4. 한국 탄소복합재 산업의 문제점
한국의 탄소복합재 산업은 크게 3가지 문제점을 안고 있어, 이를 해결하지 않을 경우 세계시장으로 확대가 매우 어렵다. 가장 큰 문제는 (1) 수요산업으로의 연계 및 확산의 미진이며, 두 번째는 (2) 선진국 대비 사업화사례가 절대적으로 부족하고 마지막으로는 (3) 관련 산업 생태계 조성이 아직 미미하다. 탄소밸리 구축사업을 통해 탄소섬유의 국산화는 성공했지만, 이 3가지 난제가 해결되지 않는 한 한국 탄소복합재 산업의 성장은 쉽지 않다.
가. 수요산업으로의 연계 및 확산 미진
탄소복합재의 대표 수요산업은 자동차 및 신재생에너지 분야이다. 이중 자동차 산업은 한국의 주력산업이기 때문에 그 파급효과가 크지만 강철 등의 저가 소재와 경쟁해야 한다는 어려움이 있다. 또한 복합재 제조 공정은 일반적으로 30분 이상으로 강철 제조 공정의 15배에 해당하는 시간이 소요된다. 보급형 차를 주종으로 하는 한국 자동차 산업 입장에서 고속생산 속도의 확보도 절실하다.
(1) 고속성형기술 확보미진
현재 한국의 탄소복합재 산업은 스포츠·레저산업에 집중되어 있다. 이둘 분야의 경우 탄소복합재 성형기술이 고속/대규모 생산을 요구하지 않기 때문에 이미 성숙된 성형기술을 통한 시장진입이 가능하다. 탄소복합재 산업의 폭발적 성장을 위해서는 앞서 설명했듯이 자동차 구조재 산업의 성장이 절실하다. 자동차 산업의 특징은 대량양산이 필수이며, 탄소복합재 성형기술은 이러한 대량양산기술을 만족시켜야 한다. 하지만 기술적으로 열경화성 및 열가소성 수지를 사용해야하기 때문에 성형시간은 제한을 받을 수밖에 없다. 특히 열경화성 수지의 경우 충분한 경화시간을 가지지 않으면 구조재로서 물성이 확보되지 않는다. 때문에 점차적으로 기술방향은 열가소성 수지를 이용한 방법으로 진행되고 있다. 최근 현대기아자동차에서 소렌토 및 K5기종의 파노파라 선루프 프레임에 탄소복합재를 적용하였으며, 이는 GS칼텍스에서 납품하였다. 하지만 사용한 탄소섬유는 도레이의 제품을 사용하였고, 성형기술은 가장 기초적인 injection molding법을 선택하였다. 이는 자동차용 부품이 가지는 한계인 빠른 생산성의 필요 때문이다. 선루프 프레임의 경우 높은 강도가 요구되지는 않기 때문에 가능하였지만, 향후 샤시프레임 등 강한 물성이 요구되는 부분에는 고강도 물성확보가 가능한 고속성형기술이 반드시 적용되어야 한다.