
PBT(Polybutylene Terephthalate)는 전기자동차(EV) 부품에 이어 다양한 용도로 기대를 모으고 있다.
PBT는 테레프탈산(Terephthalic Acid) 또는 DMT(Dimethyl Terephthalate)와 1,4-BDO(Butanediol)를 축합중합해 생산하는 열가소성 폴리에스터(Polyester)이며 성형성, 전기특성, 내열성, 내약품성, 기계특성이 우수한 밸런스를 갖춘 EP(엔지니어링 플래스틱)로 높은 평가를 받고 있다.
글로벌 수요는 컴파운드 베이스 100만-110만톤에 연평균 성장률 3-5% 수준으로 추정되며, 특히 중국이 약 50%를 소비하고 있다.
다만, 2022년에는 반도체 부족에 따른 자동차 생산대수 감소의 영향으로 출하량 증가세가 둔화됐고 2023년 들어 중국이 경제침체에 빠지면서 코로나19(신종 코로나바이러스 감염증) 이전 수요를 회복하지 못하고 있다.
자동차 생산대수 회복에도 원료 확보 관건
PBT 수요는 2024년부터 증가할 것으로 기대된다.
수년 동안 코로나19 확산 및 반도체 부족에 따른 자동차 감산, 중국 경제 부진의 영향을 크게 받았으나 최근 회복 조짐이 본격화됨에 따라 글로벌 수요는 이르면 2024년 약 100만톤을 회복하고 2020년대 후반에는 120만톤대로 증가할 것으로 예상된다.
PBT 수요는 전체적으로는 자동차와 전기·전자용이 대부분을 차지하나 일본과 동남아는 자동차용, 중국과 유럽은 전기·전자용이 큰 비중을 차지하는 등 지역별로 차이가 있다.
글로벌 수요는 2018년 정점을 기록한 후 코로나19 이후 2021년에 가장 큰 폭의 증가세를 기록했으며 당시 원료 1,4-BDO 공급부족 때문에 수급타이트가 심화된 바 있다.
2022년에는 반도체 부족에 따른 자동차 감산 및 중국 경기침체 영향으로 수요가 감소했고 2023년 상반기에도 부진했으나 2023년 하반기 이후 반도체 부족이 해소됨에 따라 자동차 생산이 정상화됐기 때문에 이르면 2024년 성장궤도로 재진입할 것으로 전망되고 있다.
자동차 전동화와 자율주행 기술 보급도 호재로 작용하고 있다. 자동차용 전장부품 탑재량이 증가할수록 PBT 사용량도 함께 늘어나기 때문이다.
원료 공급은 수급타이트가 심각했던 2021년과 비교했을 때 상대적으로 안정된 것으로 평가되며 일부에서 중국이 생분해 플래스틱 투자를 확대하며 1,4-BDO 확보 경쟁이 발생할 것을 우려했으나 경기침체로 생분해 관련 투자가 예전만큼 활발하지 않기 때문에 영향이 미미할 것으로 판단되고 있다.
바스프, 독자 CAE 해석으로 차별화 강화
PBT는 바스프(BASF), 셀라니즈(Celanese), 사빅(Sabic), 미츠비시케미칼(MCC: Mitsubishi Chemical), 도레이(Toray), 폴리플라스틱스(PPC: Polyplastics) 등이 메이저로 파악된다.
PBT의 주력 용도인 자동차, 전자는 센서를 비롯한 전장부품을 다수 탑재하는 전기자동차(EV) 보급이 본격화되며 꾸준한 증가세를 나타내고
있으며, 기존 주력 용도 뿐만 아니라 건축·건설용 신제품 공세를 강화하는 바스프와 마찬가지로 대부분의 메이저들이 용도 확대에 박차를 가하고 있다.
최근에는 친환경 트렌드에 대응하기 위해 CR(Chemical Recycle) 등 리사이클을 모색하는 메이저가 눈에 띄고 있다.
바스프는 조원료를 시작으로 밸류체인을 확립해 세계 어디에서든 동일 품질로 공급할 수 있다는 강점을 활용해 PBT 사업을 확대하고 있으며 2022년 중국, 2023년 말레이지아에서 신규 컴파운드 설비를 건설했다.
독자적인 CAE(Computer Aided Engineering) 해석 툴을 사용해 높은 정확도로 물성을 예측하고 있으며 장기 내구성 및 전자파를 해석할 수 있다는 점에서 높은 평가를 받고 있다.
바스프는 전기자동차용 내가수분해 PBT 및 고속통신 관련 전자파 흡수 그레이드 판매를 확대하는 동시에 지속가능성 관련 개발 역시 추진하고 있으며 창문틀에 적용되는 PVC(Polyvinyl Chloride) 공압출용 그레이드 제안에도 힘을 쏟고 있다.
일본, 바이오‧리사이클 용도 개척
일본 메이저들은 바이오·CR 대응을 본격화하고 있다.
폴리플라스틱스는 자동차용 PBT 사업에서 친환경 및 연결(Connectivity), 자율주행(Autonomous), 공유(Sharing), 전동화(Electrification) 등 CASE 관련 수요 개척을 추진하고 있다.
시장에서 회수한 플래스틱을 일부 첨가하는 신제품 개발에 착수해 2024회계연도(2024년 4월-2025년 3월)에 출시할 계획이며 바이오매스 전환을 위한 1,4-BDO 바이오화 등도 검토하고 있다.
CASE 대응제품으로는 자동차 밀리파 레이더 레이저 용착용 고투과 그레이드에 이어 도전·전파흡수 그레이드를 추가했으며 전동화에 대응하기 위해 고압 커넥터용으로 난연성과 내트래킹성을 겸비한 그레이드도 판매를 확대할 계획이다.
도레이는 자동차 전장화가 확대됨에 따라 저유전 및 치수안정성을 활용한 레이더 부품, ECU(전자제어유닛) 케이스, 자동차용 커넥터 채용을 확대하기 위해 수요기업과 협력을 강화하고 있으며 공장 자동화 분야에서는 절연성, 치수정밀도, 성형성을 요구하는 밸브·모터부품용 공급을 확대하고 있다.
아울러 풍부한 CR 경험을 바탕으로 새로운 고기능 그레이드를 추가했고 PCR(Post Consumer Recycle) 소재도 활용할 계획이다.
미츠비시케미칼은 2023년 4월 MEP(Mitsubishi Engineering Plastics)로부터 PET 사업을 이관받고 히라쓰카(Hiratsuka) 공장에서 연구개발(R&D) 센터를 신설하는 등 기술지원 체제를 확립했을 뿐만 아니라 글로벌 네트워크를 활용한 글로벌 판매체제를 갖춘 것으로 평가된다.
미츠비시케미칼은 뒤틀림 내성 및 전자파 흡수 등 기능성 그레이드를 무기로 전동화되고 있는 자동차용 수요를 개척하고 시장의 니즈에 대응하기 위해 친환경 리사이클 그레이드 판매를 강화할 방침이다.
MCC, 물에 뜰 정도로 가벼운 PBT 개발
미츠비시케미칼은 연평균 4% 수준으로 성장하는 PBT 시장에서 경쟁기업이 세력을 확대하는 가운데 차별화 라인업 개발을 통해 활로를 모색하고 있다.
최근에는 특수 성형기와 화학발포제를 적용해 드라이 블렌드 공정이 필요없으며 비중이 1.0보다 낮아 물에 뜨는 사출성형 발포성 PBT를 개발했다.
부유성 PBT의 비중은 일반적인 GFRP(Glass Fiber Reinforced Plastic)계 PBT의 약 50% 수준이며 미츠비시케미칼은 자동차 기계부품 및 ECU 케이스용 수요를 기대하고 2025년 중반부터 소규모로 양산할 계획이다.
원료 생산기업과 특수한 첨가제를 공동개발해 PBT 내부에 배합하는 방법으로 PBT NOVADURAN ZR 시리즈를 개발해 2024년 1월부터 샘플 공급을 시작했다.
일반적으로 PP(Polypropylene)를 발포시킬 때는 특수한 사출성형기를 이용해 질소 등 가스를 주입해서 내부 압력을 높이는 가스 어시스트 성형 또는 몰더를 이용해 화학발포제를 드라이 블렌드하기 때문에 설비투자가 필요하다.
하지만, NOVADURAN ZR 시리즈는 통상적인 PBT 펠릿 건조공정 다음에는 성형기에 투입하는 것만으로 쉽게 사출성형제품을 생산할 수 있으며 경량화 뿐만 아니라 단열성 등 부차적인 효과도 부여할 수 있을 것으로 기대된다.
일반적인 유리섬유 함유율 30%인 GFRP PBT가 비중이 1.5 이상인데 반해 ZR 시리즈를 사용한 성형제품은 비중이 0.8 수준이면서 섬유강화계의 특징인 높은 탄성율을 지니는 동시에 내약품성 및 내열성 등 PBT의 기본 특성을 유지한다.
미츠비시케미칼은 자동차가 배출하는 이산화탄소(CO2) 감축 및 연비 개선을 위해 경량화 플래스틱 수요가 증가할 것으로 예상하고 ZR 시리즈 개발을 추진하고 있으며 전기자동차용 금속부품을 시작으로 각종 산업자재의 대체재로 광범위한 수요가 있을 것으로 기대하고 있다.
다만, 발포에는 일정 수준의 두께가 요구되기 때문에 커넥터, 릴레이 등 소형 전기전자부품에는 적용이 어려울 것으로 판단된다.
미츠비시케미칼은 수요기업이 적용 노하우를 획득할 때까지 전폭적인 기술 지원에 나서기 위해 당분간 일본을 중심으로 공급할 계획이며 점진적으로 중국, 아세안(ASEAN), 유럽, 미국으로 공급지역을 확대할 방침이다. 중장기적으로는 중국공장에서 자체 생산하는 방안도 검토하고 있다. (윤우성 기자: yys@chemlocus.com)