[ 목 차 ]

1. 개요

2. 산업 및 시장 분석

3. 기술 개발 동향

4. 특허 동향

5. 요소기술 도출

6. 전략제품 기술로드맵

1. 개요 가. 정의 및 필요성 (1) 정의  고강도·고탄성 유기섬유란 원사(실)의 인장강도가 20g/De' 이상이고, 탄성률이 500g/De' 이상인 섬유 ▪ 철에 비해 1/4수준의 무게, 10배의 강도, 7배의 탄성 등의 특성을 보유 ▪ 상업화된 고강도·고탄성 유기섬유로는 p-아라미드(케블라), 초고분자량폴리에틸렌(다이니마), 폴리페닐렌벤조옥사졸(자이론), 폴리아릴레이트섬유(벡트란) 등이 있음 ▪ p-아라미드섬유는 로프, 케이블류, 코드류, 광케이블·장력 조절 장치, 방탄, 장갑, 스포츠 의류 등에 사용되고, 폴리페닐렌벤조옥사졸섬유는 골프 크럽, 경기용 자전거의 바퀴 살(spoke), 교량 보강, 고온 내열 필터, 레이싱복, 스페이스 셔틀의 끈·로프, 금성 탐사 로봇용 기구의 자재로도 사용 ▪ 초고분자량폴리에틸렌섬유는 낚시줄, 로프류, 어망, 네트, 각종 방호 의류, 헬멧이나 내절창성 장갑, 폭발 공사의 보호 시트, 강화 FRP에 의한 초전도 코일용 보빈에 적용되고 있고, 폴리아릴레이트섬유는 낚시줄, 어망, 로프 등의 수산 자재, 육상 로프나 밧줄, 코드나 장력을 받는 부분, 작업용 장갑 등의 안전·방호재, 비행선이나 요트의 돛 같은 막 시트, 스포츠 용품의 FRP 강화재, 인쇄 기판이나 모터의 절연용 종이 등에 사용 [ 각종 고강도·고탄성 유기섬유 물성 비교 ] 섬유의 종류·타입 강도 (GPa) 탄성률 (GPa) 비강도 (eN/dtex) 비탄성률 (eN/dtex) 파단신도 (%) 융점 또는 분해온도 (℃) 수분률 (%) 밀도 (g/cm3 ) p-아라미드 표준 2.9 72 20 490 3.6 550 6.5 1.44 고탄성률 2.9 110 20 780 2.4 550 2.5 1.47 고강도 3.4 97 23 670 3.3 550 5.5 1.44 테크노라 3.4 71 25 520 4.6 500 2.0 1.39 자이론 AS 5.8 180 37 1.150 3.5 650 2.0 1.54 HM 5.8 270 37 1.720 2.5 650 0.6 1.56 다이니마 SK60 - - 29 990 4.0 146 0 0.97 SK71 - - 37 1,230 4.0 146 0 0.97 벡트란 HT 3.4 75 - - 3.9 330 0.2 1.41 UM 3.4 106 - - 2.7 330 0.2 1.41 * 출처: 한국섬유산업연합회 고강도·고탄성 유기섬유 복합재7 (2) 필요성  항공기, 자동차, 풍력발전용 풍차의 블레이드 등에서 금속 대체재로서 그 수요가 크게 확대되고 있음. ▪ 고강도·고탄성 유기섬유 복합재는 여러 분야에서 금속을 주축으로 했던 여러 산업기계 부품들의 대체 재료로서 현재 각광을 받고 있으며, 고부가가치가 뛰어남. ▪ 자동차, 항공우주, 전기전자, 기계, 선박, 토목건축 고강도·고탄성이 요구되는 미래 최첨단 산업 분야에서도 활용이 예상되며 현재 각종 레저용품 및 스포츠 장비에도 널리 사용  극한 환경 분야에서의 국내·외 수요 증가 및 수입 대체 효과 기대 ▪ 아라미드섬유(케블라), 초고분자량폴리에틸렌섬유만 일부 생산하고 있고, 대부분의 고성능 산업용 섬유는 기술개발 및 시제품 생산 단계에 머물러 있음. ▪ 고강도·고탄성 유기섬유 복합재의 경우 유기섬유에 에폭시수지를 처리한 프리프레그 형태의 복합재를 제조하는데, 유리섬유의 품질 균일성 등이 부족하여 제품경쟁력이 선진국에 비해 열세에 놓여있음. ▪ 국내 첨단산업용 섬유 수요가 크게 증가하고 있지만, 국내 생산기반 취약 및 경쟁력 열세로 수입이 크게 증가하고 있는 반면 수출은 정체 상태를 보이고 있어, 산업생태계 강화를 통한 경쟁력 제고가 필요  고강도·고탄성 유기섬유 복합재는 연평균 10%의 내외의 성장률이 예상되는 성장산업 ▪ 향후 고강도·고탄성 유기섬유 복합소재의 세계 최대 수요시장으로 성장이 예상되는 중국 시장의 수출확대를 위해 관세율 인하와 기술 개발 등 준비가 필요 ▪ 초고강도 고성능 유기섬유는 소재와 관련 부품 뿐만 아니라 생산설비까지 수입통제 품목으로 분류▪ 계속해서 용도가 증가하고 있으며 전방산업의 하이엔드 제품에만 적용되던 데서 벗어나 일반 제품에도 적용이 되는 추세  고강도·고탄성 유기섬유 복합재는 일류기업만이 공급하고 있어 국산화 시급 ▪ 국내 (군수 분야 포함) 수요 발생 시 관련 소재나 부품의 공급이 어렵고 대처가 곤란 ▪ 고강도·고탄성 유기섬유 복합재 수요는 차후 증가가 예상되어 이에 대한 대책이 미흡할 경우 국가경쟁력 제고 및 안보 차원에서 심각한 영향을 미칠 수 있어 관련 기술의 개발은 시급 ▪ 대일 의존도가 상당히 높은 품목으로 알려져 수출규제 강화 시 이에 대한 대비가 필요 ▪ 초고강도 유기섬유의 수요는 필수적일 뿐만 아니라 향후 수요의 증가가 예측되어 이를 뒷받침할 수 있는 초고강도 유기섬유 제조와 관련된 기반 기술 개발 시급 ▪ 고강도·고탄성 유기섬유 복합소재의 국내 기술 수준은 기반 기술, 핵심소재 제조 기술 및 응용 기술 측면에서 가공 및 응용 기술은 비교적 높은 제조 수준을 유지하고 있지만 기반 기술과 핵심소재 제조 기술은 상대적으로 낮은 수준