[스타트업 투게더] 씨앤투영 “혁신적 탄소섬유 슬리팅 기술로 산업에 변혁 일으키겠다”

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현재 투자유치 단계 : 시드
투자유치 목표 금액 : 10억원
투자유치 희망 시기 : 2024년 3~4분기

누구나 한번쯤 들어보았을 탄소섬유(Carbon Fabric)는 가벼우면서도 내구성이 강하고, 질긴 특성을 가지고 있다. ‘철보다 4배 가볍지만 강도는 10배’라는 말이 탄소섬유의 장점을 잘 드러내준다. 그래서 여러 산업에서 탄소섬유 도입 시도가 있었으나, 실제 사용되는 것은 항공기 소재, 방위산업, 슈퍼카, 고급 스포츠 용품 등 고가 장비에 그쳤다. 탄소섬유가 너무 비싸기 때문이다.

탄소섬유의 밀집도는 ‘필라멘트’ 숫자로 나타낸다. 현재 탄소섬유를 양산하는 회사들은 대부분 12K, 즉 12,000 가닥의 필라멘트가 뭉쳐진 탄소섬유를 생산한다. 그런데, 아이러니하게도 탄소섬유의 단가는 12K가 제일 싸고, 6K, 3K, 1K 수준으로 낮아지면서 훨씬 비싸진다. 예를 들어, 12K 탄소섬유를 생산할 때의 원가는 3만원 중반이지만, 1K 탄소섬유로 같은 양을 만들면 원가가 12만원이 되어, 4배나 비싸지게 된다. 왜 그럴까? 탄소섬유 필라멘트를 만드는데 1K, 3K와 같은 낮은 밀집도의 탄소섬유를 만들려면 새로운 공정을 개발해야 하는데 그렇게 하기에는 돈이 많이 들기 때문이다.

그렇다면, 애초부터 12K 탄소섬유를 구입하여 잘게 잘라서 1K나 3K 필라멘트 탄소섬유로 만들면 되지 않을까? 충분히 생각할 수 있는 일이다. 그러나 생각만큼 쉽지 않다. 12K 탄소섬유의 너비는 매우 작고, 그마저도 마치 부직포처럼 필라멘트기 얽히고 설켜 있어서 자르기가 만만치 않기 때문이다. 오늘 소개하는 기업 ‘씨앤투영’은 독자적인 슬리팅 기술로 12K의 탄소섬유를 6K, 3K 등 원하는 수준으로 분섬하여 원가를 대폭 낮춘 뒤 수요 회사에 공급하는 스타트업이다.

앞서 말한 것처럼 탄소섬유를 슬리팅하는 것은 쉬운 일이 아니다. 12K의 탄소섬유는 그 폭이 불과 7mm에 불과하고, 그 안에 탄소 필라멘트 12,000 가닥이 얽히고 설켜 있다. 비록 7mm라고 하더라도 정밀한 커터로 잘라내면 되지 않을까 생각할 수 있지만, 만만치 않다. 12,000 가닥의 필라멘트가 층층을 이루며 결합해 있어 이것을 자르는게 생각처럼 쉽지 않기 때문이다. 독자 여러분이 7mm의 너비의 ‘부직포’를 커터칼로 자른다고 생각해보면 이해하기 쉬울 것이다.

탄소섬유를 자르기 위해서는 단순 슬리팅이 아니라, 스프레딩, 수지 처리 등 상당한 전 후 처리 기술이 필요하다. 12K 탄소섬유를 생산하는 기업, 즉 한국의 효성, 일본 도레이 등의 기업들은 탄소섬유를 생산할 때 최종적으로 섬유 가닥이 흩날리는 것을 방지하기 위해 최종 생산품에 에폭시 또는 폴리에틸렌(PE) 등의 수지를 첨가한다. 이런 탄소섬유를 정밀하게 슬리팅하기 위해서는 해당 수지를 먼저 제거하고, 넓은 길이로 스프레딩한 뒤, 원하는 수준으로 슬리팅하여 다시 원래의 탄소섬유 소재로 환원하는 과정이 필요하다. 씨앤투영은 이러한 과정을 모두 원라인(하나의 라인)에서 진행할 수 있는 기술을 개발하였다. 이것이 씨앤투영의 핵심기술이다.

만약, 씨앤투영의 계획대로 생산원가가 낮은 12K이상의 탄소섬유를, 고객사가 원하는 수준의 3K, 6K 수준으로 슬리팅하여 판매할 수 있다면 탄소섬유를 소재로 다양한 제품을 만들고자 하는 기업들에게는 희소식이 될 것이며, 탄소섬유의 사용분야도 획기적으로 늘어날 것이다. 그리고 실제로 씨앤투영은 그러한 성과를 국내외 글로벌 대기업과 함께 준비 중이다.

현재 씨앤투영은 탄소섬유 슬리팅의 첫 적용 사업으로, 전기차, 로봇, 항공기 등에 사용되는 ‘(전자파) 차폐케이블’의 소재를 기존의 금속 소재가 아닌 탄소섬유로 대체하는 사업을 하고 있다. 전기를 이용하는 산업이 많아지면서 전기전자 제품의 오작동을 줄이는 것이 매우 중요해졌다. 특히, 전기차, 로봇, 항공기, 드론 등의 산업에서는 전자파 간섭으로 인한 오작동과 인명사고 가능성이 크기 때문에 ‘차폐케이블’의 수요가 늘고 있다. 이 케이블의 소재를 금속이 아니라 탄소섬유로 대체할 경우, 무게도 가벼워지고 내구성도 더 좋아지면서 더 많은 기업들이 찾게 될 것이다.

아울러 씨앤투영은 탄소섬유 프리프레그(pre-preg)라는 산업의 진출도 준비하고 있다. 이는 탄소섬유를 아예 섬유원단처럼 대량으로 만들어 수요기업에 공급하는 것이다. 전 세계적으로 풍력발전기의 날개 블레이드를 가벼운 탄소섬유로 바꾸는 작업이 한창인데, 탄소섬유 슬리팅으로 원가를 대폭 낮춘 프리프레그를 공급하겠다는 것이 씨앤투영의 목표다.

씨앤투영 임수영 대표는 나노탄소섬유 소재 공학으로 박사과정을 수료하고, 해당 분야에서 6년 가량 종사한 기술전문가 CEO다. 씨앤투영은 원래 임수영 대표의 부친이 평생에 걸쳐 일궈온 화학 회사지만 임 대표가 회사를 물려받으면서 ‘탄소섬유 슬리팅’이라는 새로운 방향으로 피봇팅을 하는 중이다. 이미 매년 약 20억 원의 매출과 1~2억원의 순이익을 기록하고 있어 굳이 새로운 사업을 개척할 이유가 없지만, 임수영 대표는 과감하게 ‘One 공정 탄소섬유 슬리팅’이라는 낯선 과제에 도전하고 있다. 오스트리아 경제학자 슘페터가 말했던 ‘야수적인 본능을 가진 혁신가’의 과제를 수행 중인 임수영 씨앤투영 대표의 미래가 궁금해진다.

씨앤투영이 해결하려는 문제점이 무엇입니까?

탄소섬유는 철보다 강하고 가볍기 때문에 경량화 소재로 가장 주목받고 있고 경량화와 내구성을 요구하는 산업에서는 꼭 필요하지만 비싼 가격 때문에 시장진입에 많은 제약을 가지고 있습니다. 탄소섬유 시장은 36억 달러 정도의 글로벌 시장을 형성하며 매년 9%의 정도의 성장률을 기록하고 있습니다.

하지만 탄소섬유 시장의 대부분은 항공기 및 방위산업, 고가의 슈퍼카 및 스포츠 용품등 가격의 제약을 받지 않는 산업에 주로 사용되고 있습니다. 탄소섬유의 높은 가격으로 인해 다양한 산업군에 사용되는데 제약이 따르고 있습니다. 만약 가격이 낮아 진다면 더욱 많은 산업에 쓰일 것입니다.

일례로 자동차 산업에서 탄소섬유는 경량화 및 내구성을 만족할 수 있는 소재지만 높은 가격으로 인해 시장성장이 늦춰지고 있습니다. 씨앤투영은 이러한 높은 가격의 탄소섬유를 저희의 탄소섬유 슬리팅 기술을 통해 낮추어 공급하는 기업입니다.

씨앤투영은 어떤 방식으로 이 문제를 해결합니까?

우리의 기술은 제조된 탄소섬유를 활용해 슬리팅 공정을 통한 탄소섬유 분섬 기술입니다. 시중에서 12K의 탄소섬유 원가는 3만원 중반이며 1K의 탄소섬유는 12만원 중반으로 K가 낮을수록 오히려 가격이 천정부지로 뜁니다. 이론상으로 보면 12K의 탄소섬유를 구입해 12가닥, 즉 1K로 분섬하게 될 경우 약 3천원으로 제조가 가능합니다.

탄소섬유 1K의 원가가 높은 이유는 생산성의 문제 및 슬리팅 기술의 어려움으로 인하여 생기는 문제로 저희는 독자적인 기술력으로 슬리팅 공정을 설계 및 구축하였습니다.

기존 탄소섬유 제조기업에서 슬리팅 기술을 확보하지 못하는 이유는 탄소섬유는 일방향 섬유가 아니므로 단순히 잘라내는 공정이 아닌 여러 기술을 집합해야 하기 때문입니다.

섬세한 텐션 조절과 수지 및 첨가제의 배합비 조절, 섬유의 정렬을 위한 스프레딩 및 열처리 공정 등 수많은 기술을 확보해야만 탄소섬유를 잘라내는, 슬리팅이 가능하게 됩니다. 해당 기술은 씨앤투영이 확보한 독창적이고 독자적인 혁신 기술입니다.

경쟁사 대비 씨앤투영의 경쟁력과 기술적인 장점이 무엇입니까?

현재 탄소섬유 시장은 다양한 제품군에 적용되는 만큼 수많은 요구사항이 존재합니다. 적용분야에 따라 슬리팅 공정을 통한 섬유의 폭 조절, 특성 부여를 위한 수지 종류 및 배합비 선정 등을 통해 고객의 모든 요구사항에 대처할 수 있습니다.

예를 들어, 현재 씨앤투영에서 사업화를 하고 있는 탄소섬유 차폐 케이블의 경우 금속 편조선 대비 높은 유연성 및 경량성을 보여주지만, 저희는 슬리팅 공정을 통해 금속보다 저렴한 공급가, 케이블 분야에 따른 재질 변경과 폭 조절, 요구 성능에 맞춘 수지 적용 등을 통해 고내열 또는 고강성 등의 특별한 특성까지 부여하고 있습니다. 결국 금속보다 훨씬 성능이 좋지만 가격은 저렴한 경쟁력을 확보하게 되었습니다.

씨앤투영이 제공하는 제품/서비스는 무엇인가요? 현재 상태는?

저희가 지금 가장 빠르게 사업화를 진행하고 있는 제품은 ‘슬리팅 탄소섬유 기술을 적용한 차폐케이블’ 사업입니다. 차세대 모빌리티 산업은 물론, AI, 로봇, 항공기, 자동차 산업 등은 매우 다양한 신호선 및 전력선을 필요로 합니다. 왜냐하면, 기기의 내부에 케이블이 늘어날수록 다양한 노이즈가 발생하게 되고, 그 노이즈로 인해 전자파 간섭 및 충돌이 발생하면 제품의 오작동이 일어나게 됩니다. 그래서 현대 산업에서 전자파 차폐는 필수적인 요소입니다.

자율주행 무인항공기 및 자동차, 착용형 웨어러블 로봇 등 아주 작은 오작동으로도 큰 인명사고를 유발할 수 있는 산업들이 발전하는 시점에 전자파 차폐가 중요한 화두로 떠오르면서, 씨앤투영은 이에 대응하고자 기존 금속 차폐선을 대신할 탄소복합재 차폐선을 개발하여 더욱 가볍고 유연하면서도 내구성이 높은 제품을 제공하려고 합니다.

차폐케이블은 기본 연구개발이 완료된 상태로 양산화 및 생산자동화를 위한 공동연구개발을 진행중인 단계입니다.

현재 국내 L전선, D전선 등 국내 여러 기업들과 협업 중에 있습니다. 전선 중에서 가장 먼저 건물용 통신선에 적용하기 위한 필드테스트를 진행중이며 또한 해외에 본사를 두고 있는 독일의 글로벌기업 L그룹과 함께 신호케이블의 산업화를 위한 VDE 인증을 올해 말까지 목표로 진행중입니다.

VDE 인증 획득시 더욱 안정적으로 판매를 시작할 수가 있어 특수 케이블 등 여러 산업 분야에 전세계적으로 판매가 이루어질 계획입니다.

씨앤투영의 타깃 시장 크기와 핵심 타깃 고객은 누구입니까?

탄소섬유는 올해 기준으로 약 36억 달러의 시장규모를 예상하고 있으며 매년 약 9% 정도의 성장률을 보여주는 시장입니다. 하지만 시장의 규모 및 성장률은 대부분 우주항공이나 방위산업 등 가격에 제약을 받지 않는 산업분야에서 이루어지고 있으며 그 외 다양한 산업분야에서는 높은 비용으로 인해 많은 제약이 따르고 있습니다.

특히 자동차 산업의 경우 경량성과 내구성 등의 요구사항을 충족시킬 수 있는 가장 이상적인 첨단소재로 탄소섬유가 언급되지만 높은 원자재 가격으로 인해 시장 성장이 지체되고 있으며, 현대차 및 기아차의 경우 현재 1/5 수준으로 원가가 절감되어야 차량의 내/외부에 탄소섬유를 적용하여 양산이 가능하다는 입장입니다. 저희의 슬리팅 기술을 통한 원가절감이 이뤄진다면, 모빌리티 산업의 신소재 적용을 통해 탄소섬유 시장의 폭발적인 성장이 가능할 것입니다.

또한, 산업화가 진행중인 차폐케이블 시장은 목표 시장으로 설정했던 자동차용 통신케이블 시장이 자율주행시스템의 발전으로 매년 21% 이상의 성장이 예상되며, 항공용 케이블 및 로봇 등 산업자동화 케이블 시장은 매년 7%의 성장을 이뤄 전세계적으로 약 330억달러, 약 45조원의 시장이 형성될 것으로 예상됩니다.

이중 차폐 소재에 대한 비중은 약 20~30%를 차지하고 있어 약 15조 원의 시장 형성이 예상되어 해당 차폐케이블 시장에서 금속대체 복합소재로 2028년까지 국내 10%, 해외 1%의 점유율을 목표하고 있습니다.

씨앤투영의 비즈니스 모델은 무엇입니까?

슬리팅 탄소섬유(SCF)는 각 수요기업의 요구에 맞추어 다양한 형태로 제공이 가능하도록 설계되어 맞춤형 판매가 가능합니다.

가장 기본적으로 탄소섬유의 폭 조절, 적용 수지 변경을 통한 요구 특성 부여 및 첨가제를 통한 특성 강화 등 여러 요구에 대응이 가능하여 경쟁사가 등장하더라도 기술적 우위를 통한 경쟁력 확보가 가능한 비즈니스 모델을 수립하고 있습니다.

그 동안 씨앤투영 팀의 성과는 무엇입니까?

현재 연구원 위주로 구성된 저희 팀은 슬리팅 탄소섬유 차폐재에 대한 연구개발 및 공정설계를 통해 제작된 시제품으로 신뢰성을 확보하여 로봇용 케이블 분야에 해당 기술을 적용하기 위한 공동연구개발을 진행중이며 내수 뿐 아니라 해외시장에 기술제품을 수출하기 위한 과정을 진행중입니다.

또한, 차세대 모빌리티 항공산업인 UAM/PAV 등의 항공기 등에 적용할 전력케이블, 신호케이블 등의 차폐케이블을 연구개발 중이며 전량 수입되고 있는 항공용 케이블의 국산화 및 양산화를 통해 상용화 시점에 맞춘 연구개발을 진행중입니다.

우리 팀의 경쟁력은?

탄소섬유를 전공한 연구원들로 이루어졌으며 10년 이상 경력을 보유하여 제품 생산에 대한 실무 경험이 풍부한 생산팀원부터 제품기획부터 생산공정설계, 시제품 생산까지의 모든 과정을 자체적으로 진행할 수 있는 팀입니다.

국내에서는 유일하게 탄소섬유를 스프레딩부터 함침, 슬리팅까지 한번에 할 수 있는 라인을 직접 설계하여 구축하여 하였으며, 팀원들끼리 활발한 소통을 통해 공정 중 문제점 및 품질개선을 위해 지속적인 공정을 개발하고 있습니다.

철저한 분업화를 통해 각 연구원의 특색 및 장점을 활용한 높은 퀄리티의 결과물 확보가 가능하여 사업화, 연구개발, 투자유치, 시제품 제작 및 성능평가 등 각 분야에 전문성을 이끌어내어 팀원 모두 저희 제품에 대한 자신감과 확신을 기반으로 제품 수준을 확보하는 중입니다.

우리가 투자를 받아야 하는 이유 3가지!

첫째, 현재 우리는 고객이 요구하는 제품들을 만들어 수익을 실현화 하고 있으며, 또한 앞서 말씀드린 기술력을 통해 다양한 산업의 많은 업체에서 제안이 오고 있습니다. 현재 우리 팀이 가지고 있는 장비는 시제품 생산이 가능한 수준의 장비로 사업화가 진행됨에 따라 양산설비 및 추가 시설 확보가 필요한 상황입니다. 올해 준비중인 인증 및 테스트에 좋은 결과를 보일 것으로 예상이 되며 완료 시점에 맞추어 양산화를 위한 공정을 설계하고자 합니다.

둘째, 우리가 확보한 기술력을 통해 다양한 산업군에서 필요로 하는 모델들을 개발하여 모델다각화를 준비하고 있습니다. 우선은 다양한 산업에서 사용되는 탄소섬유 프리프레그를 기존보다 저렴한 가격으로 준비하고 있습니다. 저가형 프리프레그 같은 경우 슬리팅 탄소섬유가 대량생산된다면 빠르게 사업화 되어 수익을 실현 할 수 있습니다.

셋째, 탄소섬유 관련 제품으로는 기획부터 생산까지 가능한 기술력을 모두 확보하고 있습니다. 탄소섬유 산업에 필요한 스프레딩기술, 함침기술, 슬리팅기술을 모두 보유하고 있으며, 국내 기업으로는 유일하게 모든 기술을 한꺼번에 사용하여 생산까지 가능한 원타임 공정을 확보하고 있는 기업입니다.

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