효성첨단소재㈜가 초고강도 탄소섬유를 개발에 성공했다고 밝혔다. 이번에 개발에 성공한 섬유는 인장강도 6.4㎬, 탄성율 295㎬ 이상 수준의 ‘H3065(T-1000급)’ 초고강도 탄소섬유로 2017년 8월부터 산업통상자원부가 투자하여 추진하는 국방과학연구소 민군협력진흥원 부처연계협력기술개발사업으로 시작해 5년만에 거둔 성과다.
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.
효성첨단소재㈜가 그간 주력으로 생산해온 ‘H2550(인장강도 5.5㎬, 탄성율 250㎬, T-700급)’ 탄소섬유는 강도가 철보다 10배 이상 높았으나 이번에 개발된 ‘H3065’ 탄소섬유는 강도가 철보다 14배 이상 높은 초고강도 특수 탄소섬유이며, 동급의 T-1000 탄소섬유는 보잉 등의 최신 항공기 동체 및 부품, 인공위성을 비롯한 우주발사체 등 우주항공 및 방위 산업에 다방면으로 활용되고 있다고 설명했다.
특히, 초고강도 탄소섬유는 우주 산업 분야에서 우주발사체와 위성체 등의 개발에 필수적인 소재로 꼽히며 우주∙항공 소재의 국산화에도 청신호가 켜졌다. 그동안 T-1000급 탄소섬유는 △원료 중합 △방사 △소성 등 전체적인 공정 난이도가 높고 차별화된 기술이 필요해 일본, 미국에서만 생산이 가능했다.
초고강도 탄소섬유는 발사체의 알루미늄 등 기존 소재와 비교해 훨씬 가벼우면서도 높은 탄성과 강도를 지녀 발사체의 무게를 최대한 덜면서 높은 하중을 견디고 추진력을 높이는 특징이 있기 때문에 탄소섬유를 적용한 발사체는 무게를 줄여 연료를 적게 탑재하는 만큼 탑재체의 무게를 늘릴 수 있게 된다는 장점도 있다.
최근 발사된 누리호에도 위성체를 보호하는 페이로드 페어링에 탄소복합재가 사용됐다.
방산 분야에서도 발사체에 탄소섬유 적용 시 경량화의 극대화가 가능하다.
한편 일본의 시장조사 전문기업 후지경제에 따르면 글로벌 PAN계 탄소섬유 시장은 2021년 85,790톤에서 연평균 10%의 지속적인 성장을 통해 2035년에는 327,430톤 규모에 달할 것으로 전망되고 있다.
탄소섬유 글로벌 시장 전망 규모는 2021년 기준 풍력발전 블레이드가 39%로 가장 높은 비율을 차지하고 있으며, 그 뒤로 △우주∙항공 15% △스포츠∙레저 12% △자동차 7%를 차지하고 있다.
앞으로 효성첨단소재㈜는 ‘H3065’ 탄소섬유 개발을 통해 고부가가치 우주∙항공 탄소섬유 시장에 대한 경쟁력을 높일 예정이다.
더불어 기관과의 협업을 통해 최대한 빠른 시일 내에 후속 적용 연구를 완료할 계획이며 2028년까지 1조원을 투자해 전주공장 탄소섬유 생산라인을 연산 2만4000톤까지 확대할 계획으로, 현재 생산능력을 연산 6500톤에서 9000톤으로 늘리기 위한 3차 증설을 진행하고 있다.
