Update2024.05.07 (화)
EP, 車 경량화 핵심 ‘열쇠’ GHG 배출규제 강화, 車 경량 가속화 촉진
■ EV 등 수요 다변화에 EP 적용 확대될 것
엔지니어링 플라스틱(이하 EP)은 범용수지의 약점을 보완, 특히 플라스틱의 최대 약점인 열적 성질과 기계적 강도를 향상시켜서 구조 재료로 사용할 수 있는 플라스틱 소재를 가리킨다. 합성수지 레진과 탄소섬유, 미네랄 등의 충진재를 배합해 복합화해 제조한다.
범용 플라스틱에 비해서 안전강도와 내열성, 굴곡 탄성률 등에서 우수한 물적 특성을 가지고 있어 자동차·기계·전기전자 부품 등에 주로 사용되며 금속을 대체할 수 있는 소재로 각광받고 있다.
분류기준은 150℃ 이상에서 장시간 사용할 수 있는가에 따라 범용 EP(150℃ 미만)와 수퍼 EP(150℃ 이상)로 분류된다. EP시장은 폴리아미드(PA)·폴리아세탈(POM)·폴리카보네이트(PC)·폴리페닐렌옥사이드(M-PPO)·폴리부틸렌테레프탈레이크(PBT) 등 소위 5대 범용 EP를 중심으로 형성돼있다.
EP는 1930년대 후반 DuPont이 섬유용 재료인 PA66을 생산하면서 시작됐다. 본 재료는 1950년대에 현재의 EP 용도로 사용되기 시작했다. 이어 바이엘, GE가 PC를 생산하고 Celanese가 POM인 코폴리머(공중합체)를 출시함으로써 시장형성이 본격화됐다. 이후 M-PPO·PBT가 개발된 후 1970년대 현재의 범용 EP가 시장에 판매되기 시작했다.
여러 분야에 적용되고 있는 본 소재는 특히 자동차 분야에 그 적용이 확대될 것으로 기대된다. 이에 따라 최근에는 자동차업계뿐 아니라 화학업계에서도 미래 먹거리로 자동차용 EP소재에 대한 연구개발이 한창이다.
자동차에 적용되는 제품별 플라스틱 비중은 PA, PC, POM이 각각 14%, 4%, 3% 등이다. 향후에는 엔진·공조·연료부품 등에서의 금속 대체 수요가 증가할 전망이며, 전장부품·기능(구동) 및 안전대책 부품 채택 증가에 따른 고기능성 플라스틱 수요가 확대될 것으로 예상된다.
온실가스 배출제한이 강화되면서 종래의 내연기관에서 동력원에 대한 다양한 시도가 진행되고 있는데 미래의 차세대 차량으로 EV, HEV, PHEV 등 전기차화된 자동차의 생산·판매가 확대될 것으로 전망됨에 따라 소재의 다양성도 심화될 것으로 예상된다.
자동차 외, 생활용품을 비롯해 의료기기·항공기 구조재·일렉트로닉스 등에 적용되고 있으며, 도로변의 투명방음벽 등 다양한 건자재 분야, TV·Display의 도광판 분야와 향후 성장성이 우수한 Multi Wall 그리고 LED 조명시장용 등으로 그 적용범위가 확대되고 있다.
더 나아가 EP를 유리섬유 또는 탄소섬유 등과 혼합시켜, 더욱 강력한 특성을 발휘하는 복합재료인 섬유강화플라스틱(FRP, Fiber Reinforced Plastics)의 개발도 활발히 이뤄지고 있다.
■ 5대 범용 EP, 성장성 맑음 2020년, EP시장규모 1,000만톤···연 4%↑ 아시아 신·증설 확대로 수급 불균형 우려 韓, 원료 및 컴파운딩 수직계열화 ‘시급’
◇ PC, 물병에서 헤드램프까지 적용범위 多
범용 엔지니어링 플라스틱 중 유일하게 투명성을 지니고 PC는 높은 강도, 내열성, 내환경성 등의 장점을 지닌다. 그러나 성형시 큰 일그러짐이 있으면 변형되어 깨지는 등의 단점도 지니고 있다.
제조방법에 따라 여러 가지 타입이 있으나 현재 공업용으로 생산되고 있는 것은 비스페놀A를 원료로 하는 중합법와 포스겐/가성소다를 원료로 한 포스겐법이 주류를 이루고 있다.
PC는 투명성과 같은 특성으로 인해 자동차의 헤드·내장램프, 헤드램프 렌즈, 인스투르먼트 패널, 백빔, 베젤, 카오디오 버튼 등에 사용되고 있으며, 가전 부문에서 TV 전면커버, 리모컨 등에 폭넓게 사용되고 있다. 전기·전자 분야에서는 PC나 게임기, 디지털 카메라 등의 케이스용 등에 채용된다.
물 보관용 병은 해외 수요가 주를 이루고 있다. 그러나 재활용 재료의 사용 비율이 높아짐에 따라 대폭적인 수요 증가로 연결되기는 어려울 전망이다.
한편, LED 조명기구 및 건축 자재용 등으로 견조한 수요를 예상할 수 있기 때문에 PC시장의 2013~2020년까지의 연평균 성장률은 3.5%로 예측된다.
◇ 車, PA 시장 확대 견인
PA는 범용 엔지니어링 플라스틱 중 사용량이 가장 많은 소재로 190℃ 이상의 높은 열변형 온도와 높은 강도, 난연성, 질긴 특성 등의 장점과 낮은 수분흡수성의 단점을 지니고 있다. 자동차에서는 주로 에어인테이크 매니폴드, 라디에이터, 실린더헤드커버, 엔진부품 등 공조 및 연료, 파워트레인 부품으로의 채용이 확대되고 있다.
PA 시장에서는 자동차 분야가 수요 확대를 견인할 것으로 예상되면, PA6는 흡기 매니 폴드 (엔진의 흡기 부품), PA66는 실린더 헤드 커버와 라디에이터 탱크 등 용도로 적용된다.
또한 향후 유럽을 중심으로 오일 팬이나 터보 덕트 등에서도 PA6과 PA66의 채용이 진행될 것으로 생각한다. PA6는 식품 포장용 필름 등 압출 용도의 수요도 견조한 흐름을 보이고 있다.
PA 시장의 2013~2020년까지의 연평균 성장률은 4.2%로 예상된다.
◇ POM, 굽힘 강도·내피로성·내마모성 우수
POM은 포름알데히드를 원료로 하는 폴리머로서 폴리아세탈이라고 널리 알려져 있으며, 범용 엔지니어링 플라스틱 중 가장 금속에 가까운 특성을 가지고 있는 소재로 굽힘 강도, 내피로성(반복되는 힘에 견디는 성질), 내마모성 등이 우수하다.
그러나 난연성, 내후성(햇빛·날씨 등 기후변화에 잘 결디는 성질) 및 접착성 등은 낮이 단점이 있다. 자동차부품 적용분야는 와이퍼, 속도계, 에어컨 부품, 도어록 sunvisor bracket, 오일체크 밸브, 오일 탱크 밸브 등에 적용된다.
수요는 자동차를 비롯해 전기전자 기기, 산업기기, 의류, 잡화 등 폭 넓게 형성돼 있으며, 2013~2020년까지의 시장성장률은 3.4%로 전망된다.
◇ PBT 시장, 車 적용 위한 개발 활발
PBT는 DMT(Dimethyl Terephalate)또는 TPA(Terephalic Aicd) 와 1,4-Butanediol를 모노머로 중합되는 결정성 수지이다. 전기절연성, 난연성 등이 뛰어나 커넥터, 헤드램프, 보빈 등 전기전자부품에 주로 이용되고 있다.
최근에는 PC의 고강도와 PBT의 높은 절연성을 복합화한 PC/PBT 알로이가 전장부품용 플라스틱으로 적용되고 있으며, PC의 깨지는 현상을 보완하기 위해 ABS가 복합화된 PC/ABS 알로이가 자동차 헤드라이트 등에 이용되고 있다.
PBT는 결정성 엔지니어링 플라스틱 중에서도 성형성, 기계적 성질, 내열성, 내약품성 등의 균형이 뛰어나지만, 전기 저항이나 유전율 변환이 어려워 자동차·전기전자 분야를 중심으로 용도 개발이 진행돼왔다.
향후 자동차의 전장화 비율 상승과 HV(Hybrid Vehicle)의 보급 확대가 예상되며, 2013~2020년까지의 연평균 성장률은 4.5%로 예측된다.
◇ M-PPO, 전지 시장으로 확대 전망
M-PPO는 1965년 미국의 GE사에서 Noryl이라는 제품명으로 상업화했다. PPO는 성형온도가 높고 제품에 크랙이 발생하는 문제점을 가지고 있었다. 이러한 단점을 보완하기 위해서 PPO와 HIPS를 블렌딩 시킨 소재가 M-PPO이다.
이 소재는 높은 열변형 온도를 가지고 있으며 내열성이 뛰어나다. 또, 치수 안정성·기계적 강도·전기적 성질 등이 우수하다. 그러나 내후성·저온 충격특성·내화학성 등에 단점이 있다.
PS(폴리스티렌)와 폴리머 알로이 제품인 OA기기나 전기기기의 새시 등에 채용되고 있다. 자동차 분야에서는 내열성 및 내유성이 요구되는 점에서 PA와의 폴리머 알로이 제품이 일반적이다.
현재는 자동차 바디 패널용뿐만 아니라 태양전지 및 이차전지 관련 수요가 확대가 예상되는 M-PPO 시장은 2013~2020년까지 연평균 성장률 4.3%을 기록할 것으로 예상된다.
■ EP시장, 선진국 경기회복에 따른 견조한 흐름 전망
세계 EP 시장은 리먼 쇼크를 거쳐 2009년 하반기 회복세로 전환됐지만, 2011년 이후 유럽 경기침체와 태국 홍수, 동일본 대지진, 그리고 세계 최대 수요처인 중국 시장 성장률 하락에 따른 영향으로 시장 성장이 둔화돼 왔다.
2013년 중국을 비롯한 아시아 경제의 둔화 그리고 유럽 경기침체의 장기화에 따라 EP의 세계 시장규모(메이커 판매 수량 기준)는 2012년 대비 2.3% 증가한 약 771만톤으로 추산된다. 품목별로 PC가 333만톤, PA 226만톤, POM 95만톤, PBT 85만톤, M-PPO 31.8만톤을 기록했다.
2014년에는 선진국을 중심으로 한 경기회복 기조에 따라 세계 EP 시장규모(메이커 판매 수량 기준)는 전년대비 3.8% 증가한 약 800만톤이 될 전망이다. 이러한 EP 시장은 2013년부터 2020년까지의 연평균 성장률은 3.9%로 2020년 세계 시장규모(메이커 판매 수량 기준)는 1,000만톤을 넘는 것으로 예측된다.
■ 아시아를 중심으로 공장 신·증설 지속
최근 몇 년간 아시아를 중심으로 엔지니어링 플라스틱 메이커에 의한 공장의 신·증설이 잇따르고 있다.
2012년 사우디아라비아에서 26만톤/년, 중국에서 총 50만톤/년의 PC공장이 증가했으며, 이러한 영향 등으로 수급 균형이 무너져왔다. 또한, 나프타 가격상승과 셰일가스 보급확대로 인해 벤젠 공급량의 감소하면서 PC의 원료가격이 상승했다.
따라서 2013년에는 재고조정에 따른 가격경쟁이 심화되고 PC 메이커들의 수익성 악화에 영향을 미쳤다. 또한 PA·POM·PBT 시장에서도 관련 업체들의 설비증설이 이어졌다.
2014년 들어서도 증산과 설비투자가 지속되고 있어 범용 그레이드를 중심으로 한 가격 경쟁 심화는 지속될 전망이다.
■ 잇따른 신·증설, EP 價 부담 가중
중국·동남아 등 신흥국의 자동차 생산량의 증가로 인해 범용 EP 수요가 확대되고 있다.
지역별로는 2013년 물량기준 중국이 30%, 북미와 유럽이 각각 20%를 차지했다. 중국의 경우 전기전자 분야의 생산거점이 집중돼있고, 자동차도 세계 최대 생산국으로서 높은 점유율을 보이고 있다.
일본과 중국을 제외한 기타 아시아의 비율은 10%를 넘는데 그치지만, 한국·태국·인도네시아 등에서 자동차 생산이 확대되고 있고 동남아에서는 건축·일용품 등에서도 수요가 확대되고 있다. 북미와 유럽의 자동차용 EP 수요는 PA의 비율이 높다.
품목에 따라 공급 초과에 의해 수급균형이 무너져 가격 경쟁이 치열해지고 있으며, 특히 연간 수요가 300만톤을 넘는 PC는 잇따른 공장의 신·증설에 따라 가격하락이 이어지고 있다.
특히, 수요가 빠르게 증가하고 있는 중국 시장에서 신·증설 계획이 이어지고 있어, 2018년에는 100만톤 정도의 수급 격차가 예상된다.
또한, 연간 수요가 100만톤에 육박하는 POM·PBT는 대형 업체의 공장 신·증설 및 중국·대만·한국 등 신흥 제조업체이 대두되면서 수급균형에 부담을 더하고 있다. 특히, 신흥 제조업체의 공장가동률은 현재로서는 낮은 가동률 개선을 위해 판매 확대를 진행하면서, 가격 경쟁이 격화될 것으로 보인다.
연간 수요가 100만톤을 넘는 PA6, PA66은 자동차 부품이나 필름에서 견조한 수요가 있지만, 2015년 이후 대기업에 의한 대형 공장의 신·증설 계획이 잇따르고 있어 향후 공급과잉이 우려되고 있다.
2018년 범용 EP 시장은 수량 기준으로 1,000만톤, 금액기준 4조엔에 근접할 것으로 예측되지만, 가격경쟁이 치열해져 금액 기준의 성장은 물량기준을 하회할 것으로 전망된다.
■ 韓 EP공급업체, 컴파운드 중심 시장형성
국내 자동차용 EP 시장은 컴파운드 중심으로 치우쳐 있어 가격경쟁력에서 우위를 점하기 어려운 것으로 나타나고 있다.
PA6 레진은 효성, 코오롱플라스틱, KP켐텍이 시장점유율 50%를 차지하고 있으며, 컴파운드도 코오롱플라스틱, 코프라, 만도 등 국내 기업이 50% 수준에 불과해 절반을 수입에 의존하고 있다.
PA 66 레진도 로디아(Rhodia) 40%, 인비스타(Invista) 23%, 바스프 12%, Ascend 11%로 국산화가 취약한 것으로 나타났으며 컴파운드도 국산화 비율이 48%에 못미친다. 원료와 컴파운드의 수직계열화를 통한 가격경쟁력 향상이 시급한 가운데 국내 PA시장은 여전히 국산화 비중이 낮은 것으로 나타나 경쟁력이 떨어질 가능성이 우려되고 있다.
PBT도 저가 중국산에 밀려 레진보다 컴파운드 생산에 집중하고 있어 가격경쟁력에서 뒤처지는 문제점이 나타나고 있다.
국내 EP 시장은 범용 그레이드를 중심으로 가격경쟁에만 몰두해 중국산 제품에 밀려나 추세를 보이고 있다. 장기적인 수익창출을 위해선 원가절감보다는 고부가가치 특화 그레이드 개발이 요구되고 있다.
한편, 국내 최대 완성차 업체인 현대차는 글로벌 자동차 판매량 증가가 지속되고 있는 가운데 차량경량화를 위한 엔진·연료·공조부품의 금속 대체 수요증가, 전장부품 채용 확대 등으로 고기능성 EP 적용을 늘리고 있으며, PA, POM 등 주요 EP의 국산화를 확대할 전망이다.
이는 코프라(PA), 현대EP(복합 PP), 삼양사(PC/PBT, PC), 코오롱플라스틱(POM, PA 등) 등 EP 컴파운드 제품개발 노하우 및 원가경쟁력을 확보한 업체에 호재가 될 것으로 예상된다.
