- 생활용품에서 항공기까지 다양한 분야에 응용이 가능한 신소재 -
- 일본기업, 철강 대체할 섬유계통 신소재의 연구 개발과 설비 투자에 본격화 -
- 대한 투자유치를 통한 한일 기업의 신규 합작사업 검토도 유효할 것 -

일본 전국 신소재 관련 주요 기업들의 설비투자 개요 지도

자료원: 이코노미스트

□ 일본 기업이 집중하는 신소재 ① - CNF(Cellulose Nano Fiber, 셀룰로스 나노섬유)

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

CNF의 액체 모습과 만드는 과정

자료원: 일본제지 홈페이지

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

  ㅇ 일본제지, 오지HD 등 제지업체의 주력회사들이 CNF를 활용한 제품을 20년 넘게 연구 개발해 대량생산에 돌입

자료원: 이코노미스트

□ 일본 기업이 집중하는 신소재 ② - CNT(Carbon Nano Tube, 탄소나노튜브)

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

CNT의 구조

자료원: 일본산업기술종합연구소

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

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

자료원: 이코노미스트

□ 일본 기업이 집중하는 신소재 ③ - CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastic, 탄소섬유 강화수지)

  ㅇ 탄소섬유에 수지가 들어간 플라스틱계의 복합재료로 고강도, 고탄성의 경량 구조재로 주목을 받는 복합소재

CFRP의 모습

자료원: 도레이 홈페이지

  ㅇ 경량 구조용 재료로 스포츠 레저용품, 항공 우주, 자동차, 철도, 해양, 건축 등 다양한 제품에 사용되고 있음.
    - 금속재료보다 저밀도로 철보다 단단하고 알루미늄보다 가벼우며, 마모가 쉽게 되지 않고 열에 의한 수축‧팽창이 거의 없는 것이 특징

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

자료원: 이코노미스트

□ 일본 기업이 집중하는 신소재 ④ - SiC(Silicon Carbide, 탄화규소) 섬유

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

  ㅇ 우베흥산 등 주요 업체는 SiC를 항공기 엔진에 활용하는 방향으로 사업 전개 중

자료원: 이코노미스트

□ 시사점

  ㅇ 향후 ‘철’까지 대체할 것으로 기대되는 신소재, 일본에서는 주력 산업으로 성장 중
    - 신소재 시장은 2015년 기준 약 2000억 엔 규모로, 업계 관계자들은 연평균 12%대의 성장세를 고려하면 2030년에는 시장 규모가 1조 엔을 넘어설 것으로 전망
    - 소재 강국인 일본은 ‘일본사회 5대 혁신비전’을 설정하고 새로운 성장 동력으로 신소재를 적극적으로 활용할 방침
    - 34개의 일본 기업이 ‘꿈의 신소재’로 불리는 섬유계통 신소재를 연구 중으로, 개발부터 본격적 실용화 단계까지 돌입한 상황

  ㅇ 한국 주요 기업 역시 신소재 개발 및 연구를 진행 중
    - 태광산업은 2008년부터 프로젝트에 돌입, 2012년 1월 국내 최초 탄소섬유 상업생산을 시작
    - 효성그룹은 2011년 탄소섬유 브랜드 ‘탄섬(Tansome)’을 만들어 2013년 상업생산 시작, 2020년까지 연 생산량을 1만7000톤 규모로 확대할 계획
    - GS칼텍스는 탄소섬유 LFT(Long Fiber Reinforced Thermoplastic, 장섬유 강화 열가소성수지) 복합소재 개발 및 양산에 성공해 2014년 자동차용 선루프 프레임 소재로 공급
    - LG화학은 여수공장에 세계 4번째 크기인 400톤 규모의 CNT 생산라인을 구축, 2018년 말까지 완전가동할 계획

  ㅇ 한국은 일본에 비해 신소재 투자·개발이 전체적으로 늦은 상태지만 일부 국내기업은 일본기업 투자유치를 통한 기술교류 및 제휴 등 사업 전개 중으로, 일본기업의 동향을 참고해 적극적인 합작 사업 전개를 고려할 필요가 있음.
    - 도레이는 2016년 10월 경북 구미에 자사의 네 번째 생산 공장을 건설, 부직포 및 탄소섬유를 생산할 예정
    - SK케미칼은 일본 기업 미쓰비시레이온의 탄소섬유 원료를 공급받아 가공·판매 중

자료원: 이코노미스트, 도레이 및 일본제지 홈페이지 및 KOTRA 도쿄 무역관 자료 종합