2026년 7월 22일, 중국 체육 총국은 스포츠 국가 건설을 주제로 한 최초의 국가 차원의 전용 계획인 '15차 5-스포츠 강국 건설 계획'-을 공식 발표했습니다. 2030년에 대한 명확한 목표를 설정했습니다. 전체 스포츠 산업 생산량은 7조 위안을 초과하고, 1인당 스포츠 경기장 면적은 4제곱미터이며, 인구의 약 40%가 정기적으로 운동합니다.
스포츠 산업은 5조 1,200억 위안에서 7조 위안으로 완전히 새로운 성장 사이클을 열고 있습니다. 이 사이클 내에서 "신소재의 왕"으로 불리는 탄소 섬유 복합재 -와 "블랙 골드"-가 스포츠 용품 품질 업그레이드의 핵심 동인이 되고 있습니다. 관세청에 따르면 중국은 2026년 상반기에 675억 3천만 위안의 스포츠 용품과 장비를 수출했는데, 이는 전 세계 수출의 40% 이상을 차지한다. 스포츠 용품에 사용되는 탄소 섬유 복합재의 세계 시장은 2025년에 278억 6천만 위안에 달했고 2032년에는 407억 9천만 위안에 이를 것으로 예상됩니다.
1. 정책 순풍: 스포츠 강국이 탄소 섬유의 새로운 블루오션을 열다
이 계획에서는 스포츠 용품 제조 부문이 스포츠 용품에 탄소 섬유 및 티타늄 합금과 같은 첨단 소재를 적용하는 획기적인 기술을 통해 고급 스마트 친환경 생산으로 전환할 것을 명시적으로 요구합니다. 산업정보기술부 및 기타 7개 부서에서 발행한 "신소재 산업 발전을 위한 지침"에서는 고성능 탄소 섬유를 "핵심 전략 소재"로 분류하여 스포츠 용품에서의 폭넓은 사용을 위한 확실한 정책 지원을 제공합니다.
성 및 도시에서는 스포츠 용품을 위한 새로운 소재를 적극적으로 배치하고 있습니다. 산둥성은 웨이하이 탄소 섬유 낚시 도구 클러스터를 성-급 핵심 클러스터로 지정했습니다. Fujian은 탄소 섬유 신발 소재를 우선 혁신 방향으로 선정했습니다. 광둥은 토지 및 세금 혜택을 통해 심천에 탄소섬유 자전거 산업 기지를 건설하고 있습니다. 허베이는 탄소섬유 겨울-스포츠 장비 제조 기지를 건설하고 있습니다. 전 세계적으로 일본 경제산업부는 스포츠 용품에 사용되는 탄소섬유의 비율을 18%에서 30% 이상으로 늘릴 것을 제안하고 있습니다. 유럽 연합은 Horizon Europe 산하에 전용 스포츠-기술 R&D 프로그램을 마련했으며 그 중 약 15%를 새로운 스포츠 소재에 할당했습니다.
주요 판단: 스포츠 강국 건설, 신소재의 국내 대체 및 글로벌 스포츠 소비 업그레이드 - 세 가지 중복 정책 배당금 - 역사적인 전략적 기회 창에서 스포츠와 레저에 탄소 섬유를 배치합니다.
2. '블랙 골드'에서 프리미엄 스포츠 제품까지: 탄소섬유 제조 전반에 대한 분석
스포츠 용품에서 탄소섬유의 탁월한 성능은 고도로 정교한 생산 공정에 뿌리를 두고 있습니다. 전 세계 탄소 섬유의 90% 이상이 폴리아크릴로니트릴(PAN) 경로를 따르며, 6가지 핵심 단계의 완전한 흐름을 따르며 각 단계는 최종 스포츠 제품의 성능에 직접적인 영향을 미칩니다.
아크릴로니트릴 중합 → 방사 → 예비 산화 → 탄화/흑연화 → 표면 처리 → 사이징
2.1 방사: 스포츠용품의 출발점인 탄소섬유-의 '유전자'를 결정하는 단계
방사는 탄소 섬유 제조에서 기술적으로 가장 까다로운 단계로, 섬유의 강도 등급과 섬유가 제공할 수 있는 스포츠 용품을 직접 결정합니다. 오늘날 두 가지 주류 경로는 습식 방적과 건식-제트 습식 방적입니다.
건식-제트 습식 방사는 1980년대 일본 Toray가 처음 개발했으며 2013년 Zhongfu Shenying이 성공적으로 마스터하여 중국 기업 최초로 해당 기술을 보유하게 되었습니다. Zhongfu Shenying은 성숙한 산업 규모(10,000-톤 클래스) 건식{10}}제트 습식 방사 탄소 섬유 기술을 보유한 유일한 중국 회사입니다. T800{13}}등급 섬유는 국내 고급 스포츠 용품 시장의 60% 이상을 점유하고 있으며 탄소섬유 자전거 프레임, 배드민턴 라켓, 테니스 라켓에 대량으로 사용됩니다. Jilin Tangu(길림화학섬유그룹의 자회사)는 세계 최대의 탄소섬유 전구체 공급업체로 시장 점유율이 50% 이상입니다. 대형 토우 전구체(48K/50K)의 비용 이점으로 인해 탄소 섬유가 경쟁 장비에서 대중 시장 스포츠 소비재로 옮겨가고 있습니다.
2.2 탄화 및 흑연화: 전구체에서 탄소 섬유까지 - 스포츠 용품의 등급 지정 경로
탄화는 저온-탄화(300~1000도)와 고온{3}}탄화(1000~1800도)로 구분됩니다. 고온- 단계에서는 섬유의 탄소 함량이 92% 이상으로 올라가고 터보층 흑연 구조가 형성되기 시작합니다. 초고{10}}탄성률이 필요한 스포츠 용품도 흑연화(2000~3000도)를 거쳐 섬유 탄성률을 400~900GPa로 높입니다.
다양한 탄화/흑연화 매개변수로 생산된 탄소 섬유는 스포츠 용품에 등급이 명확하게 구분되어 있습니다. T300~T700 등급(강도 3500~4900 MPa)은 주로 중급{4}}낚싯대, 보급형-탄소 섬유 자전거 및 스키에 사용됩니다. 고급 자전거 프레임, 경기용 로드 및 탄소{11}도금 운동화의 T800~T1000 등급(5490~6370 MPa) 고급 골프 클럽 샤프트 및 F1 자동차 부품에 사용되는 M40J~M60J 등급(모듈러스 377~588 GPa)입니다.{16}} Toray의 T1100G(6600MPa) 및 M40X(5700MPa 강도, 377GPa 모듈러스)는 오늘날 스포츠 용품 분야에서 가장 발전된 탄소 섬유 등급으로 TaylorMade, Graphite Design 및 Yonex와 같은 최고 브랜드에서만 독점적으로 사용됩니다.
2.3 사이징제: 탄소 섬유와 스포츠 용품 사이의 "결합 다리"
사이징은 탄소 섬유 생산의 마지막 단계로, 매우 얇은 폴리머 코팅(일반적으로 0.1~1.0마이크로미터)을 섬유 표면에 적용합니다. 이는 다운스트림 가공 중에 섬유가 마모되는 것을 방지하고 수지 매트릭스와의 계면 결합을 향상시킵니다. 스포츠 용품의 경우 사이즈 선택이 중요합니다. 에폭시 시스템(스포츠 용품의 80%)에는 에폭시- 호환 사이즈가 필요하고, 열가소성 시스템(스키, 탄소 신발 플레이트 및 유사 제품에 사용)에는 PEEK, PPS 또는 PA6과 호환되는 사이즈가 필요합니다. 요구 사항은 제품마다 크게 다릅니다. 낚싯대는 감는 동안 균열을 방지하기 위해 매우 유연한 크기가 필요하고, 자전거 프레임은 오토클레이브 경화를 견딜 수 있는 고온-온도-저항 크기가 필요합니다.
3. 성형 공정: 스포츠 용품의 형태
탄소섬유는 단독으로 사용할 수 없습니다. 탄소섬유 강화 폴리머(CFRP)를 형성하려면 수지 매트릭스와 결합해야 합니다. 탄소섬유(또는 프리프레그)를 완성된 스포츠 용품으로 바꾸는 성형 공정은 제품 성능, 품질 및 비용을 결정하는 핵심 단계입니다. 스포츠 용품 제조에는 일반적으로 7가지 성형 공정이 사용되며 각각 고유한 스포츠 응용 시나리오가 있습니다.
[계속: 스포츠 및 레저용 탄소섬유복합재료의 개발 및 동향(1부)(2)]
[출처] 중국복합재료공업협회(CCIA) 공식 홈페이지
[원본링크] https://ccia.xin/xingyebaogao/3617.html