[폴리머]

 

이온교환수지(Ion-Exchange Resin)는 세계적인 코로나19(신종 코로나바이러스 감염증) 감염 확산에도 불구하고 수요가 안정되고 있다.
IoT(사물인터넷), AI(인공지능), DX(Digital Transformation), 원격·재택근무 등으로 반도체 수요가 호조를 보임에 따라 제조 프로세스에 투입되는 초순수 제조용 수요가 계속 증가하고 있기 때문이다.
반도체 분야에서는 물 뿐만 아니라 화학제품 등 전자소재 정제 관련 수요가 증가하고 있다.
이온교환수지 생산기업들은 수요 호조에 대응하기 위해 생산체제 최적화에 주력함과 동시에 의약품, 전자 등 고부가가치 분야에서 신규수요를 창출하기 위한 연구개발(R&D)을 가속화하고 있다.
물과 건강에 영향을 미치고 있는 이온교환수지는 SDGs(지속가능발전목표) 흐름에 따라 앞으로 더욱 높은 관심을 받을 것으로 예상된다.

 

반도체 비롯해 고부가제품 성장 기대…
이온교환수지는 3차원적 그물 구조의 고분자 모체에 관능기인 이온교환기를 도입한 수지로, 용액 속에 존재하는 이온상태의 물질을 자신의 이온과 교환하는 능력이 있으며 주로 지름이 0.2-1밀리미터인 반투명 구형 입자가 사용된다.
고분자 모체는 스타이렌(Styrene)-DVB(Divinylbenzene) 공중합체가 일반적이며 양이온과 음이온 교환수지로 크게 구분된다. 교환기의 산성 및 염기성 강도에 따라서도 분류할 수 있으며 중금속 이온에 선택적 흡착성을 보유한 킬레이트수지(Chelate Resin)가 대표적이다.
해수담수화, 화력‧원자력발전소 수처리, 보일러용 물 및 전자산업용 초순수 제조, 의약품‧식품‧음료의 분리‧정제, PC(Polycarbonate) 및 아크릴수지의 원료 제조, 전자소재 정제 등에 투입되고 있다.
이온교환수지 생산기업들은 고부가가치화를 목표로 애플리케이션 및 커스터마이징 기술 개발에 힘을 기울이고 있다.
글로벌 시장은 20만-30만입방미터로 추정되고 있다.
일본은 약 2만-3만입방미터로 발전, 전자, 석유‧화학산업에서 신규투자 프로젝트가 거의 진행되지 않아 성장이 정체되고 있으나 고분자‧중분자로 전환되기 시작한 의약품 정제, 기능성 식품 표시제도 등에 힘입어 음료 및 식품 용도가 성장하고 있다.

 

랑세스, 배터리‧반도체 분야 주력
랑세스(Lanxess)는 역침투막 사업을 매각하고 이온교환수지에 경영자원을 집중할 방침이며 수처리 비즈니스 재편에 박차를 가하고 있다.
이온교환수지는 2025년까지 8000만-1억2000만유로를 투입해 2만-3만입방미터 플랜트를 신규 건설하는 등 생산체제를 강화함으로써 반도체, 배터리, 바이오기술 분야 등에서 성장을 가속화할 방침이다.
랑세스는 앞으로 이온교환수지 Lewatit, 산화철흡착제 Bayoxide 브랜드를 중심으로 수처리 사업을 강화해 SDGs 달성에 기여하겠다는 목표를 세우고 있다. 
랑세스의 이온교환수지 사업은 약 80년의 역사를 보유하고 있으며 독일 레버쿠젠(Leverkusen), 비터펠드(Bitterfeld), 인디아 자가디아(Jhagadia) 공장을 가동하고 있다.
수요 증가에 대응해 생산 프로세스를 최적화하는 등 생산능력을 꾸준히 확대하고 있으며 최근에는 세계적인 폐수규제 강화에 따라 난분해성 불소계 유기화합물(PFAS) 등에 대한 대응에 주력하고 있다.
이온교환수지 수요는 코로나19에도 불구하고 세계적으로 안정적인 증가세를 유지하고 있는 것으로 파악되고 있다.
최근에는 이온교환수지에 경영자원을 집중함과 동시에 글로벌 수요 신장에 대응하기 위해 대규모 투자 프로젝트 진행을 결정했다.
앞으로는 배터리를 비롯해 다양한 업종에서 사용되는 금속의 선택적 제거, 반도체, 바이오기술 등 고성장이 예상되는 전문성 높은 애플리케이션에 더욱 주력할 방침이다.

 

MCH, 의약품‧반도체 중심으로 고부가화 
미츠비시케미칼(MCH: Mitsubishi Chemical)은 모기업 Mitsubishi Chemical Holdings가 KAITEKI Vision 30에서 주목하고 있는 6개 사업영역 가운데 식량‧물, 의료 진화에 기여하기 위해 이온교환수지 사업을 강화하고 있다.
생산제품에 따른 사회공헌 뿐만 아니라 순환경제, 지속가능사회 실현을 목표로 이온교환수지 제조 프로세스에서 물 사용량을 감축하는 등 환경부하 저감에도 적극적으로 나서고 있다.  
미츠비시케미칼은 일본 최대의 이온교환수지 메이저로 1946년 상업생산을 시작해 장기간 축적한 수지설계 및 커스터마이징 기술, 다양한 용도에 대응할 수 있는 풍부한 라인업을 보유하고 있는 강점이 평가되고 있다. 
일본 후쿠오카(Fukuoka)를 중심으로 한국, 타이완, 이태리 공장을 가동하고 있으며 코로나19 및 미국-중국의 무역마찰에도 불구하고 반도체 분야를 중심으로 수요가 안정세를 유지하고 있는 것으로 알려졌다.
최근에는 후쿠오카 공장을 중심으로 의약품, 반도체 등 고부가가치 분야에 주력하고 있다.
반도체 분야에서는 초순수용 뿐만 아니라 약품 정제 등도 포함해 종합적인 전략을 강화하고 있고, 의약품 분야는 코로나19의 영향으로 생산체제를 해외위탁에서 자체생산으로 전환하는 움직임이 확산됨에 따라 일본산 고품질제품이 다시 각광받고 있어 수요 확보에 힘을 기울이고 있다.
고분자‧중분자 의약품은 중장기적인 관점에서 개발을 추진하고 있다.

 

퓨로라이트, 글로벌 안정공급체제 강화
미국 펜실베이니아에 본사가 있는 퓨로라이트(Purolite)는 중국, 루마니아, 미국에서 총 10만입방미터 생산체제를 구축하고 있으며 2018년부터 풀가동을 계속하고 있다.
퓨로라이트는 2019년까지 3년 연속 매출이 약 10% 증가한데 이어 2020년에도 사상 최고치를 기록한 것으로 추정하고 있다.
중국에서 공장을 가동하고 있는 이온교환수지 생산기업들은 폐수처리 규제가 강화됨에 따라 공장 폐쇄 및 생산량 축소가 불가피해지고 있으나 퓨로라이트는 2019년 규제에 대응하기 위한 대규모 투자를 완료함과 동시에 생산능력을 확대해 안정공급체제로 전환함으로써 글로벌 시장점유율을 끌어올리고 있다.
차별제품으로 다양한 수요처 니즈에도 대응하고 있다.
신제품인 PFA694E는 내분비계 교란물질인 PFOS(Perflurooctanic Sulfonate), PFOA(Perflurooctanic Acid)를 함유한 미량의 불소계 유기화합물을 선택적으로 흡착하는 특징이 있어 미국에서 지하수 정화용으로 채용이 확대되고 있으며 일본에서도 정수장에서 성능 평가가 이루어지고 있다.
전자산업에 투입되는 초순수용 그레이드는 저용출 타입 TOC, 저용출 금속 타입 UCW 시리즈 채용이 증가하고 있다.
킬레이트수지는 관능기에 구리 전해질, 강산성 수용액 내에서 3가철이온을 선택적으로 흡착할 수 있는 포스폰산(Phosphonic Acid)과 설폰산(Sulfonic Acid)을 보유한 특수 그레이드 MTS9570 수요가 증가하고 있다.
퓨로라이트는 이온교환수지 기술을 활용한 생명과학 사업에도 힘을 기울이고 있다.
주력제품은 항체의약품 정제공정에 사용되는 친화성 크로마토그래피용 분리제 프로틴A(Protein A) 운반체 Praesto로 영국에서 2018년 9월 생산을 시작했으며 최근 2022년 완공을 목표로 미국 펜실베이니아에 신규 공장 건설을 결정했다.


표, 그래프: <이온교환수지 응용분야>

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