폴리아미드(Polyamide) 시장이 성장을 지속하고 있다.
폴리아미드는 1931년 Carothers가 발견한 화학물질로 분자에 아미드 결합이 반복적인 구조를 형성하고 있는 섬유상 고분자를 말한다.
특히, 지방족 체인이 핵심인 폴리아미드를 나일론(Nylon)이라고 부른다. 개발 당시에는 <나일론>이 특정기업의 상표였으나 오늘날에는 일반적으로 사용되고 있다.
PA6·PA66, 글로벌 수요의 94% 차지
나일론은 섬유 형태로 처음 시장에 등장해 1950년대 이후 엔지니어링 플래스틱(EP)으로 발전했다.
나일론에는 다양한 베이스 폴리머가 있으며 나일론6(PA6), 나일론66(PA66)이 세계 수요의 94%로 절대비중을 차지하고 있다. 고융점 나일론인 PA6T, PA9T, PA46은 전체의 3%, PA11·PA12는 2%, 공중합·특수 PA가 1%로 나타나고 있다.
PA6은 흡습성이 비교적 높고 강인해 코스트 효율성이 뛰어난 편이며 사출성형제품 가운데 자동차, 전기·전자부품 등 주로 기능성 부품에 투입되고 있다.
최근에는 유리섬유 강화 소재가 자동차 인테이크 매니폴드(Intake Manifold)용으로 수요가 급속히 증가하고 있다.
압출성이 양호해 필름·모노필라멘트 압출성형 분야에서도 채용이 늘어나고 있으며 가스차단성과 강인성이 뛰어나 식품포장필름용 수요가 증가하고 있다.
PA66은 PA6보다 높은 내열성·기계적 특성을 활용해 주로 사출성형에 사용하며, 특히 자동차용이 냉각계, 연료계, 엔진 주변부품 등에서 수요가 늘어나고 있다. 전기·전자용 커넥터, 스위치용 수요도 꾸준한 편이다.
저융점에 흡습성이 낮은 PA11과 PA12, 고강성이 특징인 MXD6 등 각종 공중합 나일론도 수요가 꾸준한 것으로 나타나고 있다.
전기·전자 커넥터용은 SMT의 무연(Pb-Free) 솔더링 도입에 따라 고융점화가 요구되고 있어 PA6T, PA9T 등 반방향족계와 PA46으로 전환되고 있다.
PA10T, PXD10, MXD10, PA6T/PA11, PA4T 등 신규 나일론 개발이 진행되는 가운데 나일론 생산기업들의 차세대제품 개발경쟁이 한층 더 치열해지고 있다.
자동차·식품포장 중심으로 수요신장 기대
글로벌 PA6, PA66 수요는 경기흐름에 따라 차이는 있으나 연평균 3% 가량 신장하고 있다.
PA6은 자동차용 사출성형제품이 신장을 견인하고 있는 가운데 세계 자동차 생산대수 증가에 따라 대형 부품인 인테이크 매니폴드용 수요가 신장하고 있다.
전기자동차(EV), 연료전지자동차(ECV) 등 차세대 파워 트레인이 부상하고 있으나 주력용도는 여전히 가솔린·디젤엔진이기 때문에 PA6 수요는 앞으로도 꾸준히 늘어날 것으로 예상되고 있다.
다만, 일본은 자동차 생산이 포화상태에 달해 PA6 수요가 제자리걸음 혹은 소폭 감소세를 나타내고 있다.
필름, 모노필라멘트 등 압출성형 분야도 PA6의 주력시장 가운데 하나로 글로벌 수요가 안정적으로 늘어나고 있다.
특히, 식품포장용 필름은 중국을 비롯한 신흥국 수요가 계속 신장하고 있으나 최근 원료 CPL(Caprolactam)의 가격 하락으로 코스트 경쟁이 치열해져 수익성이 악화되고 있다.
PA66은 글로벌 수요가 자동차용, 전기·전자용을 중심으로 꾸준하며 자동차용이 전체의 절반가량을 차지하고 있다. 북미 경기호조 영향을 받고 있으며 중국은 둔화 조짐을 보이고 있으나 여전히 높은 성장률을 나타내고 있다. 인도네시아, 멕시코·브라질 등 중남미 시장도 큰 폭으로 성장할 것으로 예상된다.
일본은 PA6과 마찬가지로 기존 부품용은 수요신장을 기대하기 어려우나 터보차저(Turbo Charger) 등 과급기(Super Charger) 탑재용 수요 증가에 따라 인터쿨러(Intercooler), 덕트(Duct) 등에서 PA66 또는 반방향족계 고융점 나일론 수요는 증가하고 있다.
PA610은 최근 시장에 진입하는 생산기업이 늘어나고 있다.
기존 필라멘트용에 더해 라디에이터 탱크 등 자동차용 채용이 진행되고 있어 추가용도 개발을 추진하고 있는 것으로 알려졌다.
주원료인 CPL은 글로벌 공급과잉으로 약세를 지속하고 있는 가운데 PA6이 시황 악화 요인으로 작용해 일본을 중심으로 일부 CPL 생산설비의 통·폐합 움직임이 가시화되고 있다.
중합·컴파운드 신증설 적극 추진
중합계 나일론은 세계적인 수요 신장에 힘입어 적극적인 증설 및 생산능력 확대가 이어지고 있다.
PA6은 Ube Kosan이 2010년 타이 생산능력을 5만톤 확대했고, 랑세스(Lanxess)도 2014년 벨기에 소재 9만톤 플랜트를 가동했다. BASF는 2015년 중국에서 10만톤을 증설했고, DSM도 2016년 북미에 필름용 3만톤 플랜트를 신규 건설할 예정이다.
PA66도 Invista가 2015년 중국에 15만톤 플랜트를 신규 건설했고 PA10 등 바이오 나일론 신증설도 이어지고 있다.
컴파운드계 생산기업들도 중합계와 마찬가지로 적극적으로 설비투자를 진행하고 있다.
Toray는 2013년 인도네시아 6000톤, 중국 Chengdu 소재 1만1000톤 설비를 가동하기 시작했고 2014년에는 멕시코에 신규 설비를 건설해 2015년 가동한 것으로 알려졌다.
고기능·바이오제품 개발 강화
나일론수지는 고기능제품 개발 추세가 강화되고 있다.
주요 연구과제로는 하이사이클(High Cycle) 성형, 장기내열성 및 난연성 향상, 흡습에 따른 치수안정성 확보를 위한 다른 수지와의 얼로이(Alloy) 가능성, 엘라스토머(Elastomer) 성분 첨가에 따른 충격강도 향상 등 다양하게 나타나고 있다.
자동차용은 CAE 분석기술과 접합기술을 활용해 인테이크 매니폴드 등 대형 부품의 모듈화·수지화를 진행함으로써 경량화와 함께 난연성 향상이 가능해져 이산화탄소 배출량 감축이 가능한 친환경제품이 등장하고 있으며 추가 경량화 작업을 통해 탄소섬유 강화 나일론 채용 확대가 기대되고 있다.
최근에는 나노 테크놀로지를 응용해 나노오더로 구조제어가 가능한 새로운 특성을 구현하는데 성공해 신규용도에 대한 기대감이 고조되고 있다.
PA6T, PA9T, PA46 등 고융점 나일론 채용도 증가하고 독자적인 원료 조성으로 출시되고 있다.
전기·전자용은 무연 솔더링 보급 확대로 SMT 부품과 LED 리플렉터 분야에서 고융점 나일론 수요가 확대되고 있기 때문이다.
자동차용도 터보차저 등 과급기 탑재 확대에 따라 고융점 나일론 수요가 늘어나고 있으며 덕트 등 중공제품 가운데 블로우(Blow), 융착기술 등 기술개발 필요성이 요구되고 있다.
환경의식 향상으로 바이오 폴리머 연구개발 흐름도 가속화되고 있다.
European Bioplastics이 발행하는 Bioplastics Facts & Figures에 따르면, 2011년 세계 바이오나일론 생산량은 약 2만톤에 불과했으나 2016년에는 7만톤으로 성장할 것으로 예측되고 있다.
B610은 대표적인 바이오나일론으로 최근 Toray를 중심으로 시장 투입이 증가하는 추세이다. 원료의 60%가 식물 베이스로 저흡수 특성을 살린 소재 및 용도 개발을 진행하고 있으며, 자동차용으로도 내염화성이 뛰어나 라디에이터 탱크에 채용되는 등 고기능 소재로 부상하고 있다.
반방향족계 바이오 폴리머는 PA10T, PXD10, MXD10, PA6T/PA11, PA4T 등이 잇달아 출시됐고 앞으로도 신제품이 계속 등장할 것으로 예상된다.
하지만, 바이오 폴리머가 글로벌 시장을 더욱 확대하기 위해서는 기능, 가격, 공급 측면에서 니즈에 부합하는 차별제품 개발이 필수적으로 요구되고 있다.
표, 그래프 : <글로벌 PA6·PA66 수요비중(2014)><PA6·PA66 수요 비교(2013)><글로벌 PA6·PA66 중합능력(2014)><글로벌 PA 수요동향>
