PPS(Polyphenylene Sulfide)는 SK케미칼이 예상외로 고전하고 있는 가운데 일본 화학기업들이 글로벌 시장을 리드하고 있다.
일본기업들은 자동차 경량화 추세에 편승해 PPS 사업을 강화하고 있으며, 일본 자동차기업을 중심으로 자동차 시장 개척을 적극화하고 있다.
자동차 고도화 및 경량화를 타고 PPS 시장이 확대되고 있는 가운데 국내기업의 대응은 미미하다는 평가가 제기되고 있다.
SK케미칼, 테이진과 결별함으로써 속도전?
국내에서는 SK케미칼이 일본 테이진(Teijin)과 합작으로 2013년 PPS 사업을 전문으로 영위하는 자회사 이니츠를 설립했으나 2017년까지 1분기까지 매출을 올리지 못하는 등 성과가 지지부진한 상태이다.
2018년 자동차 램프 시장에 진출함으로써 자동차용 투입을 시작했으나 아직 많은 채용실적을 거두지 못하고 있다.
다만, 자동차용 램프 적용을 위해 현대모비스와 공동 개발해 성과를 거둔 만큼 앞으로도 자동차 및 자동차부품 생산기업과의 협업을 강화함으로써 수요처의 니즈에 적합한 신제품을 개발하는데 속도를 낼 것으로 예상되고 있다.
SK케미칼은 합작파트너인 테이진이 보유한 이니츠의 보통주 및 우선주 493만5610주를 453억원에 취득할 계획이라고 2019년 4월24일 공시했다.
SK케미칼은 2013년 테이진과 이니츠를 합작설립해 자동차 경량소재로 각광받는 슈퍼 EP(엔지니어링 플래스틱)인 PPS 사업에 진출했다.
다만, 설립 4년만인 2017년 1분기에야 처음으로 매출을 기록하는 등 PPS 사업을 본격화하지 못하고 있다.
하지만, 2013년 세계 최초로 무염소 PPS 기술을 개발했고 2018년에는 가스 저감기술 역시 세계 최초로 개발해 현대모비스 자동차용 램프에 적용하는 등 사업 안정화에 주력하고 있다.
SK케미칼의 100% 자회사로 전환됨에 따라 스페셜티 중심으로 화학사업을 확장하고자 하는 그룹 방침에 맞추어 성장세에 속도가 붙을 가능성이 있다는 평가가 나오고 있다.
그러나 오히려 100% 자회사로 전환함으로써 PPS 개발을 진척시킬 수 있을지 의문도 제기되고 있다.
도레이, 자동차용 고기능 PPS 개발
일본 도레이(Toray)는 세계 최고수준의 물성을 갖춘 PPS를 공개했다.
도레이는 2019년 3월28일 내열성, 내약품성을 유지하면서 세계 최고수준의 유연성을 겸비한 PPS 수지를 개발했다고 발표했다.
패킹, 자동차 배관 등 유연성이 요구되는 다양한 용도에 투입이 가능할 것으로 기대하고 있다.
자동차 배관 용도에서는 이미 제안작업에 착수했으며 부품 수를 줄이거나 공정 간소화, 경량화 등의 효과를 얻는데 기여할 수 있다는 점을 강조하고 있다.
PPS는 내열성, 기계특성, 내약품성 등이 뛰어나 자동차의 금속을 대체하기 위한 용도를 중심으로 보급이 진전되고 있다.
패킹 등 유연성이 필요한 용도에서는 엘라스토머(Elastomer)와 배합한 PPS를 사용하고 있으나 엘라스토머 배합량을 늘림으로써 유연성을 향상시키면 내열성, 내약품성이 저하되는 문제가 있었다.
하지만, 도레이가 개발한 PPS는 유연성분을 함유하고 있어 해당 문제를 해결한 것으로 평가되고 있다.
나노레벨로 얼로이가 가능한 나노얼로이 기술을 적용함으로써 유연성분을 고충진시켜도 물성이 저하되지 않는 고유연 PPS를 개발했고 탄성률은 1200MPa 이하로 확인됐다.
또 170℃에서 1000시간 처리해도 기계적 강도가 저하되지 않고 산이나 자동차 냉각액 등에 대해서도 높은 내성을 갖추고 있음을 규명했다.
자동차 배관 분야에서 제안을 시작했으며 배관을 간소화시킴으로써 최종적으로는 자동차 경량화에 큰 도움이 될 것으로 자신하고 있다.
앞으로는 자동차용을 중심으로 제안을 강화하며 신규 생산체제도 준비할 계획이다.
도소, 시장점유율 확대에 총력
도소(Tosoh)는 특수 PPS 수지로 중국 자동차 시장을 개척하고 있다.
최근 자동차 전장화와 전기자동차(EV) 보급 확대 등이 활발히 이루어지고 있다는 점에 착안해 초고인성 그레이드와 금속접합용 그레이드, 내트랙킹 그레이드를 중국시장에 집중 공급할 계획인 것으로 알려졌다.
도소는 PPS 시장점유율이 아직 낮은 편이나 중국시장을 확보함으로써 점유율을 확대하고 장기적으로는 생산능력 확대에도 나설 수 있을 것으로 기대하고 있다.
먼저, 초고인성 PPS 제안을 시작한 상태로 높은 내구성을 가지고 있지만 가스량과 유기성분이 적다는 점에서 금속과 일체성형 시에 사용하도록 제안하고 있다.
자동차 용도에서는 대체로 영하 40℃에서 영상 150℃ 환경에서 사용하고 있으며 PPS의 팽창률과 수축률이 금속과 달라 강력한 내구성이 요구되고 있다.
일반적으로 PPS 히트사이클성은 10회 정도이며 경쟁기업이 개발한 내충격 PPS도 320회 정도로 늘리는데 그치나 도소가 구조·배합·제조조건 등을 개선시킨 그레이드는 700회 정도를 실현한 것으로 알려졌다.
EV의 주요 부품인 바인더용에 적합할 것으로 판단하고 제안을 확대하고 있다.
특수 그레이드 투입 적극화
금속접합 PPS는 기밀성이 요구되는 자동차용 전자부품에 적합한 것으로 판단된다.
그동안 수지와 금속을 접합할 때에는 접착제와 나사를 사용하거나 인서트 성형을 실시해야 했으나 해당 그레이드를 활용하면 직접 바로 접합이 가능하다.
금형 중에 금속을 넣고 수지를 사출해 추출하는 방식을 사용하는 것으로, 금속 표면에 세공이 생기면 수지가 침투함으로써 앵커효과가 높은 접합강도를 실현한 것으로 파악된다.
접합강도는 일반 PPS의 2배 이상으로 영하 40℃에서 영상 150℃ 환경에서도 높은 내구성을 발휘할 수 있다.
그동안 스마트폰과 태블릿 단말기에 사용했던 그레이드이나 내구성과 장수명 특성을 살려 자동차용 전자부품과 디스플레이 등으로 영역을 확대할 방침이다.
내트랙킹 PPS는 발화 원인으로 지적되는 방전을 막는 효과가 있으며 에어컨, 냉장고, 전자레인지 등 가전제품에 사용해왔으나 높은 내성이 요구되는 EV와 하이브리드자동차(HV)용으로 제안 영역을 확대한다.
CTI(비교 트랙킹 지수)는 PPS 중에서도 최고 수준인 600-650V에 달하고 흡열성 필러를 다량 추가하면 높은 인성을 확보할 수 있는 것으로 알려졌다.
전철 인버터, 풍력발전 등의 분야에서 평가작업이 진행되고 있고 앞으로는 EV 바인더, 파워 반도체 모듈 적용이 가능할 것으로 기대하고 있다.
중국은 신차 판매대수가 감소하고 있으나 EV 등 차세대 자동차 개발 열풍은 계속되고 있어 소재 수요는 꾸준한 신장세를 나타내고 있다.
DIC, 5G·자동차 중심으로 공세 강화
DIC는 중국에서 5G 및 차세대 자동차 시장 개척을 강화한다.
DIC는 중국시장 개척을 위해 특수 PPS를 전략제품으로 설정했으며 5G 용도에서는 안테나용으로 사용하는 레이저 다이렉트 스트랙처링(LDS) 대응 그레이드를 2019년 여름 투입할 계획이다.
자동차 분야에서는 전기자동차와 플러그인하이브리드자동차(PHV) 등 신에너지 자동차에 관심을 나타내고 있으며 배터리 주변 탑재기기에 대한 내열성, 강성 등을 충족시킬 수 있는 그레이드를 공급할 예정이다.
PPS는 주로 자동차, 전기전자, 욕실 주변 등에 사용하고 있으며 중국에서는 5G, EV, 첨단운전지원시스템(ADAS), 자율주행 관련 분야의 성장이 기대되고 있다.
최근에는 미국과의 무역마찰과 신규 자동차 판매대수 부진 등 우려요소가 많은 편이나 5G 및 차세대 자동차와 관련된 소재 수요는 꾸준히 증가하고 있다.
중국에서는 5G산업을 위한 정비가 진행되고 있으며 DIC는 LDS 대응 PPS 개발을 마치고 7월경 투입했다.
LDS 공법은 금속입자 등을 혼합한 전용 성형수지 소재를 사용해 사출성형을 실시하고 레이저로 회로를 형성하는 방식으로 이루어진다. 레이저 패턴대로 도금하는 것이 가능할 뿐만 아니라 금속과 밀착시킬 수 있어 5G 안테나 회로를 간단하게 그릴 수 있는 것이 특징이다.
또 5G 기지국용 도금을 실시한 PPS 그레이드도 제안할 계획이다. 5G 기지국은 전자파 씰이 필요하기 때문에 노이즈 대책으로도 채용이 기대되고 있다.
EV 등 차세대 자동차용 분야에서는 배터리로 주로 사용하는 LiB(리튬이온전지) 주변부품 영역을 주목하고 있다.
금속 인서트 부품 분야에서 특수 PPS의 인성과 내열성을 활용해 냉각 펌프와 열 매니지먼트 모듈 얼터네이터, 인버터 관련 분야의 채용이 확대되고 있으며, 유럽과 미국의 하이브리드자동차에서 이미 채용실적을 거둔 만큼 중국에서도 동일하게 제안할 방침이다.
자동차 통신 관련 분야에도 관심을 나타내 방열소재 개발을 추진할 계획이다.
PPC, 자동차 센싱부품용 공급 강화
폴리플라스틱스(Polyplastics: PPC)는 자동차용 PPS 사업을 계속 강화한다.
최근 자동차 시장에서 자율주행과 관련된 니즈가 확대됨에 따라 센서, 레이더, 카메라 등 센싱부품용으로 제안을 강화할 계획이며 내열, 내약품, 촌법안정성 등이 우수한 PPS의 특징을 적극 활용하는 외에 코스트다운을 실현할 수 있는 그레이드도 추가해 수요처들의 다양한 요구에 대응할 방침이다.
2019년 매출액을 전년대비 5% 확대하겠다는 목표도 세우고 있다.
폴리플라스틱스는 최근 PPS 판매가 호조를 나타내고 있다.
2018년에는 글로벌 수요가 중국 EV 보급 정책의 영향을 타고 10만톤 이상으로 5-6% 급증했으며 적용부품의 대형화도 호재로 작용했다.
특히, 폴리플라스틱스는 고전압 대응 EV용 파워모듈 분야에서 판매량이 증가했고 전체 시장성장률보다 높은 수준의 성장세를 나타낸 것으로 알려졌다.
2019년에도 PPS를 주로 자동차용으로 공급할 예정이며 기존의 하이브리드 전용 모터 인슐레이터, 전동 워터펌프용 뿐만 아니라 안전대책으로 사용이 확대되고 있는 센서, 레이더, 카메라 등 센싱부품에 대한 제안도 확대한다.
또 앞으로 자율주행 자동차가 자리를 잡을 것에 대비해 전장부품이나 파워모듈 등에 적합한 그레이드를 제안하는 방안도 검토하고 있다.
아울러 통신 관련 분야에서는 광파이버를 접속할 때 단면끼리 맞출 시 사용하는 페놀(Phenol)용 수요에 주목하고 있다.
5G 통신은 광파이버 정비가 반드시 필요하며 수요가 꾸준히 신장하고 있어 시장 개척 가능성이 높다고 기대하고 있다.
신제품 투입도 추진하고 있다.
신뢰성을 높이기 위해 내열 수요에 대응한 유리섬유(GF)를 40% 충진한 PPS를 주력 공급하고 있으며 내열용 그레이드 중에서도 코스트다운을 위해 유리섬유와 미네랄을 50% 배합한 그레이드도 공급을 시작한 것으로 알려졌다.
환경 보호를 위한 저염소 그레이드도 공급하고 있고 전자 분야를 중심으로 저할로겐 소재로서 제안을 확대하고 있다.
<강윤화 선임기자: kyh@chemlocus.com>
