[Tech 스토리] 철보다 10배 강한 탄소섬유, 미래 섬유로 각광

기업들의 신기술 개발은 지속가능한 경영의 핵심입니다. 이 순간에도 수많은 기업들은 신기술 개발에 여념이 없습니다. 기술 진화는 결국 인간 삶을 바꿀 혁신적인 제품 탄생을 의미합니다. 기술을 알면 우리 일상의 미래를 점쳐볼 수 있습니다. 각종 미디어에 등장하지만 독자들에게 아직은 낯선 기술 용어들. 그래서 뉴스핌에서는 'Tech 스토리'라는 고정 꼭지를 만들었습니다. 산업부 기자들이 매주 일요일마다 기업들의 '힙(hip)' 한 기술 이야기를 술술~ 풀어 독자들에게 전달합니다.

[서울=뉴스핌] 정탁윤 기자 =사양산업 오명을 쓰고 있는 섬유업계가 주목하는 섬유가 있습니다. 바로 '슈퍼섬유'라 불리는 탄소섬유입니다. 탄소섬유는 원사(실) 안에 탄소가 92% 이상 함유된 섬유로 철 무게의 4분의 1 수준이지만 강도는 10배, 탄성은 7배에 달해 '꿈의 신소재'로 불립니다.

탄소 원자들은 섬유 길이 방향을 따라 육각 고리 결정의 형태로 붙어 있는데, 이러한 분자배열 구조가 강한 물리적인 속성을 갖게 합니다. 한 가닥의 실은 수천 가닥의 탄소섬유로 이뤄져 있으며, 플라스틱이나 유리와 결합했을 때 높은 강도의 복합재료가 만들어집니다. 탄소섬유의 밀도는 강철보다 낮기 때문에 무게는 가벼우면서도 강합니다.

탄소섬유 [사진=효성]

이 때문에 무게를 줄여야 하는 미래 전기차, 항공우주 산업 등에서 수요가 지속 늘고 있습니다. 또 태양광 단열재, 풍력발전 블레이드 등 신재생에너지 분야에서도 탄소섬유를 찾는 일이 점점 많아 지고 있습니다. 이에 따라 태광산업과 HS효성첨단소재, 코오롱인더스트리 등 국내 소재 업체들은 이같은 탄소섬유 기술 개발 및 생산 능력 확충에 미래를 걸었습니다.

◆ 철에 비해 강도 10배...미래 전기차·우주선 등 수요 급증

최근 전기차 캐즘(일시적 수요 정체)으로 보급에 제동이 걸렸지만, 멀지 않은 미래에 전기차가 기존 내연기관차를 대체할 것이란 전망은 여전히 유효합니다. 전기차는 특히 배터리 성능과 함께 무게를 줄이는 것이 관건인데, 탄소섬유가 주요 부품을 대체할 것이란 전망입니다. 전기차 뿐 아니라 우주선 등 미래 운송수단 역시 무게를 줄일수록 연비를 늘릴 수 있는데, 탄소섬유가 핵심 역할을 할 것으로 기대됩니다.

이에 따라 탄소섬유뿐만 아니라 아라미드도 수요도 지속적으로 늘고 있습니다. 아라미드는 철보다 탄성이 좋고, 5배 높은 강도를 가진 신소재입니다. 500℃ 이상의 고온에서도 변형이 없는 것으로 알려져 있습니다. 주로 타이어코드(타이어 보강재)나 5G 광케이블 내부 소재로 사용되며, 방탄 장비에도 사용됩니다.

업계 한 관계자는 "현재 출시된 전기차는 배터리 무게 때문에 기존 내연기관 차 대비 20% 정도 무거운데다 순간 가속력이 높아 타이어 마모가 빠른 편"이라며 "타이어 마모를 줄일 수 있는 전기차용 타이어를 중심으로 아라미드 등 탄소섬유가 주목받고 있다"고 말했습니다.

◆ HS효성첨단소재 등 국내 소재업체, 기술 기발·생산력 확보 박차

탄소섬유에 대한 수요가 늘자 효성 등 국내 소재 업체들은 일찌감치 기술 개발 및 생산능력 확보에 박차를 가하고 있습니다. HS효성첨단소재는 지난 2011년 고강도 탄소섬유 탄섬을 국내 최초 독자 기술로 개발했습니다.

탄소섬유 고압용기 [사진=HS효성]

이어 2022년에는 강도가 철보다 14배 이상 높은 H3065(T-1000급) 초고강도 탄소섬유 개발에 성공하며 항공, 우주분야까지 진출을 확대해나갈 계획입니다.

계열 분리를 통해 조현상 부회장이 맡게 된 HS효성그룹의 주축 기업으로 자리매김한 효성첨단소재는 탄소섬유를 미래사업으로 육성하고자 2013년부터 운영 중인 전주 공장을 지속적으로 증설해오고 있습니다. 중국, 베트남 등에 글로벌 생산기지도 마련해 시장 공략에 나선다는 방침입니다.

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