2026-07-06
오늘 하이누오 기술의 고성능 중공 유리 마이크로스피어는 다시 한번 과학기술일보에 '혁신 중국·핵심 신제품'으로 소개되었습니다!
중국 최초로 독립적인 지적 재산권을 보유하고 산업 규모 생산을 달성한 하이누오 기술의 독자적인 제조 공정은 국제 독점을 성공적으로 돌파하며 국내 대체 속도를 가속화했습니다.
보고서 전문은 아래와 같으며, 이 '중국 경량 소재' 기업의 강력한 역량을 직접 확인하시기 바랍니다.
최근 중국 국가 지식재산국은 '국가 지식재산 시범 기업 후보 명단(2025-2027)'을 발표했으며, 산시 하이누오 기술 유한회사(이하 '산시 하이누오')가 명단에 올랐습니다. 고성능 중공 유리 마이크로스피어(이하 '중공 마이크로스피어')의 독립적인 지적 재산권을 보유하고 산업 규모 생산을 달성한 중국 최초의 기업으로서, 산시 하이누오의 독자적인 제조 공정은 국제 독점을 돌파했습니다.
회사 회장인 선펑잔(Shen Pengzhan)은 '10년 이상의 집중적인 연구 개발 끝에 중공 마이크로스피어 생산 공정을 성공적으로 개발했습니다'라고 설명했습니다. '이 공정으로 생산된 중공 마이크로스피어의 종합적인 성능은 국제적으로 선진적인 수준에 도달했으며, 일부 모델은 압축 강도 및 입자 크기 분포와 같은 핵심 지표에서 세계를 선도하고 있습니다.'
중공 마이크로스피어는 알칼리-석회-붕규산 유리로 만들어진 미크론 크기의 속이 빈 구체로, 불활성 가스로 채워져 있으며 매우 얇은 외벽을 가지고 있어 매우 가볍지만 압축 저항성이 높습니다. 3,800만 개의 중공 마이크로스피어는 단 1그램에 불과하며, 최대 압축 강도는 180메가파스칼을 초과합니다. 가볍고 강하며, 단열, 내식성, 낮은 유전율이라는 핵심 특성 덕분에 중공 마이크로스피어는 첨단 복합 재료 산업 체인에서 필수적인 핵심 소재가 되었으며, 광범위한 응용 분야를 가지고 있습니다.
해양 석유 추출에 필수적인 특수 소재
최근 중국해양석유총공사(CNOOC)의 남중국해 동부 해역 작전 기지에서 시추 파이프가 1km 이상의 깊은 수심으로 진입하고 있었습니다. 현장 작업자들은 시추가 완료되면 중공 마이크로스피어가 포함된 시멘트 슬러리가 유정공과 주변 암반 형성 사이의 환형 공간에 주입되어 저밀도, 고압축 강도의 시멘트 고리를 형성하여 시멘트 품질을 향상시키고 석유 및 가스 개발의 안전을 보장한다고 설명했습니다.
선펑잔은 '이는 심해 석유 및 가스 탐사 및 개발의 중요한 단계입니다. 심해 시멘트 작업에서 기존의 고밀도 시멘트 슬러리를 사용하면 취약한 해저 지층이 쉽게 균열되어 시추 유체 손실을 유발할 수 있습니다.'라고 말했습니다. '시멘트 슬러리에 일정 비율의 중공 마이크로스피어를 첨가하면 저밀도와 고압축 강도를 갖게 되어 심해 해양 유정 시멘트 작업의 기술적 요구 사항을 충족합니다.'
오랫동안 중국의 석유 추출에 사용되는 중공 마이크로스피어는 해외에서 수입해야 했습니다. 산시 하이누오의 조후일롱(Zhao Huilong) 이사회 비서은 '국내 시장 점유율의 75% 이상이 외국 제품에 의해 독점되었으며, 외국 기업은 엄격한 기술 금수 조치를 부과하고 제품 사용을 감시하며 미사용 재료 및 자투리 반품을 강요했습니다.'라고 인정했습니다.
2015년 산시 하이누오는 중공 마이크로스피어의 대량 생산에 돌파구를 마련했으며, 즉시 중국해양석유총공사(CNOOC)의 얕은 수심 해양 석유 작업 기지에 공급되었습니다. 공급량은 시험 단계의 80톤에서 수백, 수천 톤으로 해마다 증가했으며, 모든 수심 작업 범위로 확장되었습니다. 현재까지 산시 하이누오는 10,000톤 이상의 중공 마이크로스피어를 공급하여 CNOOC의 시멘트 작업용 특수 중공 유리 마이크로스피어 공급을 100% 달성했습니다.
선펑잔은 '우리가 생산하는 중공 마이크로스피어는 성능 면에서 외국 제품과 동등하지만 가격은 수입품의 3분의 1에 불과합니다.'라고 말했습니다. '더 중요한 것은 해양 석유 시멘트 재료 분야에서 핵심 기술에 대한 독립적인 통제를 달성했다는 것입니다.'
수만 번의 실험으로 산업 과제 해결
2023년 10월, 중국 석유화학 산업 연합회는 산시 하이누오의 '해양 석유 시멘트용 중공 유리 마이크로스피어의 공학 기술 및 응용'이 국제 선진 수준에 도달했음을 인증했습니다.
해양 석유 시멘트용 고성능 재료로서 중공 유리 마이크로스피어의 산업 규모 생산은 쉬운 일이 아닙니다. 선펑잔은 '이 분야에 진출했을 때, 우리는 외국 기술 금수 조치와 산업화에 대한 국내 선례 부족이라는 딜레마에 직면했습니다. 우리는 '세 가지 없음' 상황에 처했습니다. 기술 도면 없음, 기성 장비 없음, 전문 인력 없음.'이라고 회상했습니다. 그는 연구 개발팀 설립을 지원했으며, 5kg의 시험 생산부터 시작하여 산업 생산 공정을 개발했습니다.
2009년 타이항 산맥 깊숙한 곳에 있는 산시 하이누오 공장에서 연구 개발팀은 이산화규소와 같은 원료를 슬러리로 혼합하고, 분쇄, 균질화, 소성 등의 공정을 거쳐 중공 마이크로스피어의 생성을 기다렸습니다. 고온 구체화로가 처음 가동되었다가 냉각되었을 때, 결과물은 고체 또는 응집된 유리 마이크로스피어 더미였습니다. 선펑잔은 '실험에서 산업 생산으로, 연구를 실제 결과로 전환하는 것은 이론 연구만큼 쉽지 않습니다. 중공 마이크로스피어의 원료 비율의 사소한 편차만으로도 매우 다른 최종 제품이 나올 수 있습니다. 소결 온도가 몇 도만 더 높아도 중공 구조가 붕괴될 수 있습니다.'라고 말했습니다.
실험 데이터가 담긴 누렇게 변색된 노트 더미가 높이 쌓였고, 불량 제품 더미는 그들의 정신을 무겁게 짓눌렀습니다. 반복적인 실험과 매개변수 조정, 소규모에서 대규모 시험으로의 진행, 수만 번의 시행착오를 통해 연구 개발팀은 순전히 노력으로 2012년까지 중공 마이크로스피어의 산업 생산에 필요한 모든 핵심 데이터와 공정을 파악했습니다. 다성분 원료 슬러리 준비, 정밀 스프레이 과립화를 통한 녹색 본체 형성, 그리고 고온 화염을 사용하여 즉시 구슬로 강화하는 것입니다.
그러나 생산 공정의 돌파구는 첫 단계일 뿐이었습니다. 중공 마이크로비드 생산에 필요한 수십 개의 특수 장비는 당시 중국에 없었습니다. 건조 장비부터 핵심 펠릿화로까지 모든 것을 자체 개발해야 했습니다. 단일 맞춤형 건조기를 위해 연구 개발팀은 장쑤성까지 가서 제조업체의 기술자들과 협력하여 프로토타입을 6~7번 수정한 후에야 성공을 거두었습니다. 조후일롱은 '핵심 장비인 펠릿화로는 중공 마이크로비드가 화염을 균일하게 통과하도록 600~1000°C 범위 내에서 화염을 정밀하게 제어할 수 있어야 했습니다. 우리는 설계 청사진을 작성하고 남부의 제조업체를 지도하여 생산 공정을 진행했습니다. 사양을 충족하는 로를 생산하기까지 수십 번의 수정이 필요했습니다.'라고 말했습니다.
처음부터 시작하여 점진적으로 규모를 확장하면서 산시 하이누오는 5kg 시험부터 수백 kg의 소규모 시험, 그리고 톤 규모의 파일럿 시험까지 '단계적 규모 확장' 접근 방식을 채택하여 중공 마이크로스피어용 장비 적응 및 공정 안정화와 같은 과제를 하나씩 해결했습니다. 2015년 산시 하이누오는 중국 최초의 산업 생산 라인을 설립했으며, 2023년에는 중국 유일의 10,000톤 규모 생산 라인을 완성했습니다.
중공 마이크로스피어 응용의 블루오션으로 진출
조후일롱은 '산시성 가오핑 경제 개발구에 건설 중인 하이누오 고성능 중공 마이크로스피어 신소재 산업 단지는 올해 산시성의 핵심 성급 프로젝트 목록에 포함되었습니다. 관련 당국의 지원으로 부지가 확보되었습니다. 현재 환경 영향 평가 및 에너지 효율성 평가와 같은 예비 절차를 마무리하고 있으며, 곧 건설이 시작될 것입니다.'라고 말했습니다.
올해 산시 하이누오는 산업 단지 건설에 7억 5천만 위안을 투자하고 있으며, 설계 생산 능력은 30,000톤이며 내년에 완공 및 가동될 것으로 예상됩니다. 조후일롱은 '현재 연간 생산 능력은 15,000톤입니다. 이 30,000톤이 추가되면 이 산업 단지는 세계 최대의 중공 마이크로스피어 스마트 생산 기지가 될 것입니다.'라고 말했습니다. 그는 산업 단지가 완공되면 중공 마이크로스피어는 석유 추출뿐만 아니라 항공 우주 및 전자 분야와 같은 분야에서도 응용될 것으로 예상된다고 덧붙였습니다.
이를 위해 산시 하이누오는 '연합체-연구소-공학 센터-워크스테이션'으로 구성된 연구 개발 프레임워크를 구축하여 기초 연구, 공학 변환 및 산업 지원을 포괄하는 포괄적인 산학연 응용 매트릭스를 형성함으로써 중공 마이크로스피어 연구 개발의 혁신을 지속적으로 추진하고 있습니다.
산시 하이누오의 중공 마이크로스피어는 인공 지능, 반도체, 저고도 경제 및 현대 건설과 같은 분야로 확장되고 있습니다. 선펑잔은 '우리는 또한 중공 마이크로스피어 고체 부양 재료, 가공 가능한 폴리우레탄 목재 유사 복합 재료, 그리고 5G 응용을 위해 특별히 설계된 낮은 입자 크기와 낮은 유전율을 가진 고성능 중공 유리 마이크로스피어를 포함하여 시장에 출시된 9가지 신제품을 개발했습니다.'라고 말했습니다. 그는 여러 제품이 BYD 및 중국 항공 우주 과학 기술 기업과 같은 선도 기업에 의해 대규모 응용을 위해 검증되었으며, 여러 부문의 선도 기업에 직접 서비스를 제공하고 있다고 덧붙였습니다.
산시 하이누오는 중공 마이크로스피어 생산을 전문으로 하는 국가급 '전문적이고 정제되고 독특하며 혁신적인'(SRUI) '작은 거인' 기업으로, '마이크로스피어 신소재 분야의 세계 선도 기업이 되는 것'을 목표로 합니다. 선펑잔은 '우리는 중공 마이크로스피어 신소재 분야에서 전문성을 계속 심화하여 국가 전략 산업의 안보를 위한 신소재의 견고한 기반을 마련할 것입니다!'라고 말했습니다.
출처: 과학기술일보
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