'최고의 소재 경쟁력' 일본이 자랑하는 신소재사업 4인방은?
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'최고의 소재 경쟁력' 일본이 자랑하는 신소재사업 4인방은?
  • 한익재 기자
  • 승인 2017.05.16 17:34
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셀룰로스 나노섬유, 탄소나노튜브, 탄소섬유 강화수지,탄화규소 섬유 등 각광

세계 최고수준의 소재경쟁력을 갖춘 일본이 자랑하는 신소재사업이 최근들어 각광받고 있다.

일본 기업들이 차세대 먹거리로 생각하는 대표적 신소재사업으로는 CNF(셀루로스 나노섬유), CNT(Carbon Nano Tube, 탄소나노튜브) CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastic, 탄소섬유 강화수지), SiC(Silicon Carbide, 탄화규소) 섬유 등이 대표적으로 꼽히고 있다.

코트라는 "일본 기업들은 1970년대부터 섬유계통 신소재 개발·생산에 본격적으로 착수해 왔다. 기술 개발에 매진한 결과, 1980년대 이후로는 품질과 생산량 모두 세계 최고로 성장했다"며 "섬유신소재는 일본이 자랑하는 대표적인 산업 중 하나로 자리 잡았고 현재도 신소재 개발이 활발하다"고 말했다.

신소재 ① - CNF(Cellulose Nano Fiber, 셀룰로스 나노섬유)

CNF는 석유에서 추출하던 탄소섬유와는 다르게 목재, 잡초, 등 식물에서 얻은 섬유(펄프)를 나노 단위로 가늘게 만든 극세사 섬유로 친환경적이고 재생 가능한 자원이다.

강철보다 가볍지만 강도가 5배 이상으로, 탄소섬유를 이을 차세대 신소재임. 화장품, 기저귀, 식품, 잉크, 자동차부품, 탈취제, 디스플레이소재, 필터 등 다양한 분야에 사용될 전망이다.

일본제지, 오지HD 등 제지업체의 주력회사들이 CNF를 활용한 제품을 20년 넘게 연구 개발해 대량생산에 돌입한 상황이다.

소재 ② - CNT(Carbon Nano Tube, 탄소나노튜브)

탄소 6개가 육각형으로 구성되어 파이프 모양으로 연결돼 있는 것이 ‘탄소나노튜브’, 일반적으로 지름이 1nm(나노미터) 크기의 미세한 분자다.

종류에는 단일벽과 다중벽의 모양이 있으며, 철강보다 강도가 100배 뛰어나고 높은 열/전기전도율을 자랑한다. 또한, 휘어짐이 유연한 것이 특징으로 항공우주, 자동차용 복합소재, 전기전도 소재, 방열·발열소재 등 다양한 분야로 응용 가능한 소재다.

일본제온, GSI크레오스 등 화학·섬유회사가 실용화를 위한 제품 개발 중이며, 2020년을 전후로 다양한 CNT관련 제품이 다수 나올 전망이다.

신소재 ③ - CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastic, 탄소섬유 강화수지)

탄소섬유에 수지가 들어간 플라스틱계의 복합재료로 고강도, 고탄성의 경량 구조재로 주목을 받는 복합소재다.

경량 구조용 재료로 스포츠 레저용품, 항공 우주, 자동차, 철도, 해양, 건축 등 다양한 제품에 사용되고 있다.

금속재료보다 저밀도로 철보다 단단하고 알루미늄보다 가벼우며, 마모가 쉽게 되지 않고 열에 의한 수축‧팽창이 거의 없는 것이 특징이다.

도레이, 테이진 등 주요 탄소섬유 회사의 기술개발과 설비투자가 활발히 진행되고 있음.

신소재 ④ - SiC(Silicon Carbide, 탄화규소) 섬유

규소(Si)와 탄소(C)를 1대1로 결합해 만든 섬유로 니켈합금보다 가볍고 내열온도가 높으며 강도가 두 배 강해 항공기 엔진, 자동차, 철도, 가스터빈 등의 재료로 쓰일 전망이다.

우베흥산 등 주요 업체는 SiC를 항공기 엔진에 활용하는 방향으로 검토중이다.

코트라는 "향후 ‘철’까지 대체할 것으로 기대되는 신소재, 일본에서는 주력 산업으로 성장 중이다. 신소재 시장은 2015년 기준 약 2000억 엔 규모로, 업계 관계자들은 연평균 12%대의 성장세를 고려하면 2030년에는 시장 규모가 1조 엔을 넘어설 것으로 전망하고 있다"며 "한국은 일본에 비해 신소재 투자·개발이 전체적으로 늦은 상태로 적극적인 합작사업 전개 등을 고려해볼 필요가 있다"고 설명했다.

 

한익재 기자  gogreen@greened.kr

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