‘건축용 다기능 하이브리드 섬유제품 개발’ -‘2009 지역전략기획기술개

 

<기획특집>

    건축용 기능성신소재개발, 섬유기술+뉴테크놀로지 접목시킨 ‘퓨전 테크놀로지’로 승부

   ‘건축용 다기능 하이브리드 섬유제품 개발’ -‘2009 지역전략기획기술개발사업’에 선정

    KTDI 총괄 관리, 도레이새한(주), 원풍물산(주), (주)비에스지 중심 3개 세부사업 추진

 

<편집자 주>

섬유산업이 지속성장·발전 가능한 산업으로의 터닝포인트를 확보함에 있어 첨단소재 및 기술의 융·복합을 통한 연관산업의 발굴 및 연결고리를 확보하는 일은 그 무엇보다 중요한 요소라 할 수 있다.

‘섬유산업=의복 산업’이란 고정관념을 깨뜨리고자하는 노력.

섬유산업 영역확장을 위한 IT,BT, NT 등 첨단산업과 연계를 바탕으로 한 발걸음이 바빠지고 있다.

첨단섬유산업, 신성장동력화 섬유산업,그린섬유산업 등으로 명명되어진 이러한 발걸음은 내년 부터 본격화 될 ‘슈퍼소재융합산업화사업’을 통해 급속한 변화의 모습을 막게될 것이란 전망이다.

이런 가운데 지식경제부가 2009년 신규지원사업으로 기획·추진하고 있는 ‘지역전략기획기술사업’ 섬유분야에 ‘건축용 다기능 하이브리드 섬유제품 개발사업’이 선정돼 주목받고 있다.

한국섬유개발연구원(원장 이춘식)을 총괄 관리기관으로 대기업, 중소기업, 대학이 공동 참여, 위탁 형식으로 연계돼 3개의 세부과제가 추진된다.

섬유산업이 건축산업과 ‘조우’할 수 있는 발판을 마련했다는 점에서 그 의미가 적잖다.

이 사업은 지역의 기술기획 역량을 활용, ‘고부가가치 핵심복합기술개발’이 목적이며, 지난 7월 수요조사를 통해 도출된 기술개발 제안요구서(RFP)공고 및 기획서 접수, 발표를 통해  최종 선정됐다.

총 80건의 지원대상 기술개발과제를 대상으로 열띤경합을 통해 선정된 이번 사업은 3년에 걸쳐 추진되며, 국비와 민간 현금·현물을 포함해 총 28억7천만원이 투입되는 사업.

특히 이번 사업 선정에 있어서 대구지역 섬유산업분야의 경우 참가신청 및 참여자격을 대구·경북지역으로 확대·추진함에 따라 대·경권 연계사업의 대표적인 사례로 주목되고 있다.

█ ‘2009 지역전략기획기술개발사업’ - ‘건축용 다기능 하이브리드 섬유제품 개발’.

건축용 다기능 하이브리드 섬유제품 - 단열·투습·방수 등 복합기능 ‘키워드’

하이테크섬유기술 복합시킨 ‘퓨전테크놀로지(Fusion Technology)’로 재탄생

각종 산업자재용 소재분야 등 섬유산업분야 카테고리 확장 계기 마련

 

                                       <사업의 추진체계 및 역할 분담>

본 사업은 한국섬유개발연구원을 총괄 관리기관으로 도레이새한(주), 원풍물산(주), (주)비에스지가 세부주관기업으로 참여하며, 한국섬유개발연구원,한라대학교, 영남대학교가 위탁 참여한다.

건축용 다기능 하이브리드 섬유제품은 건축용 기능성 내장재로 단열·투습·방수 등 복합기능을 가지며, 단일 소재간 복합, 기능간 복합, 공정기술간 복합을 통해 주택 및 건축물의 벽체, 지붕 등에 사용되는 섬유제품을 지칭한다.

이러한 대응은 ‘삶의 질 향상’이란 생활산업 전반의 트렌드인 ‘환경’, ‘건강’,‘생활’,‘에너지’ 등의 분야로 확대·접목되고 있으며, 이번 사업은 주택, 안전, 보호, 쾌적을 주요 키워드로 하는 생활산업의 대표주자로 ‘건축’분야 접목이 시도되는 것이다.

섬유산업의 트렌드 또한 ‘복합기술화’에 맞춰진 가운데 석유화학원료, 정밀화학원료, 고분자소재 등 텍스타일 컨벤셔널 테크놀로지(Conventional Technology)와 IT, BT, CT, ET, NT, ST, GT 등 하이테크 섬유기술과 복합화 시키는 ‘퓨전테크놀로지(Fusion Technology)’ 과정을 거쳐 기능성소재, 감성소재, 고성능소재로 거듭나고 있다.

그 예로 항공·우주, 전기·전자, 자동자·운송, 스포츠·레저, 환경·보호, 토목·건축, 의료·위생, 포장용, 각종 산업자재용 소재분야 등으로 섬유산업 카테고리 확대가 이뤄지고 있는 것.

▣ 건축과 섬유의 융합 및 국내외 투습방수·단열재 시장

실내환경개선+실내습도컨트롤 기능=에너지 자원효율화 만족

투습방수, 단열·흡음, 차폐차단, 강화안정, 장식광고 등 기능성 요구

국내 건축용 투습·방수, 단열재 마켓 취약성 속 세계시장 성장 급성장

건축용 섬유의 최대 요구 특징은 쾌적성과 에너지 저감에 있다.

공기중 오염물질·미립자, VOCs(TVOC)최소화를 통한 실내환경개선과 곰팡이, 바이러스, 박테리아를 통한 알레르기성비염, 천식을 방지키 위한 실내습도컨트롤 기능이 요구되며, 이산화탄소 저감을 통한 녹생성장, 음향제어, 온도 제어 등을 통한 에너지 및 자원 효율화를 만족시켜야한다.

바야흐로 21세기의 주택은 ‘투습방수’기반의 쾌적성과 편안한 공간설계는 물론 에너지 효율화 기반의 탄소 제로 및 환경과 공생할 수 있는 높은 단열성과 영구지속 가능한 거주주택의 개념으로 바뀌고 있다.

건축용 섬유는 투습방수, 단열·흡음, 차폐차단, 강화안정, 장식광고 등의 기능성이 요구된다.

우선 투습방수소재의 경우 지난 2007년 기준 전세계시장 규모는 1조원 규모였으며, 국내 시장규모는 270억원 수준으로 매년 10%대 이상 성장하고 있는 것으로 알려졌으며, 국내의 경우 2008년 수입규모 기준 약 300억원대의 수요시장이 형성돼 있는 것으로 파악되는 등 지난 2006년 이후 30% 이상에 이르는 수입증가세를 나타내고 있다.

단열 소재 마켓의 경우 전세계 전체 단열소재 시장 규모는 올해 383,800억원(2012년 439,200억원)으로 이 가운데 건축용 단열소재는 115,100억원(2012년 131,800억원)으로 알려지고 있으며, 국내시장은 올해 전체 단열소재 시장 14,700억원(2012년 16,700억원)에 건축용 단열소재 4,400억원(2012년 5,000억원)으로 보고되고 있다.

향후 연간 4.6%의 증가율이 전망되고 있으며, 건축용 단열소재 마켓은 전체시장의 약 30% 수준인 것으로 파악되고 있는 가운데 국내 단열소재 시장 규모는 매우 미흡한 상태에 놓여있다.

특히 건축용 섬유 단열소재의 경우 전체 건축용 단열소재 시장의 약 4~5% 수준인 약 200억원 머물고 있는 상황.

▣ 국내·외 투습방수 소재 및 단열 소재의 기술개발 통향

우선 투습방수 소재의 경우 해외에선 폴리올레핀계, 폴리에스테르계 섬유의 극세 Spunlaid복합 부직포에 치밀화 가공, 특수가공을 통한 상품개발을 전개하고 있으나 국내에선 장섬유 Spunlaid부직포(Tyvek, Dyneema)를 수입해 투습·방수 가공을 통해 상품전개하고 있는 수준이다.

단열 소재에서도 국외에선 무기섬유(glass fiber), 기능성 난염섬유를 3차원 니들펀칭공법의 벌키성 부직포 섬유소재를 개발하고 있는데 반해 국내에서는 유기(폴리스티렌, PU, PE)소재 폼(Form)이 절대 다수를 이루고 있으며, 일부 섬유상 단열 소재 개발이 전개되고 있는 정도.

소재간, 기능간 복합화를 통한 하나의 모듈화 형태로 상품개발 및 전개되고 있는 게 해외 기술개발 동향의 최대 특징이라 할 수 있다.

█ 건축용 섬유소재 개발사업의 필요성

건축용 섬유소재의 개발 필요성으로는 우선 에너지·자원의 효율사용과 건물에서의 에너지 소비저감을 통한 CO₂배출량 절량을 통한 지구온난화 및 기후변화협약 수행에 있으며, 친환경 녹색성장과 궤를 같이 할 수 있다는 점.

또한 공기질 개선과 온·습도제어 기반의 쾌적성,에너지 저감 등 주거환경을 개선은 물론 투습방수지 및 기능성 단열재 등 해외기술에 의존하고 있는 하이테크 내장재의 수입대체, 기술 자립화, 수요확대를 위해서라도 반드시 선행돼야할 사업이라는 점이다.

▣ 사업추진 목표

‘투습방수구조융합소재(도레이새한)’,‘기능성단열소재(원풍물산)’,‘투습방수·복합화가공(비에스지)’

3개 주관기업간 연계·융합화로 ‘지붕천정재’, ‘외벽재’,‘ 지붕내벽재’ 개발

 

건축용 다기능 하이브리드 섬유제품 개발에는 구조융합소재 및 단열 소재, 복합화 가공 기능 등 기술의 확보와 투습·방수·단열 복합기능을 지닌 지붕 천정재, 외벽재, 지붕 내벽재 용도의 소재개발에 포커싱돼 있다.

3차년에 걸쳐 추진되는 본 사업에는 ‘투습방수 구조융합소재(도레이새한)’개발과 ‘기능성 단열소재(원풍물산)’개발, ‘투습방수·복합화 가공(비에스지)’개발 등을 주요 요소기술 개발 내용으로 3개 기업간 융합화를 도모한다.

1차년도엔 PP/PE복합방사 스펀본드(SB)부직포+유기섬유니들펀징(NP)복합부직포+미세다공형PU필름 라미네이팅을 통해 투습방수소재+단열소재로 이뤄진 지붕천정재를 개발한다.

2차년도엔 PP방사 SMMS 복합부직포+무기섬유 니들펀칭(NP)복합부직포+AI내식필름 라미네이팅을 결합시켜 AI내실필름+단열소재+투습방수소재로 융합된 외벽제를 개발한다.

3차년도엔 PET/co-PET복합방사 스펀본드(SB)부직포+유·무기섬유 니들펀칭(NP)복합부직포/AI내식필름+다층복합화 가공 라미네이팅을 통한 AI내식필름+단열소재+투습방수소재 지붕내벽제 개발이 추진된다.

▣ 사업의 추진체계

사업의 추진은 한국섬유개발연구원을 총괄기관으로 도레이새한(주), 원풍물산(주), (주)비에스지가 세부사업을 주관한다.

투습방수소재개발 - 도레이새한(주), 기능성단열소재개발-원풍물산(주), (주)윈코(유리섬유 니들펀칭 부직포개발), 복합화 가공기술개발 - (주)비에스지, 상협산업(주)(AI내식 필름 개발), 화성산업(주)(시제품 현장접목 지원)이 수행하며, 한국섬유개발연구원, 한라대학교 ,영남대학교 등은 시제품 물성분석,공정요소기초자료 제공, 개발제품 기능향상 연구 등에서 위탁참여한다.

▣ 사업추진 단계별 기술개발 내용

▶ 1차년도 기술개발

지붕천정재용 투습방수 소재 시제품생산에 있으며, 건축소재 적합한 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 수지 개선 등 원료설계와 건축소재에 적합한 역학적 특성을 확보한다.

난연성과 저융점의 기능성 폴리에스테르 섬유와 m-Aramid섬유를 사용한 니들펀칭공법의 유기섬유섬유 복합 기능성 단열소재개발이다.

복합화 가공기술개발을 위해 미세다공 PU필름 성형기술 및 스펀레이드 부직포 투습방수 라미네이팅 가공기술도 함께 추진된다.

▶ 2차년도 기술개발

외벽재용 투습방수소재 시제품개발에 있으며, 다층구조의 부펀본드 부직포 개발이다.

Multi-layer최적화기술과 멜트블론층의 극세화로 공기 및 미세먼지 차단성을 확보한다.

다양한 유·무기섬유 혼면기술과 섬유 소면(Carding)장치 기능개체 및 보완, 로울러 카딩과 적층 조건 확립이 이뤄진다.

특히 알루미늄 내식 필름 기능화 기술과 다기능 멀티레이어 섬유의 용도별 적측설계를 통한 복합화 가공기술이 연구된다.

▶ 3차년도 기술개발

지붕내벽재용 하이브리드 섬유제품개발에 있으며, 원료의 구성·설계, 노즐 설계 및 도입, PET/Co-PET방사기술 확보, 고강도 확보를 위한 열접착 기술확보 등이 이뤄진다.

특히 복합 부직포와 AI내식 필름 물리적 복합화 기술개발을 위한 니들펀칭 복합화 기술과 복합부직포의 결합력 향상을 위한 하이브리드 니들펀칭 기술을 연구·개발한다.

 

█  세부과제 주관사업의 기대효과

▣ 건축용 투습방수 구조융합소재개발

   세부 주관: 도레이새한(주)

도레이새한(주)는 필름사업, IT소재사업, 부직포사업, 원사사업, 플라스틱 칩(PET)사업, PLA 사업 등을 통해 지난해 기준 8,400억원의 매출을 나타내고 있는 한편 아시아 1위의 스펀본드 부직포 생산 전문기업.

도레이새한(주)은 이번 사업 추진을 통한 사업화 계획에서 개발종료 후 1년(2013년)에 국내 시장점유율 1% 선점, 2014년 3%, 2015년 5%를 목표하고 있다.

2013년 판매 목표는 2,400톤(톤당 3천원)에 국내 매출액 72억원 수준으로 잡고 있으며, 2015년엔 1만2천톤을 판매해 국내 매출액 360억원을 달성한다는 것.

또 해외수출마켓에서도 2013년 시장점유율 1%, 3천톤을 판매해 7백20만불을 목표하고 있으며, 2015년엔 세계시장점유율 4%, 3만톤을 판매해 7천2백만불을 수출한다는 사업 구상을 그려놓고 있다.

▣ 유·무기섬유 복합공법의 기능성 단열소재 개발

   세부주관:원풍물산(주) , 참여기업:(주)윈코

원풍물산(주)는 자동차용 각종 부직포 제품과 건설용 부직포제품을 생산하고 있으며, 지난해 기준 89억원의 회형을 나타냈다.

(주)윈코는 자동차 및 건축용 단열 흡차음재와 공동주택용 층간소음방지재, 불연성 흡차음보드 등을 주요생산 아이템으로 지난해 82억원의 매출을 나타낸 기업.

원풍물산은 본 사업 종료 후 1년차인 2013년 월간 150톤 판매에 월매출 3천만원으로 국내시장 점유율 20%, 2014년엔 월 400톤 판매에, 월매출액 5천5백만원으로 40%, 2015년엔 월 800톤 판매에 월매출액 1억2천5백만원으로 880% 점유를 목표하고 있다.

또 해외 마켓에서도 2013년 월 100톤 판매, 원매출 5백만불로 시장점유율 10% 점유에 이어 2014년엔 200톤 판매, 월매출 8백만불로 시장점유율 30% 달성, 2015년엔 500톤 판매, 월매출 1천3백만불 달성으로 해외시장 점유율 50% 달성을 목표하고 있다.

▣건축용 다기능 다층소재 복합화 가공기술개발

  세부주관: (주)비에스치, 참여기업:상협산업(주), 화성산업(주)

투습방수소재를 비롯 다기능 소재개발을 바탕으로 아웃도어, 군복, 기능성커튼, 특수작업복 등 특수소재 생산 전문기업인 (주)비에스지는 지난해 기준 151억원의 매출을 나타냈다.

이번 사업에서는 중견건설기업인 화성산업(주)와 상협산업이 참여기업, 영남대학이 위탁 참여한다.

(주)비에스지는 사업종료 후 1년차인 2013년 국내시장에 598,000 평방미터(m²) 판매에 매출액 10억원, 국외시장 155,000평방미터(m²)를 공급해 매출액 6억원을 목표하고 있으며, 2년차인 2014년엔 국내시장에 1,667,000평방미터(m²) 판매에 매출액 25억원, 국외시장엔 155,000평방미터(m²)판매에 12억원을 계획하고 있다.

2015년에는 국내시장에 2,143,000평방미터(m²) 판매에 매출액 30억원과 국외시장에 1,500,000평방미터(m²)수출에 매출 18억원을 목표 두고 있다.

█ 향후 홍보·마케팅 및 사업화 계획

신뢰성 확보 바탕, 내수시장 및 수출시장 본격 진입 위한 적극 마케팅 계획

건축산업기술과의 융·복합화로 연관 기술에 대한 네트워크 구축 및 기술경쟁력 향상

매년 약 60%(300억원)의 수입대체효과 및 점진적 수출마켓셰어 확대 기여 전망

한편 사업 총괄 관리기관인 한국섬유개발연구원은 총 사업비 28억7천만원이 투입되는 본 사업이 마무리될 경우 국내·외 건축용 섬유관련 기관 및 각종 매체를 통한 제품 홍보와 해외 바이어 및 국내 수요자 대상의 제품 설명회와 전시·세미나 개최 등 마케팅을 계획하고 있다.

특히 제품에 대한 신뢰성 확보 후 고가 브랜드 업체와 연계한 고급화, 차별화 제품을 추가 론칭시키는 한편 선진국 타깃제품 대비 합리적 가격구조 결정을 통한 적극적인 마켓 공략을 추진할 예정이다.

차별화된 다양한 제품군 개발을 통한 선진국 대비 제품 경쟁력의 확보는 물론 정예의 에이전트를 선별해 유통망을 확대·구축하는 한편 신뢰성 확보를 통한 내수시장 및 수출시장 본격 진입을 목표로 한다.

본 사업 추진에 따른 기대효과로는 선진국 기술이전 기피에 따른 건축용 다기능 투습·방수·단열 하이브리드 소재의 국산화에 있다.

또 전통 섬유기술과 건축산업기술의 융·복합화로 연관 기술에 대한 네트워크 구축 및 기술경쟁력 향상에 적잖은 기여가 예상되고 있다.

섬유기술의 첨단화에 따른 타산업 부품소재로의 용도전개 확대도 기대된다.

이러한 기술적 파급효과와 함께 경제적 효과 또한 적잖다.

냉·난방비의 30~50%저감(단독주택 1가구당 약 150만원 저감)을 통한 건축물의 에너지 비용 저감과 수요 성장률에 대한 기여는 물론 매년 약 60%(300억원)의 수입대체효과 및 점진적 수출마켓셰어 확대가 기대된다.

또 섬유산업의 최종 수요증가로 생산유발계수와 부가가치유발계수가 크게 늘어나는 한편  전·후방 연관산업의 마켓수요가 대폭 확대될 것으로 전망되고 있다.

<김진일 기자>