[헬로티]
탄소섬유는 ‘꿈의 첨단소재’라고 불린다. 원사 안에 탄소가 92% 이상 함유된 섬유로, 철보다 10배 강하지만 무게는 1/4 수준이다.
탄소섬유는 3고(고경량, 고강도, 고탄성)다. 주로 모터스포츠, 스포츠 장비, 방사선과 장비 및 항공·우주 분야에 주로 사용된다. 수소차의 연료탱크를 제조하는 핵심 소재이기도 하다.
차량 외부에 부분 적용된(사이드 미러, 범퍼, 스포일러 등) 포르쉐 911.2 터보 모델 <출처 : adv1wheels.com>
◎ 전세계 탄소섬유 시장
전세계 탄소섬유 시장 규모는 약 15만4000톤. 일본 빅3(도레이, 토호테낙스, 미쓰비시케미컬)이 전세계 시장의 50%가량을 차지하고 있다.
도레이(Toray, 일본) - 전세계 탄소섬유 시장 1위 기업으로, 세계시장 점유율 약 28%. 연간 생산량 42,600톤.
토호 테낙스(Toho Tenax, 일본) - 일본 테이진(Teijin)그룹 자회사로 세계시장 점유율 약 12%. 연간 생산량 18,900톤.
미쓰비시케미컬(Mitsubishi Chemical, 일본) - [미쓰비시 레이온]과 [미쓰비시 수지의 탄소섬유사업부]를 통합. 세계시장 점유율 약 10%. 연간 생산량 14,300톤.
SGL(독일) - 유럽 지역에서 가장 큰 탄소섬유 제조기업. BMW와 과거 합작회사 SGL Automotive Carbon Fibers를 설립했고, BMW i3, i8, 7시리즈에 CFRP를 성공적으로 적용. 세계시장 점유율 약 9.7%. 연간 생산량 15,000톤.
▼세계 주요 기업들의 탄소섬유 생산능력 현황 (2018년) <단위 : 톤, %>
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본사 국가 |
생산 능력 |
비중 |
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도레이 |
일본 |
42,600 |
27.8 |
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토호 테낙스(테이진) |
일본 |
18,900 |
12.2 |
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SGL |
독일 |
15,000 |
9.7 |
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미쓰비시케미컬 |
일본 |
14,300 |
9.3 |
|
포모사 플라스틱 |
대만 |
8,750 |
5.7 |
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헥셀 |
미국 |
7,200 |
4.7 |
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솔베이(사이텍) |
벨기에 |
7,000 |
4.5 |
|
장쑤 중푸 선잉 |
중국 |
7,000 |
4.5 |
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장수 헝센 |
중국 |
4,500 |
2.9 |
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악사 |
터키 |
3,600 |
2.3 |
|
효성첨단소재 |
한국 |
2,500 |
1.6 |
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기타 |
- |
22,750 |
14.7 |
|
전체 |
- |
154,500 |
100 |
자료 : 산업연구원 '글로벌 수요구조 변화에 따른 국내 산업용 섬유산업의 대응전략(박훈)’
▲탄소섬유 <사진 : 효성첨단소재 블로그>
◎ 국내 탄소섬유 시장
국내 탄소섬유 생산 규모*는 2014년 1,224억 원에서 2018년 1,445억원으로 연평균 8.7%(221억원) 증가하고 있다. 수출액은 2019년 기준 1억3,578만 달러.
* 산업연구원 '글로벌 수요구조 변화에 따른 국내 산업용 섬유산업의 대응전략(박훈)'
국내 주요 기업으로는 도레이첨단소재, 효성첨단소재 등이 있으며, 탄소섬유를 원재료로 하여 중간재(직물, 프리프레그)를 생산하는 업체로는 SK케미칼, 한국카본, 현대화이바, 제이엠씨, 케이지에프, 한국 신소재, 새날테크텍스 등이 있다.
1) 탄소섬유 생산 기업
도레이첨단소재 - 국내시장 점유율 1위. 일본 도레이그룹의 자회사로, 2013년부터 고강도 탄소섬유 'TORAYCA' 생산 시작. 구미에 2개의 생산공장 보유. 연간 생산량 4,700톤.
효성첨단소재 - 국내시장 점유율 2위. 2011년 일본, 독일, 미국에 이어 세계에서 네 번째로 탄소섬유 개발에 성공한 뒤 2013년 고성능 탄소섬유인 `탄섬(TANSOME)`을 출시. 2028년까지 생산량 2000톤 수준의 생산라인을 10개로 늘릴 예정으로, 연간 생산량 2만4000톤을 목표로 하고 있다. 현재는 연간 생산량 2,500톤.
태광산업 - 2012년 3월 국내 최초로 탄소섬유 대량 생산(연간 1,500톤)하였으나, 수익성 악화로 2015년 탄소섬유 사업 중단.
▼국내 탄소섬유 생산량 비교표
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기업명 |
생산량 (연간) |
국내외 시장 점유 상황 |
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도레이첨단소재 |
4,700톤 |
국내 1위. 일본 도레이그룹 자회사 |
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효성첨단소재 |
2,000톤 |
국내 2위 (2028년까지 24,000톤으로 늘린다는 계획) |
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태광산업 |
생산중단 |
2015년 수익성 악화로 사업 중단(2013년 기준 1,500톤) |
자료 : 국내 보고서 및 기업 발표자료 정리
2) 중간재(프리프레그) 생산 기업
프리프레그(Pre-impregnated Materials의 약어)는 탄소섬유 중간재 중 한 종류이다. 탄소섬유는 크게 탄소섬유 자체를 기지재(matrix, 부품의 형태를 만들 수 있게 하는 재료)와 혼합해 곧바로 원하는 모양으로 성형하는 '직접성형법'과 중간재(직물, 프리프레그 등)를 사용하는 방법으로 구분한다.
- 프리프레그는 탄소섬유와 기지개를 혼합해 미리 시트(판) 형태로 만들어 놓은 것을 말한다. 이를 원하는 모양을 잘라 붙여서 사용한다. 스포츠 용품, 자동차 부품, 항공기, 우주선 등 다양한 분야에 사용되고 있다.
▼탄소섬유 분류 및 국내 업체 현황
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분류 |
설명 |
주요 기업 |
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탄소섬유 |
- |
800 ~ 1,500℃의 온도에서 유기물질이 열분해하여 만들어진 탄소만으로 이루어진 섬유 |
도레이첨단소재, 효성첨단소재, 태광산업(사업 중단, 설비 유지 중) |
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중간재 |
직물 |
필라멘트, 스테이플 등으로 제직한 원단 |
한국카본, 한국신소재, 현대화이바, 제이엠씨, 케이지에프, 새날테크텍스 |
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CFRP, CFRTP의 보강재로 사용하여 항공우주, 스포츠 등 다양한 산업에 사용 |
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프리프레그 |
탄소섬유를 열경화성 수지에 함침하여 반건조상으로 만든 형태 |
한국카본, SK케미칼, 티비카본 |
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경량화, 고성능을 필요로 하는 우주항공, 스포츠, 산업용으로 사용 |
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자료 : 한국IR협의회 현신성장품목분석보고서 '탄소섬유'
SK케미칼 - SK케미칼은 1990년대부터 프리프레스 사업을 시작했고, 2012년 일본의 미쓰비시 레이온(Misubishi Rayon)과 업무협약을 맺고 탄소섬유 사업을 확대하고 있다. 현재 울산과 중국 청도 공장에서 프리프레그를 생산하고 있다.
- SK케미칼은 프리프레그 경화 속도를 1시간에서 3분으로 줄이는 '압축성형용 급속경화 프리프레그' 기술을 확보하고 있다. *
한국카본 - 한국카본은 프리프레그, 탄소섬유 직물, 복합소재를 생산하고 있다. 1984년 국내 최초로 탄소섬유를 수입하여 낚싯대 제조업체에 탄소섬유 프리프레그를 공급했고, 현재는 자전거, 기계부품, 자동차 루프, 골프채 샤프트, 산업용 롤 등을 공급하고 있다.
- 한국카본은 국내에서 유일하게 항공기용 바닥재 제품을 생산하고 있다. *
* 한국IR협의회 현신성장품목분석보고서 '탄소섬유'편
