CMC(Carboxy Methyl Cellulose)는 펄프에서 얻어지는 천연소재 셀룰로오스(Cellulose)를 원료로 사용해 인체에 안전할 뿐만 아니라 환경에도 악영향을 미치지 않는 소재로 폭넓은 분야에서 활용되고 있다.
식품, 의약을 비롯해 토목, 건축 분야에서 빼놓을 수 없는 소재로 오랫동안 사용되고 있으며, 최근에는 자동차용 전지에 탑재되고 있는 리튬이온 2차전지(LIB: Lithium-ion Battery) 제조용 수요가 늘어나는 등 첨단 분야에서도 주목받고 있다.
일본은 동북지방 대지진 이후 복원사업과 대도시권의 재개발 계획, 도쿄올림픽 등이 호재로 작용해 토목 및 건축용 수요가 증가하고 있다.
일본기업들은 차별 기술을 보유하고 있지만 범용 그레이드는 중국제품에 밀려 고전하고 있어 범용제품에서 고부가가치제품으로 생산구조를 전환하고 있다.
국내수요, 2014년 3276톤으로 13% 증가
국내 CMC 시장은 2007년 국내 유일의 생산기업이었던 고제가 생산을 포기하고 수입해 재가공하는 방식으로 전환하면서 전량 수입에 의존하고 있다.
고기능 그레이드는 유럽, 일본에서 수입하고 있고 범용 그레이드는 주로 중국에서 수입해 수요기업에 공급했으나 2008년 CMC 사업에서 완전히 철수했다.
지엘켐은 수입기업으로 1000톤 가량을 수입하고 있으며 식품용 70%, 나머지 30%는 LiB용으로 LG화학에게 공급하고 있는 것으로 알려졌다.
CMC 수입량은 2014년 3276톤으로 전년대비 13% 증가했으며 수입국은 중국, 핀란드, 일본 등으로 중국산이 2159톤으로 가장 많았으며 핀란드 480톤, 일본 268톤으로 나타났다.
국내에서는 식품용으로 중국산을 가장 많이 수입하고 있다. 식품용은 에테르(Ether)화 정도가 0.6-0.8 수준이고 LiB용은 1.0 수준으로 식품용보다 순도가 높은 편이다.
범용 그레이드는 중국이 시장을 장악하고 있고 고기능 그레이드는 일본이 선점하고 있다.
LiB용 수요증가 기대감 커
CMC는 부극판 동박에 도포할 때 바인더로 사용되고 있으며 증점제, 안정화제, 분산유동제로서 기능을 발휘하면서 LiB용으로 기대가 커지고 있다.
LiB의 고용량화에 소형화가 가시화되면 PHV(Plug-in Hybrid Vehicle), 전기자동차(EV: Electric Vehicle) 시장 성장에 따라 LiB 탑재가 급증할 것으로 예상되고 있다.
환경규제가 강화되면서 중·장기적으로 PHV, EV 수요가 늘어날 것이 확실시되고 있기 때문이다.
LiB용 CMC는 고도의 기술력을 보유한 일본산이 세계적으로 인정받아 압도적인 점유율을 차지하고 있으나 국내에는 생산기업조차 없어 수입의존이 불가피한 상태이다.
최근에는 LiB 세퍼레이터(Separator)의 내열코팅용 점성조정제로 채용되기 시작해 고성능 CMC 개발이 진행되고 있다.
하지만, LG화학은 2014년 LiB 가동률이 73%로 전년대비 13%포인트 상승했으나 2015년 1/4분기는 62%로 떨어져 당분간은 수요가 크게 증가할 가능성이 없는 것으로 나타나고 있다.
풍력, 태양광, 에너지 회생에 활용되고 있는 캐퍼시터(Capacitor)에도 CMC가 채용될 것으로 기대되고 있다.
일본, 엔저 장기화로 수요 추락
CMC는 천연소재의 고순도 원료로 여러 차례의 가공과정을 거쳐 증점성, 분산성, 점착성, 유화안정성, 보수성, 보호 콜로이드(Colloid)성 등 다양한 기능을 부여함으로써 많은 분야에서 채용하고 있다.
천연소재를 원료로 사용하기 때문에 안전성이 뛰어나고 환경대응성이 높아 의약품, 식품, 화장품을 비롯해 애완동물 관련용품, 섬유, 제지, 사료, 고무·플래스틱, 건축자재, 토목 등 폭넓은 분야에서 사용되고 있다.
CMC는 순도, 점도(분자량), 에테르화 정도(치환 정도)에 따라 품목이 구분되며 순도 99% 이상을 A 그레이드, 70% 이상은 S 그레이드, 60% 이상은 B 그레이드로 분류하고 있다.
일본에서는 Dai-ichi Kogyo Seiyaku, Nippon Paper, Daicel Fine Chemical, Nichirin Chemical 등 4사가 CMC를 생산하고 있으며 총 생산능력은 2만4600톤으로 30% 줄어들었다.
범용 그레이드는 중국제품과의 가격 경쟁력에서 밀려 생산을 중단했고 고부가가치제품 중심으로 생산구조를 전환했기 때문이다.
2014년 CMC 출하량은 1만1224톤으로 7% 줄어들었다, 내수가 8590톤으로 9% 감소한 반면, 수출은 2634톤으로 정체된 것으로 나타났다.
그러나 동북지방 대지진 복구작업과 도쿄올림픽 개최 등 호재가 많아 토목, 건축 관련수요가 증가할 것으로 예상되고 있다.
하지만, 2014년에는 범용제품인 사료용이 저가 중국산과 구아검(Guar Gum) 가격이 안정을 되찾으면서 일부를 대체해 부진했다.
수출은 증가할 것으로 예상했으나 엔저현상이 장기화되면서 펄프를 중심으로 코스트 급등으로 이어짐으로써 적극적으로 수출시장을 공략하기 어려워 진퇴양난으로 내몰리고 있다.
식품첨가용, 첨가함량 기준 개정에 안간힘
CMC는 안전성이 강점으로 식품, 의약품, 화장품, 사료용으로 많이 투입되고 있다.
펄프로부터 추출한 셀룰로오스를 원료로 사용하기 때문에 인체에 안전하고 또 장기간의 사용실적을 바탕으로 안정선이 입증됐기 때문이다.
식품첨가제로는 증점제, 안정제, 겔화제(Gelling Agent) 호료 등에 사용되고 있다. 세계적으로도 CMC의 식품용 투입비중이 높고 수요도 늘어나고 있지만 일본은 식품첨가제 사용비율이 낮은 것으로 나타나고 있다.
일본은 식품첨가제 사용기준에서 식품 전체 용량의 2% 이하, CM칼슘, CMC나트륨, 전분 글리콜산 나트륨, 메틸셀룰로오스 병용 2% 이하로 규제하고 있다.
2012년에는 구아검 가격 폭등에 따라 대체소재인 CMC 수요가 반짝 증가했으나 다시 가격이 안정화됐고, 중국산 사료용 수입이 늘어나면서 일본기업들이 타격을 입을 수밖에 없었다.
세계적으로는 식품용 투입비중이 높고 인구증가에 따라 증가추세를 지속하고 있지만, 일본은 식품안전법상 첨가제로서 식품 전체 용량의 2% 이하로 정해놓고 있기 때문에 수요증가에 한계가 드러나고 있다.
일본기업들은 수요를 확대하기 위해 식품의 다양화·기능화 명분을 내세우면서 2% 이하로 정한 사용기준을 개정하기 위해 작업이 진행하고 있다.
세계적으로 「식품첨가제 2% 이하」 사용기준을 시행하고 있는 나라는 일본밖에 없는 것으로 알려졌다.
토목용, 도쿄올림픽 개최로 수요증가 기대
토목, 건축용은 동북지방 대지진 이후 복원사업과 대도시권의 재개발 계획, 도쿄올림픽 등 호재로 수요가 증가할 것으로 예상된다.
고속철 선로공사와 도쿄올림픽 개최로 수도권의 토목용 수요가 늘어날 것이 확실시되고 있기 때문이다.
다만, 의약품용을 중심으로 화장품, 칫솔용 수요는 크게 변할 가능성이 없어 전체적으로는 정체된 가능성이 높아지고 있다.
제지용은 스마트폰의 영향을 크게 받고 있으나 아직까지는 안정세를 이어가고 있다.
제지용은 주로 사이징제·컬러코팅기능 뿐만 아니라 수용성 제지 등에 수분산성 기능 부여에 활용되고 있으며, 세제용도로 섬유에서 분리된 오염물이 다시 흡착하는 것을 방지해주고 보수기능을 부여하는데 투입되는 등 광범위하게 사용되고 있다.
CMC는 증점성, 겔화(Gelation), 유단백 안정효과를 활용하기 위해 펙틴(Pectin)과 달걀흰자 대체소재로도 주목받고 있으며 가격급등 요인으로 부각되고 있다.
한편, CMC는 친환경적이고 인체 안전성이 뛰어난 천연소재로 식품, 의약품, 화장품, 세제, 음료, 토목, 건축, LiB 등에 광범위하게 사용되면서 순도, 점도, 치환도에 따라 순도 99% 이상은 A분, 70% 이상은 S분, 60% 이상은 B분으로 구분되고 있다.
CMC는 고순도 펄프에서 얻어진 셀룰로오스와 MCA (Monochloroacetic Acid)를 반응시켜 생산하며 셀룰로오스의 무수 글루코오스(Glucose) 단위는 수산기가 3개 있어 이론적으로는 치환도를 3.0 레벨까지 만들 수 있지만 실질적으로는 0.5-1.6 범위가 대부분이다.
에테르화 정도에 따라서는 증점성, 분산성, 접착성, 유화안정성, 보수성, 보호클로이드(Colloid)성 등 다양한 기능을 발휘한다.
