에 따라 이미지의 품질이 좌우되고 액체의 표면장력 때문에 세밀한 표현에 한계가 매우 큽니다. 또한 컬러 도료를 금속이나 유리 표면에 붙이기 위해 다량의 액상 바인더를 사용해야 하는데, 이를 건조하는 단계를 거쳐야 하는 어려움도 가지고 있습니다. 

이차전지 산업 역시, 양극과 음극의 전극제조 공정에서 습식 코팅을 이용하고 있습니다. 그러나 이 또한, 니켈, 코발트, 망간, 철, 흑연 등을 전극에 붙이기 위해 다량의 액상 바인더를 사용해야 하고 이를 건조시키는 시간이 길어지는 등 낮은 생산성의 문제가 발생하고, 품질 정밀도가 떨어지는 문제가 있습니다. 그래서 습식 코팅 공정에서 건식 코팅 공정으로의 전환은 매우 필요한 상황으로서, 옴니코트는 정전기 방식과 고유의 분말 토너를 이용한 이차전지 건식 코팅 기술을 개발하였습니다. 

옴니코트의 기술은 컬러 이미지 강판에서 세밀한 표현을 가능하게 해주고, 이차전지 전극의 해상도를 높여줄 뿐만 아니라 표면 건조 공정이 생략되기 때문에 다양한 산업군에서 높은 경쟁력을 가질 수 있습니다. 

옴니코트가 제공하는 제품/서비스는 무엇인가요? 현재 상태는? 

저희가 제공하는 제품은 ‘소재’와 ‘기능’에 따라 몇 가지 분류로 나눠집니다. 

소재에 따른 제품은 크게 금속소재와 유리소재로 구분되어 있습니다. 정전기 제어가 가능한 금속 소재 및 유리 소재 표면에 컬러 이미지를 구현함으로써 건축 내장재 및 외장재 소재로 사용할 수 있는 제품을 출시하였습니다. 고객이 원하는 이미지나 컬러 등을 금속이나 유리 소재 표면에 자유롭게 표현하고 가공하여 제공함으로써 개성있는 공간창출이나 기능성 건축 소재로 사용이 가능합니다. 아파트나 상업공간의 각종 금속 도어, 유리 창문 등에 옴니코트의 컬러 이미지 기술을 적용할 수 있으며, 삼성전자 비스포크(Bespoke) 냉장고의 금속 재질에, 사용자가 원하는 컬러 이미지를 주문제작할 수도 있습니다. 

옴니코트는 2024년 6월 준양산 시스템을 구축함으로써 고객의 요구에 맞춤형으로 대응할수 있으며 현재 제조가능한 금속 및 유리 소재의 크기는 가로 60 Cm, 세로 2 m 크기의 소재입니다. 이를 이용하여 고급형 금속 타일 내장재, 컬러 이미지 스피커 소재, 컬러 이미지 바닥재 소재 등을 고객에게 공급하고 있습니다. 

2차전지용 전극 소재 제품은 2024년 8월 PoC를 목표로 생산 중에 있습니다. 양극재인 NCM(니켈코발트망간), LFP(리튬인산철) 소재나, 음극재인 흑연소재 및 흑연실리콘소재를 분말형태로 더욱 고르게, 레이저프린팅 건식공정으로 혁신하는 것입니다.

또한 기능상 분류로는 전기전도성, 항균성, 심미성등 고객이 요구하는 특성에 대한 맞춤형 프린팅 제품군으로 나눌수 있습니다.

옴니코트의 타깃 시장 크기와 핵심 타깃 고객은 누구입니까? 

고객의 개성을 표현하는 컬러 이미지 강판 시장은 국내 기준으로 연간 4600억원 수준입니다. 건축 내장재와 외장재와 더불어 가전제품의 개성 표현 시장은 점차 증대되고 있습니다. 다양한 컬러 맞춤형 가전제품이나 전기전도성, 항균성 등의 기능성 가전제품의 표면처리는 점차 고객의 다양한 요구와 더불어 시장이 급성장하고 있습니다. 

이에 옴니코트는 건축자재 시장을 시작으로 가전제품에 들어가는 금속 소재 및 유리 소재의 시장 등으로 타깃을 확장하고 있습니다. 또한 분말과 정전기를 이용한 미래형 2차전지 전극 시장과 모빌리티용 전기전도성 전극 코팅 등의 기술개발로 시장에 진출할 예정입니다. 

옴니코트의 비즈니스 모델은 무엇입니까? 

옴니코트의 기술은 시스템 엔지니어링과 분말 토너에 핵심이 있습니다. 고객이 요구하는 이미지나 기능에 대응하기 위해서는 디지털 프린팅 시스템과 고체 분말 토너의 제조 기술을 필요로 합니다. 이에 옴니코트는 원천 디지털 프린팅 시스템의 엔지니어링 기술을 확보하고 기능성 토너에 대한 제조 기술을 내재화 하였습니다. 옴니코트는 향후 안정적 건식 디지털 프린팅 엔지니어링 기술을 공급하고 지속적인 토너 공급을 진행하는 BM을 가지고 있습니다. 

그 동안 옴니코트 팀의 성과는 무엇입니까? 

옴니코트는 기술기반의 기업으로 법인 설립후 10개월만에 대덕벤처파트너스로부터 투자를 유치하였으며 현재 TIPS 과제를 수행중에 있습니다. 소재부품장비 스타트업 100에 선정되어 소재와 장비를 이용한 미래형 기술 개발에 매진하고 있습니다. 

이와 더불어 금속 소재의 표면에 컬러 이미지 구현 및 기능성 표면처리를 수행하고 있는 포스코스틸리온(옛 포스코강판)과의 기술개발 MOU 를 통해 컬러 이미지 디지털 프린팅 기술을 상용화하는 중입니다. 이와 함께 2차전지용 전극 수요기업과 함께 건식 디지털 프린팅 전극의 사용 가능성에 대한 PoC를 진행하고 있습니다. 

이 모든 기술은 2023년부터 원천기술 및 응용기술에 걸쳐 국내외 특허 출원을 진행하였습니다. 향후 2차전지관련 시스템에서 원천 소재에 관한 특허를 확보하여 글로벌 경쟁력을 확보하고자 합니다.  

옴니코트 팀의 경쟁력은? 

Evoto

저희 옴니코트는 세계 최대 철강회사인 포스코의 기술연구소에서 금속 표면처리 관련 연구를 5년간 수행한 박순홍 대표이사를 중심으로 도료 및 토너 관련 전문 연구원으로 구성되어 있으며, 토너 기술 개발과 시스템 엔지니어링 개발에 대한 노하우와 기술경험을 바탕으로 최고의 기술 개발을 진행중에 있습니다.  

또한 건식 토너와 정전기를 이용한 원천 기술을 활용하여 새로운 도전인 응용 기술 개발에 적극적으로 임하고 있으며, 새로운 시장에 진출하기 위한 다양한 아이디어의 구현 및 도전을 주저하지 않는 것이 옴니코트의 장점이자 가장 중요한 경쟁력입니다. 

우리가 투자를 받아야 하는 이유 3가지!

첫째, 세계 최초의 건식 디지털 프린팅 기술을 바탕으로 시장을 선점할 적절한 시기입니다. 즉 기존의 습식 코팅의 방식에서 벗어나 새로운 건식 프린팅 방식은 건축소재 시장, 2차전지, 모빌리티 시장 등에 새로운 기술을 제시함으로써 이에 대한 기술 개발 및 상용화에 대한 투자가 이루어 진다면 상기 시장에 대한 선점이 가능합니다. 

둘째, 2024년 6월 완공되는 준양산 시스템을 통하여 제품 및 서비스를 고객에게 제공하고 수익화를 실현하고 있다는 것입니다. 옴니코트는 기존의 경쟁자 대비 우수한 기술력과 가격경쟁력으로 시장에 진입하고 있습니다. 향후 다양한 형태의 제품과 서비스를 공급함으로써 금년 15억원의 매출을 예상하고 있으며 향후 생산량 증가에 따라 2026년에는 50억원 이상의 매출을 기대하고 있습니다.  

셋째, 옴니코트는 기존의 기술에 더하여 새로운 도전을 진행하고 있습니다. 2차전지의 전극 및 모빌리티용 Glass 등의 새로운 시장을 형성하고 선도적인 위치를 가질수 있습니다. 이에 저희는 디지털 프린팅 시스템 개발로 축적된 기술을 보유하고 있으며 이를 이용하여 2차전지 및 모빌리티용 소재에 빠르게 접근할수 있는 잠재력을 보유하고 있는 기술 기반 스타트업입니다.

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