화학저널

일본, 바이오매스 기술 개발 … 코스모화학, 고부가 라인 공급 

이산화티타늄(TiO2: Titanium Dioxide) 생산기업들이 친환경·고부가 시장을 개척하고 있다.
이산화티타늄은 대표적인 무기 백색 안료이며 고순도제품은 식품, 의약품, 화장품의 핵심 원료로 투입된다. 
국내에서는 코스모화학이 유일하게 생산하고 있으며 수입 의존도가 50% 이상에 달해 산업통상자원부가 2023년 공급망 안정품목으로 선정한 바 있다.
코스모화학은 전체 매출의 60% 이상을 이산화티타늄이 차지하고 있으나 중국산과의 경쟁으로 수출 단가가 하락함에 따라 수익성 개선을 위해 고부가가치 이산화티타늄 국산화를 추진해 2024년 3월 미국 크로노스(Kronos)와 순도 99.9% 이상 특수용 8000억원 공급계약을 체결하고 고부가제품 공급을 확대하고 있다. 
일본 타이카(Tayca)는 왕겨에서 추출한 실리카(Silica) 성분으로 식품포장재 잉크용 친환경 백색 안료 바이오매스 이산화티타늄을 개발했다.
타이카는 2020-2029년 장기경영계획의 일환으로 환경·에너지 사업 확대 및 신소재 창출을 추진해 SDGs(지속가능한 개발목표) 실현에 기여하는 신제품 개발에 주력하고 있다.
최근 왕겨 베이스 실리카를 이산화티타늄에 코팅하는 독자적인 기술 확립에 성공했다. 
실리카의 표면처리량을 0.1-10% 범위에서 임의로 조정할 수 있어 처리량을 늘리면 이산화티타늄을 배합하는 대상물의 바이오매스도를 끌어올릴 수 있는 점이 특징이다. 신제품은 분산성, 도막 은폐력, 색조 등 기존 잉크용 안료와 동등한 품질을 갖춘 것으로 평가된다.
이시하라산업(Ishihara Sangyo)은 고기능·고부가 이산화티타늄 라인업을 개발하고 있다.
2023년 여름 초미립자 루타일(Rutile) 타입 이산화티타늄을 유기용제에 균일하게 분산한 졸타입 고굴절 소재 LD 시리즈를 공개했으며, LD 시리즈로 만든 코팅제를 유리기판에 도포하면 고굴절·고투명 도막이 형성된다.
필러 농도 50% 기준 지르코니아의 굴절률이 약 1.6이나 LD 시리즈는 1.7 이상이며 다른 농도에서도 LD 시리즈의 물성이 더 우수한 것으로 나타났다.
이시하라산업은 굴절율을 중시한 LDK-142와 투명성을 중시한 LDK-152 2종을 공급하고 있으며 나노임프린트에도 대응하기 때문에 스마트 글래스용 유리기판을 중심으로 반사방지 필름 및 OLED(Organic Light Emitting Diode) 디스플레이 관련소재 시장에서 채용 활동을 강화하고 있다.
고유전·저정접 필러도 상용화할 방침이며 28GHz대 5G(5세대 이동통신) 밀리파 안테나용으로 채용실적을 확보할 수 있을 것으로 예상하고 있다. 스마트폰용을 비롯해 5G 밀리파 기지국, 무선 전기공급 안테나용 수요도 기대하고 있다.
일본에서는 사카이케미칼(Sakai Chemical)이 이리듐(Iridium)을 피복한 이산화티타늄으로 고분자전해질(PEM) 타입 수전해 촉매 Ir/ENETIA를 개발하는 등 탄소중립 분야에서도 용도를 확대하고 있다.
중국은 롱바이(Longbai) 그룹이 이산화티타늄 생산 프로세스 친환경화를 주도하고 있다. 롱바이그룹은 이산화티타늄 생산능력이 2022년 130만톤으로 아시아 최대 메이저로 평가된다.
2022년 허난성(Henan) 본사 공장에서 10만톤, 윈난성(Yunnan) 공장에서 20만톤 신규 생산라인을 가동했으며 모두 환경부하가 낮은 염소화 프로세스를 채용해 염소화 이산화티타늄 생산능력을 66만톤으로 확대했다.
염소화 프로세스는 황산 프로세스보다 폐기물을 크게 줄일 수 있으며 물 사용량은 약 50%에 불과하다.
롱바이는 간쑤성(Gansu)에서 폐기물로 루타일을 합성하는 프로젝트도 추진하고 있으며, 후베이성(Hubei)에서는 폐이산화티타늄 재생공장을 건설하고 있다.
롱바이는 간쑤성 프로젝트에 2025년 합성 루타일 생산능력 40만톤 완공을 목표로 40억위안(약 7573억원)을 투입한 것으로 알려졌다. (윤우성 기자)