본서 1편에서는 슈퍼섬유의 전반적인 산업동향과 정부의 C-산업 발전 전략 등을, 2편에서는 탄소소재와 관련된 탄소섬유와 그래핀 그리고 탄소나노튜브의 기술개발 및 시장 전망을 수록함으로써 이와 관련된 업체 분들에게 다소나마 유용한 정보자료로 활용되기를 바라는 바입니다.
"슈퍼섬유/탄소소재산업의 기술개발동향과 발전 전망"
페이지 484 / ISBN 979-11-951076-4-3 / 판형 A4, 210*297mm
발간일 2013년 12월 11일
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제1편 슈퍼섬유산업
제Ⅰ장 기능성 섬유소재 현황
1. 기능성 섬유소재 개요
1) 정의 및 필요성
2) 범위 및 분류
2. 기술(특허) 분석
1) 기술동향 분석
(1) 세계동향
(2) 국내동향
2) 요소기술군 도출
(1) 특허 및 논문을 이용한 기술군 클러스터링
(2) 클러스터링을 통한 전문가기반의 요소기술도출
3) 기술지수분석
(1) 기술성장성 분석
(2) 기술수준 분석
(3) 기술장벽 분석
3. 산업 및 시장 분석
1) 니즈 분석
(1) 산업용 소재화
(2) 고기능성 및 고성능
(3) 친환경성과 저가격화
(4) IT/NT/BT 융합화
(5) 웰빙(Well-being) 및 고급패션화
2) 산업특징 및 구조
3) 시장현황/전망분석
4) 공급망(분류)에 따른 분석
4. 기능성 섬유소재 기타요소
1) 기업니즈조사
2) 요소기술 후보군
3) 핵심기술 선정
4) 로드맵 기획
(1) 연구개발 목표 설정
(2) 로드맵 작성
5) 2013년 섬유화학 기술개발사업 (산/학/연 협력과제)
5. 섬유부문 산업융합 사례
1) 메디컬 섬유
(1) 개념과 내용
가. 개념
나. 융합내용
다. 주요내용
(2) 정책분석
가. 선진국 사례
나. 국내 현황
다. 국내 문제점
라. 정책수요
2) IT산업용 섬유제품
(1) 개념과 내용
가. 개념
나. 융합내용
다. 주요내용
(2) 정책분석
가. 선진국 사례
나. 국내 현황
다. 국내 문제점
라. 정책수요
3) 첨단 섬유강화 복합재료
(1) 개념과 내용
가. 개념
나. 융합내용
다. 주요내용
(2) 정책분석
가. 선진국 사례
나. 국내 현황
다. 국내 문제점
라. 정책수요
4) 환경 감지기능 섬유
(1) 개념과 내용
가. 개념
나. 융합내용
다. 주요내용
(2) 정책분석
가. 선진국 사례
나. 국내 현황
다. 국내 문제점
라. 정책수요
5) 광학특성 나노섬유
(1) 개념과 내용
가. 개념
나. 융합내용
다. 주요내용
(2) 정책분석
가. 선진국 사례
나. 국내 현황
다. 국내 문제점
라. 정책수요
제Ⅱ장 슈퍼섬유의 산업현황과 발전 동향
1. 슈퍼섬유의 정의와 용도 전개
1) 슈퍼섬유의 정의
2) 슈퍼섬유의 용도 전개
(1) 슈퍼섬유의 특성
(2) 고강도·고탄성률 섬유의 1차 구조와 특성
가. 고강도·고탄성률 섬유의 분류
나. 강직쇄 고분자로 이루어진 슈퍼 섬유
다. 유연쇄 고분자로부터의 슈퍼 섬유
라. 그 밖의 고강도·고탄성률 섬유
3) 슈퍼 섬유의 미세 구조
4) 고강도·고탄성률 섬유의 제사 기술
(1) 겔 방사법 (굴곡쇄 고분자)
(2) 액정 방사법 (강직쇄 고분자)
5) 슈퍼 섬유의 용도
6) 향후의 전망
2. 슈퍼섬유의 산업현황 및 발전 동향
1) 슈퍼섬유의 산업 동향
(1) 시장 구조
(2) 국내 생산 전망
(3) 수요확대 전망
2) 슈퍼섬유의 기술개발 동향
3. 슈퍼섬유산업 육성 필요성
1) 기술개발 필요성
(1) 미래 핵심 녹색에너지 소재산업
(2) 기술집약형 부품소재 산업
(3) 선진국의 기술개발 성공 사례
(4) 선진국의 정부주도 섬유관련 기술지원 사례
2) 국내 슈퍼섬유 산업의 SWOT 분석
4. 슈퍼섬유 발전전략과 기술로드맵
1) 전략과제 도출배경
2) 기술 트렌드
3) 매크로 기술로드맵
4) 중장기 기술혁신 추진전략
5) 슈퍼섬유산업의 발전비전 및 기대효과
(1) 발전비전 및 중장기 목표
(2) 기술개발을 위한 정책방향 제시
제Ⅲ장 산업용 신소재와 고기능성 소재의 개발 동향
1. 산업용 신소재의 개발 동향
1) 화학소재의 중요성
(1) 세계 시장규모 증가 추세
(2) 국가제조업 경쟁력의 핵심기반
(3) 국내에서도 화학소재 육성의 필요성 절감
(4) 국내 석유화학기업들의 산업용 신소재사업 진출 확대가 필요
2) 주요 신소재의 부상
(1) 온실가스 감축을 위한 자동차 경량화 소재
(2) 신재생에너지설비의 주력인 태양전지 모듈용 필름
(3) IT기기활용의 혁신을 선도하는 Flexible Display용 기판소재
3) 화학소재 적용 및 개발방향
(1) 자동차 경량화 소재
(2) 태양전지 모듈용 필름
(3) Flexible Display 기판 소재
4) 전망 및 시사점
2. 고기능성 차별화소재의 개발 동향
1) 화학섬유기술의 연구개발방향
(1) 21세기 섬유기술의 연구개발 환경
(2) 연구개발의 방향성
가. 고감성 섬유
나. 고기능성 섬유
다. 고성능 섬유
라. 초기능성 섬유
(3) 섬유업계의 연구개발 활성화 방안
가. 주요국가의 섬유산업발전을 위한 연구개발정책
나. 산업자원부의 섬유산업발전을 위한 연구개발 방향
2) 고기능성 차별화 섬유의 발전 방향
(1) 기능성 섬유의 발전방향
(2) 기술의 발전방향
(3) 화섬소재의 개발과 수요
(4) 기능성 차별화섬유개발과 바이오미메틱스
(5) 바이오미메틱스 기술수준
3) 고기능성 차별화 섬유제품
(1) 착용 쾌적제품
가. 개요
나. 기술동향 및 미래추이
다. 시장/기술의 특성과 기회/위협요인
라. 지역의 기술개발전략
(2) Eco-Care제품
가. 개요
나. 기술동향 및 미래추이
다. 시장/기술의 특성과 기회/위협요인
라. 지역의 기술개발전략
(3) 청결제품
가. 개요
나. 기술동향 및 미래추이
다. 시장/기술의 특성과 기회/위협요인
라. 지역의 기술개발전략
(4) 건강 증진제품
가. 개요
나. 기술동향 및 미래추이
다. 시장/기술의 특성과 기회/위협요인
라. 지역의 기술개발전략
(5) Easy Care제품
가. 개요
나. 기술동향 및 미래추이
다. 시장/기술의 특성과 기회/위협요인
라. 지역의 기술개발전략
(6) 안전, 안심제품
가. 개요
나. 기술동향 및 미래추이
다. 시장/기술의 특성과 기회/위협요인
라. 지역의 기술개발전략
3. 나노섬유의 제조방법과 기술개발 동향
1) 나노섬유의 정의
2) 나노섬유의 종류
(1) 탄소 나노섬유 (Carbon Nanofiber)
(2) 고분자 나노섬유
(3) 기타 나노섬유
3) 나노섬유의 특징
(1) 초분자배열
(2) 초비표면적
(3) 나노사이즈
4) 나노섬유의 제조방법
(1) 단성분 방사
(2) 다성분 방사 (복합방사, top-down 방식)
(3) 부직포방사 (bottom-up 방식)
(4) 에어제트 방사
(5) 플래시 방사
5) 전계방사 장치
6) 전계방사 나노섬유의 응용
(1) 활성탄소 소재
(2) 생체 및 조직공학용 소재
가. 상처 치료
나. 약물 수송 및 방출
(3) 에너지용 나노섬유
가. 전지용 나노섬유
나. 에너지 저장/변환용 나노섬유
(4) 필터 소재
가. 연료필터
나. 공기필터
다. 정수필터
(5) 기타 응용
가. 방호기능 소재
나. 에너지 저장기능 소재
다. 항균성 나노섬유
라. 템플릿
마. 직물
바. 촉매
사. 수퍼캐패시터용 전극
아. 고감도 전계방사 센서
4. 활성탄소섬유의 제조방법과 C-산업(6개 탄소소재) 발전전략
1) 기술성분석
(1) 기술개요
가. 기술의 정의
나. 기술의 특징
(2) 국내외 기술동향
(3) 특허동향
가. 국내외 특허동향 및 국가현황
나. 기술성숙도
다. 주요 연구그룹현황
라. 주요 Key Player 및 국가 기술수준
2) 고성능 필터용 활성탄소섬유
(1) 분리 범위
(2) 활성탄소섬유의 특징
(3) 활성탄소섬유의 종류
(4) 활성탄소섬유의 제조방법
가. 레이온계
나. 아크릴계
다. 페놀계
라. 피치계
(5) 활성탄소섬유의 용도
3) 시장성분석
(1) 사업화 환경 분석
가. 정책적 환경
나. 경제적 환경
다. 사회적 환경
라. 기술적 환경
마. 기술의 시장성 PEST 분석
(2) 국내외 시장전망
가. 해외 시장동향
나. 국내 시장동향
다. 산업분야의 활용
(3) 경쟁 상황
가. 시장의 경쟁정도
나. 시장진입장벽
(4) SWOT 분석
제Ⅳ장 소재부품 중소기업 R&D 활성화 방안
1. 추진배경
1) 우리 경제의 근간, 소재부품 중소기업
(1) 소재부품산업의 경제적 위상
(2) 소재부품 중소기업의 경쟁력 강화 요구
2) R&D를 통한 소재부품 중소기업 진흥 필요성
2. 현황 및 문제점
1) 소재부품 중소기업 R&D 현황
2) 기존 정책 및 문제점
(1) 기존 정책
(2) 기존 정책의 문제점
3. 정책비전 및 추진전략
1) 창의적 R&D를 위한 전략적 금융
(1) 창의적 소재부품 R&D 활성화
(2) 소재분야 투자 활성화
2) 소재부품 창의인재 육성
(1) 중소기업 인력파견사업 실효성 증대
(2) 중소기업 소속 R&D인력 역량강화
3) 경쟁력 확보를 위한 다각적 인프라 활용
(1)「소재부품 원스톱 센터」구축
(2) 신뢰성사업센터의 S/W적 인프라 강화
4) 동반성장을 위한 생태계 구축
(1) 지역기반 산·학·연 클러스터 형성
(2) 소재부품 중소기업 - 대기업 간 동반성장 기반 구축
4. 기대효과
5. 향후 추진계획
1) 정책의 우선순위
2) 세부 추진일정
6. 소재부품 R&D 현황
1) 소재부품 산업 및 정책 통계 (추진배경)
2) 소재부품 산업 및 정책 통계 (현황 및 문제점)
3) 해외사례
(1) 일본 사례
(2) 독일 사례
(3) 시사점
4) 관련 법령 및 추진체계도
5) 관련 주요 법규정 및 개정사항
(1) 부품소재중소기업 R&D 지원 근거 및 관련 법령과 규정
(2) 법령 개정(안) 내용
6) 정책 세부 내용과 예산 (전략적 금융)
7) 정책 세부 내용과 예산 (창의 인재 육성)
8) 정책 세부 내용과 예산 (상생의 생태계)
9) 세부추진 일정과 향후 정책 검토과제
(1) 세부추진 일정표
(2) 향후 정책 검토과제
가. 소재부품 중소기업의 M&A 활성화 대안 검토
나. 소재부품 연구자 자율 R&D 추진
다. 산학연 클러스터의 조정센터구축
7. 제3차 소재부품발전 기본계획
1) 기본계획 수립 배경
2) 기본계획 주요 내용
(1) 대 전략 및 12대 과제의 성공적 달성을 위한 후속계획 실천
(2) 정책.민간 자금의 투자 확대. 효율화 및 민관 협업 강화
3) 제3차 소재부품 발전 기본계획 (요약)
(1) 추진 배경
(2) 이행계획 내용구성
가. 기존과제
나. 신규과제
4) 주요 정책 향후계획
(1) 대 전략 및 12대 과제의 성공적 달성을 위한 후속계획 실천
가. 핵심 소재/부품 확보를 위한 투트랙(Two-Track) 전략 추진
나. 국산 소재/부품의 명품화를 위한 혁신지원 인프라 강화
다. 중소기업의 특허관리 및 소재/부품 개발장비 국산화 강화
라. 글로벌 시장진출 강화 및 해외 M&A 활성화
마. 미래형 소재부품 인재 양성 및 일자리 연계 강화
(2) 정책/민간 자금의 투자 효율화 및 민관 협업 강화
가. 정책/민간 자금의 투자 효율화
나. 성과창출을 위한 정책협업 강화
다. 소재부품 정책성과 평가 및 확산 시스템 구축
5) 소재/부품산업 발전 비전
(1) 소재/부품산업의 수출, 무역흑자 증가
(2) 소재/부품산업의 성장 핵심축인 글로벌 전문기업 증가
제2편 탄소소재산업
제Ⅰ장 첨단복합재료 탄소섬유 현황
1. 탄소섬유의 개요
1) 탄소섬유의 정의
2) 탄소섬유의 분류
(1) 분류 배경
(2) 탄소화 온도에 의한 분류
가. 탄소섬유
나. 방염섬유
다. 흑연섬유
(3) 원료에 의한 분류
(4) 탄소섬유의 관용적 분류
가. 고성능 탄소섬유 (High Performance Grade CF : HPCF)
나. 범용 탄소섬유 (General Purpose Grade CF : GPCF)
3) 탄소섬유의 형태
(1) 연속 섬유
가. 필라멘트사 (Filament Yarn)
나. 스몰 토우(레귤러 토우) 및 라지 토우
(2) 단섬유 (短纖維)
가. 촙 파이버 (Chopped Fiber)
나. 분쇄 섬유 (Milled Fiber)
(3) 직물류 (Fabric)
가. 직물 (Woven Fabric, Cloth)
나. 편조물 (Braid)
다. 펠트 (Felt)
라. 매트, 페이퍼 (Mat, Paper)
2. 탄소섬유의 제조
1) PAN계 탄소섬유
2) 피치계 탄소섬유
3) 기타
(1) 레이온계 탄소섬유
(2) 기상 성장 탄소섬유 (VGCF)
3. 탄소섬유의 특성
1) 탄소섬유의 구조
2) 탄소섬유의 화학 조성
3) 탄소섬유의 수분
4) 탄소섬유의 내약품성
(1) 산화성
(2) 고온하에서 금속, 금속 산화물과 반응
(3) 층간 화합물의 형성
(4) 탄소섬유의 기계적 성질
(5) 탄소섬유의 열적 성질
(6) 탄소섬유의 전기적, 전자기적 성질
(7) 기타 성질
가. 생물 친화성
나. 흡착성
제Ⅱ장 탄소섬유의 기술동향과 시장 전망
1. 탄소섬유의 기술 동향
1) PAN계 탄소섬유
(1) 용도 개발 동향
(2) 기술 개발 동향
가. 탄소 섬유의 성능 향상
나. 매트릭스 수지의 개발
다. CFRP 성형 기술의 진화
라. CFRP 제품의 용도 적용 향상
2) Pitch계 탄소섬유
(1) 성능 향상
(2) 용도의 다양화
가. 강성 지배 설계 용도
나. 저탄성의 이용 용도
다. 열특성 이용 용도
라. 진동 감쇠성 이용 용도
(3) 수요의 확대
3) 활성 탄소섬유
(1) 액상계 응용 (정수 관계)
(2) 기상계 응용
가. 공기의 청정화 (담배 냄새 제거)
나. 유기 용제 회수
다. NOx, SOx, 오존 제거
(3) 기타
가. 생리 용품 응용
나. 제습
다. 방재(방독)용 마스크
라. 기타
4) 구조 재료용 탄소섬유
(1) 자동차 분야
(2) 항공 우주 기술 분야
(3) 선박 분야
(4) 시설 및 기타 분야
(5) 화재 모델링
5) 내열 융삭(Ablation)용 탄소섬유
6) 탄소섬유의 향후 기술 전망
2. 탄소섬유의 산업계 동향과 시장전망
1) 탄소섬유 산업계 동향
(1) 국외 업계
가. PAN계 탄소섬유: 스몰 토우(Small Tow)
나. PAN계 탄소섬유: 라지 토우(Large Tow)
다. Pitch계 탄소섬유
라. 주요기업 현황
(2) 국내 업계
2) 탄소섬유 시장동향
(1) 개요
(2) 세계시장
가. 탄소섬유 생산동향
나. 탄소섬유 수요동향
다. 일본의 탄소섬유 시장
라. 중국의 탄소섬유 시장
(3) 국내시장
가. 수요 동향
나. 기술 개발 및 산업 전망
3) 국내 탄소밸리(Carbon Valley) 사업 추진계획
(1) 탄소소재 분야 국가연구개발사업 투자/성과 현황
가. 투자 현황
나. 성과 현황
(2) 탄소밸리구축사업
가. 사업 개요
나. 기술적 타당성 분석
다. 정책적 타당성 분석
3. 주요 핵심소재와 탄소섬유의 발전전략
1) 주요 핵심소재 현황 및 전망
(1) 소재산업 구조분석
가. 소재산업의 질적 고도화 미흡
나. 핵심소재를 포함한 소재산업의 부가가치율 저하
다. 핵심소재를 포함한 소재산업의 수입의존도 증가
라. 소재의 대일 수입의존도 증가
(2) 탄소섬유소재 현황 및 전망
가. 세계 현황
나. 국내 현황
다. 기술개발 동향
라. 향후 전망
(3) 탄소섬유 주요 용도별 수요현황 및 전망
가. 항공기용 수요현황 및 전망
나. 자동차용 수요현황 및 전망
2) 탄소섬유 기업 및 정책사례와 시사점
(1) 국내외 주요 탄소섬유 기업사례
가. 일본기업: 도레이
나. 국내기업: (주)효성
(2) 한·일 핵심소재 관련 정책사례
가. 한국
나. 일본
다. 시사점
(3) 중국의 탄소섬유 진입전략
가. 국가지원정책
나. 수급 및 시장잠재력
다. 국제 비교
3) 주요 핵심소재의 경쟁력 강화를 위한 정책과제
(1) 차별화된 기술개발 지원
(2) 산업인프라 확충
(3) 제조장비산업의 동반 육성
(4) 선도기업 육성
(5) 핵심소재 정책기능 강화
(6) 내수기반 확보
(7) 성과공유제 확대
(8) 기타 인프라 구축 확대
제Ⅲ장 그래핀 기술개발과 시장 전망
1. 그래핀 개요
1) 그래핀 개념 및 특성
(1) 그래핀 개념
(2) 그래핀 특성
2) 그래핀 합성방법
(1) 화학적 박리그래핀 (Chemical Exfoliation)
(2) 화학기상증착법 (Chemical Vapor Deposition: CVD)
3) 그래핀 응용분야
2. 국내외 그래핀 관련 기술개발 현황
1) 국내 기술개발 현황
(1) 터치패널 (Touch Panel)
(2) Organic Light Emitting Diode (OLED: 유기발광소자)
(3) 이차전지 및 수퍼캐패시터
2) 해외 기술개발 현황
(1) 터치패널 (Touch Panel)
(2) Organic Light Emitting Diode (OLED: 유기발광소자)
(3) 이차전지 및 슈퍼커패시터
3. 그래핀 응용분야별 시장 현황 및 전망
4. 그래핀 기술 산업화 전망 및 시사점
1) 산업화 전망
2) 대내외 환경 분석을 통한 시사점
제Ⅳ장 탄소나노튜브(CNT)의 기술 동향
1. 탄소나노튜브 개요 및 용도별 적용 현황
1) 개요
(1) 탄소끼리 결합한 미세한 튜브모양의 물질
(2) 강도와 유연성이 뛰어난 차세대 신소재
2) 용도별 적용 현황
(1) 3분야에서 응용방향 모색
(2) 고분자 복합소재는 현재 가장 일반적 용도
(3) 에너지 저장능력을 향상시키는 에너지 소재로도 개발 중
(4) 전자이송능력을 활용한 전자소재 적용가능성에도 주목
2. 탄소나노튜브 복합소재
1) 탄소나노튜브의 형태
2) 탄소나노튜브 복합소재의 특성
(1) 탄소나노튜브의 분산
가. 탄소나노튜브의 물리적 개질을 통한 분산성 향상
나. 탄소나노튜브의 화학적 개질을 통한 분산성 향상
(2) 탄소나노튜브와 고분자와의 복합화
3) 탄소나노튜브 복합소재 응용 분야
(1) Color 구현 전자파 차폐 외장재
(2) 고강도 경량 외장재
(3) 정전분산 플라스틱
4) 탄소나노튜브의 과제
3. 탄소나노튜브의 합성 및 응용
1) 정의
2) 합성법
(1) 전기방전법 (Arc-Discharge)
가. 특허 분석범위
나. 특허 데이터 선별
다. 출원시장별 특허동향
라. 주요출원인 현황
마. 출원인 국적변화
(2) 레이저 증착법 (Laser Vaporization)
(3) 플라즈마화학기상 증착법 (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)
가. 특허 분석범위
나. 특허 데이터 선별
다. 특허 데이터 선별
라. 주요출원인 현황
마. 출원인 국적변화
(4) 열화학기상 증착법 (Thermal Chemical Vapor Deposition)
가. 특허 분석범위
나. 특허 데이터 선별
다. 출원시장별 특허동향
라. 주요출원인 현황
마. 출원인 국적변화
(5) 기상합성법 (Vapor Phase Growth)
(6) 마이크로웨이브법
3) 산업적 응용
(1) 에너지 분야
(2) 전자 분야
(3) 고분자 등 재료 분야
(4) Tools, Instrumentation Equipment 분야
(5) Health/Medical 분야
4. 시장동향 및 연구개발동향
1) 시장동향
(1) 세계 탄소나노튜브 현황
(2) 국내 탄소나노튜브 현황
(3) 시장 전망
2) 연구동향
(1) 세계 연구개발동향
(2) 국내 연구개발동향
(3) 탄소나노튜브와 멤스 소자의 융합
가. 탄소나노튜브 기반 3차원 마이크로 구조물
나. 탄소나노튜브가 융합된 멤스 소자
다. 탄소나노튜브와 멤스 소자 융합의 도전 과제 및 전망
(3) CNT 산업의 기업/연구기관 활동 현황
(1) 일본의 CNT 및 컴파운드 연구 현황
가. CNT 및 컴파운드를 사업으로 하는 기업
나. CNT 및 컴파운드를 사업으로 하는 학교
다. CNT 및 컴파운드를 사업으로 하는 연구기관
(2) 해외의 CNT 및 컴파운드 연구 현황 (독일)
5. 탄소복합섬유 개발동향
1) PAN계 탄소섬유 내에 함침된 CNT 효과
2) Gel Spinning PAN/CNT 섬유
3) 이성분 겔방사로 얻어진 PAN/CNT 섬유
4) PAN계 탄소섬유 안정화/탄화
5) Pitch/CNT 복합탄소섬유
6. CNT 연속섬유 및 섬유화 기술동향
1) 서론
2) CNT 섬유화 기술
(1) CNT 복합체 섬유 (CNT-major Composite Fiber)
(2) 건식공정 CNT 섬유
(3) 습식공정 CNT 섬유
(4) 거대 탄소튜브의 섬유화
3) CNT 복합섬유의 응용 분야
