<편집자 주>

최근 자동차 업계의 경량화 요구에 대한 대응으로 CFRP 등 신소재에 대한 연구가 범세계적으로 진행되고 있다. 그러나 이러한 신소재 적용은 뛰어난 물성과 가벼운 중량에도 불구하고 높은 생산 단가로 인해 쉽사리 접근하기 힘든 분야이다. 이러한 상황에서 슈퍼엔지니어링플라스틱급의 강도를 지닌 플라스틱을 일반 엔지니어링플라스틱 가격 수준으로 제조하는 공정을 도입한 CAP코리아의 2014년은 주목할 만하다. 고강도의 경량 플라스틱 부품을 일반 산업계에서도 부담 없이 적용할 수 있는 시대를 꿈꾸는 CAP코리아. 그들을 본지에서 취재했다.

(주)CAP코리아의 곽충보 대표이사(左)와 조치형 대표이사(右)

고강도 경량 플라스틱 제품, ‘(주)CAP코리아’에 문의하세요!

금속 소재의 경량화 요구에 따라 최근 높은 강도와 물성을 지닌 고강도 플라스틱 시장이 부상하고 있다. 특히 슈퍼엔지니어링플라스틱은 자동차 경량화 소재 등의 분야에서 알루미늄을 대체할 신소재로 각광받고 있으며, 최근 도레이첨단소재, SK케미칼 등 화학소재 업체들이 슈퍼엔지니어링플라스틱 소재 공장을 건설하는 등 시장 공략에 박차를 가하는 상태이다.

그러나 현재 슈퍼엔지니어링플라스틱을 비롯해 CFRP 등 고기능성 신소재들은 성능이 뛰어난 만큼 높은 가격대를 형성하고 있어 폭 넓은 산업군에 적용하기가 쉽지 않다.

이러한 상황에서 슈퍼엔지니어링플라스틱보다 높은 강도와, 저렴한 비용으로 고강도 플라스틱 제품을 제조하는 기업이 있어 눈길을 끌고 있다. 바로 고강도 플라스틱 전문 제조기업 (주)CAP코리아(이하 CAP코리아)가 그 주인공이다.

일본의 고강도 플라스틱 제조기술과 탄소섬유를 열가소성수지로 성형화하는 세계 최고의 기술과 함께 투자를 유치한 외국투자법인인 CAP코리아는 지난 2013년 12월 일본으로부터 시설 도입 및 설치를 완료하고 시험 생산을 진행하고 있다.

CAP코리아의 조치형 대표이사는 “당사는 대표적으로 안전화에 들어가는 철재 선심(토캡)을 GFRP으로 대체하는 고강도 플라스틱 선심을 개발하였다. 무게를 50% 이상 경량화, 고품질화하여 기존에 가지고 있던 단점들을 보완한 결과 현재 양산 단계에 있다. 또한 핸드레이업 방식으로 환경관련 시설, 특히 열과 부식에 강한 약품탱크, 굴뚝, 세정탑, 스크루바, 송풍기와 산에 강한 펌프 등을 주문제작·설치하고 있으며 플라스틱과 FRP를 종합적으로 생산하는 기업”이라고 소개했다.

현재 동사는 ‘소비자를 회장으로 모시는 조직’이라는 슬로건 아래 기술개발 및 생산의 조치형 대표이사와 경영 부분의 곽충보 대표이사가 각각 전문분야를 담당하고 있다.

공정·기술혁신으로 원가절감 실현

CAP코리아가 지닌 기술력 중 주목해야 할 부분은 탄소섬유, 유리섬유, 아라미드섬유, 현무암섬유 등의 촙과 합성수지를 융합해 고강도장섬유사출기로 기존제품 대비 1.5배 이상의 강도를 낼 수 있는 ‘슈퍼엔지니어링 FRP’ 공정과 섬유 원단과 수지필름을 적층해 Hot Stampping기로 금속제품 대비 강도를 10배 이상 높인 제품을 생산할 수 있는 Hot Stampping기술이다. 특히 이 기술은 국제특허 출원된 기술로, 탄소섬유를 열가소성수지로 가공할 수 있는 국내 최초의 기술이며 현재 P사에서 생산하고 있는 마그네슘 판재를 고품질로 성형화할 수 있는 유일한 기술이다.

CAP코리아의 조 대표이사는 “고강도 장섬유 사출 기술은 기존의 사출 방식과는 다르게 펠릿 제조 공정이 필요하지 않아 공정을 혁신적으로 줄였고, 또한 제품의 요구 조건에 따라 원료를 자유자재로 배합할 수 있는 기술이 핵심”이라고 밝혔으며 또한 “당사의 Hot Stampping 기술은 금형의 표면을 고주파로 가열하는 방식으로, 가열 시 소요되는 에너지를 획기적으로 절약할 뿐만 아니라 표면 전체를 고르게 가열함으로써 고품질의 제품을 생산할 수 있다. 또한 프리프레그를 제작해 가공하는 공정이 생략됨으로 인해 열가소성 탄소섬유 성형 기술 대비 원가를 약 70%가량 절약할 수 있는 국제특허기술로, 당사는 슈퍼엔지니어링플라스틱보다 높은 강도의 플라스틱을 가장 저렴한 가격에 생산할 수 있다.”고 전했다.

슈퍼엔지니어링플라스틱급 물성을 엔지니어링플라스틱 가격으로!

CAP코리아의 공정을 거쳐 제조된 슈퍼엔지니어링 FRP는 일반적인 수지와 장섬유를 융합한 것으로, 슈퍼엔지니어링플라스틱의 강도를 능가하기 때문에 금속제품과 고가의 슈퍼엔지니어링플라스틱 제품을 대체할 수 있다.

특히 이 방식은 앞서 언급했던 바와 같이 탄소섬유, 유리섬유, 현무암섬유, 아라미드섬유 등 첨가제를 펠릿으로 제조하지 않기 때문에 공정의 절약으로 인한 원가 절감과 더불어 촙이 장섬유의 형태를 유지함으로써 인장강도, 내마모성 등이 더욱 높아진다.

조 대표이사는 “슈퍼엔지니어링 FRP를 기존의 플라스틱과 비교하자면 슈퍼엔지니어링플라스틱보다 30~50%가량 높은 강도를 지니면서도 가격은 일반 엔지니어링플라스틱 수준으로 낮췄다”고 전했다.

뿐만 아니다. 수지와 섬유의 적층을 이용하는 Hot Stampping 방식의 경우, 기존의 프리프레그 가공 공정이 생략됨으로써 더욱 원가를 절감하고 있으며, 더불어 기존에 사용되던 열경화성 수지가 아닌 열가소성 수지를 활용해 보다 친환경적이고, 아울러 유연한 가공이 가능하다. 이에 대해 그는 “고객이 원하는 제품의 강도에 맞춰 섬유와 수지를 자유롭게 적층함으로써 가공물 강도의 폭을 조율할 수 있고, 더불어 뻣뻣한 프리프레그 대신 플렉서블한 수지 필름과 섬유를 적층함으로써 딥 드로잉 가공이 가능하다”고 전했다.

한편 조 대표이사는 “탄소섬유를 열가소성 수지로 성형화하는 기술은 기존 기술 대비 약 76%의 원가를 절감할 수 있으며, 품질은 월등히 우수할 뿐만 아니라 현재의 기술로 제작이 어려운 고난이도의 제품을 성형할 수 있다”며 “이는 공정 혁신을 통한 고품질 저원가의 제품을 생산할 수 있는 CAP코리아의 장점”이라고 전했다.

(주)CAP코리아 www.frc2000.com