섬유는 의류뿐 아니라 생활용품, 산업자재, 섬유강화 복합재 등 폭넓은 분야에서 활용되는 기초 소재다. 원료와 제조 기술에 대한 혁신적인 연구개발이 지속되면서 첨단 산업 분야로 그 쓰임새가 확대돼왔다. 첨단 산업 분야의 핵심 소재로 가치가 높아지면서 고부가가치 신소재로 각광받는 슈퍼섬유에 대한 개발 경쟁과 투자도 활발해지고 있다.

슈퍼섬유는 일반 섬유보다 강도가 월등히 높거나 고열에 견딜 수 있는 내열성·난연성이 우수한 고성능 섬유 소재다. 아라미드·폴리페닐렌 설파이드^PPS·액정고분자^LCP 섬유와 같이 고강도·내열성·내화학성 등이 우수한 슈퍼섬유는 자동차·우주·항공·전자 등 다양한 첨단 산업 분야에 활용된다. 그중에서도 친환경·고효율·저비용 등 우수한 특징을 갖는 LCP는 전기전자 부품, 기계 부품, 음향기기, 화학장치, 스포츠용품 등의 산업에 폭넓게 사용되고 있으며, 향후 성장 가능성이 매우 높은 신소재로 꼽힌다. 하지만 제조 과정이 까다롭고 일본 기업이 세계 시장의 90% 이상을 독점하고 있는 상황에서 전량 수입에 의존해야 하는 실정이다.

LCP는 온도에 매우 민감한 소재다. 용융방사(화학섬유를 만드는 방법의 하나)가 가능한 소재지만 섬유 제조 과정에서 온도에 의해 분해되기 쉬운 특성을 지녔다. LCP 섬유 소재를 개발하는 데는 두 단계의 공정을 거칠 필요가 있다. 우선 용융방사를 통해 섬유를 제조하고, 그 후 물성을 강화하기 위해 열처리 공정을 거쳐야 한다. 열처리를 하게 되면 강도가 2배 이상 높아지기 때문에 높은 강도를 요하는 용도로 제품화하려면 열처리 공정이 반드시 필요하다. 하지만 이 과정에서 질소 농도가 조금만 낮아져도 원사가 산화하거나 물성이 저하돼 섬유가 끊어지기 쉽다. 이처럼 열처리 공정은 기술적 난도가 매우 높고 섬세한 작업이 요구된다. 삼환티에프는 열처리 공정의 최적 조건을 개발하는 과정에서 상당한 어려움을 겪었고 그만큼 시행착오도 많았다. 열처리 공정을 위한 설비를 따로 개발하고 공정 조건을 최적화하는 데 많은 시간과 노력을 투입한 끝에 이러한 문제를 해결하고 성공적으로 MLCP 섬유를 제조할 수 있었다.

삼환티에프는 연구개발을 통해 MLCP 개발을 위한 최적의 용융방사 공정 조건과 제조 기술은 물론, 사업화 규모의 양산화 기술까지 확보했다. 물성을 극대화할 수 있는 최적의 열처리 조건과 시스템 개발에도 성공했다. 이로써 전량 일본 수입에 의존하던 LCP 섬유 소재의 국산화 기술을 확보하고, 사업화 규모의 양산 시스템과 인프라까지 구축하는 성과를 거뒀다.

토목건축용 보강 복합재 시제품 개발을 완료한 것도 커다란 성과다. 실제 산업 분야 적용 가능성을 보여준 첫 결과물이기 때문이다. 내진 보강은 내진설계가 이뤄지지 않은 건축구조물에 지진을 견딜 수 있도록 구조물을 보강하는 기술로, 최근 탄소 섬유와 아라미드 섬유 등 산업용 섬유를 콘크리트 표면에 접착해 내력을 보강하는 신소재 섬유 접착 공법이 주목받고 있다. 국내에선 내진 성능 향상을 위해 일본에서 직물을 수입해 사용하는 실정이었으나 이번 LCP 섬유 소재의 국산화로 이러한 문제를 해결할 수 있게 됐다.