배터리‧커넥터‧센서용 개발 활발 … HDC폴리올, 반도체용 개척

PPS(Polyphenylene Sulfide)는 자동차 전동화 트렌드를 타고 고기능화 경쟁이 치열해지고 있다.
PPS는 슈퍼 EP(엔지니어링 플래스틱)의 일종으로 고내열성, 고강성이 특징이며 내마모성, 내약품성이 우수한 것으로 평가되고 있다. 크게 가교형, 직쇄형으로 분류하고 다른 수지와 혼합하거나 필러를 첨가해 공급한다. 
글로벌 PPS 수요는 컴파운드 기준 11만-14만톤으로 추정되나 코로나19(신종 코로나바이러스 감염증) 팬데믹(Pandemic: 세계적 대유행) 당시 급감한 수요가 아직 회복되지 못하고 있다.
PPS는 주로 자동차, 전자 분야에 투입되며 사무기기, 가전, 산업기기 등에도 사용되고 있다.
주요 생산기업은 DIC, 도레이(Toray), 솔베이(Solvay), PPC(Polyplastics), 셀라니즈(Celanease) 등이며 중국도 생산기업이 다수 있으나 2020년부터 5년 동안 일본, 미국, 한국, 말레이산 PPS에 반덤핑관세를 부과하기로 결정한 후 독자적으로 시장을 형성하고 있다.
글로벌 수요는 연평균 6% 수준의 증가가 기대되나 최근 수년 동안 반도체 부족으로 자동차 감산이 진행됐고 중국 경기가 침체되며 성장세가 둔화된 것으로 평가된다.
다만, 코로나19 팬데믹 영향이 약화되면서 2024년 이후에는 완만한 회복세를 나타낼 것으로 기대되고 있다.
자동차 용도는 PPS 수요 회복에 큰 영향을 미칠 것으로 전망되며 PPS 생산기업들은 배터리, 커넥터, 센서 분야에서 PPS의 강점을 활용할 수 있는 신제품 개발에 주력하고 있다.
탈탄소화 및 환경규제 강화로 친환경 니즈가 확대됨에 따라 매스밸런스 방식을 도입하거나 리사이클 소재를 활용하는 곳도 등장하고 있다.
도레이는 베이스 폴리머 기준 PPS 생산능력이 2만7600톤이고 8600톤은 도레이첨단소재를 통해 가동하고 있는 가운데 2024년 말까지 새만금에 No.2 5000톤 공장을 건설함으로써 보다 높은 수준의 내트랙킹성이 요구되는 전기자동차(EV) 관련 용도 개척을 본격화할 방침이다.
또 유럽의 유리섬유 강화 그레이드 공장에서 리사이클 시스템을 확립한데 이어 도레이첨단소재 공장에서도 ISCC 플러스 인증을 취득함으로써 지속가능 사업을 확대할 예정이다.
DIC는 PPS 폴리머를 일본공장 2곳에서, 컴파운드는 글로벌 사업장 4곳에서 공급하고 있으며 자동차 용도 뿐만 아니라 욕실‧화장실 용품 주변 분야에서도 높은 점유율을 확보하고 있다.
모빌리티 분야에서는 사륜차, 이륜차, 철도, 드론(무인항공기) 부품 용도로 PPS를 공급하고 있으며 압출성형을 통해서도 자동차, 욕실‧화장실 주변 용도 개척에 나서고 있다.
최근에는 산업기기 로봇용 다운스트림 수요 확보를 위해 엔드이펙터 개발에 성공했으며 PPS를 사용한 흡착 카트리지로는 도금 폐액을 대상으로 팔라듐 선택 회수를 시도하고 있다.
PPC는 EP 전문 생산기업으로 다양한 수요기업과 접점이 있으며 기술지원 강화를 통해 수요기업의 신제품 개발 단계부터 참여하며 적용제품을 공동으로 개발하는 체제를 갖추고 있다.
최근 PPS의 내열성을 활용할 수 있는 배터리 열폭주를 막을 수 있는 버스바 등 전기자동차 분야에 주목하고 있으며 광학 분야에서는 안테나, 고속통신 커넥터용 공세를 강화하고 있다.
PPC에게 수지를 공급하는 쿠레하(Kureha)는 2021년 후쿠시마(Fukushima) 공장을 5000톤 증설하며 생산효율이 높은 신규 프로세스 도입을 완료했다.
쿠레하 PPS는 세미 리니어 타입과는 다른 순연 직쇄형으로 인성이 우수하며 금속 등 선팽창계수가 다른 소재와 일체성형할 때에도 높은 신뢰성을 발휘할 수 있다.
가교형은 내충격성 향상을 위해 다른 소재와 얼로이가 요구될 때가 있으나 순연 직쇄형은 단독으로 동일한 내충격성을 발휘하기 때문에 순환경제 실현에 도움이 될 것으로 기대되고 있다.
도소(Tosoh)는 스마트폰 분야에서 다양한 채용실적을 갖춘 금속접합 그레이드로 자동차용 수요 개척을 본격화하고 있다.
현재까지 전기자동차 전동액셀 부품에 적용하면 접착제가 필요한 기존 소재 대비 기밀성이 향상된다는 점을 확인받았으며 수요기업 요청에 따라 유리섬유 배합 그레이드까지 함께 공급하는 방안을 검토하고 있다.
신제품은 내트랙킹성 강화 그레이드를 개발하고 고온에서 절연 성능이 요구되는 철도 파워모듈이나 신재생에너지 관련 분야, 대형 자동차 용도 등을 개척할 예정이며 PCR(Post Consumer Recycled) 소재를 활용한 리사이클제품 역시 개발을 본격화하고 있다.
이데미츠파인컴포짓(Idemitsu Fine Composites)은 팹리스 체제 아래 습동성, 열전도성, 고정밀 성형 기술을 중심으로 PPS 사업을 영위하고 있으며 컴파운드에 탄소섬유, 아라미드 섬유, 불소수지 등을 배합해 특징을 살린 그레이드를 첨단 용도로 제안하고 있다.
사무기기, 에어컨 등 산업 용도에서 다양한 채용실적을 갖추고 있으며 앞으로 독자기술을 바탕으로 습동성 특성을 살릴 수 있는 분야로 기계 부품, 정밀성형 특성으로는 자동차용 카메라 케이스 및 통신 부품, 높은 열전도를 통해서는 서미스터 봉지 수요를 개척할 계획이다.
테이진(Teijin)은 HDC현대EP가 SK케미칼로부터 인수한 HDC폴리올과 전략적 연계협정을 체결하고 PPS 사업을 확대하고 있다.
HDC폴리올이 이니츠 시절 확립한 독자 프로세스는 염소, 나트륨을 포함하지 않아 염소 프리를 요구하는 수요기업들의 니즈를 충족시킬 수 있으며 성형 시 금형을 오염시키는 가스가 적게 배출돼 금형 유지보수 빈도를 줄이고 생산성을 향상시키는 효과가 있다.
테이진은 HDC폴리올이 생산한 일반 그레이드, 탄소섬유나 아라미드 섬유를 배합한 고기능 그레이드 등을 자동차부품, 전기‧전자, 정밀부품, 레저 용도로 공급하고 있으며 일부는 반도체용으로 채용됐다. (강윤화 책임기자)