일본산업뉴스요약

제지 기술로 고기능 재료 제작
Sumitomo Bakelite, 알루미늄과 같은 강도, 절반 무게로

스미토모 베이크라이트는 제지 기술을 통해 수지와 섬유가 혼합된 고기능 재료 제작에 성공했다. 강도가 높고 열에 강한 아라미드 섬유와 가공하기 쉬운 페놀 수지로 만들어진 신소재는 알루미늄의 절반 무게로 같은 강도를 가지고 있다고 한다. 금속의 대체 용도로 사용이 가능한 것으로, 자동차의 기어와 클러치 시장을 목표로 남은 과제를 극복해 2020년경까지 실용화할 방침이다.

종이를 제작하는 공정은 나무로 만들어진 펄프를 물에 섞은 후, 망으로 채취해 얇게 펼쳐 건조시키는 것이다. 신소재는 이와 같은 방법으로 수지와 섬유를 혼합해 만들어진 것이다. 이 때 사용된 수지는 스미토모 베이크라이트가 자신 있어하는 페놀수지 등 열이 가해지면 고체화되는 열경화성 수지이다.

한편, 섬유는「물에 녹지 않고 분산되는 섬유의 경우, 어떤 것과도 혼합될 수 있다」라고 Corporate R&D Center의 테라시(寺師) 부장연구원은 말한다. 금속이나 유리와 같이, 섬유의 종류에 따라 무게와 전열성, 표면의 매끄러움 등 그 특징이 달라진다.

-- 중간재에 독자적 기술 도입 --
향후 개발의 초점으로, 변압기에서 소방복까지 광범위하게 사용되는 아라미드 섬유와 풍력발전의 날개 및 자동차 부품에 이용되고 있는 탄소섬유를 상정하고 있다.

신소재 제작 공정에서는 원료와 물을 혼합해 탱크에 넣고, 망으로 채취해 물을 뺀다. 망에 남은 고형분에서 다시 한번 수분을 제거하고 건조시킨다. 이 시점이 부품의 형태로 만들어지기 전인 중간재인 것이다. 이것에 열과 압력을 가해 형태를 완성시킨다.

중간재는 시트 형태만인 아닌, 어느 정도 최종 제품에 가까운 형태로 만들기 위해 입체 망으로 형태를 완성한다. 섬유의 배치를 정밀하게 조절한다면 국소적으로 높은 기능이 발휘될 수 있다.

-- 수지와 섬유 일체화로 자동차용 금속 대신 사용 --
스미토모 베이크라이트에 따르면, 제지회사 중에서도 종이 제작 기술을 복합 재료 제작에 응용하려는 움직임이 있지만,「수지의 노하우를 가지고 있는 우리 회사만의 강점이 발휘되는 기술이다」라고 테라시 부장연구원은 말한다.

스미토모 베이크라이트는 복합재료를 만들기 위해 2010년경부터 종이 제조 기술 연구에 주력해왔다. 코퍼레이트 R&D센터가 2013년에 발족, 이를 중심으로 개발이 추진되었다.

오랜 연구 끝에 재료가 완성되어 실제 제품으로 만들어진 것이 차량용 기어이다. 카기모토(鍵本) 센터장은「전시회에 출품했더니 현저한 무게 차이에 반향을 불러일으켰다」라고 말한다. 이것은 당연한 것으로 자동차업계는 현재 경량화에 혈안이 되어 있다.

-- 낮은 소음도 유리 --
자동차에 최적인 것은 경량화뿐만이 아니라고 한다. 전기자동차의 소음이 점차 낮아짐으로 인해 운전자는 엔진차량과는 별개의 기어 소음에 신경 쓰게 될 가능성이 있다. 진동이 잘 전해지지 않는 수지의 특성을 살린 복합재료라면 이 점을 해결해낼 수 있을 것이다.

그러나 실용화까지 넘어야 할 장애물은 여러 개 있다. 예를 들어, 대량 생산 기술을 개발하지 않으면 안 될 것이다. 탄소섬유의 복합재료는 현재, 사출성형기로 만들어지기 때문에 대량생산이 가능하다. 또한 제조 상의 문제로 길이를 수 mm로 가공할 필요가 있어, 수 cm 정도의 길이라도 사용이 가능한 신기술에 비해 강도는 떨어진다는 점에서 새로 개발된 복합재료는 많은 비즈니스에 대응할 수 있을 것이다.

자동차와 항공분야에서는 성능의 확인에 상당한 노력을 기울이고 있기 때문에, 이익으로 이어지기까지 시간이 걸리는 것도 연구 개발을 지속해나가는데 있어서 어려움으로 작용될 전망이다.

제지 기술을 코어 기술로
유럽에도 Open Lab 개설

스미토모 베이크라이트의 2017년 3월기 연결 영업 이익은 155억엔으로, 겨우 리먼 쇼크 이전 수준(2008년 3월기에 157억엔)에 도달할 수 있었다. 9년만의 일이다.

매출이 853억엔으로 전체의 40% 이상을 차지하는 페놀수지 등의 고기능 플라스틱이 앞으로도 매출의 중심이 될 전망이다. 봉지재 등 반도체 관련 재료도 기대를 모으고 있다.

목표로 하고 있는 분야 중 으뜸은 자동차. 교량 등의 인프라, 로봇도 염두에 두고 있다. 코어 기술을 개발해 새로운 시장을 확보해나간다는 전략을 추진. 제지 기술로 만들어진 복합재료는 그 중 하나이다.

올 3월, 대학 및 다른 분야의 기업들과 지식을 나누는 Open Lab 거점을 일본, 중국, 싱가포르에 이어 유럽에 개설했다. 종이 제조 기술은 여기서도 하나의 테마로 자리잡을 전망이다.

  -- 끝 --