아라미드·탄소·PBO 섬유
“본격 상품화 경쟁 체제로”

의류용 섬유 경쟁력 한계 직면
IT등 첨단기술 융합 투자 확대
미래 먹거리 창출에 관심고조

美·日·EU등 선진국 아성에 도전장
항공기등 산업용으로 고부가창출 기대

미래 먹거리 섬유를 찾아라.

기축년 새해. 대구경북 섬유업계를 비롯 국내섬유업계는 첨단기술을 융합한 하이테크 섬유소재개발과 상품화에 투자를 단행할 전망이다.
국내섬유산업이 그동안 의류용 섬유에 주력해와 후발국과의 경쟁력 싸움에서 부가가치가 점차 떨어지기 때문이다.
그렇다고 의류용 소재 및 대구경북 주력 아이템을 소홀히 해서는 안될 부문이다. 여전히 전체 수출액 중 75%이상이 이들 아이템으로 구성돼 있기 때문이다.
그러나 중, 장기적으로 이들 아이템들은 후발국의 추격으로 경쟁력을 잃을 수밖에 없다. 하이테크 슈퍼섬유가 부상하는 이유다.
김영관 기자 ykkim@ktnews.com

■미래 먹거리 섬유는

음악소리에 따라 다양한 색을 표현하는 옷. 심전도와 운동량을 체크하는 옷. 입은 사람의 현재 위치를 추적할 수 있는 옷. IT를 접목한 스마트의류와 디지털 의류다.
2011년경 스마트 의류 세계시장 규모가 1억 달러에 달할 전망이다.
불에 타지도 녹지도 않는 섬유. 5mm의 굵기로 2t이 넘는 자동차를 들어 올릴 수 있는 섬유. 총알이 뚫지 못하는 섬유. 아라미드(Aramid)섬유다. 고분자 폴리아미드(Polyamide)가 원료다.
아라미드 분자식에서 가수 분해 시 떨어져 나가는 분자식으로 구분해서 meta계와 para계로 나뉘어 진다. 타이어코드, 방탄조끼 등 고 강력사가 para계 아라미드 섬유에 속한다.
케블라(듀폰→인비스타), 트와론(트레이), 테크노라(데이전)에 이어 한국의 헤라클론(코오롱)이 있다.

화염 방사복, 특수소방복, 용광로 작업자, 우주항공복, 특수 고열 배관커버 등에는 meta계 아라미드 섬유가 통한다. 열전도율이 낮은데다 난연 기능이 우수하기 때문이다. 노맥스(nomax)(듀폰→인비스타)와 데이진의 코넥스(conex)가 대표적 소재. 중국의 국영기업인 Y.B사도 2000년 초반 개발에 성공해 상품화를 전개하고 있다.
아라미드섬유는 2011년경 약 3조원의 시장규모를 형성할 것으로 전문가들은 예상하고 있다. 한국에서는 코오롱이 지난해 파라계 아라미드를 개발, 상품화를 앞두고 있다.

항공기 자재, 난연성, 강도, 형태 안정성 등에서 아라미드 섬유보다 앞서고 있는 소재도 있다. 폴리벤즈 옥사졸(PBO)섬유다.
유기고분자중 내열성이 가장 우수한 소재로 알려져 있다. 강도는 파라계 아라미드 섬유의 2배(42g/d)달한다. 가격 역시 3-4배 높은 가격에 공급되고 있다.
미 공군 연구소가 고분자 합성을, 스탠포드 연구소가 특허를, 다우 케미칼이 최초로 상업화를 시작했다. 그 후 다우 케미칼과 일본 도요보가 공동으로 PBO섬유 브랜드 ‘자이론(ZYLON)’을 탄생시켰다. 98년부터 다우케미컬은 철수하고 도요보가 독자적으로 공급하고 있다.

향후 파라계 아라미드를 상당량 대체해 나갈 것으로 전망되고 있으나 생산량이 제한적이어서 성장성(1만t/년)이 순탄치만은 않다.
항공기복합소재의 대명사 탄소섬유도 있다.
PAN계 탄소섬유는 일본이 전 세계 시장의 70%이상 생산과 공급을 독점하고 있다. 탄소섬유는 슈퍼섬유의 대표주자로 꼽히고 있으며 슈퍼섬유 전체에서 40%정도의 시장을 점유하고 있다.

최근엔 항공기 복합재로 각광받으며 기당 최소 15%에서 최고 80%까지 사용하는 경우도 있다. 보잉사는 최고 50%까지 탄소섬유를 사용할 계획을 밝힌바 있다. 연간 3만톤 안팎에서 수요시장이 유지될 것으로 예상하고 있다.
한국도 슈퍼섬유를 비롯 고감성, 고기능성, 고성능 신소재개발이 시급하다는 주장이 지경부를 비롯 관련 연구소, 대학, 업계에서 나오고 있다.
지경부는 2015년경 국내섬유산업도 의료용, 친환경성, 복합기능성, 나노섬유 등이 속속 개발, 세계섬유시장에서 큰 비중을 차지 할 것으로 내다보고 있다. 보호, 위생, 고 강력, 고 내열, 고 난연, 생분해성, 나노섬유 등이다.

특히 세계수요시장은 플라스틱, 금속소재의 대체 수요가 증가추세인데다 향후 성장세도 가파를 것으로 예상돼 경량화, 고 기능성화, 고 강력화된 산업용 섬유의 수요증가세가 일반섬유보다 훨씬 높을 것으로 예상하고 있다.
한국섬유산업 연합회와 지경부의 자료에 따르면 2010년경 세계 전체섬유 수요는 7380만t. 이중 산업용 섬유는 2380만t으로 전체 섬유 중 32%를 웃돈다.
향후 산업용 섬유 성장세(3~4%)가 전체 섬유 성장세를 크게 앞지를 것으로 예상돼 2015년경 산업용 섬유 비중이 50%까지 육박할 것으로 예상되고 있다.

■세계 슈퍼섬유·테크니컬 섬유 현황

미국은 일반섬유의 경우 산업공동화가 나타날 조짐을 보이는 등 지속적인 마이너스 성장을 보이고 있다. 그러나 산업용 섬유는 반대다.
2000년 초 전체섬유 중 산업용 섬유가 70%까지 육박했다. 지난해는 80%대까지 육박할 만큼 산업용섬유의 성장세는 가파르다. 연평균 3%대의 성장세를 이끌고 있는 셈이다. 타이어코드, 코팅직물, 운송용, 호스벨트 및 전기관련 섬유가 주류를 이루고 있다.
기능성 부직포시장의 성장률이 선두를 달리는 가운데 의료용, 아마리드 섬유, PPS섬유, 탄소섬유 등이 그 뒤를 바싹 추격하고 있다.

미국정부 역시 항공·우주·의료 등 첨단 산업용 섬유를 집중 육성하고 있다. 유통개혁, 통상정책, 구조조정 등을 통해 자국 이익의 극대화를 도모하고 있다.
일본은 산업용 섬유에 관한한 세계최고 수준이다. 아라미드 섬유, 탄소섬유, PBO섬유 등을 장악하고 있다.
항공, 전기, 전자, 통신, 자동차, 토목, 건축 분야의 빠른 성장세에 따라 산업용섬유의 성장세는 두드러질 전망이다. 가정용, 펠트, 타이어코드, 부직포, 우주항공, 자동차 부문의 기술개발과 소비량도 매년 증가추세다.
2002년경 전체 산업용 섬유의 소비비중이 72%에 달할 만큼 세계1위 자리를 고수하고 있다.

그러나 일본 역시 미국과 마찬가지로 일반섬유류가 업-미들에 이르는 산업에서 공동화를 보이고 있어 일본정부는 대안으로 산업용 섬유의 지원책을 강화하는 한편 각종 클러스터 육성, 분야별, 지역적 섬유산업 정책을 펼치고 있다.
EU 역시 상황은 마찬가지. 회원국을 중심으로 중국산의 저가 공략에 대응하기 위한 정책으로 생산기지 해외이전, 생산전문화, 특화를 비롯 산업용 특수섬유 신기술, 신소재 기술개발에 지원책을 펼치고 있다.

EU의 대표 국가인 독일은 미국과 어깨를 나란히 하며 산업용섬유 비중이 70%에 달할 만큼 성장세를 구가하고 있다.
고 강력직물, 산업용 아크릴 섬유, 파라계 아라미드 섬유, 유리섬유 등이 대표적인 성장 아이템이다. 용도별로는 자동차 소재가 수위를 보이는 가운데 목재산업, 고무산업, 화학 및 플라스틱산업이 그 뒤를 따르고 있다.
독일은 향후 자동차, 의료, 환경 및 포장관련 섬유가 전망이 밝은 것으로 보고 지속적인 지원책을 펼치고 있다.

EU 연합 프로젝트도 추진 중이다. POLYTECT 프로젝트다. 자연재해에 의한 건조물이나 구조물의 피해를 미연에 감지, 피해갈 수 있는 건축·토목용 다기능 테크니컬 텍스타일 개발을 목표로 하고 있다. 2006년 9월부터 2010년 8월까지 4년간 EU 12 개국 27개사·기관(17개사가 중소섬유업체)이 참여하고 있다. 연구비는 총액 1020만 유로로. 이 중 EU (제6차 연구개발 프로그램)가 660만 유로를 지원한다.
이 프로젝트가 추진하는 다기능 테크니컬 텍스타일은 테크니컬 텍스타일에 센서기능을
통합한 것. 고 강력 섬유로 만들어진 직물(경 편물, 직물) 또는 그리드에 모니터링용 광섬유가 조합되어 스트레스 변화를 감지해 감시센터에 알리는 시스템으로 되어 있다.

CONTEXT 프로젝트도 있다. 착용자의 스트레스 레벨을 측정하기 위한 비접촉 센서를 조합한 스마트 가먼트 개발이 목표. 2006년 1월부터 지난해 6월까지 2년 반 동안 EU 5개국 6개사?기관이 참여해 추진됐다. 연구비는 총액 370만 유로. 이 중 EU (제6차 연구개발 프로그램)가 230만 유로를 지원했다.
독일의 유력한 섬유 연구기관의 하나인 TITV가 개발한 특수탄성 도전섬유를 사용한 텍스타일과 센서의 일체화를 검토한 스마트 가먼트의 시제품을 개발했다. 스포츠·트레이닝용, 재활훈련용, 인간공학 연구용, 엔터테인먼트 용 등으로 용도를 고려하고 있다.

건축용, 인테리어용, 차량용 및 의료용 등 다양한 분야에서 사용 가능한 다기능 텍스타일 개발을 목표로 하는 Flexifunbar 프로젝트도 있다. 2004년 10월부터 지난해 9월까지 4년간 EU 13 개국 45개사·기관(절반이 중소섬유업체)이 참여했다. 연구비는 총액 1100만 유로. EU(제6차 연구개발 프로그램)의 지원을 받아 추진했다.
폴리에스터나 나일론을 기본으로 큰 표면적을 갖는 다공질 활성탄을 기능성을 손상하지 않고 베이스 폴리머에 혼합, 제사, 텍스타일 화 하는데 성공했다. 이 제품은 항균성, 필터성, 난소성, 대전방지성, 소취성 등의 기능을 겸비해 인테리어용(난연성, 흡음성), 의료용(항균성), 안전화(난연성, 대전방지성), 자동차용(필터성, 단열성, 흡음성) 등으로 전개될 전망이다.