▲ 한남대 신소재공학과 배인성 교수가 ISO 국제회의에서 탄소표면 개질에 대한 XPS 정량 분석 방법에 대해 발표하고 있다.

한국탄소산업진흥원(원장 직무대행 박규순)이 추진해온 표준개발 지원 성과가 국제표준 제정으로 결실을 맺었다. 탄소섬유 표면 특성을 정량적으로 평가하는 ISO 국제기준이 마련되면서, 복합재 품질 신뢰성 제고와 함께 국내 탄소산업의 글로벌 기술 위상 강화가 기대된다.

한국탄소산업진흥원은 ‘표준개발 및 보급사업’ 지원을 받은 국내 연구팀이 탄소섬유 표면의 화학적 특성을 정밀하게 측정하는 국제표준을 제정하고, 이를 국제표준화기구(ISO)를 통해 공식 출판했다고 29일 밝혔다.

이번 성과는 한남대학교 배인성 교수가 개발 책임을 맡고, ㈜아인폴(대표이사 이진호)이 참여해 공동으로 이뤄졌다. 연구팀은 2021년부터 한국탄소산업진흥원의 지원을 받아 ‘탄소표면 개질에 대한 XPS 정량 분석 방법 국제표준개발’ 과제를 수행해 왔으며, 해당 성과는 2025년 12월 말 ‘ISO 21023: Textiles-Determination of surface chemical properties of carbon fibres using X-ray photoelectron spectroscopy’라는 명칭으로 공식 출판됐다.

탄소섬유는 경량성과 고강도를 동시에 갖춘 소재로 항공우주, 자동차 등 국가 첨단전략 산업 전반에 폭넓게 활용되고 있다. 이 가운데 탄소섬유의 최종 성능을 좌우하는 핵심 요소로는 표면처리 공정이 꼽힌다. 일반적으로 사이징 공정이라 불리는 이 과정은 섬유 표면을 미세하게 산화시켜 수지와의 결합력을 높이는 역할을 한다.

특히 표면의 산소와 탄소 비율(O/C ratio) 등 화학적 특성은 수지와의 계면 결합력에 직접적인 영향을 미쳐 복합재 전체의 기계적 성능과 내구성을 결정짓는 요인으로 작용한다. 그러나 그간 이러한 표면 특성을 평가할 수 있는 국제적인 표준 기준이 부재해, 복합재 제조 과정에서 품질 편차와 성능 불균일 문제가 반복적으로 제기돼 왔다.

이번에 제정된 국제표준은 X선 광전자 분광법(XPS)을 활용해 탄소섬유 표면의 화학적 특성을 객관적이고 정량적으로 분석할 수 있는 방법을 제시했다는 점에서 의미가 크다. 이를 통해 기업과 기관 간 상이했던 평가 기준을 통일하고, 복합재 품질에 대한 신뢰성을 국제적으로 확보할 수 있는 기반이 마련됐다.

특히 표준 개발 과정에서는 한국(KIST, FITI, NNC, KCL, KBSI), 미국(LBNL), 중국(Soochow Univ.) 등 3개국 7개 기관이 참여한 국제 공동 실험(Interlaboratory Trial)을 통해 측정 데이터의 재현성과 신뢰성이 검증됐다. 이는 표준의 객관성과 국제적 수용성을 높이는 핵심 요소로 작용했다.

이번 국제표준 제정으로 소재 기업과 완성품 제조 기업 간 기술 연계성이 강화되고, 복합재 성능에 대한 정량적 소통이 가능해질 것으로 기대된다. 나아가 국내 탄소섬유 산업의 기술 경쟁력을 높이고, 항공우주·모빌리티 등 고부가가치 응용 시장 진출을 가속화하는 기반이 될 전망이다.

한국탄소산업진흥원 신뢰성인증팀 최웅기 팀장은 “이번 ISO 국제표준 제정은 국내 탄소산업계가 글로벌 시장에서 공통된 기술 언어로 소통할 수 있는 정량적 기준을 마련했다는 점에서 의미가 크다”며 “앞으로도 국내 기업들이 세계 시장에서 기술적 우위를 확보할 수 있도록 표준 개발과 보급 지원을 지속해 나가겠다”고 말했다.