합성 실리카(Silica)는 기능성소재로 광범위하게 투입되고 있다.
연비향상에 직결되는 친환경 타이어를 중심으로 세계적으로 수요가 급증하고 있으며 의약, 농약, 식품 등 기타 용도도 꾸준히 신장하고 있다.
합성 실리카는 표면에 도포함으로써 흡습성, 친수성, 소수성을 부여하고 유효성분의 방출을 억제하는 등 다양한 기능을 발휘할 수 있다.
기존 용도에서는 고기능화가 추진되고 있으며 전자소재 등 신규용도 개척도 활발하게 이루어지고 있다.
합성 실리카는 건식공법과 습식공법을 통해 제조하고 있다.
전체 생산량의 약 90%를 차지하고 있는 습식 실리카는 규산나트륨을 유산, 염산 등으로 중화시켜 실리카를 생산하는 침전공법, 실리카겔(Silica Gel)을 생산하는 겔공법, Alkoxysilane 가수분해를 통해 Collodial 실리카를 생산하는 Sol-Gel 공법이 있다.

2018년 시장규모 300만톤으로 성장
합성 실리카는 타이어, 벨트·호스 등 고무제품 외에 도료, 잉크 광택제거제, 감열지, 수지필름, 의약, 농약, 식품첨가물, 치약 등에도 사용되고 있다.
수요가 급격하게 신장하고 있는 타이어 용도는 카본블랙(Carbon Black)과 대비되는 화이트카본이라고 불리고 있으며 타이어 회전저항을 줄여 연비를 향상시킴과 동시에 젖은 노면에서 웨트그립(Wet Grip) 기능을 향상시킬 수 있어 주로 트레이드면에 투입되고 있다.
일본은 수요가 10만톤 가량으로 자동차 타이어 수요가 감소세를 지속하고 있음에도 불구하고 합성 실리카 수요가 꾸준하게 증가하고 있다.
타이어는 고기능화를 추구할수록 합성 실리카 배합률이 상승하기 때문에 친환경 타이어, 고성능 타이어의 생산비중이 높아짐에 따라 수요가 지속적으로 신장하고 있다.
글로벌 시장은 타이어용을 중심으로 수요가 증가하고 있다.
건식·습식 실리카 수요는 2014년 200만톤을 넘어 2015년 220만톤에 달했다.
자동차 생산대수 증가와 함께 세계적으로 저연비 타이어 라벨링 제도가 확산되고 있기 때문으로, 2018년에는 세계 수요가 약 300만톤으로 증가할 것으로 예상되고 있다.
이에 따라 글로벌 메이저들이 생산능력 확대에 박차를 가하고 있으며, 중국기업들도 잇달아 시장에 참여하면서 경쟁이 격화되고 있다.
중국산 합성 실리카는 품질 및 기능성에 대한 니즈가 까다로운 일본시장에는 거의 유입되지 않고 있으나 낮은 가격을 무기로 세계시장에서 존재감을 나타내고 있다.
메이저들은 고기능제품으로 대항하고 있으며 고분산성, 소재 혼연성 등 제조·가공이 용이한 강점을 활용해 신제품 개발을 추진하고 있다.

Solvay, 새만금 공장 활용해 아시아 공급 확대
Solvay는 저연비 타이어용을 중심으로 합성 실리카를 세계시장에 공급하고 있다.
아시아에서는 새만금 공장을 비롯해 중국 Qingdao 소재 2개 공장을 가동하고 있으며 유럽과 북미·중남미에서는 프랑스, 이태리, 미국 시카고, 브라질, 베네주엘라에 공장을 보유하고 있다.
전체 생산능력은 50만톤 이상으로 세계적인 수요 신장에 발맞추어 순차적으로 생산능력을 확대하고 있다.
폴란드 Wloclawek 소재 8만5000톤 공장은 2015년부터 가동을 시작했으며 2016년 새만금 소재 8만톤 신규 가동했다.
새만금 공장은 기존에 생산하던 고분산 실리카와 함께 그동안 유럽에서만 생산하던 이노베이션 그레이드라 불리는 고기능제품을 생산해 아시아 지역으로 공급할 계획이다.
생산지와 수요지가 인접해 있는 매리트를 활용해 경쟁력을 강화할 것으로 기대하고 있다.
Solvay는 2015년 이화여자대학교에 리서치 & 이노베이션 센터를 개설하고 아시아 수요기업의 니즈에 대응할 수 있는 신제품 개발 및 기술 지원을 강화하고 있다.
Solvay는 가공성이 우수한 HDS(고분산형 실리카) 파이오니아이며 신제품 개발에서도 세계를 리드하고 있다.
최근 10년 동안 가공성과 내마모성의 균형을 맞춘 차세대 실리카 「Zeosil Premium 200MP」, 가공성 및 저장 안전성이 우수한 신규 그레이드 「Efficium」 등을 공급해 왔으며 앞으로도 신제품 개발에 주력하며 차별화된 고기능제품으로 수요를 확보할 예정이다.

Tosoh, 그레이드 다양화로 고기능 니즈 대응
Tosoh Silica는 일본 유일의 합성 실리카 생산기업으로 오랜 세월 축적해온 기술력을 발판 삼아 고품질·고기능제품을 안정적으로 공급하고 있다.
경쟁이 격화되고 있는 가운데 수요기업의 니즈를 정확하게 파악하고 신제품 개발 및 기술 제안을 추진하며 수요를 확보하고 있다.
Tosoh Silica는 일반 실리카를 비롯해 초미립자 특수 실리카, 표면처리 실리카 등 다양한 그레이드를 갖추고 있다.
완만한 응집(2차)입자를 얻을 수 있는 침전법으로 제조하는 「Nipsil」, 딱딱한 응집입자가 특징인 겔 공법의 「Nipgel」 브랜드를 공급하고 있으며 저연비 타이어 용도 외에 실리콘 고무 보강제, 농약, 도료·잉크의 광택 제거제, 잉크젯 용지의 잉크 흡착제, 각종 필름의 안티블로킹, 치약 등 다양한 용도로 공급하고 있다.
타이어용은 친환경 저연비타이어를 중심으로 지속적으로 호조가 나타내고 있다.
일본은 타이어 생산량이 더 이상 늘어나지 않고 있으나 브레이크 성능 확보, 회전저항 경감, 가공 편의성 증대 등 기능성이 평가되면서 고기능 타이어의 판매는 늘어나고 있다.
기타 용도도 호조를 이어가고 있다.
Tosoh Silica는 2015년 고객센터를 Nanyo 공장에서 Tokyo 공장으로 이전하고 기술서비스를 향상시켰다.
앞으로도 해당센터를 통해 다양한 니즈를 정확하게 파악하고 연구개발에 활용함으로써 신제품 개발 및 용도 개척을 강화할 계획이다.

Evonik, 생산 확대에 품질관리 체제도 강화
Evonik은 세계 유수의 합성 실리카 생산기업으로 유럽, 북미, 아시아 9개국에 생산설비를 보유하고 있으며 수요지와 가까운 곳에서 생산제품을 신속하게 공급하고 있다.
합성 실리카 생산능력은 총 55만톤으로 아시아에서는 일본, 타이완, 중국, 타이, 인디아에서 공장을 가동하고 있다.
일본에서는 Evonik Japan과 Shionogi이 51대49로 합작한 DSL Japan이 Hyogo 공장에서 침전법과 겔 타입을 통해 실리카를 제조하고 있다.
수요 신장에 대응하기 위해 2016년 중남미 지역을 커버하는 브라질 신규공장을 완공했으며 미국에서도 이르면 2017년 말까지 신규공장을 건설할 계획이다.
타이어 용도는 습식 실리카와 실란 커플링 에이전트(Silane Coupling Agent)를 함께 공급할 수 있는 유일한 생산기업으로 배합개발 기술도 지원하고 있다.
아시아 공장에서 생산한 합성 실리카를 일본 타이어 생산기업에게 공급하고 있으며 Hyogo 공장에서는 의약품, 농약, 식품, 치약, 화장품 등 타이어 외의 기능성 합성 실리카를 생산하고 있다.
2015년 10월 생산능력을 50% 확대하고 품질관리 체제도 한단계 업그레이드 했다.
ISO9001, ISO14001, HACCP, 의약품첨가제 GMP 자주기준 대응 등과 함께 2015년 12월에는 식품첨가물 미립이산화규소 4품목을 통해 할랄 인증도 취득했다.
해당공장은 연구소 스케일의 테스트 생산과 소량 생산에도 대응하고 있으며 신제품 개발, 신규용도 개척을 위해 사용자와의 공동개발도 적극적으로 추진하고 있다.

OSC Japan, 고분산형 실리카 제안에 주력
타이완 Oriental Silicas(OSC)는 사업규모를 확대하고 있다.
OSC는 저연비 타이어용 호조에 힘입어 영업이익이 연평균 7% 성장하고 있으며 타이공장은 풀가동을 지속하고 있다.
일본에서도 Maruo Calcium과 합작한 OSC Japan이 타이어 뿐만 아니라 고무 등 다양한 용도로 제안을 강화하고 있는 한편 Maruo Calcium과의 기술 연계를 통해 신소재 개발도 본격화하고 있다.
OSC는 침전법을 통한 습식 실리카를 생산하고 있으며 타이완을 비롯해 중국, 타이에 4개의 공장을 중심으로 글로벌 공급체제를 구축하고 있다.
2013년 타이완에서 제조를 시작한 고품질 규소컬릿은 자가소비용 뿐만 아니라 외부판매도 확대하고 있다.
저BET에서 고BET에 이르기까지 풍성한 라인업을 갖춘 「EECOSIL 시리즈」 등 고분산 타입 습식 실리카 제안에 주력하고 있다.
EECOSIL 시리즈는 타이어에 배합하면 마찰저항을 낮추고 그립성을 높일 수 있어 친환경 타이어용 공급이 확대되고 있다.
이에 따라 유럽, 동남아 등으로 공급하고 있는 타이공장은 연평균 20% 성장을 이어가고 있으며 2016년 안에 생산설비를 증설해 2017년부터 가동할 계획이다.
OSC는 앞으로 주요 공급처인 승용차, 버스, 트럭 등 상업차용 실리카 개발도 추진함과 동시에 위탁생산을 포함한 새로운 생산거점 구축에 대해서도 검토할 방침이다.
또 Maruo Calcium이 탄산칼슘 사업에서 축적한 분산기술과 OSC의 기술을 융합시킨 신규 무기소재 개발도 추진할 방침이다. <강윤화 기자: kyh@chemlocus.com>