화학저널

도레이, 고내열‧내전압화 박차 … 오지, 2마이크로미터 이하 도전

자동차 콘덴서용 OPP(Oriented Polypropylene) 필름 개발이 본격화되고 있다.
자동차 콘덴서는 모터를 구동시키기 위한 파워콘트롤유닛(PCU)의 인버터 회로에 사용되며 최근 차세대 전동자동차(xEV) 시장 확대를 타고 수요가 증가하고 있다.
코로나19(신종 코로나바이러스 감염증) 영향에서 자유롭게 대부분이 생산설비가 풀가동하고 있으며 자동차 콘덴서용 OPP필름 메이저들도 신증설을 검토하고 있다.
세계적으로 1-2위를 다투고 있는 도레이(Toray)와 오지(Oji)는 2022-2023년 사이 생산능력을 1.6배 확대하는 방안을 검토하고 있다.
자동차 내부 공간을 확보하면서 설계자유도를 높이기 위해 자동차 콘덴서에도 소형화‧경량화가 요구되고 있고 소형화를 위해서는 필름을 박막화할 필요가 있다는 판단 아래 차세대제품 개발에 주력하고 있다.
중국 OPP필름 생산기업들은 두께를 3마이크로미터 수준으로밖에 줄이지 못하고 있으나 도레이와 오지는 2마이크로미터를 실현한 것으로 알려졌다.
중국기업들이 아직 필름 박막화와 고내전압화 등 상반된 성능을 모두 갖추는 고난도 기술을 갖추지 못하고 있어 당분간은 추격이 어려울 것으로 낙관하고 있다.
도레이는 최근 OPP필름 브랜드 Torayfan의 신세대 그레이드를 생산하고 전동자동차용 제안에 적극 나서고 있다.
기존제품보다 고온내전압 특성을 15%, 내열온도는 섭씨 5도 향상시킨 하이엔드제품이며 막이 얇아 콘덴서 소자 체적을 25% 줄일 수 있는 것으로 알려졌다.
오지는 그룹사 오지에프텍스(Oji F-Tex)를 통해 자동차 콘덴서용 OPP필름을 생산하고 있으며 2019년 세계에서 가장 얇은 2.0마이크로미터 신제품 상업생산에 성공했다.
최근에는 두께를 2.0마이크로미터 이하로 더욱 줄인 신제품 개발에 주력하고 있으며 박막화 뿐만 아니라 절연성도 높은 수준으로 실현하겠다는 목표를 세우고 있다.
다만, 양사 모두 PP(Polypropylene)의 특성상 내열 온도가 한계에 도달하는 문제는 해결해야 할 것으로 판단된다. 현재는 130-140도 이상 고온 환경에서 OPP 사용이 어렵기 때문이다.
도레이는 OPP필름에 내열성이 우수한 다른 수지를 적용하는 방안을 검토하고 있고, 오지 역시 다양한 필름을 적용할 계획이다.
슈퍼 EP(엔지니어링 플래스틱)처럼 높은 내열성을 가진 수지를 사용할 가능성도 부상하고 있으며 수요기업의 요청에 즉각 대응할 수 있도록 PP를 대체할 다양한 필름 도입을 검토하고 있다.
한편, 후타무라케미칼(Futamura Chemical)은 OPP름의 바이오매스화에 성공하고 양산을 추진하고 있다.
2021년 나고야(Nagoya) 공장에 양산체제를 갖추고 일본 식품포장용 필름 생산기업 가운데 최초로 바이오매스 OPP필름을 상업생산할 계획이다.
식품포장은 지속가능성 트렌드가 확산되면서 친환경 포장 소재 도입에 대한 니즈가 확대되고 있다.
나고야 공장에서는 식물유 폐기물 등 비식용유에서 추출한 바이오 나프타(Naphtha)나 프로판(Propane)을 정제한 후 기존 석유 베이스 원료와 혼합하는 방식으로 바이오매스 OPP필름을 생산할 방침이다.
국제적으로 적용되고 있는 매스밸런스 방식에 맞추어 식물 베이스 원료를 혼합하며 유럽에서 바이오매스 인증제도로 널리 사용되고 있는 ISCC(국제 지속가능 탄소) 인증 취득에도 나설 계획이다.
매스밸런스 방식은 서플라이체인에 연결된 모든 관련기업들이 ISCC 인증을 받아 추적가능성을 유지하도록 하고 있다.
후타무라케미칼은 ISCC 인증이 재자원화 수지(리사이클 플래스틱)까지 인증 범위로 정하고 있는 만큼 앞으로 생산을 검토하고 있는 폐수지를 원료로 제조하는 리사이클 수지도 인증을 받을 방침이다. (강윤화 선임기자)