4. 세계 탄소섬유 산업을 선도할 도레이첨단소재

자동차는 충돌안전법규 강화와 소비자의 고성능, 안락함에 대한 요구를 만족시키기 위해 편의장치 장착을 늘려오면서 그 무게가 지속적으로 증가했다. 이로써 자동차 업계에서는 강화되는 환경규제와 안전도 요구에 맞춰 연료효율과 차량 강성은 높이고 소비자의 편리성은 충족시키면서 차량무게를 경량화하는 기술이 필수 과제로 떠올랐다. 이 과제의 방책은 구조최적설계에 대한 연구와 함께 차량에 사용되는 재료의 성능을 향상하면서 경량화가 가능한 신소재의 개발이었다.
세계적인 자동차 회사인 벤츠, BMW, 도요타, 닛산 등은 일찌감치 자동차에 탄소섬유를 적용하는 것에 큰 관심을 갖고 2000년대 들어 자동차에 사용되는 탄소섬유의 비율을 점점 높여 왔다. 1,380kg 정도의 자동차에 차체부터 내장재까지 탄소섬유를 쓰면 약 400kg이 줄어 기존의 1/3수준으로 무게를 낮출 수 있고, 탄소섬유의 높은 충격에너지 흡수성으로 운전자를 안전하게 보호할 수 있는 가능성도 높아지기 때문이었다.

국내시장의 판도를 뒤집은 파노라마 선루프

탄소섬유 생산에 돌입해 신시장을 개척 중이던 도레이첨단소재의 관심도 자연스럽게 자동차 업계로 기울었다. 하지만 일본 도레이에서도 오랜 기간 연구·개발하고 자원을 투자했지만 고급 자동차의 루프(Roof)나 보닛(Bonnet), 프로펠러 샤프트(Propeller Shaft) 등 일부에 적용될 뿐이었다.
차량에 탄소섬유 적용을 넓히는 연구를 거듭하던 도레이첨단소재는 현대·기아차의 신차 출시를 통해 새로운 시장 창출 가능성을 보았다. 2014년 기아자동차가 ‘올 뉴 쏘렌토’를 출시하면서 파노라마 선루프 프레임에 도레이첨단소재가 생산한 CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastic, 탄소섬유 강화 플라스틱)를 적용하게 된 것이었다.
파노라마 선루프 프레임에 대한 사업화는 도레이첨단소재에서 먼저 제안했다. 차체 경량화에 관심이 있었던 기아차도 도레이첨단소재의 제안을 받아들였고, 그날부터 양사 기술진은 매일 머리를 맞대고 토론과 협의를 거듭했다.

3가지 아이템 중 파노라마 선루프 프레임 장착으로 양사의 뜻이 모아졌다. 하지만 아직 갈 길은 멀었다. 자동차에 새로운 설계가 들어가면 문제가 복잡해지고 불량 발생 가능성이 있기 때문에 파노라마 선루프설계 변경 시의 장점과 안전성에 대해 확인시켜 나갔다. 결국 2011년 프로젝트가 본격적으로 시작됐고 2014년 양산에 돌입하게 됐다. 4년이라는 단기간에 이룬 놀라운 성과였다.
탄소섬유로 만든 파노라마 선루프 프레임은 조립공수가 줄어 최종적으로는 가격경쟁력도 올릴 수 있었다. 그 결과, 2014년 소렌토에 실리고 1년 뒤 7~8개 차종으로 확대됐다. 그리고 이 아이템은 복합재료의 주력 분야로 성장해 지금까지 판매 누적량이 약 200만대에 이르게 됐다. 이것은 대형 부품에 적용된 최초의 대량 양산 부품이자 가장 많은 차량에 탑재된 CFRP 아이템이었다. 또한 과거 20~30년간 지속적으로 CFRP부품 적용을 추진해 왔던 일본 도레이에서도 이러한 성과에 놀라움을 감추지 못했다.
이로써 도레이첨단소재는 연 10만대 이상 양산되는 자동차 용도 부문에서 신시장 개척에 성공했고, 관련 업계에서 도레이첨단소재의 탄소섬유에 대한 관심이 한층 더 커지는 계기를 창출했다.

클러스터 참여로 탄소산업 활성화에 기여

복합소재 관련 전문 전시회인 ‘JEC(Journée Européenne Composites, ‘유럽 복합소재의 날’이라는 뜻) ASIA’는 2017년부터 한국에서 처음으로 개최됐다. 그만큼 한국 시장이 차지하는 비중이 커졌다는 의미로 해석할 수 있다. 2017년부터 JEC ASIA에 참여한 도레이첨단소재는 국내뿐만 아니라 글로벌 시장을 겨냥해 탄소섬유를 기반으로 하는 복합소재 잠재력을 과시하고 최대 복합소재 공급업체로서 세계 탄소섬유산업을 선도하는 면모를 유감없이 발휘했다.
2019년 11월 서울 코엑스에서 개최한 전시회 때도 도레이첨단소재 복합재료사업본부는 오랜 연구개발과 탁월한 기술력을 바탕으로 생산한 세계 최고 수준의 탄소섬유 및 응용제품들을 선보였다. 미래산업의 필수 분야인 수소시대를 맞아 준비한 도레이첨단소재 제품의 월등한 경쟁력은 많은 기업·대학·연구기관으로부터 큰 호응을 받았다.
도레이첨단소재의 전시회 참여는 한국 내 탄소섬유 복합재료 시장을 확대하여 저변을 넓히고, 엔드유저와의 협업을 통해서 성장성 높은 시장이 만들어진다는 것을 보여주어 더 많은 고객사나 잠재고객의 시장창출에 대한 욕구를 북돋고 있다.
도레이첨단소재는 향후 신산업 창출을 위해 국내 전기전자 및 자동차 부품산업의 중심인 경북지역의 탄소성형 부품산업 클러스터 조성에 주도적으로 참여함으로써 소재 메이커부터 중간 가공품, 성형부품 메이커와 유기적으로 협력하여 다양한 부품개발 등 탄소산업 활성화에 적극 참여해 나갈 예정이다.
앞으로도 탄소섬유사업에 대한 지속적인 투자로 세계 최대 생산능력과 최고 품질, 최고의 기술력을 한층 강화하여 대한민국 탄소복합재료 산업발전에 공헌하며, 지금 우리가 살고 있는 철기시대를 마감하고 새로운 탄소섬유의 시대를 열어 나갈 것이다.

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• 제1장. 더 나은 첨단소재로 풍요로운 미래를 선사하다