도레이, 나노디자인으로 다양한 특색 부여
도레이(Toray)는 복합방사기술 나노디자인(Nano Design)을 전면에 내세우고 있다.
도레이는 나노디자인을 메인 원사·원면 제조기술로 강조하고 있으며 나노디자인 적용 소재 매출 100억엔 목표를 조기 달성하기 위해 다양한 기능성을 갖춘 소재를 매년 1종 이상 개발하고 의류, 생명과학, 산업자재 분야에서 응용을 추진할 계획이다.
나노디자인 기술은 섬유의 단면을 나노스케일로 자유롭게 디자인할 수 있어 복수의 폴리머 흐름을 만들고 배치와 형상을 디테일하게 조정할 수 있으며 요구되는 기능에 맞춰 섬유 단면을 제작할 수 있다.
도레이는 폴리에스터(Polyester) 장섬유 텍스타일 Kinari 등 천연소재가 지닌 특성과 합성섬유의 기능성을 겸비한 초천연소재에 나노디자인 기술을 응용하는데 성공했다.
Kinari는 3종류의 폴리머를 활용한 특수한 Sea-Island 단면구조로 견직물 단면을 재현했으며 세탁성 등도 우수한 것으로 평가된다.
폴리에스터 장섬유 텍스타일 Camifu는 나노디자인 기술을 활용해 상이한 수축성을 보유한 폴리머를 배치한 덕분에 단사별로 다양한 꼬임이 나타나 전통지가 지닌 촉감 및 광택이 있는 발색성을 표현할 수 있고 섬유단면을 C형 중공으로 제작해 흡수력, 속건성 및 수분유지성을 개선했다.
나노디자인 기술을 활용해 발수성을 향상시킨 Nano Slit Nylon은 불소프리 발수제로도 기능할 수 있다.
나노디자인 기술은 환경부하 감축에도 기여하는 것으로 평가되는데 도레이는 필름 단재 등을 활용한 재활용 원료 사용에도 주력할 계획이다.
도레이는 의류 외에도 세포 및 단백질을 선택적으로 제거하는 혈액정화용 섬유흡착제에도 나노디자인 기술을 응용하고 있으며 반응성이 높은 폴리머와 섬유의 강도를 유지하는 안정 폴리머를 배치함에 있어 나노스케일로 제어해 기능성과 강도를 양립시킬 방침이다.
이밖에 나노디자인 기술을 적용해 라이프 사이언스 및 산업자재 분야에 적용할 신제품 개발을 추진하고 친환경 소재 및 차세대 모빌리티 등 성장분야에 응용하는 방안도 추진하고 있다.
도레이는 앞으로 나노디자인 기술 활용 확대에 대비해 국내외 생산기지에도 적용에 박차를 가할 계획이다.

쿠라레, 슈퍼섬유로 금속와이어 대체
쿠라레(Kuraray)는 슈퍼섬유 Vectran 용도 확대에 나섰다.
쿠라레는 LCP(Liquid Crystal Polymer) 브랜드 Vectran이 보유한 고강도 및 저크리프성, 저흡수성 등의 특징을 무기로 시장을 공략해 금속와이어를 대체하는 로프·슬링용 소재로 사업을 확대할 계획이다.
특히, 선박 계류용 로프 솔루션을 강화해 부유식 해상풍력 시장 진입도 꾀하고 있다. 
Vectran은 LCP를 원료로 제조하는 슈퍼섬유로 아이치현(Aichi) 소재 사이조(Saijo) 사업장에서 1000톤을 가동하고 있다.
코로나19 확산 전부터 풀가동해왔고 2020년 코로나19로 영업실적이 일시적으로 악화됐으나 2022년 상반기에는 2019년 상반기 수준을 회복한 것으로 알려졌다.
Vectran은 유럽과 미국을 중심으로 로프·슬링용에서 수요 강세가 계속되고 있으며 쿠라레는 앞으로 개발도상국에서 인프라 정비가 확대될 것으로 예상됨에 따라 광케이블 보강재인 텐션멤버용도 공급을 확대할 계획이다.
쿠라레는 2022년부터 중기경영계획 Passion 2026을 내걸고 연평균 성장률 10%를 목표로 디보틀넥킹을 통한 생산성 향상과 신규 설비 투자를 검토하고 있다.
앞으로 물속에서도 물성 변화가 적고 하중에 의한 변형에도 내성이 강한 Vectran의 특성을 살려 해양 관련 계류 로프 용도를 더 확충할 계획이다.
Vectran은 저흡수·고강도 슈퍼섬유 초고분자량 PE(UHMWPE: Ultra-High Molecular Weight Polyethylene)와 경쟁을 벌이고 있으나 고온환경에서 하중에 따른 변형이 적다는 점에서 차별화가 가능해 중동 등 기온이 높은 지역에서 선박 계류 로프로 강점을 발휘할 것으로 예상된다.
선박 계류 로프는 기존에 사용하던 와이어를 슈퍼섬유로 대체하는 사례가 확대되고 있으며 쿠라레는 시장 트렌드를 타고 앞으로 Vectran 확대에 박차를 가할 방침이며 재생에너지에 대한 기대를 반영해 부유식 해상풍력용 계류 로프 용도와 해저유전을 시추용 부유식 석유 플랫폼 채용실적도 시장에 홍보할 계획이다.
Vectran은 극저온 환경에서도 견딜 수 있는 특성 덕분에 화성 탐사기용 에어백 소재로도 채용된 바 있기 때문에 쿠라레는 해저부터 우주까지 전방위 사업에 속도를 낼 것으로 예상된다.

테이진, 극세섬유 구현기술로 신제품 개발
테이진프론티어(Teijin Frontier)는 극세 폴리에스터 단섬유 상업화에 속도를 내고 있다.
건식 부직포용으로 권축성을 지니면서 전세계 최소 수준인 0.1데니어, 섬유경 3마이크로미터 구현에 성공했으며 10-20%만 적용해도 부직포 내부의 섬유표면적이 증가하고 흡음 효과와 보온성, 단열성이 부여되는 것으로 알려졌다.
신제품은 테이진프론티어가 지금까지 축적해온 극세섬유 구현기술이 적용됐다.
마쓰야마(Matsuyama) 공장에서 생산체제를 정비를 마무리하고 있으며 협력기업과 함께 자동차용 경량흡음재 시장을 노리고 벌키성이 우수한 서멀본드 부직포 가공기술을 검토하고 있다.
일본 자동차기업 등에 제안활동을 추진해 조기에 채용을 획득할 계획인 것으로 알려졌다.
테이진프론티어는 극세화를 통해 경량화가 가능하다는 점 뿐만 아니라 극세 폴리에스터가 지닌 내열성도 시장에 홍보하고 있으며 장기적으로는 성형가공을 거쳐 전기자동차용 커버 타입 흡음재 등으로 공급하는 방안을 고려하고 있다.
중면용은 침구류 및 의류 다운 등으로 상대적으로 빠르게 상용화될 것으로 예상된다.
경량화 뿐만 아니라 극세섬유의 부드러운 촉감을 활용해 방출하는 열을 억제하는 등 피부에 닿는 성질을 개선했으며 부직포 내부에 포함되는 섬유의 숫자와 전체 표면적이 증가해 조성이 치밀해짐에 따라 보온 효과가 발휘되는 시너지가 발생했다.
극세섬유와 중공섬유를 조합하면 보온성은 더욱 향상된다. 아울러 세탁 내구성, 소취성, 항균성, 항바이러스성 등 다양한 기능성 원면과 혼합하면 여러 기능을 부여할 수 있다.
테이진프론티어는 글로벌 사업을 모색하고 있으며, 특히 깃털에 대한 대체 니즈가 강한 일본·유럽·미국 등에서 확대될 것으로 기대하고 독일 자회사 Ziegler를 통한 중면용 부직포 생산까지 검토하고 있다.
섬유장 32밀리미터 그레이드를 중심으로 삼고 있으나 부직포 가공 시 발생하는 문제에 대한 대책으로 20밀리미터 이하 숏컷 섬유에 대해서도 검토한 바 있으며 부직포 뿐만 아니라 원면으로도 공급할 방침이다. (윤우성 기자: yys@chemlocus.com)