변성 PPE(Polyphenylene Ether)는 비중, 흡수성이 낮고 치수안전성이 뛰어날 뿐만 아니라 전기특성, 난연성까지 보유한 EP(엔지니어링 플래스틱)로 스타이렌(Styrene), 나일론(Nylon), PP(Polypropylene) 계열의 수지와 복합화(Alloy)하거나 컴파운드로 공급되고 있다.
자동차 분야에서는 금속을 대체하는 경량화 소재로 채용이 확대되고 있으며 사무기기, 전기‧전자 분야에도 투입되고 있다.

글로벌 수요 연평균 3-5% 증가 전망
글로벌 변성 PPE 시장은 2018년까지 수급이 타이트했으나 2019년부터 미국과 중국의 무역마찰로 수요가 감소하면서 침체되고 있다.
2020년에는 수요가 약 35만톤에 달할 것으로 예상됐으나 가을 이후 자동차용을 중심으로 수요가 회복됐음에도 코로나19(신종 코로나바이러스 감염증)의 영향을 불식시키지 못해 30만-32만톤에 머무른 것으로 파악되고 있다.
2021년에는 자동차용 수요 호조가 계속됨에 따라 상반기에 수요가 소폭 증가했으나 하반기에는 반도체 공급부족, 자동차 감산에 동남아시아 봉쇄, 부자재 코스트 상승 등이 겹쳐 상황이 악화됐다.
2021년 글로벌 수요는 2020년에 비해 약 10% 증가할 것으로 예상됐으나 자동차 감산에 따라 감소세로 전환된 것으로 추정된다.
그러나 중장기적으로는 연평균 3-5% 성장할 것으로 기대되고 있어 변성 PPE 생산기업들은 수요처 니즈에 대응하기 위한 연구개발(R&D)에 주력하고 있다.
변성 PPE는 메탄올(Methanol)과 페놀(Phenol)을 원료로 제조한 PE와 용도에 맞추어 PS(Polystyrene), 나일론 등 수지나 난연제, 필러 등을 혼합한 컴파운드이며 뛰어난 내습열성과 절연성, 치수안정성을 갖추고 있고 범용 EP 중 가장 가벼워 경량화 혹은 금속 대체 니즈가 있는 사무기기, 자동차 배터리 혹은 전장부품 케이스 등에 투입되고 있다.

메이저, 고부가화로 금속소재 대체 가속화
글로벌 변성 PPE 메이저 사빅(Sabic)은 난연성, 내트래킹성, 고강성 등 수요처 니즈에 광범위하게 대응할 수 있는 특수 그레이드 라인업으로 차별화하고 있으며 난연성과 박형화를 실현하는 코폴리머 기술도 강점으로 내세우고 있다.
자동차용은 PA(Polyamide)와 복합해 내유성, 내약품성을 부여한 그레이드를 엔진자동차 급유구, 전기자동차(EV) 충전구 부분용으로 공급하고 있다. 특히, 전기자동차 충전구에서는 감전이 우려되는 금속을 대체하는 소재로 수요가 증가하고 있는 것으로 알려졌다.
저흡수성을 부여한 신규 그레이드도 출시를 앞두고 있다.
일본 도치기(Tochigi) 소재 모카(Moka) 공장에서는 신규 그레이드를 포함해 다양한 혼합제품에 대응하기 위한 설비투자를 진행하고 있다.
아사히카세이(Asahi Kasei)는 세계 각국의 현지 판매기업을 통해 수요처 니즈를 파악함과 동시에 자일론(Xyron) 브랜드의 글로벌화에 박차를 가하고 있다.
특수 그레이드를 중심으로 전기자동차용 배터리 주변, 태양광발전 부품용 개발에 주력해 다양한 수요에 유연하게 대응할 방침이다.
5G(5세대 이동통신)에 대응한 기지국 관련 용도에서는 유전특성 및 저비중성이 높이 평가되고 있으며, 앞으로는 복합화 기술을 활용해 저유전 특성을 유지한 부가가치제품을 개발함으로써 신규시장을 개척할 계획이다.
Mitsubishi Engineering Plastics(MEP)는 수요처 요구에 유연하게 대응하면서 신규 그레이드 개발에 힘을 기울이고 있다.
특히, 경쟁기업이 공략하지 않는 틈새시장에 공세를 가하는 전략으로 전기자동차 배터리 주변에서 응용가공기술을 활용해 변성 PPE가 보유한 저비중성, 난연성에 강도, 내트래킹성 등 각각의 수요에 대응한 다양한 특성을 부여하고 있다.

사빅, PPE‧PA 얼로이 신규 그레이드 개발
사빅은 저흡수성이 우수한 변성 PPE 공세를 강화하고 있다.
사빅은 PPE와 PA를 얼로이화한 변성 PPE 노릴(Noryl) GTX 시리즈에서 저흡수 그레이드 개발을 마치고 글로벌 공세를 강화하고 있다.
사빅은 일본 모카 공장에서 다양한 수지 및 컴파운드에 대응한 변성 PPE 개발을 추진하고 있으며 신제품도 일본에서 개발한 것으로 알려졌다.
모카 공장은 여러 코폴리머를 사용해 변성 PPE를 개발함으로써 다양해지는 니즈에 대응하고 있으며 2022년 설비투자를 완료하는 것을 목표로 하고 있다.
사빅은 변성 PPE 분야의 글로벌 메이저로 PPE와 PS 얼로이가 대표제품이며 PPE와 PA, PPE와 PP, PPE와 PPS(Polyphenylene Sulfide) 등 다양한 수지를 용도별로 조합함으로써 변성 PPE 사업을 다각화하고 있다.
노릴 GTX 시리즈는 비결정성 PPE에 결정성 PA를 컴파운드함으로써 우수한 내약품성을 갖춘 것이 특징이며 PA66와 PA6 등과 컴파운드해 공급하고 있다.
자동차 용도에서 내유성을 활용해 주유구 주변, 휀더 부분에 투입하고 있으나 나일론이 포함돼 흡수 때문에 변형 및 왜곡이 일어나기 쉽다는 점에서 저흡수성 그레이드 개발이 요구되고 있다.
사빅은 저흡수성 그레이드 출시와 함께 모카 공장에 다양한 얼로이에 대응할 수 있는 생산체제를 갖춤으로써 생산효율을 극대화할 계획이다.
또 PPE와 PA 컴파운드는 일본과 타이에 이어 중국 상하이(Shanghai)에서도 생산할 예정이다. 중국은 자동차용 수요가 급증할 것으로 예상된다.

아사히카세이, PCR 소재 40% 배합 바이오화
아사히카세이는 변성 PPE의 친환경 대응을 가속화하고 있다.
아사히카세이는 변성 PPE를 자일론 브랜드로 공급하며 세계시장 점유율 2위를 확보하고 있는 가운데 최근 환경고려형 신제품 투입을 확대하고 있다.
이미 시장에 유통돼 사용을 마친 폐 소재를 회수한 다음 리사이클한 PCR(Post Consumer Recycled) 재생소재로 신규 그레이드를 개발했으며 2022년부터 순차적으로 투입할 계획이다.
변성 PPE 가운데 대표제품인 PS와의 혼합제품은 재생 PS를 중량 대비 15-40% 배합해 난연제, 필러 등을 투입한 난연, 강화, 그레이드 라인업을 갖추고 있다. 굴곡탄성률, 충격강도 등은 신규(Virgin) 생산한 PS를 사용했을 때와 동등하며 이론상으로는 재생소재 함유율을 50-60% 수준으로 더 높일 수 있을 것으로 예상되고 있다.
에스테르계 리사이클 플래스틱을 혼합한 신규 그레이드도 공개했다.
에스테르계 수지는 내약품성, 내유성이 우수하고 내열성 지표인 하중변형 온도가 섭씨 180도 전후로 자일론 브랜드 중에서는 PPA(Polyphthalamide)와 PPS의 중간 위치에 자리하고 있으며, 환경을 보호하는 것은 물론 기능까지 겸비함으로써 다양한 니즈를 충족시킬 것으로 기대되고 있다.
바이오매스 원료를 사용한 바이오 PPE는 양산을 준비하고 있다.
매스밸런스 방식으로 바이오매스 베이스 메탄올과 페놀을 조달해 원료 일부를 석유 혹은 천연 베이스에서 대체했으며 바이오매스 원료로 PPE를 생산하는 것은 세계 최초인 것으로 알려졌다. 현재 바이오매스 베이스 원료 조달처를 선정하고 있으며 싱가폴 공장에 원료 저장탱크를 정비하고 있다.
매스밸런스 방식을 적용할 때 필요한 국제 지속가능성 카본 인증 ISCC+는 2022년 중반 취득할 예정이며 2023년 이후 바이오 PPE 양산이 가능할 것으로 예상하고 있다.
변성 PPE 리사이클망 구축에도 나서고 있다.
변성 PPE 처방 설계를 통해 리사이클한 재생소재의 인장강도 등 물성과 난연성을 높은 수준으로 유지할 수 있는 독자적인 장수명화 기술을 확립했으며 폐기된 응용제품에서 변성 PPE를 회수‧재생해 다시 성형제품으로 활용하는 클로즈드 루프(Closed Loop) 체계를 구축하는 것을 목표로 하고 있다.
수요기업인 성형가공기업과 소비재 브랜드, 리사이클 전문기업 등과 협력해 2022년 하반기 소규모 실증실험을 시작할 계획이며 강점을 갖춘 소재 기술을 기반으로 여러 관련기업들과 연계함으로써 자원순환의 폭을 넓혀나갈 방침이다. (J)