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신소재 개발로 고부가 달성

2009.12.22

신소재 개발로 고부가 달성
 
2009-12-01 05:00:00  
 
태양광, 바이오 사업 뿐 아니라 기존 사업인 석유화학분야의 신성장동력을 강화하려는 노력도 뜨겁다.
특히 중국과 중동의 신흥 석유화학기업들이 저가제품을 무기로 영역을 확대하고 있는 가운데,
이를 저지하기 위해서는 차별화된 제품이 필요하다는 인식이 공감대를 형성하고 있다.
호남석유화학은 최근 PP나노복합재를 개발해 정부의 신기술 인증을 획득했으며,
대한유화공업은 초고순도 PP와 초고분자량PE 등을 자체개발하는 등 기술력을 과시하기도 했다.
국내 석화기업의 신소재 개발 현황을 소개한다.

지난 7일 중국 위야오에서는 국제플라스틱세미나가 개최됐다. 합성수지 시장동향부터 중국 메이커들의 기술동향까지 다양한 내용이 소개됐다. 이 자리에서 단연 인기는 호남석유화학의 주제발표 내용이었다.

김창규 호남석유화학 연구소장(상무)은 주제발표를 통해 자사가 개발중인 고기능성 합성수지를 소개했는데, 참석자들의 반응이 매우 뜨거웠다. 다른 발표보다도 질의가 쏟아지는 등 관심이 남달랐다.

일부 외신 기자도 주제발표가 끝난 직후 이 내용을 취재하기도 했다. 김창규 소장은 "고기능성 합성수지에 대한 중국 석유화학 및 합성수지 가공기업의 관심이 높다는 것을 방증하는 것"이라고 말했다.

이날 호남석화가 선보인 고기능 합성수지는 열가소성 엘라스토머(Thermoplastic Elastomers)를 비롯해, 나노폴리프로필렌(Nano PP), 고내열폴리프로필렌(High melt strength polypropylene), 발포폴리프로필렌(EPP) 등이었다. 이들 제품은 연구개발을 마쳤거나 개발중인 것으로, 모두 중국 자싱(嘉興)공장에서 생산될 예정이다.

실제로 세계 최대 석유화학시장인 중국의 고기능성 합성수지에 대한 관심은 뜨겁다는 게 일반적인 평가다. 그동안에는 생필품 위주로 소비가 많다보니 범용 합성수지가 주로 판매됐지만 경제가 발전하고 소득수준이 높아질수록 합성수지의 쓰임도 다양해졌다.

범용 제품보다 가격이 비싼 고기능성 제품에 대한 수요도 많아질 수밖에 없다. 호남석화의 발표 내용에 관심을 보인 것은 중국 석화업계의 인식을 보여주는 한 단면인 셈이다.

판데룬 중국석유화학공업협회 부회장 역시 중국 현지에서 가진 본지와의 인터뷰에서 "중국의 합성수지 선호가 범용보다는 고기능 플라스틱으로 옮겨가고 있다"고 말했다.

국내 석화기업의 고기능제품 현황
국내 기업의 고기능 합성수지 제품 개발은 치열한 양상을 보이고 있다. 수 년 전부터 특화제품만이 살길이라는 주장이 제기되면서 기업들도 연구개발에 집중하기 시작했다. 특히 최근 들어 환경에 대한 관심이 높아지면서 각 기업들은 합성수지에 친환경 성질을 부여하기 위해 노력하고 있다.

호남석유화학은 국내 주요 사업장 뿐 아니라 중국 자싱공장을 기능성 합성수지 제조 중심으로 키우기 위해 노력하고 있다.

폴리프로필렌/폴리에틸렌 컴파운드 뿐 아니라 엘라스토머, 고내열폴리프로필렌, 나노PP, 발포PP, 장섬유강화플라스틱, ETA 등을 생산하거나 생산할 예정이다. 석유화학을 중심으로 한 다양한 소재 개발에 사업역량을 모으겠다는 게 회사의 방침이다.
 

호남석화가 개발한 엘라스토머는 고무와 플라스틱의 성질을 동시에 갖춘 친환경 소재로 재활용이 가능하다. 생산성이 높아 제조비용을 줄이는데도 유리하다.

폴리프로필렌 나노복합재도 관심이다. 내년 상반기 상용화를 앞두고 있는 이 제품은 PP에 나노물질인 나노클레이를 섞어 기존 물질보다 가벼우면서 강도를 높인 점이 특징이다.

나노PP는 자동차 등에 적용될 수 있는데, 승용차 앞바퀴와 뒷바퀴 사이에 있는 사이드실몰딩(side sill molding)을 주요 타깃으로 삼고 있다. 기존 소재를 이 제품으로 대체할 경우 20% 가량 무게를 줄일 수 있게 돼 이산화탄소 배출량 감축에도 간접적으로 기여할 수 있다는 게 회사측의 설명이다.

자체 개발 뿐 아니라 경쟁력 있는 기업 인수도 추진했다. 호남석화는 지난해 발포폴리프로필렌(EPP)업체인 하오기술을 인수한데 이어 올해 10월에는 자동차 경량화 소재업체인 삼박LFT를 인수했다.

하오기술은 2003년 국내 최초, 세계 4번째로 EPP 독자개발에 성공한 업체다. 최근에는 폐수 발생 없이 EPP를 저가에 대량생산할 수 있는 최첨단 이산화탄소 발포기술을 국내 최초로 개발, 친환경기술을 인증받기도 했다. EPP는 발포폴리스타이렌(EPS)과 달리, 얇은 두께로도 높은 강성에 유연성과 내충격성, 차음성까지 갖춘 친환경 소재다.

또 다른 피인수기업인 삼박LFT는 금속대체 신소재인 LFT(Long Fiber Thermoplastics, 장섬유강화플라스틱)를 국내 최초로 개발 및 양산한 회사로, 독보적인 기술력을 갖고 있는 것으로 전해졌다. 호남석화는 기능성 소재(Performance Material) 매출액을 2018년까지 5조원으로 늘릴 계획이다.

대한유화공업은 커패시터(축전기)의 정전용량 및 사용가능 온도를 개선시켜 고기능성 전기, 전자제품에 적용 가능한 ´내열성 커패시터필름(Capacitor Film)용 초고순도 PP´를 국내 최초 및 세계에서 두 번째로 독자 개발해 상업화하는데 성공했다.

초고순도 PP필름은 관련 제품군 가운데 기술적인 완성도가 가장 높다는 평가를 받고 있는 고부가 품목이다. 이번에 개발된 초고순도 PP는 대한유화 독자적으로 고안한 특수 정제공정을 통해 촉매잔사 및 각종 불순물을 제거하고, 내열성 및 입체규칙성, 분자량분포를 최적화했다.

대한유화는 올해 약 5천t 이상을 판매했다고 밝혔다. 회사 측은 전자제품의 소형화, 고기능화에 따라 수요가 빠르게 증가하고 있다면서 긍정적인 시장전망을 내놨다.

대한유화는 현재 하이브리드 차량용 차세대 초고내열성 제품의 개발도 진행 중이며, 커패시터PP 제품군의 전세계 시장점유율을 향후 3년 내에 50%이상으로 끌어 올려 세계 1등 업체가 된다는 목표를 세웠다.

이외에도 대한유화는 국내 최초로 고기능성 초고분자량 폴리에틸렌((Ultra-High Molecular Weight Polyethylene) 원료수지를 개발하기도 했다. 이 제품은 기존 범용 폴리에틸렌보다 수십배 이상 높은 분자량을 가지는 고부가가치의 고기능성 수지로 가벼우면서도 내충격성, 내마모성, 내화학성이 뛰어난 것으로 전해졌다.

특히 인체에 무해해 인공관절, 의족과 같은 의료용 기구에도 적용될 전망이다. 이 합성수지로 제조된 섬유의 경우 강철대비 약 10배 이상의 고강도를 가지고 있어 각종 산업용, 선박용 로프 및 방탄복 등의 복합재료로 사용되고 있다.

대한유화 측은 3년여의 연구 끝에 중합반응 제어, 입자형상 제어 및 특수 공정기술 등의 개발을 통해 국내 최초로 기존 범용 PE 제조공정에서도 상업생산이 가능하도록 했다. 아직 상용화에 돌입하지 않았으나, 최근 섬유, 봉, 판재, 자동차용 연축전지 분리막 등 각 용도별로 시제품 가공 테스트를 마친 만큼 상업화도 그리 멀지 않은 것으로 예상된다.

회사 관계자는 "약간의 개조만으로도 고기능성 UHMWPE를 상업 생산할 수 있는 만큼, 연간 약 2천만달러의 수입대체 효과가 있을 것으로 본다"고 말했다.

<전문은 EBN 화학정보 220호 참조>

 

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