[프라임경제] 자동차·철강업계의 꾸준한 화두는 차량 경량화입니다. 자동차가 가벼워질수록 차제를 움직이는 에너지가 낮아져 연비가 개선되기 때문이죠.
그렇다고 해서 자동차강판이 무조건 강하기만 해서도 안 됩니다. 너무 강해서 깨져버리면 사고가 날 때 그 충격이 탑승자에게 그대로 전해져 큰 부상을 입을 수 있죠.
이런 이유로 자동차강판은 잘 늘어나는 성질도 가져야 하는데요. 자동차강판이 잘 늘어나는 성질, 즉 고장력을 가지면 강판이 다시 원래대로 돌아가려는 복원력이 생겨 사고 때 충격을 튕겨내 운전자를 보호한다고 합니다.
이런 성질을 두루 갖추면서도 철판보다는 훨씬 가벼운 소재가 있다면 정말 환영할 만한 일일 텐데요. 그런 꿈의 소재가 있습니다. 바로, 철보다 강하지만 깃털처럼 가벼운 '탄소섬유'입니다.
탄소섬유는 탄소원소의 질량 함유율이 92% 이상인 실로 지구상에서 가장 안정적 구조인 6각형의 벌집구조를 가져 알루미늄보다 가볍고 철보다 강한 '꿈의 소재'라고까지 불리고 있습니다.
1879년 토마스 에디슨이 천연 셀룰로오스를 원료로 이용해 처음 발명했으며, 탄화를 거치면서 진한 아이보리색에서 검정색을 띄게 됐습니다.
탄소섬유는 고강도·내열성·내마모성·내부식성·가벼움 등의 장점을 가졌는데요. 탄소섬유를 가로·세로로 직조한 후 여러 장 겹쳐 성형하면 자동차의 내·외판을 만들 수 있고 문, 대시보드, 프레임, 휠 등 차체 대부분에 적용 가능합니다.
다만 철의 약 7~8배, 알루미늄의 약 3배에 이르는 가격으로 고가라는 점은 단점입니다. 때문에 대량생산해야 하는 자동차보다 비행기에 더 많이 활용되고 있죠. 자동차의 경우 람보르기니, 맥라렌 등의 럭셔리 자동차에 사용되며 최근 BMW 전기차 양산에 적용되기 시작했습니다.
업계에서는 탄소섬유가 단시일 내 철강산업을 위협하진 않겠지만, 향후 기술이 발전할 경우 차량 경량화를 이룰 수 있는 신소재로 주목받고 있어 가장 강력한 철의 대체재 가운데 하나로 평가하고 있습니다.
국내기업으로는 '효성'이 처음으로 자체 기술을 이용해 고성능 탄소섬유 개발에 성공했는데요. 효성은 2011년 탄소섬유에 '탠섬(TANSOME®)'이라는 브랜드명을 붙이고, 2013년 5월 전북 전주에 연산 2000톤 규모의 공장을 완공, 상업 생산을 시작했습니다.
탠섬은 2014년 제네바 모터쇼에서 현대차가 선보인 미래형 콘셉트 카 '인트라도'의 프레임, 루프, 사이드 패널 등에 처음 적용됐는데요. 한국기업이 독자 개발한 탄소섬유가 자동차에 쓰인 경우는 처음인데다 탠섬의 강도 및 탄성률이 좋아 긍정적인 평가를 받은 것으로 알려졌습니다.
이 밖에도 효성의 탄소섬유는 호흡 보조용 산소통, CNG 가스통 등의 압력용기, 골프채, 낚싯대, 전선심재 등에도 사용되고 있습니다.
한편, 탄소섬유시장은 현재 5만톤 규모에서 연산 11% 이상 급성장하고 있는데요. 오는 2020년에는 시장규모 50억달러까지 커질 전망이라고 합니다.
