효성첨단소재, 초고강도 탄소섬유 개발...일본·미국에 이어 세계 3번째
2022-10-12 유성용 기자
2017년 8월부터 산업통상자원부가 투자하여 추진하는 국방과학연구소 민군협력진흥원 부처연계협력기술개발사업으로 시작해 5년 만에 거둔 성과다.
그간 주력으로 생산해온 ‘H2550(인장강도 5.5㎬, 탄성율 250㎬, T-700급)’ 탄소섬유는 강도가 철보다 10배 이상 높았는데, 이번에 개발된 H3065’ 탄소섬유는 14배 이상 높다.
초고강도 탄소섬유는 우주 산업 분야에서 우주발사체와 위성체 등의 개발에 필수적인 소재로 꼽히고 있다. 발사체의 알루미늄 등 기존 소재와 비교해 훨씬 가벼우면서도 높은 탄성과 강도를 지녀 발사체의 무게를 최대한 덜면서 높은 하중을 견디고 추진력을 높일 수 있기 때문이다.
탄소섬유를 적용한 발사체는 무게를 줄여 연료를 적게 탑재하는 만큼 탑재체의 무게를 늘릴 수 있게 된다는 장점도 있다. 최근 발사된 누리호에 탑재된 위성체를 보호하는 페이로드 페어링에 탄소복합재가 사용된 것이 대표적인 사례이다.
방산 분야에서는 발사체에 탄소섬유 적용 시 경량화의 극대화가 가능해지며, 이를 통해 속도 및 사거리가 향상되는 효과를 얻을 수 있는 것으로 알려졌다.
조현준 효성그룹 회장은 “이번 개발로 우리나라도 일본, 미국에 이어 초고강도 탄소섬유 생산이 가능한 탄소소재 선진국에 오를 수 있는 계기를 마련했다”며 “시장을 선도할 수 있는 초고성능 탄소섬유 소재의 개발을 위해 지속적으로 노력할 것이고, 국내 탄소섬유 산업 발전에 기여할 수 있도록 최선을 다하겠다”고 밝혔다.
T-1000급 탄소섬유는 △원료 중합 △방사 △소성 등 전체적인 공정 난이도가 높고 차별화된 기술이 필요해 일본, 미국에서만 생산이 가능했다.
일본의 시장조사 전문기업 후지경제에 따르면 글로벌 PAN계 탄소섬유 시장은 2021년 8만5790톤에서 연평균 10%의 지속적인 성장을 통해 2035년에는 32만7430톤 규모에 달할 것으로 전망되고 있다.
효성첨단소재는 ‘H3065’ 탄소섬유 개발을 통해 고부가가치 우주∙항공 탄소섬유 시장에 진출할 수 있게 됐다. 우주∙항공 탄소섬유는 세계 탄소섬유 시장에서 수량 기준 15%의 비율로 2위에 위치하고 있으나, 금액 기준으로는 약 30% 이상의 높은 점유율을 차지하는 고부가가치 시장이다.
효성첨단소재는 기관과의 협업을 통해 최대한 빠른 시일 내에 후속 적용 연구를 완료할 계획이다. 또 2028년까지 1조원을 투자해 전주공장 탄소섬유 생산라인을 연산 2만4000톤까지 확대할 계획이다. 현재 생산능력을 연산 6500톤에서 9000톤으로 늘리기 위한 3차 증설을 진행 중이다.
[소비자가만드는신문=유성용 기자]