
SPS, 내열‧전기특성 급부상 … 이데미츠코산, 말레이 9000톤 가동
PS(Polystyrene)는 차세대 이동통신 분야에서 수요가 증가할 것으로 예상된다.
일본 이데미츠코산(Idemitsu Kosan)은 최근 SPS(Syndiotactic PS)의 전기특성을 활용해 신규 용도 개척에 나서고 있다.
낮은 전송손실성을 활용해 6G(6세대 이동통신) 등 고속통신 소재로 유효성 검증(PoC)을 진행하고 있으며 말레이지아에 일본공장과 생산능력이 비슷한 신규 플랜트를 건설하고 2023년 8월 상업가동에 착수한 것으로 알려졌다.
SPS는 이데미츠코산이 세계에서 유일하게 생산하고 있는 메탈로센(Metallocene) 촉매 기술로 개발한 결정성 PS로, 탄소 주사에 벤젠(Benze
ne) 고리가 규칙적으로 나열되는 신디오택틱 구조를 보유한 것이 특징이다.
신디오택틱 구조 덕분에 녹는점이 섭씨 270도에 달하는 강력한 내열성을 갖추었고 결정성, 고결정화속도, 내용제성 등을 확보하고 있으며 기존 PS의 특징인 저비중, 전기특성, 내트래킹성까지 유지할 수 있는 것으로 알려졌다.
주로 자동차 리플로우 대응 커넥터, 퓨즈박스 등에 채용되며 전기에너지에 대한 발열 손실이 적어 최근에는 고출력화되고 있는 전자레인지용 내열식기 채용이 증가하고 있다.
이데미츠코산은 1985년 SPS 개발을 완료하고 1997년부터 Xarec 브랜드로 상업 생산하고 있으며 일본 치바(Chiba) 9000톤 공장을 중심으로 원료 SM(Styrene Monomer) 생산기지가 있는 일본, 미국, 유럽, 중국 사업장의 컴파운드 기능과 연계해 글로벌 체제를 구축하고 있다.
대부분 자동차용으로 공급하고 있으며 말레이지아에 일본과 같은 수준의 신규 그레이드 생산설비를 추가함으로써 생산능력을 100% 확대하고 글로벌 사업장 2곳 체제를 통해 풀생산할 방침이다. 2023년 여름까지 시험 가동을 추진해 8월부터 상업 가동하고 있는 것으로 알려졌다.
현재 판매량 중 70%를 차지할 만큼 주력 용도인 자동차용 수요가 꾸준히 증가해 기존 생산능력으로는 미래 수요 대응에 한계가 있을 것으로 예상됨에 따라 생산능력 확대를 추진한 것으로 파악된다.
신규 용도로 차세대 이동통신 분야도 주목하고 있다.
SPS는 PS와 마찬가지로 극성기를 보유하지 않는 비극성이어서 유전정접이 주파수 10GHz, 온도 23도, 유리섬유 30% 함유 기준 0.004로 낮으며 유전율 역시 EP(엔지니어링 플래스틱) 가운데 가장 낮기 때문이다.
유전정접과 유전율은 저전송손실 특성의 지표가 된다. 유전율은 유전체에 전기장을 걸 때 발생하는 전하의 관계를 나타내는 계수이고, 유전정접은 유전체 내부 발열 등에 따른 전기에너지 손실 정도를 나타낸다.
SPS는 주파수나 온도, 습도 변화에 대해 안정적인 유전 특성을 나타내기 때문에 고온다습한 환경부터 저온건조한 환경까지 다양한 상황에서 사용할 수 있으며 유전 특성의 이방성이 작아 설계 간편화가 가능할 것으로 기대되고 있다.
최근 5G 보급이 확대되면서 플래스틱 소재로 PPS(Polyphenylene Sulfide), LCP(Liquid Crystal Polymer) 상용화가 활발한 가운데 이데미츠코산은 SPS가 2030년 상용화가 예상되는 6G 관련 니즈를 충족시킬 만한 특성을 갖춘 것으로 판단하고 차세대 통신용 그레이드를 개발하고 있다.
다만, 난연성이 SPS의 약점이기 때문에 자동차용 센서 모듈 등 과도한 난연성을 요구하지 않는 용도로 제안할 방침인 것으로 알려졌다.
SPS는 전자레인지의 마이크로파로 잘 가열되지 않고 높은 내열성, 내유성을 보유하고 있어 기름을 다량 함유한 식품을 조리할 때도 쉽게 변색·변형되지 않는 점이 호평을 받으며 고내열 그릇과 플레이트, 사각 화분 등에서 채용실적을 거둔 바 있다.
이데미츠코산은 SPS의 내열성 및 내가수분해성을 살린다면 산업용 세척기에서 반복적으로 사용할 수 있을 것으로 기대하고 있으며, 가볍고 잘 깨지지 않는 SPS의 특성을 활용해 병원 및 고령자 시설용 급식 식기 등 새로운 용도 개척을 이어가고 있다. (윤)