일본이 주목하는 미래 먹거리, 신소재 산업
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작성자 천우글로벌 댓글 0건 조회 478회 작성일 17-05-18 11:51본문
일본이 주목하는 미래 먹거리, 신소재 산업
- 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 -
출처 KOTRA global window 
일본 기업들은 1970년대부터 섬유계통 신소재 개발·생산에 본격적으로 착수해 왔다. 기술 개발에 매진한 결과, 1980년대 이후로는 품질과 생산량 모두 세계 최고로 성장했으며, 섬유신소재는 일본이 자랑하는 대표적인 산업 중 하나로 자리 잡았다. 2017년 현재도 일본 기업들은 여전히 신소재 개발을 위해 뛰고 있는 상황으로, 국내 기업은 대한 투자유치를 통한 신규 합작사업 등도 고려해볼 수 있을 것이다. |
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
소재 | 기업명 | 투자, 개발 및 활용 |
C | 일본제지 (日本製紙) | 이시노마키 공장에 연간생산능력 500톤의 대량생산설비 건설 |
오지 HD (王子HD) | 세계 최초로 CNF 투명연속시트를 개발, 대형 디스플레이나 태양전지에 적용할 전망 | |
츄에츠 펄프공업 (中越パルプ工業) | 대나무를 원료로 한 CNF 제조, 일본 유일의 대나무종이 제조기술 | |
다이오제지 (大王製紙) | 2017년도에 CNF를 분말로 한 건조설비를 미시마공업에 도입 예정 | |
미쓰비시 연필 (三菱鉛筆) | CNF를 점증제로 이용한 볼펜을 다이이치 공업제약과 공동개발, 안정된 필기감이 특징 | |
아사히 카세이 (旭化成) | CNF 부직포를 개발, 고기능 필터 등으로 활용 기대 | |
세이코 PMC (星光PMC) | CNF 배합수지 알약의 상업생산을 개시, 2017년 말까지 판매 개시 예정 | |
온쿄 (オンキヨ) | CNF를 스피커의 진동판으로 사용해 가벼움과 내구성을 갖춰 성능 향상 | |
일본첨채제당 (日本菜製糖) | 홋카이도 대학과 ‘발효나노셀룰로스’ 대량생산가술 개발 성공 | |
기무라 화공기 (木村化工機) | 효소를 활용한 CNF 제조기술로 특허 취득 |
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
소재 | 기업명 | 투자, 개발 및 활용 |
C | 일본제온(日本ゼオン) | 2015년 CNT 대량생산체제 가동, 2017년 2월 CNT 복합재료연구거점 설립 발표 |
쇼와전공(昭和電工) | 리튬이온전지의 전극재료를 개발, 제조, 판매, CNT생산 1.5배 강화 | |
세키스이 화학공업(積水化工業) | CNT를 활용한 발전시트 개발, 201 8년도까지 제품화해 20억 엔 규모의 사업 육성 계획 | |
미즈노(ミズノ) | 201 8년까지 CNT 활용한 골프클럽 제품화 목표 | |
호도가야 화학공업(保土谷化工業) | 리튬이온전지의 전극재료용 다층CNT 개발 제조 판매 | |
토다 공업(田工業) | 히로시마 가스 카이타지점에 월간생산능력 500㎏의 실증설비 도입 | |
GSI 크레오스(GSI クレオス) | 컵모양 적층형 CNT에 다량의 수지를 배합한 소재 미츠쓰시전기와 공동개발 | |
미쓰비시 상사(三菱商事) | CNT에 수지를 코팅하고 구슬처럼 만드는 기술을 라이선스 등록 | |
히타치 금속(日立金) | CNT를 첨가한 알루미늄 복합재 등 신소재 개발에 착수, 자동차 구조부품으로 한정 | |
NEC | 산업용으로 널리 사용이 가능한 신탄소재료 ‘탄소나노브러시’ 개발 | |
미쓰비시 제지(三菱製紙) | CNT 시트재 개발 성공, 리튬이온전지 가열장치 등에 사용할 전망 | |
히타치 조선(日立造船) | CNT를 사용한 ‘CNT니트’ 개발, 착용 가능한 디바이스로 실용화 목표 | |
후루가와 전기공업(古河電工業) | 2012년 산업기술종합연구소와 고밀도 CNT선 개발, 2015년 신슈대학과 CNT도체 개발 | |
타이요닛산(大陽日酸) | CNT로 긴 방적실을 제조 가능한 신기술 2017년 3월 개발 |
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 수축팽창이 거의 없는 것이 특징
ㅇ 도레이, 테이진 등 주요 탄소섬유 회사의 기술개발과 설비투자가 활발히 진행되고 있음.
소재 | 기업명 | 투자, 개발 및 활용 |
C | 도레이(東レ) | CFRP 부재의 공급체계 강화, 2016년 CFRP보다 4배 가벼운 ‘CFRF’ 개발 |
테이진(帝人) | 2017년 1월 미국 자동차용 복합재료성형 회사 840억 엔에 인수 | |
아와제지(阿波製紙) | 종이를 뜨는 공법을 살린 시트 형태의 CFRP 공급 | |
아식스(アシックス) | CFRP를 사용한 경기용 신발 개발 | |
일본유피카(日本ユピカ) | CFRP용 고성능수지 ‘CBZ’ 판매 | |
| 미쓰비시 케미칼(三菱ケミカルHD) | 2017년 1월 독일 탄소제품 회사 SGL의 탄소섬유공장 인수 발표 |
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
소재 | 기업명 | 투자, 개발 및 활용 |
S | 우베흥산(宇部興産) | 고강도, 고내열의 SiC섬유 ‘티라노섬유’ 개발, 제조, 판매 |
일본 카본(日本カボン) | 미국 GE와 프랑스 사프란과 합작회사 운영, GE사의 엔진 ‘LEAP’에 SiC섬유 공급 | |
IHI | 우베흥산과 항공기 엔진부품 개발 착수 | |
시키보(シキボウ) | IHI, 우베흥산과 항공기엔진용 고압터빈날개 시험 제작 |
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, 201 8년 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
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