일본 화학기업들이 웨어러블(Wearable) 시장 참여를 가속화하고 있다.
최근에는 단순한 의류 적용을 넘어 헬스케어, 의료기기 관련분야 진출을 확대하고 있으며, 신체 보호 어플리케이션 시장 개척도 강화하고 있다.
웨어러블은 옷을 입는 것만으로 정확한 생체신호를 취득할 수 있다는 강점을 살려 건강검진에도 활용할 수 있을 것으로 기대되고 있다.
대표기업인 도레이(Toray)는 심박간격(RPI)에서 얻을 수 있는 릴렉스 정도를 가시화하는 서비스를 실용화하는 방안을 검토하고 있다.

테이진, Matous 중심 솔루션 사업 본격화
테이진프론티어(Teijin Frontier)는 웨어러블 솔루션 사업을 본격화한다.
테이진프론티어는 2020년부터 자체 웨어러블 솔루션인 Matous 사업을 본격 추진할 계획이며 사용하는 의류에 고기능 섬유와 센싱기술 등을 융합함으로써 모션과 바이털 센싱을 동시에 수백명까지 실시할 수 있도록 한 것으로 알려졌다.
스포츠웨어에서 트레이닝 분야를 주목하고 있고 이후 베테랑 기술자의 기술 계승을 위한 목적이나 헬스케어로도 채용을 시도하면서 5G 통신 환경 아래 실증실험을 검토함으로써 대량 데이터 취득 및 분석 등을 실현해나갈 예정이다.
또 Matous를 사용한 그룹 내 연계도 검토하고 있으며 해당 사업을 포함한 스마트 텍스타일 관련 사업 전체에서 2025년 매출액 3000억엔 달성을 목표로 하고 있다.
테이진프론티어는 IoT(사물인터넷)화 가속화와 데이터 이용·활용이 추진되고 있는 최근의 트렌드에 맞추어 신규사업 창출의 일환으로 2019년 1월 Matous 개발을 공표한 바 있다.
미끄럼 방지 기능이 우수한 초극세 폴리에스터(Polyester) 섬유 NanoFront와 그룹기업이 보유한 센싱기술 융합이 기술의 핵심을 이루고 있으며 의류 뒷면에 NanoFront를 사용함으로써 동작과 심박 등 오차가 없는 센싱을 실현한 것으로 알려졌다.
현재는 모션 센싱을 실시하는 Matous MS와 바이털 센싱을 위한 Matous VS를 테스트 판매하고 있다.
웨어러블 솔루션으로 제안하고 있는 가운데 2020년에는 스포츠용에서 실용화될 것으로 예상하고 있다.
예를 들어 골프, 야구 스윙 등 동작의 유사성을 비교할 수 있게 됨에 따라 코칭용으로 활용하는 방안 등이 검토되고 있다.
의류 외에 헤드밴드로 제작하는 등 용도별로 최적화된 센싱 아이템을 개발하는 작업도 추진하고 있다.
스포츠용에서 실용화가 이루어진 이후에는 베테랑 기술자의 기술 계승과 재활현장에 대한 대응을 확대해나갈 방침이며, 사용환경에 맞춘 NanoFront 가공법 변경을 검토하고 있다.
의류로 제조할 때에는 스포츠 아웃도어용 텍스타일 Delta와 스트레치성을 보유한 Solotex 등 자사제품을 활용해 최적화된 착용감을 구현할 예정이다.
아울러 본격적인 보급이 기대되는 5G 환경에서 적용하는 방안도 검토하고 있다.
Matous는 수백명 단위로 센싱이 가능해 고속·대용량 및 저연신이 특징인 5G에서 사용한다면 실시간으로 여러 사람의 심박수와 심전도 등을 계측할 수 있게 돼 앞으로 5G 시장을 고려한 실증실험을 검토할 예정이다.
또 Matous를 중심으로 한 그룹 내 사업 융합도 고려하고 있다.
테이진의 강점인 헬스케어 영역에서도 Matous를 활용하는 방법을 검토하고 있으며 솔루션 제공을 포함해 신규사업 창출에 총력을 기울일 방침이다.

도레이, 나노섬유로 웨어러블 시장 “견인”
도레이는 생체전극용 도전성 나노섬유 편물 히토에(Hitoe) 브랜드 확장에 총력을 기울이고 있다.
스포츠 용도에서 확보한 절전 가시화 기술을 활용해 기술 전승에 도움이 되도록 할 방침이며 골프, 자전거 분야에서는 트레이닝용으로 2020년 실용화를 계획하고 있다.
의류 개량과 함께 벨트형 투입, 트랜스미터 소형화 등 사용감 향상에도 주력할 예정이며 의류형 웨어러블의 강점을 살려 스포츠에서 건강 증진 및 헬스케어, 의료 지원 등 적용시장을 확대해나갈 방침이다.
히토에는 생체정보 계측을 목적으로 도레이와 NTT가 공동으로 개발한 기능성 소재로, 도전성 고분자를 합침시킨 폴리에스터 나노섬유를 의류 뒷면에 배치해 생체신호를 취득하는 시스템으로 이루어져 있다.
피부에 밀착되는 나노섬유 효과를 통해 입는 것만으로 정교한 정보 수집이 가능하며 현재는 스포츠 분야에서 심박측정 용도를 중심으로 투입되고 있다.
앞으로는 절전 데이터를 가시화하는 기술을 활용해 트레이닝용으로도 응용이 가능할 것으로 기대하고 있다.
예를 들어 골프에서는 스윙 시 프로선수는 임팩트 순간만 힘을 준다는 것이 절전 데이터 분석에서 확인된 바 있으며 해당 데이터를 연습용 스윙 개선에 활용할 수 있을 것으로 판단되고 있다.
우선 골프, 자전거 등 같은 동작과 자세를 유지하는 경기에 적용할 계획이며 2020년 실용화를 목표로 하고 있다.
또 착용감을 개선한 의류 판매도 계획하고 있다.
합성섬유 속옷을 제조하며 축적한 노하우를 살려 피부와 바로 닿는 듯한 착용감을 부여하거나 의류 외의 형태를 지닌 생산제품을 투입하는 계획도 세우고 있다.
벨트형에 대한 실증실험을 진행하고 있으며 2020년 상업화가 가능할 것으로 기대하고 있다.
아울러 의류에서 가슴 부분에 장착해 취득한 데이터를 스마트폰에 송신하는 역할을 담당하고 있는 트랜스미터의 소형화 등도 검토하고 있다.
도레이는 앞으로 시장 확대가 기대되는 스마트 텍스타일 시장에 더 많은 섬유기업들이 진출할 것으로 예상하고 차별화에 주력하고 있다.

AF 타깃 심전도 측정 시스템도 보급
도레이는 심방세동(AF) 분야를 타깃으로 한 히토에 웨어러블 심전도 측정 시스템 보급도 본격화하고 있다.
피부 자극이 적은 해당 시스템은 장기간 심전도를 측정할 수 있어 AF 검출률 향상에 도움이 될 것으로 기대되고 있다.
AF는 뇌병변 발생 리스크를 높이기 때문에 조기에 발견한다면 사회보장비 억제에 큰 도움이 될 것으로 예상되고 있다.
기존의 홀터형 심전계를 사용한 24시간 측정과 히토에 시스템을 통한 2주 동안의 계측 결과를 비교한 특정임상연구를 2019년 종료할 예정이며, 해당 결과를 바탕으로 2020년부터 관련학회에 유효성 등을 알릴 계획인 것으로 알려졌다.
도레이가 개발한 AF 치료용 Satake 핫 벌룬 카테터와의 시너지도 기대되고 있다.
세계 최대 의료시장인 미국에서도 조사를 시작했으며 해당 시스템의 글로벌화를 위해 총력을 기울일 방침이다.
히토에 시스템은 NTT의 섬유도전화 기술과 도레이의 나노 섬유(Nano Fiber) 소재 및 첨단 가공기술 등을 조합한 도전성 기능소재로, 직경 700나노미터의 PET(Polyethylene Terephthalate) 나노섬유 사이에 도전성 고분자가 들어가 있다.
나노섬유 덕분에 피부 표면에 밀착시킬 수 있으며 더욱 정교한 정보 수집이 가능해 주로 스마트 의류로 보급하고 있다.
작업자의 안전관리와 스포츠 분야에서 심박수 계측, 근전도 측정 등에 응용하고 있다.
또 높은 정밀도를 살려 의료기기에도 사용하고 있다.
전용 메디컬 리드선 및 메디컬 전극, 나아가 의료기기의 제조·판매 등을 실시하고 있는 Mehergen과 함께 개발한 장시간 심전도 기록기의 승인을 2017년 12월 취득했고 2018년 9월부터 의료기기 자회사 Toray Medical을 통해 일본에서 판매하고 있다.
시스템이 주력 용도로 삼고 있는 분야는 부정맥의 일종인 AF로, 일본 환자 수가 100만명 이상에 달하는 것으로 알려졌다.

2주 착용 가능해 뇌병변 예방 기대
AF는 좌심방에 혈전이 발생해 혈관 안으로 들어가는 것이며 혈전이 뇌로 이동하면 뇌혈관이 막히고 뇌병변을 발생시킬 수 있다.
일부 연구에 따르면, AF 환자는 뇌병변 발생 리스크가 2-7배 높아지는 것으로 파악되고 있다.
부정맥 자각증상이 있을 때 실시하는 것이 장기 심전도 측정으로, 현재는 홀터형 심전계를 점착 시트로 전극 등을 고정시켜 사용하기 때문에 환자의 불편이 크며 피부에 대한 자극도 큰 것이 문제이다.
또 측정 중에 물이 닿으면 안되기 때문에 씻을 수 없어 장기간 측정이라고 해도 24시간이 최대인 것으로 알려졌다.
그러나 AF 신호는 간헐적으로 나타나며 24시간만으로 검출할 수 있는 확률이 3-5%에 그치고 있다.
선행연구에 따르면, 홀터로 2주 정도 측정하면 25% 이상 검출이 가능한 것으로 알려져 있으나 현실적으로는 환자의 부담이 커 2주는 착용할 수 없는 상태이다.
하지만, 착용감이 양호하고 피부 자극이 적을 뿐만 아니라 목욕할 때도 환자가 스스로 벗는 등 제어가 가능한 히토에 시스템은 2주 동안 측정이 가능하다는 점에서 주목을 받고 있다.
홀터로 2주 동안 측정한 선행연구가 이미 있으나 도레이는 실제 히토에 시스템을 사용한 유효성을 검증하기 위해 특정임상연구를 2018년 9월부터 쓰쿠바(Tsukuba) 대학 부속병원에서 실시했다.
70개 병례에서 홀터로 24시간을 측정하고 히토에 시스템으로 2주 동안 측정해 랜덤화 크로스 오버로 비교했으며 2019년 작업을 완료한 것으로 알려졌다.
해당 비교 결과를 바탕으로 2020년부터는 유효성을 관련 학회 등에도 알리기로 했다.
도레이는 AF 치료에 사용하는 Ablation 카테터와 Satake 핫 벌룬 카테터 등도 보유하고 있으며 유효성, 조작성, 안전성 등을 강화한 차세대제품을 2020년 일본에서 출시할 계획이다.
도레이는 해당 카테터와 히토에 시스템을 조합하면 AF에 대한 토탈 솔루션을 제공할 수 있어 시너지가 향상될 것으로 기대하고 있다.
일본에서는 연간 약 150만번에 달하는 홀터 측정이 이루어지고 있으며 앞으로 고령화가 더욱 진전되며 200만번으로 확대될 것으로 예상되고 있다.
그러나 장기간 심전도 측정을 별도로 보험점수 대상으로 설정하고 있는 유럽이나 미국과 달리 일본은 8시간 이상 장기 심전도 특정에 대해 모두 동일하게 적용하고 있다.
앞으로 유효성이 인정된다면 유럽, 미국과 같은 제도로 변경될 가능성이 있으나 도레이는 현재의 체제 아래에서도 환자 부담이 커지지 않도록 봉제공정 등에서 코스트다운을 실시하고 있다.
AF 환자가 300만명에 달하고 있는 미국에서도 사업기회를 모색하고 있다.
미국은 패치 타입 심전계가 주류를 이루고 있으며 보험 처리가 일본에 비해 용이하기 때문에 히토에 시스템이 유리할 것으로 예상하고 있으며 시장 조사에 이미 착수한 것으로 알려졌다.
앞으로 해당 시스템 사업을 글로벌화함으로써 수익성을 더욱 확대해나갈 방침이다.

도요보, 웨어러블 용도 다양화에 기능 진화
도요보(Toyobo)는 웨어러블 기기용 도전소재 공급에 총력을 기울이고 있다.
도요보는 자체 개발한 웨어러블 기기용 필름형 도전소재 브랜드 코코미(Cocomi) 시장 개척에 속도를 내고 있다.
경주마 훈련 용도 등에서 채용실적을 거둔 만큼 동물 관련 용도에서는 애완동물은 물론 가축 등으로도 채용 범위를 확대해나갈 계획이다.
애완견의 심박 수를 측정할 수 있는 기술을 확립했으며 조기에 실용화가 가능할 것으로 기대하고 있다.
또 근전도 계측이 가능한 하의형 아이템을 개발해 자전거 레이스에 샘플로 공급하는 등 착용감과 데이터 취득 정밀도 향상에 주력한 신제품 공급에도 적극 나서고 있다.
스포츠 분야나 근로현장의 근로자 보호용, 헬스케어, 의료 등 전방위적으로 마케팅 활동을 강화하면서 앞으로 보급이 기대되는 스마트 텍스타일 시장에서 위상을 확대할 방침이다.
코코미는 도전성을 보유한 은, 카본 페이스트를 탄성을 갖춘 우레탄(Urethane) 수지로 감싼 필름형 소재로, 두께 약 0.3mm에 신축성을 보유해 신체의 움직임을 추적하거나 곡면에도 정확히 맞는 특징이 있다.
필름을 옷 뒷면에 부착하면 심박 등 데이터를 취득하는 것이 가능하다.
최근 스마트 텍스타일을 제조하는 섬유 생산기업들이 채용 확대를 기대할 수 있는 킬러 어플리케이션 모색에 주력하고 있지만, 도요보는 다양한 영역에서 채용 기회를 확보하는 전략을 추진하기로 결정했다.
대표적인 사례가 경쟁기업보다 앞서 실용화한 동물용 분야로, 2016년부터 경주마의 심박 데이터 등을 취득하는데 코코미를 투입함으로써 훈련을 지원하고 있으며 앞으로 애완동물과 가축 분야로 적용 범위를 더욱 확대해나갈 계획이다.
심전도 전극을 애완견에게 부착하거나 낙농용 소의 저작횟수를 파악하는데 활용할 수 있어 동물 건강관리에 다양한 적용이 가능할 것으로 기대하고 있다.
또 심박 수 외에 근전도를 계측할 수 있는 아이템을 개발했으며 하의로 완성한 후 자전거 로드레이스 선수에게 제공한 후 SNS 등을 통해 착용 시 쾌적함 등을 홍보하고 있다.
근육 활동을 확인할 수 있는 새로운 아이템으로 재활 치료와 고령자 요양 분야에서도 영업 활동을 확대해나갈 방침이다.
도요보는 앞으로 코코미의 기능을 더욱 개선시키는 한편 파트너와 함께 스마트 텍스타일 수요 확보에 나설 계획이다.
세탁내구성을 기존 100회에서 300회 정도로 향상시키는 것을 목표로 하고 있으며 의류로 완성했을 때 쾌적함 확보에 더욱 총력을 기울일 예정이다.
흡수건조와 냄새 경감, 보온 등을 강화하기 위해 도요보가 보유하고 있는 섬유 소재와 조합하고 스마트 텍스타일을 더욱 편안하게 착용할 수 있도록 유도할 계획인 것으로 알려졌다.
또 의료기관이나 대학, 소프트웨어·전자기기 관련기업과 협업관계를 강화해 새로운 수요 확보에도 속도를 낼 방침이다.

(강윤화 선임기자: kyh@chemlocus.com)