
랑세스(Lanxess)가 차세대 자동차 보급에 대응한 솔루션 개발에 박차를 가하고 있다.
자동차산업은 전기자동차(EV), 플러그인하이브리드자동차(PHV) 등 차세대 자동차가 보급되기 시작하면서 변혁기를 맞고 있다.
특히, 차세대 자동차 시장을 견인하고 있는 유럽에서는 신소재 개발이 활발하게 이루어지고 있다.
고내열‧방열‧난연소재 개발 주력
랑세스는 자동차의 니즈에 맞춘 솔루션 개발에 힘을 기울이고 있으며 사업체제 및 개발의 중심을 휘발유(Gasoline) 자동차에서 차세대 자동차로 전환하고 있다.
자동차는 파워트레인 전동화에 따라 배터리 주변을 비롯한 전기부품에 전기적 특성이 요구됨에 따라 2018년 차세대 자동차 전문인 뉴모빌리티팀을 발족했다.
차세대 자동차 소재에 대한 니즈를 전문적으로 분석하는 조직으로, 개발방향을 새롭게 정립하고 있다.
차세대 자동차는 전동화로 고전압계 부품 탑재가 증가하면서 안전대책이 중요해지고 있다.
고전압계 부품 및 배선은 폴리머를 이용한 오렌지색 피복‧커버로 보호하나 열, 습기에 따라 폴리머가 갈색 또는 검정색으로 변하는 사례가 많은 것으로 알려졌다. 
랑세스는 안전성 측면에서 장시간 오렌지색을 유지할 필요가 있다고 판단해 요구를 충족시키는 새로운 소재를 개발했다.
PBT(Polybutylene Terephthalate) 컴파운드 브랜드 Pocan, PA(Polyamide) 6 브랜드 Durethan을 베이스로 개발했으며 기본제품은 섭씨 130도, 열안정성을 부여한 그레이드는 150도에서 각각 1000시간 동안 변색하지 않는 것으로 파악되고 있다.
난연성, 전기절연성을 추가한 유리섬유 강화 PA6도 개발해 배터리용 고압 커넥터용으로 투입하고 있다.
배터리 주변 소재는 충‧방전할 때 방열성이 요구됨에 따라 열전도성이 우수한 소재를 개발했다.
미네랄 필러를 수지에 다량 함유시킴으로써 방열성을 실현했으며 개발한 수지를 이용함으로써 효율적인 커넥터 방열이 가능한 것으로 알려졌다.
파워트레인이 전동화됨에 따라 누전을 방지하는 전기절연성, 누전이 발생했을 때 부품, 컴포넌트 연소를 방지하는 난연성에 대한 니즈도 높아지고 있다.
랑세스는 2017년 플래스틱 첨가제 메이저 켐추라(Chemtura)를 인수함으로써 난연제를 포함한 첨가제 솔루션을 확충했으며 새로운 니즈에 대응해 점차 개발범위를 확대하고 있다.
경량화 니즈 대응에 블로우성형 서비스까지…
차세대 자동차는 대부분 무거운 배터리를 탑재함에 따라 경량화에 대한 니즈도 높아지고 있다.
랑세스는 1990년대부터 경량화 솔루션을 개발하기 시작했으며 최근에는 연속섬유 강화 열가소성 폴리머 브랜드 Tepex 공급에 주력하고 있다.
용도에 따라 PA, PP(Polypropylene), PC(Polycarbonate)와 유리섬유, 탄소섬유를 조합한 고부가가치제품으로, 독일 고급승용차의 FEM(Front End Module)에 투입되고 있으며 최근에는 포르쉐911의 A필러에 채용되기 시작했다.
Tepex는 강도가 금속과 동등하고 중량이 30-40% 가벼울 뿐만 아니라 가공 사이클타임이 짧아 수요처의 가공 프로세스 개발도 지원하고 있다.
랑세스는 자동차 시장 트렌드에 맞추어 새롭게 블로우성형에도 대응하기 시작했다.
친환경적이고 에너지효율이 높은 터보엔진이 탑재되고 있는 내연기관 자동차, 세계적으로 보급이 확대되고 있는 천연가스 자동차, 연료전지 자동차는 기간부품인 터보차저 에어파이프, 고압가스‧수소탱크를 생산할 때 블로우성형이 요구되고 있다.
이에 따라 랑세스는 2019년 4월 독일 도르마겐(Dormagen) 소재 기술센터에 블로우성형기를 도입해 수지 두께를 균일화하는 등 블로우성형에 적합한 소재를 개발하고 있다.
랑세스는 앞으로 블로우성형기를 직접 가동해 더욱 심화된 기술 서비스를 제공할 방침이다.
코스트 높은 PA66은 PA6로 대체
최근에는 EP(엔지니어링 플래스틱) 사업의 전환점이 될 수 있는 대책도 시작했다.
주력 생산제품인 PA 컴파운드를 PA66에서 PA6으로 전환하고 있으며 새롭게 블로우성형 분야를 본격적으로 개척하고 있다.
PA66은 2018년부터 가격이 상승세를 계속하고 있다.
중간원료인 ADN(Adiponitrile) 플랜트에서 트러블이 발생함에 따라 세계적으로 수급이 타이트해졌기 때문이다.
여기에 ADN은 실질적인 공급기업이 3사에 불과해 구조적 리스크가 항상 존재하는 것으로 파악되고 있다.
이에 따라 랑세스는 원료인 카프로락탐(Caprolactam)부터 니트레진, 컴파운드까지 자체적으로 일괄생산체제를 구축하고 있으며 생산 조절이 용이한 PA6으로 PA66을 대체하기 위한 전략을 추진하고 있다.
PA의 P 그레이드 개발로 대응
최근에는 PA66과 성능이 유사한 PA6의 P 그레이드를 개발했다.
융점, 고온에 대한 염화칼슘 특성은 P66에 비해 떨어지나 기본적인 성능은 PA6과 동등하거나 더 우수하며 장기내열온도, 피로파괴강도 등은 PA66에 비해 높은 것으로 알려졌다.
공급가격도 PA6과 비교해 손색없는 수준인 것으로 파악되고 있다.
랑세스는 약 500개 그레이드의 PA6을 공급하고 있어 수요처의 다양한 요구에 적극 대응할 수 있을 것으로 자신하고 있다.
최근에는 포드(Ford)가 3개 차종의 스티어링 칼럼 스위치 하우징용으로 PA66 대신 랑세스의 PA6 컴파운드를 채용했다.
발포사출성형에 대응하는 PA6을 이용함으로써 PA66과 동등한 기계특성을 유지하면서 무게를 약 10% 줄이는데 성공한 것으로 알려졌다.
중국 5만톤 건설에도 역부족 판단
중국이 ADN 프로젝트를 본격화하고 있으나 구조적 문제를 해결하기에는 역부족이라고 판단하고 있다.
중국에서는 Henan Xiagu가 싼먼샤(Sanmenxia)에서 ADN 5만톤 플랜트 건설을 추진하고 있다. Chematur Technologies 기술을 채용하며 2020년 말 완공을 목표로 총 5억7600만위안(약 920억원)을 투입할 예정이다.
싼먼샤 지방정부는 ADN을 국산화함으로써 중국 나일론 및 우레탄(Urethane) 산업 발전을 가속화시키고 나일론(Nylon)산업의 원료 부족을 해소할 수 있을 것으로 기대하고 있다.
Chematur Technologies는 이소시아네이트(Isocyanate) 등 화학제품 프로세스를 다수 보유하고 있으며 2019년 7월 중국 석유화학 메이저인 Wanhua Chemical이 인수했다.
랑세스는 수급타이트에 대응해 원료인 카프로락탐부터 니트레진, 컴파운드까지 자체적으로 일괄생산체제를 활용함으로써 PA66을 생산 조절이 용이한 PA6로 대체하는데 주력하고 있다.