EP(엔지니어링 플래스틱) 생산기업들이 용도 개척을 가속화하고 있다.
EP는 수요 증가율이 둔화되면서 시장 확대가 어려워질 것으로 예상됐으나 전기자동차(EV), 5G(5세대 이동통신) 시장이 부상하면서 성장국면이 다시 도래하고 있다.
특히, 일본기업과 사우디 사빅(Sabic)이 EP 마케팅을 적극화하고 있어 자동차‧5G 시장을 둘러싼 경쟁이 치열해질 것으로 예상된다.
도레이, PPS‧PBT를 xEV용으로 제안
도레이(Toray)는 수지 사업에서 모빌리티 및 디지털 혁신 대응제품 투입을 강화하고 있다.
수송‧이동 분야에서는 차세대 전기자동차(xEV)와 첨단운전지원시스템(ADAS)용으로 PPS(Polyphenylene Sulfide), PBT(Polybutylene Terephthalate) 제안을 본격화하고 있으며 2022회계연도(2022년 4월-2023년 3월)까지 자동차용 수지 관련 매출액을 2019년에 비해 30% 확대할 계획이다.
디지털 분야에서는 5G 수요에 초점을 맞추고 저유전 소재 개발을 서두르고 있다.
특히, LCP(Liquid Crystal Polymer)는 2020회계연도 출시를 목표로 하고 있으며 독자적인 나노 얼로이 기술 적용과 설계‧가공방법까지 포함한 토탈 솔루션 공급을 통해 성장영역에서 사업을 확대해나갈 방침이다.
도레이는 결정성 PBT, PPS, LCP, 나일론(Nylon) 외에 비결정성 ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene), 탄소섬유 강화수지 등 다양한 라인업을 갖추고 있으며 xEV 확대와 5G 서비스의 본격적인 보급이 기대되고 있는 가운데 성장영역에서 특성을 발휘할 수 있는 수지를 제안하는데 박차를 가하고 있다.
PPS와 PBT는 차세대 자동차 시장 개척에 주력하고 있다.
ADAS 관련 분야에서 레이더 부품 탑재가 늘어나고 있어 저유전, 치수안정성 등이 우수한 PBT를 제안할 예정이며 회전 센서로는 히트사이클과 내전압 등이 특징인 PPS를 전면에 내세우고 있다.
통신 누락을 방지하기 위해 저유전 특성이 요구되는 5G 용도로는 PBT, LCP를 중심으로 제안할 예정이다.
5G 고속 전송 FPC(Flexible Printed Circuit) 용도로는 용액 제막 필름용 LCP를 개발하고 있다.
용매로 혼합하기에 편하게 독자 개발한 LCP 폴리머로, 현재 투입되고 있는 PI(Polyimide)에 비해 낮은 코스트로 제조할 수 있다는 점을 부각시키고 있다. 2020회계연도에 어떠한 형태로든 시장에 투입하는 것을 목표로 하고 있다.
독자적인 나노 얼로이 기술을 더욱 향상시켜 성장영역에 적용하는 방안도 검토하고 있다.
여러 폴리머를 나노미터 수준으로 미세하게 분산시킬 수 있는 기술로 소재 특성을 비약적으로 향상시킬 수 있는 강점을 자랑하고 있다.
나노 얼로이를 사용한 금속 접합 PBT는 방수화와 저유전화를 모두 실현할 수 있어 5G 스마트폰용으로 제안이 가능한 것으로 알려졌다.
도레이는 PBT계 나노 얼로이가 기존제품보다 2배 이상 뛰어난 에너지 흡수량을 갖추었다는 점을 활용해 차세대 자동차의 충격 흡수 소재로도 제안할 방침이다.
고속으로 충격을 받았을 때 유연하게 형태를 변화시킬 수 있는 나일론계 나노 얼로이는 스포츠 용도에서 수요를 개척할 예정이며 캐리어 등에도 적용이 가능할 것으로 기대하고 있다.
앞으로도 나노 얼로이 소재를 광범위한 영역에 투입할 수 있도록 제안을 가속화할 계획이다.
PI, LCP 밀어내고 5G 장악한다!
PI는 5G의 핵심소재로 부상하고 있다.
아라카와케미칼(Arakawa Chemical)은 5G 통신용 FPC 접착제의 주요 성분으로 투입되고 있는 저유전‧고접착 PI 공급 확대에 주력하고 있다.
PIAD 브랜드로 공급하고 있으며 독자적인 폴리머 구조로 저유전성과 접착성을 모두 확보하고 유전체(절연소재) 손실 외에 도체(동 회로) 손실까지 동시에 막을 수 있어 전송손실을 종합적으로 저감할 수 있을 뿐만 아니라 NBR(Nitrile Butadiene Rubber)을 사용해온 기존공정에 그대로 투입 가능하다는 강점을 갖추고 있다.
최근 LCP 채용을 확대하고 있으나 LCP는 적층기술을 보유한 곳이 소수라는 한계를 이용해 제안을 가속화하고 3년 후 매출액을 5억엔대로 확대하겠다는 목표를 세우고 있다.
전송손실은 유전체에서 발생하는 유전체 손실과 프린트 배선기판(PCB: Printed Circuit Board)을 구성하는 도체에서 발생하는 도체 손실로 구분하며 통신 저속화, 데이터 열화, 열 트러블 등을 야기할 수 있어 억제가 요구되고 있다.
특히, 5G는 회로에 대량의 전류가 흐르기 때문에 전송손실을 억제할 필요성이 더 높아 5G용 FPC에도 관련 기능이 필요한 것으로 파악하고 있다.
전송손실 가운데 도체 손실은 표피 효과 때문에 발생하는 것으로 알려졌다.
5G 통신은 전송 신호가 고주파화돼 회로 표면에 전류가 모이게 되며 앵커효과를 막기 위해 의도적으로 요철을 만들어야 해 손실이 발생하며, 도체 손실을 막기 위해서는 표면을 평평하게 만들어야 하지만 접착성, 저유전성과 상반된 관계이기 때문에 대응이 어려웠다.
일부는 과제를 해결하기 위해 저유전성이 우수한 LCP를 적층해 플렉서블 동장 적층판(FCCL)을 제조하고 있으나 대부분 도체 손실은 막지 못하고 유전체 손실 억제에만 초점을 두고 있다.
반면, 아라카와케미칼의 PIAD는 PI 고유의 접착성을 유지하고 있어 과제를 해결할 것으로 기대되고 있다.
강직한 화학구조의 방향족(Aromatics) 수를 줄여 유연화시키면서 저유전 특성을 부여한 것으로, 유전체 손실 뿐만 아니라 도체 손실도 막을 수 있고 LCP와 동일하게 전송손실을 억제하는 것으로 파악되고 있다.
PIAD는 NBR과 마찬가지로 접착제 주요 성분인 에폭시수지(Epoxy Resin)와 필러 등을 섞어 사용할 수 있고 가공온도가 섭씨 200도 이하여서 기존 제조공정을 그대로 사용할 수 있다는 강점을 부각시키고 있다.
LCP는 용해하기 위해 300도 이상의 온도가 필요하고 적층화 등 공정 변경이 필수적이지만 PIAD를 도입하면 기존 제조공정을 이용할 수 있는 것이 특징이다.
아라카와케미칼은 FCCL을 비롯해 FPC를 구성하는 본딩시트, 커버레이 필름 생산기업을 대상으로 PIAD 제안을 본격화하고 있다.
관련 노하우를 갖춘 곳이 소수인 LCP보다 PI를 채용하는 것이 수요기업의 BCP(사업계속계획)에도 도움이 된다는 점을 강조하고 있으며, 자체적으로 기판 평가까지 가능한 체제를 구축해 수요기업과 함께 배합방법을 검토하는 방식으로 공급을 확대하고 있다.
사빅, 고기능 EP로 아시아 시장 공략
사빅은 아시아 시장에 대한 고기능성 수지 공급을 확대하고 있으며 자동차 경량화 소재, 전자‧전기, 로봇 분야를 주력 전방산업으로 주목하고 있다.
자동차 경량화를 위해서는 PPE(Polyphenylene Ether)를 펜더, 배터리 주변 소재용으로 제안하고 무도장 특수 PC(Polycarbonate)는 프론트 그릴 채용을 목표로 제안할 계획이다.
전자‧전기, 로봇 분야에서는 내열성 키워드 아래 시장 개척을 가속화할 방침이다.
기존제품에 비해 내열성을 섭씨 10도 정도 향상시킨 PI를 본격적으로 제안하고 수요기업의 해외생산을 지원하면서 2023년에는 매출액을 10배 이상으로 확대하겠다는 목표를 세우고 있다.
사빅은 일본, 한국에 수지 펠릿과 중간제품 등을 판매하고 있으며 솔루션을 제공함으로써 채용 확대에 주력하고 있다.
PPE 브랜드 Noryl는 첨가제로 사용해 적용 소재의 전기특성을 향상시킬 수 있다는 점을 강조하며 제안함으로써 최근 5G 관련 거래량이 늘어난 것으로 알려졌다.
앞으로는 펠릿과 중간체를 공급할 때 자동차, 전기‧전자, 로봇, 헬스케어 등 광범위한 영역에서 수요를 확보할 수 있도록 시장을 개척해나갈 계획이다.
자동차 분야에서는 경량화를 중심으로 난연성, 내열성 특성을 강조하고 있다.
펜더용으로는 Noryl이 이미 여러 차종에서 채용된 바 있어 투입량을 늘리면 연비 향상 효과를 기대할 수 있다는 점을 강조하고 있다.
프론트그릴용으로 무도장 특수 PC 제안도 가속화하고 있다.
현재는 칠흑 느낌의 도장을 실현하기 위해 ABS를 투입하고 있으나 무도장 타입을 적용해 코스트 다운 효과를 얻을 수 있다고 강조하고 있다.
충전기를 포함한 배터리 주변 수요 확보에도 주력하고 있다.
외장소재와 스페이서 등에 Noryl을 채용하면 난연성을 확보할 수 있다는 점을 어필하고 있으며 자동차 뿐만 아니라 데이터 센터와 정치용 축전지로도 적용 범위를 확대해나갈 계획이다.
전기‧전자, 로봇 분야를 공략하기 위해서는 PEI(Polyetherimide) 브랜드 Ultem과 PI 브랜드 Extem 등 광학 그레이드와 기능성 수지 소재 LNP를 주력으로 공급하고 있다.
특히, Extem은 무연 납땜 공정에 대응할 수 있도록 내열온도를 크게 높인 신규 그레이드를 개발했고 렌즈용으로 적극 제안할 계획이다.
헬스케어 분야에서는 내약품성을 보유한 PC를 개발해 공급을 시작했고 앞으로 항균기능 부여 등을 추진해 헬스케어 시장을 적극 개척해나갈 방침이다. (강윤화 선임기자: kyh@chemlocus.com)
