야노, 2030년까지 연평균 4.9% 증가 … MGC, 컴포짓 사업 다양화

PAN(Polyacrylonitrile)계 탄소섬유 시장은 2030년 13만톤을 넘을 것으로 예상된다.
야노(Yano) 경제연구소는 글로벌 PAN계 탄소섬유 시장이 2023-2030년 연평균 4.9% 성장하면서 2030년 시장규모가 13만5585톤으로 2023년 대비 40% 증가할 것으로 전망했다.
초기에는 항공기, 드론(무인항공기) 등 에어 모빌리티와 골프 샤프트, 낚시대 등 스포츠‧레저 용도를 중심으로 완만한 성장세가 이어지고 2028-2030년 수소 저장용 압력용기와 풍력발전용 사용량이 증가할 것으로 분석했다.
또 고령화가 진전된 국가에서는 스마트 공장 도입이 확산되고 물류 효율화를 위한 반송 플로우 개선이 이루어지면서 경량화 및 장수명화, 인력 절감에 기여하는 용도를 중심으로 CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastic) 수요가 증가할 것으로 예상하고 있다.
2024년에는 글로벌 탄소섬유 시장이 10만4400톤으로 전년대비 7.8% 증가한 것으로 추정하고 있다.
스포츠‧레저용 수요가 증가하면서 코로나19(신종 코로나바이러스 감염증) 팬데믹(Pandemic: 세계적 대유행) 당시 비대면 수요 증가로 축적됐던 재고 소진이 이루어졌고 항공기용 수요가 회복돼 출하량이 증가 추세를 나타냈기 때문이다.
글로벌 탄소섬유 시장은 일본이 메이저 지위를 확보하고 있으나 풍력발전 분야를 중심으로 중국기업들의 진출이 가속화되면서 경쟁이 치열해질 것으로 예상된다.
이에 따라 일본 탄소섬유 메이저들은 유럽, 미국, 아시아 등 지역을 가리지 않고 고부가 영역 발굴 및 차별화에 주력하고 있으며 단기적으로 방위 관련 드론 용도와 항공기용 수요, 중장기적으로는 압력용기와 풍력발전용 수요 공략이 가능할 것으로 기대하고 있다.
MGC(Mitsubishi Gas Chemical)는 탄소섬유 컴포짓 사업을 다양화함으로써 중국과 경쟁에 대비하고 있다.
MGC는 자회사 등과 함께 컨소시엄을 결성하고 정보 교환과 공동 개발, 공동 전시회 출전 등을 통해 탄소섬유 컴포짓 시장에서 인지도를 높이고 있다.
최근 수요기업의 요구 사항을 충족시킬 수 있는 신제품 개발 및 공급에 성공했으며 특수 매트릭스 수지 Barrizow를 차세대 라이너리스 수소 탱크 용도로 공급하고 있다.
식물 베이스 원료를 사용한 저흡수 PA(Polyamide)와 리사이클 탄소섬유 제안도 시작한 것으로 알려졌다.
MGC는 열가소성 MX 나일론(Nylon), 식물 베이스 성분을 포함한 렉스터(Lexter) 등 저흡수 PA와 열가소성 PI(Polyimide), PC(Polycarbonate), 열경화성 에폭시수지(Epoxy Resin), 시아네이트(Cyanate) 등을 갖추고 있다.
에폭시계는 가스 배리어성이 높은 Barrizow와 상온보관이 가능한 Enduredge 등을 공급하고 있다.
자회사 GPAC는 PA를 사용한 UD(일방향) 테이프 레니테이프, 후도(Fudow)는 열경화성 수지를 사용한 CFRP 부품 성형과 탄소섬유로 강화한 3D 프린터용 페놀(Pheno)계 필라먼트, Mitsubishi Gas Chemical Next는 고기능 매트릭스 수지 CBZ 등을 공급하고 있다.
또다른 자회사 JSP는 다양한 발포 소재로 컴포짓 경량화에 도전하고 있으며, MGC는 외부의 리사이클 탄소섬유 생산기업에게 출자하며 시너지 창출을 도모하고 있다.
MGC는 최근 Kajirene와 함께 공급하고 있는 탄소섬유와 렉스터 조합 혼섬계 커밍글 얀을 렉스터 필름에 부착해 성형하는 TFP(Tailored Fibre Placement) 공법으로 200킬로그램 무게까지 버티는 썰매를 만들었다.
MGC가 TFP 공법으로 대형 성형제품을 생산한 것은 최초이며 형태를 만드는데 큰 수고가 들지 않고 단재도 거의 나오지 않는 방법으로 보강이 필요한 부분에는 Otsuka Chemical의 티탄산칼륨 섬유 강화수지의 렉스터 버전 필라먼트를 3D 성형한 부품을 부착했다.
렉스터 버전 포티콘 필라먼트를 구텐베르크(Gutenberg)의 3D 프린터로 성형하는 등 연마와 같은 마감 가공 없이 우수한 외관성, 치수정확도 등을 낼 수 있다는 점도 호평을 받고 있다.
그룹 내 협업 사례로는 GPAC의 레니테이프를 슬릿파이버로 사용하고 후도의 3D 프린터를 이용해 워셔 성형을 진행한 것이 주목된다.
예전에도 레니테이프를 다양한 각도를 향하도록 붙여 제작함으로써 3D 성형을 통한 물성 균일성을 대폭 향상시킨 바 있으나 슬릿이라면 3D 성형용 필라먼트 제조가 쉽기 때문에 일정수준의 경쟁력을 갖출 것으로 기대하고 있다.
탱크 용도로는 에폭시계 Barrizow와 Motzow를 제안하고 있다.
Barrizow는 우수한 배리어성을 무기로 앞세워 타입 5 수소 탱크용으로 제안할 예정이며 라이너 리스 분야에서도 CFRP 자체가 수소 투과를 막을 수 있다는 점을 강조하고 있다.
Motzow는 상온 보관이 가능한 프리프레그로 다양한 탱크에 적용이 가능하며 특수 에폭시수지 Enduredge는 상온 보관과 오븐성형이 가능해 오토크레이브 성형을 대체함으로써 성형시간 단축 및 초기투자 감축을 실현한다는 점이 장점으로 평가된다.
미국에서 마케팅 활동을 진행하고 있으며 인공위성, 레돔, 로켓 등 항공우주 용도 뿐만 아니라 산업자재용으로도 공급하는 것을 목표로 하고 있다. (강윤화 책임기자)