[창조경제 이끄는 기업] 효성, 철보다 10배 강한 '탄섬' 세계 일류상품으로

효성의 탄소섬유 ''탄섬''이 적용된 현대차의 콘셉트카 ''인프라도''. 기존 강판 소재로 제작된 일반 자동차만큼 튼튼하면서도 차체가 60%나 가벼워 연비가 뛰어날 것으로 예상된다. /사진제공=효성

효성 연구원들이 경기도 안양의 효성기술원에서 폴리케톤 제품 개발을 위한 실험을 하고 있다. /사진제공=효성

지난 3월 스위스에서 열린 제네바 모터쇼에서는 효성의 탄소섬유인 '탄섬'이 적용된 콘셉트카 '인트라도'가 처음으로 공개됐다. 현대차의 수소연료전지 콘셉트카인 인트라도는 자동차 프레임과 루프, 사이드 패널 등이 탄소섬유로 만들어졌다.

그 결과 인프라도는 기존 강판 소재로 제작된 일반 자동차만큼 튼튼하면서도 차체가 60%나 가볍다. 차가 가볍다는 것은 곧 연비가 좋다는 뜻이다.

자동차뿐 아니라 항공기, 스포츠·레저용품 등 다양한 분야에서 획기적인 변화를 가져올 탄소섬유는 효성의 대표적인 미래 먹거리다.

철보다 10배 강한 강도를 가진 탄소섬유를 자체 기술로 개발한 효성은 지난해 5월 전주 친환경복합산업단지에 연산 2,000톤 규모의 탄소섬유 공장을 건립, 상업 생산을 시작했다. 탄소섬유라도 성능에 따라 등급이 나뉘는데, 효성은 중성능 제품을 개발한 지 2년 만에 고성능 제품 개발에 성공했다. 효성은 이를 무기로 적극적인 마케팅에 나서며 일본 도레이 등 선두주자들이 장악한 글로벌 시장에서 입지를 넓혀가고 있다.

탄소섬유는 강철에 비해 무게가 20%에 불과할 정도로 가볍지만 강도는 10배 이상 강한 고부가가치 소재다. 2,500도의 열기도 견디는 내열성과 강력한 내구성, 고강도, 내약품성, 낮은 열전도도, 우수한 전기전도도 등의 특성 때문에 다양한 분야에서 활용되고 있다. 특히 무게를 낮추는게 필수인 항공우주 분야와 자동차 분야에서 탄소섬유 도입이 활발하다. 자동차의 경우 수 년 전까지만 해도 람보르기니와 같은 슈퍼카 브랜드에서나 탄소섬유가 적용된 모델을 찾아볼 수 있었지만 지난해 BMW가 탄소섬유로 만든 전기차 'i3'를 선보이면서 양산형 탄소섬유차 시대가 열렸다.

강력한 내구성을 필요로 하는 토목·건축 분야나 군사(고속 스텔스함 선체), 고압전선 보강재 등의 산업재에도 탄소섬유의 적용범위는 넓어지고 있다. 최근에는 노트북·가방 등 일반용품과 골프채·테니스 라켓·자전거 등 각종 스포츠 분야에서도 탄소섬유가 각광받는 추세다. 탄소섬유는 이처럼 활용 분야가 무한한데다 신소재의 특성상 전후방 산업 육성 효과가 커 각종 산업을 전방위로 키울 수 있는 창조경제 모델로도 주목받고 있다.

효성이 탄소섬유시장에서 두각을 나타낼 수 있었던데는 꾸준한 연구개발(R&D)의 힘이 컸다. 조현상 효성 부사장은 "효성은 고객에게 미래 가치를 제공한다는 목표하에 끊임없는 R&D를 진행해 왔고 그 결과물이 탄소섬유"라며 "앞으로 새로운 용도 개발과 신시장 개척에 나서 탄소섬유를 글로벌 일류 제품으로 성장시켜 나갈 것"이라고 말했다. 조 부사장은 또 "탄소섬유 사업이 성장할수록 이에 따른 일자리 창출과 각종 산업 활성화가 기대된다"며 "창조경제를 이끌어갈 핵심 성장동력 사업이 될 것"이라고 덧붙였다.

한편 효성은 최근 탄소섬유산업과 연계된 전라북도 내 14개 중소기업과 함께 국제복합재료전시회에 참가하는 등 탄소시장 개척 과정에서 동반성장을 적극 추진하고 있다. 이달 초 독일 뒤셀도르프에서 열린 탄소섬유강화복합재료 전문 전시회인 '콤포지트 유럽(Composites Europe) 2014'와 미국 올랜도에서 열리는 'CAMX(The Composites and Advanced Materials Expo)'에는 전북 소재 탄소섬유 필터 제조사인 ㈜크린앤사이언스와 탄소복합재료 제조업체 ㈜케이엠, 탄소섬유 건축 보강제 제조업체 ㈜AFFC 등이 효성과 함께 참가해 각 사의 기술력을 알리고 해외 판로를 개척했다. 효성 관계자는 "중소기업과의 동반성장 전략을 통해 탄소산업을 중심으로 경제활성화와 지역 일자리 창출에 적극 노력할 것"이라고 강조했다.

플리케톤 첫 개발… 66조 시장 공략 유주희 기자 효성은 탄소섬유 외에도 세계 최초의 고분자 신소재인 '폴리케톤'을 개발해 신시장 개척을 준비하고 있다. 효성은 지난해 11월 세계 최초로 최첨단 고성능 신소재인 폴리케톤을 개발했다. 지난 10여년간 500억원을 연구개발(R&D)에 투입해 독자기술을 확보한데 따른 성과다. 폴리케톤은 대기오염의 주범인 일산화탄소와 올레핀(에틸렌·프로필렌)으로 이뤄진 친환경 고분자 신소재다. 나일론 대비 충격강도가 2.3배, 내화학성은 30% 이상 우수하다. 내마모성 역시 최고 수준인 폴리아세탈(POM) 대비 14배 이상 뛰어나고, 기체 차단성은 현존하는 소재 중 가장 우수한 에틸렌비닐알콜(EVOH)과 동등한 수준이다. 폴리케톤은 크게 엔지니어링 플라스틱을 대체하는 용도와 초고강도 슈퍼섬유의 용도로 사용될 수 있다. 우수한 내충격성, 내화학성, 내마모성을 갖춘 덕에 자동차·전기전자 분야의 내외장재나 연료계통 부품 등 고부가 엔지니어링 플라스틱처럼 적용될 수 있다. 또 초고강도, 초고탄성률의 슈퍼섬유 같은 특성도 갖춘 만큼 타이어코드·산업용 로프·벨트 등에도 사용될 수 있다. 폴리케톤의 또 다른 장점은 친환경·탄소저감형 소재라는 점이다. 자동차 배기가스 담배연기 등에서 배출되는 인체에 유해한 가스나 일산화탄소를 원료로 하기 때문에 대기 중 유해가스를 줄여준다. 효성이 이 같은 신소재를 개발한 배경에는 조석래 회장의 끈기가 있었다. 조 회장은 신소재 개발을 장기 과제로 설정하고 투자를 아끼지 않았다. 그 결과 효성은 지난 2012년에 울산에 연산 1,000톤 규모의 폴리케톤 종합 생산 설비를 구축, 폴리케톤 소재를 양산하고 있다. 또 내년까지 연산 5만톤 규모의 폴리케톤 공장 건립을 추진하고 있다. 폴리케톤이 적용될 수 있는 전세계의 엔지니어링 플라스틱 시장 규모는 2012년 60조원 규모에서 내년 66조원 규모로 5% 이상 성장할 전망이다. 효성은 이 시장에서 앞으로 30% 가량의 점유율을 목표로 하고 있다.