▲ 일본 오사카 고기능소재전시회(Highly Functional Material World OSAKA 2016) 전경.

최신 고기능 소재의 트렌드를 살펴보고 기술의 발전 흐름을 한눈에 살펴볼 수 있는 전시회가 일본에서 열려 세계의 모든 산업 관계자들의 주목을 받았다.

리드이그지비션재팬(Reed Exhibition Japan Ltd)은 10월5일부터 7일까지 3일간 일본 오사카 인텍스에서 △제4회 필름테크 오사카 △제4회 플라스틱 오사카 △제3회 메탈 오사카 △제1회 세라믹 오사카로 구성된 일본 오사카 고기능소재전시회(Highly Functional Material World OSAKA 2016)를 개최했다.

이번 전시회에는 270여개의 기업들이 참가했으며, 3일간 약 5만1,000여명의 참관객이 방문했다.

특히 제1회 고기능 세라믹 전시회가 추가됨에 따라 유기재, 금속, 세라믹 등 주요 소재 세 가지 모두를 전시하게 됐다.

첫 선을 보이는 첨단 기능성 세라믹 전시회인 제1회 세라믹 오사카는 일본과 아시아에서 사업 기회와 네트워크를 모색하는 첨단 파인 세라믹 전문가들에게 새로운 사업 플랫폼을 제공했다.

고기능성 세라믹, 소재, 세라믹 코팅, 포밍/본딩 기술, 검사/분석/테스팅 장비부터 계약 서비스까지 다양한 전시물들을 내 놓았다.

오늘날 고기능 소재는 전자, 자동차, 항공우주, 조선, 의료, 이차전지, 로봇, 건설 등 다양한 분야에서 널리 사용되고 있으며, 미래 혁신을 위한 필수적인 재료가 되고 있다. 특히 기존의 제조업에서 빠뜨릴 수 없는 삼대 소재인 △금속 △플라스틱 △세라믹 소재들이 제조업의 진화에 맞도록 신기술이 적용돼 등장하고 있다.

■ CFRP·CNF·바이오 플라스틱 신소재 각광

이에 이번 전시회에서는 이들 기본 소재를 바탕으로 한 최신 소재들이 대거 전시됐다.

특히 주목을 받았던 신소재는 강화재에 탄소 섬유를 이용한 섬유 강화 플라스틱인 탄소섬유강화플라스틱(CFRP)으로 높은 강도와 가벼움을 겸비한 것이 특징이다. 이번 전시회에서는 골프 클럽의 샤프트나 낚싯대 등 스포츠 용도에서 사용되는 제품뿐만 아니라 항공기·자동차 등에 적용된 제품들도 선보였다. 더불어 건축 분야에도 적용된 제품들도 전시됐다.

CFRP는 철강 대비 강도가 5배이지만 무게는 가벼운 것이 특징이다. 단점은 무게당 비용이 철강대비 최대 10배까지 비싸다는 것인데 이런 점을 고려한 탓인지 전시회에서는 기존 대비 저가격을 실현했다는 홍보 내용이 눈에 띄기도 했다.

포스트 탄소섬유라 불리는 셀룰로오스 나노 섬유 ‘CNF(Cellulose Nano Fiber)’도 주목을 받았다. 셀룰로오스 나노 섬유는 목재 펄프 등에 포함 된 식물 섬유로 이뤄진 물질로 환경 부하가 적은 데다 철보다 압도적으로 가볍고, 철 수준의 강도를 가지는 것이 특징이다. 수지에 혼합하거나, 필름 또는 필터 가공 및 응용 등 그 용도가 확대되고 있다.

CNF는 목재 등에서 얻은 식물섬유를 나노(10억분의 1)m 단위까지 가늘게 만든 극세 섬유다. 무게는 강철의 5분의 1에 불과하나, 강도는 5배 이상이어서 탄소섬유를 이을 차세대 신소재로 알려지고 있다.

또한 CNF는 목재 펄프뿐 아니라 잡초나 과일 찌꺼기에서도 추출할 수 있어서 고갈의 우려가 적으며 친환경적인 것이 특징이다. 더불어 탄소섬유에 없는 특징도 보유해서 주목받고 있는데, 점성 및 기밀성이 높고 플라스틱과 섞어도 투명성을 유지하며 열에도 강한 것으로 알려지고 있다.

일본에서는 나무 등에서 나노 섬유를 보다 쉽게 추출하는 방법에 대한 연구와 함께 양산을 위한 노력도 활발히 진행되고 있는 것으로 전해졌다.

기존의 석유 등에서 만들어지는 것과는 달리 식물 원료로 만든 수지인 바이오 플라스틱도 인기를 끌었다. 바이오 플라스틱은 기술적으로는 음식물 쓰레기에서도 생산이 가능한 것으로 알려져 있다. 제조는 물론, 사용 후 처리에도 환경 부하가 적고, 미래의 온난화·자원 문제를 해결하는 한 방법으로도 주목 받고 있다.

주요 참가 업체들을 살펴보면 스미토모 베이크 라이트는 한층 더 진화한 ‘열경화성 폴리머 복합재’를 선보였으며, 모리 머시너리는 ‘셀룰로오스 나노 섬유’를 선보이며, 다양한 용도로 사용할 수 있는 가능성을 제시했다.

유니 치카는 옥수수를 이용한 바이오매스 소재인 ‘테라 맥’을 선보이며, 섬유, 부직포, 수지 등에서 다양하게 사용가능한 적용 가능성을 열었다.

특히 이런 소재를 이용해 장비를 제작하는 업체도 눈에 띄었다.

간사이가공기상회는 ‘에어 샤프트 기계식 척’을 선보이며, 고성능·저가격·빠른 납기를 실현했다고 홍보했고, 가관(加貫) 롤러 제작소는 ‘고기능 CFRP 롤러’를 선보이며, 더 높은 강성, 경량화, 저관성의 특성에서 모든 분야의 롤러에 적용이 가능하다고 홍보했다.

오사카 고기능소재展, CFRP·CNF·바이오소재 등 각광

車 경량화 소재 주목, 항균성·정밀성 강조 제품 눈길

■ 자동차용 경량화 소재 주목

자동차용 금속소재 및 플라스틱 소재들도 다양하게 출품됐으며, 수소연료전지자동차용 관련 소재·부품들도 눈에 띄었다.

JFE 스틸은 이번 전시회에서 자동차용 고윤활합금화용융아연도금강판 ‘JAZ(JFE Advanced Zinc)’를 소개했다. 이 기술은 이미 개발된 지 수년이 지났지만 아직 최신 기술로서 꾸준히 홍보되고 있다.

이 제품의 고강도 기술은 실제 프레스 성형시험에서 우수한 성능을 보여준다. 전시회에서는 일반 제품과 이 제품과의 프레스 성형 시험된 제품을 함께 전시했는데, 같은 강도에서 더 기존 제품 대비 강한 성능 특성을 보여줬다.

특히 자동차용 소재에서는 경량화가 중요시 됐다.

스미토모 베이크 라이트가 선보인 SBHPP Composite 브레이크 캘리퍼 콘셉트는 초경량화 단열, 제습, 진동감소 성능을 강화한 소재를 이용해 기존 브레이크 캘리퍼 대비 3분의 1 가까운 무게 감소를 이끌어냈다. 전시장에 선보인 제품을 살펴보면 일반 제품은 2,966g 이었던 반면에 SBHPP Composite 브레이크 캘리퍼 콘셉트는 1,006g이었다.

이외에도 기무라 주조 발전소는 제작 가능한 제품 크기가 최대 35톤의 8,200mm에 이르는 ‘금형·공작 기계·산업 기계용 주물 제품’ 들을 선보였으며, 아이치 제강은 ‘자동차용 특수강’을 선보이며 자동차의 고기능·자원절약화를 실현했다고 홍보했다.

미야 화학 공업은 ‘컬러 세라믹’을 통해 지르코니아 특유의 광택과 질감을 살린 다양한 색상 라인업을 선보였다.

또한 도요타·마쓰다 등 자동차 업계 관련 인사가 ‘전문 기술 세미나’를 함께 진행해 자동차 소재 발전 방향을 전망 할 수 있는 자리도 마련됐다.

■ 항균성·초정밀성·정제기술 등 강조 제품 눈길

이외에도 세계최고수준의 정제기술을 강조한 소재들도 눈에 띄었다.

스미토모 화학은 초고순도 알루미늄 SUP RAL을 선보였는데 이 제품 순도는 99.999%(5N)에 이른다. 용도로는 FPD·반도체·증착용원료·배선재 등 전자제품용으로 사용되는데 극 내식성 성능을 갖추고 있고, 열 전도성도 뛰어났다.

스미토모 화학은 이외에도 항균성을 강조한 소재들도 선보였다. 항균 수지 재료는 균의 증식을 억제하는 능력이 뛰어나 각종 건축자재와 주방용품, 욕실용품 등에 응용이 가능하다. 최근 건강을 강조하는 사회 트렌드를 고려할 때 주목받는 소재다.

시계 전문 업체인 세이코는 초정밀 금속 재료들을 선보였다.

이 금속 재료들은 희토류를 이용해 제작되며, 고품질의 시계 진동자 제작에 사용되는데, 이외에도 반도체 등 전자 제품, 자동차 부품, 이차전지재료, 식품·환경방사선 특정장치 등에 다양하게 사용되고 있다.

전시회 관계자는 “여러 산업의 전문가들이 다양한 소재의 최첨단 기술을 한자리에서 비교 검토할 수 있는 점이 이번 전시회 최고의 메리트”라며 “앞으로도 고기능소재전이 소재 업계의 중심에 서서 업계를 더욱 성장할 수 있도록 노력해 나갈 것”이라고 밝혔다.

▲ 포모사의 CFRP 이용 제품들.

▲ SBHPP복합소재를 이용한 제품은 기존 소재대비 1/3로 가볍다..

▲ 최근 사회 트렌드가 반영되며 항균성이 강화된 제품이 각광받고 있다..

▲ (오른쪽)고윤활합금화용융아연도금강판은 프레스 성형시험에서 우수한 성능을 보인다..

▲ 고순도의 동제품들..

▲ 세이코가 초정밀 금속소재 기술로 만든 진동자를 확대 전시했다..