[뉴스비전e 박준상 기자]  최근 자동차 업계에선 경량화가 화두로 떠오르고 있다. 차량 중량을 낮춰 연료소비와 이산화탄소 배출을 줄여야 하는 당면과제 때문이다.

이러한 경량화에 핵심소재가 바로 탄소섬유 강화플라스틱이다. 하지만 가격이 너무 비싸서 탄소섬유 강화플라스틱만으론 자동차를 제작할 수 없기 때문에, 완성차 메이커들은 초경량 금속을 함께 사용하는 투트랙 전략을 쓰고 있다.

아울러 기존 탄소섬유 강화플라스틱보다 더욱 성능이 우수하고 대량생산이 가능한 기술 개발도 한창 진행되고 있다.

시장조사기관들은 전세계 시장 규모가 5년 안에 6백억 달러에 달할 것으로 전망하고 있는 가운데 미국과 EU 등은 탄소섬유 강화플라스틱 성능 향상을 위해 R&D에 박차를 가하고 있다.

차세대 복합소재인 탄소섬유 강화플라스틱에 대해 살펴본다. [편집자 주]

< 탄소섬유 강화플라스틱 / Innovations Report >

[② 세계시장 연평균 10% 성장 전망, 국방 · 의료 분야 수요 '증대' ]

영국의 비즈니스 정보 서비스 · 컨설팅업체인 비전게인(Visiongain)에 따르면 탄소섬유 강화플라스틱 시장은 매년 10% 이상의 성장을 보이며 오는 2024년엔 597억 달러 규모가 될 것으로 예측되고 있다.

CFRP 시장은 2016년 기준으로 원재료인 탄소섬유와 수지가 19억 달러를 차지했고, 수량기준으로 열경화성 CFRP가 약 75%, 열가소성 CFRP가 25%로 나타났다.

또한 생산성, 내충격성, 접합과 수리보수 용이성으로 인해 열가소성 수지의 사용 비중이 늘어나고 있는 것으로 분석했다.

비전게인은 "항공우주, 국방산업, 고급 스포츠레저, 의료기기 등에서 초경량 고강성 CFRP 제품의 수요 증가가 예상됨으로 중간재 시장도 지속적으로 성장할 것"이라고 내다봤다.

최근 자동차나 한공기 분야에서 가장 큰 이슈는 바로 연료절감 및 이산화탄소 배출을 줄이기 위한 경량화 이다.

자동차 산업에서는 선진국 주도로 연비규제 강화 및 배출량을 줄이기 위해 CO2 규제 등으로 인해 차량 및 부품 경량화를 위해 CFRP 부품을 적용하고 있다.

항공기 부품에서 현재 운항중인 에어버스 A380 기종은 탄소섬유를 비롯해 전체 중량의 20%가 고성능 CFRP 복합재로 구성되며, 보잉 B787 기종은 50% 적용을 목표로 하고 있다.

조선 · 선박 산업에서도 연비규제 · 배출량 규제 등의 시행에 대응해 선박 구조물 및 실내 부품에 경량 복합재를 사용하며, 요트 등 소형에도 적용하고 있다.

< CFRP 이용한 다양한 제품들 / gizmodo.com >

전기전자 분야에선 강성 및 열변형 특성이 우수한 CFRP 중간재를 이용한 탄소섬유 복합재료 인쇄회로기판 개발이 추진되고 있다.

풍력 에너지 분야에선 친환경 에너지원 수요가 늘어나면서 750kW급에서 3MW급 개발이 진행 중이며, 블레이드 부품은 고강성의 탄소섬유를 적용하고 있음. 자전거, 골프채, 웨이크보드. 스키 등 스포츠레저 용품으로도 다양하게 사용되고 있다.

건축 토목분야에서도 CFRP 중간재를 적용한 복합재료 부품을 활용하고 있으며, 교량 크랭부의 보강용 시트, 공항 외벽체, 건물 외벽, 교량 등 구조물 또는 실내 장식용으로 응용되고 있다.

한국융합섬유연구원은 보고서를 통해 "미래 성장동력 소재부품산업인 CFRP산업에 성공적으로 진입하기 위해서는 지역 중심의 R&D투자에서 벗어나 글로벌 경쟁에서 생존할 수 있는 전국적인 기술역량 육성 프레임 과 지원전략 수립, 성과 중심의 연구개발 투자관리가 필요하다"고 분석했다.

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