페놀수지(Phenolic Resin)는 글로벌 경제 성장에 따라 수요가 꾸준히 증가하고 있다.
페놀수지는 페놀 모노머와 포름알데히드(Formaldehyde)를 합성해 생산하는 열경화성 수지로 산성 촉매를 사용하는 노볼락(Novolak), 알칼리성 촉매를 사용하는 레졸수지(Resol Resin)로 분류된다.
노볼락 타입은 경화제로 반응시켜 일반적으로 고형을, 레졸 타입은 가열 등으로 경화해 액체 형태를 나타내며 용도에 따라 적절한 수지를 선택해 사용하고 있다.
페놀수지는 개발 이후 100년이 경과한 세계 최초의 합성수지로 목재 및 금속에 비해 양산성이 뛰어나 개발 초기에는 냄비를 비롯한 조리기구의 손잡이, 전화기, 가전 케이스 등 다양한 분야에서 기존 소재를 대체했다.
1930년대 이후에는 생산성이 더욱 뛰어난 열가소성 수지가 등장함에 따라 2가지 소재가 공존했으나 페놀수지는 난연성, 내열성, 전기절연성, 기계적 강도, 치수안정성 등 뛰어난 특성과 신뢰성을 바탕으로 독자적 시장을 형성하고 있다.
세계수요, 2017년 348만톤으로 증가
페놀수지는 글로벌 경제가 성장함과 함께 수요가 꾸준히 확대되고 있으며 세계 수요는 2015년 335만톤에서 2017년 348만톤으로 증가한 것으로 추정된다.
RCS(Resin Coated Sand) 등 셸(Shell) 몰드에 따른 자동차 및 수송기기 주형, 유리섬유를 비롯한 단열재의 바인더, 단열소재, 적층판, 봉지재, 포토레지스트(Photoresist) 등 전자소재, 숫돌, 내화재, 연마포지, 유리섬유, 탄소섬유를 이용한 FRP(Fiber Reinforced Plastic), 타이어 점착부여재, 마찰재, 접착제 등 광범위한 용도로 사용되고 있으며 용도에 따라 형태 및 사용법이 다양하나 접착제 역할이 대부분을 차지하고 있다.
다만, 포토레지스트 및 단열재에는 다른 역할로 투입되고 있으며, 특히 반도체 관련 레지스트용은 매우 높은 수준의 순도가 요구됨에 따라 일본기업들이 독점하고 있다.
일본 페놀수지 생산기업들은 탄소섬유 강화, 금속 접합 등 강도 및 물성을 향상시켜 난이도가 높은 분야에서 금속을 대체하기 위해 도전하고 있으며 자동차 브레이크 마찰재용은 구리 규제에 대응하기 위한 개발에 주력하고 있다.
일본, 성형소재·적층판 생산량 급감
일본은 2002년 이후 페놀수지 생산량이 증감을 거듭하면서도 안정세를 유지하고 있다.
2017년에는 30만1000톤으로 최근 들어 가장 높은 수준을 기록했다.
그러나 성형소재는 2002년 4만톤을 돌파한 이후 감소세를 계속해 2017년 2만8000톤으로 급감했으며 적층판 역시 2만톤에서 1만2000톤으로 줄어들었다.
이에 따라 일본 페놀수지 생산기업들은 고부가가치제품으로 전환함으로써 수익성을 유지·확대하고 있다.
반면, 목재 가공 접착제용은 생산량이 5만2000톤에서 14만3000톤으로 대폭 증가했다.
새집증후군 문제가 부상하면서 요소수지(Urea Resin) 및 멜라민수지(Melamine Resin) 계열 접착제를 대체했기 때문이다.
최근 들어 합판 생산이 증가하고 있는 것도 페놀수지 시장에 영향을 미치고 있다.
일본은 정부가 일본산 목재 활용 정책을 추진함과 동시에 동남아시아에서 불법 벌채 및 밀수 단속을 강화함에 따라 합판 수입이 감소하고 있다.
CLT(Cross Laminated Timber) 등 새로운 제조공법에 따른 합판도 신규 접착제 용도로 기대되고 있다.
미국·유럽 중심 해외시장 공략 강화
Sumitomo Bakelite는 일본, 미국, 유럽, 아시아 네트워크를 활용해 타이어용 및 마찰재용 수지, 브레이크 피스톤용 성형소재 시장에서 글로벌 점유율을 확대하고 있다.
브레이크 피스톤은 캐나다기업과 공동으로 금속과 일체 성형해 신뢰성을 향상시키는 방식으로 글로벌 피스톤 시장을 공략할 방침이다.
유럽에서는 난연성에 대한 평가가 높아 수요가 신장하고 있는 단열재용 생산능력을 확대하기로 결정했으며, 북미에서는 셰일(Shale) 개발에 사용되는 프랙샌드(Frac-Sand)용 성형소재 및 수지를, 아시아에서는 정류자(Commutator) 및 보빈용 소재를 공급하고 있다.
독일 프라운호페르(Fraunhofer)와의 공동연구체제를 활용해 엔진 주변에 수지를 적용하는 연구도 진행하고 있다.
Gun Ei, MCC의 특수사업부 인수
Gun Ei Chemical은 다양한 용도로 페놀수지를 공급하고 있으며 해외시장 공략을 강화하기 위해 타이에서 페놀수지, 인디아에서 RCS 증설공사를 진행하고 있다.
고부가가치제품 전환에도 힘을 기울이고 있다.
포토레지스트용은 최첨단 니즈에 대응하기 위한 설비투자를 계속해 수요처 요구에 대응하고 있다.
또 일부 원료를 식물 베이스로 전환한 페놀계 합성수지를 개발해 공급하고 있으며 차세대 3D프린터용 소재도 수요가 증가할 것으로 예상하고 있다.
Mitsui Chemicals(MCC)은 2018년 7월 브레이크 마찰재용 특수 페놀수지 사업을 Gun Ei Chemical에게 양도할 예정이다.
Gun Ei Chemical은 2016년부터 해당제품을 위탁제조하고 있으며 상표권을 확보함으로써 경쟁력을 더욱 강화할 수 있을 것으로 기대하고 있다.
금속 대체기술 개발에도 박차
Aica Kogyo는 2015년 Showa Denko의 페놀수지 사업을 인수해 일본 아이치(Aichi), 히로시마(Hiroshima), 군마(Gunma) 공장을 가동하고 있다.
Aica Kogyo는 목질보드 및 합판용 레졸 타입에 주력하고 있는 가운데 자동차, 전자기기용으로도 공급할 수 있는 노블락 타입 기술을 확보함으로써 해외를 포함한 시장점유율을 끌어올릴 수 있을 것으로 기대하고 있다.
앞으로는 아시아·태평양 시장을 담당하고 있는 자회사 AAP에게 기술을 이전함으로써 성장시장에 대한 공세를 강화할 방침이다.
Asahi Organic Chemicals은 RCS 및 전자소재용 페놀수지에서 강점을 보이고 있다.
RCS는 일본과 함께 인디아, 멕시코에서 생산하고 있으며 해당 지역의 자동차부품용을 비롯한 고품질 주형 공급에 기여하고 있다.
인디아에서는 자동차 시장이 성장함과 동시에 판매가 꾸준히 확대됨에 따라 2018년 No.2 및 No.3 공장에 대한 투자를 결정할 방침이며 수지는 일본 아이치 및 중국공장 생산제품을 수급에 따라 적절히 조달함으로써 경쟁력을 향상시키고 있다.
전자소재는 반도체 미세화에 대응하기 위해 포토레지스트용 초저 메탈화 개발에 박차를 가하고 있다.
DIC·Lignyte도 차별화 박차
DIC는 레졸 타입을 공급하고 있다.
치바(Chiba) 및 DIC Kitanihon Polymer의 미야기(Miyagi), 홋카이도(Hokkaido) 공장, 타이에서 생산해 합판 접착제용을 중심으로 마찰재, 연마재, 숫돌, 내화재용 등으로 공급하고 있다.
최근에는 최적생산체제 확립에 주력하고 있다.
2017년부터 Chiba 공장에서 생산하는 모든 페놀수지 그레이드를 Kitanihon Polymer의 도호쿠(Tohoku) 공장에서도 생산할 수 있도록 준비하고 있으며 효율화 가능한 그레이드는 이관을 시작한 것으로 알려졌다.
주형부품을 생산하기 위한 3D프린터용 접착제도 제안하고 있으며 접착강도가 뛰어나고 설계치수와의 오차가 적은 점을 내세워 시장 개척에 박차를 가하고 있다.
Lignyte는 노블락과 레졸 타입을 모두 공급하고 있으며 일본에서는 고형 레졸 타입 시장점유율 1위를 기록하고 있다.
최근에는 구형 레졸 타입 브랜드 LPS 판매 확대에 힘을 기울이고 있다.
평균 입경 5-500μm 범위에서 크기를 제어할 수 있으며 세라믹용 기공 형성재, EDLC(Electric Double Layer Capacitor), LiB(리튬이온전지) 전극에 사용되고 있다.
GPS 브랜드에도 기대를 걸고 있다.
비늘조각 모양의 흑연 표면에 두께 1μm의 레졸형 페놀수지를 피복한 것으로 연료전지 분리막, LiB 음극재 등에 채용되고 있다.