TiO2(Titanium Dioxide: 이산화티타늄)는 기능성 향상 경쟁이 치열해지고 있다.
TiO2 생산기업들은 특수 제조 프로세스와 표면가공 기술 등을 활용해 안료급 TiO2 입경을 10% 수준으로 줄인 10-50나노미터 미립자 TiO2를 개발하고 있다.
입자가 나노 사이즈이기 때문에 가시광선부의 광투과성과 자외선부의 광차폐성 등 고도의 기능을 발휘할 수 있으며 자외선(UV: Ultra Violet) 차단 화장품과 광촉매 분야에서 채용이 늘어나고 있다.
자외선 차단 화장품 분야에서는 미립자 TiO2와 아연을 배합한 무기 UV 산란제로 전환되고 있을 뿐만 아니라 신흥국에서 스킨케어에 대한 니즈가 확대되면서 수요가 급증하고 있다.
TiO2 생산기업들이 집중된 일본에서는 미립자 생산능력 확대를 적극화하고 있다.
배터리도 싱글 나노미터 수준의 무기소재 분산액 채용을 확대하고 있고 농업 분야에서도 보급이 늘어나고 있기 때문이다.

중국, 수출 부진에 신증설로 하락세 주도
TiO2는 최근 약세를 나타내고 있다.
아시아 TiO2 가격은 2020년 1-2월 톤당 2600달러를 형성하며 2019년 7-8월에 비해 100달러 정도 하락했다.
미국-중국 무역마찰의 영향으로 중국 수요가 감소했고 공급이 안정화되면서 공급과잉 상태로 전환됐기 때문이다.
중국이 아시아 수출을 확대한 것 역시 하방압력으로 작용했다.
TiO2는 앞으로 중국의 신증설 설비들이 본격적인 상업가동에 들어가면 한차례 더 하락해 2500달러가 무너질 것으로 예상되고 있다.
TiO2는 2019년 하락세를 계속했다.
미국-중국 무역마찰의 영향으로 중국 수요가 크게 줄어든 가운데 2019년 상반기부터 중국의 미국 수출까지 크게 줄어들면서 전체 수출이 감소세로 전환됐기 때문으로 판단된다.
중국의 재고량이 늘어남에 따라 2018년 말 3000달러 수준에서 2019년 7-8월 2700달러로 급락했고 2020년 들어서는 2600달러 수준을 형성하고 있다.
2019년 6월부터 원료로 사용되는 합성 루타일(Rutile) 가격이 상승한 영향으로 일시적으로 오름세를 나타내기도 했으나 수요 둔화 영향이 크게 작용하면서 상승 폭이 100달러 정도에 그쳤다.
중국은 미국 수출이 줄어든 영향으로 인디아, 베트남 등 아시아 수출에 집중하고 있으며 2019년 1-10월 루타일‧아나타제(Anatase) 수출량이 87만6361톤으로 전년동기대비 5% 증가한 것으로 나타났다.
TiO2 관계자들은 앞으로도 아시아 가격이 약세를 벗어나지 못할 것으로 예상하고 있다.
중국 생산량의 70%를 차지하고 있는 황산공법 생산기업이 안정가동을 유지하고 있고 겨울철부터 수요가 줄어들고 있기 때문이다.
생산능력이 80만톤을 상회하는 초대형 메이저 1사가 2019년 상반기에 20만톤 증설을 완료함으로써 수급 완화에 무게가 실리고 있다. 품질이 안정화되지 못해 시장에는 투입하지는 못하고 있으나 품질이 안정화되고 안정가동에 들어가면 상당한 타격을 입힐 것으로 예상되고 있다.

화장품용 채용 급증에 색소증감형 태양전지 기대
TiO2는 화장품이 핵심 수요처로 바를 때 하얗게 일어나는 것을 방지하기 위해 투명성을 얼마나 향상시킬 수 있느냐가 과제로 떠오르고 있다.
미립자 TiO2는 입자가 나노 크기이기 때문에 투명성을 갖추고 있어 자외선 차폐소재로 화장품 채용이 가능하고 공업용으로는 토너, 자동차용 페인트, 촉매 담체, 토너 첨가제 등으로도 투입되고 있다.
미립자 TiO2 시장은 선크림, 색조화장품 등 화장품용이 대부분을 차지하고 있다. 일본은 물론 유럽도 수요가 많은 편이며 주로 프랑스, 독일의 화장품 메이저들이 사용하고 있다.
앞으로는 인디아, 브라질 수요 증가가 기대되고 있다.
광촉매 TiO2는 주택 외장 용도 등에서 수요가 꾸준히 증가하고 있다.
자외광 응답형이 셀프 클리닝 용도를 중심으로 늘어나고 있으며, 가시광 응답형은 내장 분야에서 채용 확대를 위해 기능성을 향상시키고 있고 코스트도 나아지고 있는 것으로 파악되고 있다.
셀프 클리닝 기능 외에 항균이나 새집증후군 대책, 곰팡이 방지 등 다양한 기능을 갖추고 있어 앞으로 광범위한 용도에서 보급이 확대될 잠재력을 보유하고 있는 것으로 평가되고 있다.
미립자 TiO2의 유망분야로 LCD(Liquid Crystal Display)용 반사필름이나 탈취‧살균 및 질소산화물(NOx) 정화를 비롯한 환경보전용 촉매, 배수처리, 색소증감형 태양전지(DSC) 등도 주목되고 있다.
특히, DSC는 아직 시장이 형성되지 않았기 때문에 미래 유망 용도로 많은 관심을 모으고 있다.
DSC는 제조가 용이하고 컬러풀하게 완성할 수 있을 뿐만 아니라 양산하면 코스트가 내려갈 가능성이 큰 것으로 판단되고 있다. 현재 수명과 변환효율이 과제로 부상하고 있으나 증감색소의 TiO2 흡착량을 늘리면 변환효율이 향상될 것으로 예상되고 있다.

사카이, 생산능력 60% 확대 … 유기계에서 무기계로 전환
일본 사카이케미칼(Sakai Chemical)은 미립자 TiO2 등 화장품용 생산을 확대하고 있다.
사카이케미칼은 화장품 소재로 사용하는 미립자 TiO2와 미립자 산화아연 생산설비를 증설하기로 결정했다. 2021년 1월 완공을 목표로 약 30억엔을 투입해 후쿠시마(Fukushima)의 오나하마(Onahama)에 새로운 공장동을 건설하고 생산능력을 60% 확대할 계획이다.
최근 해외에서 환경 및 안전성 강화를 위해 유기 자외선 흡수제에 대한 규제가 강화되면서 미립자 TiO2와 산화아연을 배합한 무기 UV 산란제로 대체되고 있을 뿐만 아니라 신흥국에서도 스킨케어 관련 니즈가 확대되면서 자외선 차단제 수요가 증가하고 있어 증설을 결정했다.
사카이케미칼은 그동안 화학사업에서 최대 매출액을 차지해온 TiO2와 산화아연 구성비중이 최근 변화하고 있다.
화학사업은 공업용으로 투입되는 범용 TiO2와 화장품 소재용 미립자 TiO2 사업이 중심이며, 2019회계연도 상반기(4-9월)에는 중국 경기 둔화의 영향을 받아 수급이 완화됐을 뿐만 아니라 저가의 중국산이 일본시장에 유입되면서 범용은 출하량이 감소한 것으로 알려졌다.
그러나 미립자제품은 일본은 물론 해외에서도 자외선 차단용 화장품을 중심으로 호조를 누리면서 영업이익이 증가했다.
미립자제품이 전체 매출에서 차지하는 비중은 2018회계연도 10% 초반 수준이었으나 2020회계연도에는 20%대 초반으로 확대된 것으로 알려졌다. 2023회계연도까지 미립자제품 비중을 약 30%로 확대할 계획이다.
글로벌 자외선 차단용 화장품 원료 생산량은 총 5만톤 수준으로 유기계가 4만5000톤, 무기계가 5000톤 정도로 파악되고 있다.
그러나 사카이케미칼은 무기계 생산을 확대함으로써 현재 주류를 이루고 있는 유기계와의 차이를 좁혀나가고 있다.
자외선 차단용 화장품은 신흥국에서 수요가 증가하고 있으며, 미국 등에서는 안전성과 환경보호 관점에서 유기계에서 무기계로 전환되고 있다.
2018년 하와이에서 UV 흡수제로 산호초 환경이 파괴된 것을 계기로 옥시벤존(Oxybenzone)과 옥티녹세이트(Octinoxate)를 배합한 자외선 차단제의 판매를 금지하는 법안이 통과돼 2021년부터 시행될 예정이다. 플로리다 등 다른 지역에서도 비슷한 움직임이 확산되고 있다.
그러나 2019년 미국 식품의약국(FDA)이 발표한 흡수제 안전성 및 효과와 관련된 카테고리에서 TiO2와 산화아연이 안전하고 효과가 인정되는 카테고리에 포함돼 수요 증가가 예상되고 있다.
유기 UV 흡수제 문제에 대해서는 아직 찬반여론이 분분하나 사카이케미칼을 비롯해 Tayca, Titan Kogyo 등 주요 생산기업들이 생산능력 확대에 주력하고 있어 조만간 무기 UV 산란제가 성장시장으로 떠오를 것이 확실시되고 있다.

TitanKogyo, 자외선에 블루라이트도 차단
일본 Titan Kogyo는 화장품 시장 개척에 박차를 가하고 있다.
Titan Kogyo는 작은 직사각 형태의 TiO2를 블루라이트(HEV: 고에너지 가시광선) 차단제품에 투입하는 방안을 모색하고 있으며 대입경 근적외선 차단소재로도 개발해 제안활동을 본격화하고 있다.
자외선 파장역을 반사하는 차단 효과와 함께 양 파장역 때문에 발생하는 광노화를 방지할 수 있을 것으로 기대하고 있다.
색조화장은 물론 스킨케어 화장품에서도 용도를 개척할 방침이다.
화장품 시장은 최근 자외선보다 파장이 긴 블루라이트와 근적외선을 차단하는데 더 많은 관심을 쏟고 있다. 멜라닌 색소가 발생해 기미, 점 등이 생기는 것을 막을 수 있을 뿐만 아니라 광노화에 따른 주름과 처짐 현상 등을 방지하는데 도움이 돼 니즈가 확대되고 있다.
블루라이트는 PC나 스마트폰 등의 LED(Light Emitting Diode) 디스플레이와 LED 조명 등에서 방출되며 눈을 피로하게 만드는 주요 요인으로 부각되고 있다.
파장역이 400-500나노미터인 청색광으로 가시광 중에서 파장이 가장 짧으면서 에너지가 강하기 때문에 자외선A파(UVA)와 동일하게 피부 깊은 곳까지 도달할 수 있으며 진피에 포함된 콜라겐이나 히알루론산에 데미지를 입히는 것으로 알려져 있다.
Titan Kogyo는 2013년 작은 직사각 형태로 제조한 미립자 TiO2 ST-461EC 개발에 성공했고, 개발 직후 자외선A파의 투과율을 대폭 낮추는 억제 효과가 있음을 규명했으며 최근에는 블루라이트에도 효과를 나타내는 것을 확인했다.
기존 미립자 TiO2와 달리 500나노미터 수준에서도 투과율을 3분의 1 이하로 억제할 수 있으며 분말 외에 분산체 TD-61S로 완성해 기초화장용 파운데이션이나 BB 크림 등으로도 제안하고 있다.
파장역 780-2500나노미터 근적외선 영역도 새로운 공략 분야로 주목하고 있다.
자외선 파장역에서 일본 최고 기준치인 SPF50+와 PA++++에 준거한 선케어 화장품이 판매되고 있는 가운데 Titan Kogyo는 차별화를 위해 ST-750EC를 개발하고 최대 1600나노미터 파장까지 대응하고 있을 뿐만 아니라 투과율을 40% 이하로 억제하는데 성공했다.
평균 입경 1마이크로미터 정도의 대입경이지만 피부에 도포했을 때 감촉이 부드럽고 투명성이 높아 스킨케어용으로 적합하다는 평을 받고 있다.
모두 일본에서 용도 개척을 시작했으며 세계 각국 화장품 시장의 성숙화 시기에 맞추어 점차 글로벌화할 방침이다.
생산은 우베(Ube) 개발센터에서 대응하고 있으며, 우베 개발센터에 ST-6 생산설비를 도입해 화장품용 TiO2 생산능력을 1000톤대로 확대할 계획이다.