나일론(Nylon)은 자동차용을 중심으로 수요가 신장하고 있는 가운데 원료의 환경오염 문제가 부상함에 따라 바이오제품 개발이 잇따르고 있다.
나일론은 분자 내부에 반복적으로 아미드 결합이 있는 선 형태의 PA(Polyamide) 가운데 주요 골격이 지방족 고리로 1950년대 이후 섬유 뿐만 아니라 EP(Engineering Plastic)로도 수요가 크게 확대됐다.
나일론6와 나일론66가 글로벌 수요의 94%를 차지하고 있고 N6T, N9T, N46 등 고융점 나일론이 3%, 나일론11과 나일론12가 2%, 공중합·특수 나일론이 1%로 파악되고 있다.

자동차용 중심으로 수요 호조
나일론6는 비교적 흡습성이 우수하고 강인하며 코스트에 비해 성능이 뛰어나 사출성형제품을 중심으로 자동차, 전기·전자부품 등 기능성 부품에 사용되고 있다.
최근에는 유리섬유 강화 소재가 자동차 흡기다기관(Intake Manifold)용으로 급증하고 있다.
또 압출성이 뛰어난 특성을 바탕으로 필름 및 모노필라멘트 압출성형 분야에 채용되고 있으며, 특히 식품포장 필름용은 가스차단성과 강인성이 우수해 글로벌 수요가 증가하고 있다.
나일론66는 나일론6에 비해 내열성과 기계적 특성이 양호해 사출성형 분야에 주로 투입되고 있다.
특히, 자동차용이 호조로 냉각계, 연료계, 엔진 주변부품 수요가 늘어나고 있으며 전기·전자용도 커넥터, 스위치 수요가 안정적으로 증가하고 있다.
융점과 흡습성이 낮은 나일론11, 나일론12, 고강성이 특징인 MXD6, 각종 공중합 나일론도 수요가 꾸준히 신장하고 있다.
전기·전자용 커넥터 분야에서는 SMT(표면실장기술)의 납 프리 땜질이 의무화됨에 따라 고융점화가 요구되면서 N6T, N9T 등 반방향족계, N46로 대체되고 있다.
나일론은 N10T, N11T, N4T 등 신규 그레이드 출시가 잇따르고 있으며 차세대 특수제품 개발경쟁이 더욱 치열해질 것으로 예상되고 있다.

글로벌 메이저 중심 신증설 적극화
나일론6와 나일론66는 경기 흐름에 따라 다소 차이가 있으나 글로벌 수요는 연평균 3% 가량 신장하고 있는 것으로 파악된다.
나일론6는 세계적으로 자동차 생산량이 증가함에 따라 대형부품인 흡기다기관용 수요가 늘어나고 있으나 앞으로는 전기자동차(EV), 연료전지자동차(FCV) 등 차세대 파워트레인이 등장함에 따라 영향이 불가피할 것으로 예상되고 있다.
나일론6는 필름, 모노필라멘트 등 압출 분야 수요가 안정적으로 증가하고 있으며, 특히 식품포장용 필름은 중국을 중심으로 신흥국 수요가 크게 신장할 것으로 기대되고 있다.
나일론66는 자동차, 전기·전자용 모두 글로벌 수요가 꾸준히 확대되고 있다.
특히, 전체 수요의 50% 수준을 차지하고 있는 자동차용은 북미 및 중국이 신장을 견인해 호조를 지속할 것으로 예상되고 있다.
일본은 대폭 성장할 가능성이 낮으나 자동차, 전기·전자용 모두 안정세를 유지하고 있다
최근에는 N610으로 시장에 진입하는 곳이 늘어나고 있으며 기존 필라멘트용 뿐만 아니라 라디에이터 탱크를 포함한 자동차용으로 채용되는 등 신규용도 개발이 잇따르고 있다.
중합설비는 글로벌 수요 신장에 따라 적극적인 증설이 이루어지고 있다.
나일론6은 우베코산(Ube Kosan)이 2010년 타이 생산능력을 5만톤 확대했고, 랑세스(Lanxess)는 2014년부터 벨기에 소재 9만톤 플랜트를 가동했으며, 바스프(BASF)는 2015년 중국 플랜트를 10만톤을 증설했다.
나일론66도 인비스타(Invista)가 2015년 중국에 15만톤 플랜트를 신규 건설했으며 N10T 등 바이오제품도 신증설을 진행하고 있다.

원료, 환경문제 대두로 수급타이트
나일론은 2016년 말 이후 환경문제가 부상하면서 원료 수급밸런스 및 가격이 크게 변화하고 있다.
N610의 원료인 세바신산(Sebacic Acid)은 중국이 대기오염 문제를 해결하기 위해 일부 공장 가동을 제한하면서 큰 영향을 미치고 있다.
나일론6의 원료인 CPL(Caprolactam)은 최근 몇년 동안 공급과잉에 따라 약세를 계속했으나 2017년 중국의 환경규제에 따른 가동 제한으로 벤젠(Benzene) 이상으로 급등세를 나타냈다.
나일론66의 원료인 아디포니트릴(Adiponitrile) 및 헥사메틸렌디아민(Hexamethylenediamine)은 주요 생산기업의 설비 트러블에 따라 수급이 타이트해진데 이어 2017년 8월 말 미국을 강타한 허리케인 하비(Harvey)의 영향으로 공급부족이 심화됐다.
이에 따라 나일론66은 폴리머 가격이 대폭 상승했으며 2018년에도 수급타이트가 계속될 것으로 예상되고 있다.

고기능제품 개발경쟁 치열
나일론수지는 하이 사이클(High Cycle) 장기 내열성 및 난연성 향상, 흡습에 따른 치수 변화를 억제하기 위해 얼로이(Alloy), 엘라스토머(Elastomer) 성분 첨가를 통한 충격강도 향상 등 고기능화가 다양하게 이루어지고 있다.
자동차용은 CAE(Computer Aided Engineering) 해석기술 및 중합기술을 이용해 흡기다기관 등 대형 부품의 모듈·수지화를 통한 경량화 및 연비 향상으로 이산화탄소(CO2) 배출 감축에 기여하고 있으며 앞으로는 대폭적인 경량화를 목표로 탄소섬유 강화 나일론이 채용될 것으로 예상되고 있다.
최근에는 나노기술을 응용해 나노 수준으로 구조를 제어함으로써 새로운 특성이 발현되고 있어 신규용도에 대한 기대감이 높아지고 있다.
N6T, N9T, N46 등 고융점 나일론도 채용이 확대되고 있으며 메이저들은 독자적인 원료 조성을 개발해 신제품 출시 경쟁을 벌이고 있다.
전기·전자용은 납 프리 땜질에 대응하는 SMT 부품 및 LED(Light Emitting Diode) 리플렉터용 수요가 확대되고 있다.
자동차용은 터보 등 과급기를 탑재한 자동차가 증가함에 따라 고융점 나일론에 대한 니즈가 높아지고 있으며 덕트 등 중공부품은 블로우, 용착 등 기술개발이 요구되고 있다.

바이오제품 개발도 가속화 단계
최근에는 환경보호에 대한 의식이 향상됨에 따라 바이오 나일론 개발이 가속화되고 있다.
셰일가스(Shale Gas) 혁명에 따라 바이오제품에 대한 관심이 다소 줄어들었으나 국제에너지기구(IEA)가 확인매장량에 따라 산출한 천연가스 가채연수가 약 50년에 불과하다고 밝히면서 바이오 폴리머 개발의 중요성이 높아지고 있다.
European Bioplastics은 글로벌 바이오 나일론 생산량이 2011년 약 2만톤에서 2016년 약 7만톤으로 증가한 것으로 추정하고 있다.
최근에는 N610 시장에 진출하는 곳이 늘어나고 있으며 바이오매스 비율 60%는 물론 저흡수 특성을 활용한 소재 및 용도 개발을 진행하고 있다.
자동차 분야에서도 내염화 칼슘 특성을 바탕으로 라디에이터 탱크에 채용하는 등 고기능성 소재로도 위상을 강화하고 있다.
이밖에 반방향족계 바이오 폴리머인 N10T, N11T 등도 잇따라 출시되고 있으며 앞으로도 신제품 출시가 계속될 것으로 예상되고 있다.
다만, 바이오제품이 시장을 확대하기 위해서는 기능, 코스트, 공급 측면에서 다양한 수요처의 니즈에 대응할 것이 요구되고 있다.

다우듀폰, 100% 바이오 나일론 개발
다우듀폰(DowDuPont)이 100% 바이오 나일론을 개발해 주목받고 있다.
다우듀폰이 신규 개발한 바이오 나일론은 나일론610 수준으로 내열성, 강도를 향상시킨 것이 특징이며 2020년경 상업화할 계획이다.
앞으로는 100% 바이오제품을 양산할 방침이나 원료 및 조성은 밝히지 않고 있다. 다만, 코스트는 나일론610과 동일하며 성능은 동등 이상이라고 밝혔다.
100% 바이오 나일론으로는 나일론1010이 있으나 코스트가 지나치게 높아 특수용도 채용에 머무르고 있다.
바이오 그레이드는 피마자유 베이스 세바신산을 원료로 사용하는 부분 바이오 나일론610이 주류를 이루고 있다.
부분 바이오 나일론610은 2000년 이전 라디에이터 엔드캡용을 출시한 이후 2014년 모바일기기용, 2017년 SMT 커넥터용을 잇따라 투입했으나 모두 석유화학 베이스이다.
다우듀폰은 사출성형용 바이오 나일론 시장규모가 2023년 수만톤에 달할 것으로 예상하고 100% 바이오제품을 투입함으로써 시장 공략을 강화할 방침이다.
글로벌 나일론 메이저인 다우듀폰은 나일론6, 나일론66, 나일론6T, 나일론1010, 나일론610 등 다양한 그레이드를 라인업하고 있는 가운데 최근 고내열성 나일론6T가 자동차, 전기·전자기기용을 중심으로 호조를 보임에 따라 유럽, 미국에 이어 아시아에도 고기능성 나일론 중합설비를 건설하는 방안을 검토하고 있다.
일본 Mitsubishi Chemical(MCH)도 부분 바이오제품으로 공급하고 있는 생분해성 바이오 PBS(Polybutylene Succinate)를 100% 바이오 원료로 전환해 2018년 양산할 예정이다. PBS는 커피 캡슐용기 등에 투입하고 있다.
도레이(Toray)는 2020년 환경의식이 높은 유럽 의류기업 등을 대상으로 부분 바이오 PET(Polyethylene Terephthalate) 섬유에 이어 100% 바이오제품을 상업화할 계획이다.