일본, 소재 혁명 중

- 세계를 변화시키는 제품은 이렇게 육성된다 -

 

 

 

□ 토다공업, 오바마도 부탁한 산화철을 응용한 기술

 

 ○ 세계 경제와 기술의 발전과 함께 환경·신에너지의 세기로 대변될 수 있는 21세기에 이를 상징하는 혁신적인 신소재들이 일본기업들로부터 차례로 개발되고 있음.

 

 ○ 일본의 히로시마현에 있는 자기성분말 재료 메이커인 토다공업은 미국의 에너지성에서 새로운 산업을 일으키는 데 도움을 주길 바란다는 직접적 연락을 받음.

 

 ○ 토다공업의 산화철 기술을 응용한 리튬이온 배터리의 주요 부재인 정극재라는 신소재를 전기자동차로의 전환을 서두르는 미국이 필수 불가결한 소재로 판단해 적극적인 교섭에 나서 일본 기업으로서는 유일하게 버락 오바마 정권의 전기자동차 육성사업 조성금 대상으로 선택됨.

 

 ○ 해외 전개의 발판을 찾던 토다공업 역시 곧바로 자료 작성에 착수해 공장 건설비용 7000만 달러(약 63억 엔)의 반액을 조성받는 것이 정해지고 2010년 봄부터 착공에 들어감.

 

 ○ 토다공업은 민간기업, 일본의 국가연구기관, 20여 개 대학교뿐만 아니라 독일의 바이엘, 미국 3M  등의 대기업도 함께 기술교류를 하면서 신소재 개발에 힘씀.

 

 ○ 핵심기술의 우위성을 유지하기 위해 특허전략도 착실하게 진행시켜 매월 전략특허그룹이 전체적인 소재 관련 특허신청을 하고 기술속보를 발간하며, 책자로 정리함에 따라 자사의 기술을 제3자가 침해하고 있지 않은지, 반대로 자사가 개발한 신기술이 제 3자의 특허를 침범하고 있지 않은지 빠짐없이 밝혀냄.

 

토다공업(戸田工業株式会社)
주소	〒739-0652 広島県大竹市明治新開1-4
TEL	81-827-57-0055
홈페이지	http://www.todakogyo.co.jp/
자본금	55억6,200만 엔
매출액	389억 엔
설립연도	1933년
종업원 수	비공개
사업내용	화학기술, 재료개발
사진

 

□ 타이요화학, 아이스크림 기술로 전지를 만드는 기술

 

 ○ 미에현에 위치한 타이요화학은 핵심이 되는 기술로 개혁을 일으키려는 회사로, 차카테킨 등 여러가지의 식품 소재를 중심으로 세계 톱 점유율을 자랑함.

 

 ○ 2차 세계대전 종전 다음해에 유채씨유로부터 비누를 제조하기 시작하면서 사업을 전개해 이 기술을 더욱 발전시켜 비누를 만드는 수법과 같이 물과 기름을 분리시키지 않고 혼합해 유화재를 만들어 계란과 우유의 사용없이 아이스크림을 만드는 기술로 급격히 발전함.

 

 ○ 1952년에 일본 최초 식품용 유화재 개발에 성공해 초콜릿과 마가린 등 전 세계적으로 폭넓게 식품으로 이용됨.

 

 ○ 최근 다시 한 번 유화재로부터 발전시킨 기술을 통해 새로운 시장개척에 힘쓰는 타이요화학은 계면제어기술을 활용, 입자의 크기를 컨트롤해 도요타 자동차 그룹의 도요타 중앙연구소와 와세다 대학이 개발한 ‘메소포라스시리카’라고 불리는 다기능 나노 재료의 양산 기술을 확립함.

 

 ○ 이 재료는 연료전지의 성능을 비약적으로 향상시키는 마법의 가루로 기대되고 있으며, 환경대책이 어느 때보다 중시되는 지금, 다시 한 번 전 세계의 타이요화학으로 이목을 집중시키고 있음.

 

타이요화학(太陽化学)
주소	〒105-0013 東京都港区浜松町1丁目6番3号
TEL	81-3-3285-1111
홈페이지	http://www.taiyokagaku.com/jp/
자본금	77억3,062만 엔
매출액	354억600만 엔
설립연도	1948년
종업원 수	1,280명
사업내용	화학기술연구, 소재개발
사진

 

□ 토요탄소, 차세대 원자로 등 용도가 확대되는 등방성 흑연 기술의 선두주자

 

 ○ 인류에게 있어서 궁극의 에너지원이라고 할 수 있는 미래의 기술로 연구되는 핵융합기술은 태양의 핵융합 반응을 인공적으로 일으키고, 에너지를 발생시키는 ‘지상의 태양’으로 매우 주목받고 있음.

 

 ○ 일본뿐만 아니라 미국, 프랑스 등의 선진국들이 필사적으로 실용화를 위해 격전을 벌인 이 기술은 아무리 빨라도 실용화가 되는 것은 2050년으로 예상되지만, 이를 위한 중간다리 역할을 하는 소재의 개발은 이미 활발하게 진행 중

 

 ○ 일본은 1억℃ 이상의 프라즈마 진공도가 우주와 같은 107토르라고 하는 상상을 초월하는 공간으로 변이시킬 수 있는 임계 플라즈마 시험장치를 소유함.

 

 ○ 이 임계 플라즈마 시험장치는 지구상에 존재하는 모든 생물은 물론이거니와 강력한 철제 건조물까지 한순간에 녹여버리는 위력을 자랑하는 태양에너지 발전 핵융합의 기초단계이며, 이 태양에너지가 외부로 나오지 않도록 봉하기 위해서 노벽재로 사용되는 소재가 토요탄소가 제조하는 ‘등방성 흑연’임.

 

 ○ 토요탄소는 1947년 내열성과 강도가 뛰어나며, 가볍고 열이나 전기가 잘 통해 약품에도 강한 등방성 흑연을 세계에서 처음으로 개발, 양산에 성공한 회사임.

 

 ○ 소재업계는 기술의 추격이 격렬해 언제든 업계 수위의 자리를 내줄 수 있으나, 톱 메이커의 지위를 유지할 수 있는 비밀은 토요탄소만의 복잡한 제조공정과 깊은 노하우에 있음. 등방성 흑연을 제조하기 위해, 고무의 형태에 넣은 원료를 수중에서 마리아나 해구에 필적하는 엄청난 압력을 사방에서 부가해 성형하는 독특한 수법을 개발함.

 

 ○ 이 소성의 프로세스는 절묘한 온도관리를 반복하는데 12개월, 흑연화에 2개월 그리고 각종 검사를 끝내고 제품이 되기까지는 68개월이나 걸리며, 그 사이에 막대한 양의 전기도 사용하기 때문에 제조에 실패하면 손실이 큼. 이 때문에 중국이나 한국 기업들도 제조를 시도했지만 안정적 생산에 실패해 좌절했음.

 

 ○ 향후에는 차세대 원자력로로 기대되는 ‘고온 가스로’를 유망분야로 지정해, 원자력발전소에 비해 현격히 싼 건설 비용을 자랑하는 고온 가스로를 중국 등 신흥국으로부터 수주 유치를 노리고 있으며, 2013년에 세계에서 처음으로 고온 가스로를 중국에서 기동할 예정임.

 

토요탄소(東洋炭素株式会社)
주소	〒530-0001 大阪市北区梅田3-3-10  梅田ダイビル10階
TEL	81-6-6451-2114
FAX	81-6-6451-2186
홈페이지	http://www.toyotanso.co.jp/
자본금	76억9,257만 엔
매출액	309억 엔
설립연도	1947년
종업원 수	1,974명
사업내용	등방성 흑연과 그 외의 탄소제품 및 일반 카본제품의 제조 및 판매
사진

 

□ 토레이, 차세대 차에 도장이 필요없는 수지 개발

 

 ○ 기존의 소재 메이커는 주문을 받아내서 제품을 생산, 납품하는 하청의 형태를 띠었으나 월등한 기술력과 혁신성을 바탕으로 소재 메이커에서 고객사에 직접 뛰어들어 사업을 제안하는 탈하청이 급격히 진행되고 있음. 이 흐름은 거대한 자동차시장에서도 움직임을 보이기 시작했음.

 

 ○ 차세대 자동차로서 기대를 모으는 전기자동차나 연료전지자동차 등의 환경차는 전지를 탑재하기 위해 기존의 차보다 큰 폭으로 경량화하는 것이 필요함. 이를 위해 유력한 후보소재로 거론되는 것이 탄소섬유로 이를 리드하는 일본 기업이 ‘토레이’임.

 

 ○ 토레이는 나고야 사업소에 2008년 10월에 ‘오토모티브센터’를 설립해 센터 내에서 탄소섬유로 만든 차체에 사고가 일어났을 때 인간에게 어떠한 피해가 있을지 여러 가지 시뮬레이션을 행해, 각 자동차 메이커 엔진부분의 설계에 있어 유의해야 할 사항들을 검토함.

 

 ○ 토레이의 탄소섬유가 주목 받는 점은 경량화 등의 소재로서 우수성뿐만 아니라 환경면의 우수성 때문이기도 함. 정부차원의 탄소세 부과가 논의되는 현재, 자동차 제조공정에서 발생하는 이산화탄소의 7할을 차지하는 도장공정을 생략할 수 있기 때문임. 탄소섬유를 부품 형상으로 사출함과 동시에 토레이가 자랑하는 컬러필름기술을 조합하면 최종적으로는 전혀 도장을 하지 않는 자동차 부품을 만드는 것도 가능함.

 

 ○ 현재는 일본 국내 자동차 메이커를 중심으로 10개 이상의 공동 프로젝트를 실행하고 있으며, 이 중에서도 전기자동차 관련의 프로젝트가 많다는 점에서 볼 때 밝은 미래를 기대할 수 있다고 판단됨.

 

토레이(TORAY)
주소	〒104-8610 東京都中央区晴海1-8-11
TEL	81-03-5166-5000
FAX	81-03-5166-6203
홈페이지	http://www.toray.co.jp/
자본금	969억 엔
매출액	1조5,000억 엔
설립연도	1926년
종업원 수	7,348명
사업내용	플라스틱사업, 화학제품사업, 섬유사업, 정보통신기기사업, 탄소섬유복합소재사업, 환경엔지니어링사업, 라이프사이언스사업
사진

 

□ 우베흥산. NASA도 탐내는 우주 소재, 고온에서도 불타지 않는 섬유

 

 ○ 일본의 우베흥산은 2000도를 넘는 고온에서도 불타지 않는 ‘치라노 섬유’를 개발해 전 세계의 항공우주산업 업계 등으로부터 주목받은 기업으로 여러 가지 획기적인 소재를 개발하고 있음.

 

 ○ 우베흥산의 소재는 온 세상의 유명한 연구기관 및 유명기업 사이에서 화제가 되고 있으며, 그 정보는 트위터라는 온라인 커뮤니티를 통해 우베흥산이라는 이름과 함께 온 세상에 퍼지고 있음.

 

 ○ 현재 미국 보잉사의 최신예중형기 보잉787은 기체의 약 5할을 탄소섬유를 사용해 경량화를 추구했으며, 이보다 더 다음 세대가 되는 항공기 재료의 공동개발사로 우베흥산을 선정했음.

 

 ○ 2007년에 보잉은 우베흥산이 개발한 ‘유피렉스’에 주목했음. 이는 폴리이미드라고 하는 첨단수지로, 탄소섬유와 조합하면 150도에서 300도의 온도 변화에 견딜 수 있는 특성을 가지게 됨. 지금까지는 티탄합금 등이 채용되던 엔진 나셀부분에 유피렉스를 채용할 가능성이 높으며, 보잉이 이러한 재료 후보로 선정한 회사는 수십 개가 있었으나 현재 일본 기업으로는 우베흥산만이 남음.

 

 ○ 2000년 미 항공우주국(NASA)이 단열 복합재용 폴리이미드의 특허를 신청하면서 이 회사가 개발한 원재료인 유피렉스를 사용하는 특허 사용 계약을 체결함.

 

우베흥산(Ube Industries, Ltd.)
주소	〒105-8449 東京都港区芝浦 1-2-1 シｰバンスＮ館
TEL	81-3-5419-6110
홈페이지	http://www.ube-ind.co.jp/
자본금	584억 엔
매출액	6,847억 엔
설립연도	1942년
종업원 수	11,264명
사업내용	우주, 항공관련 신소재 개발 및 생산
사진

 

□ 미쓰비시 상사, 세계에서 구상탄소분자의 양산화에 성공

 

 ○ 미쓰비시 상사는 상사로서의 사업형태를 살려서 시장의 폭넓은 소리를 모으고, 최첨단 소재를 살린 사업영역의 개척에 힘씀. 미쓰비시 상사는 1985년에 발견돼 나노테크 소재로 모든 분야에서의 응용이 기대되는 ‘구상탄소분자’의 실용화에 앞장서 적극적으로 추진함.

 

 ○ 1994년 미국법인사장이었던 사사키 미키오 회장이 구상탄소분자 기술을 소유하는 기업과의 관계를 구축해 2년 후에 구상탄소분자의 발견이 노벨상을 수상하게 되고, 미쓰비시 상사가 특허 소유자가 됐음.

 

 ○ 미쓰비시 상사가 구상탄소분자와 관련해 협력관계를 요구한 회사는 50업종, 1000개 사에 달하며 2003년에 미쓰비시 화학과 공동으로 만든 회사가 세계에서 처음으로 구상탄소분자의 양산화에 성공함.

 

 ○ 그 결과로 현재 주력하는 부분이 태양전지로, 유기박막을 이용한 차세대 태양전지의 개발에 임함. 구상탄소분자의 높은 항산화 작용은 의료분야에서의 상과도 기대돼, 암의 전이 제어나 알츠하이머의 치료를 가능하게 할 것으로 기대되며 활발하게 연구가 진행됨.

 

미쓰비시 상사(三菱商事株式会社)
주소	〒100-8086 東京都千代田区丸の内二丁目3番1号
TEL	81-03-3210-2121
홈페이지	http://www.mitsubishicorp.com/
자본금	2,028억 엔
매출액	22조3,891억 엔
설립연도	1950년
종업원 수	6,177명
사업내용	세계 최대의 종합상사
사진

 

□ 시사점

 

 ○ 엔고로 내수시장이 축소되고 신흥국의 라이벌이 대두하는 등 다중고에 시달리는 일본 기업들은 미래가 불확실한 상황에 빠져있음.

 

 ○ 이러한 상황에서 획기적인 신소재 개발이 요구되는 것은 필연적인 흐름으로 소재분야의 국제적 경쟁이 더욱 격화됨.

 

 ○ 이 가운데 일본의 소재 메이커는 자신들이 보유한 높은 기술력을 활용해 위기를 기회로 바꾸는 전략을 구사함으로써 세계 시장을 주도하고 있음.

 

 

자료원 : 닛케이비즈니스 및 인터넷