화학소재공정 산업 [ 시장 ] 분석
화학소재공정현황분석보고서
정밀 석유화학소재전략분야현황분석
전략분야 정밀 석유화학소재 1. 개요 가. 정의및범위 - 정의 : 원유의정제, 분리, 추출, 여과등의기본적인공정을통해석유화학산업의기초소재를제조하고, 이들기초화학제품으로부터중간체및원제를합성 가공하여섬유, 자동차, 전기전자, 반도체, 신소재등타산업에서필요로하는핵심소재를제조하는대표적소재산업임. - 범위 : 자동차, 전기전자, 건축, 에너지, 환경, 석유제품, 비료, 수지, 고무, 도료, 잉크, 접착제, 염안료, 의농약, 화장품, 계면활성제, 첨가제등의기초및핵심소재를제조하는생산공정및제품을포함하며, 최근은 IT, BT, NT 등과의연계에따른융합기술의출현으로그범위가점차확대, 다양화되고있음. 화학산업은크게석유화학산업분야와정밀화학산업분야로구분할수있음. 여기서정밀화학산업이란석유화학산업에서생산된기초화학원료를합성하여추출한중간제및원제를여러공정을거쳐배합 가공하여완제품을생산하는산업임. - 이와같은특징으로인해정밀화학산업은자본집약적, 기술집약적, 소량다품종산업으로정의되고있으며, 일반적으로고부가가치의제품을생산함. 상대적으로가격경쟁요인보다는기술등비가격경쟁요인이제품의경쟁력을결정짓는데중요한요인으로작용하고있어제품생산에대한기술수준에따라제품의경쟁력및가격이결정됨. 석유화학소재산업은일상생활용품으로부터자동차, 정보, 전자산업등에기초소재및핵심소재를공급하는핵심기반산업이며, ITㆍBTㆍNTㆍETㆍST 등미래성장동력발전에견인차역할을하는국가기간산업임. - 나프타또는천연가스를원료로에틸렌등기초유분과이를원료로합성수지, 합성섬유, 합성고무및각종화학물질을제조하는산업임. - 화학원료물질, 생산공정, 화학제품분야의상호연계로이루어진석유화학, 기능성고분자와같은화학신소재, 정밀화학산업으로구성됨. - 전자, 자동차, 조선, 항공, 섬유, 건설등거의모든산업에소재를공급하는핵심국가기간산업이며, 최근에는 IT, BT, NT가결합된정보통신, 우주항공, 에너지산업의발전에기여하고있음. 정밀화학소재산업은석유화학으로부터원료를공급받아정보전자, 자동차, 에너지산업등에필요한도료, 접착제, 염료 안료, 정보전자용소재등을생산하는기술집약적산업임. - 자본 지식 기술집약적화학산업으로, 중소기업형태로도전문화가가능한고부가가치산업임. - 3 -
화학소재공정 - 정밀 석유화학소재 - 특히, 타산업에핵심소재및부자재를다품종소량생산방식에의해공급하므로, 연관산업의고기능화, 고부가가치화에기여하고있음. - 전후방연관산업에핵심소재를제공하기때문에생활밀착형산업이며, 신상품개발등미래지속성장이가능한산업임. 석유화학소재중플라스틱소재는범용플라스틱, 엔지니어링플라스틱, 슈퍼엔지니어링플라스틱등으로분류됨. - 범용플라스틱은생활용품, 자동차내외장재등에사용되며 PP(Polypropylene), PE(Polyethylene) 등을중심으로성장하고있음. - 엔지니어링플라스틱 (EP; Engineering Plastics) 이란합성수지레진 (Resin) 과유리섬유, 탄소섬유, 미네랄등의충진재를배합하여복합화한플라스틱을말하며, 일반범용플라스틱에비해서안전강도와내열성, 굴곡탄성률등에서우수한물적특성을가지고있어자동차부품, 기계부품, 전기 전자부품등에주로사용되며금속을대체할수있는재료로각광받고있음. 엔지니어링플라스틱시장은결정성소재인 PA(Polyamide), POM(Poly Acetal Resin), PBT(Polybutylene Terephthalate) 와비결정성소재인 mppo, PC(Polycarbonate) 등 5대품목이주도하고있음. 엔지니어링플라스틱은 150 이상의내열성여부를기준으로 EP(Engineering Plastic) 와 Super EP(Super Engineering Plastic) 로구분되며, EP와 Super EP는범용플라스틱대비시장규모는작은편이나부가가치가높고시장잠재력이큼. 생체바이오소재기술은인간수명연장, 고령화사회출현등에의한요구증가로시장의확대가예상됨. - 소재의표면물성에의해생물학적, 화학적친화성이좌우되므로표면개질기술은생체바이오소재개발의핵심요소기술임. - 소재의기계적물성및화학적친화성을증진시키고신뢰성을확보할수있는제조신기술개발에집중되고있음. - 소재의나노화는특성향상및조직반발을최소화하므로 BT NT IT 융복합화기술개발이중요함. - 4 -
전략분야 [ 정밀 / 석유화학소재산업의연관도 ] 나. 주요제품및공정 정밀화학소재에는일반적인습식 / 건식합성공정, 기상중합법, 표면공정, 에멀젼공정, 막분리공정등뿐만아니라, 전기자동차관련소재, 나노탄소, 감지용소재, 전자정보소재, 생체바이오소재등의공정을포함하고있음. 정보전자용소재분야로는반도체집적회로, 디스플레이, 광케이블, 광전자소재등이대표적임. 우리의일상생활에서흔히볼수있는휴대전화, 노트북, 액정화면텔레비전, 엠피쓰리플레이어등모든디지털제품에는첨단정보전자소재가사용되고있음. - 앞으로정보기술산업의발전가능성은무한하고, 그렇기때문에향후정보기술산업의발전에있어서석유화학의역할은더욱확대될여지가크다고볼수있음. - 정보전자소재분야는지금도석유화학제품적용이어느정도이루어져있지만, 석유화학기업들이향후사업영역을확장하고자하는유망분야로각광받고있음. 텔레비전, 컴퓨터, 휴대전화는정보기술의발달로나날이첨단화되고있는분야임. 디스플레이소재기술은디지털기기수요확대에따라지속적으로성장하고있으며, 디스플레이소재 ( 전면필터, 투명유전체재료, 백색유전체재료, 실링제, OLED, 플렉서블기판 ), 반도체용소재 ( 화합물반도체, 유기반도체, 유전체 ) 등이있으며실리콘기판위에복잡한고순도공정을거쳐고부가치의전자부품을생산함. - 디스플레이 (TFT-LCD, PDP 등 ) 시장이급속하게발전하고첨단화가진행되고있음. 디스플레이는초대형, 초박형, 초경량, 저전력을계속지향하고있으며, 현재의컴퓨터스크린과달리감촉이좋고, 둘둘말아서다닐수있는종이형태로변화하게될전망임. - 디스플레이분야에서석유화학산업의역할은디스플레이제조에필요한발광물질개 - 5 -
화학소재공정 - 정밀 석유화학소재 발, 제조공정의개발, 공정장치의개발등임. 반도체용소재기술은전자산업과정보기술산업의핵심기술로서석유화학제품이주로적용되는부분은구조재료로서, 기능재료인웨이퍼를외부회로와연결시켜주는지지대, 안전하게지켜주는봉지재의역할을함. - 에폭시수지나페놀수지, 폴리아미드수지처럼내열성과내마모성, 내충격성등전반적으로강도가탁월한고분자가주로적용됨. - 반도체회로가공은폭이 1마이크론 (1백만분의 1미터 ) 도안될만큼정밀하고미세한가공이기때문에아주작은미세물질이녹아있어도당장불량품이만들어지기때문임. - 폴리페닐옥사이드등이있는데모두석유화학제품임. [ 반도체제품재료의종류 ] 구분종류용도 기능재료웨이퍼칩의기판 공정재료 구조재료 자료 : 반도체산업협회 2012 포토마스크펠리클포토레지스터공정가스화학약품배선재료리드프레임봉지재본딩와이어 석영유리에회로를묘화한회로도원판마스크의오염방지를위한보호막웨이퍼에회로를인쇄하기위한감광제성막, 에칭, 도핑등에사용되는다종의가스세정, 에칭, 리소그라피공정에사용웨이퍼상에주입되어회로로사용칩과외부회로와의접속을위한지지대칩을밀봉하기위한에폭시수지칩과리드프레임을연결 나노탄소소재기술은기존의재료와비교하여우수한물성을나타내고있기때문에각종분야에서의응용할수있으며, 다양한산업을지원하는핵심소재로서기대됨. - 탄소나노튜브투명전극기술을적용한디스플레이와스마트폰의확대에따른고화소, 초슬림화추세에따른스마트폰용터치채널등의제품화가가속화되고있음. - 성장기술로는전기방전법 (Arc Discharge), 레이저증착법 (Lasser Ablation), 기상합성법, 플라즈마기상증착법, 열화학기상증착법이있음. 감지용소재기술은고분자설계의다양성, 가공성, 유연성등의전통적장점과더불어발광이나, 전기적, 기계적, 열에너지등다양한에너지변환원칙을적용하여센서기능을부여할수있음. - 6 -
전략분야 자동차용플라스틱소재기술은친환경경량화추세에따라동력전달장치, 엔진부품, 내외장부품등에금속을대체하는엔지니어링플라스틱등차세대용부품소재개발에전세계가경쟁적으로관심을보이고있음. - 자동차경량화는자동차업계의영원한과제이며, 자동차의기본성능인가속력과제동력을높이기위해서는같은출력에서는경량화할수록유리함. - 차세대자동차인전기자동차 (EV, Electrical Vehicle) 의경제성확보를위해서는차량의경량화는필수요소임. - 환경규제및고유가시대의도래로연비가중요시되며, 자동차메이커들에겐경량화가선택이아닌필수가되고있음. - 플라스틱은가볍고설계와제조에유연성이있으며가공에따라내구성이향상되기때문에자동차부품의상당수를대체하고있음. 그동안자동차소재가운데플라스틱사용비중은유럽의경우 1975년 6% 수준이었던것이 2007년 18% 로늘어났으며, 독일은 23% 까지확대되었음. 엔지니어링플라스틱소재로는자동차에적용되는제품별비중이범용플라스틱인 PP/TPO, ABS, PE가각각 48%, 12%, 9%, 범용엔지니어링플라스틱인 PA, PC, POM 이각각 14%, 4%, 3% 등임. 향후에는 1 엔진, 공조, 연료부품등에서의금속대체수요증가, 2 전장부품, 기능 ( 구동 ) 및안전대책부품채택증가에따른고기능성플라스틱수요확대, 3 xev시장확대에따른 2차전지등신규무거운부품의경량화요구증대, 4 창유리의플라스틱화등으로범용및수퍼엔지니어링플라스틱, 슈퍼섬유등고기능성플라스틱의채용이증가하고있음. 특히내외장재, 공조부품, 연료부품, 전자부품, 엔진부품으로갈수록내열성과강도, 난연성등의특성을지닌 PA, POM, PC/PBT, PC/ABS, PPS 등의엔지니어링플라스틱의수요가증대되고있음. 글로벌엔지니어링플라스틱시장은미국, 유럽, 일본등선진국을중심으로성장하고있으며최근에는세계적인전기부품생산거점인중국및신흥국의수요가증가되고있음. 일본후지경제에따르면엔지니어링플라스틱시장은자동차및 IT 등전방산업생산회복으로세계경제위기가있었던 2009년이후꾸준히성장해왔으며 2011년이후에는연평균 5% 이상의성장이예상됨. HEV( 하이브리드자동차 ), EV( 전기자동차 ), 태양전지등친환경제품들에적용되는엔지니어링플라스틱도증가하고있어사용영역확대에따른고속성장이전망됨. 생체바이오소재기술은소재의표면물성에의해생물학적, 화학적친화성이좌우되므로표면개질기술은생체바이오소재개발의핵심요소기술로서소재의기계적물성및화학적친화성을증진시키고신뢰성을확보할수있는제조신기술개발에집중되고있음. - 7 -
화학소재공정 - 정밀 석유화학소재 [ 주요제품분류표 ] 대분류중분류세부제품또는기술 석유화학산업소재 정밀화학산업소재 자동차용플라스틱소재 감지용소재 전자정보소재 생체친화적소재 나노탄소소재기술 염료화학소재 - ( 전기 ) 자동차용경량화고강도내열성재료 - 동력전달장치, 엔진부품, 내외장품의금속대체엔지니어링플라스틱 - 바이오센서, 에너지변환센서, 온도, 압력, 자동문센서 - 디스플레이소재 ( 전면필터, 투명유전체재료, 백색유전체재료, 실링제, OLED, 플렉서블기판 ), 반도체용소재 ( 화합물반도체, 유기반도체, 유전체 ), 경량전기차용고분자소재 - 임플랜트, 생체진단기, 피부활성생리활성형단백질, 약물전달기능성무기나노캡슐, 기능성펩티드 -CNT 고분자복합체제작, 투명전극박막코팅, CNT 복합박막제조, 나노그래핀응용 - 카본파이버제작과응용 - 도료, 인쇄, 잉크분야염료 ( 잉크젯염료, 수용성염료등 ) - 전자정보분야 ( 컬러필터용안료, 전도성소재, 포토리지스트, 염료감응형태양전지용염료, OLED 용발광체등 ) - 내열소재, 고경량특수기능의류소재, 친환경섬유제품 ( 의류, 인테리어등 ), 고감성날염제품 ( 의류, 인테리어, 광고등 ), 친환경유 무기안료등의고기능성소재개발이가능한염 안료제조기술 2. 산업현황분석 - 국내의석유화학소재기술과정밀화학소재기술을접목하면화학소재공정에대한다양한어플리케이션을개발할수있을뿐만아니라가격경쟁에있어서도유리한위치를점할수있음. - 석유화학과정밀화학소재시장은다품종소량생산으로고부가가치높은제품군을더많이확보할수있으며, 최근생명공학, 나노공학, 정보통신, 항공우주산업등과맞물려첨단융복합산업의발굴과함께신성장산업의창출에기여하고있음. - 화학소재공정관련산업은국가간 / 기업간경쟁이매우치열한분야로아직까지정부정책의의존성이높은사업이며, 사업형태는 B2B 와 B2C 모두존재하나현재는 B2B 사업이주류임. - 석유화학제품을중심으로정밀화학제품제조에필요한소재, 부품, 장비등과관련된후방위산업과화학소재가적용되는전방위산업구조로되어있음. 가. 환경분석 (1) 정치적 (Political) 측면 최근한-미 FTA, 한-EU FTA로국가간교역환경이지역간, 산업간무한경쟁체제로급변하고있어무관세저가제품의국내시장유입에따라경쟁의심화와함께화학소재공정의기술경쟁력, 기술차별성, 제품군다양화가제품의시장지배력을결정하는계기가됨. - 저가의수입물량이대량유입될수있는반면, 높은기술력으로차별화된국내화학소재제품들은세계시장에서의점유율을높이고고부가가치제품군을더많이확보할수있음. - 8 -
전략분야 원유증산요소의제약및중국등신흥개발국의수요급증등으로원유가격은급등세에있으며고유가로고착화될가능성이높음. - 석유를포함한산업자원의지배권확보에대한국가간경쟁이고조되고있으며, 자원무기화에따른원자재가격의고공행진이지속될것으로예상됨. - 화석원료고갈가속화로석유화학의원료인원유, 천연가스의확보가가장중요한경쟁력원천으로부상하고있음. - 고유가는세계경제성장률을잠식하면서화학제품의수요둔화요인으로작용하는동시에, 전방산업의재고수준을낮추는효과를나타낼것임. 환경규제로인한무역장벽강화및에너지다소비업종에대한존멸위기감의확대에따라급성장하는환경기술과신재생에너지, 청정에너지기술을기반으로하는그린기술및녹색성장추진등다각적인검토가요구됨. 촉진요인 무역개방주의강화로교역환경이지역간, 산업간무한경쟁체제로급변화고있음. - WTO 체제의가속화와주요국가간의 FTA 체결에따른교역환경의변화는저가물량의국내시장유입에의한내수경쟁의심화와함께세계시장에있어서기술경쟁력이제품의시장지배력을결정하는계기가될것임. - 국내화학공정소재산업은 FTA 체결에따른낮은수입관세율로인하여저가의수입물량이대량유입될수있는반면, 기술적차별성등의확보를통하여중국시장진출이유리해질수있음. 신산업기회의확대로화학공정소재산업은 IT, NT, BT 등미래혁신기술에대하여핵심소재를공급하는산업으로서미래사회가요구하는소재관련신산업기회를제공함. - 미래산업으로서생명공학, 정보통신, 항공우주산업등첨단산업의발굴및시장진출에기여하고있음. - 나노소재를비롯한신소재기술은다양한응용분야를가지는플랫폼기술로서직접적인시장의창출과동시에지식재산권확보를통한기술수출을통하여시장지배력을넓힐수있음. 친환경 고효율공정및다기능신소재기술의개발을통하여변화된화학공정소재산업의패러다임을구축하고이를통하여대일무역불균형의해소와동시에신성장동력을확보할수있음. - 친환경적이며우수한물리적 화학적특성을지닌소재를공급하여자동차, 전자, 반도체등주력산업에새로운성장동력을부여할수있음. - 대일무역역조의원인이되고있는핵심소재의국산화를위하여디스플레이산업등 - 9 -
화학소재공정 - 정밀 석유화학소재 과같은수요산업과공유하는발전전략을토대로기술개발을추진하고수요자맞춤형신소재를적시에공급하는계기가됨. 저해요인 중국의자급화진전및중동의급부상 - 2000년대급격한경제성장에따른수요증가로인하여중국은화학공정소재산업시장을견인하여왔으나근래에수요제품의자급률을급격히늘여가고있어중국내주요수출국가간경쟁이더욱강화될전망임. - 중동은과거의원유및에너지공급기지역할을탈피하여값싼원료를바탕으로한화학공정소재산업의육성을위하여정책적노력을경주하고있으며향후화학제품의최대공급지역으로서시장경쟁력을주도할가능성이큼. EU의화학물질규제강화안채택 - 석유화학및플라스틱등화학공정소재산업전반에대한환경적측면에서의부정적인식을근거로화학물질규제안을통하여간접적무역규제를강화할것임. - 교역환경의개선과함께기존물질에대한구제표준의채택및신기술 신물질에대한국내주도의국제표준화노력이필요함. (2) 경제적 (Economical) 측면 화학소재산업은최근생명공학, 나노공학, 정보통신, 항공우주산업등과맞물려첨단융복합산업의발굴과함께신성장산업의창출에기여하고있음. - 화학신소재기술은 IT, BT, NT와결합하여다양한응용분야를갖는산업전분야의플랫폼기술로서지적재산권확보와생산공정기술보급을통하여시장지배력을더욱확대할수있음. 지구환경문제에서초래된온실가스저감대책으로자동차의 CO 2 배출규제와화석연료에대한의존성축소노력은전기자동차의출현과고성능전지기술의발전을요구하고있음. 전기자동차의주동력원인리튬이온전지기술은차세대에너지로서고부가가치의핵심환경소재기술로등장하고있음. 핵심소재및원료의국산화율이낮아대일무역의존도가더욱깊어질수있음. - 핵심소재의국산화, 국내수요기업간의공생발전프로그램, 핵심기술보유중소기업간의상생전략등이요구됨. - 대기업의과감한투자가필요하며, 지역사회의배려와관심이절실함. - 10 -
전략분야 촉진요인 한-미 FTA, 한-EU FTA 등국가간의교역환경변화는석유화학및정밀화학산업의교역이더욱활발하게이루어질수있는환경적변화의추세로서고부가제품의수요를창출할수있는요인이되고있음. 친환경자동차인전기자동차의등장은주동력원인배터리 ( 리튬이온전지등 ) 기술, 전기모터, 인버터 / 컨버터, BMS(Battery Management System) 기술과경량고강도수퍼엔지니어링플라스틱등의고부가가치핵심화학소재에대한기술이요구되고있음. 최근의국가간환경변화는새로운기술의창출과제품의고도화를요구하고있을뿐만아니라수요자에대한욕구를충족시킬수있는여건이더욱성숙되어가고있으며, 수요자의욕구가다양화, 고급화되고있는추세임. 화학소재제품의기능적인면과함께외관의미적감각등오감이중요시되면서소재공정에서도관련소재및제품개발이요구되고있어추가기술개발필요성이대두되고있음. 저해요인 기존의제품생산공정에기반한양산산업의틀을탈피하여고객의요구를만족하는더욱기능화된다품종소량생산의틀을맞추기위해서는다양한공정과설비를준비해야하므로많은제조비용이필요함. 새로운시장변화에맞는신소재기술은원천기술의부족으로많은투자비와시간이요구되고있어시장이요구하는완성제품을위한소재공급에는어느정도한계가있음. (3) 사회적 (Social) 축면 최근한-미 FTA, 한-EU FTA 등급변하는국제무역환경변화는지역간, 산업간의제품경쟁을심화시켜고유가에의존하는국내석유화학소재제품의가격경쟁력에위협이되고있음. 정밀화학소재산업은우리의삶을윤택하게해주는기반산업으로서사회적요구와산업적요구에항상부응하여신산업을지속적으로창출하고있음. - 차세대성장동력역할을할것으로예상되는 IT, BT, NT, ET 등첨단기술및 IT/NT, NT/BT, NT/ET 등융합기술분야를위한기반산업임. - 11 -
화학소재공정 - 정밀 석유화학소재 - 유비쿼터스사회의구현을위하여필요한 IT산업분야에전자 정보기능재료및신기능소재를제공할수있음. - 노령화및삶의질향상욕구를충족하는인간중심사회를위한 BT산업분야에새로운의료기능소재및공정기술을제공함. 석유화학소재및정밀화학소재분야는지구온난화, 기상이변등으로녹색기반저탄소산업구조로의전환요구가강해지고있음. - 기후변화에대응하는친환경공정, 에너지고효율화, 청정원료의다변화등에이어최근에는이산화탄소를포집하고재활용하는공정까지제품이확대되고있음. - 환경및에너지문제를해결하는태양전지, 연료전지와같은에너지저장장치및신소재의개발로저탄소녹색성장을견인할수있음. 플라스틱과같은화학소재산업은환경호르몬에서보는바와같이부정적인식이강해무역규제및원재료사용의제한이강화되고있고, 기본적인공장설립도시민단체및환경단체등의반발로점점더어려워지는실정임. 촉진요인 지구온난화의주범인자동차를전기자동차로대체하려는전세계적인움직임은석유화학소재분야의중요한촉진요인이되고있음. 특히엄격한환경규제로인한무역장벽강화및에너지소비업종에대한위기감이확대됨으로써그린기술, 신재생에너지및청정에너지기술을기반으로하는친환경공정및제품의개발이정부의저탄소녹색성장정책에의해추진되고있음. 환경규제에대응하여생산되고있는전기자동차등정밀화학소재기술은아직선진국들도연구개발이많이진행된상태는아니므로고부가가치소재분야의기술선점을통한시장진입및차별화된특화기술확보가가능함. 저해요인 고유가시대를맞아지구온난화의주범으로인식되고있는석유화학및플라스틱등화학소재공정산업전반에대한환경적측면에서의부정적인식을근거로한간접적무역규제가강화되고있음. - 친환경소재또는생분해성소재는통과기준절차가까다롭기때문에전문적인기술개발이요구됨. - 12 -
전략분야 석유화학소재분야의교역환경의개선과함께기존화학물질에대한국제표준의채택및신기술인증, 신물질에대한국내주도의국제표준화노력이필요함. (4) 기술적 (Technological) 측면 정밀화학소재산업은환경문제의대두및석유자원고갈등의외부환경의변화에따라산업패러다임의변화가급격하게일어나고있는바, 독자적인원천기술의확보가중요함. - 선진국은대형화및제품전문화로경쟁력을점차강화하고있으며, 중동은원가경쟁력 대규모설비투자로신흥메이저로부상하고있고중국은선진국과합작투자로자급률상승에매진하는등경쟁패러다임변화가극심한실정임. - 환경규제에따른수출제약, 탄소세의부과등에따른생상비용의증대및에너지자원의무기화에따른독점화추세등에대응하기위해서저비용고효율화가요구되는현실에서, 글로벌경쟁력을확보하기위해서는핵심원천기술로서녹색공정기술의확보가피수적임. 정밀화학소재산업은투입원료의 10~120배에달하는부가가치를창출하는고부가가치산업으로서제조업대비이익률이높은산업으로평가되어왔으나성장의지속을위하여후발국과차별화된특화기술의확보가요구되고있음. - 대표적인전방산업인자동차산업은국내제조업생산액의 10% 를상회하는주력산업으로자동차강국으로서의도약을위해서는상대적으로경쟁력이떨어지는화학소재분야에서감성 지능화를위한특화기술확보가필요함. 석유화학소재및정밀화학소재분야에있어선진국은원천기술특허확보, 대규모설비투자를통한제품경쟁력확보, 중국과합작투자를통한제품단가인하등을통해외부경쟁이심해지고있는바, 무엇보다핵심원천기술의중요성이더욱강화되고있음. - 장기적인안목에서차세대를대비한친환경자동차분야의기술개발노력과투자가이루어져야함. - 환경규제에따른유해물질의사용제약, 보호무역성격의탄소세부과, 에너지자원의무기화에따른대체소재개발의현실적상황등은청청녹색기술기반의화학소재공정의신기술확보가더욱절실해지고있음. 전기자동차응용에있어배터리를제외한모터, 인버터, 컨버터등의기술수준은아직낮음. - 배터리제조기술은최고수준이나부품소재 (50), 원천기술 (30) 이낮음. - 일본은제조기술, 부품소재, 원천기술부분에서모두최고수준임. - 철대체용자동차용플라스틱으로는단기적으로는엔지니어링플라스틱의적용이확 - 13 -
화학소재공정 - 정밀 석유화학소재 대되고장기적으로는탄소섬유복합재로대체될것으로전망 촉진요인 자동차특히전기자동차, 고분자소재, 정밀화학소재그리고에너지산업분야에서화학소재기술시장의선도가능한생산공정개발필요성이더욱증대됨. 기술집약적사업의생산성및가격경쟁력향상과직결된원천소재분야의기술력보유노력과투자가더욱필요함. 저해요인 전세계적으로석유화학소재제조공정및정밀화학소재제조공정은지구온난화및환경오염의주범으로인식되고있음. 국내석유화학소재및정밀화학소재분야산업체들의매출액대비연구개발구성비는 4% 로기술개발예산이취약하고이로인한기술력및인력이부족함. 기술선진국인미국, 일본, 유럽의기술보호주의강화 - 자동차, 디스플레이, 가전등은세계경쟁력을확보하고있으나, 원천기술은여전히선진국에의존적임. [ 정밀 / 석유화학소재산업의기술적환경분석 ] - 14 -
전략분야 정치 (P) 경제 (E) 사회 (S) 기술 (T) [ 정밀 / 석유화학소재분야의 PEST 분석 ] 구분주요이슈단기 (3 년이내 ) 중장기 (4 년이상 ) 비고 촉진에너지및자원확보 상 중 하 상 중 하 저해 촉진 저해 환경규제강화경제블록화 무역개방주의강화신산업기회확대 기능화된제품생산으로제조비용과다 상 중 하 상 중 하 수입관세율인하로저가수입물량대량유입 신기술 신물질에대한국내주도의국제표준화노력이필요함. 상 중 하 상 중 하미래의신산업창출기회 상 중 하 상 중 하 새로운시장변화에맞는원천기술요구 촉진 녹색성장주도일거리창출 상 중 하 상 중 하 지구온난화에대응 저해 사회적인간환경중심 상 중 하 상 중 하 간접적무역규제강화 촉진 저해 원천기술중요성기술융복합화 고부가특화기술원료다변화 상 중 하 상 중 하 상 중 하 상 중 하 원천소재분야의기술보유노력과투자확대 원천기술은여전히선진국에의존적임. 나. 산업특징및구조 (1) 산업의특성 콤비나트 (Kombinat) 산업 - 석유화학산업은전형적인콤비나트산업으로서대단위설비투자비용이소요되는자본집약적인장치산업임. 석유화학산업은나프타를분해하여에틸렌이나프로필렌등의올레핀, 열분해가솔린등을생산하는나프타분해설비를모체로하기때문에나프타분해설비에서생산된제품을파이프를통해합성수지와합성섬유원료, 합성고무등각종유도품을제조하는설비로전달하는형태의콤비나트산업임. 전력을공급하는전력회사등도결합하여석유화학콤비나트를구성하고있음. - 콤비나트 (Kombinat) 산업은기술적으로연관이있는여러생산부문이서로가까이인접하여이루어진기업들의지역적결합체를뜻함. 일반적으로원료에서완성품에이르는제조과정은기술적으로다른몇개의생산단계를통과하여각생산단계마다여러기업이전문적으로생산을분담하는데, 이처럼상호연관된기업의공장이같은지역에모여유기적으로결합된것을콤비나트라함. 콤비나트는원료확보, 중간제품공급이서로인접한공장간에직접적으로이루어지게함으로써시간과공간의낭비를줄이는것을목적으로하고있음. 또부산물은물론폐기물도유용하게이용할수있어매우경제적이고합리적인생산형태로평가되고있음. - 석유화학산업은이처럼콤비나트형성을통해원재료확보, 생산집중화, 유통과정합리화등으로원가를절감하는것을목표로하고있음. 기초소재산업 - 석유화학제품은개발초기에는천연제품 ( 철, 알루미늄, 목재, 종이, 면, 양모등 ) 을대 - 15 -
화학소재공정 - 정밀 석유화학소재 체하기위해생산되었음. 지속적인기술개발과혁신으로석유화학제품은새로운수요를창출하게되었음. - 석유화학제품은우수한물성과화학적특성으로일반생활용품부터자동차, 전기 전자, 건설등주력산업에직접, 간접적으로원료를제공하는중요한기초소재역할을하고있음. 석유화학제품공급으로인류는한정된천연자원의제약에서벗어나새로운물질문명의세기를열게되었음. 따라서석유화학제품없는생활은감히상상할수없을정도로, 오늘날의인류와석유화학산업은밀접한관계를맺고있음. - 우리가입고있는옷, 들고있는가방, 신고있는신발을비롯하여의자, 책상, 컴퓨터, 필기구, 휴대전화, 책꽂이, 전화, 사무실천장, 생수통, 정수기, 벽면, 창틀등주위에서석유화학으로만들지않은물건을찾기란쉽지않음. 천연자원으로만든것을제외하고는석유화학제품은생활용품으로부터건물, 자동차등눈에보이는대부분의물품과장치, 운송수단, 조형물을구성하며우리의생활과함께하고있음. 따라서석유화학산업이없으면건축, 전자, 자동차등핵심산업도모두멈출수밖에없기때문에석유화학산업은 산업의쌀 로불리는것임. [ 각종기초소재산업의원료인석유화학산업 ] 고부가가치산업 - 석유화학산업은자본집약적이고기술집약적인장치산업으로초기투자비용은크지만, 일단건설된설비에서는원료와에너지만투입되면적은인력 ( 엔지니어 ) 으로대량의제품을생산하여엄청난부가가치를창출함. - 실제로석유화학산업은납사, 천연가스같은원료의 10~100배에달하는부가가치를창출하는고부가가치산업이라고할수있음. 또한석유화학제품은가공성이무척뛰어나부엌에서사용하는평범한플라스틱그릇부터담뱃갑을싸는얇고투명한비닐, 스펀지, 타이어, 인조실크, 페인트, 접착제, 유아용기저귀커버도석유화학제품을가공하여생산할수있음. - 16 -
전략분야 - 석유화학제품의또다른중요한장점은원하는만큼물성을강화하거나, 또기능성을추가하여맞춤형소재공급이가능하다는것임. 예를들어, 형태와색상의변화없이강도만향상된제품이필요한경우, 원료구성비나제조공정에변화를주어보다강도가개선된소재의생산을시도할수있음. 또유리섬유등무기소재를첨가하여강도를향상시킬수도있으며, 여러겹의제품을접착시켜두께는줄이고강도는높일수도있음. 뿐만아니라지속적인연구개발로정보통신 (IT), 바이오 (BT), 나노 (NT) 등첨단산업과발맞춰발전하는성장성이높은고부가가치산업임. 첨단산업의발전은석유화학산업의뒷받침없이는불가능하며산업이첨단화될수록소재를제공하는석유화학산업의역할은더욱커질수밖에없음. 범용수지의양산가능 - 석유화학소재산업은대량생산을지원하기위한기반산업인동시에, 원천소재기술을보유한산업임. 화학구조의설계나분자또는고분자합성시빠른납기, 제품의순도, 품질문제의해결및제품성능을향상시킬수있어용도다변화에따른범용수지의양산화가가능한산업임. 정밀화학제품의다품종소량생산 - 특정한제품을생산할수있도록설계, 제작이가능하므로, 수요자의요구에따라형태가다양한단품소량수주생산이가능함. - 자동차, 가전제품등제품의모델수명이고객의구매욕구다변화로짧아지면서다품종소량생산방식에맞추어개발되고있음. 개발기간단축, 원가절감을위한공정개선이필요. 전자, 자동차, 조선, 항공, 섬유, 건설등다양한산업에소재를공급하는핵심기간산업으로, 국가경쟁력에크게영향을미침. - 정밀화학소재산업은여러산업의특징을복합적으로갖고있어토목 기계 화학 전기 전자 경영 행정등다양한전문기술과지식의융합이요구됨. (2) 산업구조 정밀화학소재산업은특성상전자, 자동차, 조선, 항공, 섬유, 건설등다양한산업에소재를공급하는핵심기간산업으로경쟁력이약화되면소재를공급받는후방산업의경쟁력이취약해져국가경쟁력에크게영향을줄수있음. 정밀화학소재산업은독자적인산업군으로발전할뿐만아니라관련산업과연계하여발전하므로전 후방산업을연계시키는매우중요한교량역할을하고있음. 나노필름기술, 감지용소재기술, 식품첨가제기술등에연계되어있으므로신소재의연구및개발에매우중요한역할을담당하고있음. - 17 -
화학소재공정 - 정밀 석유화학소재 - 정밀화학소재의경우, 나노복합소재추출분리기술, 소재막분리및상분리기술, 신소재합성미반응물제거기술부분과연계 - 환경화학소재의경우그린에너지소재기술과연계 신소재의경우대부분제조업에서참여하고있으므로대기업인석유화학회사, 삼성, LG가중심을이루고있으며거기에해당되는중소기업들은대기업의시스템에결정되는제품이나공정을제공하고있는형태임. 후방산업정밀 / 석유화학소재전방산업 ( 정밀화학소재산업 ) - 염료, 안료, 도료, 잉크, 화장품, 향료 - 계면할성제, 접착제 - 시진용화합물, 의약품 - 비료, 농약, 촉매 - 첨가제 ( 대전방지제등 ) - 나노탄소, 나노필름 ( 석유화학소재산업 ) - 원유정제 (LPG, 가솔린, 나프타, 등유, 경유, 중유 (B-C 유 ) 등 ) - 나프타분해 : 기초유분, 중간원료등 - 합성수지 ( 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 - 합성원료, 합성고무 (SBR, BR, SB-Latex) - 기타화학제품 - 엔지니어릴플라스틱 ) - 정밀화학소재 - 석유화학소재 - 고분자소재 - 전기전자용소재 - 자동차용소재 - 건축용소재 - 플라스틱가공산업 - 섬유산업 ( 탄소섬유등 ) - 정보기술산업, 정보통신산업 - 고무산업 ( 친환경타이어등 ) - 식품산업 - 의약산업 - 화장품산업 - 제지 피혁산업 - 인쇄산업 ( 기능성잉크등 ) - 건설 건축산업 ( 건축자재 ) - 자동차산업 ( 내외장재, 이차전지 ) - 기계 조선 우주항공산업 - 전기전자정보산업 ( 반도체, 디스플레이등 ) - 에너지환경산업 ( 연료전지, 태양전지, 등 ) - 화학신소재산업 (( 수퍼 ) 엔지니어링플라스틱, 탄소섬유복합재, 바이오폴리머, 나노소재 ) [ 정밀 / 석유화학소재중심의연관산업 ( 전후방산업 ) 구조 ] [ 정밀 / 석유화학소재산업의공급망분석및주요업체 ] 정밀화학소재산업석유화학소재산업화학신소재산업 주요내용 ( 설명 ) - 합성수지, 섬유, 고무, 필름등 - 고분자복합체, 특수첨가제, 나노소재등의기능성소재 - 센서소재기술 - 소재추출분리기술, 소재막분리기술, 소재합성미반응물제거 - 원유정제및기초유뷴응용제품 - 소재상분리및막분리기술 - 온도변화에따른분리 / 추출최적화기술 - 정보전자재료제조기술 - 바이오폴리머, 엔지니어링플라스틱 - 분산제개발및분산기술 - 생체재료및극한환경용재료 - 고기능성염료및안료제조 - 탄소섬유, 나노탄소소재기술, 나노필름기술, 감지용소재기술 주요업체 대기업 중소기업 LG 화학, SK 에너지, 삼양사, KCC, 대한유화, 제일모직, 효성, 코오롱인더스트리, 태광산업 위스컴, 세미머티리얼즈, 이양화학, 비피코리아, 동방아그로, 한국삼공, 한국신에츠실리콘, 실크로드시앤티, 광성, 엠케이켐액텍, 한수, 동양잉크, 한덕화학, 동해펄프, 수양켐텍, 서울전선, 고려제지, 상보, 대흥알앤티, 필맥스, 동성화학, 일신화학, 국일방적 GS 칼텍스, SK 에너지, 금호석유화학, LG 화학, 삼성토탈, 남해화학, 대림산업 ( 주 ), 동양화학, 한화석유화학, 현대석유화학, 호남석유화학 재원산업, 안성슈레더공업, 만성스텐, 동남유화, 티에스티, 우전자원개발, 흥진, 씨피씨, 비앤비스틸, 한국하우톤, 범우화학, 국도 ( 주 ), 금호피앤비화학, 동진쎄미컴 ( 주 ), 송원산업 ( 주 ), 일신화학공업 ( 주 ), 애경유화 ( 주 ), 율촌화학, 애경유화 GS 칼텍스, LG 화학, 삼양사, 제일모직, LG 생명과학, SK 케미칼, 아모레퍼시픽, 현대모비스, 제일모직, 삼성전기, LG 이노텍, LG 생명과학, 호남석유화학, 태광산업, 삼성정밀화학 한농화성, 에뛰드, 오영산업, 한일화학공업, 노루케미칼, 보광, 동양잉크, 일삼, 아해, 에스에프사, 동남합성, 한국산노프코, 한덕화학, OCI, 대주전자, 주성엔지니어링, 한미약품, 이너지오토모티브시스템즈, 이엔에프테크놀로지 - 18 -
전략분야 3. 시장분석 - 화학소재공정산업은세계시장연평균 8.7%, 국내시장연평균 8.7% 의성장률로성장할것으로전망되며, 분야별세계시장의 2012~2017 년연평균성장률은염 안료 2.8%, 반도체부품소재 10%, 디스플레이부품소재 9.2%, 자동차용엔지니어링플라스틱 5.2% 로예상됨. - 우리나라석유화학산업은 2012 년에틸렌생산 692 만톤으로미국, 중국, 일본, 사우디에이어세계 5 위, 합성수지는 1,063 만톤으로미국, 중국, 일본에이어세계 4 위의위치를점유하고있음. - 생산액은국내제조업전체의 4.9% 인 48 조원 (2007 년 ) 이며, 자동차 철강 반도체등에이어 4 위권규모를차지함. 가. 시장현황및전망 정밀 / 석유화학소재산업은세계시장연평균 8.7%, 국내시장연평균 8.7% 의성장률로성장할것으로전망되며, 분야별세계시장의 2012~2017년연평균성장률은염 안료 2.8%, 반도체부품소재 10%, 디스플레이부품소재 9.2%, 자동차용엔지니어링플라스틱 5.2% 로예상됨. 세계석유화학산업은 2004년말과 2005년초의경기정점을지나면서하강국면에진압하였으며, 2013년까지하강추세가지속될정망임. - 중동의신 증설에따른세계공급과잉심화, 최대수입국인중국의자급화진전으로수입수요의급격한둔화가예상됨. 국내석유화학소재산업기반을토대로한기술혁신시스템의구축, 국내외기업간전략적제휴등으로효율적인기술개발전략이성공적으로실행될경우, 생산은 2000년이후 2006년까지연평균 5.4% 대의성장률을유지하여왔으나, 고부가가치화와생산성향상등으로인해 2006년부터향후 2015년까지연평균 7.4%, 수출은향후연평균약 13% 의성장세를보일것으로예상되며, 세계시장점유율은현재 1.8% 수준에서 2018년 2.5~3.0% 수준까지상승할것으로전망되고있음. 국내정밀화학소재산업은저가범용제품을생산, 수출하는반면, 고부가가치의원제 중간체및전자정보용화학소재는미국등선진국으로부터수입에의존하는구조로, 신물질 신소재창출등을위한핵심원천기술수준이낮아고부가가치시장확보에주요장애요인이되고있음. - 최근시장개방화의가속화, 화학기술혁신개발경쟁의가속화, 그리고선진국의기술및환경규제의강화등환경변화는우리나라정밀화학산업의지속적발전과질적고도화에위협요인으로작용하고있음. - 19 -
화학소재공정 - 정밀 석유화학소재 전자 정보소재산업인 TFT-LCD의대표적인업체로는한국의삼성전자와 LG필립스 LCD, 대만의 CMO와 AUO, 일본의 Sharp 등 5개사가향후 4년간세계상위 5개기업을형성할것으로전망되고있음. - PDP 주요소재를생산중인기업은전면필터, 글래스기판, 투명유전체재료, 백색유전체재료, seal재의경우일본 AGC, 전극재료의경우 Dupont사가, Black Stripe 재료의경우일본 Taiyo Ink사가, 형광체재료의경우닛폰화성등주로일본기업에서대부분을생산하고있음. - 현재 OLED 상용화진행은삼성 SDI, LG전자등국내기업과파이오니어, 산요등의일본업체가선도하고있으며, 대만및중국기업이후발기업군을형성하고있는실정임. 세계의정밀화학소재용반도체시장은각종디지털기기수요확대에따라지속적으로성장하여왔으며향후에도성장세는지속될전망임. - 세계반도체산업의주요수출국으로는중국이 28.8% 를차지하여가장많은비중을차지하였으며, 다음으로일본이 11.2% 를차지하고있으며, 수입에있어서도중국이 19.7% 로가장많은비중을차지하고있으며, 다음으로는일본이 18.7%, 미국이 17.7% 를차지하고있음. - 반도체산업에서현재 D램시장은현재한국의 2개사가 49% 를차지하고있고, 독일키본다 13.4%, 일본 LDP 11.9%, 미국마이크론이 10% 정도를차지하고있으며, 낸드플래시분야는한국 2개사가 63% 그리고일본 2개사가 31% 를차지하고있음. - 반면휴대전화용반도체부문은한국이베이스밴드칩 100% 를수입에의존하고있고, 미국의 TI, 퀄컴, 모토롤라와일본의히다찌, 후지쯔, NEC, 샤프, 도시바등이장악하고있음. - 향후반도체산업의세계시장은 2020년 3,500억달러를넘어설것으로전망되며, 2015 년에는 6,000억달러에이를것으로전망됨. 국내의반도체산업은국가경제를주도하는핵심산업으로전체산업에서수출비중이 10~15% 를차지하고, GDP 비중 5~6% 를차지하고있음. - 소자, 설계, 장비, 재료등전문생산업체가 340여개에이르러 9만명이상의고용을창출하고있으며, 설비투자는 17.5조원으로국내전체설비투자의 22.4% 를차지하고있음. - 국내의반도체산업은미국, 일본에이어세계 3위로반도체세계시장에서의점유율은 10.7% 를기록하고있으며, 메모리분야에서는 41% 를점유하여시장을주도하고있으나, 비메모리분야에서는한국이 3% 수준에불과하여선진국인미국, 일본과의기술격차가큰것으로나타나고있음. 디스플레이시장중현재가장큰비중을차지하는 LCD 분야의경우양산기술은한국이일본, 대만보다앞서고있지만부품소재, 특히소재및원천기술측면에서는입본 - 20 -
전략분야 보다크게뒤떨어져있는형편으로 LCD 소재산업의인프라는많은부분을일본에의존하는실정임. - 국내는 LCD산업강국으로서의위치를확고하게마련하기위해서는한국내소재산업의경쟁력강화가매우절실하다고볼수있는데, LCD의경우제조원가중부품소재비중 (32 LCD) 이부품소재 70%, 장비 ( 감가상각 ) 12%, 인건비 5%, 기타비용 13% 등으로되어있는점만보아도부품소재가차지하는비중의중요성을쉽게알수있음. 세계염 안료산업시장규모는 280억달러수준 (2008) 으로 2000년대연평균 2.8% 의성장률을유지하고있으며, 향후에도기술융합화등새로운기술의발전과고부가가치화로성장을지속하여 2015년에는 346억달러수준에달할전망임. - 최근전세계염료생산량은약 100만톤정도로추정되고 Dystar, Clariant 등유럽업체는고급및고부가가치염료에특화하고일반품은아시아국가에서구매하고있음 ( 생산비율은아시아 : 유럽 : 미주 = 75 : 15 : 10 추정 ). - 세계염료산업은신흥염료생산국가의출현으로생산능력은 110만 ~120만톤규모이고, 소비는 95만 ~100만톤 ( 약 100억달러 ) 으로추정되는등염료의공급과잉상태가지속되고있음. 세계계면활성제시장은 2000년기준으로 127억달러이며, 2000년이후에는평균 2.9% 성장하여 2008년에는약 160억달러에달하는것으로예상되고있음. - 주요선진국의생산동향및전망을보면미국과유럽이각각 33%, 32% 를차지하고있어전세계생산량의 65% 를차지하고있음. - 미국의계면활성제시장규모는 50억달러로연평균 3~4% 성장하는성숙시장의한계에봉착해있으며, 대체로섬유유연제와개인용품의수요증가로양이온계면활성제시장이성장하고있음. 디스플레이용산업용고분자부품소재산업은현재대부분의시장을일본제조사들이점유하고있으며일부유럽과미국의기업들이제품을공급하고있으나최근국내기업들이약진에두드려져다양한분야에서일본기업들을빠르게추격하고있음. - TFT-LCD로대표되는평판디스플레이분야의고분자부품및소재시장은 2008 KETI 제9회전자산업동향세미나에서발표된자료에따르면 2008년을기점으로다소둔화되고있으나지속적인성장을계속할것으로전망하고있고, 세계속의한국의경쟁력은광학필름, Cell재료, BLU재료전분야에서원재료수입에의한가격경쟁력의취약이어려움으로나타나고있음. 용액공정에의한가격경쟁력이높아 Flexible Display 시장을지배할것으로예상됨. - Flexible Display의기판소재는시장창출이급선무로 Flexible Display가주목받고있으며, 시장비중이 2012년 3.7% 에서 2017년 34.0% 로급격히증가할것으로예상되고있고, 금속, 종이, 유리, 화학, 복합소재등이가능하나떨어뜨려도깨지지않고가벼우 - 21 -
화학소재공정 - 정밀 석유화학소재 며가공이쉽고대량생산이용이해야한다는점때문에 Flexible Display 시장을지배할것으로예상됨. 또한 Flexible Display 기판생산과정에서발생되는열에대한내열성, 물리적변형에강한치수안전성, 생산할경우사용되는화학약품에대한내화학성등이요구됨. [ 국내외정밀 / 석유화학소재공정분야의시장현황및전망 ] ( 단위 : 억달러, 억원 ) 구분 년도 시장규모 2012 2013 2014 2015 2016 2017 성장률 (%) (2012~2017) 염 안료 223 229 235 242 249 256 2.8 세계시장 ( 억달러 ) 반도체부품소재 834 917 1,009 1,110 1,221 1,343 10 디스플레이부품소재 524 572 625 683 745 814 9.2 자동차용플라스틱소재 63 66 69 73 77 81 5.2 세계시장합계 1,644 1,784 1,938 2,108 2,292 2,494 8.7 염 안료 4,217 4,559 4,928 5,327 5,758 6,224 8.1 국내시장 ( 억원 ) 반도체부품소재 107,580 118,338 130,172 143,189 157,508 173,259 10 디스플레이부품소재 22,607 23,443 24,310 25,210 26,143 27,110 3.7 자동차용플라스틱소재 12,083 12,687 13,321 13,987 14,686 15,420 5 국내시장합계 146,487 159,027 172,731 187,713 204,095 222,013 8.7 * 자료 : 산업연구원, 관세청, 세계반도체시장통계 (WSTS), Display Search(2008), BCC Research 2012 Globla Markets and technologies for Bioplastics, 통계청, 환경기술정보센터 2008 Fuji Chimera Research Institute 2009 기능성필름의현황과미래전망 Elsevier Advanced Tech, Profile of the International Membrane Industry 2004 2005 In-Stat, 2006 Gartner, 2007 VDC Wearable Electronics System, 산업자원백서 (2006), 산업기술로드맵 ( 산자부, 2004.6) 일본후지경제 2010 엔지니어링플라스틱시장전망과글로벌전략, 엔지니어링플라스틱의시장기술보고서 (2009.09, 중기청 ) 나. 무역현황 정밀 석유화학소재분야의주요수출입품목은고무제품, 석유화학제품, 석유화학중간원료, 표면활성제, 합성수지, 화장품등이있으며, 석유화학제품과석유화학중간원료, 합성수지등은수출규모가수입규모에비해상대적으로큰반면, 화장품등일부품목의경우수입규모가상대적으로큰편임. - 22 -
전략분야 [ 정밀 석유화학소재전략분야품목별수출현황 ] ( 단위 : 천달러 ) 품목구분 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 수출현황 208,924 226,404 241,741 206,606 270,200 405,280 799,168 고무제품 수입현황 243,637 327,528 341,986 275,484 386,223 500,748 686,140 무역특화지수 -0.077-0.183-0.172-0.143-0.177-0.105 0.076 수출현황 1,472,196 1,792,085 2,208,336 1,837,860 2,689,089 4,203,559 7,149,497 석유화학제품 수입현황 1,128,010 1,486,315 1,394,126 875,225 1,225,429 2,126,309 4,699,746 무역특화지수 0.132 0.093 0.226 0.355 0.374 0.328 0.207 수출현황 5,640,255 7,359,200 6,969,337 5,419,263 6,896,495 10,276,240 11,958,434 석유화학중간원료 수입현황 2,821,062 2,915,242 3,142,436 2,696,324 3,397,704 3,988,354 3,524,510 무역특화지수 0.333 0.433 0.378 0.336 0.340 0.441 0.545 수출현황 577,532 661,091 711,466 641,990 814,131 930,999 1,622,580 표면활성제 수입현황 648,967 722,890 769,115 759,326 977,853 1,289,543 1,962,566 무역특화지수 -0.058-0.045-0.039-0.084-0.091-0.161-0.095 수출현황 7,464,881 8,810,930 10,059,980 8,858,466 11,591,559 13,842,880 16,380,088 합성수지 수입현황 1,605,097 1,738,981 1,747,455 1,352,802 1,901,406 2,602,350 3,803,413 무역특화지수 0.646 0.670 0.704 0.735 0.718 0.684 0.623 수출현황 13,900 16,567 17,074 10,544 13,232 153,568 892,971 화장품 수입현황 39,548 47,637 37,642 31,049 46,055 221,169 1,003,590 무역특화지수 -0.480-0.484-0.376-0.493-0.554-0.180-0.058 * 무역특화지수 = ( 상품의총수출액 - 총수입액 ) / ( 총수출액 + 총수입액 ) 다. 글로벌수출입유망품목 2012년글로벌수출입유망품목은국내외수출입규모와성장률, 관세율, 특허출원동향을바탕으로품목경쟁력, 품목유망성, 시장성, 기술성, 중소기업적합성등을분석하여도출됨. 정밀 석유화학소재분야에서는고분자플라스틱, 기초화장품, 바이오농약, 고무제품, 복합가소제, 프린터잉크, 구조접착제, 합성수지등이수출유망품목으로도출되었고, 생분해폴리머원료소재, 표면물질개질제, 복합가소제, 윤활유첨가제, 고무제품, 구조접착제, 부식저감제등이수입대체품목으로도출됨. - 23 -
화학소재공정 - 정밀 석유화학소재 라. 업체동향 (1) 해외주요업체동향 정밀 / 석유화학소재산업은대규모설비투자가요구되는전형적인제조업이지만, 기업간경쟁이치열해지면서생산이외의부문에서부가가치를찾으려는노력이확산되고있는추세임. 독일계정밀화학기업랑세스 (LANXESS) 는상해차이나플라스틱2012 전시회에참가하여폴리아미드결합하이브리드기술을기반으로자동차경량화를가능케하는동시에연료소비와탄소배출량을감소시킬수있는 고성능플라스틱 을선보임. 정밀화학소재업체바이엘 (BAYER) 은중국만리장성모터스와공동으로초경량컨셉카를개발해중국베이징모터쇼에서공개했으며, 차체유리를폴리카보네이트로교체해유리소재대비 50% 가량무게를줄이고연료소비량을감소시키는소재를시장에내놓고있음. 일본의미쓰비시화학은중국의자동차용 PP 복합체사업을 10년까지두배로확대하였고이를위해 SINOPEC( 중국석유화공총공사 ) 과의합작으로생산능력을확대하는한편기술개발력과제품평가체계강화, 판매체계정비를구축하고있는상황임. 최근들어기술집약적구조로차별화된해결책을제고하는정밀화학소재기업은 3M, Ciba, 스테셜티, Akzo, Nobel 등이있고이런기업들은제품과서비스의지속적인혁신과고객친화형관계를유지하고있음. (2) 국내주요업체동향 국내석유화학산업은호남석유화학이업계 40% 이상의매출을올리며독보적인 1위를차지하고있으며그뒤를따라 GS칼텍스, 금호석유화학, 한화석유화학, 삼성석유화학, SK에너지등의대기업들이존재하고있음. 금호석유화학은동부하이텍과함께국내최초로반도체절연막소재인감광성폴리이미드 (Photosensitive PolyimideI) 생산기술을공동개발하고반도체생산라인에공급할예정이며, 또소음을줄이고마찰력이강한친환경타이어핵심소재를개발하고중국에서영업력을강화하면서자유무역협정 (FTA) 을활용해유럽연합 (EU) 과미국시장을더욱넓히는방안을추진하고있음. - 24 -
전략분야 자동차의경량화추세에따라 LG화학은자동차내장재에쓰이는 ABS 사업규모를확대하고있으며, 또자동차핵심소재인철을대체할엔지니어링플라스틱사업도강화하고있음. 금호석유화학, 제일모직, 호남석유화학도엔지니어링플라스틱등자동차용특수소재의개발에뛰어들고있음. 효성에이어 SK이노베이션이 LCD 패널편광판의핵심소재인 TAC필름의국산화에가세함으로써그동안일본의후지필름과코니카미놀타등의독과점공급으로부터탈피할수있게되었음. 코오롱인더스트리는신소재사업을확대해미래성장동력을강화하는사업포트폴리오를구성해나가고있음. 타이어코드, 에어백, 아라미드, 광학용필름, 석유수지, 전자재료용에폭시수지등세계적으로 3위안에드는주요품목을 2015년까지명실상부한글로벌 1위제품군으로육성한다는전략을세우고있음. SK케미칼은 친환경 고기능플라스틱소재글로벌리더 라는비전달성을위해고부가가치제품중심의포트폴리오를구축중이며, 에코트란, 퓨라탄, 에코플란, 에코젠등바이오폴리머사업에집중하고있음. 삼양사는그동안전량수입해오던초순수용이온교환수지의국산화에성공해 2011년 12월부터상업생산에돌입함. 현재삼양사는반도체 LCD 정밀화학 의약공장등에쓰이는이온교환수지시장에서다우케미칼 랑세스등다국적기업과치열한경쟁을펼치고있음. 국내에서는처음으로태광산업이탄소섬유상업생산을시작했고, 효성도탄소섬유공장을건설하고있어 2013년부터양산이가능하게되었음. 강철보다무게는가볍지만강도는 10배강해다양한산업분야에서기존소재를대체하고있는탄소섬유는현재일본도레이가세계 1위를차지하고있음. ( 주 ) 수양켐텍은정밀화학분야의특수첨가제, 전자제품의장애와부품의전기적충격을방지하는대전방지제및전도성물질, 실리콘중간체및수지개발, OLED 중간체, 이온성액체, 태양광소재와친환경적고기능표면처리제, 정보전자, 산업소재용수입원료대체품개발을주도하고있음. - 25 -
화학소재공정 - 정밀 석유화학소재 [ 정밀 / 석유화학소재분야주요제품의국내업체현황 ] 중분류세부제품대기업 ( 대표 ) 중소기업 ( 대표 ) 중소기업주요참여영역 중소기업참여정도 중소기업점유율 석유화학소재제조 정밀화학소재제조 나노탄소소재기술 엔지니어링플라스틱 디스플레이소재 생체친화적소재 나노복합체분리기술 감지용소재 삼성, SDI, 한솔 LG 화학, 한화, SKC 금호전기 일진나노텍, 우영, 후성나노퍼시픽, 이엔에프레피더스, PSIA, 아텍시스템 CNT FED/CNT 합성 / 복합소재 / 나노센서 / 전계방출형 CNT 평면광원 / 연료전지 /2 차전지 / 전자차폐용 / 정전기방지용 / 반도체전기방전설계및제어 현대EP, LG화학, 효성, 삼양한국엔지니어링플라스틱, 코사, 제일모직, GS칼택스, 삼오롱플라스틱, 엠에스오토텍, 성토탈, 호남석유화학, 휴비스, 합성수지중합 제조 / 컴파운딩 / 플코프라, 영보화학, 우진세렉코오롱인더스트리, 삼성정밀화라스틱성형품 / 자동차차체부품스, 에스폴리텍, 삼양화성, 세학, 태광산업, SK케미칼, 웅진우글로벌, 국도화학케미칼 삼성전자, LG 전자, LG 디스플레이 동우화인켐, 동진세미켐 LCD/PDP/LED/flexible display/touch panel 호남석유화학, 삼양사, 제일모유진테크, 인드림텍, 바이오스산소발생기 / 초음파매직크리너 / 직, LG DOW, LG화학, 웅진, 미트테크, 웨이브텍, 동성화학, 윈드블록 / 천연살충제 / 천연테라피 KCC, 아모레퍼시픽, 노루표페송원산업, 이건산업, 카프로 / 전자파차단제 / 바이오연료인트, 이수화학 호남석유화학, GS 칼텍스, 동부하이텍 재원산업, 안성슈레더공업, 만성스텐, 동남유화, 티에스씨, 석유화학제품 / 의약중간체 / 도료 / 접우전자원개발, 흥진, 씨피씨착제 / 농약원제비앤비스틸 삼성전자, LG 전자대한센서, 우인인스텍온도, 열, 압력, 광센서 * 참여정도는주요제품시장에참여하는중소기업의참여규모와정도 ( 업체수, 비율등 ) 를고려하여 5 단계로구분 ( 낮은단계 :, 중간단계 (,, ) 높은단계 : ) 마. 기업개발니즈 정밀 석유화학소재분야종소기업의니즈분석을통한현황을살펴보면, 다양한중소기업들이다양한제품을개발, 판매하고있음. - ENAZOL Series - 좁은 ethoxy 함량을가지는비이온계면활성제, MEE - methyl esterquart 계계면활성제, NIR 열차단차단용색소, 원료의약품합성, 아크릴점착제 ( 유성, 수성 ), 석유화학및정밀화학에서배출되는산성가스처리기술개발, OPC Drum용감광재료 (ETM, CGM, CT-Binder 등 ), 반도체 /LED/ 디스플레이용접착제및봉지제및색소, 친환경인쇄잉크 (Plastisol, Silicone Ink), 자동차용플라스틱소재, 반응압출 PP-g-MA, 금속소재코팅용수성수지개발, 고기능성아크릴에멀젼수지, 페놀수지, 폴리우레탄수지, 열가소성폴리우레탄, 수성폴리우레탄디스퍼션수지, 연질우레탄폼, 폴리우레탄인조피혁, HID용발광체, 지력제, 자동차타이어및자동차산업용고무제품등의고무용가공조제및특수조제품, 타이어제조공정에사용되는브래더 (Bladder) 코팅제및몰드 (Mold) 이형제, 친환경인쇄용잉크 ( 무용제옵셋잉크등 ), 중온배수성아스팔트바인더, 매스틱방수층, 도로보수재, 가죽약품및접착제, 방위산업및조선중공업에사용되는기능성합성고무제품 ( 판형열교환기가스켓, 전차용 - 26 -
전략분야 torsion bar 등 ), 섬유염색용염료 (Unilan, Uniset, Unisol 시리즈 ), 단열성과난연성능이향상된스티로폼, 대전방지하드코팅재료, 산업용특수화공약품, 윤활유, 친환경접착제및코티용합성수지, 친환경흡착소재, 타이어용코팅제, 복사기프린터용토너에사용되는전하제어제, 섬유및전자재료용염료및안료, 그리스, 윤활제, 계면활성제, PE 왁스, 실리콘화합물, 발열체 방탄소재, 전자파차단제, 나노페이스트, 복합자재, 반도전 /NFR/ 고무컴파운드, 전기전도성고분자원료, 화장품및화장품원료, 고함량중온아스팔트콘크리트용개질제, 플라스틱착색제, 강판용접착제, 솔벤트염료, 석유류첨가제, 문구용잉크, 합성세제, Dental 조영성재료, 화장품용 Sun Care 소재 (TiO2, ZnO), 고내열성엔지니어링플라스틱 ( 폴리아마이드, 폴리에스터, 폴리프로필렌, 폴리페닐렌설파이드등과장섬유강화복합재료 ), 대전방지및고내열레이저프린터용고분자소재, 불소수지와금속소재가접합된복합소재, 팽창흑연 (Expanded Graphite), 기능성화장품 ( 미백, 주름개선, 자외선차단, 항염증, 보습등 ), CNT 첨가복합재료, PLA 첨가복합재료, 전자재료용코팅소재, 자외선경화잉크 정밀 석유화학소재분야종소기업들은기술을기반으로하는다양한산업분야, 적용분야의시장진입을위한개발계획을가지고있음. - isoosrbide 유도체, 고기능형광체개발, 원료의약품합성, 탄소나노소재응용제품, 아크릴점착제, 산성가스제거흡수제개발, OLED 전자재료 (HTM, HIM) 등디스플레이전자재료, 반도체 Chip bonding용접착제, LED Chip bonding용접착제및봉지제, 난연접착제, 자동차용플라스틱소재, 고기능성산소차단용접착성수지, 비료및농약에사용되는수성친환경코팅제용수지개발, 조명용발광체, 양이온고분자응집제, 타이어저연비특성향상을위한 Silica 분산용가공조제, 친환경인쇄용잉크제조, 무알코올옵셋잉크, led 경화형 uv잉크, 내충격성플라스틱소재, 보안경소재, 산업안전용소재, 재생개질아스팔트첨가제, 가죽약품및접착제, 연료전지밀봉재 (stack형밀봉재등 ), 열가소성폴리우레탄, 폴리싱타일전용접착제, 부직포염색을위한염료, 전자파차폐스마트폰등, 난연성샌드위치판넬용스티로폼심재, 친환경금속용내식코팅재료, 산업용특수화공약품, 윤활유, 보호필름용아크릴에멀젼점착제, 고무컴파운드필러분산제, 복사기프린터용토너에사용되는전하제어제 ( 고분자형태의전하제어제 ), 전자재료용염료및안료, 저마찰용그리스, 계면활성제, PE 왁스, 실리콘화합물, 발열체. 방탄소제, 전자파차단제, 나노페이스트, 복합자재, 반도전컴파운드, 할로겐프리난연컴파운드, 플라스틱착색제, 기능성포장용아스팔트개질첨가제, 온실가스저감타이어용제동력향상제 (High Grip제 ), 타이어성능개선에도움이되는가공조제및특수조제, 고기능성고부가가치연질우레탄폼, 화장품, 기존화학물대체천연화장품원료, 폴리우레탄인조피혁, 전기전도성고분자, 폴리우레탄단열재, 친환경안료, CNT 응용접착재및프리프래그개발, 고신율코팅수지, 충격및진동흡수성폴리우레탄폼, 그라비아인쇄용아크릴에멀젼수지 - 27 -
화학소재공정 - 정밀 석유화학소재 바. R&D 현황분석 최근 2년간중소기업들이정부 R&D 자금지원을받기위해신청한과제리스트를분석한결과, 정밀 석유화학소재분야에는도료 / 코팅제, 염안료, 접착제 / 실란트, 화장품, 합성수지등에대한연구개발을추진하고있는것으로나타남. [ 정밀 석유화학소재분야의최근중소기업연구개발추진현황 ] 4. 시사점및제언 국내대기업은선진기술력을보유하고있는나라와글로벌경쟁력을갖기위해서화학소재의원천소재기술의보유가필수적이며, 중소기업은대량생산체제의대기업과는달리특화된전문영역에있어다품종소량생산을할수있는여건을만들어나가는노력이필요함. 반도체 / 디스플레이용고분자소재, 염 / 안료, 도료및계면활성제, 접착제등은대표적인중소기업제품으로정밀화학산업의주요시장을이루고있음. - 산업전분야에서신소재로서고기능나노소재에대한요구가증가하고있음. - 생분해성및극한용고분자를고부가가치제품에응용하기위해서는용도에맞는물성과기능을부여하는것이중요함. 에너지환경분야에있어서녹색기술을기반으로하는그린에너지소재 ( 배터리, 태양전지, 연료전지 ), 쓰레기, 폐목재등폐자원의자원화, 수처리관련기술등은시장성장가능성이높은차세대기술이므로정부의집중적인정책적투자가필요한부분임. 특히수처리관련화학소재기술이나쓰레기자원화기술은중소기업에서도접근이가능한기술임. - 28 -
전략분야 환경규제와경량화추세에따라주력수출산업인자동차산업의경쟁력을지속적으로유지하기위해경량화고강도소재의개발과전기차산업육성및수출화가필요함. 세계최대자동차시장인미국, 중국이전기차의주요시장으로부상하고있으며, 현재전기차시장은미국, 중국, 일본완성차회사가시장을주도하고있음. 정밀 / 석유화학소재분야와한미 FTA 대상 13대주요업종과의전반적관련성은중간수준으로나타났으며, 이로인해한미 FTA에대한전반적영향력도중간수준임. - 한 미 FTA 체결로인한양국간기술및투자협력강화로생산효율의향상, 대미시장접근성확대에따른수출지역다변화, 인력및정보교류의활성화등은석유화학산업의구조고도화를촉진시키는기회요인이될것임. - 국내자동차, 섬유등전방산업의수출및내수증가로핵심소재를공급하는석유화학소재산업의내수기반도확대될전망임. 범용플라스틱제품공급과잉, 정부의부품소재산업육성의지, 자동차및전자산업비교우위등으로국내석유화학기업들에대한신소재개발요구는증가할전망 - 최근국내석유화학기업에서도신규사업으로 2차전지소재, 태양광소재, 탄소섬유등에진출을발표하는사례가증가하고있음. - 대기업계열화학기업들은계열사간 Value Chain 형성을통해신소재시장진출이상대적으로용이함. 시장선점을위한국가간또는기업간경쟁이격화되어무역분쟁및소송도증가되고있는추세임. 미래형신성장산업의핵심기반으로서화학소재를중시할필요가있음. - 포장재나장식용의차원을넘어제품의핵심기능을구현하는데화학소재가사용되고있으며, 자동차경량화, 모바일기기의장시간사용을보장하는 2차전지, Display의색구현소자및필름등이있음. - 기초화학소재의취약성해소가신성장산업기반강화의관건으로 Display 기판은국내기업이세계시장선도하고있으나 Display 화면재질은아사히 ( 日 ), 코닝 ( 美 ) 등이선도하고있음. 정밀화학신소재의새로운패러다임요구는시장진출의기회가되고있음. - LCD가 Flexible Display로대체되는과정에서시장이형성됨으로써해외화학소재기업들과 Zero Base 경쟁이가능함. 정밀화학소재산업육성을위한인프라구축및산학공동연구를주선할필요가있음. - 정밀화학소재개발에필요한원재료확보, 기술인력양성, 금융지원등도요구되며, 2 차전지양극재에사용되는비철금속확보, 관련학과양성및산학협동연구지원및장 - 29 -
화학소재공정 - 정밀 석유화학소재 기적인투자에따른금융지원도필요함. - 자동차, IT 등수요산업의요구사항을적기에파악하고연구를진행하기위하여산학연컨소시엄구성이필요함. 수요산업의품질향상과화학업계의제품개발이상호보완적으로 Win-Win하도록유도하고학계의연구결과를산업화하고산업계의니즈가학계의연구주제로환원되는순환구조를구축하여야함. [ 정밀 / 석유화학소재분야주요제품 ] 분야제품설명출처 산업기술분류코드 대분류중분류 소분류 자동차용플라스틱소재 - ( 전기 ) 자동차용경량화고강도내열성플라스틱재료 - 동력전달장치 : 모터, 인버터, 컨버터등 - 엔진부품 : 실린더헤드커버, 흡기매니폴드, 라디에이터탱크전문가 / 기업 - 내외장부품 : 차체, 범퍼, 보닛, 트렁크, 휠커버, 헤드램프렌즈, 도어니즈핸들, 퓨얼리드등에사용되는 ( 수퍼 ) 엔지니어링플라스틱 ( 초경량고강도복합소재, 탄소강화섬유소재등 ) 화학 고분자재료 특수기능성소재기술 정밀 / 석유화학소재 나노탄소소재기술 반도체용소재 - 축전지 : 유, 무기그리고유무기축전지재료및부품개발 - 디스플레이 : 플랙서블디스플레이소자및재료개발 - 스마트섬유 : 선택적전달의공정을거치는소재부품기술개발 - 전자재료기본원료제조기술및분산제개발및분산기술 - 반도체 / 디스플레이를위주로한전자산업전반에적용 전문가 / 기업니즈 /KISTI 유망 화학 고분자재료 전문가 / 시장화학고분자재료 감지용소재 - 바이오센서, 에너지변환센서, 온도, 압력, 자동문센서전문가 / 화학 나노소재기술 전기전자정보용소재기술 생체친화적소재 - 임플랜트, 생체진단기, 피부활성생리활성형단백질, 약물전달기능성무기나노캡슐, 기능성펩티드 전문가 / 화학 염료화학소재 - 도료, 인쇄, 잉크분야염료 ( 잉크젯염료, 수용성염료등 ) - 전자정보분야 ( 컬러필터용안료, 전도성소재, 포토리지스트, 염료감응형태양전지용염료, OLED용발광체등 ) 전문가 / 기업 - 내열소재, 고경량특수기능의류소재, 친환경섬유제품 ( 의류, 인테리어니즈등 ), 고감성날염제품 ( 의류, 인테리어, 광고등 ), 친환경유 무기안료등의고기능성소재개발이가능한염 안료제조기술 화학 정밀화학 염 / 안료및중간체 - 30 -
정밀 석유화학소재전략제품분석 - 플라스틱소재 - 고분자접착소재 - 염료화학소재
전략제품 플라스틱소재 1. 개요 - 정의 : 고분자플라스틱은범용플라스틱과합성수지레진 (Resin) 에유리섬유, 탄소섬유, 미네랄등의충진재를배합하여복합화한플라스틱 ( 엔지니어링플라스틱 ) 을말하며, 엔지니어링플라스틱은일반범용플라스틱에비해서안전강도와내열성, 굴곡탄성률등에서우수한물적특성을가지고있어자동차부품, 기계부품, 전기 전자부품등에주로사용되며금속을대체할수있는재료를말함. - 범위 : 고분자플라스틱소재는범용플라스틱, 5 대범용 EP, 5 대수퍼 EP, 및수퍼섬유로분류되며, 금속대체수요증가, 전장및안전대책부품채택증가, 2 차전지 (xev) 시장확대에따른 2 차전지, 모터등신규무거운부품의경량화요구증대등으로범용및수퍼엔지니어링플라스틱, 수퍼섬유등고기능성플라스틱을포함. 가. 정의및필요성 플라스틱소재는바이오플라스틱과엔지니어링플라스틱 (EP; Engineering Plastics) 으로나뉘며, 엔지니어링플라스틱은범용플라스틱, 슈퍼엔지니어링플라스틱및수퍼섬유로분류되며, 범용플라스틱은생활용품, 각종내외장재등에사용되며 PP, PE 등을중심으로성장하고있음. 엔지니어링플라스틱은합성수지레진 (Resin) 과유리섬유, 탄소섬유, 미네랄등의충진재를배합하여복합화한플라스틱을말하며, 일반범용플라스틱에비해서안전강도와내열성, 굴곡탄성률등에서우수한물적특성을가지고있어자동차부품, 기계부품, 전기 전자부품등에주로사용되며금속을대체할수있는재료로각광받고있음. 엔지니어링플라스틱은강도와탄성이좋고 100 이상에서도견딤. 다섯가지중요한엔지니어링플라스틱에는폴리아미드, 폴리아세탈, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 변성폴리페닐렌옥사이드가있음. 엔지니어링플라스틱보다도뛰어난특성을지닌플라스틱재료가잇달아개발되고있는데그것들은특수엔지니어링플라스틱으로서분류되고있음. 특수엔지니어링플라스틱의구분은강도와열변형성에의해서구별되며범용플라스틱은대부분이 100 정도에서열변형하는데, 특수엔지니어링플라스틱은 600 에견디는것이있음. 인장강도에서는범용이 500kg/ cm2이하, 특히폴리에틸렌은 130kg/ cm2정도인데대하여특수엔지니어링플라스틱에서는 500kg/ cm2이상인것도있음. 엔지니어링플라스틱은강도와탄성뿐아니라내충격성, 내마모성 내열성 내한성 내약품성 전기절연성등이뛰어나생활용품, 전기전자제품, 항공기구조재등여러분야에서널리사용됨. 또한플라스틱은절연성을특징으로삼고있었는데분자의조립법에 - 33 -
화학소재공정 - 정밀 석유화학소재 - 플라스틱소재 따라서는도전성을지니게할수도있음. 그동안사용되어온플라스틱도가공법여하에따라서는특수엔지니어링플라스틱못지않은능력을부여할수가있음. 플라스틱소재는전기전자분야와기계분야등넓은범위에이용되고있음. 수요의신장도범용플라스틱이연간 4~5% 인데비하여엔지니어링플라스틱은 15~30% 의비율로늘어나고있고 EP를대량으로사용하는 VCR 등신제품의등장과자동차용부품으로서이용하는 EP 시장이늘어났기때문임. 앞으로도자동차용부품등을중심으로시장의확대가기대되며수요의신장률도 10% 를넘는성장이기대됨. 고분자플라스틱소재시장은결정성소재인 PA(Polyamide), POM(Poly Acetal Resin), PBT(Polybutylene Terephthalate) 와비결정성소재인 mppo, PC(Polycarbonate) 등 5대품목이주도하고있음. 엔지니어링플라스틱은 150도이상의내열성여부를기준으로 EP(Engineering Plastic) 와 Super EP(Super Engineering Plastic) 로구분되며, EP와 Super EP는범용플라스틱대비시장규모는작은편이나부가가치가높고시장잠재력이큼. 제품별고분자플라스틱비중은범용플라스틱인 PP/TPO, ABS, PE가각각 48%, 12%, 9%, 범용엔지니어링플라스틱인 PA, PC, POM이각각 14%, 4%, 3% 등임. 향후에는 1 엔진, 공조, 연료부품등에서의금속대체수요증가추세, 2 전장부품, 기능 ( 구동 ) 및안전대책부품채택증가에따른고기능성플라스틱수요확대, 3 xev시장확대에따른 2차전지등신규무거운부품의경량화요구증대, 4 창유리의플라스틱화등으로범용및슈퍼엔지니어링플라스틱, 슈퍼섬유등고기능성플라스틱의채용이증가하고있음. 특히각종내외장재, 공조부품, 연료부품, 전자부품, 엔진부품으로갈수록내열성과강도, 난연성등의특성을지닌 PA, POM, PC/PBT, PC/ABS, PPS 등의엔지니어링플라스틱의수요가증대되고있는추세임. 글로벌엔지니어링플라스틱시장은미국, 유럽, 일본등선진국을중심으로성장하고있으며최근에는세계적인전기부품생산거점인중국및신흥국의수요가증가되고있음. 일본후지경제에따르면엔지니어링플라스틱시장은자동차및 IT 등전방산업생산회복으로세계경제위기가있었던 2009년이후꾸준히성장해왔으며 2011년이후에는연평균 5% 이상의성장이예상됨. HEV( 하이브리드자동차 ), EV( 전기자동차 ), 태양전지등친환경제품들에적용되는엔지니어링플라스틱도증가하고있어사용영역확대에따른고속성장이전망됨. 나. 범위및분류 ( 제품분류관점 ) 고분자플라스틱소재는범용플라스틱, 5 대범용 EP, 5 대수퍼 EP, - 34 -
전략제품 및수퍼섬유로분류되어사용되고있으며, 자동차내외장부품의경우주로 PP, ABS 등범용플라스틱이사용되고있으나, 향후에는엔진및공조, 연료부품등에서금속대체수요증가, 전장및안전대책부품채택증가, 2차전지 (xev) 시장확대에따른 2차전지, 모터등신규무거운부품의경량화요구증대등으로범용및수퍼엔지니어링플라스틱, 수퍼섬유등고기능성플라스틱의사용이크게증가할것으로예상되고있음. 각종내외장재에서연료부품, 전자부품, 엔진부품으로갈수록내열성과강도, 난연성등의고기능성특성을지닌 PA, POM, PC/PBT, PC/ABS, PPS 등의엔지니어링플라스틱이중요한플라스틱소재의분류에포함되고있음. [ 플라스틱소재의분류관점의범위 ] 대분야중분야세부제품 플라스틱소재 범용플라스틱 5 대범용 EP 5 대수퍼 EP 수퍼섬유 ABS PU PVC PE PP PC PBT POM PA6, PA66 mppo PPS LCP PEEK PI 내열 PA 탄소섬유 아라미드섬유 Lamp Reflector, Side/Back Mirror 등내외장재 Bumper, Fender, Rear Quarter Panel 등 Instrument Panel, Floor Mat, Headlining Skin 등 Under Cover, Insulator 등 Bumper, Battery Case, Rock Panel, Instrument Panel 등 Head Lamp Lens, Instrument Panel, Back Beam Connector, Head Lamp, Back Beam, Wiper Arm 등 Glove Box, Window Regulator, Door Lock, Safety Belt Anchor 등구동부품 Intake Manifold, Fuel Tank, Radiator Tank, Cylinder Head Cover 등엔지및연료관련부품 Connector, Switch, Foil Cover, FuseBox 등 Altemator, Waterpump, 배기가스밸브 / 필터, 각종센서, EV 용밧데리등 엔진및엔진관련부품, 보빈, 컨넥터, 그러나전기전자수요가대부분 트랜스미션용오일실링, 엔진 / 베어링열수메터부품, 열수펌프등 항공우주용내열구조부품, 공업용모터 /PCB 의절연재료등 엔진및연료관련부품등 항공기에주로이용, 자동차에는 CNG Cylinder 에일부이용 타이밍벨트, 무단변속기용벨트, 타이어코드및보강재, 브레이크패드등 ( 공급망관점 ) 고분자플라스틱소재는상기의범용플라스틱, 5대범용 EP, 5대수퍼 EP 및수퍼섬유등의중요소재를이용한컴파운딩기술및성형가공기술과물성제어기술이융복합된복합화공정을통해부품소재로가공되어공급되고있음. 또한자동차용플라스틱소재중물성이뛰어난 5대수퍼 EP 및수퍼섬유등소재의사용이점차증가하는추세에있으며장기적인관점에서이들소재를이용한부품화기술개발노력이지속될것으로예상되고있음. 또한플라스틱소재의경량화및전기자동차의개발욕구는생산증가에따른첨단안전전장부품의사용증가가예상되고있어, 이에따른무게감소와 xev시장본격화시 2차 - 35 -
화학소재공정 - 정밀 석유화학소재 - 플라스틱소재 전지, 모터, 인버터, 파워컨트롤유니트등이플라스틱소재의중요한공급망단계로분류할수있으며, 플라스틱소재는모든생산공정및공급망단계에서사용되는각종소재와부품을모두포함하고있음. [ 공급망단계별주요제품분류표 ] 대분야중분야원재료세부제품 ABS 아크릴로나이트릴 (Acrylonitrile) 부타디엔 (Butadiene) 스타이렌 (Styrene) Lamp Reflector, Spoiler, Side/Back Mirror 등내외장재 범용플라스틱 (Commodity Plastics) PU( 폴리우레탄 ; Polyurethane) PVC( 폴리염화비닐 ;PolyvinylChloride) TDA(TDI) 의원료 VCM, EMC Bumper, Fender, Rear Quarter Panel 등 Instrument Panel, Floor Mat, Headlining Skin 등 PE( 폴리에틸렌 ;Polyethylene) 에틸렌 (Ethylene) Under Cover, Insulator 등 PP( 폴리프로필렌 ;Polypropylene) 프로필렌 (propylene) Bumper, Battery Case, Rock Panel, Instrument Panel PC( 폴리카보네이트 ;Polycarbonate) BPA(Bispheno-A) DPC(Diphenylcarbonate) Head Lamp Lens, Instrument Panel, Back Beam PBT( 폴리부틸렌테레프탈레이트 ;Polybutylene Terephtalate) 1,4- 부탄디올 (BDO), 탈레프탈산 Connector, Head Lamp, Back Beam, Wiper Arm 등 5 대범용 EP (Engineering Plastics) POM( 폴리아세탈 ) PA6,PA66 ( 폴리아미드 ;Polyamide) 메탄올 카프로락탐 (PA6) 헥사메틸렌디아민 / 아디픽산 (PA66) Glove Box, Window Regulator, Door Lock, Safety Belt Anchor 등구동부품 Intake Manifold, Fuel Tank, Radiator Tank, Cylinder Head Cover 등엔진및연료관련부품 mppo( 변성폴리페닐렌옥사이드 ;modified Polyphenylene Oxide) Diphenylphenol (PPE 의원료 ) Connector, Switch, Foil Cover, Fuse Box 등 PPS( 폴리페닐렌설파이드 ;polyphenylene sulfide) p-dcb(1,4-dichloroben zene), NA 2S(sodium sulfide) Altemator, Waterpump, 배기가스밸브 / 필터, 각종센서, EV 용밧데리 5 대수퍼 EP (Super Engineering Plastics) LCP( 액정폴리머 ;Liquid Crystal Polymer) PEEK(Polyether Ether Ketone) PI( 폴리이미드, Polyimide) 액정폴리에스터 (PET 의내열성향상 ) BDF( 벤조페논라이드 ) 유기방향족산, 합화학물 디플로 아민중 엔진및연료관련부품, 보빈, 컨넥터, 그러나전지전자수요가대부분 트랜스미션용오일실링, 엔진 / 베어링, 열수메터부품, 열수펌프등 항공우주용내열구조부품, 공업용모터 /PCB 의절연재료등 내열PA(PPA, PA6T, PA9T, PA46 등 ) 아로마틱아민 엔진및연료관련부품등 수퍼섬유 탄소섬유 아라미드섬유 프리커서 - 아마이드결합 (-CONH) 가벤젠고리와같은방향족고리의결합 항공기에주로이용, 자동차에는 CNG Cylinder 에일부이용 타이밍벨트, 무단변속기용벨트, 타이어코드및보강재, 브레이크패드 자료 : 업계자료, 신한금융투자, 2011. - 36 -
전략제품 따라서, 고분자플라스틱소재의범위는 - 범용플라스틱과엔지니어링플라스틱으로분류되며, 경량화, 차세대용 EV(Electrical Vehicle) 자동차, 환경규제및고유가시대의연비향상소재를비롯한패키징소재, 부품소재, 내열소재, 난연성소재등금속대체용소재와각종전기부품을포함. - 공급망기준으로대분야로는범용플라스틱, 5대범용 EP, 5대수퍼 EP 및수퍼섬유등이있고, 원재료의컴파운딩, 성형가공및부품화공정에따라서단품패키지, 모듈화, 패키지화단계에사용되는각종소재와부품을포함하며, - 기술적으로는각소재와부품의제조기술, 성능향상기술, 저가격화기술, 경량화기술, 소재국산화기술등이포함됨. 2. 산업및시장분석 - PPS 는 2010 년세계시장규모가 7 만톤으로연평균 9% 의성장률을기록하며수퍼엔지니어링플라스틱중가장높은성장세를보이고있음. - 고분자소재의경량화는각국의연비규제강화에발맞추어세계자동차생산업체들은고연비달성을위한다양한기술개발에전력을다하고있음. - 플라스틱소재의모듈화에있어서고려해야할까다로운점으로는단순히일체화하면좋은것이아니라부품에따라서는분리할수있도록접합화를채용할필요가있음. - 유럽은 2012 년국제합성및바이오유래생분해성플라스틱시장의최대시장을기록했으며 2018 년까지선두를유지할것으로예상됨. 가. 니즈분석 플라스틱사용비중확대 시장니즈 1 : 부품의경량화, 연비향상, 친환경차보급증가 글로벌경기불황에도플라스틱소재시장은연평균 10% 이상의꾸준한성장세를보이고있고, 전세계경기불황을고려한다면이런성장세는대단한수준임. 이러한플라스틱소재를이용한자동차경량화트렌드는친환경과밀접한관련이있으며, 자동차업계에따르면, 자동차무게가 10% 가벼워지면연비는 3.2% 향상되고이산화탄소배출량은 3.2% 감소하는친환경효과가있어지구온난화방지효과가매우큼. 고분자소재의경량화는각국의연비규제강화에발맞추어세계자동차생산업체들은고연비달성을위한다양한기술개발에전력을다하고있음. 연비를강화하기위해서는파워트레인의개선, 공기역학적디자인, 경량화등의방법을고려할수있는데그중효과가가장확실하고다른방법에앞서기본적으로고려되어야할방안이경량화라고판단됨. - 37 -
화학소재공정 - 정밀 석유화학소재 - 플라스틱소재 세계각국정부는지구온난화방지와관련온실가스의배출을줄이고, 석유의존도를낮추기위해자동차의연비효율및배기가스규제를강화하고있음. 유럽은자동차이산화탄소배출기준을 2015년 130g/km, 2020년 105g/km으로설정하고 2012년부터 2018년까지초과이산화탄소배출g당 5~95로누적된벌금을지불하도록하고있음. 고분자플라스틱의경량화는자동차업계의영원한과제라고할수있어경량화가자동차업계에서최우선적으로고려되어야할이유는 1) 자동차의기본성능인가속력과제동력의향상, 2) 환경규제및고유가시대의도래에따른연비개선필요성, 3) 차세대자동차인전기자동차에서의경량화필요성이지속되고있음. 플라스틱시장, 특히시장확대가기대되고있는전기자동차 (EV) 와하이브리드카 (HV) 에사용되는플라스틱시장에주목하고있음. 최근일본과북미, 유럽에서는승용차연비규제가엄격해지고있어자동차제조업체들이환경을고려해서차를만드는것이중요한과제가되고있음. 연비향상을위한대안으로떠오르는것이차체경량화, 가솔린차의기술향상, EV와 HV의보급이있으며이러한것들에의해자동차용플라스틱사용량은더욱증가될전망임. 고분자플라스틱시장은 2011년에는전년대비 3.0% 증가한 858만1,000톤이었으며 2016년에는 2011년대비 22.3% 증가한 1,049만6,000톤이될전망임. 그중 EV/HV용은 2011년에는전년대비 18.0% 증가한 15만1,000톤이었으며 2016년에는 87만8,000톤으로 2011년대비 5.8배로확대할것으로예측하고있음. 또전체시장에서차지하는 EV/HV 용비율은 2011년의 1.8% 에서 2016년에는 8.4% 까지확대될것으로정망되고있음. 세계의 2016년플라스틱시장은신흥국을중심으로자동차생산확대와차체경량화를위한금속부품의대체수요로플라스틱사용량이더욱증가할것으로예상되고있음. 또한 EV/HV용플라스틱시장은단순히 EV/HV 판매증가에따른수요뿐만아니라 EV/HV 특유부품인모터와배터리, 인버터등의플라스틱대체용도와전장품용내열플라스틱 (PPS 등 ) 용도수요가같이증가할것으로전망됨. 플라스틱소재의모듈화 시장니즈 2 : 플라스틱소재의모듈화를통한원가절감및품질향상 플라스틱소재의모듈화효과로는우선, 다수의부품수량을통합하여소수의부품으로저감함으로써설계뿐아니라조립시간의단축으로원가를저감할수있음. 또한조립공정에서의불량건수가대폭으로감소되고품질검사도용이하여품질면에서의향상을도모할수있음. 한편, 완성차의전체적인개발의관점에서모듈화에의해자동차메이커와모듈을생산하는부품제조업체간에개발에대한효율적업무분담이가능하여 - 38 -
전략제품 전체적인개발비를저감할수있으며, 동시에인원과시간이절약되어개발기간을단축하는효과가있음. 플라스틱소재의모듈화에있어서또하나의중요한기술로서접합기술을들수있으며, 철인경우에는용접이나볼트에의한접합등이있지만, 수지의경우에는볼트에의한접합에는크리프 (creep) 의문제가있어적용하기곤란함. 모듈화에있어서고려해야할까다로운점으로는단순히일체화하면좋은것이아니라부품에따라서는분리할수있도록접합화를채용할필요가있음. 플라스틱부품소재의모듈화의목적은제조프로세스를변혁하여종래의구조를모듈구조로변화시킴으로써원가의저감, 품질의향상, 생산성의향상이라고하는효과를얻고자하는것으로생각되지만, 모듈화에따라서수지나알루미늄과같은경량재료에의한부품의일체화가가능하기때문에차량의경량화에도크게기여할것으로판단됨. 모듈은부품의설계단계에서모듈단위로설계함으로써조립과정에서의문제를최소화할수있으므로좋은품질을유지할수있으며, 부품의동시개발로일정을단축할뿐만아니라제품의성능향상및시너지효과를발휘할수있으며부품수와조립공수를크게줄일수있음. 금후, 플라스틱부품소재에요구되는다양한유저의니즈에대응할수있는저코스트의자동차제작기술을실현하기위해서는모듈화기술이더욱확대될것으로예상됨. 수퍼엔지니어링플라스틱수요의확대 시장니즈 3 : 세계 PPS 시장규모의급속성장 수퍼엔지니어링플라스틱은 1964년 PI( 폴리이미드, Polyimide) 가개발된후 PPS, PEEK(Polyether Ether Ketone), LCP( 액정폴리머 Liquid Crystal Polymer), 내열 PA(PPA, PA6T, PA9T, PA46 등 ) 등다양한제품이개발되고있음. 최근들어자동차, 항공기, 전자제품등에서고기능플라스틱수요가확대되고있으며, 컴파운딩및리싸이클링기술의발전으로미국, 유럽, 일본등선진시장을중심으로생산이확대되고있음. 특히 PPS는 2010년세계시장규모가 7만톤으로연평균 9% 의성장률을기록하며수퍼엔지니어링플라스틱중가장높은성장세를보이고있음. PPS는 200 이상의높은내열성과고강도를지니고있어자동차제너레이터, 배기가스밸브, 쓰로틀바디, 각종센서등에사용되고있으며, 향후에도 xev용 2차전지, 모터등장시간고내열이요구되는플라스틱수요확대로높은성장세를지속할것으로기대되고있음. - 39 -
화학소재공정 - 정밀 석유화학소재 - 플라스틱소재 [ 플라스틱소재분야의 PEST 분석 ] 구분주요이슈단기 (3 년이내 ) 중장기 (4 년이상 ) 비고 정치 (P) 촉진저해 FTA 강화로석유에너지및자원확보 환경규제강화경제블록화 상 중 하 상 중 하 상 중 하 상 중 하 FTA 로저가수입물량대량유입 신기술 신물질에대한국내주도의국제표준화노력이필요함. 경제 (E) 촉진저해 FTA 강화로신산업기회확대 기능화된제품생산으로제조비용과다 상 중 하 상 중 하 상 중 하 상 중 하 FTA 로미래의신산업창출기회 새로운시장변화에맞는원천기술요구 사회 (S) 촉진 녹색성장주도일거리창출 상 중 하 상 중 하지구온난화에대응 저해사회적인간환경중심 상 중 하 상 중 하간접적무역규제강화 기술 (T) 촉진 저해 원천기술중요성기술융복합화 고부가특화기술원료다변화 상 중 하 상 중 하 상 중 하 상 중 하 원천소재분야의기술보유노력과투자확대 원천기술은여전히선진국에의존적임. 바이오플라스틱사용증가 시장니즈 4 : 친환경대체소재, 바이오플라스틱 현재전세계적으로널리이용되는플라스틱소재는대부분원유를증류하는과정에서얻는나프타를기반으로생산되므로석유자원고갈이나 CO 2 배출등의문제를안고있음. 이에대한대안으로현재급부상하는미래성장시장중하나는친환경소재를이용해생산되는바이오플라스틱시장임. 이는내구성과유연성및내충격성이우수해식품포장재나식기, 일반가정용전기제품등에이용이확대됨. 향후산업재나자동차업체에서도도입이활발히진행될것으로예상함. - 특히, 바이오플라스틱은석유를기반으로한탄소경제로부터녹색경제로의산업패러다임의전환을가능해석유의존도가높은한국이나독일이 CO 2 배출량을절감할수있는핵심기술이라할수있음. 생분해성플라스틱의주요시장은유럽, 북미, 아시아태평양지역으로유럽은 2012년국제합성및바이오유래생분해성시장의최대시장을기록했으며 2018년까지선두를유지할것으로예상됨. 아시아태평양시장은 2011년부터 2018년까지 25.7% 의연간성장률로성장할것으로예상되고있음. - 40 -
전략제품 [ 글로벌바이오플라스틱시장현황및전망 ] 향후포장산업에서의바이오플라스틱소비는지속적으로증가해화석연료를기반으로한플라스틱을완전히대체할것으로예상하며, 자동차를위시한주요산업재내장부품재료로바이오-PA, 바이오-PET 및 PLA 등이부상할전망임. 향후이분야는신시장개척과신규고용창출의중심적인역할을할것임. 현재미래소재확보차원에서국내외기업간첨단산업소재분야인바이오플라스틱소재개발이활기를띠는가운데한국기업역시이분야핵심기술개발을통해경쟁우위확보및미성숙시장내시장선점의기회를노려야할것임. - 국내대기업이이미고기능성친환경 PETG 소재로경쟁력을보유한가운데중소기업의경우에도화장품용기나식품용기, 포장재및산업용필름이나시트, 가전제품등다양한용도에적용가능한제품상용화및시장진출이기대됨. 나. 산업특징및구조 플라스틱소재산업은세계최대규모의산업으로서전산업을이끌어가는선행산업이기때문에산업의미래는이곳에서출발하고또한모든산업이벤치마킹하여따라오고있는대표적인종합산업임. 플라스틱소재의후방산업으로철강, 금속, 유리, 고무, 플라스틱, 섬유, 도료등의소재산업과시험연구및제조설비산업이있고제조후에일어나는전방산업으로각종부품제조업, 타이어, 부품모듈제조업, 이용부문의여객운송, 화물운송, 자동차임대, 주차장등운수서비스산업, 판매 정비부문의자동차판매및부품 용품판매, 자동차정비등의유통서비스산업이있음. 또한관련부문으로정유, 윤활유, 주유소, 보험, 할부금융, 의료, 스포츠, 레저에이르기까지넓은산업연관성과파급효과를갖는특성을가지고있음. - 41 -
화학소재공정 - 정밀 석유화학소재 - 플라스틱소재 [ 플라스틱소재중심의연관산업구조 ] 후방산업플라스틱소재산업전방산업 철강, 금속, 유리, 고무, 플라스틱산업, 섬유산업, 도료등의소재산업, 시험연구, 제조설비산업, 화학, 알루미늄제조산업 사출성형, 압출성형, 엔지니어링플라스틱소재, 범용엔지니어링플라스틱소재, 수퍼엔지니어링플라스틱, 탄소섬유, 수퍼섬유 부품제조업, 타이어, 여객운송, 화물운송, 자동차임대, 주자장등운수서비스산업, 플라스틱판매, 부품및용품판매, 자동차정비등유통서비스산업, 정유, 윤활유, 주유소, 보험, 할부금융, 의료, 스포츠, 레저산업등 [ 플라스틱소재중심의 SWOT 분석 ] 강점 (Strength) - 선진화된 IT, 통신기술 - 배터리분야의앞선기술 - 전기및경량화자동차최고생산국 - 글로벌경쟁력이우수한전기 / 전자업체들 기회요인 (Opportunity) - 전기및환경자동차시장의폭발적증가 - 신흥업체의기술력보강필요 - 선진업체의글로벌아웃소싱의증대 - 국내완성차업체들의해외판매점유율확대 - 고환율로인한가격경쟁력확보 약점 (Weakness) - 전문화및대형부품업체의부족 - 연구개발투자비용이낮음. - 친환경플라스틱의양산화가늦음. - 국내부품산업업체의의존도높음. 위협요인 (Threat) - 선진국산업체들의시장선점에의한높은진입장벽 - 국내외자계플라스틱업체들의부품국산화율이낮아짐. - 신흥국 ( 중국, 인도 ) 부품업체들의해외 M&A 를통한경쟁력증가 다. 시장현황 / 전망분석 국내및세계모두플라스틱소재시장의확대에따라플라스틱소재의수요도지속적으로확대될전망임. 특히자동차업계에따르면자동차용플라스틱의세계시장규모는연평균 17.5% 가량성장하고있으며, 2012년 144억달러에서 2016년에는 274억달러에육박할것으로전망하고있음. - 국내플라스틱용 Compound사업은 2000년대들어 PC 및자동차의보급률이높아지면서전체적인생산시설의증가에힘입어 10% 대에안정된성장을이루어왔음. 현재국내플라스틱 Compound 산업의중심을이루고있는기업들은대기업 Compound 제품을임가공하면서자사브랜드의제품을생산하는업체들임. 이들업체들은과거의범용플라스틱 Compound 생산업체들로 PVC Compound, PS Compound, ABS Compound 등여러품목들을생산하였으며, EP Compound 업체들도 PC Compound, Nylon Compound, PBT Compound 등여러제품들을생산, 공급하고있음. - 최근의플라스틱용부품소재의추세는 Compound 제품이점점세분화되고발전한결과특화된 Compound 생산노하우를축적하여고기능, 고품질의제품생산에주력하고있음. 한편합성수지제품의최대수입국인중국은자동차시장의폭발적인신장세, 서부지역개발등으로인해 PE, PP계열의폴리머수입이증가하고 ABS, PS 등의합성수지도중국의 WTO 가입에따른관세인하로국내합성수지및 Compound 업계에성장을촉진시킬것으로판단됨. - 42 -
전략제품 - 국내플라스틱부품산업은수출대비부품수출비중이 33.4%(2010년기준 ) 로일본의 49.7%, 미국의 79.4% 에비해크게낮은수준임. 대부분의중소부품업체들이해외수주전문조직이나현지사무소부재등으로마케팅능력이취약한데기인하고있음. 국내의경우반도체, 자동차, 디스플레이분야세계최고기술을보유하고있는기술역역량을기반으로플라스틱소재응용기술의우위확보가가능하고특히수퍼엔지니어링플라스틱소재관련시장은더욱확대될것으로전망됨. [ 플라스틱소재 / 응용시장현황및전망 ] ( 단위 : 억원 / 억달러 ) 구분 국내시장 세계시장 년도 시장규모 2013 2014 2015 2016 2017 성장률 CAGR(%) 범용플라스틱 23 26 29 31 33 8.7% 5 대범용 EP 14 15 17 20 22 11.4% 5 대수퍼 EP 8 9 12 13 15 17.5% 수퍼섬유 4 5 6 7 9 25.0% 국내시장합계 49 55 64 71 79 12.2% 범용플라스틱 72 93 115 131 134 17.2% 5 대범용 EP 52 58 65 75 83 11.9% 5 대수퍼 EP 22 26 34 40 45 22.7% 수퍼섬유 15 18 22 28 32 22.6% 세계시장합계 161 195 236 274 294 16.5% 자료 : 플라스틱소재의세계시장, 자동차업계 2012~2017 년예상치기준추정. 라. 공급망 ( 분류 ) 에따른분석 플라스틱소재분야는수지제조업, Compounding 제조업및성형가공업등으로공급망이분류되고있으며, 국내의경우대부분범용플라스틱및 5대범용 EP용수지는생산되고있으나, 5대수퍼 EP 및수퍼섬유관련수지는대부분수입에의존하고있음. - 그러나합성수지를이용한컴파운딩및성형가공기술은대부분중소기업이생산을맡고있는실정으로대기업인자동차생산업체에납품하고있는체제임. - 또한성형가공기술은성형가공설비, 플라스틱금형, 성형재료기술이복합적으로작용하여플라스틱성형품을만들어내는기술로서자동차뿐만아니라전기, 전자, 가전제품등가정생활용품등의산업에도영향을미치고있음. 세계업체및제품현황 - 플라스틱소재의일체화와모듈화가자동차내장품에서의현재의설계컨셉으로도어모듈, 플로어어셈블리, 콕피트, 시트등의내장부품에는플라스틱으로새로운설계컨 - 43 -
화학소재공정 - 정밀 석유화학소재 - 플라스틱소재 셉이개척되고있음. BASF는내장의 PVC 성형스킨대체용 Elastoskin 폴리우레탄엘라스트머를개발하였고, Cadillac CTS의인스트루먼트파넬과도어파넬에사용되어고품질의코스트효율성이좋은스킨을제공하고있음. - 연료탱크의수지화비율은유럽에서 90% 이상, 북미에서 60~70%, 일본은 40~50% 로유럽에서는디젤차가많고, 북미에서는에탄올대응등이수지화비율이높은이유임. 연료탱크수지화의이점은우선방청성, 그리고형상의자유도, 경량화 (10~30%), 기본적으로는블로우성형한공정만으로제조할수있는공정의이점등이있음. 국내업체및제품현황 - 최근 SK케미칼, 삼성정밀화학, 코오롱인더, 효성, 웅진케미칼등국내석유화학업체도 PPS, LCP 등수퍼엔지니어링플라스틱, 탄소섬유, 아라미드섬유등수퍼섬유시장에진출하며사업포트폴리오고도화를꾀하고있음. 이러한고기능성소재는그동안대부분수입에의존해왔으며최대수요처인전기 / 전자, 자동차분야에서삼성전자, LG 전자, 현대차그룹등국내셋트업체가글로벌시장점유율을높여가고있는점을감안하면, 향후국내석유화학업체는고기능성소재의국산화를통해새로운성장동력을확보할가능성이높음. - 국내에서수입되는외제차의하나로전외장패널이플라스틱으로구성되어있는 Smart forfour 자동차에는 3종류의루프가설정되어있음. Smart GmbH는이형상의루프배리에이션을공급하고있는유일한메이커이며, 시스템서플라이어의 Arvin Meritor 와공동으로개발했음. - 엔진룸에서사용되고있는플라스틱은아직미미하여불과 10~15% 에지나지않음. 이것은엔진모터등에서생기는온도상승에대한높은내열성의요구로, 적용이늦어진때문도있지만이영역에서도경량화는피하지못하고, 플라스틱제부품의적용가능성을모색하고있는정도임. - 국내의플라스틱수지는대기업이주로생산하고있으며, 중소기업은가공단계에주로참여하고있는것으로파악되고있음. 특히범용플라스틱, 범용엔지니어링플라스틱분야에중소기업의참여율이높으며, 수퍼엔지니어링플라스틱은대부분수입에의존하고있으며, 대기업이가공과생산을맡고있음. 따라서가공용수지는대부분수입에의존하고있으며, 기술의종속성이너무크고 Royalty 부담이가중되고있는상황임. 핵심소재및응용관련업체는대부분소규모업체들로서경쟁력이해외선진기업들에비해낙후되어있음. - 최근국내플라스틱소재시장은다수후발기업들이시장에진입하면서경쟁이치열해지고있음. 국내자동차용플라스틱소재시장은주요 Base Resin의경우대부분대기업들이시장을지배하고있으며, 범용및수퍼엔지니어링플라스틱등중요수지는대부분수입에의존하고있음. 또한국내의중소기업들은대부분 Compounding 업체이며, Base Resin의생상업체는극소수에불과함. - 컴파운딩제품 (PA, PBT) 도엔지니어링플라스틱으로자동차, 전기전자부품등에사 - 44 -
전략제품 용되고있고, 베이스칩을직접제조하지않기때문에영업이익률은낮은한자릿수수준으로추정되나, 2009~2011년컴파운딩매출이연 30~40% 성장하여매출성장속도가빠름. 자동차, 전기전자산업의성장으로전체엔지니어링플라스틱시장은 2015년까지연평균 5% 이상의높은성장이기대되고있음. - 국내플라스틱소재제조관련장비는반도체, 디스플레이산업관련설비와유사한특성이있어세계적인기술경쟁력을단시간에도확보할수있는분야임. [ 국내플라스틱이용분포 ] 자료 : 한국고분자학회, 신한금융투자, 2012 년. [ 공급망분석종합 ] 공급망단계 Base Resin 업체 Compounding 업체 주요내용범용플라스틱범용 EP 범용플라스틱범용 EP 주요제품 / 기술 PP/TPO ABS PC PBT POM m-ppo PC/ABS, PBT/PC PP/TPO ABS PC PBT POM m-ppo PC/ABS, PBT/PC 해외기업 LYB, Solvay, Britich Phenol - SABIC-I P, Bayer BASF, SABIC-I P, KEP KEP, Dupont, Asahi, Kasei SABIC-IP - LYB, Solvay, Britich Phenol BASF, SABIC-I P, KEP KEP, Dupont, Asahi, Kasei SABIC-IP - 국내기업 SK, 대한유화, 효성, 호남석유화학, 폴리미래, 삼성토탈, LG 화학 제일모직, LG 화학 삼양화성, 제일모직, 삼양사 LG 화학, 삼양사, 코오롱인더, 제일모직 코오롱플라스틱 - 삼양화성, 제일모직, 호남석유화학, LG DOWPC 현대 EP, 삼성토탈, 대하, GS 칼텍스, 호남석유화학 - LG 화학, 제일모직, 삼양사 LG 화학, 삼양사, 코오롱플라스틱, 제일모직 코오롱플라스틱, LG 화학 - 제일모직, 삼양사, LG 화학 중소기업참여정도 중소기업시장점유정도 참여정도는주요제품시장에참여하는중소기업의참여규모와정도 ( 업체수, 비율등 ) 를고려하여 5 단계로구분 ( 낮은단계 :, 중간단계 (,, ) 높은단계 : ) - 45 -
화학소재공정 - 정밀 석유화학소재 - 플라스틱소재 3. 기업니즈조사 플라스틱소재분야에종사하는중소기업의제품개발현황을조사한결과, 구체적으로다음과같은다양한제품을개발, 판매하고있음. - 폴리우레탄인조피혁, 페놀수지, 폴리우레탄수지, 단열이중보온배관, 자동차시트제조용폴리우레탄 Resin, 연질우레탄폼, 금속소재코팅용수성수지개발, 고기능성아크릴에멀젼수지, 수성폴리우레탄디스퍼션수지, 단열성과난연성능이향상된스티로폼, 열가소성폴리우레탄, 난연 도전성등특화된 TPU 개발, 작업성이뛰어난 TPU개발, 자동차용플라스틱소재, 내열성이우수한엔지니어링플라스틱제품으로폴리아마이드, 폴리에스터, 폴리프로필렌, 폴리페닐렌설파이드등과장섬유강화복합재료, PP소재를이용한기능성 ( 내열성, 고광성, 난연성등 ) 이부여된자동차용플라스틱소재 (HEATER CASE, COT TUBE, BUMPER 등 ), 생분해성플라스틱, 자동차용플라스틱소재 ( 플렉시블한자동차 sheet용폴리우레탄발포체제조기술개발 ), 바이오플라스틱신소재 ( 생분해성또는바이오계중합체및합성중합체의폴리머블렌드기술 ) 또한플라스틱소재와관련하여아래와같은기술개발을추진하고있음. - 요구특성에부합하는소재배합기술과성형기술 ( 예, K계열전차용봉합재, 금속연료전지용전해액유연케이스등 ), 천연가죽질감의친환경자동차내장재용인조피혁, 전자재료용에폭시경화형수지개발기술, 에너지효율향상을위한고단열 / 고내열시스템개발, 초저온보냉재시스템개발, 무황변고내열성 PU Resin 개발, 자동차용적용일반및특수연질우레탄폼, 고기능성아크릴및우레탄수성수지개발, 난연 EPS 코팅용그린하이브리드복합코팅소재의개발, 자동차용폴리머브랜딩기술개발, 고기능성 polymer- 무기복합체합성기술개발, 컴파운딩제조기술로자동차및산업분야에서요구하는경량 고기능엔지니어링플라스틱원료제조기술, 박막저광택소재, 경량화소재, 플렉시블한자동차 sheet용폴리우레탄발포체제조기술바이오계중합체및합성중합체의폴리머합성기술 플라스틱소재분야의중소기업들은향후다음과같은제품개발계획을가지고있음. - isoosrbide 유도체, 단열이중보온배관, 고내가수분해용자동차시트용 PU Resin 개발, 고기능성고부가가치연질우레탄폼, 호스 벨트등, 탄소나노소재응용제품, 난연성능을가지는샌드위치판넬용스티로폼심재, 열가소성폴리우레탄, 내충격성플라스틱소재, 보안경소재, 산업안전용소재, 자동차용플라스틱소재, 플렉시블한자동차 sheet용폴리우레탄발포체제조기술바이오계중합체및합성중합체의폴리머합성기술, 자동차용플라스틱소재중내장재 (HEATER CASE류 ) 와외장재 (BUMPER) 등주로자동차용플라스틱소재로소복합PP제품을생산, 강화유리대체플라스틱시트, 생분해성플라스틱 또한플라스틱소재와관련하여아래와같은기술개발을추진할계획임. - isoosrbide에 alkyl oxide를부가하여 polycarbonate용친환경플라스틱소재개발, 높 - 46 -
전략제품 은강도와탄성율을갖는탄소섬유강화수지 (CFRP) 기술, 에너지효율향상을위한고단열 / 고내열시스템개발, 초저온보냉재시스템개발, 내열, 내가수성우수 Resin ( 내열가수침적 120도 48hr), ICT 산업에접목가능한연질우레탄폼, 탄소나노튜브-폴리머복합재료제조기술, 난연 EPS 코팅용그린하이브리드복합코팅소재의개발, 황변이되지않으며작업성이뛰어난무황변 TPU개발, 내충격성산업안전용플라스틱용소재기술개발, 고기능성 polymer- 무기복합체합성기술개발, 자동차용플라스틱초내열성절연재개발, 기존스틸재질을대체할수있는경량화복합소재및고기능성슈퍼엔지니어링플라스틱, 친환경소재 (ROHS 아 TVOC, N-H계등 ) 의적용과전도성수지의개발, 고경도 / 내충격성 2-Layer 플라스틱시트 4. 요소기술후보군 중분류요소기술출처 컴파운딩기술 성형가공기술 물성평가기술 PPS 원료배합및복합화기술친환경컴파운드개발섬유용강화폴리아마이드복합수지개발종이및부직포용 PPS 섬유개발전도성부품용폴리아미드수지조성물기술난연성폴리카보네이트복합수지개발플라스틱내외장재용 PPS nanocomposites 기술접착특성을갖는섬유용강화플라스틱 PP섬유개발 고내열성 PPS Envelop type 열교환기 gasket 개발자동차용플라스틱초내열성절연재개발바이오플라스틱의사출압출성형기술플라스틱가공용블로우성형기술고열전도성용폴리카보네이트수지 panel 제조기술경량엔진커버용성형기공기술개발태양전지및태양전지모듈용비닐리딘불소기반수지조성물제조기술 기계적물성평가기술열화학적표면개질기술초내열성복합소재특성평가기술내마모성절연재특성평가기술난연성복합소재평가기술 [ 요소기술후보군 ] 전문가니즈특허 특허특허특허 전문가 특허 전문가특허전문가전문가 특허특허특허 전문가니즈전문가니즈전문가 5. 핵심요소기술선정 전략제품관련한특허기술의클러스터링을통해도출된요소기술을시장동향, 기술동향을고려하여, 전문가의합의로요소기술을조정함. - 47 -
화학소재공정 - 정밀 석유화학소재 - 플라스틱소재 [ 요소기술조정결과 ] 중분류요소기술출처 컴파운딩기술 성형가공기술 물성평가기술 종이및부직포용 PPS 섬유개발전도성부품용폴리아미드수지조성물기술난연성폴리카보네이트복합수지개발고내열성 PPS Envelop type 열교환기 gasket개발자동차용플라스틱초내열성절연재개발경량엔진커버용성형기공기술개발열화학적표면개질기술초내열성복합소재특성평가기술난연성복합소재평가기술 특허특허특허전문가특허특허니즈전문가전문가 도출된요소기술의범위와수준, 중소기업적합성과시급성등을고려하여요소기술명을보완함. - 선정위원회를통해필요에따라요소기술명칭을일부수정하였고, 중복된요소기술은통합하고반드시필요한기술을추가함. - 타전략제품영역과중복되는요소기술들을제거하였고, 연차별로추진가능한요소기술들은하나로통합함. 핵심기술선정 - 조정된요소기술과기술 시장동향분석및기업니즈조사결과를기반으로핵심요소기술선정위원회를통하여중소기업에적합한핵심기술선정 - 핵심기술선정은기술성 (10), 시장성 (10), 중소기업적합성 (10), 정책적부합성 (5) 을고려하여평가됨. 기술성은기술성장성 (5), 기술수준 (5) 으로, 시장성은시장규모 (5), 시장성장성 (5) 으로, 중소기업적합성은중소기업참여정도 (5) 및중소기업진입장벽 (5) 을고려하여평가 [ 핵심요소기술선정결과 ] 중분류 핵심요소기술 종이및부직포용 PPS 섬유기술 컴파운딩기술 전도성부품용폴리아미드수지조성물기술 난연성폴리카보네이트복합수지제조기술 고내열성 PPS Envelop type 열교환기 gasket 기술 성형가공기술 자동차용플라스틱초내열성절연재제조기술 경량엔진커버용성형기공기술 물성평가기술 열화학적표면개질기술 초내열성복합소재특성평가기술 - 48 -
전략제품 6. 로드맵기획 가. 연구개발목표설정 [ 선정된핵심요소기술에대한연구목표 ] 중분류핵심요소기술기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 종이및부직포용 PPS 섬유기술 내오염성내약품성흡수율 (wt.%) 30dyne/cm 양호 0..04 이하 25dyne/cm 양호 0.03 이하 20dyne/cm 양호 0.02 이하 20dyne/cm 양호 0.01 이하 컴파운딩기술 전도성부품용폴리아미드수지조성물기술 열전도성비중비강도 30 W/mK 1.6~2.1 40 이하 (PP) 35 W/mK 1.4~1.8 40 이하 (PP) 40 W/mK 1.3~1.6 40 이하 (PP) 40 W/mK 1.3~1.6 40 이하 (PP) 난연성폴리카보네이트복합수지제조기술 난연성열변형온도굽힘강도 150 이상 5.0% 이하 150 MPa 이상 180 이상 5.0~10.0% 200 MPa 이상 200 이상 10.0% 이상 250 MPa 이상 200 이상 10.0% 이상 250 MPa 이상 고내열성 PPS Envelop type 열교환기 gasket 기술 내열성열변형온도압축강도 200 이상 5.0% 이하 200MPa 이상 250 이상 5.0~7.0% 250MPa 이상 300 이상 7.0~10% 270MPa 이상 300 이상 7.0~10.0% 300MPa 이상 성형가공기술 자동차용플라스틱초내열성절연재제조기술 압축강도연신률내열성 250MPa 이상 15 % 이상 180 270MPa 이상 18 % 이상 200 300MPa 이상 20 % 이상 250 300MPa 이상 20 % 이상 250 경량엔진커버용성형기공기술개발 탄성율굽힘강도내열성 5% 이상 180 MPa 이상 180 7% 이상 180 MPa 이상 200 10% 이상 180 MPa 이상 250 10% 이상 180 MPa 이상 300 물성평가기술 열화학적표면개질기술 초내열성복합소재특성평가기술 굴절강도굴절탄성율내열성 내열성 / 절연성 ( 표면고유저항 ) 1500kg/ cm2 17 만 kg/ cm2 200 이상 250 1012~1010 Ω/ cm 1800kg/ cm2 20 만 kg/ cm2 220 이상 280 1013~1012Ω/ cm 2300 kg/ cm2 22 만 kg/ cm2 250 이상 300 1013 Ω/ cm이상 2300 kg/ cm2 22 만 kg/ cm2 250 이상 300 1013 Ω/ cm이상 - 49 -
화학소재공정 - 정밀 석유화학소재 - 플라스틱소재 나. 로드맵기획 - 50 -
전략제품 고분자접착소재 1. 개요 - 정의 : 접착제는물체와물체를접합하는특수한성질을가진고분자물질로서생성상태에따라천연 / 합성고분자로구별되고열역학적성질에따라서열경화성 / 열가소성수지로구별됨. 또한사용된용제에따라용제형, 수성, 무용제형으로구분되며, 건축자재, 자동차, 테이프시장등국내대부분의범용접착제시장에서용제형접착제가많이사용됨. - 범위 : 고분자접착소재는수지계접착제로열경화성접착제와열가소성접착제가있고, 고무계접착제와혼합계접착제등으로크게분류되며세부제품별, 용도별로매우다양한접착제가개발되고있으나수지계접착제가가장많이사용되고있음. 가. 정의및필요성 접착제는물체와물체를접합하는특수한성질을가진고분자물질임. 종류도다양하여가정에서흔히사용되는풀을비롯하여, 금속을접합하는접착제및수술후의절단된부분을봉합하지않고접착시키는접착제에이르기까지여러종류가사용되고있음. 접착제는크게유기접착제와무기접착제로나눌수있는데, 오늘날의접착제는유기접착제중합성접착제를의미하는경우가많으며, 분류방법또한매우다양함. 산업계에서접착제의용도도자동차용, 라미네이트 (laminate) 용, 건축 시공용, 목가구용, 전기 전자용, 유통용, 신발용, 항공기, 구조용등다양함. 접착제는생성상태에따라천연 / 합성고분자로구별되고열역학적성질에따라서열경화성 / 열가소성수지, 성능적성질에따라구조용 / 비구조용으로접착제의형태에따라용제형, 핫멜트형, 광경화형접착제그리고점착제등으로구별됨. 이러한접착제는건축, 생활용품, 의료용품등의주거및생활용품용접착소재부터자동차, 선박, 기계, 전기 전자분야등의산업용접착소재그리고바이오및차세대로봇기술등에응용되는미래선도산업까지다양한분야에서활용중에있음. 건축-토목산업에서는건축구조용, 건축내-외장용, 기능성점착시트등이활용되며이들은건물외장의실란트, 가구용접착및마루바닥재접착, 철근콘크리트접착및실내온도조절용기능성필름등으로활용되고있음. 전기 전자산업에서는슬림화, 경량화, 미적감성화그리고기능의복합화에따라접착제의활용성이크게부각되고있으며현재디스플레이, 모바일, 반도체그리고백색가전류까지전산업의영역에걸쳐활용도가증가하고있음. 자동차및운송산업에서는구조용접착, 고내열성접착, 경량화및공정개선을위해고기능성접착소재들이활용되고있으며자동차부터항공기및우주선까지그활용범위가증가하고있음. 마지막으로바 - 51 -
화학소재공정 - 정밀 석유화학소재 - 고분자접착소재 이오및의료산업에서는조직접합, 신경접착과골조직접착그리고치과용소재로서활용되고있으며이러한접착소재는연조직수지접합, 신경조직수지접합, 고관절수술및치과용레진으로서새로운형태의의료소재로서의가치가부각되고있음. 접착제는사용된용제에따라용제형, 수성, 무용제형로구분이되며, 건축자재, 자동차, 테이프시장등국내대부분의범용접착제시장에서용제형접착제가많이사용되고있음. 용제형접착제에서발생되는휘발성분 ( 포름알데히드 ) 들은환경오염뿐아니라새집증후군을발생시키는등인체에매우안좋은영향을주고있음. 현재접착제시장의환경규제가심해져용제형접착제시장은계속감소할수밖에없는상황이며반대로무용제형접착제는친환경소재로서꾸준히시장이증가하고있음. 그리고접착제에많은규제들이있고인증을받아야하는부분들이많이생기고있어인체에무해한접착제들이많이개발되고있음. 접착소재는일상생활용품으로부터건축 / 토목, 자동차, 조선, 정보및전자산업등에기초소재및핵심소재를공급하는정밀화학산업이며, ITㆍBTㆍNTㆍET 및 ST 등미래성장동력발전에견인차역할을하는산업임. - 화학원료물질, 생산공정, 화학제품분야의상호연계로이루어진석유화학, 기능성고분자와같은화학신소재, 정밀화학산업으로구성됨. 나. 범위및분류 ( 제품분류관점 ) ⑴ 점착제 ( 粘着劑 ): 셀로판테이프 플라스틱테이프 ( 비닐테이프 ) 크라프트테이프 천테이프 ( 반창고 ) 등은점착제를각각의소지 ( 素地 ) 에바르고, 눌러붙이게한것으로, 다음세가지성분으로되어있음. 1 주재 ( 主材 ): 고무계 아크릴계등 ( 최근에는소량의교차결합화한것도있음 ), 2 점착보조제 : 에스테르고무 로진계 페놀수지등, 3 가소제 : 프탈산에스테르 피마자유 저분자량의폴리이소부틸렌등. ⑵ 접촉접착제 : 양면에도포하여건조시켜붙이면시간이경과함에따라경화하는것으로, 클로로프렌계가많이사용되며, 점착제에포함시키기도함. ⑶ 재습성 ( 再濕性 ) 접착제 : 우표의풀은녹말계이며, 물로적셔붙임. 크라프트테이프에아교나수용성고분자를발라서물에적셔붙이는것도있으므로, 접착되는상대인고체를적셔밀착시키는것도있음. ⑷ 수용제 ( 시너 ) 에고분자를녹여서사용하는접착제 : 일반접착제에많음. ⑸ 고분자를에멀션 ( 乳劑 ) 으로하여물에분산시켜사용하는접착제. ⑹ 무용제형 ( 無溶劑型 ): 에폭시계 시아노아크릴레이트계등. 붙은다음에고분자화하는것으로서, 핫멜트법도여기에포함됨. ⑺ 필름상접착제 : 페놀계수지를엷은종이 ( 테고접착체 ) 에흡수시켜고체사이에넣고압착 가열하는경우, 또한유리와유리를접착시키는데는폴리비닐알코올의아세탈수지를얇은막으로하여사이에넣는다든지, 금속의경우에는에폭시계수지를유리포 ( 布 ) 에적셔, 사이에넣고압착하는방법등을실시함. ⑻ 바인더 : 코르크의분말로큰성형물을만드는경우, 섬유를모아부직포 ( 不織布 ) 를만드는경우에사용됨. - 52 -
전략제품 ( 공급망관점 ) 고분자접착소재의원소재는수지 (resin), 용제, 첨가제등으로구성되며, 고분자접착소재로는수지계접착제로열경화성접착제와열가소성접착제가있음. 그밖에고무계접착제와혼합계접착제등으로크게분류할수있으며세부제품별, 용도별로매우다양한접착제가개발되고있고수지계접착제가가장많이사용되고있음. [ 고분자접착제소재의분류관점의범위 ] 대분야중분야세부제품 고분자접착제 수지계 열경화성 열가소성 요소계, 멜라닌계, 페놀계, 불포화폴리에스터계, 에폭시계, 레소시놀계, 푸란계 초산비닐계, 폴리비닐알콜계, 염화비닐계, 폴리비닐아세틸계, 아크릴계, 포화폴리에스터계, 폴리아미드계, 폴리에틸렌계 고무계스티렌부타디엔계, 나트릴계, 부틸계, 실리콘계, 폴리클로프렌계, 에틸계 혼합계 페놀릭비닐계, 페놀릭클로로프렌계, 페놀릭니트릴계 에폭시폴리아미드계, 나트릴고무에폭시계 [ 공급망단계별주요제품분류표 ] 대분야중분야세부제품 고분자접착제 수지계 ( 열경화성, 열가소성 ) 고무계 ( 스티렌계 ) 혼합계 요소계, 멜라닌계, 페놀계, 불포화폴리에스터계, 에폭시계, 레소시놀계, 푸란계, 초산비닐계, 폴리비닐알콜계, 염화비닐계, 폴리비닐아세틸계, 아크릴계, 포화폴리에스터계, 폴리아미드계, 폴리에틸렌계 부타디엔계, 나트릴계, 부틸계, 실리콘계, 폴리클로프렌계, 에틸계 페놀릭비닐계, 페놀릭클로로프렌계, 페놀릭니트릴계, 에폭시폴리아미드계, 나트릴고무에폭시계 따라서고분자접착제소재의범위는 - 고분자 ( 수지 ), 첨가제, 안료, 용제및기능성원료소재를비롯한친환경소재, 복합소재및하이테크소재등의각종기능성재료를포함하고, - 공급망기준으로수지제조, 기능성원료제조, 안료, 첨가제및기능성접착제적용단계에사용되는각종기능성원료와부품을포함하며, - 기술적으로는각기능성소재의제조기술, 성능향상기술, 배합기술및기능성소재국산화기술등이포함됨. - 53 -
화학소재공정 - 정밀 석유화학소재 - 고분자접착소재 2. 산업및시장분석 - 환경적측면이나수요적측면에서전세계적으로배출되는대기오염원의일종인휘발성유기화합물 (VOC) 배출량에대한국제적인환경규제가진행중이며이러한환경규제를극복하기위한기술개발이전세계적으로중요한이슈임. - 고분자접착제의고기능화, 활용성의확장을위한혁신기술개발, 가격절감기술의개발을통한고부가가치형산업으로재편이요구되고있음. - 전기 전자분야및반도체산업은소형화및고집적화라는기술개발방향에따라박막화 (wafer thinning) 에대한연구가활발하게진행되고있음. - 신발산업에서의접착기술은신발의내구성과착용감등의기능성확보에큰영향을미치고있을뿐만아니라신발제조의생산성향상에도매우중요한핵심요인으로작용하고있음. - 내열성접착제는기본수지의내열성을향상시키기위해지금까지개발된내열소재를기본으로복합화함으로써성능향상을도모하는연구가활발히전개되고있음. 가. 니즈분석 국제적인환경규제의강화 시장니즈 1 : 친환경제품수요증가 전세계적으로배출되는대기오염원의일종인휘발성유기화합물 (VOC) 배출량에대한국제적인환경규제가진행중이며이러한환경규제를극복하기위한기술개발이전세계적으로중요한이슈임. 국내외적으로강화되고있는지구온난화관련규제및환경오염관련환경규제대응 ( 교토의정서, 수도권대기관리법, 대기환경보전법등 ) 또한매우절실함. 유엔환경계획 (UNEP) 등 3개국제기구는 2006년 2월, 지속가능한화학물질에대한관리를위해 국제적화학물질관리에대한전략적접근 (SAICM) 을채택하였음. 전기 전자제품에특정유해물질사용제한에관한규정인 RoHS는 EU에서발효한환경규제로서, 전기 전자제품에 6가지특정유해물질의사용을제한한것임. EU의 REACH 규제는 화학물질의등록, 평가, 인가및제한에관한이사회규칙 으로서기존농약과의약품을제외한일반화학품의규제를근본적으로개정한것임. 환경보존및정화, 환경개선에기여하는소재로제조과정에서 CO 2 발생량을 30% 줄이는것은물론석유자원사용을줄이고에너지발생량을감소시킬수있는기술개발이요구되고있음. 기존접착제와접착제산업의경쟁력을환경적요소와결합해시장을만들어내는시너 - 54 -
전략제품 지효과창출을높이며, 단축기술및에너지절감기술, 공해물질저감기술개발이요구되고있음. 고기능및기술융합형접착제의수요증가 시장니즈 2 : 기능성접착제 고분자접착제의고기능화, 활용성의확장을위한혁신기술개발, 가격절감기술의개발을통한고부가가치형산업으로재편이요구되고있음. 최근에는피착제가다양해지고, 접착시간이빨라지며접착작업의연속화가가능한접착공정이급속히신장하고있음. 또한접합강도의재현성, 경화시간의소요, 내열성의한계, 내구성의불명확, 탈착및비파괴시험의어려움등결점의대부분을접착제의선정이나작업조건의확립등으로해결할수있다면접착은어떤다른수법보다도가장유력한방법이될수있으며, 결점들은접착제산업의발전에기회가될것임. 접착성소재의고기능화를통한공정및환경개선과더나아가피착제의경량화는국내주력산업 ( 자동차 전자 선박등 ) 의고효율화및저탄소녹색성장을이룩하는큰수단이될것임. 시장의급격한발전과환경의변화로고기능성과고성능뿐만아니라, 친환경의특성을충족시킬수있는물리화학적기능성접착소재로서, 향후 FTA에대응할수있으면서, 중장기적으로국제경쟁력이있고, 기술적파급효과가크면서핵심기술개발에국가적차원의산 학 연협력개발이필요한 21세기기능성접착제소재라는점에서기술개발이요구됨. 시장니즈 3 : 첨단산업용접착제 전기 전자분야는부품의제조, 기기의조립공정에서용접이나기계적접합등과더불어널리이용되고있음. 반도체산업은전자 전기산업의소형화및고집적화라는기술개발방향에따라박막화 (wafer thinning) 에대한연구가활발하게진행되고있음. 실리콘웨이퍼의박막화에따른웨이퍼안정성확보문제를해결하기위해실리콘웨이퍼공정핸들링을위한접착소재연구가활발히진행중임. 전자종이 (E-paper) 는종이와비슷한친밀감과편의성을가진차세대디스플레이소재로부각되고있으며높은반사율과대비비그리고가독성 (readability) 등의장점을가지고있지만전력소모의최소화와구동성능향상을위한박막필름화가진행되고있으며이러한박막소재의결합을위한접착소재의연구가진행되고있음. - 55 -
화학소재공정 - 정밀 석유화학소재 - 고분자접착소재 LED는다양한장점을바탕으로최근그시장이급속하게성장하고있음. 이러한 LED 는현재금속숄더링기술을중심으로조립되고있으며공정개선과기능성확보를위해접착소재를활용한신공정개발이다양하게연구되고있음. 이러한접착소재는 LED의내구성및광학확산현상에영향을주게되며 LED시장의급성장에따라접착소재시장도급증하고있음. 자동차산업분야는조립을위한점착소재로서, 과거볼트, 리벳등의접착기술을대체하여자동차경량화를위해접착제가활용되고있으며자동차의높은신뢰성구현을위해고강도, 고신뢰성접착소재가활용중이며내장재및다양한플라스틱기재접합을위한신규접착소재의연구가시작되고있음. 주로사용되는수지는 ABS, MMA, POM, PC, PPO, PBT, PU 등이며, 차량구조부에는 FRP, FRTP 등이사용되고있음. LNG 수송선접착소재는극저온환경에따른초내한성을가져야하며이러한내한성을바탕으로수송선의안정성을확보할수있음. 또한사고발생시긴급조치직전까지원료유출을막을수있는방어소재로의가치가부각되고있으며이에따라다양한기술을바탕으로새로운형태의첨단접착제가개발중임. 시장니즈 4 : 기술융합형접착제 안전하고위험이없는웰빙트렌드와라이프스타일의변화, 기술융합형의기능성접착제에대한관심및수요가증가하고있음. 유류화재의특성은고인화성물질로인해 5분내에 1,000 까지급속하게온도상승이되면서폭발을수반하기때문에이러한화재에대응할수있는접착제는기존의건축물용접착제로는불가능하고새로운개념의기능성접착제의개발이필요함. 선박용접착제는기술적으로매우고난이도이기때문에전세계적으로 4개의업체에서만개발에성공하여관련분야의시장을 100% 점유하고있음. 현시점에서는특히수성화접착제, UV경화형접착제, 핫멜트형접착제등환경친화형신제품의개발이예상되고있으며, 향후기술적으로는고기능화, 무용제화, 무독성화가급속히기대되는동시에이들제품의시장규모도급속히팽창할것으로기대되고있음. 공업용특수접착제시장의수요증가 시장니즈 5 : 고성능신발용접착제개발 접착제시장의약 75% 는범용제품으로채워져있지만기술적, 특수제품의비중이늘어나면서좋은마진율이전망되고있음. 전세계접착제제품시장은 680억달러규모로공업용접착제시장이 44% 를차지하고있음. - 56 -
전략제품 신발산업에서의접착기술은신발의내구성과착용감등의기능성확보에큰영향을미치고있을뿐만아니라신발제조의생산성향상에도매우중요한핵심요인으로작용하고있음. 국내접착제시장은 2008년기준총 11만 8290톤으로이중신발용등섬유용접착제가 18.6% 를차지하고있음. 신발은갑피, 겉창, 중창, 안창, 월형등각부품별로재질이다양하므로각재질의특성에맞는접착제가선택적으로사용되는데, 폴리클로로프렌계, 폴리우레탄계, 수성폴리우레탄계및핫멜트접착제등이주로사용됨. 국내신발용접착제의소재별현황은포름알데히드수지계와수용성접착제가 73% 를차지하고있으나, 포름알데히드의공해유발 ( 발암물질 ) 문제로점차환경친화형의수용성으로대체되고있는상황임. 신발제조공급망은부분품, 반제품및완제품등으로구분이가능하며, 신발종류별로다른특징을가짐. 수성 PU계신발용접착제는환경친화적인요구에따라무용제형으로서수요가급증하고있음. 수성 PU계접착제는용제형 PU계와달리대부분분자쇄에이온그룹이존재하는특이성이있으며, 프리폴리머합성, 중화, 유화, 용제제거등제조공정이복잡하므로합성시고도의기술이요구됨. 이들제품은접착강도면에서용제형과유사한특성을갖고있으나가수분해에대한안정성은용제형에비하여다소낮은상태라는문제점을가지므로지속적인연구가필요함. 신발용수성접착제는원래의접착기능외에성능, 기능및경화방법을보강하여특수기능을부가하거나환경적합성을고려한기능성접착제의개발이미국, 일본등선진국을중심으로주도되고있으며현재여러종류의접착제가실용화되고있음. 우리나라의경우극히일부품목만국산화가되고있어서기술의해외의존도가아직도높고거의수입에의존하고있음. 신발용접착제로습기경화형핫멜트접착제의내열성을개선한접착제가신발피혁연구소에서개발되었음. [ 고분자접착제산업의신발용공급업체분류 ] 자료 : 한국신발산업협회 2008-57 -
화학소재공정 - 정밀 석유화학소재 - 고분자접착소재 [ 신발소재분류별주요특징 ] 중창 (Midsole) 특성비고 PU 폼 고탄성, 고밀고, 가수분해 폼반응, 에어백삽입용이 EVA 스펀지 PU 폼에비해물리적성질약함, 낮은압축력 발포 EVA 커팅및조각 몰드 EVA 스펀지 고탄성, 공정에서재료의손실이높음. 낮은생산성, 고비용 복잡한제조공정 PU/EVA 스펀지 에어백응용, PU 폼과 EVA 스펀지장점결합, 각각다른성질과색차 기술력필요 사출성형 EVA 스펀지 재료의손실을최소화하는생산성 우수한내후성, 신율변화적음. 겉창 (Outsole) 특성비고 NR 단순공정, 범포를이용한운동화제조 Canvas 합성고무와 blend sole 다양한색감을내며접착제는 CR, PU 사용 chemi-shoes 기능성고무 기능성화, 고성능 sole athletic shoes Sponge rubber 저밀도, 높은 cushion, 기계적성질약함 저중량 고성능고무겉창 저중량, 내마모성 내마모성우수 투명 outsole 패션, 디자인, diene 또는 EP(D)M 소재 패션 TPE 패션 ( 색감 ), 자동생산, 저중량 공정용이 시장니즈 6 : 고내열성접착제 전자재료의고정밀화, 고밀도, 고성능, 고기능화가추진됨에따라정밀미세가공조립, 신소재의채용, 고속자동화생산등의기술이개발되고있으며, 접착기술은이의달성을위해요구되는필수불가결한기술임. 내열성접착제는내열성이우수한방향족구조를갖는수지를기본수지로적용하여개발되었음. 초기에는에폭시계수지가내열성이요구되는구조용접착제로서사용되었지만내열성의한계때문에최근에는폴리벤즈이미다졸계 (PBI), 폴리페닐퀴녹사졸린계 (PPQ), 폴리아미드이미드계 (PAI), 폴리이미드계 (PI) 등의고내열성고분자가개발되어접착제에응용되고있음. 이들수지들은열분해개시온도가 400 이상의내열성수지이지만접착제로사용함에있어서는가격이고가이고접착시에과도한사용조건이필요하기때문에이용분야는한정되어있음. 내열성접착제는기본수지의내열성 ( 내열내구성, 순간내열성, 고온시접착강도등 ) 을향상시키기위해폴리이미드 / 에폭시수지, 폴리아미드 / 에폭시수지, 폴리이미드 / 아크릴레이트수지, 열가소성폴리이미드 / 열경화성폴리이미드등지금까지개발된내열소재를기본으로복합화함으로써성능향상을도모하는연구가활발히전개되고있음. 수입대체화필요 시장니즈 7 : 원천기술확보노력 - 58 -
전략제품 접착제분야에서중국, 일본조선산업과의차별화된경쟁력확보를위해서는친환경적이며고성능의접착제를국내기술로개발하여, 원천기술을확보하는것이중요하며이러한차별화된성능을통해고객의품질만족을극대화하는것이우선임. 선박에서의친환경적접착제개발의대표적인분야는선박용접착제와용제를물로사용하는수용성접착제분야로아직까지는핵심기술개발및적용기술의부재로인하여현장에서의적용활성화가미비한상황임. [ 고분자접착소재분야의 PEST 분석 ] 구분주요이슈단기 (3 년이내 ) 중장기 (4 년이상 ) 비고 정치 (P) 촉진에너지및자원확보 상 중 하 상 중 하 저해 환경규제강화경제블록화 상 중 하 상 중 하 수입관세율인하로저가수입물량대량유입 신기술 신물질에대한국내주도의국제표준화노력이필요함. 경제 (E) 촉진 저해 FTA 강화로신산업기회확대 고기능성제품생산으로제조비용과다 상 중 하 상 중 하 상 중 하 상 중 하 FTA 로미래의신산업창출기회 새로운시장변화에맞는원천기술요구 사회 (S) 촉진 인간중심녹색성장주도로일거리창출 상 중 하 상 중 하 환경및지구온난화에대응 저해사회적인간환경중심 상 중 하 상 중 하간접적무역규제강화 기술 (T) 촉진 저해 고기능성원천기술중요성과기술융복합화 고부가특화기술원료다변화 상 중 하 상 중 하 상 중 하 상 중 하 원천소재분야의기술보유노력과투자확대 원천기술은여전히선진국에의존적임. 나. 산업특징및구조 고분자접착제소재산업은기술및자본집약적인산업이며, 특히원재료의합성, 배합기술과기능성및적용등이중소기업주도의산업특성이존재함. 정밀화학산업의한분야로서, 범용제품의중저급기술산업과고도의기술이요구되는고기능 기술집약적인산업의양극화가매우심한산업임. 제품과종류가매우다양하여제품의표준화가곤란하며, 대부분의기업이다품종소량생산과주문생산형태의업종임. - 59 -
화학소재공정 - 정밀 석유화학소재 - 고분자접착소재 [ 고분자접착제산업의국제경쟁환경 ] 총생산액의약 80% 가국내시장에판매되는전형적인내수위주의산업임. 그러나전자, 자동차, 조선등국내주력수출상품 ( 수요산업 ) 의가공 조립공정에소재로투입되어간접적으로수출되고있으므로로컬수출비중이상당히높은수준일것으로추정됨. 각기업이접착제뿐만아니라계면활성제, 잉크, 안료, 페인트, 바인더, 점착 ( 粘着테이프등정밀화학업종내여타제품을동시에생산하는겸업기업이많은특징이있음. 비교적짧은제품라이프사이클을지니며, 계속되는피착제 ( 접착대상물 ) 의개발및생산공정의다양화등으로끊임없는연구개발이요구되는산업임. 최종소비재성격보다는중간재성격이강하기때문에경기변동에는대체로그다지민감하지않은편이지만, 국내제조업체의경우원료의해외수입의존도가높고건축 인테리어부문에서의수요가가장많아, 계절변동및경기변동에상대적으로민감한산업임. 접착제는수지, 용매, 촉매, 경화제, 첨가제등구성요소의일부또는전부를배합하여제조하며, 그자체가최종사용하기위한제품이라기보다는주로최종제품을제조하기위한보조재혹은소재로사용하고있음. 따라서접착제도최종제품의변화요구에맞추어자연스럽게개량 개발되고있음. 차세대시장의키워드로떠오르고있는고분자접착제는전세계적으로관심이고조되면서우리나라를비롯한세계각국에서동분야에대한투자가급격히증가하고있는추세임. - 60 -
전략제품 고분자접착제소재분야에있어선진국은원천기술특허확보, 대규모설비투자를통한제품경쟁력확보, 중국과합작투자를통한제품단가인하등을통해외부경쟁이심해지고있는바, 무엇보다핵심원천기술의중요성이더욱강화되고있음. - 장기적인안목에서차세대를대비한친환경분야의기술개발노력과투자가이루어져야함. - 환경규제에따른유해물질의사용제약, 보호무역성격의탄소세부과, 에너지자원의무기화에따른대체소재개발의현실적상황등은청청녹색기술기반의접착제소재공정의신기술확보가더욱절실해지고있음. 고분자접착제는당분간공급부족과기술력차이때문에고부가가치사업으로급성장하겠지만, 현재와같이경쟁적으로투자가이뤄진다면과잉공급으로인한가격하락등의부작용과함께기업구조조정도불가피할전망임. 후방산업에속하는수지, 고분자접착제의원료, 합성 / 배합기술등은기술종속성이너무크고로열티부담이가중되어국산화잠재력이큰분야이며, 타산업과의융복합적인경쟁력이있어야대외기술우위를점할수있는산업임. 고분자접착제소재산업은독자적인산업군으로발전할뿐만아니라관련산업과연계하여발전하므로전 후방산업을연계시키는매우중요한교량역할을하고있음. 신발용접착제는산업소재이므로주로제조업의경기에따라크게영향을받는데국내에서는장기적인경기침체와과당경쟁으로수익성을확보하지못해고전하고있음. 세계시장성장률은 3.9% 를기록하고있으나북미 2.3%, 서유럽 2.3% 등성숙시장의성장률이둔화되고있음. 국내접착제시장의경우매우영세한기업들에의해영위되고있으며, 사업정리및신규진입이활발한가운데소규모시장을유지하고있는것이특징임. 특히, 신발용접착제의국내에서의외풍이거세짐. Henkel 이 2007년 National Starch 사업부를인수하고산하에있는동성NSC의신발용접착제를인수하여다각화하고있음. 국내신발용접착제산업은 4 5년전부터생산거점을중국으로이전하면서공동화등큰위기에직면 신발용수성특수접착제시장은 2009년기준세계시장 18억달러, 국내시장 2.5억달러규모이었으며, 향후각각연평균 8.0%, 5.0% 성장하여 2013년기준세계시장 24.5억달러, 국내시장 3.1억달러의규모에이를전망임. - 61 -
화학소재공정 - 정밀 석유화학소재 - 고분자접착소재 [ 고분자접착제중심의연관산업구조 ] 후방산업고분자접착제소재산업전방산업 수지, 용매, 촉매, 경화제, 첨가제, 특수접착제, 중합기술, 배합기술, 접착기술, 경화기술 기능성소재, 접착기술, 고분자접착제제조기술, 친환경접착제, 물리화학적접착제, 신발용접착제 자동차, 조선, 전기 / 전자, 생활용품, 주택, 토목및건축재료, 군사및의료시스템, 신발산업, 금속산업 [ 고분자접착제중심의 SWOT 분석 ] 강점 (Strength) - 축적된인프라및기술 - 세계최고의전기 / 전자기술력 - IT, BT, NT, ET 기술융합및활용잠재력 - 기능성접착제에대한포스코, 현대하이스코등으로부터수요가많음. 기회요인 (Opportunity) - 고분자접착제시장의지속적증가 - 세계적원천특허시효만료임박 - 다양한기능성접착제소재의수요증가 - 녹색성장정책강화로관심집중및고용창출효과큼. 고부가가치산업으로의전환촉진 약점 (Weakness) - 관련사업기반및투자자본미약 - 환경저해산업으로의인식 - 산학연협력체계취약 - 기초연구기반취약 ( 원천소재기술미흡 ) 위협요인 (Threat) - 선진국산업체들의시장선점에의한높은진입장벽 - 값싼노동력을지닌개발도상국의추격 ( 대만과중국의협력에의한추격 ) - 환경오염유발사업으로인식됨. 선진국의기술보호주의및중국접착제산업의급성장 다. 시장현황 / 전망분석 세계접착제산업은미국과유럽의거대다국적기업이시장을주도하는가운데, 상대적으로작은규모의일본기업들 ( 그러나고도기술보유 ) 이맹렬히그뒤를좇는형태이며, 다시한국 대만 중국등동아시아기업들이일본기업을뒤쫓아가는양상임. 세계지역별접착제생산현황을살펴보면, 2003년 9.63만톤에서 2011년에는 11.93만톤으로증가하였음. 아시아 / 태평양지역의중국을중심으로전체생산량의약 35% 를차지하고있으며, 북미, 서유럽, 동유럽등이그뒤를따르고있음. 또한아시아 / 태평양지역은 2019년에약 6만톤으로증가하여, 2011~2019년에는연평균 4.5% 증가할것으로예상되고있음. 전세계를중심으로접착제산업은그활용성의증가와함께시장도함께증가하고있음. 유럽에서는산업규제및친환경대응에대한신규접착소재개발을중점적으로하고있으며 Henkel, Bostik 등이산업을주도하고있음. 북미는현재성숙단계의시장상태에도달해있으며대기업의 M&A를중심으로접착산업이개편되고있음. 북미에는 3M, Avery, H.B Fuller, Dow Chemical 등의기업을중심으로기술개발및 M&A가진행되고있음. 아시아에서는동북 / 서아시아가세계의신시장으로떠오르고있으며한국의 LG화학, 일본의 Konishi, Three Bond, Nitto Denko 등의기업을중심으로신규시장확보에중점적인역량을투자하고있음. 현재세계시장의 30% 이상을상위 3대 - 62 -
전략제품 메이커 (Henkel, H.B Fuller, 3M) 가차지하고있음. 이들회사는신기술개발과신규시장확보를위해적극적인 M&A를진행중에있음. 이중에서도 Henkel 은공격적인 M&A로멕시코, 스위스, 핀란드, 한국, 미국내에서활발한 M&A를진행하여그시장을급속하게확대하고있음. [ 세계접착제산업의현황 ] 세계지역별접착제수입현황을살펴보면, 2011년에는 2009년대비 13% 증가하였고, 2003년부터지속적으로증가하였으나, 2009년에는세계적인경기침체로인하여다소감소하였음. 또한 2019년에는 49.5억달러가될것으로예측하고있으며, 2011~2019년까지연평균 3.8% 증가할것으로전망되고있음. 세계수성접착제산업은미국과유럽의거대다국적기업이시장을주도하는가운데, 상대적으로작은규모의일본기업들 ( 그러나고도기술보유 ) 이맹렬히그뒤를좇는형태이며, 다시한국 대만 중국등동아시아기업들이일본기업을뒤쫓아가는양상임. 미국의주력접착제생산업체는풀러, 3M, R&H, GE, 헥시온社등대부분거대다국적기업들임. 미국의접착제시장은 2010년까지연평균 3% 의견실한증가세를보이면서확대되어 103.8 억달러의규모에달할것으로전망됨. 세계경기침체로인한서유럽국가들의경기불확실성이증가하고있음에도불구, 중앙및동유럽국가 (CEE) 들의지속적이고도역동적인성장세가이를상쇄하면서 EU 전체접착제수요산업의견실한경기호조가예상되고있기때문임. 유럽의주요접착제업체는매출규모에서접착제부문세계제1위업체인헨켈을비롯하여, 프랑스의보스틱, 영국의 NSC 등대부분다국적대형기업들임. 세계적으로 VOCs free 화의기술로서개발된환경친화형접착제는수용성형과에멀젼형으로구성된수계접착제, 핫멜트형과반응경화형의무용제형을취합하여 65 89% 이상의점유율을확보하고있음. 접착제조성은앞으로도환경성을고려하여용제형은 - 63 -
화학소재공정 - 정밀 석유화학소재 - 고분자접착소재 점차줄어들고반응형, 수용성및핫멜트접착제가주류를이룰것으로추측됨. VOCs 를유발하는용제형은미국, 일본이 10% 대, 유럽 19% 정도로유럽에서의용제형접착제의사용비율이비교적높은편임. 그러나전세계적으로는환경문제의심각성에대한인식의확산으로용제형의접착제는점차줄어들고에멀젼, 수용성등의비용제형및핫멜트형의접착제가점차증가하는추세임. 한편, 일본은합판, 목공, 토목, 건축용이꾸준히 50% 이상의점유율을나타내고있음. 최근에는목공, 합판, 종이가공에주로사용되고있는환경친화형수계아크릴수지접착제를이용한목공용수요가상승세를보이고있으며토목, 건축, 자동차, 전기, 전자분야등에널리쓰이는에폭시수지계반응형접착제도수계형인아크릴계와이의변성체로대체되고있음. 국내의접착제공업은과거전생산량의 50% 이상을점유하던합판, 목공, 건축관련용접착제는 30% 아래로점유율이낮아졌음. 또한, 신발, 섬유, 고무제품등의분야도한계에도달된상태이며전기, 전자제품, 자동차, 포장분야는비교적양호한편임. 그중에서도전자및자동차산업은적용되는접착제의소재및종류가다양하고소모량도많아지속적수요신장이기대되는분야의하나임. 그러므로향후이들분야의수요동향과신기술적용공정에맞는환경친화형신조성접착제의개발및무공해적용공정연구를체계적으로진행하여야함. 국내접착제산업은전반적인내수경기의부진과더불어중국등후발국의시장잠식으로국내업계의생산규모가지속적으로축소되는상황에서도주력제품 ( 자동차 반도체 LCD 휴대폰 선박등 ) 의수출이호조를보이고있음. 한편, 국내접착제업체는총 245개로중소규모의기업에서 4,788명의인원이종사하고있으며, 이중종업원 5~9인이하의영세규모기업이 112개사로과반수에육박하며, 19인이하의기업수비중이 76% 에달하고있음. 국내접착제생산을소재별로보면, 2009년기준포름알데히드수지계가 39.0% 이고수성형접착제가 32.7% 로, 발암성문제로인해포름알데히드형은점차환경친화형인수성형으로대체되고있는상황임. 이어감압형점착제가 9.6% 그리고반응형, 핫멜트형, 용제형및기타순으로각각 4~5% 의비율을유지하고있지만휘발성물질의환경규제로무용제형이환경친화형으로선호되고있음. - 또한용도별로보면 2009년을기준으로총 56만 8,483톤생산량중특히합판생산용및토목 건축용등과같이건설부문의비중이전체접착제시장의 40.1% 정도를차지하여가장높음. 그뒤를이어섬유용, 포장용, 수송용, 신발용, 제본용, 벽지용, 전기 전자용등의순으로각각 10% 이하를차지하는시장규모로나타나고있음. 그이유로는국내제조업체들은신규수요처 (blue ocean) 에적용할수있는고기능제품개발을위한자금력과기술력이크게미흡하여, 건축용등포화상태의범용제품 (red ocean) - 64 -
전략제품 생산에만치중하고있기때문임. - 따라서조립기술의핵심소재인접착제의고부가가치화를위해서는시장의수급불균형을해소할수있는전략이정책적으로이루어져야함. 고부가가치유망분야인모바일기기, 반도체, LCD 등전자산업에투입되는구조용접착제의경우최소 5년에걸친장기간의테스트를요구하는데다, 기술개발비용과급변하는모델변경및품질보증, 검증비용등이막대하게소요되어, 자본력이취약한중소기업으로서는투자하기가쉬운일이아니기때문임. 국내신발용수성접착제산업은세계시장점유율 1위를차지하는동성NSC가대부분을차지하고나머지중소규모기업이전체생산량의나머지를공급하고있으나, 대다수의공급업체가자본력과기술력이부족하고과당경쟁으로가격하락을초래하고있음. 국내신발용수성접착제시장은동성NSC 49.8%, 명광화학 10.5%, 영은 5.8%, 한영산업 5.2%, 나눅스 3.4% 정도의점유율을차지하고있는것으로추정됨. 국내신발용접착제제조업체들은한정된저부가가치범용제품시장을놓고과당경쟁을일삼고있는가운데, 고부가가치분야는 3M, Bostik, Bemis, 헨켈, R&H 등다국적기업이국내시장을사실상독점하고있는상태임. 신발산업에서의접착기술은신발의내구성과착용감등의기능성확보에큰영향을미치고있을뿐만아니라신발제조의생산성향상에도매우중요한핵심요인으로작용하고있음. 수출에서차지하는신발부품의비중이 2004년 45.2% 에서 2008년 69.4% 로크게늘어나완제품의생산기지로서의기능은상실한반면부품생산기지로서의기능은강화되는추세를보임. 이는국내신발기업의해외이전가속화를감안할경우, 고부가가치부품의수출이증가하고있음을나타냄. 신발관련기업을생산및판매유형에따라분류하면크게 OEM 지향기업, OBM 지향기업, ODM 지향기업, Agency 지향기업으로분류할수있음. [ 고분자접착제산업의경쟁력구조 ] - 65 -
화학소재공정 - 정밀 석유화학소재 - 고분자접착소재 자동차와부품의제조에서접착기술은중핵요소기술로서, 차체, 도장, 내 외장 (trimming) 공정등에서다양하게그용도에따라사용되고있음. 향후자동차용접착제의적용및개발동향은 a 환경대응, b 신소재대응, c 해외생산등세가지요소를고려해야함. 최근전기 전자제품과시스템은융합화, 고성능화, 디자인과기능의다양화, 소형 경량화, 환경부하절감, 저가격화등의경향을보이고있고, 이에대응하기위해고밀도화, 고정도화, 구조와재료의최적화, 생산코스트의절감등에대한니즈가증대되고있음. 향후전자 전기용접착제의기술발전은발열기기에대해서는고내열화를, 정밀기기에대해서는저경화수축을각각지향하면서, 지금까지접착제사용이제한된접합부위에도점차확대적용할수있는방향으로전개될것으로예상됨. 의료현장에임상응용되는점착 접착제는일반공업용접착 접착제에는없는엄밀한생체적합성등이기본적요구조건임. 건상의상피부조직에적용되는의료용점착제의임상응용이매우활발하며, 각종진단 치료용을비롯한의약요법의분야에서큰발전이기대되고있음. 구분 국내시장 세계시장 년도 [ 고분자접착제시장현황및전망 ] 시장규모 2013 2014 2015 2016 2017 ( 단위 : 억원 / 억달러 ) 성장률 CAGR(%) 열경화성접착제 8,217 8,874 8,928 9,327 9,958 4.2% 열가소성접착제 5,870 6,340 6,988 7,260 7,842 6.7% 고무계접착제 1,895 2,047 2,290 2,480 2,970 11.3% 혼합계접착제 3,855 4,163 4,387 4,685 4,965 5.8% 고분자접착제소재합계 19,837 21,424 22,593 23,752 25,735 8.0% 열경화성접착제 123 129 135 142 154 5.0% 열가소성접착제 115 131 152 180 212 16.9% 고무계접착제 36 43 46 52 59 12.8% 혼합계접착제 170 172 182 198 225 6.5% 고분자접착제소재합계 444 475 515 572 650 9.3% * 자료 : 한국접착산업협회 2011 년국내접착제의산업의현황, 씨스켐닷컴 최신국내ㆍ세계의접착제 / 실란트 (Adhesives/Sealants) 시장및환경규제현황보고서 (2007) 라. 공급망 ( 분류 ) 에따른분석 고분자접착소재는일상생활용품으로부터건축 / 토목, 가전, 자동차, 조선, 정보, 전자산업등으로우리가접하고사용하는모든산업과제품으로공급망이이루어지며우주항공, 의료및군수등의산업에필요한특수성및고기능성을갖춘중요한소재를공급함. 고분자접착소재는성분별, 경화방법별, 형태별, 사용조건별, 용도별및기능별등으로구분되어야하는다양성으로인해, 산업의특성상다품종소량생산방식으로생산되고, - 66 -
전략제품 수요측면에서소비규모는적음에도다양한환경변화에부응할수있는제품공급과기술서비스까지요구되고있음. 따라서지금까지의공지기술로제조하는범용성접착제로만은기술력을앞세운기술선진국의친환경기술의무역장벽을넘기어렵고, 향후고부가가치, 고기능성, 특수용도의첨단접착제의개발에도큰장애요인이될것이며, 더욱이국가간의 FTA 협정체결로어려움은더해갈것임. 세계업체및제품현황 - 전세계를중심으로접착제산업은그활용성의증가와함께시장도함께증가하고있음. - 유럽에서는산업규제및친환경대응에대한신규접착소재개발을중점적으로하고있으며 Henkel, Bostik 등이산업을주도하고있음. - 북미는현재성숙단계의시장상태에도달해있으며대기업의 M&A를중심으로접착산업이개편되고있음. 북미에는 3M, Avery, H.B Fuller, Dow Chemical 등의기업을중심으로기술개발및 M&A가진행되고있음. - 아시아에서는동북 / 서아시아가세계의신시장으로떠오르고있으며한국의 LG 화학, 일본의 Konishi, Three Bond, Nitto Denko 등의기업을중심으로신규시장확보에중점적인역량을투자하고있음. - 현재세계시장의 30% 이상을상위 3대메이커 (Henkel, H.B Fuller, 3M) 가차지하고있음. 이들회사는신기술개발과신규시장확보를위해적극적인 M&A를진행중에있음. 이중에서도 Henkel 은공격적인 M&A로멕시코, 스위스, 핀란드, 한국, 미국내에서활발한 M&A를진행하여그시장을급속하게확대하고있음. - 세계수성접착제산업은미국과유럽의거대다국적기업이시장을주도하는가운데, 일본 한국 대만 중국등동아시아기업들이일본기업을뒤쫓아가는양상임. - VOCs 를유발하는용제형은미국, 일본이 10% 대, 유럽 19% 정도로유럽에서의용제형접착제의사용비율이비교적높은편임. 그러나전세계적으로는환경문제의심각성에대한인식의확산으로용제형의접착제는점차줄어들고에멀젼, 수용성등의비용제형및핫멜트형의접착제가점차증가하는추세임. 국내업체및제품현황 - 국내접착제생산업계는약 250개전후의상시종업원 200인이하중소기업에의해이루어진것으로추정되며, 국내접착제기업들이접착제의생산에사용하고있는원 부자재조달에있어서국산조달비중이수입보다비교적높음. 국내접착제업체들은기업규모에관계없이수입원 부자재조달시에수입원자재의가격상승을가장큰애로사항으로지적하고있음. - 접착제산업의경쟁력비교결과일반범용접착제에서는국내기업이상당수준의경쟁력을확보하고있음. 전자전기 자동차 선박용등의 specialty 접착제부문에서는다국적기업들이많은경험과신뢰성확보등수요기업들이신뢰할수있는조건들을구비하고있어, 국내기업들의접근이원천적으로곤란함. - 국내에서신발용수성접착제개발에참여하고있는기업은대부분이중소기업임. 일 - 67 -
화학소재공정 - 정밀 석유화학소재 - 고분자접착소재 부국내중소기업에서수용성접착제를개발하였으나, 핵심원료기술은국외에서수입하고있음. 동성NSC 및명광화학등이폴레우레탄 / 우레아를주원료로하는내열성이우수한수성폴리우레탄계신발용접착제를개발하였음. Henkel은 National Starch로부터세계신발용접착제리더인동성NSC를인수함으로써특수제품에서범용제품에이르기까지국내시장을단계적으로잠식해나가고있음. - 신발원자재공급업체는대부분이국내중소기업이며매우영세하여자체 R&D 참여가부족함. 그러나일부부품소재업체는우수한기술보유로소재및부품, 디자인개발능력이우수함. 3D 업종기피풍조로국내인력은물론해외연수인력마저신발공장근무를기피함. 타업종에비해저임금이며, 작업환경도전자업종이나서비스업종에비해열악함. 특수화시장의확대및지명도는높고, 기술수출가능성높음. 접착제산업은환경문제가부각되면서국내외적으로접착제제품에대한환경기준이강화되고있음을고려하면, 친환경접착제제품개발, 환경마크인증제품생산에투자하기어려운하위업체들은언제든지시장에서퇴출될가능성이높음. 이는하위업체일수록현실적으로인력, 자금력, 추진력등에있어열위에놓여있고, 메이저들의시장선점으로그만큼시장입지가줄어들여지가많기때문이며, 이는결국양극화현상의심화를초래할듯함. - 중소업체일수록가격전가력이상대적으로낮고판관비비용부담이더크게작용한것에기인함. 특히, 메이저들이환경성접착제, 기능성접착제등고기능성신제품출시를본격화하고다양한제품포트폴리오를구축하면서수익성을제고한반면, 중소업체들은연구개발에대한투자가쉽지않아신제품개발이적고수익성위주의영업활동이어려운것도수익악화요인으로작용하고있음. [ 공급망분석종합 ] 공급망단계원소재일반접착제기능성접착제 주요내용 주요제품 / 기술 해외기업 수지, 용매, 촉매, 경화제, 첨가제 자동차용 / 선박용 / 산업용 resin, 첨가제, 유성, 촉매, / 방화용 / 건축용 / 목공용 / solvent, additive, dispersant, 바닥재용 / 코일코팅용 / 친환경접착제 3M, DoW, Dupont, Henkel, Mitsui Toatsu Chem Inc., Ube, Henkel( 독일 ), Bostik( 프랑스 ), Rohm & Haas( 미국 ), Fuller( 미국 ), 3M( 미국 ), 고니시 ( 일본 ), 세메다인 ( 일본 ) 등 신발용, 유용성친환경전자, 반도체광, 전자 / 열적 Beta( 인도 ), Yue Yuen Industrial ( 중국 ), BAJWA( 인도 ), ATLAS( 독일 ), Hilayi( 중국 ), Henkel( 독일 ), Bostik( 프랑스 ), Rohm & Haas( 미국 ), 순간접착, 사무용, 각종소재, 신발용 이우에이우엔 ( 중국 / 대만 ), ECCO, Florsheim, 풋테크, 스타필드 ( 미국 ), Pakerson( 이탈리아 ), Henkel( 독일 ), Bostik( 프랑스 ), Rohm & Haas( 미국 ), 불연 / 난연, 전자재료, 반도체소자 Beta( 인도 ), Yue Yuen Industrial ( 중국 ), BAJWA( 인도 ), ATLAS( 독일 ), Hilayi( 중국 ), Henkel( 독일 ), Bostik( 프랑스 ), Rohm & Haas( 미국 ), Fuller( 미국 ), 3M( 미국 ), 고니시 ( 일본 ), 세메다인 ( 일본 ) 등 대전방지, 내화, 차열, UV 경화, Beta( 인도 ), Yue Yuen Industrial ( 중국 ), BAJWA( 인도 ), ATLAS( 독일 ), Hilayi( 중국 ), Henkel( 독일 ), Bostik( 프랑스 ), Rohm & Haas( 미국 ), Fuller( 미국 ), 3M( 미국 ), 고니시 ( 일본 ), 세메다인 ( 일본 ) 등 - 68 -
전략제품 공급망단계원소재일반접착제기능성접착제 국내기업 삼성, 강남화성, LG 화학, 애경, 삼성폴리머, SK 케미칼, 동부한농화학, 럭키실리콘, 동성 NSC, 명광화학, 계림화학, 정원화학, KDP, 영은, 나눅스, 중앙폴리텍, 연방산업, 대흥특수화학, 거명, 대흥화학공업, 동양하이폴산업, 미유화학, 세왕화학, 유니온테크 KCC, 삼성, LG 화학, 삼성폴리머, SK 케미컬 성신신소재, 금풍실업, 도광, 성우화학, 성일, 혁성산업, 태영실업, 송림산업, 삼우화공, 삼정산업, 세일하이텍, 적수물산 삼성, LG 화학, 삼성폴리머, SK 케미컬 효성, 화승, 기풍, 대성화학, 대양고무, 동광산업, 삼경화학, 보승산업, 유니크, 천일실업, 세일화학, 태경, 강남화성 동성화학, 건설화학, 디피아이삼성, LG 화학, 삼성폴리머, SK 케미컬 계림화학, 정원화학, KDP, 영은, 나눅스, 중앙폴리텍, 연방산업, 진흥화학, 정도화성, 태광순약, 나림물산 동성화학, 건설화학, 디피아이삼성, LG 화학, 삼성폴리머, SK 케미컬 효성, 화승, 기풍, 대성화학, 대양고무, 동광산업, 삼경화학, 보승산업, 유니크, 천일실업, 신성화학공업, 영진물산, 한국캐미칼 중소기업참여정도 중소기업시장점유정도 참여정도는주요제품시장에참여하는중소기업의참여규모와정도 ( 업체수, 비율등 ) 를고려하여 5 단계로구분 ( 낮은단계 :, 중간단계 (,, ) 높은단계 : ) 3. 기업니즈조사 고분자접착소재분야에종사하는중소기업의제품개발현황을조사한결과, 구체적으로다음과같은다양한제품을개발, 판매하고있음. - 친환경접착제, Non Tolune Type 유성접착제개발 ( 예, wrpping용접착제 ), 아크릴점착제 ( 유성, 수성 ), 에폭시 우레탄 자외선경화형접착제, 타이어용코팅제 페인트 접착제, 고무용접착제, 가죽약품및접착제, 반도체 LED 및디스플레이용접착제및봉지제, 타일시멘트, 반응압출 PP-g-MA 접착성수지, 무잔사친환경접착제개발 ( 해양플랜트도장마스킹용점착제, 자동차차체 / 해양플랜트표면보호용점착제 ), 강판용접착제, 친환경아크릴에멀젼점 접착제, 광학점 접착소재코팅액, 친환경성의접착및코티용합성수지, 유성용제대체용수용성접착제 ( 예, 친환경수성접착제 ), 저전력저발열 LED 복합재료중 LED 접착수지 또한고분자접착소재와관련하여아래와같은기술개발을추진하고있음. - 아크릴에멀젼, 규산염계무기도료, 식물성오일을이용한우레탄수지, 소방용파이프접착제, 용제의대체 (Non BTX계 ), 고분자중합기술 ( 유성점착제 - solution 중합, 수성점착제 - emulsion 중합 ), 타이어의성형시형태를유지할수있도록해주는접착제, 저니트릴성분의 NBR고무접착용접착제, 기능성피혁가지제 생분해성접착제, 접착제및봉지제배합조성물기술, 국제표준화기준에부합하는유기계타일접착제및 joint grouts 제, 서로다른극성의원료를접착시키는기술, 접착제용폴리우레탄수지, 무용제타입친환경점착제, 고강도금속접착제, 친환경아크릴에멀젼점 접착제, 광학용코팅액, 원료대체및공정개선으로환경오염원배출저감, 저전력의 LED를제조하기위해접착제개발 고분자접착소재분야의중소기업들은향후다음과같은제품개발계획을가지고있음. - 보호필름용아크릴에멀젼점착제, 반도체 Chip bonding용접착제 LED Chip bonding용 - 69 -
화학소재공정 - 정밀 석유화학소재 - 고분자접착소재 접착제및봉지제, 폴리싱타일전용접착제, 고기능성산소차단용접착성수지, 기능성도료 접착제 몰딩제, 난연접착제, 난할로겐계난연용바인더개발, 아크릴점착제, 친환경접착제 LOCA, 비료및농약에사용되는수성친환경코팅제용수지개발, 우레탄접착제, 가죽약품및접착제, 무잔사친환경접착제개발 ( 해양플랜트도장마스킹용점착제, 자동차차체 / 해양플랜트표면보호용점착제 ), CNT 응용접착재및프리프레그개발 또한고분자접착소재와관련하여아래와같은기술개발을추진할계획임. - 보호필름용친환경아크릴에멀젼점착제, 접착제및봉지제배합조성물기술, 재생골재를이용한타일접착제, 난연성을가진건축용난연보드용 binder, 자동차용점착제 광학용점착제 난연점착제등, 완효성비료용 1,2차친환경코팅액제조기술농약파우더용친환경코팅제제조기술, 실란변성폴리우레탄접착기술, 기능성피혁가지제 생분해성접착제, 무용제타입친환경점착제 4. 요소기술후보군 [ 요소기술후보군 ] 중분류요소기술출처 열경화성수지계접착제 열가소성수지계접착제 고무계접착제 ( 스티렌계 ) 혼합계접착제 페놀릭비닐계접착제제조기술열경화성플르오르에테르접착제조성물제조기술고온용기능성화접착기술태양전지용접착경화가가능한우레탄접착제기술기능성아크릴계접착제기술열저항성에폭시수지접착제기술전자기기용전도성접착제기술광학필름용접착제제조기술니트릴계접착제제조기술열전도성실리콘고무접착제기술치과용부가경화성실리콘고무접착제제조기술에틸렌계고내구성향상용접착제제조기술반도체제작용 UV/ 열경화용접착제기술페놀릭클로로프렌계접착제제조기술니트릴고무-에폭시계접착제제조기술에폭시폴리아미드계접착제제조기술오염방지용광학필름접착제기술전기전도성외과용접착제제조기술 특허특허니즈특허전문가특허특허특허특허특허특허니즈특허전문가특허특허전문가특허 - 70 -
전략제품 5. 핵심요소기술선정 전략제품관련한특허기술의클러스터링을통해도출된요소기술을시장동향, 기술동향을고려하여, 전문가의합의로요소기술을조정함. [ 요소기술조정결과 ] 중분류요소기술출처 열경화성수지계접착제 열가소성수지계접착제 고무계접착제 ( 스틸렌계 ) 혼합계접착제 페놀릭비닐계접착제제조기술태양전지용접착경화가가능한우레탄접착제기술기능성아크릴계접착제기술광학필름용접착제제조기술열전도성실리콘고무접착제기술치과용부가경화성실리콘고무접착제제조기술반도체제작용 UV/ 열경화용접착제기술니트릴고무- 에폭시계접착제제조기술에폭시폴리아미드계접착제제조기술오염방지용광학필름접착제기술 특허특허전문가특허특허특허특허특허특허전문가 도출된요소기술의범위와수준, 중소기업적합성과시급성등을고려하여요소기술명을보완함. - 선정위원회를통해필요에따라요소기술명칭을일부수정하였고, 중복된요소기술은통합하고반드시필요한기술을추가함. - 타전략제품영역과중복되는요소기술들을제거하였고, 연차별로추진가능한요소기술들은하나로통합함. 핵심기술선정 - 조정된요소기술과기술 시장동향분석및기업니즈조사결과를기반으로핵심요소기술선정위원회를통하여중소기업에적합한핵심기술선정 - 핵심기술선정은기술성 (10), 시장성 (10), 중소기업적합성 (10), 정책적부합성 (5) 을고려하여평가됨. 기술성은기술성장성 (5), 기술수준 (5) 으로, 시장성은시장규모 (5), 시장성장성 (5) 으로, 중소기업적합성은중소기업참여정도 (5) 및중소기업진입장벽 (5) 을고려하여평가 - 71 -
화학소재공정 - 정밀 석유화학소재 - 고분자접착소재 [ 핵심요소기술선정결과 ] 중분류 열경화성수지계접착제 열가소성수지계접착제 고무계접착제 ( 스틸렌계 ) 혼합계접착제 핵심요소기술페놀릭비닐계접착제제조기술태양전지용접착경화가가능한우레탄접착제기술기능성아크릴계접착제기술광학필름용접착제제조기술열전도성실리콘고무접착제기술반도체제작용 UV/ 열경화용접착제기술니트릴고무 -에폭시계접착제제조기술오염방지용광학필름접착제기술 6. 로드맵기획 가. 연구개발목표설정 [ 선정된핵심요소기술에대한연구목표 ] 중분류핵심요소기술기술요구사항 열경화성수지계접착제 열가소성수지계접착제 고무계접착제 ( 스틸렌계 ) 혼합계접착제 페놀릭비닐계접착제제조기술 태양전지용접착경화가가능한우레탄접착제기술 기능성아크릴계접착제기술 광학필름용접착제제조기술 열전도성실리콘고무접착제제조기술 반도체제작용 UV/ 열경화용접착제기술 니트릴고무 - 에폭시계접착제제조기술 오염방지용광학필름접착제기술 접착강도 (ASTM B 571) 비중내열온도 ( ) 접착강도 (ASTM B 571) 비중내열온도 ( ) 내후성 (ASTM G-53) 접착강도 (ASTM B 571) 비중내열온도 ( ) 내후성 (ASTM G-53) 접착강도 (ASTM B 571) 비중내열온도 ( ) 내후성 (ASTM G-53) 접착강도 (ASTM B 571) 비중내열온도 ( ) 열전도성 (W/mK, ASTM 5470) 접착강도 (ASTM B 571) 비중내열온도 ( ) 내약품성 (ASTM D-1806) 접착강도 (ASTM B 571) 비중내열온도 ( ) 내후성 (ASTM G-53) 접착강도 (ASTM B 571) 비중내열온도 ( ) 내오염성 (dyne/cm) 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 1.5N/ mm2 2.1±0.05 180 2.0N/ mm2 1.2±0.05 120 300hrs 2.0N/ mm2 1.5±0.05 80 200hrs 1.5N/ mm2 1.8±0.05 80 300hrs 2.5N/ mm2 2.4±0.05 150 20 1.5N/ mm2 1.2±0.05 60 양호 2.0N/ mm2 1.9±0.05 150 300hrs 1.5N/ mm2 1.5±0.05 90 20 1.7N/ mm2 2.1±0.05 200 2.5N/ mm2 1.2±0.05 150 400hrs 2.5N/ mm2 1.5±0.05 90 300hrs 1.5N/ mm2 1.8±0.05 100 400hrs 2.5N/ mm2 2.4±0.05 180 18 2.0N/ mm2 1.2±0.05 80 양호 2.5N/ mm2 1.9±0.05 180 400hrs 1.8N/ mm2 1.5±0.05 90 18 2.0N/ mm2 2.1±0.05 250 2.8N/ mm2 1.2±0.05 180 500hrs 3.0N/ mm2 1.5±0.05 100 500hrs 1.5N/ mm2 1.8±0.05 120 500hrs 4 2.5N/ mm2 2.4±0.05 200 12 2.5N/ mm2 1.2±0.05 90 양호 2.5N/ mm2 1.9±0.05 200 500hrs 2.0N/ mm2 1.5±0.05 90 15 최종목표 2.5N/ mm2 2.1±0.05 250 2.8N/ mm2 1.2±0.05 180 500hrs 3.0N/ mm2 1.5±0.05 100 600hrs 1.5N/ mm2 1.8±0.05 120 500hrs 2.5N/ mm2 2.4±0.05 200 12 2.5N/ mm2 1.2±0.05 90 양호 2.5N/ mm2 1.9±0.05 200 600hrs 2.0N/ mm2 1.5±0.05 90 15-72 -
전략제품 나. 로드맵기획 - 73 -
화학소재공정 - 정밀 석유화학소재 - 염료화학소재 염료화학소재 1. 개요 - 정의 : 염료란, 화합물중섬유및유사소재에대하여친화성을나타내어용매에서섬유상으로이동 염착하여일광, 세탁, 마찰등의사용목적에따라이용될수있는색소를말하며, 이온성으로물에용해되어섬유등에친화성이있는반면, 비이온성의성질을지니며물에불용성인색소또는섬유에대하여염착성이없는색소를말함. - 범위 : 전통적인섬유및산업재중심의기능성염 안료소재뿐만아니라, 염료감응형태양전지용염료, OLED 용발광체등의전자 정보분야를포함하는차세대염료소재를모두포함. 가. 정의및필요성 염료란, 화합물중섬유및유사소재에대하여친화성을나타내어용매에서섬유상으로이동 염착하여일광, 세탁, 마찰등의사용목적에따라이용될수있는색소를통칭함. - 이온성으로물에용해되어섬유등에친화성이있는반면, 비이온성의성질을지니며물에불용성인색소또는섬유에대하여염착성이없는색소를 ( 유기 ) 염료로정의함. 역사적으로염료는 anthraquinone, azo, methine, o-nitroarylamine, quinophthalone 그리고소수의부류로구성되어지며, Azo 염료는단연코가장중요하고최고로주목을받았고그다음으로 anthraquinone 염료가두번째로주목받고있음. 아조염료는색상이진하고제조방법이용이하고, 경제적이라는장점이있음. 또한아조염료들은전범위에걸친색상을나타낼수도있음. 안트라퀴논염료는색상값이낮고일반적으로가격이비싸지만염료의선명한색상과일광견뢰도와염료의염착특성때문에어떤부분에서의시장성을계속해서유지해오고있음. 가장유용한안트라퀴논염료들은고리의알파위치에치환기가도입되어있으며이러한형태는수은염의존재하에서안트라퀴논의술폰화에의한중간체로부터만들어짐. 여기에서수은염은베타위치의치환기대신에알파위치에치환기를도입하려는목적으로사용됨. 또한안트라퀴논염료의합성반응은환경에해를끼치지않고처리될수있거나회수될수있는유기용매의사용을필요로함. 많은아조염료들은수용액상에서디아조화염과커플러의반응으로제조되고있음. 아조및안트라퀴논염료이외에다른 3종류의염료들은대부분황색을나타내는염료들임. 특히 methine 구조는선명한황색과우수한일광견뢰도를나타내고, Quinophthalone 구조의일부염료는그들의뛰어난일광견뢰도특성과염착성으로인하여유용한색상으로알려져있음. 일련의 o-nitroarylamines 구조의염료는 cellulose acetate와 polyesters - 74 -
전략제품 섬유에대하여우수한일광견뢰도를부여할수있는용도로사용되고, 경제적이지만분자흡광계수가낮은단점이있음. 염료로서쓰이기위해서는다음과같은성질이있어야함. 1 강한색을띨것, 2 견뢰도, 즉제품의제조공정및사용중에다양한화학적 기계적응력에대한내성이있어야함, 3 염료는사용하는매질 ( 대부분물 ) 에녹을것, 4 섬유에흡수되고, 유지되는성질 ( 직접성 ) 또는섬유와결합하는성질 ( 반응성 ) 등임. 색을지닌유기화합물은불포화결합을포함하고있는복잡한구조를가지고있음. 유기화합물이색을띠기위해서는 NO2, N N, C O, C C, C N, C S, N O, N NO 원자단이있어야하며, 이것들을발색단이라고함. 발색단을포함하고있는물질은색원체 ( 色原體 ) 라하고, 색원체에염료로서의성질을갖게하는원자단을조색단이라고함. 조색단에는전자주개로작용하는 -OCH 3, -NH 2, -N(CH 3 ) 2, -NH(CH 3 ) 와전자받개로작용하는 -NO 2, -CF3, -Cl, 그리고고립전자쌍을가진 -OH, -OCH 3, -Cl, -NH 2 등이있음. 색원체는일반적으로아주약한색을띠고있는데이것은분자의콘주게이트된사슬이짧기때문임. 이탄소사슬이천연색소인카로틴처럼길면짙은색이나타남. 합성염료의분자에긴탄소사슬을넣는대신조색단을도입하면파이전자의이동을쉽게할수있고다양한공명구조가존재할수있음. 염료산업이침체의늪에서탈피할수있는유일한돌파구는시장을리드하는새로운기술과응용분야의개발, 환경친화적인무독성제품개발, 섬유이외새로운소재, 즉전자, 바이오및정보분야등에적용가능한기능성색소 / 제품개발, 새로운염색기술에적합한염료개발이유일한대안임. 조명과디스플레이산업에서성장가도를달리고있는 OLED 유기발광재료, 위조지폐방지를위한염료, 인간의질병진단등에응용되는염료등에수요가지속적으로창출될수있음. 전통염료를포함하는정밀화학산업은지식기술집약형산업으로중소기업형태로전문화가가능하며, 고기능성염료개발을통해자동차 조선 IT 산업등의국가주력산업의후방산업으로서의파급효과를기대할수있음. 합성염료는콜타르 (coaltar) 등에함유되어있는벤젠 나프탈렌 안트라센등을원료로하여화학적으로합성제조한염료로, 이들합성염료의수는다양하여콜타르에서얻어지는종류만해도 4,000여종에이르며합성염료는화학구조별로분류하기도하고응용별로분류하기도함. - 75 -
화학소재공정 - 정밀 석유화학소재 - 염료화학소재 나. 범위및분류 ( 제품분류관점 ) 전통적인섬유및산업재중심의기능성염 안료소재뿐만아니라, 염료감응형태양전지용염료, OLED용발광체등의전자 정보분야를포함하는차세대염료소재를모두포함. - 반응성염료 : 내광성이있는선명한염료를모체로하고, 섬유와공유결합을하여염착하는반응기를가지고유기화합물과결합하여된염료임. 반응성염료는면, rayon 과같은셀룰로스섬유에주로사용되지만 Wool, 실크, Polyamide, 가죽류와같은동물성섬유에는가능함. 반응성염료는국내염료생산에 43% 이상을차지하고있는품목임. - 분산염료 : 물에불용성이며비이온성염료로물에분산한현탁액에서폴리에스테르, 나일론, 폴리프로필렌, 아세테이트등의소수성합성섬유를염색하는염료이며, 폴리에스테르와나일론섬유에는전색상모두사용가능하나아크릴구조섬유에는주로파스텔색상만사용됨. 분산염료는국내염료생산량에 38% 이상을차지하고있음. - 형광염료 : 형광염료또는형광증백제로통칭하며, 섬유용으로바람직한조건은무색임, 수용성또는분산액에서섬유에흡수됨. 직물외에종이, 비누, 합성세제, 화장품, 합성수지, 피혁, 도료등에널리응용되어그수요가커지고있음. - 친수성염료 : 직접염료, 산성염료, 염기성염료등 - 소수성염료 : 매염염료, 배트염료, 황화염료, 산화염료, 나프톨염료등 [ 염료화학소재의분류관점의범위 ] 대분야중분야세부제품 염료화학소재 섬유용염료 인쇄 잉크용염료 도료용염료 정보기록매체용염료 ( 형광물질포함 ) 고세탁견뢰도염료, 고일광견뢰도염료, 산자소재용 (PP, PE, PPS, m- 아라미드등 ) 염료, 고기능 UV 흡수제, 스포츠웨어용 ( 고경량등 ) 원단, 자동차내장재 ( 시트용직물등 ), 내화학소재 ( 안전보호복등 ) 원단, 해양용소재 ( 로브, 낚시줄 ) 등 잉크젯용염료, 수용성염료, 불용성염료, 잉크젯용잉크, 수용성잉크, 유성잉크, 전도성잉크, 천연잉크, 형광잉크, 페이스트등 안료 ( 방청 방오등 ), 수송기계용 ( 자동차, 조선등 ) 및건축용도료방청제, 도전재등 Color filter 용안료및 Photo resist, NIR 염료에너지전환용염료, 형광염료, 형광증백제, 유기형광물질, 형광안료, Color filter, Optical filter, 염료감응형태양전지, 인쇄카트리지, 광도전재, 바이오센서, 세탁용세제, 티슈, OLED, 분석시약 ( 공급망관점 ) 전 후방산업의연결고리로타연관산업의고부가가치를창출하고, 전방주력산업의경쟁력을결정하는핵심요소이며, 차세대염료소재개발등의고유원천기술확보여부에따라품질 가격경쟁력의차이발생함. - 76 -
전략제품 [ 공급망단계별주요제품분류표 ] 대분야중분야소재세부부품 염료화학소재 섬유용염료 인쇄 잉크용염료 도료용염료 정보기록매체용염료 ( 형광물질포함 ) 고세탁견뢰도염료, 고일광견뢰도염료, 산자스포츠웨어용 ( 고경량등 ) 원단, 자동차내장재 ( 시소재용 (PP, PE, PPS, m-아라미드등 ) 염료, 트용직물등 ), 내화학소재 ( 안전보호복등 ) 원단, 고기능 UV흡수제해양용소재 ( 로브, 낚시줄 ) 잉크젯용염료, 수용성염료, 불용성염료등 안료 ( 방청 방오등 ) 등 잉크젯용잉크, 수용성잉크, 유성잉크, 전도성잉크, 천연잉크, 형광잉크, 페이스트 수송기계용 ( 자동차, 조선등 ) 및건축용도료방청제, 도전재등 Color filter용안료및 Photo resist, NIR 염 Color filter, Optical filter, 염료감응형태양전지, 료에너지전환용염료, 형광염료, 형광증백제, 인쇄카트리지, 광도전재, 바이오센서, 세탁용세유기형광물질, 형광안료제, 티슈, OLED, 분석시약 따라서, 염료소재의범위는 - 고기능성친환경대응형염료화학소재및이에필요한첨가제를포함하며, - 공급망기준으로기능성섬유, 잉크, 도료, 정보기록매체 ( 형광물질, 태양전지포함 ) 및첨가제를포함하며, - 기술적으로는자동차내장재, 안전보호복 ( 방탄, 내열등 ), 해양용소재, 내열소재, 고경량특수기능의류소재, 인쇄 잉크원료및소재, 각종도료관련원료, IT 융합전도성소재, 친환경섬유제품 ( 의류, 인테리어등 ), 고감성날염제품 ( 의류, 인테리어, 광고등 ), 친환경유 무기안료등의고기능성소재개발이가능한염 안료제조및첨가제의제조기술등. 2. 산업및시장분석 - 환경적측면이나수요적측면에서염료산업은폐수, 폐가스, 폐기물등의유출로인해두통등건강상의각종문제를일으켰으며, 최근환경에악영향을미치는일부아조계염료의생산금지가핫이슈로부각되고있음. - 디지털날염은색상및디자인표현에대한유연성등으로미래첨단기술로평가되고있어, 선진국을중심으로많은연구개발및투자가진행되고있고, 다양한친환경고기능성잉크에대한개발요구와기존제품의성능개선이지속적으로요구됨. - 염료는일정가시광선을흡수또는반사하여고유한색을나타내게하는색소중에서섬유및유사소재에친화성을나타내용액에서섬유로이동염착하여일광, 세탁, 마찰등의환경에적합한건뢰도를지닌색소를일컫는소재임. - 염료감응형태양전지, 액정염료, 디스플레이용색소 (OLED 용발발광체등 ) 등을활용한전자 정보산업 (IT) 과접목가능한기술개발. 가. 니즈분석 염료산업의경쟁력강화전략 시장니즈 1 : 섬유산업의핵심원료인염료화학소재의수출전략화 - 77 -
화학소재공정 - 정밀 석유화학소재 - 염료화학소재 한국의섬유산업은내수및수출시장에서중요한위치를점유하는산업이기때문에섬유산업의핵심원료인염료산업에대한생산과판매수출현황을분석하게된것은경공업즉섬유, 피혁, 제지등의상품가치를향상시키고소비자의소비욕구와선호도증진을위하여염료를사용하여염색이라는과정을통하여소기의목적을달성하게됨. 현재인건비상승으로인해노동집약산업이점차퇴조하고저임금국가로생산기지와시설이이전되어생산원가조성을개선시키는방법을도입시키는중이며이로인해국내의경공업생산기지가공동화되어가고있음. 염료소재는연관산업의고부가가치창출 시장니즈 2 : 전방산업의경쟁력을높이는핵심요소 염료는일정가시광선을흡수또는반사하여고유한색을나타내게하는색소중에서섬유및유사소재에친화성을나타내용액에서섬유로이동염착하여일광, 세탁, 마찰등의환경에적합한견뢰도를지닌색소를일컫는소재임. 이중에서이온성으로물에용해되어섬유등에친화성을가지는색소를염료라하고비이온성의성질을지니며물에불용성인색소또는섬유에대하여염착성이없는색소를 ( 유기 ) 안료라고함. 염료소재는전통적으로흔히봐왔던섬유혹은산업재중심의잉크, 도료, 염료등의기능성소재뿐만아니라전자정보분야를포함하는차세대기능성염료소재를모두포함함. 전자의경우, 이러한기능성정밀화학소재를통해제품의품질을업그레이드할수있으며후자는염료감응형태양전지용염료, OLED 용발광체등의신재생에너지분야, 디스플레이분야같은차세대성장동력분야의고부가가치형신규소재에속함. 이러한염료소재는연관산업의고부가가치를창출하여전방산업의경쟁력을향상시키는핵심요소이며원천기술과같은핵심기술보유여부에따라품질가격경쟁력을결정하게되는매우중요한소재라할수있음. 세계염료시장의지속적인성장 시장니즈 3 : 중국등개도국과의경쟁력확보 세계염료산업시장은 2010년기준 210억달러수준으로매년약 3% 의성장률을보이고있음. 이에비해국내시장은 8% 가넘는성장률을보이며지속적인성장세를보이고있음. 염료와안료의시장현황을각각살펴보면, 현재염료소재는세계적으로 100~110만톤정도의소비를나타내고있으나염료생산국가들이증가하여전세계생산규모는소비에웃도는 110~130만톤으로공급과잉현상을보이고있음. - 78 -
전략제품 1960년대수입품이 80% 이상을차지했던국내염료시장의경우현재국산자급률이 80% 이상을보이며큰기술발전을이루었으나 2005년부터시작된반응성염료 ( 전체염료중약 50% 차지 ) 의주원료 H-Acid와 Para-base 의가격상승및불안정한환율등으로어려움을겪고있음. 한편, 페인트및코팅용안료, 페인팅잉크용안료, 플라스틱안료순으로시장구성을보이는세계안료시장의경우, 연평균약 4% 의성장률을보이고있음. 이는잉크, 페인트, 코팅등의시장규모가커지는것과더불어중국과개발도상국의급격한성장이이루어지는데기인하고있음. 향후이들국가와의차별적인경쟁력확보가필요함. 새로운인쇄및염색기술에적합한염료개발 시장니즈 4 : 디지털날염기술및초임계염색기술등의신규인쇄및염색기술에적용이우수한염료화학소재개발 디지털날염은색상및디자인표현에대한유연성등으로미래첨단기술로평가되고있어, 선진국을중심으로많은연구개발및투자가진행되고있음. - 다양한친환경고기능성잉크에대한개발요구와기존제품의성능개선 ( 안정성, 견뢰도등 ) 이지속적으로요구됨. 최근에개발된새로운타입의용제는환경보호및용제회수가가능한것으로알려져있기때문에비수용성시스템염색기술이가능함. ph 슬라이드제에의한 wool 소재염색, Nylon/spandex 백장오염날염방지날염, PTT 섬유의저온상압날염색, 초저욕비날염, 초극세스크린날염, CO 2 초임계염색등환경및염색성향상을위한신규염료개발의필요성이날로증대되고있음. 염색의질과효율성을높임과동시에에너지절감및염료소비와오염물질배출을감소할수있는생분해성섬유용 (PLA, Tencel, Chitosan, 거미줄, 콩, 대나무섬유등 ) 염료개발이필요함. 친환경적인염료화학소재개발 시장니즈 5 : 친환경분산염료, 반응성염료, 천연염료개발및적용 염료산업은폐수, 폐가스, 폐기물등의유출로인해두통등건강상의각종문제를일으켰으며, 최근환경에악영향을미치는일부아조계염료의생산금지가핫이슈로부각되고있음. - 염 안료산업의지속성장을위해서는친환경염료화학소재개발이시급함. - 79 -
화학소재공정 - 정밀 석유화학소재 - 염료화학소재 자원순환형무한재생자원활용및친환경 인체친화형제품의수요증가, 기호 ( 희소 ) 제품에대한인식전환등에따라천연염료관련제품의수요가지속적으로증가하고있음. 이에따라자연친화성과인체안정성을지닌실용적천연염료관련기술 ( 제품 ) 개발및적용이요구됨. 섬유이외의적용이가능한기능성염료개발 시장니즈 6 : 3T 기술과의융합이가능한신규염료개발 염료감응형태양전지, 액정염료, 디스플레이용색소 (OLED 용발발광체등 ) 등을활용한전자 정보산업 (IT) 과접목가능한기술개발. - 나노크리스탈제어및세포염색등을활용한생명산업 (BT) 접목가능기술개발 - 광촉매응용기술, 기능성나노입자합성기술등을활용한첨단산업 (NT) 과접목가능한기술개발 염료의성능별, 종류별개발 시장니즈 7 : 고기능성염료화학소재개발 난염성소재인특수용도의산업용소재 ( 초고강도 PE, 아라미드, PPS 등 ) 에적합한염안료및조제개발 다양한품질성향에부응하는고색상선명도, 고견뢰도, 저에너지, 고고착률등여러가지성능이복합적으로우수한고기능성염료개발 경제성, 균염성, 오염성 ( 혼방 ), 혼방동색성, 농색성, 작업성, 선명성, 견뢰도, 저에너지, 염착율, 상용성, 재현성이고려된고기능성염료개발 정치 (P) 경제 (E) 사회 (S) 기술 (T) [ 염료화학소재분야의 PEST 분석 ] 구분주요이슈단기 (3 년이내 ) 중장기 (4 년이상 ) 비고 촉진 저해 촉진 저해 FTA로에너지및자원확보강화 환경규제강화로경제블록화 FTA 강화로신산업기회확대 기능화된제품생산으로제조비용과다 상 중 하 상 중 하 상 중 하 상 중 하 수입관세율인하로저가수입물량대량유입 신기술 신물질에대한국내주도의국제표준화노력이필요함. 상 중 하 상 중 하 FTA 로미래의신산업창출기회 상 중 하 상 중 하 새로운시장변화에맞는원천기술요구 촉진 인간중심신성장주도로일거리창출 상 중 하 상 중 하 환경및지구온난화에대응 저해 사회적인간환경중심 상 중 하 상 중 하 친환경적인간접적무역규제강화 촉진 저해 원천기술중요성기술융복합화 고부가특화기술원료다변화 상 중 하 상 중 하 상 중 하 상 중 하 원천소재분야의기술보유노력과투자확대원천기술은여전히선진국에의존적임. - 80 -
전략제품 나. 산업특징및구조 염료산업은 Batch 타입의소규모설비로생산이가능하기때문에대규모장치산업에비해소요되는투자액이작고기호의변화, 경제적요구, 신물질개발등에따라제품화가빠르게이루어져중소기업에적합한산업임. 그러나이런특징들때문에제품의수명주기는짧고이에대응하는신규 R&D가활발히이루어져야하는산업이기도함. 과거우리나라는섬유산업의괄목할만한성장으로염안료산업의발전에큰계기를이루었음. 현재국내에서도국제적흐름에맞추어신물질, 신제품연구개발에초점을맞추는기업이늘어나고있으나여전히다수중소기업중심의범용제품이주를이루고있어국제적경쟁력확보에어려움을겪고있음. 중국, 인도및기타개발도상국에게범용제품의가격경쟁에서밀리고있으며고기능고부가제품에서는일본등에기술력이뒤지고있음. - 우리나라가경쟁력을확보하기위해서는세계염안료시장관련신규시장이계속확대되고기존제품의수요도동시에증가하는현상황을직시하고개발의니즈를파악하여이에따른기술및가격경쟁력확보를위한확실한전략을수립해야할필요성이있음. 염료화학의산업별로보면섬유부분은중국과베트남, 인도네시아, 방글라데시등의국가로이전이활발히진행되고있는관계로수도권섬유산업과대구염색공단등은상당히고전중에있음. 피혁부분도인건비와환경규제즉질소규제로인해이미상당부분이이전되어있거나심각히검토중에있음. 제지부분은점차중국의생산량이증가되고수입이증가하는추세이며가격경쟁에서열세를면치못하고있음. 염료화학은현재전세계적으로저임금노동력을앞세워성장하고있는중국은세계총시장의합성염료가공부분이 50% 선에육박하고있으며향후그이상으로성장이전망됨. 세계적인추세는미국및유럽기업등은아시아에서염료및중간체와원료를구입하고있으며염료생산비율은아시아 75%, 미국 15%, 유럽 10% 로추정됨. 염료시장에관한시장보고서에따르면현재분산염료 (Disperse Dyes) 시장이 30억달러에서 2014년 33억달러로연평균 (CAGR) 3.6% 성장이예상되고있음. - 반응성염료도 2011년현재 17억달러규모의시장을형성하고있으며연평균 3.0% 의성장이예상되어 2014년에는 19억달러규모의시장으로성장할것으로전망됨. 국내분산염료시장은 LG화학이 1977년 AC&CC로부터분산염료기술을도입한이래현재 70여개품목을생산하고있는데최근에는경인합성, 이화산업등도신규참여했고범용제품의경우중국산저가염료에의한잠식이점차표면화되고있는것으로나타남. - 81 -
화학소재공정 - 정밀 석유화학소재 - 염료화학소재 - 특히, 분산염료는수입의존도가높은품목으로일본, 독일, 중국, 영국등 4개나라에집중된경향을보이고있음. 국내염료의경우일부고부가가치제품을제외하면점차국산대체가이루어지고있으나중간체의경우중국, 인디아산이절대적비중을차지하고있음. 최근잉크용안료의수요확대로인하여유기안료시장이성장추세를보이고있으며, 출판 인쇄산업이경기회복에힘입어활기를띠면서옵셋잉크를비롯해잉크수요가큰폭으로늘어나고있으며이러한수요증가는당분간지속될것으로전망하고있음. [ 염료화학소재중심의연관산업구조 ] 후방산업염료화학소재산업전방산업 식품산업, 섬유산업, 화학산업, 철강, 금속, 유리, 고무, 플라스틱산업, 도료등의소재산업, 시험연구 섬유용염료, 인쇄 잉크용염료, 도료용염료, 정보기록매체용염료 ( 형광물질포함 ) 고기능 UV 흡수제, 스포츠웨어용 ( 고경량등 ) 원단, 자동차내장재 ( 시트용직물등 ), 내화학소재 ( 안전보호복등 ) 원단, 해양용소재 ( 로브, 낚시줄 ), 잉크젯용염료, 수용성염료, 불용성염료, 잉크젯용잉크, 수용성잉크, 유성잉크, 전도성잉크, 천연잉크, 형광잉크, 페이스트등, 안료 ( 방청 방오등 ), 수송기계용 ( 자동차, 조선등 ) 및건축용도료방청제, 도전재등, Color filter 용안료및 Photo resist, NIR 염료에너지전환용염료, 형광염료, 형광증백제, 유기형광물질, 형광안료, Color filter, Optical filter, 염료감응형태양전지, 인쇄카트리지, 광도전재, 바이오센서, 세탁용세제, 티슈, OLED, 분석시약등 [ 염료화학소재중심의 SWOT 분석 ] 강점 (Strength) - 고기능성섬유산업의기술보유 - 자동차분야의앞선기술 - 전기및전자산업의최고생산국 - 글로벌경쟁력이우수한전기 / 전자업체들 기회요인 (Opportunity) - 다양한색상의첨단제품수요증가 - 신흥업체의기술력보강필요 - 선진업체의글로벌아웃소싱의증대 - 국내중소기업들의해외판매점유율확대 - 고환율로인한가격경쟁력확보 약점 (Weakness) - 전문화및대형부품업체의부족 - 연구개발투자비용이낮음. - 친환경기술의부족 - 국내최대소비업체인대기업에의존 위협요인 (Threat) - 선진국산업체들의시장선점에의한높은진입장벽 - 국내부품국산화율이낮아짐. - 신흥국 ( 중국, 인도 ) 업체들의해외 M&A 를통한경쟁력증가 다. 시장현황 / 전망분석 세계적인경기불황으로인해중국일부지방에서는생산과운송이 3개월동안중지되기도했음. 이러한상황에서도중국의염료생산및소비는 WTO 가입이후급증하고있음. 이러한수요와공급증가로다수의신규업체들이동산업에진입했으며, 새로운염료개발도늘어나고있음. 중국최대의염료생산지역으로는절강성, 강소성, 상하이, 텐진, 허베이 ( 하북 ) 및산동성을들수있음. - 82 -
전략제품 중국은 WTO 가입이후모든종류의염료생산이증가했음. 2003년반응염료생산량은 9만톤으로전년비 50% 증가했고반응염료의생산증가율은 8종의염료중최고치를기록했으며, 최근수년간최고치를경신하고있음. 생산증가가수요증가를능가하고있고따라서경쟁은더욱치열해지고있음. 자료 : 염 안료화학소재로드맵, 2012; 코참비즈 (www.korchambiz.net) 염 안료관련수출입통계자료 ( 통계청한국염안료공업협동조합 ),2012. 중국의 WTO 가입이후더많은국가들이염료를중국에수출하고있으나아직은아시아국가들이주류를차지하고있고인도, 일본, 인도네시아및스위스로부터의수입이좀더빠르게증가하고있음. 국내의염료시장은글로벌염료기업으로대부분의빅바이어들에게많이알려져있고예전부터바이어들과의접촉이있어왔기때문에바이어들이메이저염료를선호하는경우가많음. 그러나일반적으로가격이높은메이저염료를추천하는것은염료업체들이다양한각도에서영업을진행하고있고소비자성향에맞는염료를개발, 기술적으로뒷받침될수있도록하기때문임. 메이저염료업체들이제공하는컬러칩의경우바이어가추구하고있는트렌드를포함하고있으며새로개발된컬러들은바이어들이신제품개발시간을단축시킬수있게함. 또염료가데이터화되어있고온라인및오프라인상으로이용이가능하고염료업체에서공급해주고있는소프트웨어는완제품을생산하는데편리하게하고있음. 특히염색을여러나라에서진행하고다품종소량생산으로잦은리피트오더를수행하려면재현성이중요한데염료를추천해서각나라별로같은염료를사용하게함으로써재현성문제를크게해결할수있음. 일반적으로 2 3 년전부터문제가돼온메타머리즘문제는아직도국내염료로해결되 - 83 -
화학소재공정 - 정밀 석유화학소재 - 염료화학소재 지않는부분이많음. 또최근밝은색계열의원단오더가많아지는추세에있으며한가지염료로나타낼수없는특이한컬러를요구해오는경우가많아지고있어바이어가추천하는염료를염색업체에다시추천할수밖에없는경우가늘고있음. 약 50년역사를가지고있는국내염료의경우 100년의전통을가진메이저염료산업에비해짧은시간이지만수많은외산염료를국산으로대체해비용절감, 단납기가능등효자역할을해왔음. 대부분의외산염료를국산화함으로써품목에따라최고 10배이상가격이떨어지고물량조달이쉬워국내염업계가염색및섬유산업발전에지대한공헌을한것은부인할수없는사실임. 이와함께국내염료업체들도염색산업의부흥과동반발전하는이상적인수요공급관계를형성해왔음. 자료 : 염 안료화학소재로드맵,2012; 코참비즈 (www.korchambiz.net) 염 안료관련수출입통계자료 ( 통계청, 한국염안료공업협동조합 ),2012. 그러나최근급부상하고있는중국염료산업으로인해국내에유입되고있는중국산염료가많아지고있고분산염료의경우중국산의가격변동과공급상황에따라울고웃어야하는기이한현상도벌어지고있음. 한국산이강세를보이고있는반응성염료도중국에서유입되는경우가늘고있어한국염료업체들은중국과의가격경쟁력에맞서기위해고부가가치제품을생산해야된다고보고있음. 메이저에서판매되고있는염료의가격이비싸지만바이어들로부터염료를추천받고명맥을유지할수있는것은컬러트렌드에대한다양한정보확보와바이어들을만족시킬수있는염료기술력, 글로벌화돼있는회사시스템이뒷받침되기때문임. 이처럼한국염료업체들도가격경쟁을지양하고품질경쟁, 소비자위주제품개발을지향하기위해서는기술개발에집중적인투자와적극적이고새로운영업전략이필요하다고업계전문가들은강조하고있음. - 84 -
전략제품 구분 국내시장 세계시장 년도 [ 염료화학소재시장현황및전망 ] 시장규모 2013 2014 2015 2016 2017 ( 단위 : 억원 / 억달러 ) 성장률 CAGR(%) 섬유용염료 1687 1824 1961 2108 2266 7.5% 인쇄. 잉크용염료 1054 1140 1226 1318 1516 15.0% 도료용염료 843 912 980 1054 1343 27.4% 정보기록매체용염료 632 684 735 791 950 20.1% 국내시장합계 4,216 4,560 4,902 5,270 6,075 15.3% 섬유용염료 89 92 95 95 110 15.8% 인쇄. 잉크용염료 56 57 60 59 75 27.1% 도료용염료 45 46 48 47 60 27.7% 정보기록매체용염료 33 34 36 35 43 22.9% 세계시장합계 223 229 238 236 288 22.0% 자료 : KISTI MARKET REPORT, Vol. 1 Issue 2012, 2009~2013 년예상치기준추정. 한국염안료공업협동조합 (2008-2010),( 염료 5.9% 성장을 2012 년부터추정함 ). 라. 공급망 ( 분류 ) 에따른분석 고기능성및신기능염료소재개발을통해고색상선명도, 고견뢰도, 저에너지, 균염성, 오염성, 작업성, 상용성, 재현성등의성능이질적으로우수한소재와, 난염성소재인특수용도의산업용소재 ( 초고강도 PE, 아라미드, PPS 등 ) 에적합한염 안료소재개발을가장기본적인개발방향으로삼아야할것임. 국내에서는아직, 중금속함량규제와같은환경관련제재가엄격히이루어지고있지않으나유럽을중심으로환경규제가더욱강화됨에따라국내주요수출업체의환경대응제품개발에가속화가이루어져야할것임. 무기안료가친환경적인유기안료로대체되고있는것이대표적인경우라할수있음. 또한기존의인쇄또는염색기술을벗어나디지털날염기술이나초임계염색기술등의신규기술에적용가능한소재를개발해야함. 디지털날염의경우, 색상이나디자인표현이자유로워미래첨단기술로분류되고있으며, 특히소량다품종, 단납기대응, 고부가고감성제품지원이가능한친환경고부가가치기술로주목받고있음. 염료산업은고가능성소재개발을바탕으로친환경적인소재, 디지털날염또는초임계염색에적용가능한소재, 다양한분야를아우르는융복합형소재등의개발을통해중소기업의경쟁력을확보할수있음. - 실제로최근에개발된새로운타입의용제는환경보호및용제회수가가능한것으로알려져있어비수용성시스템염색기술을가능하게함. 생분해성섬유염색에적용가능한재료개발은신기술을통해친환경성에도크게기여할것으로보임. - 85 -
화학소재공정 - 정밀 석유화학소재 - 염료화학소재 세계업체및제품현황 - 비아조계소재개발, 소재생분해특성과인체안정성을가진자연친화성 / 인체친화성천연염료제품개발, 폐수로유입될수있는미염착염료를획기적으로감소시키는신규반응성염료개발, 고염착률분산염료, 피부자극을최소화하는염료소재등의개발이세계적으로진행되고있음. - 섬유제품의친환경화추세와함께 CIBA 스페셜티케미칼즈, 클라이언트, 日本化藥, 미츠이BASF, 수미토모화학, 다이스타케믹스등은환경친화형, 논엘러지형, 에코대응형등의친환경분산염료를개발하고있음. - 반응성염료의화학구조를변경하여염착률및고착률을향상시켜친환경염료를개발하려는노력이세계적으로진행되는가운데다이스타사와시바스페셜티케미칼즈사가이분야에서가장많은연구개발실적을보이고있음. 국내업체및제품현황 - 국내의주요염료업체에는 LG화학, 삼성정밀화학, 도레이신소재, 대림화학, 대한스위스화학, 현대케미칼, 경인양행, 이화산업, 태흥산업, 제이케미컬, 동양화학, 신도리코, 덕성이엔티, 대원화성, 유진케미컬, 삼원산업, 한양유화, 삼신화성산업, 오리엔트화학, 삼보정밀화학, 신오화학, 제일색소공업, 천호염료상사등이있음. - 현재우리나라는범용제품의경우중국, 인도및기타개발도상국에게가격경쟁에서멀리고있으며고기능고부가제품에서는유럽, 일본등의기술력에뒤지고있어국제적경쟁력확보가시급함. - 환경친화적인염료의개발추세와함께섬유의존에서벗어나그응용범위를타연관산업 ( 팩스용감열색소, 프린터용잉크젯트색소등 ) 으로확대하고있으며, 저급염료에서고급염료로발빠르게전환하고있으며, 선진국의전유물이었던분산염료의국내생산이크게증가하는등고부가가치고급기술로생산구조가변하고있음. 그러나염료산업은몇개업체를제외하고는아직도대부분이외형 100억미만의영세업체로남아있음. - 한국은염료화학소재의수출입현황에있어광변색소등이지속적으로수입특화분야로나타났으며, 수출특화분야는 Color Filter 용소재, Black Matrix 용유기색소, 근적외선색소등으로조사됨. - BT,NT,IT의 3T 관련염 안료도시장의흐름과확대측면에서중요한개발방향이되고있음. 세포염색기술, 나노크리스탈코팅등을활용한생명과학접목기술, 기능성나노입자합성기술, 광촉매응용기술등을활용한나노과학접목기술, 염료감응헝태양전지, 액정염료, OLED 발광체같은디스플레이용소재등을활용한전자 정보과학접목기술을통한융합형소재개발은국내염 안료중소기업의경쟁력확대에큰역할을할것으로전망됨. - 86 -
전략제품 공급망단계 [ 공급망분석종합 ] 염료화학소재제조및판매업체 주요내용섬유용염료인쇄잉크용염료도료용염료 주요제품 / 기술 해외기업 국내기업 중소기업참여정도중소기업시장점유정도 스포츠웨어용 ( 고경량등 ) 원단, 자동차내장재 ( 시트용직물등 ), 내화학소재 ( 안전보호복등 ) 원단, 해양용소재 ( 로브, 낚시줄 ) DyStar( 인 ),Kayaku( 일 ), Ciba( 유 ),Sumitomo( 일 ), Toray( 일 ), 듀폰 ( 미 ), Ciba( 유 ), Huntsman( 미 ), Altana( 유 ), Toray( 일 ), Hempel( 유 ),, Akzonobel( 유 ), 후지필름 ( 일 ), 미스비쓰화학 ( 일 ), 이데미츠 ( 일 ), 클라리언트, 바이엘, 호도가야케미컬 ( 일 ), 제일모직, 코오롱, LG 패션, 휴비스, 삼성정밀화학, KCC, DH 홀딩스, 유한킴벌리, 도레이신소재, 대림화학, 대한스위스화학, 현대케미칼, 경인양행, 대영무역상사, 웅진, 이화산업, 제이케미컬, 태흥산업, 기호물산 잉크젯용잉크, 수용성잉크, 유성잉크, 전도성잉크, 천연잉크, 형광잉크, 페이스트 Ciba( 유 ),Sumitomo( 일 ), Toray( 일 ), 요잉크 ( 일 ), 듀폰 ( 미 ), Ciba( 유 ), Canon( 일 ), Toray( 일 ), 후지필름 ( 일 ), 미스비쓰화학 ( 일 ),,Lavipharm( 미 ), 클라리언트, 바이엘, 호도가야케미컬 ( 일 ), CHUGAI KASEI( 일 ), 바스프 동양화학, 삼성전자, 삼성정밀화학, 신도리코, LG 전자, LG 화학, KCC, LG 디스플레이, 조폐공사, 도레이신소재, 대한스위스화학, 도진산업, 덕성이엔티, 보틱스코리아, 평화오일씰, 대원화성, 우성, 유진케미컬, 두성산업 수송기계용 ( 자동차, 조선등 ) 및건축용도료방청제, 도전재등 Sumitomo( 일 ), Toray( 일 ), 요잉크 ( 일 ), 듀폰 ( 미 ), Ciba( 유 ),Clariant( 유 ) Huntsman( 미 ),Altana( 유 ), Toray( 일 ), 미스비쓰화학 ( 일 ), 이데미츠 ( 일 ),Lavipharm( 미 ), 바이엘, 바스프 동양화학, 효성, 신도리코, KCC, 벽산페인트, DH 홀딩스, 삼성전자, LG 전자, 도레이신소재, 대림화학, 대한스위스화학, 현대케미칼, 삼원산업, 지엠티글로벌, 보틱스코리아, 현대캐미컬, 한양유화, 나토상사, 범진산업, 삼신화성산업 정보기록매체용염료 ( 형광물질포함 ) Color filter, Optical filter, 염료감응형태양전지, 인쇄카트리지, 광도전재, 바이오센서, 세탁용세제, 티슈, OLED, 분석시약 DyStar( 인 ),Kayaku( 일 ), Ciba( 유 ),Sumitomo( 일 ), Toray( 일 ), 요잉크 ( 일 ), 듀폰 ( 미 ), Canon( 일 ), Huntsman( 미 ),Altana( 유 ), Toray( 일 ), Hempel( 유 ),, Akzonobel( 유 ), 후지필름 ( 일 ), 미스비쓰화학 ( 일 ), 클라리언트, 바이엘, 호도가야케미컬 ( 일 ), 삼성전자, 삼성정밀화학, 신도리코, LG 전자, LG 화학, KCC, DH 홀딩스, 삼성전자, LG 전자, LG 디스플레이, 도레이신소재, 대한스위스화학, 오영산업, 오리엔트화학, 태흥산업, 가림산업, 삼보정밀화학, 송워칼라, 신오화학, 제일색소공업, 천호염료상사, 태흥화학 참여정도는주요제품시장에참여하는중소기업의참여규모와정도 ( 업체수, 비율등 ) 를고려하여 5 단계로구분 ( 낮은단계 :, 중간단계 (,, ) 높은단계 : ) 3. 기업니즈조사 염료화학소재분야에종사하는중소기업의제품개발현황을조사한결과, 구체적으로다음과같은다양한제품을개발, 판매하고있음. - 섬유및전자재료용염료및안료, 섬유염색용염료 (Unilan, Uniset, Unisol 시리즈 ), 솔벤트염료, 플라스틱착색제, NIR 열차단차단용색소, 자동차시트염료및자외선차단제에사용하는요소기술 또한염료화학소재와관련하여아래와같은기술개발을추진하고있음. - 유기합성기술, 부직포염색용염료개발, 울반응성염료개발, 친환경안료개발, 컬러마스터배치, 프탈로시아닌계고기능열차단색소개발, 일광견뢰도가우수한자동차시트염료 S-triazine의 uv-absorber - 87 -
화학소재공정 - 정밀 석유화학소재 - 염료화학소재 염료화학소재분야의중소기업들은향후다음과같은제품개발계획을가지고있음. - 전자재료용염료및안료, 부직포염색을위한염료, 자동차염료현수준을능가하는색소개발, 친환경안료, 플라스틱착색제 또한염료화학소재와관련하여아래와같은기술개발을추진할계획임. - 친환경유기합성기술, 초극세사염색을위한신규염료화합물개발, 친환경안료개발, 플라스틱착색제 ( 일반실생활플라스틱제품들에착색 ) 4. 요소기술후보군 [ 요소기술후보군 ] 중분류요소기술출처 섬유용염료 인쇄 잉크용염료 도료용염료 정보기록매체용염료 복합소재용염료기술개발냄새저감용 PP컴파운드용염료개발폴리머블렌딩용염료기술내화학소재원단용염료개발난연성이부여된원단용염료개발잉크젯기록용칼라염료제조기술수분산수용성염료개발인쇄잉크토너용염료기술유성잉크용내구성향상염료개발전도성잉크용염료개발색소용유기용매염료기술건축도료용염료개발초내열성절연재용염료개발태양전지필름용염료기술태양전지및반도체적층용고체형염료기술 LCD 전자용염료기술분석시약용염료개발액정표시기기용염료분산조성물제조기술염료감응형태양전지용염료개발 전문가니즈전문가특허특허특허니즈특허전문가특허특허니즈전문가특허특허특허전문가특허특허 5. 핵심요소기술선정 전략제품관련한특허기술의클러스터링을통해도출된요소기술을시장, 무역현황, 기술동향을고려하여, 전문가의합의로요소기술을조정함. - 88 -
전략제품 [ 요소기술조정결과 ] 중분류요소기술출처 섬유용염료 인쇄 잉크용염료 도료용염료 정보기록매체용염료 복합소재용염료기술개발폴리머블렌딩용염료기술난연성이부여된원단용염료개발 잉크젯기록용칼라염료제조기술수분산수용성염료개발전도성잉크용염료개발 색소용유기용매염료기술초내열성절연재용염료개발태양전지필름용염료기술 태양전지및반도체적층용고체형염료기술 LCD 전자용염료기술염료감응형태양전지용염료개발 특허전문가특허 특허니즈특허 특허전문가특허 특허 특허특허 도출된요소기술의범위와수준, 중소기업적합성과시급성등을고려하여요소기술명을보완함. - 선정위원회를통해필요에따라요소기술명칭을일부수정하였고, 중복된요소기술은통합하고반드시필요한기술을추가함. - 염료화학소재는가장많은중소기업이존재하는분야로판단되며, 기본적인염색기반의염료화학소재에초점이맞추어져있으며, 기진행된과제와의중복성은제거하고, 중소기업적합성이매우높은기술들을핵심기술로선정함. 핵심기술선정 - 조정된요소기술과기술 시장 무역동향분석및기업니즈조사결과를기반으로핵심요소기술선정위원회를통하여중소기업에적합한핵심기술선정 - 핵심기술선정은기술성 (10), 시장성 (10), 중소기업적합성 (10), 정책적부합성 (5) 을고려하여평가됨. 기술성은기술성장성 (5), 기술수준 (5) 으로, 시장성은시장규모 (5), 시장성장성 (5) 으로, 중소기업적합성은중소기업참여정도 (5) 및중소기업진입장벽 (5) 을고려하여평가 [ 핵심요소기술선정결과 ] 중분류 섬유용염료 인쇄 잉크용염료 도료용염료 정보기록매체용염료 폴리머블렌딩용염료기술난연성이부여된원단용염료기술 잉크젯기록용칼라염료제조기술전도성잉크용염료기술 초내열성절연재용염료기술태양전지필름용염료기술 LCD 전자용염료기술염료감응형태양전지용염료기술 핵심요소기술 - 89 -
화학소재공정 - 정밀 석유화학소재 - 염료화학소재 6. 로드맵기획 가. 연구개발목표설정 [ 선정된핵심요소기술에대한연구목표 ] 중분류핵심요소기술기술요구사항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 최종목표 섬유용염료 폴리머블렌딩용염료기술 난연성이부여된원단용염료기술 내. 열. 성.(ΔE*ab) 내광성 (ΔE*ab) 색재현율 (%) Pattern profile(angle( )) 내. 열. 성.(ΔE*ab) 내광성 (ΔE*ab) 색재현율 (%) 난연성 ( ) 10.0 이하 6.0 이하 50 90 이하 10.0 이하 6.0 이하 50 180 7.0 이하 5.0 이하 55 80 이하 7.0 이하 4.0 이하 55 200 6.0 이하 4.0 이하 60 70 이하 5.0 이하 3.0 이하 60 250 6.0 이하 3.0 이하 70 70 이하 5.0 이하 3.0 이하 70 250 인쇄 잉크용염료 잉크젯기록용칼라염료제조기술 전도성잉크용염료기술 용. 해. 도.(PGMEA)g/100m 내광성 (ΔE*ab) 색재현율 (%) 감도 (mj) 내. 열. 성.(ΔE*ab) 내광성 (ΔE*ab) 전도성 (Kcal/mh ) 3 6.0 이하 50 90 이하 10 이하 6.0 이하 1013~1014 4 4.0 이하 55 70 이하 7.0 이하 5.0 이하 1013~1012 5 4.0 이하 60 60 이하 6.0 이하 4.0 이하 1012 이하 6 4.0 이하 60 70 이하 10 이하 4.0 이하 1012 이하 도료용염료 초내열성절연재용염료기술 태양전지필름용염료기술 절연성 (Ω/ cm ) 내. 열. 성.(ΔE*ab) 내광성 (ΔE*ab) 용. 해. 도.(PGMEA)g/100m 내광성 (ΔE*ab) 색재현율 (%) 1012~1010 10 이하 6.0 이하 3 6.0 이하 50 1013~1012 10 이하 4.0 이하 5 5.0 이하 60 1013 이상 10 이하 3.0 이하 6 4.0 이하 70 1013 이상 10 이하 3.0 이하 6 4.0 이하 70 정보기록매체용염료 LCD 전자용염료기술 염료감응형태양전지용염료기술 용. 해. 도.(PGMEA)g/100m 내. 열. 성.(ΔE*ab) 내광성 (ΔE*ab) 색재현율 (%) 광 - 전변환효율내. 열. 성.(ΔE*ab) 내광성 (ΔE*ab) 3 10 이하 6.0 이하 50 셀 : 10~11% 모듈 : 7% 10.0 이하 6.0 이하 5 9 이하 4.0 이하 60 셀 : 12~15% 모듈 : 8% 9.0 이하 4.0 이하 6 7 이하 3.0 이하 70 셀 : 15~18% 모듈 : 9% 7.0 이하 3.0 이하 6 5 이하 3.0 이하 70 셀 : 15~18% 모듈 : 9% 7.0 이하 3.0 이하 - 90 -
전략제품 나. 로드맵기획 - 91 -
환경 기능성화학소재전략분야현황분석
전략분야 환경 기능성화학소재 1. 개요 가. 정의및범위 - 정의 : 환경 기능성화학소재는석유화학과정밀화학제품을활용하여기능성과목적성을부여하는제품으로섬유, 필름, 코팅, 포장재료등의고분자 / 섬유화학소재와대기, 수질, 폐기물의처리를위한화학소재및활용제품, 가공, 공정기술을포함하는환경산업소재를말함. 대표적기능성화학소재에는기능성나노필름, 기능성도료, 기능성섬유등이있으며, 환경소재에는바이오플라스틱, 에너지환경소재, 분리막소재등이있음. - 범위 : 기능성필름은 FPD(Flat Panel Display) 관련기능성필름, 반도체 / 기판관련기능성필름, 에너지관련기능성필름, 기타기능성필름으로분류됨. 기능성섬유소재는유기섬유, 재생섬유등의친환경소재, 탄소섬유및유리섬유등의복합소재, 스마트섬유및나노소재섬유등의하이테크소재를포함함. 기능성도료소재기술에는수지, 첨가제, 안료, 용제및기능성원료소재를포함하며, 각기능성소재의제조기술, 성능향상기술, 배합기술등이포함됨. 환경 / 기능성화학소재산업은기능성과목적성을부여하는제품으로섬유, 필름, 코팅, 포장재료등일상용품의구조재료뿐만아니라, 에너지, 환경, 조직공학등의새로운분야로응용이가능한산업임. - 나노필름, 감지용소재, 식품첨가제에생분해성고분자가사용되고있음. - 섬유화학 소재업체들은탄소섬유, 아라미드섬유, 유기발광다이오드 (OLED) 소재등차세대성장사업의생산능력확대와신규투자에박차를가하고있음. - 화학섬유및전자 산업용기능성소재업계가신성장사업투자에속도를내고있음. 고부가가치의탄소섬유, 아라미드등슈퍼섬유를비롯해차세대전자재료, 수처리 ( 멤브레인 ) 등신사업의생산능력확대에초점을맞추고있음. 기능성나노필름소재는용도와방법에따라다양한종류가있지만, 기본적으로 350μm이하정도의두께를가진유연성제품을말함. - 소재의종류및성능에따라범용, 특수그리고내열성필름으로분류되며, 고분자필름은포장지로사용한천연셀룰로오스필름을시작으로열봉합과내수분성을지닌형태로발달하였음. - 내구성, 내한성, 내열성, 투명성, 전기적특성등다양한기능성이요구되는용도에사용하기위해서는필름생산장비의개선과더불어고분자필름의개발이진행되어야함. - 기능성필름의분류방식은다양할수있으나, 기업의기술혁신을통한산업경쟁력제고를위해용도에초점을두고 FPD(Flat Panel Display) 관련기능성필름, 반도체 / 기판관련기능성필름, 에너지관련기능성필름, 기타기능성필름으로분류됨. - 기능성필름에접목되는나노기술이란물질의크기가대략 100nm 이하일때나타나는새로운현상및특성을이용하는첨단신소재기술로정의됨. - 95 -
화학소재공정 - 환경 기능성화학소재 기능성도료 / 코팅제는일상생활용품으로부터 ITㆍBTㆍNTㆍET 및 ST 등분야의첨단기술이융합된신소재로현재와미래에조선, 자동차, 전자, 우주항공, 의료및군수등의산업에필요한특수성및고기능성을갖춘소재임. - 기능성도료소재는표면의마모나부식을방지하는목적으로산업적으로널리사용되어왔으며, 최근에는마찰저항, 내화, 난연, 방열, 차열, UV중합, 대전방지, 항균, 전자파차폐및스텔스등의기능성을가지는재료임. - 기능성코팅제는최근도장 코팅처리기술의발전에힘입어대상물의표면기능을고도화하는것이가능해내구성, 내후성및내식성등의기본기능은물론광학적기능, 전기 전자기능, 기계적기능, 물리적기능, 화학적기능및생물학적기능등피도장물의고부가가치화에공헌하고있음. - 그응용범위는건축 토목재료, 자동차 가전제품, 일용품이나잡화등에의도장, 또반도체나액정디스플레이부자재, 정보통신기기나항공우주산업, 의료분야등의첨단테크놀로지에이르기까지확대되고있음. 에너지환경소재는 21세기유망산업으로대기, 수질, 폐기물의처리를위한화학소재및활용제품, 가공, 공정기술등으로국내의산적한환경현안을해결하고국제환경시장에서경쟁력을강화하기위해매년 1,000억원이상규모로정부및민간부문에서투자가이루어져왔음. - 친환경부품소재육성을통해국내에서친환경부품소재가생산되고경쟁력을갖추었을때그린에너지시스템, 친환경자동차, 고효율가전제품등녹색완제품의생산과확대가국내친환경부품소재산업의생산, 부가가치, 고용창출을유발함으로써전후방산업간동반성장을실현시킬수있음. - 환경소재산업의연구개발, 제품개량측면에서는기능성향상, 신기능부여는물론최근에는특히환경대응이중요한주제가되고있음. 기능성섬유소재는 ITㆍBTㆍNTㆍET 및 ST 분야의첨단기술이융합된신소재로의류뿐만아니라현재와미래에자동차, 전자, 우주항공, 의료및군수등의산업에필요한초경량, 고강도, 고기능성을갖춘소재임. - 첨단기술이융합되어산업용첨단기능성섬유소재수요가확대되고있으며, 각산업분야에서기존소재의대체품으로각광을받으면서섬유산업이소재산업의중심으로부상하고있음. - 기능성섬유소재에는친환경소재, 복합소재, 하이테크소재로구분되며, 신소재개발을위한기술수준이높아지고있어향후고성장할수있는섬유로는나노소재섬유, 탄소섬유, 재생섬유, 스마트섬유등이있음. 광촉매를통한환경개선을위해서가스개질등을위한주요기술로서세라믹멤브레인및촉매활성화물질이사용될것으로기대됨에따라촉매분야에서촉매를지지하고 - 96 -
전략분야 접촉면적을증가시켜촉매의반응효율을높일수있는장점이있는세라믹담체의사용이증가할것으로예상됨. 분리막소재인멤브레인은특정물질을선택적으로분리정제하는기능을가지는세라믹소재로서, 특히내열성, 화학적안정성, 내구성등이우수하여화학공정, 환경정화, 에너지, 반도체산업등에서기체및액체혼합물의정밀여과소재로응용이기대되고있음. - 고효율이온전도체, 메조또는나노필터, 촉매활성물질에사용될것으로기대되는연소공정용세라믹분리막은장 단기적으로제조산업환경개선에큰효용가치를지닐것으로전망되는세라믹멤브레인부품임. - 환경정화용필터소재는알루미나, 규사등의세라믹입자를유리로결합시켜관통세공이있게만든것으로내약품성이우수하고현탁액의분리와액체 기체 분체의여과흡수등이가능한제품을말함. 자료 : LG 화학 [ 환경 / 기능성화학소재산업의연관도 ] 나. 주요제품및공정 기능성나노필름소재는기존의필름에금속나노입자, 탄소나노튜브등나노과학기술을접목하여유기, 무기복합화공정을통해복합소재가제조되고, 소재가전도성, 자외선차단, 내열성, 이형, 강화성, 항균성등고기능성이요구됨. 특히, 전도성필름은우수한전기적특성과높은투과도를지니고있으며, 환경안정성및유연성이뛰어난제품으로탄소나노튜브투명전극후처리공정기술로스마트폰터치패널, 투명전극, 플렉시블 - 97 -
화학소재공정 - 환경 기능성화학소재 디스플레이, 정전기방지필름및전자파차단필름, 전자종이, 전자제품등에적용되고있음. 또한, 최근 3D 영화스크린과접어서사용할수있는컴퓨터등에신소재나노기술인그래핀이활용되고있음. - 접착제의고착화성질을방지하여활용성을높인실리콘시트지, 수술하기에는시간과비용이많이드는상처에치료를목적으로사용되는항균성이뛰어난의료용필름도개발되고있음. - 소재의종류및성능에따라범용, 특수그리고내열성필름으로분류되며, 고분자필름은포장지로사용한천연셀룰로오스필름을시작으로열봉합과내수분성을지닌형태로발달하였으며그사용량이증가하고있음. - 내구성, 내한성, 내열성, 투명성, 전기적특성등다양한기능성이요구되는용도에사용하기위해서는필름생산장비의개선과더불어고분자필름의개발이진행되어야함. 기능성코팅제는최근도장 코팅처리기술의발전에힘입어대상물의표면기능을고도화하는것이가능해내구성, 내후성, 내식성등의기본기능은물론광학적기능, 전기 전자기능, 기계적기능, 물리적기능, 화학적기능, 생물학적기능등다종다양한기능을부가하는것이가능해져, 피도장물의고부가가치화에공헌하고있음. - 기능성코팅제의원소재는수지 (resin), 용제, 첨가제등의전색제 (vehicle) 와안료및염료등이며, 기능성도료소재로는기능성고분자, 기능성세라믹, 형광제, 개시제, 중합금지제, 유기금속폴리머, 전도성물질, 전자파차폐재, 나노카본, 단열, 내열, 난연및방염소재, 무기 / 유기항균제, 기능성첨가제등으로나누어짐. 최종제품으로는친환경도료, 세라믹도료, 광 / 전자기능도료, 열적기능도료, 물리 화학적도료, 전기 / 전자, 조선, 자동차, PCM(Pre-Coated Metal) 등의용도별기능성도료등이포함될수있으나, 주요 4대도료소재인친환경도료, 세라믹도료, 광, 전자및열적기능도료, 물리 화학적도료기술로한정함. 기능성섬유소재는원소재인생사, 섬유사, 연사, 끈, 망및기타제품, 각종원사로직조나편조물, 각종섬유사, 직물및편조물, 직물제품등을염색, 표백, 가공, 직물의도포, 삼투, 경포, 방수및기타처리활동, 각종의류와장식품제조, 펠트 (felt), 부직포, 제면및기타섬유제품제조등이포함되며대표적으로원사, 직물, 염료 / 안료등으로나누어짐. - 고기능신섬유소재가운데대표적인것으로는탄소섬유와나노섬유등이있으며, 탄소섬유는자동차부품등고강도내열성소재에이용됨. - 스마트섬유의주요응용분야에는스포츠 / 레저섬유제품, 의료 / 건강섬유제품, 환경용섬유제품, 디지털섬유제품등 4개영역이있음. - 기능성섬유소재로는기능성고분자섬유, CNT(Carbon Nano Tube), 유기금속폴리머, 전도성물질, 전자파차폐재, 각종형광소재, 단열, 내열, 난연및방염소재, 무기 / 유기항균제등으로나누어짐. - 98 -
전략분야 - 세부제품으로는유기섬유, 생분해성섬유, 재생섬유, 탄소섬유, 유리섬유, 스마트섬유및나노섬유등이포함될수있으나, 주요 4대섬유소재인재생, 탄소, 스마트및나노섬유기술로한정함. [ 기능성섬유소재산업의연관도 ] 에너지환경소재는고유가와온실가스최소화에의해중요성이크게부각되고있으며, 기능성화학소재산업의환경적측면에서의부정적인식을제거하기위한친환경, 고효율화기술임. - 에너지변환및저장소재로서리튬이온전지분리막, 태양전지전해질, 저온형고분자연료전지멤브레인및촉매등의합성기술, 초다공성소재를이용한수처리기술및가스센서의감지전극등의기술이개발되고있음. 환경소재로서바이오플라스틱은사용이끝난후미생물에의해물과이산화탄소로분해되는 생분해성플라스틱 ( 천연자원또는석유로부터제조 ) 과바이오매스를구성성분으로하는 바이오매스플라스틱 ( 식물재생가능유기자원으로부터제조 ) 을총칭하는환경친화형플라스틱임. 환경소재로서분리막의제조및공정기술은고순도, 고기능성물질의제조와지구환경보호등의사회적요구에따라서간단한실험실적규모로부터산업분야의대규모공정에이르기까지광범위하게응용되고있음. - 99 -
화학소재공정 - 환경 기능성화학소재 [ 주요제품분류표 ] 대분류중분류세부제품또는기술 기능성필름소재 기능성섬유소재 기능성도료소재 환경소재 나노필름 - 초박판필름제작, 나노스케일필름제작, 폴리이미드필름 - PFD 관련기능성필름 - 바이오센서, 에너지변환센서, 온도, 압력, 자동문센서 반도체 / 기판관련기능성필름 - 대전방지필름, 이형필름, 드라이필름등 에너지관련기능성필름기타기능성필름 탄소섬유 재생섬유 스마트섬유 나노섬유 광및열적기능도료 세라믹도료물리화학적도료 에너지환경소재 분리막소재 바이오플라스틱 - 윈도우필름, 전해질막, 태양전지보호필름등 - 항균필름, 생분해성필름등 - 무기체계의핵심소재, 의료용 CT장비, 로봇용부품, 항공, 풍력발전기기, 자동차부품등 - 환경보존및정화, 환경개선에사용, 생분해성, 환경보전을위한정제및분리회수 - 엔터테인먼트의류, 헬수케어및스포츠의류, 인테리어제품, 특수용도융합제품등 -VOC제거필터, 바이오캐미칼소재, 수소저장재료, 바이오센서, 약물전달시스템, 연료전지전극, 발광소자, 디스플레이용등 - 친환경형도료 ( 수계에멀션도료, 분체도료, 수용성수지도료, 광촉매코팅재, 위생항균도료, 저오염증방식도료, UV/EB 경화형도료등 ) - 전기전자기능도료, 광학적기능도료, 열적기능도료 - 형광도료, 절연도료, 전자파차폐도료, 내열도료, 대전방지도료, 고반사율도료 - 비점착도료, 이형도료, 내열도료, 세라믹윤활도료, 오염방지도료, 불연 / 난연도료 - 초후막도료, 선저방오도료, 고내후성도료, 자가수복도료, 수중경화도료 - 리튬이온전지분리막, 태양전지전해질, 저온형연료전지멤브레인등의고분자합성기술, 초다공성소재를이용한수처리기술및가스센서의감지전극, 파워브레인 ( 모터, 인버터, 컨버터 ), 충전인프라 ( 스마트그리드 ), 배터리 - 정밀여과막, 역삼투압및한외여과막의응용제조, 식품, 생물분야, 수처리산업 - 고도의분리기능갖는막모듈산업, 일반정수장, 실험실, 공업용수산업 - 생분해성이우수한친환경플라스틱 - 바이오매스유래의이산화탄소저감이가능한바이오매스플라스틱 2. 산업현황분석 - 기능성나노필름산업분야는기술집약적인산업에해당되며, 나노관련기술및부품소재기술등을기반기술로하는 Fusion 기술분야산업으로다양한분야에활용도가기대되므로과감한투자와선진기술과의협력으로코스트다운및제품경쟁력확보가관건임. - 기능성나노필름분야는대기업과중소기업이혼합되어사업을펼치고있는영역으로기능성필름의수요증가로시장이지속적으로증가하고있으나, 선진국산업체들의시장선점에의하여높은진입장벽을형성하고있음. - 기능성섬유소재는 IT, NT, BT 등의기술과접목하여고효율, 고기능, 고성능화, 고감성, 친환경성, 저가화, 고신뢰성, 웰빙및고급패션화섬유소재의개발에대한요구가증가하고있음. - 기능성섬유소재산업은기술및자본집약적인산업이며, 특히원재료의가공측정기술과기능성및디자인적용등이중소기업주도의산업특성이존재함. - 국내의도료생산기술과 ET, IT, NT, BT 기술을접목하면기능성도료에대한다양한어플리케이션을개발할수있을뿐만아니라가격경쟁에있어서도유리한위치를점할수있음. - 기능성도료소재산업은기술및자본집약적인산업이며, 수요자의요구에따라다품종소량생산이가능하며, 특히원재료의합성, 배합기술과기능성부여및적용이중소기업주도의산업특성이존재함. - 100 -
전략분야 가. 환경분석 (1) 정치적 (Political) 측면 환경 / 기능성화학소재산업은국가간 FTA로인하여교역환경이지역간, 산업간무한경쟁체제로급변하고있어무관세저가제품의국내시장유입에따라경쟁의심화와함께환경및기능성화학소재의기술경쟁력, 기술차별성, 제품군다양화가제품의시장지배력을결정하는계기가됨. - 국가간 FTA는저가의수입물량이대량유입될수있는반면, 높은기술력으로차별화된국내기능성화학소재제품들은세계시장에서의점유율을높이고고부가가치제품군을더많이확보할수있음. 기능성화학소재제품의주원료인원유가격은고유가로고착화될가능성이높음. - 석유를포함한산업자원의지배권확보에대한국가간경쟁이고조되고있으며, 자원무기화에따른원자재가격의고공행진이지속될것으로예상됨. - 고유가는세계경제성장률을잠식하면서화학제품의수요둔화요인으로작용하는동시에, 전방산업의재고수준을낮추는효과를나타낼것임. 친환경도료개발의대표적인분야는해양생물부착을제어하는선박외판용방오도료와용제를물로사용하는수용성또는무용제형도료분야로확대되고있으나, 국내기술은아직까지핵심기술개발및적용기술의부재로인하여현장에서의적용활성화가미비한상황임. 촉진요인 국내기술의독자기술확보로기존의기술제휴에따른해외기술료지불의국익손실을최소화할수있고, 국제경쟁력확보로국익극대화가가능해짐. - WTO 체제의가속화와주요국가간의 FTA 체결에따른교역환경의변화는저가물량의국내시장유입에의한내수경쟁의심화와함께세계시장에있어서기술경쟁력이제품의시장지배력을결정하는계기가될것임. - 국내기능성화학소재산업은 FTA 체결에따른낮은수입관세율로인하여저가의수입물량이대량유입될수있는반면, 기술적차별성등의확보를통하여중국시장진출이유리해질수있음. 세계 1위국내조선산업에서적용하고있는 90% 이상의중방식도료는대부분수입에의존하고있은실정이며 ( 약 6천억원, 2008년기준 ) 중국과일본대비경쟁력강화를위한도장선진화기반마련필요성이대두됨. - 101 -
화학소재공정 - 환경 기능성화학소재 도장분야에서중국일본조선산업과의차별화된경쟁력확보를위해서는친환경적이며고성능, 고기능성의도료를국내기술로개발하여, 원천기술을확보하는것이중요하며이러한차별화된성능을통해고객의품질만족을극대화하는것이우선임. 저해요인 전세계의도료시장은도장재료의고기능화, 활용성의확장을위한혁신기술개발, 가격절감기술의개발을통한고부가가치형산업으로재편이요구되고있음. 또한각종환경규제에부응하는도료즉 VOC 규제에따른불휘발분, 무용제형도료개발, 독성에따라 tin-free, lead-free, tar-free 등의친환경고기능성도료개발에초점을맞추고있는상황임. 환경규제로인한무역장벽강화및에너지다소비업종에대한존멸위기감의확대에따라급성장하는환경기술과신재생에너지, 청정에너지기술을기반으로하는그린기술및녹색성장추진등다각적인검토가요구됨. 대부분물리화학적기능성도료제품들이기존의부품소재를대체해야하기때문에기술개발이후제품화에요구되는신뢰성평가등과같은긴적용시간이요구됨. (2) 경제적 (Economical) 측면 기능성필름의세계시장은 2012년약 7조 3151억원으로추정되며, 연평균 14.2% 로성장하여 2016년 9조 2801억원수준에이를것으로전망되며, 국내시장은전세계시장의약 26.1% 를차지하고있음. 전반적인나노필름산업을분석한결과중소기업기술개발지원이우선시되어야할분야는반도체 / 기판관련기능성나노필름분야인것으로나타남. 기능성섬유소재의수요가지속적으로확대되어세계시장이연평균 11.4% 의성장이예상되며, 스마트의류시장은 2015년 1963억달러규모가될것으로전망됨. 섬유산업의기술혁신에서핵심분야를이룰것으로예상되는지능형섬유의개발과 IT분야와의기술융합을추구하는한편삶의질향상과관련된건강, 스포츠레저섬유및메디컬섬유등고부가가치분야에의기술혁신이중요함. 기능성도료소재시장의확대에따라기능성소재의수요가지속적으로확대될전망이며, 세계의도료소재시장은 2012년 619억달러로추정되며, 연평균 9.8% 의성장으로 2016년에는 900억달러에도달할것으로예측됨. 해외의개발동향은내절연성, 고내열성, 항균도료, 전자파차단도료등고기능성분체도료개발에주력하고있으며, 환경문제가부각되면서국내외적으로친환경도료제품에대한환경기준이강화되고있음. - 102 -
전략분야 촉진요인 한-미 FTA, 한-EU FTA 등국가간의교역환경변화는기능성화학소재산업의교역이더욱활발하게이루어질수있는환경적변화의추세로서고부가제품의수요를창출할수있는요인이되고있음. 최근의국가간환경변화는새로운기술의창출과제품의고도화를요구하고있을뿐만아니라수요자에대한욕구를충족시킬수있는여건이더욱성숙되어가고있으며, 수요자의욕구가다양화, 고급화되고있는추세임. 기능성대전방지도료는정전기위험으로부터보호가요구되는즉, 고도의청정도가요구되는반도체생산과조립공장, 컴퓨터실, 방송실, 수술실및전자부품공장등과같은정밀산업현장에도장하며특히내마모성, 부착성및내약품성등이요구하고있으며신규및보수도장에널리사용되는계기가되고있음. UV경화소재는열경화성수지나잉크에비해공해문제가없다는점에서도장, 인쇄등여러산업에사용될뿐만아니라, 경화후의접착강도, 광택, 내마모성, 광택, 표면경도등여러가지우수한물성때문에여러분야에서매년 15% 이상응용이늘어나고있음. 저해요인 핵심소재및원료의국산화율이낮아대일무역의존도가더욱깊어질수있음. - 핵심소재의국산화, 국내수요기업간의공생발전프로그램, 핵심기술보유중소기업간의상생전략등이요구됨. - 대기업의과감한투자가필요하며, 지역사회의배려와관심이절실함. 환경보존및정화, 환경개선에기여하는소재로제조과정에서 CO 2 발생량을 30% 줄이는것은물론석유자원사용을줄이고에너지발생량을감소시킬수있는기술개발이요구되고있음. 기존기능성화학소재산업의경쟁력을환경적요소와결합해시장을만들어내는시너지효과창출을높이며, 단축기술및에너지절감기술및공해물질저감기술개발이요구되고있음. 시장이아직협소하고원료공급을해외에의존하고있으며인증기관들이선진국에집중되어있어이를획득하는데많은비용이소요되는문제점이있으므로가격의인하에대한관심이높음. - 103 -
화학소재공정 - 환경 기능성화학소재 (3) 사회적 (Social) 축면 전세계적으로배출되는대기오염원의일종인휘발성유기화합물 (VOC) 배출량에대한국제적인환경규제가진행중이며이러한환경규제를극복하기위한기술개발이전세계적으로중요한이슈임. 이를극복하기위해수용성도료가개발되었으나겨울철저온에서의건조성능이떨어지고난연성, 내후성능등기능성이없어적용이미미한실정임. 환경 / 기능성화학소재분야는지구온난화, 기상이변등으로녹색기반저탄소산업구조로의전환요구가강해지고있음. - 기후변화에대응하는친환경공정, 에너지고효율화, 청정원료의다변화등에이어최근에는이산화탄소를포집하고재활용하는공정까지제품이확대되고있음. - 환경및에너지문제를해결하는태양전지, 연료전지와같은에너지저장장치및신소재의개발로저탄소녹색성장을견인할수있음. 국내외적으로강화되고있는지구온난화관련규제및환경오염관련환경규제대응 ( 교토의정서, 수도권대기관리법, 대기환경보전법등 ) 또한매우절실함. 생산기술의발전, 고강도 / 고탄성률등의고성능추구, 심미성의추구, 마이크로추구와가공기술, 기능성섬유그리고환경대응등임. 향후전개방향으로서중요한것은새로운관점에서미래에대응하는것임. 단순히기존섬유의응용보다도타산업분야와융합하는복합기술로의발전이바람직함. 촉진요인 섬유분야의기술혁신과함께 IT, NT, BT기술과융합 발전하면서고기능, 고성능, 고감성기능성섬유소재개발기술에대한요구가증가하고있음. 웰빙트렌드와라이프스타일의변화, 의류기술융합형의기능성섬유에대한관심및수요가증가하고있음. 섬유융합산업은단순생활 의류개념에서벗어나지식, 문화, 서비스가접목된정보생 활필수품으로유비쿼터스디지털라이프스타일을제공함으로써신규비즈니스모델및고부가가치화창출기회가되고있음. 기능성섬유는 3차원스캐너로소비자의인체를계측한후맞춤의복을제공하거나, 인물및복장표현방식의개발, 의복착용감평가시스템, 정보수집의류의개발, 인텔 - 104 -
전략분야 리전트어패럴 CAD 개발과고속네트워크에의한생산, 유통, 소비시스템에의응용등의기술개발을적극추진하고있음. 저해요인 기능성화학소재산업은환경호르몬의배출로부정적인식이강해무역규제및원재료사용의제한이강화되고있고, 기본적인공장설립도시민단체및환경단체등의반발로점점더어려워지는실정임. 대부분기능성섬유제품들이기존의부품소재를대체해야하기때문에기술개발이후제품화에요구되는신뢰성평가등과같은긴적용시간이요구됨. 기능성화학소재사업은환경보존및정화, 환경개선에기여하는소재로제조과정에서 CO 2 발생량을 30% 줄이는것은물론석유자원사용을줄이고에너지발생량을감소시킬수있는기술개발이요구되고있음. 기존도료와도장산업의경쟁력을환경적요소와결합해시장을만들어내는시너지효과창출을높이며, 단축기술및에너지절감기술, 공해물질저감기술개발이절실히요구되고있음. (4) 기술적 (Technological) 측면 기능성도료소재는향후 FTA에대응할수있으면서, 중장기적으로국제경쟁력이있고, 기술적파급효과가크면서핵심기술개발에국가적차원의산 학 연협력개발이필요한 21세기기능성도료소재라는점에서기술개발이요구됨. - 선진국은대형화및제품전문화로경쟁력을점차강화하고있으며, 중동은원가경쟁력 대규모설비투자로신흥메이저로부상하고있고중국은선진국과합작투자로자급률상승에매진하는등경쟁패러다임변화가극심한실정임. - 환경규제에따른수출제약, 탄소세의부과등에따른생상비용의증대및에너지자원의무기화에따른독점화추세등에대응하기위해서저비용고효율화가요구되는현실에서, 글로벌경쟁력을확보하기위해서는핵심원천기술로서녹색공정기술의확보가필수적임. 스마트폰터치, 투명전극, 디스플레이, 전자제품등전도성을활용한신기술제품이요구되고, 국가가제도적으로이의발전을위한여건이조성되고있으며, 정부주도의신성장동력기획단과같이범정부차원의움직임이이루어지고있음. 기능성나노필름산업은신성장동력으로선정된바있어산업의수요를견인할것으로전망됨. - 105 -
화학소재공정 - 환경 기능성화학소재 나노소재기술의발달로새로운첨단신소재소재의연구가활발하고있으며, 나노금속입자분산계의안정화기술, 탄소나노튜브를이용한공정과정을통해투과성과전도성을동시에갖는다기능성제품의수요가늘어나고있음. 전세계적으로자원고갈로녹색성장기술을발전시키는추세에의거전도성이영구적인신소재개발은지속되어야하며, 가격절감, 기술의개발을통한고부가가치형산업으로높이평가되어야함. 특수전도성나노필름을사용했을때, 인체에해로운뜨거운태양열 ( 자외선 ) 의차단과스마트폰의전자파차단효과를얻을수있고, 자동차의열선없는유리등에적용함으로써환경보존및환경개선에기여하는친환경적소재로에너지발생량을감소시킬수있음. 촉진요인 기능성화학소재산업은현재국내에서는과거제품생산위주의산업환경을탈피해고부가가치산업으로서공해문제가없다는점에서신소재저탄소녹색성장효과를얻을수있음. 기능성화학소재원료대부분을해외에의존하고있는국내현실에서에너지관련기능성필름의원천기술확보는매우중요하며, 내열성능과대체에너지기술확보를통하여시장다변화를추진하면가격절감의큰효과를기대할수있음. 기능성화학소재산업은자동차, 건물, 생활용품등다양한분야에서활용도가크며, 우수한기능성확보와시장다변화를통하여가격절감을유도하는것이중요하며, 향후국가산업발전동력의하나로서그응용분야가다양할것으로사료됨. 저해요인 시장이아직협소하고원료공급을해외에의존하고있으며인증기관들이선진국에집중되어있어이를획득하는데많은비용이소요되는문제점이있으므로가격의인하에대한관심이높음. 중요기능성원료대부분을해외에의존하고있으므로원천기술확보가중요하며우수한불연기능, 내열성능등의확보를통하여시장다변화를통하여가격절감을유도하는것이중요함. - 106 -
전략분야 기술집약적사업의생산성및가격경쟁력향상과직결된원천소재분야의기술력보유노력과투자가더욱필요함. 전세계적으로기능성화학소재산업의제조공정은환경문제와관련하여지구온난화및환경오염의주범으로인식되고있음. 정치 (P) 경제 (E) 사회 (S) 기술 (T) [ 환경 / 기능성화학소재분야의 PEST 분석 ] 구분주요이슈단기 (3 년이내 ) 중장기 (4 년이상 ) 비고 촉진에너지및자원확보 상 중 하 상 중 하 저해 촉진 저해 환경규제강화경제블록화 무역개방주의강화신산업기회확대 기능화된제품생산으로제조비용과다 상 중 하 상 중 하 상 중 하 상 중 하 상 중 하 상 중 하 수입관세율인하로저가수입물량대량유입 신기술 신물질에대한국내주도의국제표준화노력이필요함. 미래의신산업창출기회 새로운시장변화에맞는원천기술요구 촉진 녹색성장주도일거리창출 상 중 하 상 중 하 지구온난화에대응 저해 사회적인간환경중심 상 중 하 상 중 하 간접적무역규제강화 촉진 저해 원천기술중요성기술융복합화 고부가특화기술원료다변화 상 중 하 상 중 하 상 중 하 상 중 하 원천소재분야의기술보유노력과투자확대 원천기술은여전히선진국에의존적임. 나. 산업특징및구조 (1) 산업의특성 환경 / 기능성화학소재산업은특정한기능성제품을생산할수있도록설계, 제작이가능하므로수요자의요구에따라형태가다양한단품소량수주생산이가능함. 기능성도료제품의수명이고객의구매욕구다변화로짧아지면서다품종소량생산방식에맞추어개발되고있음. 개발기간단축, 원가절감을위한공정개선이필요함. 기능성나노필름산업은 FPD(Flat Panel Display) 관련기능성필름, 반도체 / 기판관련기능성필름, 에너지관련기능성필름및기타기능성필름으로구성됨. FPD 관련기능성필름부분의경우, 대학이나공공연구소및대기업등의기초연구결과를토대로중소벤처기업들이제품을제작, 판매하는형태가주류를이루고있는상황임. - 에너지관련기능성필름부분의경우, 거의대부분이대기업에의해사업이영위되고있는것으로나타남. 윈도우필름의경우상당부분이중소기업에의해시장이운영되고있는데이는제품개발이상당부분오래전에이루어졌기때문에기술적노하우가 - 107 -
화학소재공정 - 환경 기능성화학소재 공개된경우가많을뿐만아니라타제품에비해제품의성능으로인한위험부담이상대적으로낮기때문인것으로분석됨. - 기타기능성필름부분의경우, 대기업과중소기업이혼합되어사업을펼치고있는영역으로나타나고있음. 생분해성필름의경우수요에대한기대는높은편이나상용화단계에있어실제성능의입증등다양한기술적문제가존재하여가시적시장확대는더디게진행되고있는상황임. 기능성섬유소재산업은기술및자본집약적인산업이며, 특히원재료의가공측정기술과기능성및디자인적용등이중소기업주도의산업특성이존재함. - 기능성섬유는당분간공급부족과기술력차이때문에고부가가치사업으로급성장하겠지만, 현재와같이경쟁적으로투자가이뤄진다면폴리에스터나스판덱스처럼과잉공급으로인한가격하락등의부작용과함께기업구조조정도불가피할전망임. - 후방산업에속하는원사, 기능성섬유소재, 가공기술및처리기술등은기술종속성이너무크고로열티부담이가중되어국산화잠재력이큰분야이며, 타산업과의융복합적인경쟁력이있어야대외기술우위를점할수있는산업임. 기능성도료소재산업은기술및자본집약적인산업이며, 특히원재료의합성, 배합기술과기능성및적용등이중소기업주도의산업특성이존재함. 선진국은원천기술특허확보, 대규모설비투자를통한제품경쟁력확보, 중국과합작투자를통한제품단가인하등을통해외부경쟁이심해지고있는바, 무엇보다핵심원천기술의중요성이더욱강화되고있음. 따라서장기적인안목에서차세대를대비한친환경분야의기술개발노력과투자가이루어져야하고환경규제에따른유해물질의사용제약, 보호무역성격의탄소세부과, 에너지자원의무기화에따른대체소재개발의현실적상황등은청정녹색기술기반의도료소재공정의신기술확보가더욱절실해지고있음. 기타후방산업에속하는수지, 기능성도료의원료, 합성 / 배합기술등은기술종속성이너무크고로열티부담이가중되어국산화잠재력이큰분야이며, 타산업과의융 복합적인경쟁력이있어야대외기술우위를점할수있는산업임. 기능성도료소재산업은독자적인산업군으로발전할뿐만아니라관련산업과연계하여발전하므로전후방산업을연계시키는매우중요한교량역할을하고있음. (2) 산업구조 FPD 기능성필름분야의국내대표업체는 LG화학, SKC, 한화, 삼성전기, 코오롱, 에이스디지텍, 신화인터텍, 미래나노텍, 나노켐텍등이있고, 이분야는시장규모가클뿐만아니라초기개발비용이매우크므로대기업이상당부분을차지하고있음. 확산필름의경우 SKC는국내의국산화정책지원에힘입어점유율이증가하고있음. 전도성필름의경우시장에서나노켐텍등중소기업도시장에서안정적성장을보임. - 108 -
전략분야 에너지관련기능성필름분야의해외대표업체는듀퐁, 아사히유리, 아사히화성, JSR, 도레이등이있음. 전해질막부문에있어아사히유리는 2004년에기존업계표준인듀퐁의나피온막보다 5배이상내구성을갖춘막을개발하였고, 막-전극접합체 (MEA) 도개발하여전압저하를종래의 1/20 수준으로까지낮추는데성공하였음. 기능성화학소재산업은독자적인산업군으로발전할뿐만아니라관련산업과연계하여발전하므로전 후방산업을연계시키는매우중요한교량역할을하고있음. - 후방위산업으로는금속나노입자, 필름, 원사, 직물, 안료 / 도료, 섬유처리기술, 도장기술, 분리막기술등관련산업이있음 - 전방위산업으로는전기전자, 반도체, 자동차 / 조선, 연료전지, 여과막, 의료등대부분산업과연관되어있어파급효과가큼 기능성화학신소재는나노필름기술, 감지용소재기술, 식품첨가제기술등에연계되어있으므로신소재의연구및개발에매우중요한역할을담당하고있음. - 정밀화학소재의경우, 나노복합소재추출분리기술, 소재막분리및상분리기술, 신소재합성미반응물제거기술부분과연계 - 환경화학소재의경우그린에너지소재기술과연계 기능성화학소재의경우대부분제조업에서참여하고있으므로대기업인석유화학회사, 삼성, LG가중심을이루고있으며거기에해당되는중소기업들은대기업의시스템에결정되는제품이나공정을제공하고있는형태임. 후방위산업환경 / 기능성화학소재산업전방위산업 - 탄소나노튜브, 금속나노입자, 수지, 필름, 염료, 첨가제, 이형제, 실리콘 - 원사, 직물, 안료 / 염료, 기능성소재, 폴리머, 가공기술, 섬유처리기술 - 폴리머, 첨가제, 안료 / 염료, 전색제, 분체, 배합기술, 도장기술, 경화기술, 수계에멀젼도료, 분체도료, 저오염증방식도료, 전자파차폐도료등 - 리튬이온전지분리막, 태양전지전해질, 저온형연료전지멤브레인, 초다공성수처리기술, 생체진단기기술등 - 기능성필름소재산업전도성필름, 대전방지필름, 이형필름, 윈도우필름, 항균성필름, 생분해성필름등 - 기능성섬유소재산업기능성섬유제조기술, 탄소섬유, 스마트섬유, 나노섬유, 친환경섬유, 나노섬유, 생분해성섬유, 에코섬유등 - 기능성도료소재산업기능성소재, 도장기술, 기능성도료제조기술, 친환경도료, 물리화학적도료, 세라믹도료등 - 환경소재산업에너지환경소재, 생체바이오소재, 분리막소재, 바이오플라스틱소재, 친환경도료 - 전기전자, 반도체, 자동차, 디스플레이, 스마트폰, 터치스크린, 에너지변환, 건축, 의료기기, 식품포장재, 전도성필름등 - 기능성의류, 패션디자인, 생활용품, 자동차, 생활자재, 토목및건축재료, 군사및의료시스템 - 자동차, 조선, 전기 / 전자, 생활용품, 주택, 토목및건축재료, 군사및의료시스템 - 연료전지, 태양전지, 정밀여과막, 역삼투압및한외여과막, 식품, 생물분야, 친환경플라스틱, 극한환경용소재 [ 환경 / 기능성화학소재중심의연관산업 ( 전후방산업 ) 구조 ] - 109 -
화학소재공정 - 환경 기능성화학소재 [ 환경 / 기능성화학소재산업의공급망분석및주요업체 ] 주요업체 주요내용 ( 설명 ) 대기업 중소기업 기능성화학소재산업 - 기능성합성수지, 섬유, 고무, 필름등 - 고분자복합체, 특수첨가제, 나노소재등의기능성소재 - 기능성센서소재기술 - 기능성탄소섬유, 나노탄소소재기술, 나노필름기술, 감지용소재기술, 전도성필름등 - 기능성도료소재 LG 화학, SK 에너지, 삼양사, KCC, 대한유화, 제일모직, 효성, 코오롱인더스트리, 태광산업 위스컴, 세미머티리얼즈, 이양화학, 비피코리아, 동방아그로, 한국삼공, 한국신에츠실리콘, 실크로드시앤티, 광성, 엠케이켐액텍, 한수, 동양잉크, 한덕화학, 동해펄프, 수양켐텍, 서울전선, 고려제지, 상보, 대흥알앤티, 필맥스, 동성화학, 일신화학, 국일방적 환경산업소재산업 - 정보전자재료제조기술 - 바이오폴리머, 엔지니어링플라스틱 - 분산제개발및분산기술 - 생체재료및극한환경용재료 - 고기능성친환경염료및안료제조 - 분리막소재기술 GS 칼텍스, LG 화학, 삼양사, 제일모직, LG 생명과학, SK 케미칼, 아모레퍼시픽, 현대모비스, 제일모직, 삼성전기, LG 이노텍, LG 생명과학, 호남석유화학, 태광산업, 삼성정밀화학, 효성, 코오롱등 한농화성, 에뛰드, 오영산업, 한일화학공업, 노루케미칼, 보광, 동양잉크, 일삼, 아해, 에스에프사, 동남합성, 한국산노프코, 한덕화학, OCI, 대주전자, 주성엔지니어링, 한미약품, 이너지오토모티브시스템즈, 이엔에프테크놀로지, 휴비스, 웅진캐미칼, 도레이첨단소재 3. 시장분석 - 기능성나노필름의세계시장은 2012 년 336 억달러로추정되며, 연평균 5.9% 로성장하여 2017 년 448 억달러에이를것으로전망됨. - 스마트섬유의세계시장은 2012 년 1,770 억달러에서 2017 년 2,102 억달러로연평균 (CAGR) 3.5% 성장이예상되고있음. - 세계의기능성도료시장은 2012 년 223 억달러로추정되며, 연평균 3.6% 의성장으로 2017 년에는 266 억달러에도달할것으로예측됨. 가. 시장현황및전망 기능성나노필름의세계시장은 2012년 336억달러로추정되며, 연평균 5.9% 로성장하여 2017년 448억달러이를것으로전망됨. - 기능성나노필름의국내시장은 2012년 101,045억원으로추정되며, 연평균 5.9% 로성장하여 2017년 134,585억원에이를것으로전망됨. 에너지관련기능성필름분야의해외대표업체는듀퐁, 아사히유리, 아사히화성, JSR, 도레이등이있음. 전해질막부문에있어아사히유리는 2004년에기존업계표준인듀퐁의나피온막보다 5배이상내구성을갖춘막을개발하였고, 막-전극접합체 (MEA) 도개발하여전압저하를종래의 1/20 수준으로까지낮추는데성공하였음. - 110 -
전략분야 국내외의기능성섬유소재시장의확대에따라기능성소재의수요가지속적으로확대될전망임. - 탄소섬유시장전망에따르면 2009년 170억달러에서 2014년 350억달러로연평균 (CAGR) 12.7% 성장이예상되고있음. - 나노섬유에관한시장보고서에따르면 2009년 81백만달러에서 2014년 330백만달러로연평균 (CAGR) 40.4% 성장이예상되고있음. 세계기능성나노섬유시장은생산성향상및용도개척에힘입어 2020년까지 40억달러로확대될전망임. FibeRio 는지난해 "Forcespinning" 이라고하는신규나노섬유생산법을발표한바있으며나노섬유의용도확대및생산성향상에초점을맞춘것임. 일본의 Toyobo와 Polymatech 은 pitch계탄소섬유의열전도성보다도우수한열전도성을갖는탄소섬유를공동개발했다고최근발표함. 동열전도성은약 1,200W/m 로구리의열전도성보다 3배, 알루미늄의 5배높고, 피치계탄소섬유 ( 약 900 W/m, Toyobo 추산 ) 보다도열전도성이뛰어나탄소섬유가운데가장높은열전도성을갖고있음. 이로인해기존상업화된열발산물질가운데가장뛰어난고전도성카테고리로분류될수있음. 일본의합섬대기업 3개사가세계시장의 80% 를점하고있는탄소섬유가항공기, 풍력발전 Blade, 자동차재료등차세대를담당할최첨단재료로서주목을받고있음. 향후 5 년간은연율 15% 에육박하는높은성장률을유지할것으로전망되고있음. - 지역별수요는북미지역이전체수요의 40% 대로가장큰시장이며유럽, 일본이그뒤를따르고있음. - 국내탄소섬유시장규모는연간 720여톤정도 (140~150억원규모, 2,000 円 kg) 이며프리프레그는 600만m2정도임. 국내외의스마트의류시장은 2017년 2,200억달러규모가될것으로전망되고있음. 특히 `입을수있는컴퓨터 (wearable computer)`시장은건강관리용, 산업용, 군사용으로매년 25% 이상성장이예상됨. - 세계의스마트섬유의시장규모는 2005년 3억4백만달러에서 2008년 6억2천8 백만달러로연간 27% 급성장했음. - 의료용, 방호의류, 스포츠용에있어서모니터링과커뮤니케이션기능, 오락 / 엔터테인먼트, 사물의위치추적등폭넓은분야에서개발이진행되고있음. 사회발전에따른기능의다양화의필요성증가로부터스마트섬유는한층발전할것이며, 사용자의간편함추구에따라그설계사양의단순화 (simplicity) 가향후가속화될것으로예상됨. 국내외의기능성도료소재시장의확대에따라기능성소재의수요가지속적으로확대될전망임. - 2008년선박용도료시장규모는 IPK 32%, 금강고려화학 25%, PPG 13%, 조광요턴 - 111 -
화학소재공정 - 환경 기능성화학소재 11%, CSP( 삼화페인트합작사 ) 6%, 벽산화학 3%, 건설화학 3% 로나타났음. - 2008년도국내전체도료시장에서선박용도료생산이 15.5% 를차지하고있으며선박용도료의국내규모는 2008년을기준하여 7,406억원으로 2007년 5,186억원에비해 42.8% 증가했음. (Bizfinder, 도료의시장기술보고서 2009년 08월 ) 세계의도료소재시장은 2012년 619억달러로추정되며, 연평균 9.8% 의성장으로 2016 년에는 900억달러에도달할것으로예측됨. - 중국도료시장의경쟁상황이비교적치열하며일정생산규모를가지고각종시장활동을진행하는기업은약 4500 개가있음. AkzoNobel, PPG, Nippon, BASF, Kansai, JOTUN 등세계주요의도료생산기업들은이미중국에서생산기지또는합작기업을설립했음. - 2010년도료생산량은약 966만톤으로 2001년에비해무려 670% 증가함으로써 2000 년 191만톤에서 2010년 160만톤으로줄어든일본과는대조적인모습을보이고있음. 기능성코팅분야수요를이끌고있는것은분체도료로, 기존 solvent-based 제품들보다환경친화적이기때문으로 2001~2005년사이분체도료는연평균 10.3% 의성장률을나타냈고, 향후에도두자릿수성장률을유지하면서 2013년까지연평균 11.5% 를나타낼전망임. - 세계접착제기술개발추세는사용의편리성, 안전성, 에너지절약, 접착성능향상, 용도확대및특수기능강화로집약되고있음. - 환경의중요성이부각됨에따라패킹이나테이프용의용제형접착제는핫멜트형, 건축용은수용성으로, 일반라미네이션용의접착제는반응형의무용제형으로바뀌고있는추세임. 환경산업소재중 Ceramic 의세계시장규모는 2000년 877억달러, 2003년 1,248억달러, 2005년 1,575억달러, 2013년 3,898억달러로연평균 12.0% 씩고속성장을이루고있으며, Ceramic 부품소재의수요확대는정보 통신분야, 에너지 환경관련분야의새로운수요증가에기인됨. - 세계시장중일본 45%, 미국 25% 로세계최대의시장을형성하고있으며, 공급측면에서도일본이전체생산의 50~60% 를차지하고있음. - 첨단 Ceramics 의세계시장규모는 2009년기준 400억달러이며, 매년고도성장을이루고있음. 에너지환경소재산업은고유가, 온실가스저감, 탄소세부과등으로최근관심이증대되고있으며연평균성장률은약 5% 로추정됨. - 세계환경산업시장은 2005년 6,940억달러이고, 2010년은 8,850억달러이며, 이중약 50% 이상을북미와서유럽이주도하고있음. - 112 -
전략분야 - 가장성장세가두드러진부분은신재생에너지, 에너지변환및저장소재, 친환경융복합소재분야로판단됨. [ 환경 / 기능성화학소재분야의시장현황및전망 ] ( 단위 : 억달러, 억원 ) 구분 세계시장 ( 억달러 ) 국내시장 ( 억원 ) 년도 시장규모성장률 (%) (2012~2017) 2012 2013 2014 2015 2016 2017 친환경기능성도료 223 231 239 248 257 266 3.6 바이오플라스틱 113 149 196 259 342 451 32 기능성나노필름 336 356 377 400 423 448 5.9 분리막 171 185 200 217 235 255 8.3 스마트섬유 1,770 1,832 1,896 1,962 2,031 2,102 3.5 세계시장합계 2,613 2,753 2,908 3,086 3,288 3,522 6.2 친환경기능성도료 2,870 3,025 3,188 3,360 3,542 3,733 5.4 바이오플라스틱 26,794 34,832 45,281 58,866 76,525 99,483 30 기능성나노필름 101,045 107,007 113,321 120,007 127,087 134,585 5.9 분리막 2,419 2,612 2,821 3,047 3,291 3,554 8 스마트섬유 78,477 84,128 90,185 96,678 103,639 111,101 7.2 국내시장합계 211,605 231,604 254,796 281,958 314,084 352,456 10.7 * 자료 : 산업연구원, 관세청, 세계반도체시장통계 (WSTS), Display Search(2008), BCC Research 2012 Globla Markets and technologies for Bioplastics, 통계청, 환경기술정보센터 2008 Fuji Chimera Research Institute 2009 기능성필름의현황과미래전망 Elsevier Advanced Tech, Profile of the International Membrane Industry 2004 2005 In-Stat, 2006 Gartner, 2007 VDC Wearable Electronics System, 산업자원백서 (2006), 산업기술로드맵 ( 산자부, 2004.6) 일본후지경제 2010 엔지니어링플라스틱시장전망과글로벌전략, 엔지니어링플라스틱의시장기술보고서 (2009.09, 중기청 ) 나. 무역현황 환경 기능성화학소재분야의주요수출입품목은섬유직물, 플라스틱제품, 필름제품등이있으며, 대체로수입규모가수출규모에비해큰것으로나타남. [ 환경 기능성화학소재전략분야품목별수출현황 ] ( 단위 : 천달러 ) 품목구분 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 섬유직물 플라스틱제품 필름제품 수출현황 4,285,104 5,289,602 5,408,461 4,490,230 5,367,669 6,747,721 9,619,368 수입현황 667,263 972,084 960,656 592,666 795,033 1,213,016 2,009,873 무역특화지수 0.731 0.690 0.698 0.767 0.742 0.695 0.654 수출현황 1,634,034 1,894,592 2,115,769 2,009,666 2,802,836 3,621,376 5,843,722 수입현황 1,868,289 2,357,991 2,670,266 2,793,953 3,872,511 4,268,131 5,821,064 무역특화지수 -0.067-0.109-0.116-0.163-0.160-0.082 0.002 수출현황 675,357 703,991 847,954 715,877 995,867 1,358,426 1,967,683 수입현황 319,153 350,895 378,257 405,765 606,594 706,526 1,323,293 무역특화지수 0.358 0.335 0.383 0.276 0.243 0.316 0.196 * 무역특화지수 = ( 상품의총수출액 - 총수입액 ) / ( 총수출액 + 총수입액 ) - 113 -
화학소재공정 - 환경 기능성화학소재 다. 글로벌수출입유망품목 2012년글로벌수출입유망품목은국내외수출입규모와성장률, 관세율, 특허출원동향을바탕으로품목경쟁력, 품목유망성, 시장성, 기술성, 중소기업적합성등을분석하여도출됨. 환경 기능성화학소재분야에서는섬유및직물제품, 산업용필름, 특수장갑용피복등이수출유망품목으로도출되었으며, 비스코스섬유등섬유및직물제품, 안전모, 자동차용다층필름등산업용필름등이수입대체품목으로도출됨. 라. 업체동향 (1) 해외주요업체동향 반도체 / 기판관련기능성필름분야의해외대표업체는도레이, 히다치, 3M, 미츠이화학, 아사히케미컬등이있음. 아사히케미컬의경우한국카본과기술제휴로 PCB 가공에쓰이는필름을생산중인데해상도와접착력이뛰어나 20 마이크론수준의회로설계까지도가능한것으로알려져있음. 2010년 11.8kg이었던 1인당평균섬유소비량은 2030년에 18kg으로증가하여세계적으로 6,800만톤이증가할것으로예상되며, 연간섬유소비량증가율은 3.1% 로예상됨. 항공기와자동차산업분야에서기능성섬유소비량이증가할것으로예상되며, 특히고기능성섬유에대한소비량이크게증가할것으로예상됨. 섬유제품의사용은인구증가, 패션제품에대한수요증가등으로인해계속활성화될것임. 해외기술개발현황을살펴보면유럽의경우는유럽연합 (EU) 에서공동출자하여 SFIT(Smart Fabrics Interactive Textile) Cluster를만들고그안에 myheart, BIOTEX, ProeTEX, STELLA, OFSETH, CONTEXT, MERMOTH, SYSTEX 등의단위프로젝트중심으로스마트섬유기술개발을진행하였음. 전세계도료제품시장중생산액을기준으로최대비중을차지한것은공업용도료로전체의 39% 를차지했으며, 건축용도료와특수용도료가각각 38.70%, 22.30% 를차지. 공업용도료의평균판매단가 (ASP) 를살펴보면, 차량용도료의평균판매단가가가장높았음. 현재전세계도료산업은이미성숙기로접어들었으며, 원료인석유재고감소와국제유가상승으로업계는이윤감소국면에직면함. 도료업계는이러한상황에서벗어 - 114 -
전략분야 나제품가치증대를위해다음과같은노력이필요 : 1자동차보수용도료등하이테크제품의생산에주력 ( 현재주요하이테크제품제조업체에는 Glasurit(BASF), Dupont, Akzo Nobel, PPG 등이있음 ), 2용제사용량을줄이는등석유의존성을낮추고, 수성도료분야를육성, 3새로운고부가가치기능성제품개발 해외에서의개발동향을보면, 첫째내절연성, 고내열성, 항균도료, 전자파차단도료등, 고기능성분체도료개발에주력하고있음. 고기능성분체도료는자동차용분체도료, 파이프코팅용도료, 철근코팅용도료등으로적용범위를확대되고있음. 특히중방식개념을가미한파이프코팅용도료, 철근코팅용도료에대한업계의관심이매우높은상황임. 최근들어기술집약적구조로차별화된해결책을제고하는화학기업은 3M, Ciba, 스테셜티, Akzo, Nobel 등이있고이런기업들은제품과서비스의지속적인혁신과고객친화형관계를유지하고있음. (2) 국내주요업체동향 기능성필름분야의국내대표업체는한국과학기술연구원, 한국전자통신연구원, 삼성전자, SKC, 카이네틱에너지, ( 주 ) 나노윈도우필름등이있고, 첨단미개척분야제품이많아전반적인상업화진행률이타기능성필름분야에비해낮은편으로알려지고있음. 이분야는고도의기술을기반으로하는초기단계제품이많은관계로전해질막및태양전지필름등의분야에서는전반적으로중소기업의참여가미약한것으로나타남. 향후중소기업의기술고도화를위해서는이분야에대해전략적지원을할필요가있을것으로판단됨. 효성에이어 SK이노베이션이 LCD 패널편광판의핵심소재인 TAC 필름의국산화에가세함으로써그동안일본의후지필름과코니카미놀타등의독과점공급으로부터탈피할수있게되었음. 코오롱인더스트리는신소재사업을확대해미래성장동력을강화하는사업포트폴리오를구성해나가고있음. 타이어코드, 에어백, 아라미드, 광학용필름, 석유수지, 전자재료용에폭시수지등세계적으로 3위안에드는주요품목을 2015년까지명실상부한글로벌 1위제품군으로육성한다는전략을세우고있음. 일본섬유ㆍ화학ㆍ소재업체인도레이가한국에탄소섬유공장을지어서 2013년부터공장가동에들어간다는계획임. 2020년까지전체투자규모는 4800억원수준. 도레이가일본, 미국, 유럽이아닌지역에탄소섬유공장을세우는것은처음임. 탄소섬유는친 - 115 -
화학소재공정 - 환경 기능성화학소재 환경자동차, 항공기, 풍력발전소등에활용도가많아지고있음. 도레이는한국법인으로계열사인도레이첨단소재를통해한국공장에서연간 2000t 정도탄소섬유를생산해한국은물론중국등으로수출하기로했음. 국내에서는처음으로태광산업이탄소섬유상업생산을시작했고, 효성도탄소섬유공장을건설하고있어 2013년부터양산이가능하게되었음. 강철보다무게는가볍지만강도는 10배강해다양한산업분야에서기존소재를대체하고있는탄소섬유는현재일본도레이가세계 1위를차지하고있음. 환경문제가부각되면서국내외적으로도료제품에대한환경기준이강화되고있음을고려하면, 친환경도료제품개발, 환경마크인증제품생산에투자하기어려운하위업체들은언제든지시장에서퇴출될가능성이높음. 이는하위업체일수록현실적으로인력, 자금력, 추진력등에있어열위에놓여있고, 메이저들의시장선점으로그만큼시장입지가줄어들여지가많기때문이며, 이는결국양극화현상의심화를초래할듯함. 삼양사는그동안전량수입해오던초순수용이온교환수지의국산화에성공해 2011년 12월부터상업생산에돌입하였음. 현재삼양사는반도체 LCD 정밀화학 의약공장등에쓰이는이온교환수지시장에서다우케미칼 랑세스등다국적기업과치열한경쟁을펼치고있음. [ 환경 / 기능성화학소재주요제품의국내업체현황 ] 중분류세부제품대기업 ( 대표 ) 중소기업 ( 대표 ) 중소기업주요참여영역 중소기업참여정도 중소기업점유율 기능성화학소재제조 기능성필름기술 기능성섬유 SKC, LG 화학, 한화, 삼성전기, 코오롱, 호남석유, 한화, 율촌화학 효성, 코오롱, 휴비스, 태광산업, 경방, 대한방직, 제일모직, 방림, 쌍방울, 충남방적, 한국쓰리엠, 나노캠텍, 나노필름, 나노맥나노콤파지트, 미래나노텍, 신화인터텍, 한국카본, 대안화학, SCC( 주 ), 상보화학, 넥스필, 솔라컨트롤, 패앤테크, 하이컴, ( 주 ) 아이앤씨, ( 주 ) 나노위도우필름, 필맥스, ( 주 ) 삼우티씨씨, 에이스디지텍 제이투엘, 미두섬유, 신한산업, 영풍필텍스, 성욱섬유, 대한화섬, 벤텍스, 신풍섬유, 은성코퍼레이션, 연일케이텍스, 인비스타코리아, 고어코리아, 쉘러코리아, 새한, 한국도날드슨, 전방, 동일방직, 삼일방직, 성안합성, 영남방직 전도성필름, 이형필름, 기능성윈도우필름 / 디스플레이휘도향상용썬팅 / 단열필름 / 냉각용필름, 항균필름, 대전방지필름, 생분해성필름, 정전기차폐, 광투과성필름등 스마트섬유, 탄소섬유, 재생섬유, 나노섬유, 음이온원적외선방출 / 항균방취 / 자외선차단 / 흡습성 / 속건성 / 광택성 / 고강도 / 내구성 / 방풍 / 단열보온 / 온도조절 / 피부친화적 / 감온변색의류, 스포츠웨어 - 116 -
전략분야 중분류세부제품대기업 ( 대표 ) 중소기업 ( 대표 ) 중소기업주요참여영역 중소기업참여정도 중소기업점유율 기능성도료 KCC, 삼화페인트, 건설화학, 조광페인트 케이디케이, 조광요턴, 츄고큐삼화페인트, IPK, 씨케이페인트, 한진화학, 벽산페인트, 노루코일코팅, 대화페인트, 디피아이 친환경도료, 세라믹도료, 물리화학적도료, 광, 전자및열적도료, 분체도료, 대전방지, UV 경화, 자동차용 / 선박용 / 산업용 / 방화용 / 중방식용 / 건축용 / 목공용 / 바닥재용 / 코일코팅용 / 친환경도료 / 도료표지용, 염료, 안료 바이오플라스틱 제일합섬, 삼양사, SK, LG 화학, 코오롱, 삼성종합화학 이래화학, 대상. 세정씨엔엠, 에콜그린 PLA, 에버그린 생분해성 / 생붕괴성 / 광분해성수지 / 친환경포장재 / 생활용품 / 신발 / 자동차내장재 / 전지전자 / 건설자재 환경소재제조 에너지환경소재 삼성 SDI, LG 화학, 포스코, SK 에너지, GS 칼텍스 동진세미켐, 텔코, 모비파워, EIG, 네오닉스, 미리넷솔라, 선텔, 퓨엘셀파워 고분자멤브레인합성 / 나노세라믹파우더 / 필름제조 / 단위전지제조 / 배가스저감용촉매 / 수소저장소재 / 전력저장소재 막분리기술 3M, LG 생명과학 LG 화학, 삼성 SDI 우리텍, 씨에스텍, 세방산업 식품 / 생물분야 / 수처리분야 / 정수장 / 공업용수 / 이차전지 * 참여정도는주요제품시장에참여하는중소기업의참여규모와정도 ( 업체수, 비율등 ) 를고려하여 5 단계로구분 ( 낮은단계 :, 중간단계 (,, ) 높은단계 : ) 마. 기업개발니즈 환경 기능성화학소재분야종소기업의니즈분석을통한현황을살펴보면, 다양한중소기업들이다양한제품을개발, 판매하고있음. - DB5724-1 기능성직물, INSERT 사출, 분리막, 대전방지용필름제조 ( 전자부품수납용캐리어테이프및커버테이프 ), 저가형생분해성소재, 지필의구조를가지는의료용포장재, 친환경인테리어제품, 코팅용원단, 폐섬유를이용한조인트시트타입난연성가스켓소재개발, 기능성섬유소재, 생분해성플라스틱, 적외선반사가죽, 친환경적인기능성안전건축재개발, 열전도성접착필름, 고기능성방제복, 고기능성마스크, DUCT ASSY RR HEATING, 축전식정수장치, 난연 3급성능의인테리어직물, 고분자비드를활용한중금속제거및녹조제거혈액진단소재, 발열핸들부직포, 식물유래폴리우레탄수지제조기능성필름라미네이팅섬유제품, 식용유지의재활용을통한페인트소재, 탄화규소필터, 폴리우레아코팅제 ( 각종철골구조, 선박등의방청용특수도료, 콘크리트구조물 / 옥상방수용친환경도료 ), 실리콘폴리우레아코팅제 ( 강관및흄관내외부도장용 ), 전선용부풀음테이프, 오폐수수처리제품, 기능성부직포, 팬티라이너 / 탐폰등위생용품제조및소재개발, LCD의광학필름용고굴절코팅수지, 플라스틱표면보호용기능성코팅수지, 냉 온감기능성소재제품, 스포츠용섬유소재및기능성원단, 생활용광폭난연원단 (225cm 광폭신축성난연 knit 등 ), - 117 -
화학소재공정 - 환경 기능성화학소재 기능성폴리에스터스판덱스직물, 기능성나노필름, 기능성도료, 가발원사, 화학섬유와천연섬유와의복합을통한기능성직물, 탄소발열체섬유, 탄소섬유성형, 원사및원단의형태안전성관련제품, 기능성섬유소재, 경량화자동차직물, PTFE fiber 및 filter bag 환경 기능성화학소재분야종소기업들은기술을기반으로하는다양한산업분야, 적용분야의시장진입을위한개발계획을가지고있음. - 섬유소재용고기능성우레탄수지, 자동차용플라스틱소재 ( 플렉시블한자동차 sheet 용폴리우레탄발포체제조 ), 바이오플라스틱신소재 ( 생분해성또는바이오계중합체및합성중합체의폴리머블렌드기술, 바이오플라스틱 ), 항균소취기술, 양식장및하천의수질개선을위한액상미네랄, 대기유해물질제어용소재, 투명도전성필름, 생분해성일회용기, 습기에강한통기성포장재, 고기능난연코팅소재, 환경친화적인인테리어제품개발, 코팅용원단제품, 신발용기능성섬유제조 ( 투습방수원단, 흡한속건원단, 통기성스페이스패브릭등 ), 친환경적인기능성안전건축재, 그래핀필름, 산업폐기물및기능성무기재료를혼입한콘크리트 2차제품, IT 접목용스마트웨어, 차세대군복 / 텐트, 고굴절율소재및이를이용한고굴절율 Film 제조, 난연 2급및난연 1급성능의인테리어직물, 불소필름과다른유기소재가접합된기능성소재, 이동형녹조제거장치, 자동차용플라스틱소재중내장재 (HEATER CASE 류 ) 와외장재 (BUMPER) 등주로자동차용플라스틱소재로소복합PP제품, 발열핸들부직포, 식물유래친환경수지및응용제품, 방수 / 방근성이뛰어난식물유방근시트, 고기능성폴리에틸렌필름, 섬유복합소재, 나노복합소재, 수계 / 토양환경유해물질대체및저감소재, 각종철골구조 / 선박등의방청 / 방오용제품, 콘크리트구조물, 고도처리정수장용특수도료, 오폐수수처리제품, 생리대, 마스크팩, 기능성부직포, 신축성 Rayon stretch 제품, 난연커튼, 대게및수질정화용분리막개발, 인조모발섬유, 인체공학적인측면에서에너지로스가적은스포츠화신발창개발, 기능성특수화, 신축성스포츠의류소재, 투습방수기능성의류소재, 접촉냉감효과가극대화된원단, 기능성폴리에스터스판덱스직물, 메디컬유니폼, 기능성섬유소재제품, 친환경직물제품, 경량화자동차직물, 가발원사, 터치패널용투명전극필름 바. R&D 현황분석 최근 2년간중소기업들이정부 R&D 자금지원을받기위해신청한과제리스트를분석한결과, 에코조명분야에는 E-BOP, M-BOP, 연료전지시스템, 연료전지용소재에대한연구개발을추진하고있는것으로나타남. - 118 -
전략분야 [ 에코조명분야의최근중소기업연구개발추진현황 ] 4. 시사점및제언 국내에서는매년 ' 나노코리아 ' 를통해중소기업과대기업, 연구소등의신소재기능성나노필름을전시하여선진나노기술을홍보하고판매망을구축하여세계적으로선진나노기술을주도할필요성이있음. 기능성필름에접목되는나노기술이란물질의크기가대략 100 nm 이하일때나타나는새로운현상및특성을이용하는첨단신소재기술및미래형기술로서부가가치가높은신성장동력산업으로발전시킬필요성있음. 기능성섬유소재개발은섬유산업을비롯해자동차, 전자, 건설, 국방, 의료, 항공, 나노및바이오등타산업과의융합을통한동반성장시너지효과를높임으로써고부가가치산업으로발전하기위해반드시필요함. 기능성섬유소재에는친환경소재, 복합소재, 하이테크소재로구분되며, 신소재개발을위한기술수준이높아지고있어향후고성장할수있는섬유로는나노소재섬유, 탄소섬유, 재생섬유, 스마트섬유등이추천되고있음. 기능성도료소재개발은도장산업을비롯해자동차, 전자, 건설, 국방, 의료, 조선, 항공및나노등타산업과의융합을통한동반성장시너지효과를높임으로써고부가가치산업으로발전하기위해반드시필요함. - 119 -
화학소재공정 - 환경 기능성화학소재 연구개발, 제품개량측면에서는기능성향상, 신기능부여는물론최근에는특히환경대응이중요한주제가되고있음. VOC 대책을필두로유해물질대책, 리사이클등의환경, 안전성향상을위한대응기술이필요함. 기능성필름, 기능성섬유, 기능성도료등은대표적인중소기업제품으로기능성화학소재산업의주요시장을이루고있음. - 산업전분야에서신소재로서고기능화학소재에대한요구가증가하고있음. - 친환경생분해성및극한용고분자를고부가가치제품에응용하기위해서는용도에맞는물성과기능을부여하는것이중요함. 에너지환경분야에있어서녹색기술을기반으로하는그린에너지소재, 쓰레기, 폐목재등폐자원의자원화, 수처리관련기술등은시장성장가능성이높은차세대기술이므로정부의집중적인정책적투자가필요한부분임. 특히수처리관련화학소재기술이나쓰레기자원화기술은중소기업에서도접근이가능한기술임. 최근고기능성섬유소재기술은기술의발달과인간경제활동의소프트닝화와이동도가증대하면서고부가가치시장으로서스포츠용품, 의료, 자동차, 항공우주등에서역할이확대되고있음. Red Ocean 를벗어나중소기업형블루오션제품으로서산학연연구를통한기술중심형산업으로서육성이필요함. 시장선점을위한국가간또는기업간경쟁이격화되어무역분쟁및소송도증가되고있는추세임. - 2009년듀폰은아라미드섬유제품인 케블라 (Kevlar) 섬유와관련된기술을절도한혐의로코오롱을미국법원에제소하였고, 코오롱도미국연방법원에듀폰의시장조정으로자사의미국영업이영향을받았다고맞제소한상태임. 아라미드섬유는동일무게에강철보다 5배강하여방탄복등에사용되는특수섬유로 2012년세계시장규모가약 11조원에달하는신소재임. 미래형신성장산업의핵심기반으로서기능성화학소재를중시할필요가있음. - 포장재나장식용의차원을넘어제품의핵심기능을구현하는데기능성화학소재가사용되고있음. 기능성화학소재산업육성을위한인프라구축및산학공동연구를주선할필요가있음. - 기능성화학소재개발에필요한원재료확보, 기술인력양성, 금융지원등도요구되며, 관련학과양성및산학협동연구지원및장기적인투자에따른금융지원도필요함. - 기능성화학소재산업의요구사항을적기에파악하고연구를진행하기위하여산학연컨소시엄의구성이필요함. - 120 -
전략분야 [ 환경 / 기능성화학소재분야주요제품 ] 분야제품설명출처 산업기술분류코드 대분류중분류소분류 기능성섬유소재 - 군사용탄소섬유보강매트릭스기술, 고강도및고탄성률탄소섬유강화수지기술, 친환경소재 ( 생분해성섬유 ), 극한환경용소재, 셀룰로오스계를적용한탈할로겐방염가공기술, 고내열성섬유제조기술, 발열및차열전문가 / 기업섬유구조제조기술, 바이오메디컬섬유, 스포츠레저섬유, 섬유강화복합체니즈 / 시장제조기술, 난연성섬유, 투습방수섬유, 전자파차폐섬유, 분리기능섬유 - 탄소섬유, 재생섬유, 스마트섬유, 나노섬유등 화학섬유제품 기타섬유제품기술 환경 / 기능성화학소재 기능성나노필름 기능성도료소재 - 투명전도성필름기술, 대전방지용필름제조기술, 액정디스플레이용하이브리드필름제조기술, 광학용나노필름, 열응용나노필름, 자외선차단코팅전문가 / 기업및응용기술, 고효율태양전지의 Al-ZnO 필름제조기술, 열전도성 Resin 니즈 / 시장 Sheet 제조기술, 고강성 / 저마찰 / 초발수나노필름, 이형필름, 윈도우필름, 향균성식품포장제및용기필름, 그래핀기반 ITO 대체필름제조기술 - 에멀션도료, 수용성도료제조기술, 광촉매코팅재, 위생항균도료, UV/EB 경화형도료, 분체도료및분체도장기술등 - 전기전자기능도료 ( 대전방지, 전자파차폐, 전도성, 전기절연 ), 광학적기능 ( 형광, 축광도료, 반도체코팅재, 광섬유코팅재 ), 열적기능 ( 내열, 내화도료 ), 접착력및내구성향상기술, 방오도료기술 - 자동차용, 건축용, 산업용, 선박용도료 전문가 // 기업니즈 / 시장 /KISTI 유망 화학고분자재료 화학 정밀화학 나노소재기술 도료 / 코팅제 바이오플라스틱 - 생분해성이우수한친환경플라스틱전문가 / 기업 - 바이오매스로부터유래하여이산화탄소저감이가능한환경진화적인바니즈 / 시장이오매스플라스틱 바이오 의료 산업바이오 바이오플라스틱 분리막소재 - 정밀여과막, 역삼투압및한외여과막의응용제조, 식품, 생물분야, 수처리산업 - 고도의분리기능갖는막모듈산업, 일반정수장, 실험실, 공업용수산업 전문가 / 기업니즈 /KISTI 유망 화학 고분자재료 기타고분자재료 - 121 -
환경 기능성화학소재전략제품분석 - 기능성필름 - 기능성섬유의류소재 - 기능성도료소재
전략제품 기능성필름 1. 개요 - 정의 : 기능성필름은베이스재가되는플라스틱필름에코팅이나증착등의표면처리나라미네이트등의 2 차가공, 또는베이스필름원료자체의기능성화나하이브리드화등에의해기능을부여한필름으로에너지, 포장, 자동차, 가전 / 기계부품, 전기 전자부품등에주로사용되는재료를말함. - 범위 : 기능성필름소재는기존필름에기능성소재와나노기술을접목하여유기, 무기복합화공정을통해복합소재가제조되고, 소재가전도성, 자외선차단, 내열성, 이형, 강화성, 항균성등고기능성이요구됨. 특히, 기능성필름은우수한전기적특성과높은투과도를지니고있으며, 환경안정성및유연성이뛰어난제품으로토목 / 건축용, 의료및식품포장, 태양전지, 스마트폰터치패널, 투명전극, 플렉시블디스플레이, 정전기방지필름및전자파차단필름, 전자종이, 경박단소화전자제품등에적용되고있음. 가. 정의및필요성 기능성고분자필름이란베이스재가되는플라스틱필름에코팅이나증착등의표면처리나라미네이트등의 2차가공, 또는베이스필름원료자체의기능성화나하이브리드화등에의해기능을부여한필름으로전자, 자동차, 에너지, 포장등매우다방면에걸쳐응용되고있음. 전기 전자, 자동차등최종제품의경박단소화, 고성능화에따라필름자재에요구되는기능은매년다기능화, 고기능화정도가강해지고있음. 기능성필름산업과가장가까운산업분류상의개념은플라스틱필름, 시트및판제조업 ( 표준산업분류상 25212) 이라할수있음. 기능성필름은그기재가되는재료로부터도출되는기능과신소재탄소나노튜브, 금속나노입자등나노과학기술을접목한제품으로초전도성, 고선명, 내오염성, 적외선차단및열적성능향상등기능성이우수한친환경필름을말함. 반도체, 자동차, 건축, 디스플레이, 스마트폰, 스크린, 에너지변환, 의료및포장등다양한분야에서사용되고있음. 시장규모가가장큰 FPD(Flat Panel Display) 관련의경우기본적으로 LCD와연동한시장임. 백라이트유닛관련해서는고가격의 LED 개수를줄여비용다운을하도록휘도향상필름수요가증가하고있음. 3D TV용에서는편광필름등에서의수요증가도기대되며, 안경용편광필름의수요도증가하고있음. 터치패널과관련해서는투명도전성필름과 OCA 테이프, 내지문성필름등의수요가확대되고있음. 앞으로는플라스틱필름기판등의차세대필름의확대가기대됨. - 125 -
화학소재공정 - 환경 기능성화학소재 - 기능성필름 기능성필름의분류방식은다양할수있으나, 기업의기술혁신을통한산업경쟁력제고를위해용도에초점을두고 FPD 관련기능성필름, 반도체 / 기판관련기능성필름, 에너지관련기능성필름, 기타기능성필름으로분류됨. 최근나노기술적용기능성필름분야는플라스틱, 유리등에금속나노입자를분무하는과정중코팅제기술등을이용한내열성강화유리, 자동차코팅지, 전도성반도체부품, 스마트폰터치, 실리콘시트, 상처용필름및투명포장재등이제품으로나와있으며, 특히최근스마트폰시장에 CNT( 탄소나노튜브 ) 투명전극후처리공정기술은최근고화소, 초박형고화질, 슬림화추세인스마트폰시장에효율성이높을것으로예상됨. 또한, 플렉시블디스플레이, 정전기방지필름과전자파차단필름, 전자제품등에적용할수있음. 전기 ( 가전 ), 자동차분야에서는기기자체의고기능화, 다기능화뿐만아니라모양과디자인의향상을목적으로다양한색채화, 금속화, 입체적인표현등을가능하게하는가식필름, 전사필름의수요가확대하고있음. 자동차, 재료분야에서는열선차폐기능을부여하는필름을유리창에붙여단열대책및에어컨의효율화를통한에너지절약화를도모하는분위기가높아지고있음. 배리어기능필름은기본용도가식품용이고식품시장은성숙하고있기때문에큰성장은기대하기어렵다지만, 앞으로도견고한추이가예상됨. 고령화진전에따른개인화나장애인, 단순화등에대한수요도안정적인수요를획득하고있음. 또한최근에는바이오생분해성필름등의바이오매스유래와음식물분해가가능한제품이주목받고있음. 주요기능성고분자필름의시장규모추이를보면 LCD, 태양전지분야모두 2008년리먼쇼크직후는수요가감소또는성장률의둔화가보였지만 2009년들어서서히회복, 최근에는수급이빠듯한필름도있는등현시점에서는수요가왕성하다고할수있음. 해외에서저가의제품을무기로점유율을확대하는가운데기능성필름메이커에는더고기능화 / 고부가가치화가요구되고있음. 또안정적이며고부가가치시장의의료분야나향후확대경향의에너지나환경테마분야 ( 태양전지외, 리튬이온전지, 전기자동차, LED관련, 바이오플라스틱등 ) 로의전개도중요하게되었음. 국내에서도기능성고분자필름은주로포장용으로많이사용되고있는상황이고근래에들어서는 IT/ 전자분야의강국으로대두됨에따라 LCD, 태양전지용으로수요를확대하여나아가고있어더부가가치가있고지구환경에대응할수있는기술을적극개발하여국제경쟁력을재고해나아가야할것임. - 126 -
전략제품 나. 범위및분류 ( 제품분류관점 ) 기능성필름소재는기존의식품포장용알루미늄금속증착필름보다산소에대한차단성은우수하나불투명한단점을보완하고부식과산화로부터자유로운나노및금속입자를사용한우수한전기적특성과높은투과도를지니고있는식품용포장재와탄소나노튜브를필름에접목하여유리에전류를통하게하여겨울철내열창, 자동차의열선이없는유리에적용되고있으며, 탄소나노튜브투명전극기술을적용한디스플레이와스마트폰의확대에따른고화소, 초슬림화추세에따른스마트폰용터치채널등의제품화가가속화되고있음. 또한, 접착제의고착화성질을방지하여활용성을높인실리콘시트지, 수술하기에는시간과비용이많이드는상처에치료를목적으로사용되는항균성이뛰어난의료용필름에사용됨. [ 기능성필름소재의분류관점의범위 ] 대분야중분야세부제품 기능성필름소재 원소재 FPD 관련기능성필름반도체 / 기판관련기능성필름에너지관련기능성필름기타기능성필름 고분자소재 ( 올레핀수지, PET, PES, PC, PI, PAR, 불소수지, 실리콘등 ), 나노소재 (alloy, 산화아연, ITO, CNT, Ag, Cu, ZnO, TiO2 등 ) 분산계의안정화기술등을이용하여가시광선영역에서광투과성및전도성을갖는기능성필름 제품보호를목적으로제품사용시쉽게박리가능한기능을가진필름 (FPCB 용이형필름 ), 정전기차폐용필름 ( 대전방지필름 ) 차열및단열, 자외선차단등의기능을갖춘기능성필름 필름기재에항균기능을갖는물질을도입하여박테리아등의성장을저지하는항균성필름, 생분해성필름, 기체차단필름등 ( 공급망관점 ) 기능성필름소재는기존의필름에기능성소재와나노기술을접목하여유기, 무기복합화공정을통해복합소재가제조되고, 소재가전도성, 자외선차단, 내열성, 이형, 강화성, 항균성등고기능성이요구됨. 특히, 전도성필름은우수한전기적특성과높은투과도를지니고있으며, 환경안정성및유연성이뛰어난제품으로스마트폰터치패널, 투명전극, 플렉시블디스플레이, 정전기방지필름및전자파차단필름, 전자종이, 전자제품등에적용되고있음. [ 공급망단계별주요제품분류표 ] 대분야중분야세부제품 기능성필름소재 원소재 FPD 관련기능성필름반도체 / 기판관련기능성필름에너지관련기능성필름기타기능성필름 고분자소재, 희토류소재, 나노소재, 유 / 무기소재, 필름성형장비, roll to roll, 라미네이트등가공장비 편광필름, 위상차필름, 확산필름, 전도성필름, 반사필름등 확산필름, 대전방지필름, 이형필름, 드라이필름등 윈도우필름, 전해질막, 태양전지보호필름등 항균필름, 이형필름, 투과차단필름, 생분해성필름등 - 127 -
화학소재공정 - 환경 기능성화학소재 - 기능성필름 따라서, 기능성필름소재의범위는 - 고분자 ( 필름 ), 탄소나노튜브, 첨가제, 염료, 이형제, 가공설비및기능성원료소재를비롯한친환경소재, 나노공정복합소재등의각종기능성필름재료를포함. - 공급망기준으로기능성필름제조, 염료, 첨가제, 이형제, 실리콘, 플라스틱등원재료와식품포장재, 유리, 건축소재, 디스플레이, 스마트폰, 터치스크린, 상처용필름등각종기능성필름의적용화단계에사용되는각종기능성원료와부품을포함. - 기술적으로각기능성소재의제조기술, 성능향상기술, 배합기술, 기능성소재국산화기술등이포함됨. 2. 산업및시장분석 - 기존의고분자재료에기능성및나노기술등의고기능성이부과되었으며, 기술융합화차원에서지구온난화및기상이변등으로녹색기반저탄소수요구조로의전환요구가강해지고있음. - 필름의고기능화, 활용성의확장을위한혁신기술개발및가격절감기술의개발을통한고부가가치형산업으로재편이요구되고있음. - 세분화된시장의소비자의높아진눈높이의욕구는더욱현실에가까운제품과서비스를요구할것이며, 빠른 trend 변화에대한대처와새로운개념의기능성필름의개발이필요함. - 기능성필름은자동차, 건물, 생활용품등다양한분야에서활용도가크며, 우수한기능확보와시장다변화를통하여가격절감을유도하는것이중요하며, 향후국가산업발전동력의하나로원천소재연구가활발하면그응용분야가다양할것으로사료됨. - 기능성필름의국내시장은전세계시장의약 26.1% 를차지하고있는것으로나타나고있으며이를적용하면국내시장은 2012 년약 9,144 억원으로추정되며, 연평균 14.2% 로성장하여 2016 년 1 조 1,988 억원에수준에이를것으로전망됨. 가. 니즈분석 (1) FPD 관련기능성필름 경박단소화전자제품의전도성활용기술수요확대 시장니즈 1 : 전도성제품수요증가 스마트폰터치, 투명전극, 디스플레이, 전자제품등전도성을활용한신기술제품이요구되고, 국가가제도적으로발전을위한여건이조성되고있으며, 신성장동력기획단과같이범정부차원의움직임이이루어지고있음. 기능성필름산업은신성장동력으로선정된바있어산업의수요를견인할것으로전망됨. 나노과학기술의발달로새로운첨단신소재소재의연구가활발하고있으며, 나노금속입자분산계의안정화기술, 탄소나노튜브를이용한공정과정을통해투과성과전도성을동시에갖는다기능성제품의수요가늘어나고있음. - 128 -
전략제품 2012-2015 전도성필름시장규모태양전지용 EVA film, sheet 금액시장전망 (2008~2015) 자료 : IDTechEX(2012), http://www.sneresearch.com/kor/, 東洋経済新報社 (2012), 10 年後浮かぶ業界沈む業界 환경처리및분해기술발전에의한친환경신소재개발요구 시장니즈 2 : 친환경성 전세계적으로녹색화학 (green chemistry), 환경처리및분해기술을발전시키는추세에의거친환경신소재개발은지속되어야하며, 가격절감, 기술의개발을통한고부가가치형산업으로높이평가됨. 다양한기능성의활용으로건축유리에특수전도성필름을사용했을때, 태양열 ( 자외선 ) 의차단과스마트폰의전자파차단효과를얻을수있고, 자동차의열선없는유리등에적용함으로써환경보존및환경개선에기여하는친환경적소재로에너지절감및발생량을감소시킬수있음. (2) 반도체 / 기판관련기능성필름 국가전략대표산업의동반성장및지속적우위확보 시장니즈 1 : 고기능성및고성능 투명한플라스틱판에사람눈에보이지않을정도로작은 CNT( 탄소나노튜브 ) 를뿌려서전류가통하는투명기판을만드는데복잡한나노공정기술이필요하며, 고기능성및고성능의효과를얻을수있음. 또한, 대전방지필름은전도성과투과성이영구적인고성능효과를얻을수있고, 반도체, 회로및디스플레이등에파급효과가큼. 기존의고분자재료에기능성및나노기술등의고기능성이부과되었으며, 기술융합화차원에서지구온난화및기상이변등으로녹색기반저탄소수요구조로의전환요구가강해지고있음. 이형필름의경우실리콘시트지등의수요가증가되고있는상태로친환경공정, 에너지고효율화, 청정원료의다변화등에이어고효율의기능성필름을통 - 129 -
화학소재공정 - 환경 기능성화학소재 - 기능성필름 한에너지사용량절감이필요함. 시장의 trend 변화에대한대처및다양한산업에서의기능성요구 시장니즈 2 : 세분화된시장 최근플라스틱, 실리콘에이형제를사용하여나노과학기술과접목한제품으로기능성나노필름제품이다양화되고있으며, 특히실리콘시트는그효용성이다양하며, 건축자재뿐아니라흉터제거용실리콘시트의관심및수요가증가함에따라활용도가높음. 세분화된시장의소비자의높아진눈높이의욕구는더욱현실에가까운제품과서비스를요구할것이며, 빠른 trend 변화에대한대처와새로운개념의기능성필름의개발이필요함. (3) 에너지관련기능성필름 에너지절감및 CO 2 저감대책에따른사회적요구 시장니즈 1 : 친환경성 환경문제의중요성증대로인해기능성윈도우필름기술은에너지절감및저탄소배출을위한기반기술로이해되고있음. 이는태양전지, 연료전지등대체에너지분야와직접적관련성을갖고있기때문으로해석됨. 자연을활용한것으로전반적인산업의에너지사용량감소를위해중요한산업으로인식되어있어서현재국내에서는과거제품생산위주의산업환경을탈피해고부가가치산업으로서공해문제가없다는점에서신소재저탄소녹색성장효과를얻을수있음. 기능성원료와같은원천기술의확보에대한요구및수입대체요구 시장니즈 2 : 원천기술확보 기능성원료대부분을해외수입에의존하고있는국내현실에서에너지관련기능성필름의원천기술확보는매우중요하며, 내열성능과대체에너지기술확보를통하여시장다변화를추진하면가격절감의큰효과를기대할수있음. 기능성필름은자동차, 건물, 생활용품등다양한분야에서활용도가크며, 우수한기능확보와시장다변화를통하여가격절감을유도하는것이중요하며, 향후국가산업발전동력의하나로원천소재연구가활발하면그응용분야가다양할것으로사료됨. - 130 -
전략제품 (4) 기타기능성필름 새로운시장창출을위해기존필름과의치열한가격경쟁 시장니즈 1 : 저가격화 한예로경미한상처에항균성을가진항균필름의수요가점차늘어가고있으며외국기업에비해국내기업의경우늦게시장에참여하여브랜드인지도가낮고제품의가격이외국제품보다비싸다는것이새로운수요창출을위한신제품개발의저해요인으로작용할수있음. 첨단정밀화학산업기술의발전및첨단기술의융합 시장니즈 2 : 기술융합화 차별화된경쟁력확보를위해서는원천기능성소재확보와나노기술공정을거쳐서친환경적이고, 고성능인기능성필름을국내기술로개발하고, 원천기술을확보하며이러한차별화된성능을통해품질을극대화하는것이우선임. 국내산학연연구기관을중심으로개발되어부분적인성과를내고있지만, 이를실질적으로산업화하기위해서는기업과의협력체제를더욱공고히해야함. 정치 (P) 경제 (E) 사회 (S) 기술 (T) [ 기능성필름분야의 PEST 분석 ] 구분주요이슈단기 (3 년이내 ) 중장기 (4 년이상 ) 비고 촉진 각종전자분야지원정책, 성장동력산업으로서의국가적중요성 상 중 하 상 중 하 저해지원정책에서의편향성 상 중 하 상 중 하 촉진지속적인기능성소재시장의확산 상 중 하 상 중 하 저해 글로벌메인기업들의시장점유, 초기시장진입의높은장벽 상 중 하 상 중 하 촉진세분화된시장과높아진눈높이의소비자욕구 상 중 하 상 중 하 저해민감한전자제품 Trend 의변화, 상 중 하 상 중 하 촉진 저해 IT 산업의발전및기술의융복합화, 수요증대와함께부가가치산업으로발전기능성소재 / 가공및제조기술분야는고난이도기술을요하므로중소기업에대한진입장벽이매우높음. 상 중 하 상 중 하 상 중 하 상 중 하 전자강국으로서의각종지원정책및대책, 중소기업의실효성있는대책필요 소수의경쟁력확보업체로의지원정책편향성 지식기반산업의육성, 중추적국가산업군에포함된소재개발가능성 세계경기침체에따른소비위축가능성 소비자요구에대응한다양한소재개발의창의성유도 디지털가전기기등의빠른 Trend, 시장의민감한소재요구의변화 다양한분야로응용범위가확대가능성풍부낮은수준의산학연협력체제, 소수의경쟁력확보업체위주의기술성 - 131 -
화학소재공정 - 환경 기능성화학소재 - 기능성필름 나. 산업특징및구조 기능성필름산업은 FPD 관련기능성필름, 반도체 / 기판관련기능성필름, 에너지관련기능성필름및기타기능성필름으로구성됨. FPD 관련기능성필름부분의경우, 대학이나공공연구소및대기업등의기초연구결과를토대로중소벤처기업들이제품을제작, 판매하는형태가주류를이루고있는상황임. 반도체 / 기판관련기능성필름부분의경우, 대기업과중소기업이혼합되어사업을펼치고있는영역으로서규모가작은업체들도상당수존재함. 현재참여하고있는중소기업중일부는대기업으로부터분사한기업들로서대기업으로부터핵심기술의지원을받고있는곳도있음. 반사편광판 (DBEF) 의경우, 백라이트광원의 LED화에따라휘도향상요청이강해지고, LED TV 등에서의사용이확대되고있음. TV 이외에도전력절감니즈가강한스마트폰용패널등에서수요가확대되고있음. 투명증착필름은주력용도인과자관련시장의성숙, 경쟁필름의존재등으로인해성장은둔화되고있음. 다른한편, 수출은호조를보여레토르트용이유럽, 북미를중심으로수요가확대되고있으며, 아시아권에서의수요증가도기대됨. 투명도전성필름은베이스필름에 ITO 등으로드라이코팅 ( 스퍼터링법이주류 ) 된전기 / 전자필름이며, LCD의표시용도등에서는불가결한부재임. 이필름에는저표면저항, 높은광투과율, 고밀착성, 표면평활성, 내열성, 전극패턴가공성등의특성이요구됨. 에너지관련기능성필름부분의경우, 거의대부분이대기업에의해사업이영위되고있는것으로나타남. 윈도우필름의경우상당부분이중소기업에의해시장이운영되고있는데이는제품의개발이상당부분오래전에이루어졌기때문에기술적노하우가공개된경우가많을뿐만아니라타제품에비해제품의성능으로인한위험부담이상대적으로낮기때문인것으로분석됨. 바이오플라스틱이란식물을원료로한수지로, 지속가능한화학재료로서기대되고있음. PLA( 폴리유산 ) 가대표적이지만, 최근에는바이오 PE나바이오 PET, 바이오 PC 등기존석유유래수지의원료일부를바이오매스원료로한수지가주목을받고있음. - 132 -
전략제품 바이오 생분해성필름시장은 2009년에경기악화의영향을받아약간수요가감소했지만, 2010년에는회복되고있음. 생분해성필름은농업용멀티필름수요가메인임. 2009 년에는경기악화로인해감소했고, 2010년에는다시성장하고있지만, 향후국내에서는대폭적인수요확대는기대하기어려울것으로보임. 기타기능성필름부분의경우, 대기업과중소기업이혼합되어사업을진행하고있는영역으로나타나고있음. 생분해성필름의경우수요에대한기대는높은편이나상용화단계에있어실제성능의입증등다양한기술적문제가존재하여가시적시장확대는더디게진행되고있는상황임. [ 기능성필름소재중심의연관산업구조 ] 후방산업기능성필름소재산업전방산업 탄소나노튜브, 금속입자, 고분자수지, 필름, 플라스틱, 염료, 첨가제, 이형제, 실리콘, 발수제 전도성필름, 대전방지필름, 이형필름, 항균성필름, 생분해성필름 전기전자, 반도체, 자동차, 디스플레이, 스마트폰, 터치스크린, 에너지변환, 건축, 의료기기, 식품포장재 [ 기능성필름소재중심의 SWOT 분석 ] 강점 (Strength) - 축적된필름기술대국 - 세계최고수준의기술력 - 반도체, 디스플레이제품군세계화 - 기능성수요에대한빠른대처능력우수한경험과기술적인프라 기회요인 (Opportunity) - 기능성필름시장의지속적증가 - 세계적원천특허시효만료임박 - 다양한기능성필름소재의수요 - 녹색성장정책강화로관심집중다양한소비자의요구전기전자, 반도체분야의빠른 Trend 의변화 약점 (Weakness) - 관련사업기반및투자자본미약 - 기초연구기반취약메이저회사위주기술축적중소기업의영세성 위협요인 (Threat) - 선진국산업체들의기능성시장선점에의한높은진입장벽 - 값싼노동력을지닌개발도상국의추격 ( 대만과중국의협력에의한추격 ) - 특허마찰심화 - 선진국의기술보호주의수명이짧은 life cycle 다. 시장현황 / 전망분석 일본후지경제에서 2013 내열, 투명필름 / 시트와코팅재의용도탐색 에서 2011년의 FPD용필름시장은 2,370억엔, PET 필름은 1,404억엔, 도광판용 PMMA 시트는 504 억엔, 세계적인경기저하와 LCD 공급과잉에의해 2010년이전에비해성장은둔화되고있음, 중국을중심으로한신흥국의시장확대로 2012년이후는평균연간성장률이 5.5% 로추이될것으로예측. 2012년에 LCD 텔레비전용으로채용되기시작한 COP 필름, 투명전극기판및베리어필름기재로서수요확대예측. 2011년 FPD용코팅재시장은 711억엔, ITO 타깃재 552억엔과하드코팅재 137억엔을중심으로고기능화를배경으로높은성장으로확대예측. FPD용기능성필름시장은 2011년에 483억 - 133 -
화학소재공정 - 환경 기능성화학소재 - 기능성필름 엔 ( 전년도대비 17.2% 증가 ) 이었지만, 앞으로기능성필름을사용하지않는터치패널형식이증가하는등의이유로 2013년이후는감소예상됨. 고차폐필름기판의 2012년의시장은전년대비 10.4% 증가한 42.4억엔으로전망. 2016년예측 156.5억엔, 연평균성장률 38.6%, 용도의대부분은태양전지용백시트용, 지금까지는박막실리콘태양전지용이중심이었지만, 박막실리콘태양전지는백시트를사용하지않는양면유리타입으로의이행때문에수요감소. 한편, CI(G)S계태양전지는최근양산단계에들어가있는데, CI(G)S계태양전지용백시트용도수요증가가기대됨. 향후에는플렉서블태양전지의본격적인상승에따른프론트시트용도나, 플렉서블유기EL 디스플레이, 유기EL 조명등에채용되어연평균 40% 가까운고성장예측, 2016년의시장 156.5억엔으로예측됨. Fuji Chimera Research Institute에의하면기능성필름의세계시장은 2012년약 7조 3151억원으로추정되며, 연평균 14.2% 로성장하여 2016년 9조 2801억원수준에이를것으로전망됨. - 기능성필름의국내시장은전세계시장의약 26.1% 를차지하고있는것으로나타나고있는데이를적용하면국내시장은 2012년약 9,144억원으로추정되며, 연평균 14.2% 로성장하여 2016년 1조 1,988억원에수준에이를것으로전망됨. 전도성필름의세계시장은 2012년약 4조 3,738억원으로추정되며, 연평균 5.9% 로성장하여 2016년 5조 5,010억원수준에이를것으로전망됨. - 전도성필름의국내시장은 2012년약 878억원으로추정되며, 연평균 5.9% 로성장하여 2016년 1,104억원에수준에이를것으로전망됨. 2012년 FPD 분야는전년대비 3.0% 증가한 18조0,330억원. 편광판이나휘도향상필름, 위상차필름등고가품목의비율이높고, 2013년이후에도이러한필름이시장을견인, 2016년에는 2012년대비 8.5% 증가한 19조5,710억원으로확대될것으로예측. 터치패널관련용도는스마트폰이나태블릿의왕성한수요에의해견인되어계속호조를보일것으로보임. 다만, 터치패널구조의변화에따라투명도전성 (ITO 필름 ), 하드코트필름은 2015년부터정체될것으로예상. LCD 관련용도는가격이계속떨어지고있어향후에도낮은성장률에머물것으로예측. 투명성차단필름시장은 2012년 67억달러이며 2017년까지매년 4.3% 성장하여 2017년에는 82억달러에이르게될것으로스미서피라조사는예측. 투명성차단필름의시장의요구는사회, 경제, 지역, 생활변화로부터새로운재료의개발, 기존재료의혁신과사용분야의발전방향에따라이루어지고있음. 투명성차단필름의제조용으로사용되는폴리머재료는크게 3 그룹으로분류할수있음. 차단재료는망사재료 (PA, - 134 -
전략제품 PET, PP, PVC), 차단용폴리머 (EVOH, PVdC, PEN, 불소폴리머 ) 와실리콘옥사이드와알루미늄옥사이드임. 필름별로는모스아이필름의신장이기대된다. 휴대게임기나자동차내비게이션등으로채용되어신규용도에대한채용확대도전망. 또, 광학용투명점착시트 (OCA) 나커버시트라고하는터치패널관련필름에가세해유리기판대체를기대할수있는플라스틱필름기판의성장도기대됨. 이형필름의세계시장은 2012년약 1,101억원으로추정되며, 연평균 10% 로성장하여 2016년 1,612억원수준에이를것으로전망됨. - 이형필름의국내시장은 2012년약 166억원으로추정되며, 연평균 10% 로성장하여 2016년 244억원에수준에이를것으로전망됨. 윈도우필름의세계시장은 2012년약 276억원으로추정되며, 연평균 35% 로성장하여 2016년 918억원수준에이를것으로전망됨. - 윈도우필름의국내시장은 2012년약 219억원으로추정되며, 연평균 35% 로성장하여 2016년 728억원에수준에이를것으로전망됨. 항균필름의세계시장은 2012년약 2조 8,036억원으로추정되며, 연평균 5.9% 로성장하여 2016년 3조 5,2161억원수준에이를것으로전망됨. - 항균필름의국내시장은 2012년약 7,881억원으로추정되며, 연평균 5.9% 로성장하여 2016년 9,912억원에수준에이를것으로전망됨. 전지용필름은태양전지, 리튬이온 2차전지 (LiB), 연료전지등에사용되는기능성고분자필름으로 2012년시장은태양전지관련분야의침체에의해전년대비 1.8% 감소한 4조1,030억원, 2013년이후에는태양전지시장의회복, LiB 관련및연료전지의수요에따른고성장이기대되어, 2016년에는 2012년대비 38.0% 증가한 5조6,640억원예측. 모듈가격의저하에따른코스트다운요구나저가의중국제품증가에의해각필름의출하단가는하락하는경향에있지만, 2013년이후는태양전지의도입이활발한중국시장이견인역할을해완만하게시장은회복될것으로예측됨. Fuji 경제자료에의하면태양전지용도에서는단기적으로는고정가격매입제도의변경등의영향을받는다고생각할수있지만, 장기적으로는태양전지의도입이진행되어 2015년까지연평균 2자리수의증가를유지해갈전망. EVA 수지의부족도우려되고있지만, EVA 수지메이커가생산증강을도모하고있고, 신규참여를예정하고있는메이커도있어공급우려는줄어들고있음. EVA 필름시장은 2011년에전년대비 36.1% 증가한 2,302억엔이전망되며, 2015년에는 2010년대비 2.7배인 4, 533억엔규모로예측됨. - 135 -
화학소재공정 - 환경 기능성화학소재 - 기능성필름 FPD나태양전지등고성장시장의왕성한수요에따라, PET 필름시장도확대가계속될전망임. 2011년은전년대비 7.9% 증가한 3,583억엔이전망되며, 2015년에는 2010년대비 34.2% 증가한 4,456억엔이예측됨. 특히태양전지용도는연평균 2자리수증가로확대될전망으로성장폭이큼. 투명도전성필름용도의코팅재에는 ITO가채용되고있으며, 투명성이높고대전방지나저저항등의기능을가지며, 향후에도터치패널의높은수요가계속될전망이고, 전자페이퍼, 태양전지, 유기 EL 등용도확대를예상할수있어, 코팅재시장과도연동해확대될것으로예측됨. 2011년에는전년대비 16.7% 증가한 70억엔이전망되며, 2015년에는 2010년대비 83.3% 증가한 110억엔으로예측된다. 코팅재에대한요구성능이높아지고있는데, 다른도전재료 ( 금속잉크, 도전성폴리머 ) 는물성이불충분해당분간은코팅재가우세할것으로예상됨. 하이브리드차폐필름은유기수지재료와무기재료를이용한하이브리드코팅재를베이스필름에코팅한필름, 유럽을중심으로한수요확대에의해 2012년의시장은전년대비 17.1% 증가한 150억원, 이필름은 non-boil용과보일, 레토르트용으로분류, 보일및레토르트용은시인성확보요구의증가, 레인지대응이가능해유럽을중심으로알루미늄호일대체로서수요확대중. 신규용도로서의료부문의개척이진행될것으로보여새로운수요확대가기대되며이러한시장확대요인에의해 2016년에는 2012 년대비 73.8% 증가한 246억원이예측됨. [ 기능성필름의시장현황및전망 ] ( 단위 : 억원 ) 구분 국내시장 세계시장 년도 시장규모 2012 2013 2014 2015 2016 성장률 CAGR(%) 전도성필름 878 930 985 1043 1104 5.9% 이형필름 166 183 201 221 244 10% 윈도우필름 219 296 400 539 728 35% 항균필름 7881 8346 8838 9359 9912 5.9% 기능성필름소재합계 9,144 9,755 10,424 11,162 11,988 14.2% 전도성필름 43738 46318 49051 51945 55010 5.9% 이형필름 1101 1211 1332 1466 1612 10% 윈도우필름 276 373 504 680 918 35% 항균필름 28036 29690 31442 33297 35261 5.9% 기능성필름소재합계 73,151 77,592 82,329 87,388 92,801 14.2% 자료 : Fuji Chimera Research Institute(2009) 機能性フイルムの現況と未來展望, PCB materials report(japan Marketing Survey, 2009), 한국전자회로산업협회 (KPCA) 주 : Fuji Chimera Research Institute(2009) 에따르면기능성필름의한국시장이전체시장의 26.1% 정도임. 각세부필름의국내시장성장률을이와동일한것으로가정함. - 136 -
전략제품 한편, 기능성필름의제품별시장점유현황은 FPD 관련기능성필름이전체시장의약 60% 를점유하고있어가장큰시장으로알려지고있으며, 기타기능성필름, 반도체 / 기판관련기능성필름, 에너지관련기능성필름의순으로나타나고있음. 기능성필름세계시장에서국내시장이차지하는비율이높은이유는우리나라가현재반도체제품군및디스플레이제품군에서세계시장을선도하는역할을하고있기때문인것으로분석됨. - 하지만기능성필름분야세계적선도기술의핵심부분을일본이보유하고있으며이로인해몇가지제품에있어서는대일무역불균형현상이심화되는것으로분석됨. 국내업체들의기능성필름시장참여가활발해진가운데일본, 미국등해외기업도첨단소재필름에투자를강화하고있어향후기능성필름시장을놓고국내외업체간경쟁은치열해질것으로전망됨. 라. 공급망 ( 분류 ) 에따른분석 기능성필름의주요제품은 FPD 관련기능성필름, 반도체 / 기판관련기능성필름, 에너지관련기능성필름및기타기능성필름등이있음. 근래의 FPD, 반도체 / 기판관련기능성필름의경우가격인하요구에대한압박이기업의큰장벽으로작용하고있는데, LCD 의경우, 제품에서재료비가차지하는비중이 57~60% 에이르는것으로알려져있어향후에도가격인하에대한부담이지속될것으로분석됨. 세계업체및제품현황 - 중국을중심으로한신흥국의왕성한수요를배경으로확대되는디스플레이분야나급성장하고있는전지관련시장등많은산업분야에서기능성고분자필름이하는역할은지금보다더중요해질것임. - FPD 관련기능성필름분야의해외대표업체는니토덴코, 스미토모, 미츠이화학, 3M, 트지덴및키모토등이있음. - 도전성고분자필름은나가세켐텍스, 듀폰필름, 신에츠폴리머등이시장전개중, PEDT와 PSS를중합하여도전성을발현시키고있음. 특징으로서곡률이작은까다로운변형에도추종할수있어서유연성이뛰어나다는점임. 용도면에서저항막식터치패널의상부전극에사용함. ITO는 8mmφ 이하의곡률에추종할수없지만이도전성고분자필름은 1mmφ도추종할수있기때문에좁은틀터치패널의상부전극기판으로기대되고있음. - 반도체 / 기판관련기능성필름분야의해외대표업체는도레이, 히다치, 3M, 미츠이화학, 아사히케미컬등이있음. 아사히케미컬의경우한국카본과기술제휴로 PCB 가공에쓰이는필름을생산중인데해상도와접착력이뛰어나 20 마이크론수준의회 - 137 -
화학소재공정 - 환경 기능성화학소재 - 기능성필름 로설계까지도가능한것으로알려져있음. - Mitsubishi는중국소주거점에서의생산이 2013년에시작, 유저가되는현지컨버터의기술력과품질향상이열쇠, 중국유저가확보되지않을경우는한국, 대만수출도고려, 일본내거점에서는부가가치품의개발 생산에주력, 일본내에서는 ITO 필름용, 태양전지용이신장할것으로예상. - 도레이는한국, 중국, 일본에서설비투자해공격적으로사업전개중, 일본내거점에서초고투명그레이드대응라인을가동중, TAK에서반사판용백색필름생산시작, 2012년 1,000톤 / 년공급, 2012년 HC의밀착성향상타입인 U40 출시. - 에너지관련기능성필름분야의해외대표업체는듀폰, 아사히유리, 아사히화성, JSR, 도레이등이있음. 전해질막부문에있어아사히유리는 2004년에기존업계표준인듀퐁나피온막보다 5배이상내구성을갖춘막을개발하였고, 막-전극접합체 (MEA) 도개발하여전압저하를종래의 1/20 수준으로까지낮추는데성공 - 기타기능성필름으로생분해성필름의경우 2000년이전에는소규모의생산이주를이루다가그이후본격적인생산이시작되었음. 2002년의경우, Novamont 사와 BASF 사가잇달아생분해성필름인 Mater-Bi 와 Ecoflex 제조설비의증설을발표한바있으며그시기에일본에서도쿠레하화학과미츠비시화학이본격적인생분해성필름사업의참여를결정함. - 南亜塑膠股份有限公司 (NANYA PLASTICS CORPORATION) 은건설중인광학용신규라인 2 계열의가동시작을연기, 시장동향에맞춰광학용, 태양전지용을플렉시블하게생산하며대만 LCD 패널메이커각사에백색 PET 필름, 프리즘시트용등도공급을시작 - 토요방적은 PET 필름 가공사업양쪽모두를가진종합력을살려특징있는영업을시작하였고, 하이브리드제막기는예정대로 2013년 10월가동시작을목표로하고있으며광학용은백라이트관련이대부분인한편, ITO HC 필름용에전념. 광학이외에서는특히태양전지용으로영업확대를목표 국내업체및제품현황 - FPD 기능성필름분야의국내대표업체는 LG화학, SKC, 한화, 삼성전기, 코오롱, 에이스디지텍, 신화인터텍, 미래나노텍, 나노켐텍등이있고, 이분야는시장규모가클뿐만아니라초기개발비용이매우크므로대기업이상당부분을차지하고있음. 확산필름의경우 SKC는한국정부의국산화정책지원에힘입어점유율이증가하고있음 ( 한국시장에서는 100% 가까운점유율을보임 ). - SKC는필름분야의 No.1 글로벌플레이어를목표, 2012~2013년에한국및중국의거점에서총 4라인가동시작, 신규라인은 ipad 등소 ~ 중형의수요확보에주력, 편광판관련과 ITO용에도참여예정, 2라인째의가동시작을 2012년하반기로앞당김. - KOLON은 2011년부터터치패널관련용도용의원반공급을시작, 2012년 3Q부터신규라인본격가동, 백라이트관련수요가부활해태양전지용도대폭증가전망. - 호남석유화학은자체내에서중합에서제막까지일관생산, 광학용칩생산시작, KP케미컬의제막기술과호남석유화학의영업력, 자금력을살려광학용에참여, 2013년전 - 138 -
전략제품 체판매량 7,000t을예상하지만, 광학용은 10% 정도가될것으로예측. - 전도성필름의경우시장에서나노켐텍등중소기업도시장에서안정적성장을보임. - 반도체 / 기판관련기능성필름분야의국내대표업체는 SKC, 한화, 한국카본, 하이컴, ( 주 ) 아이앤씨, 옴니켐, 나노켐텍, ( 주 ) 폴리메리츠, 에니텍등이있고, 나노켐텍의경우 1999년설립한나노유기고분자소재개발및제품응용을전문으로하는기업으로대전방지코팅필름분야에서가장성공적인중소기업으로평가되고있음. - 에너지관련기능성필름분야의국내대표업체는한국과학기술연구원, 한국전자통신연구원, 삼성전자, SKC, 카이네틱에너지, ( 주 ) 나노윈도우필름등이있고, 첨단미개척분야제품이많아전반적인상업화진행률이타기능성필름분야에비해낮은편으로알려지고있음. 이분야는고도의기술을기반으로하는초기단계제품이많은관계로전해질막및태양전지필름등의분야에서는전반적으로중소기업의참여가미약한것으로나타남. 향후중소기업의기술고도화를위해서는이분야에대해전략적지원을할필요가있을것으로판단됨. - 기타기능성필름분야의국내대표업체는율촌화학, 한화, 필맥스, ( 주 ) 삼우티씨씨등으로나타나고있음. 항균필름의경우상당부분이식품포장용등으로이용되고있으며이에는중소규모의포장업체들도참여하고있는것으로나타나고있음. 향후중소기업의미래지향적사업기회부여를위해육성할필요가있을것으로판단됨. 공급망단계 원소재 FPD 관련기능성필름 주요내용고분자소재, 나노소재광투과성, 전도성 [ 공급망분석종합 ] 반도체 / 기판관련기능성필름 정전기차폐, Flexible Printing Circuit 에너지관련기능성필름 단열및자외선차단 ( 유리부착, 에너지절감 ) 기타기능성필름 항균성, 생분해성 ( 식품및의약품포장 ) 주요제품 / 기술전도성필름대전방지필름, 이형필름윈도우필름항균필름 해외기업 국내기업 도레이, 테이진, 3M, Solutia, 미쯔비시레이온 SKC, 코오롱, LG 화학, 한화, 호남석유, 율촌화학, 삼영, 성일화학, 에코스, 동방화학, 파낙코리아, 퓨레코, 코이즈 TDK, 니토덴코, 스미토모, UNIDYM 미츠이화학, 3M, 후지필름, Merck 트지덴, 키모토 LG 화학, SKC, 한화, 삼성전기, 코오롱 오토엠아티, 넥스켐, 신화인터텍, 미래나노텍, 나노켐텍, 인스텍, 한국유화, 에이스디지텍, KLK, 잉크테크, 화성코아텍 도레이, 히다치, TDK, 3M, UNIDYM, 미츠이화학, 아사히케미컬, Kureha, DuPont SKC Hass, 한화, LG, 삼성코닝 한국카본, 대안화학, 옴니켐, 나노켐텍, 하이컴, ( 주 ) 아이앤씨, ( 주 ) 폴리메리츠, 에니텍, 피앤테크, SCC( 주 ), 이녹스, 반도, 원케미칼, 기승산업, 제론텍, 한국테이페트 듀폰, JSR, 도레이, 아사히유리, 신일철화학, 일본사진인쇄, 대만군제, 아사히화성, 코오롱, 삼성, SKC, 한화 상보화학, 넥스필, 윈텍, 솔라컨트롤, ( 주 ) 나노윈도우필름, 카이네틱에너지, 솔라메이트 Novamont, BASF, 쿠레하화학, 미츠비시화학 삼영, 대림산업, 율촌화학, 한화, 화승 필맥스, 자강산업, 삼민화학, 성일화학, 유상, 삼우티씨씨, 하이씨엔피, 보스팩로얄케미칼, 에콜그린, 엔피아이, 인산디지켐, 상진 중소기업참여정도 중소기업시장점유정도 참여정도는주요제품시장에참여하는중소기업의참여규모와정도 ( 업체수, 비율등 ) 를고려하여 5 단계로구분 ( 낮은단계 :, 중간단계 (,, ) 높은단계 : ) - 139 -
화학소재공정 - 환경 기능성화학소재 - 기능성필름 산업현황, 시장현황및기술분석을바탕으로전반적인나노필름산업을분석한결과중소기업기술개발지원이우선시되어야할분야는반도체 / 기판관련기능성나노필름분야인것으로나타남. 이중, 대전방지필름, 이형필름및드라이필름등은현재중소기업들이타분야에비해활발히참여하고있는것으로나타나발전가능성이있을것으로판단됨. 3. 기업니즈조사 기능성필름소재분야에종사하는중소기업의제품개발현황을조사한결과, 구체적으로다음과같은다양한제품을개발, 판매하고있음. - 기능성필름 (EMI Shielding 필름 ) 투명전극용재료, 열전도성접착필름, 기능성나노필름, 전도성쉬트, 대전방지하드코팅재료, 정전기방지필름및데코시트등의각종기능성필름개발, fpcb공정용필름 ito공정용필름 방열 emi필름, 대전방지용필름제조 ( 전자부품수납용캐리어테이프및커버테이프 ), PVC 필름등필름수성친환경코팅제, 불소필름과다른유기소재간접합된기능성소재, 폴리에틸렌필름 또한기능성필름소재와관련하여아래와같은기술개발을추진하고있음. - EMI Shielding용기능성필름개발 투명전극용재료개발, 고출력 LED 조명용고열전도성소재, 대전방지용필름, 고전도성쉬트개발, 광학필름용방현하드코팅, 투명도전성하드코팅, 눈부심방지필름, 대전방지필름, 적외선차단필름, 내지문도료및내지문필름, 배리어성이뛰어난필름및고성능데코시트필름개발, 휴대폰 led에들어가는기능성필름개발, 투명성과실링안정성이우수한커버테이프, 아크릴에멀젼형수성필름코팅제, 2종이상의필름라미네이팅기술, 생분해및생붕괴성폴리에틸렌필름 기능성필름소재분야의중소기업들은향후다음과같은제품개발계획을가지고있음. - 고굴절율소재및이를이용한고굴절율 Film 제조, 카메라모듈에들어가는열경화성필름, 투명도전성필름제조, 가스멸균 습기에강한통기성포장재, 기능성필름 (EMI Shielding 필름 ) 투명전극용재료, 그래핀필름, 터치패널용투명전극필름, 방열필름및고기능소재기반필름, 고기능성폴리에틸렌필름, 불소필름과다른유기소재간접합된기능성소재 또한기능성필름소재와관련하여아래와같은기술개발을추진할계획임. - 굴절율이 1.8 이상의광학용고굴절율 Film 개발, 휴대폰카메라모듈용열경화성필름, 투명도전성커버테이프, 통기성을가지는의료용멸균포장재의개발, EMI Shielding용기능성필름개발 투명전극용재료개발, 그래핀필름을이용한고열확산소재, 터치패널용투명전극필름코팅기술개발, 고기능성친환경소재를기반으로한기능성필름개발, 친환경폴리에틸렌필름, 2종이상의필름라미네이팅기술 - 140 -
전략제품 4. 요소기술후보군 구성요소요소기술출처 FPD 관련기능성필름 반도체 / 기판관련기능성필름 에너지관련기능성필름 기타기능성필름 [ 요소기술후보군 ] 광학용점착시트기술투명전도성필름기술대전방지및반사방지필름제조기술 ITO 대체필름제조기술광학다층박막필름제조기술광학시트, 백라이트유닛및액정표시장치기술하이브리드필름제조기술투명전도성필름기술대전방지용필름제조기술자외선차단코팅과응용기술고효율태양전지필름제조기술반사방지필름제조기술항균성식품포장재및용기기체차단필름제조기술이형필름제조공정기술복합광학시트기술 특허전문가특허니즈특허특허특허니즈특허전문가니즈특허전문가전문가특허니즈 5. 핵심요소기술선정 전략제품관련한특허기술의클러스터링을통해도출된요소기술을시장동향, 기술동향을고려하여, 전문가의합의로요소기술을조정함. [ 요소기술조정결과 ] 중분류 요소기술 출처 투명전도성필름기술 전문가 FPD 관련기능성필름반도체 / 기판관련기능성필름에너지관련기능성필름기타기능성필름 대전방지및반사방지필름제조기술 특허 광학다층박막필름제조기술 특허 광학시트, 백라이트유닛및액정표시장치기술 특허 하이브리드필름제조기술 특허 대전방지용필름제조기술 특허 자외선차단코팅과응용기술 전문가 고효율태양전지필름제조기술 니즈 항균성식품포장재및용기 전문가 기체차단필름제조기술 전문가 이형필름제조공정기술 특허 도출된요소기술의범위와수준, 중소기업적합성과시급성등을고려하여요소기술명을보완함. - 141 -
화학소재공정 - 환경 기능성화학소재 - 기능성필름 - 선정위원회를통해필요에따라요소기술명칭을일부수정하였고, 중복된요소기술은통합하고반드시필요한기술을추가함. - 타전략제품영역과중복되는요소기술들을제거하였고, 연차별로추진가능한요소기술들은하나로통합함. 핵심기술선정 - 조정된요소기술과기술 시장동향분석및기업니즈조사결과를기반으로핵심요소기술선정위원회를통하여중소기업에적합한핵심기술선정 - 핵심기술선정은기술성 (10), 시장성 (10), 중소기업적합성 (10), 정책적부합성 (5) 을고려하여평가됨. 기술성은기술성장성 (5), 기술수준 (5) 으로, 시장성은시장규모 (5), 시장성장성 (5) 으로, 중소기업적합성은중소기업참여정도 (5) 및중소기업진입장벽 (5) 을고려하여평가 [ 핵심요소기술선정결과 ] 중분류 FPD 관련기능성필름반도체 / 기판관련기능성필름에너지관련기능성필름기타기능성필름 투명전도성필름기술광학다층박막필름제조기술 하이브리드필름제조기술대전방지용필름제조기술 자외선차단코팅과응용기술고효율태양전지필름제조기술 항균성식품포장재및용기기술이형필름제조공정기술 요소기술 6. 로드맵기획 가. 연구개발목표설정 [ 선정된핵심요소기술에대한연구목표 ] 중분류핵심요소기술기술요구사항 FPD 관련기능성필름 투명전도성필름기술 광학다층박막필름제조기술 투과성, 전도성 다양한소재를이용한다층박막기술, 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 투명전도성습식코팅재개발 (CNT 전도성필름투과율 80%) 광학다층막증착기술개발, Refractive index=1.3 대면적습식코팅기술개발 (CNT 전도성필름투과율 85%) 밀착력증대및변형방지기술, Refractive index=1.2 소재및공정신뢰성확보 (CNT 전도성필름투과율 88%) 고온영역에서의수치안정성, Refractive index=1.1 이하 최종목표 투과율 88% 이상인투명전도성필름 밀착성, 변형방지, 고온영역에서수치안정성 - 142 -
전략제품 중분류핵심요소기술기술요구사항 반도체 / 기판관련기능성필름 에너지관련기능성필름 기타기능성필름 하이브리드필름제조기술 대전방지용필름제조기술 자외선차단코팅과응용기술 고효율태양전지필름제조기술 항균성식품포장재및용기기술 이형필름제조공정기술 고화소, 고화질활용제품개발, 복합시트구조의휘도향상필름제조기술 대전방지용표면처리기술개발 ( 표면저항, 내용제성, 투명도향상 ) 필름의단열효과향상및장기안정성 변색방지, 투명성, 수증기베리어기능, 내후성, 광학다중막증착기술 빛투과율 80% 이상, 항균성 100% 박리력, 강도, 인성, 저유도특성, 내열성우수 ASTM D882A, ASTM D 257 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 고고투명성, 견고성, 부착성향상 ASTM D 257 106 ~ 108Ω/sq 자외선차단 95% 이상 IEC61646 8,000 시간출력유지 항균력 95% 이상, 투명도 75% 이상 peeling strength 200g/inch 복합시트구조의휘도향상 ASTM D 257 108 ~ 109Ω/sq 자외선차단 97% 이상 IEC61646 9,000 시간출력유지 항균력 98% 이상, 투명도 80% 이상 peeling strength 250g/inch 고화소, 고화질을활용한제품다양화 ASTM D 257 108 ~ 1010Ω/sq 자외선차단 99% 이상 IEC61646 1 만시간출력유지 항균력 99% 이상, 투명도 85% 이상 peeling strength 300g/inch 최종목표 고화소, 고화질 우수한표면저항우수한박리대전압 자외선차단 99% 이상 IEC61646 1 만시간출력유지 빛투과율 80% 이상, 항균성 99% 이상 peeling strength 300g/inch 이상 나. 로드맵기획 - 143 -
화학소재공정 - 환경 기능성화학소재 - 기능성섬유의류소재 기능성섬유의류소재 1. 개요 - 정의 : 기능성섬유의류소재는기존섬유의단점을개선하기위해섬유등에기능성재료를부가한제품을말하며, 일반섬유에비해서내열성, 방수성, 강도및탄성률등에서우수한물적특성을가지고있어의류, 건축 / 토목, 자동차부품, 기계부품, 전기 전자부품등에주로사용되는재료를말함. - 범위 : 기능성섬유는수분, 열등을조절하고외부위험에서인체를보호하는기능등을보유한삶의질을획기적으로개선하는의류용섬유와, 우수한물리적, 화학적기능적성질을보유하게됨에따라산업전반에서기존플라스틱, 금속소재를대체하는산업용섬유를의미하며, IT 기술을적용하여공정효율을높이는기술등이포함되며, 소재로는기능성고분자섬유, CNT, 유기금속폴리머, 전도성물질, 전자파차폐재, 각종형광소재, 단열, 내열, 난연및방염소재, 무기 / 유기항균제등으로나누어지고세부제품으로는슈퍼섬유, 유기섬유, 생분해성섬유, 재생섬유, 탄소섬유, 유리섬유, 스마트섬유, 하이브리드섬유및나노섬유등이포함됨. 가. 정의및필요성 기능성섬유의류소재는 IT, BT, NT 분야의첨단기술이융합된신소재로의류뿐만아니라현재와미래에자동차, 전자, 우주항공, 의료및군수등의산업에필요한초경량, 고강도, 고기능성을갖춘소재임. 첨단기술이융합되어산업용첨단기능성섬유의류소재수요가확대되고있으며, 각산업분야에서기존소재의대체품및신제품으로각광을받으면서섬유산업이소재산업의중심으로부상하고있음. 또유행의가속과 outdoor, 운동문화확산으로고기능인텔리전트섬유인기능성섬유에대한수요가증가하고있음. 기능성섬유의류소재개발은섬유산업을비롯해건축, 자동차, 전자, 건설, 국방, 의료, 항공, 나노및바이오등타산업과의융합을통한동반성장시너지효과를높임으로써고부가가치산업으로발전하기위해반드시필요함. 제2피부 (Second Skin) 와생체친화성 ( 향균, 방취, 방습등 ) 기능성섬유의상용화로개인삶의질을개선할것임. 산업용섬유생산기지화를통한고부가가치형산업으로재편되고있으며나노기술등을활용선진국형섬유산업구조로발전중에있음. 기능성섬유의류소재에는친환경소재, 복합소재, 하이테크소재로구분되며, 신소재개 - 144 -
전략제품 발을위한기술수준이높아지고있어향후고성장할수있는섬유로는나노소재섬유, 탄소섬유, 재생섬유, 스마트섬유등이있음. [ 기능성섬유의구성 ] 친환경소재 복합소재 하이테크소재 바이오섬유재생섬유탄소섬유무기섬유스마트섬유나노소재섬유 탄소섬유는유기섬유를비활성기체속에서가열, 탄화하여만든섬유로국방기술의전략적무기체계의핵심소재, 의료용 CT장비, 로봇용부품, 항공, 내열및난연, 풍력발전기기, 자동차부품등고강도내열성소재에적용비중이증가하고있음. 재생섬유는천연또는인조의섬유상고분자물질을다시섬유로재형성시켜환경보존및정화, 환경개선에사용되는소재이며, 섬유의자동검사, 초임계유체염색, 환경보전을위한정제및분리 / 회수기술, 에너지절약형섬유제조기술, 자동봉제기술, 센서기술에적용되고있음. 스마트섬유는컴퓨터와전자장비등디지털기술을의류에접목시킨소재이며, 엔터테인먼트의류, 헬스케어및스포츠의류, 스마트인테리어제품 ( 네트워크기반의사무, 가정용섬유제품 ), 특수용도융합제품에적용되고있음. 나노섬유는나노기술을접목하여기존소재와차별되는특수한기능을가진소재로나노미터크기인초극세사등이포함되며, 오일필터, 유해화학물질제거필터, 바이오소재, 수소저장재료, 바이오센서, 재생의료용배지, DDS( 약물전달시스템 ), 미용재료, 2차전지및연료전지전극, 전자파차폐재료, 발광소자, 편광판및디스플레이용재료등에적용되고있음. - 나노섬유는반도체, 광학, 디스플레이, 센서등의전기전자분야, 필터, 분리막, 촉매, 복합재, 단열재등의기계화학분야, 배터리, 축전기, 연료전지, 태양전지등의에너지분야, 인공피부, 혈관, 약물전달, 임플란트, 세균검출등의의약생명분야, 초경량구조, 보강재등의자동차분야, 고급의류, 흡착제, 친환경섬유등의전통섬유분야및국방, 항공우주등에사용됨. - 145 -
화학소재공정 - 환경 기능성화학소재 - 기능성섬유의류소재 섬유산업에 IT기술활용하여 IT기술을적용공정효율을높이는한편의류제품이정보처리능력을갖는스마트의류등기능성의류등장. 섬유분야기술혁신과함께 IT, NT, BT기술과융합하면서고감성, 고기능, 고성능의나노섬유를비롯한첨단섬유소재의시장은 2015년까지연평균성장률 9.9% 의성장세가예상됨. 나. 범위및분류 ( 제품분류관점 ) 기능성섬유의류소재는수분, 열등을조절하고외부위험에서인체를보호하는기능등을보유한삶의질을획기적으로개선하는의류용섬유와, 우수한물리적, 화학적기능적성질을보유하게됨에따라산업전반에서기존플라스틱, 금속소재를대체하는산업용섬유를의미하며, IT기술을적용하여공정효율을높이는기술등이포함됨. ( 공급망관점 ) 기능성섬유의류소재는원소재인생사, 연사, 끈, 망및기타제품, 각종원사로직조나편조물, 각종섬유사, 직물및편조물, 직물제품등을염색, 표백, 가공, 직물의도포, 삼투, 경포, 방수및기타처리활동, 각종의류와장식품제조, 펠트 (felt), 부직포, 제면및기타섬유제품제조등이포함되며대표적으로원사, 직물, 염료 / 안료등으로나누어지며, 기능성섬유소재로는기능성고분자섬유, CNT(Carbon Nano Tube), 유기금속폴리머, 전도성물질, 전자파차폐재, 각종형광소재, 단열, 내열, 난연및방염소재, 무기 / 유기항균제등으로나누어짐. 세부제품으로는슈퍼섬유, 유기섬유, 생분해성섬유, 재생섬유, 탄소섬유, 유리섬유, 스마트섬유, 하이브리드섬유및나노섬유등이포함될수있으나, 주요 4대섬유소재인재생, 탄소, 스마트및나노섬유기술로한정함. [ 기능성섬유의류소재의분류관점의범위 ] 대분야중분야세부제품 기능성섬유의류소재 에코소재 복합소재 하이테크소재 바이오섬유 재생섬유 탄소섬유 무기섬유 스마트섬유 나노섬유 섬유경이작은유기폴리머제조기술무기함유유기섬유제조기술 재활용수지를이용한난연섬유 (retardant fiber) 개발고품질기능성원사생산기술개발 고인성 CNT/ 탄소섬유고분자복합체기술고강도나노탄소섬유제조기술 유리섬유강화필름제조기술나노튜브 (CNT) 가주입된유리섬유재료개발 내구성이우수한지오섬유 (geotextile) 복합체개발항균및습윤기능성드레싱섬유개발 나노복합체용 light RTM (resin transfer molding) 고속공정개발저전도성고발열섬유소재개발 - 146 -
전략제품 [ 공급망단계별주요제품분류표 ] 대분야중분야세부제품 기능성섬유의류소재 탄소섬유에코섬유스마트섬유나노섬유 무기체계의핵심소재, 의료용 CT 장비, 로봇용부품, 항공, 풍력발전기기, 자동차부품등 환경보존및정화, 환경개선에사용, 생분해성, 환경보전을위한정제및분리 / 회수등 엔터테인먼트의류, 헬스케어및스포츠의류, 인테리어제품, 특수용도융합제품등 VOC 제거필터, 바이오케미칼소재, 수소저장재료, 바이오센서, 재생의료용배지, 약물전달시스템, 미용재료, 연료전지전극, 전자파차폐재료, 발광소자, 디스플레이용등 따라서, 기능성섬유의류소재의범위는 - 원사, 섬유기계, 기능성섬유소재를비롯한친환경소재, 복합소재, 하이테크소재등의각종기능성섬유재료를포함하고, - 공급망기준으로기능성원사제조, 기능성원단, 섬유디자인, 기능성섬유적용단계에사용되는각종기능성소재와부품을포함하며, - 기술적으로는각기능성소재의제조기술, 성능향상기술, 저가격화기술, 기능성소재국산화기술등이포함됨. 2. 산업및시장분석 - 섬유분야기술혁신과함께 IT, NT, BT 기술과융합 발전하면서고기능, 고성능, 고감성기능성섬유소재개발기술에대한요구가증가하고있음. - 복합섬유재료의고기능화, 활용성의확장을위한혁신기술개발, 가격절감기술의개발을통한고부가가치형산업으로재편이요구되고있음. - 고감성, 고기능성섬유는의류및생활자재분야를중심으로, 고성능섬유와초기능성섬유는산업자재분야를중심으로개발및실용화중에있음. -Trend 의변화와라이프스타일의변화, 기술융합형의기능성섬유에대한관심및수요가증가하고있음. - 복합화, 융합화되는기술추세에대응하기위하여섬유업계와화학, 전자, 나노등이종업종간협업채널구축필요성. - 스마트섬유는매년급속히신장되고있으며상업규모의실용화단계에들었음. PCM 이나형상기억물질을비롯해, 전자기술을조합한전자섬유 (E-Textile) 의개발은섬유의기능성을한층고도화시키고있음. 전세계적으로스마트의류시장은 2015 년 1963 억달러규모가될것으로전망되고있음. 특히 wearable computer 시장은건강관리용, 산업용, 군사용으로매년 25% 이상성장이예상됨. 가. 니즈분석 기존다양한산업의대체소재로서용도확장성 시장니즈 1 : 산업용소재화 섬유분야기술혁신과함께 IT, NT, BT 기술과융합 발전하면서고기능, 고성능, 고감성기능성섬유소재개발기술에대한요구가증가하고있음. - 147 -
화학소재공정 - 환경 기능성화학소재 - 기능성섬유의류소재 생산기술의발전, 고강도 / 고탄성률등의고성능추구, 심미성의추구, 마이크로추구와가공기술, 기능성섬유그리고환경대응등임. 향후전개방향으로서중요한것은새로운관점에서미래에대응하는것임. 단순히기존섬유의응용보다도타산업분야와융합하는복합기술로의발전이바람직함. 기능성섬유산업의방향은첫째, 기술개발은각각의기술의융합으로, 둘째, 섬유산업간의스트림협력을통한마켓 Oriented 상품개발, 셋째, 패션과연계한고부가가치의의류소재개발과함께글로벌경쟁력을가지고있는우리의자동차, IT에접목한산업용섬유소재개발이며, 이를통한기능성섬유산업의경쟁력제고가필연이라할것임. 복합섬유재료의고기능화, 활용성의확장을위한혁신기술개발, 가격절감기술의개발을통한고부가가치형산업으로재편이요구되고있음. 기존산업소재의대체소재로서용도및시장이앞으로도더욱확대될것으로전망되며, 여기에발맞추어개발방향이전개되고있음. 2010-2015 스마트의류시장규모세계탄소섬유시장성장률 2003-2020 자료 : 섬유 IT 융합지원센터, Estimated carbon fiber nameplate capacity by manufacturer through 2020, Composites Forecasts and Consulting LLC, 2013 수요자의 trend와다양한기능성요구에따른섬유의기능성화 시장니즈 2 : 고기능성및고성능 고기능성산업용소재, IT BT와연계된미래소재등핵심기술개발을통한미래新시장조성및수출선도필요성 - 148 -
전략제품 기능성섬유의류소재개발을통해고성능필터, 2차전지핵심부품, 인공피부등새로운분야개척필요성 기능성섬유의류소재는인간과환경을중시하는패션성소재와 Biomimetics( 생체기능통합모방기술 ) 및고감성, 고기능성제품으로의융합, 조화에따른고부가가치기술, medical life care의소재의개발이중요함. 대부분기능성섬유제품들이기존의부품소재를대체해야하기때문에기술개발이후제품화에요구되는신뢰성평가등과같은긴적용시간이요구됨. 고감성, 고기능성섬유는의류및생활자재분야를중심으로, 고성능섬유와초기능성섬유는산업자재분야를중심으로개발및실용화중에있음. - 나노섬유는고용량전극용하이브리드탄소나노섬유, 연료전지용분리막기술, 광학특성제어기술, 2차전지용혁신소재, 태양전지소재등다양한분야에적용할수있는소재로이에대한연구가활발하게진행되고있음. - 탄소섬유는인장강도, 탄성률이크고, 내마모성, 윤활성이우수하고, 전도성이우수하므로선진국의기술유출에매우민감해하기때문에자국외의수출을규제하고있어서수송기산업, 레포츠산업, 군수산업의발전을위하여탄소섬유는반드시개발되어야할과제임. 환경적요소와결합해시장을만들어내는시너지효과와기능성원료수입대체 시장니즈 3 : 친환경성과저가격화 환경보존및정화, 환경개선에기여하는소재로제조과정에서 CO 2 발생량을 30% 줄이는것은물론석유자원사용을줄이고에너지발생량을감소시킬수있는기술개발이요구되고있음. 기존산업의경쟁력을환경적요소와결합해시장을만들어내는시너지효과창출을높이며, 단축기술및에너지절감기술및공해물질저감기술개발이요구되고있음. 시장이아직협소하고원료공급을해외에의존하고있으며인증기관들이선진국에집중되어있어이를획득하는데많은비용이소요되는문제점이있으므로가격의인하에대한관심이높음. 정밀화학기술과첨단산업기술의발전및첨단기술의융합 시장니즈 4 : IT/NT/BT 융합화 - 149 -
화학소재공정 - 환경 기능성화학소재 - 기능성섬유의류소재 대 내외환경변화에능동적으로대응하고민 관이산업구조고도화에역량을결집한다면세계섬유 의류산업을선도할것임. 이종기술간융합을통해혁신적인첨단섬유제품을개발하고세계표준주도필요성. 섬유산업은다양한스트림 (Stream) 주체간의협력을통해완제품이만들어지는데 IT 기술과의융합정도를높이기위해섬유소재의 IT화, 섬유공정의 IT 및서비스의 IT화를통한유기적인연계를바탕으로섬유산업의 IT화가이루어져야함. - 스마트섬유는전기전도성및에너지저장성을부가한전자 / 에너지섬유, 외부의자극에반응하는지능형섬유, 섬유자체가외부환경변화에응답하는섬유를포함하고있으므로미디어, 통신, 에너지전환등정보전달역할을함. - 군사관련웨어러블일렉트로닉스 (Wearable Electronicsa) 기술개발, 산업현장및일상생활에서사용가능한스마트의류, 유비쿼터스형의류패션등 IT와융합된기술개발이진행되고있음. 착용자의인체로부터발생되는생체신호를센싱 (sensing) 하고전송하여건강상태를원격으로관리할수있는스마트의류의개발이진행되고있음. 다양한생활패턴의변화및소비자패션에대한 trend 시장니즈 5 : 웰빙 (Well-being) 및고급패션화 웰빙트렌드와라이프스타일의변화, 의류기술융합형의기능성섬유에대한관심및수요가증가하고있음. 섬유융합산업은단순생활 의류개념에서벗어나지식, 문화, 서비스가접목된정보생활필수품으로유비쿼터스디지털라이프스타일을제공함으로써신규비즈니스모델및고부가가치화창출기회가되고있음. 3차원스캐너로소비자의인체를계측한후맞춤의복을제공하거나, 인물및복장표현방식의개발, 의복착용감평가시스템, 정보수집의류의개발, 인텔리전트어패럴 CAD 개발과고속네트워크에의한생산, 유통, 소비시스템에의응용등의기술개발을적극추진하고있음. - 150 -
전략제품 정치 (P) [ 기능성섬유의류소재분야의 PEST 분석 ] 구분주요이슈단기 (3 년이내 ) 중장기 (4 년이상 ) 비고 촉진 저해 2015 섬유 의류산업비전과발전전략 국가간 FTA 체결을통해지역블록화심화, 세계경기침체에따른소비위축가능성 상 중 하 상 중 하 상 중 하 상 중 하 섬유 의류의생산기반혁신, 섬유 의류산업의 IT 화, 디자인및브랜드경쟁력강화 세계주요국의기능성섬유육성책에따른기업들의경쟁이치열한상황 경제 (E) 촉진 주문형기능성의류제조 (Mass Customization) 보편화, 패션및기능성의류에대한수요확산 상 중 하 상 중 하 고급화, 종합화 Needs 에대응 Total Fashion 화, 여가시간증대로레저 스포츠의류수요확대 사회 (S) 기술 (T) 저해촉진저해촉진저해 국내소비위축과브랜드선호 IT, Digital 기술을활용첨단섬유 의류산업선호 선진브랜드와명품선호, 소비위축 특수용도시장의확대, 첨단기술산업선호, 축적된경험과기술의인력확보 국내인건비과다에따른국외진출로인한경험과기술유출 상 중 하 상 중 하 상 중 하 상 중 하 상 중 하 상 중 하 상 중 하 상 중 하 상 중 하 상 중 하 섬유소재의공급과다, 국내소비자현금유동성저하 기능성섬유소재의제품다양화개발및기능성수요및보급활성화 트렌드를반영한개발지원, 하이테크신소재, 기능성의류실용화및스포츠 레저섬유등신소재개발지원 기존섬유대비고가격이어도수요가폭발적으로증가하는고부가가치산업영역, 기능성섬유의제품화를위한기반시설확보 신흥국가의저가기능성소재제품, 가공및제조기술분야는중소기업진입장벽높음 나. 산업특징및구조 기능성섬유의류소재산업은기술및자본집약적인산업이며, 특히원재료의가공측정기술과기능성및디자인적용등이중소기업주도의산업특성이존재함. 차세대시장의키워드로떠오르고있는기능성섬유는전세계적으로관심이고조되면서우리나라를비롯한세계각국에서동분야에대한투자가급격히증가하고있는추세임. 한예로탄소소재의무게는강철의 4분의 1에불과하고강도는 10배이상강한첨단기능성소재로, 스포츠에서부터항공우주, 에너지, 자동차에이르기까지모든산업분야에서금속재를대체하고있으며국내에서는최근탄소섬유생산시설건설계획이잇따라발표되면서시장이더주목받고있음. - 151 -
화학소재공정 - 환경 기능성화학소재 - 기능성섬유의류소재 기능성섬유는당분간공급부족과기술력차이때문에고부가가치사업으로급성장하겠지만, 현재와같이경쟁적으로투자가이뤄진다면폴리에스터나스판덱스처럼과잉공급으로인한가격하락등의부작용과함께기업구조조정도불가피할전망임. 후방산업에속하는원사, 기능성섬유의소재, 가공기술및처리기술등은기술종속성이너무크고로열티부담이가중되어국산화잠재력이큰분야이며, 타산업과의융복합적인경쟁력이있어야대외기술우위를점할수있는산업임. [ 기능성섬유의류소재중심의연관산업구조 ] 후방산업기능성섬유의류소재산업전방산업 원사, 직물, 염료 / 안료, 기능성소재, 폴리머, 가공기술, 섬유처리기술 기능성섬유제조기술, 탄소섬유, 스마트섬유, 나노섬유, 친환경섬유, 나노섬유, 생분해성섬유, 에코섬유 기능성의류, 패션디자인, 생활용품, 자동차, 생활자재, 토목및건축재료, 군사및의료시스템 [ 기능성섬유의류소재중심의 SWOT 분석 ] 강점 (Strength) - 오랜기존섬유기술강대국 - 전체스트림의균형적생산구조 - 섬유원사기술및생산국 ( 세계 4위수출국 ) - 기능성수요에대한빠른대처능력 기회요인 (Opportunity) - 기능성섬유시장의폭발적증가 - 세계적원천특허시효만료임박 - 다양한기능성섬유소재의수요 - 녹색성장정책강화로관심집중정부의적극적인지원정책 약점 (Weakness) - 관련사업기반및투자자본미약세계적인경제위기 - 핵심인력자원부족 - 산학연협력체계취약 - 국내생산여건악화 위협요인 (Threat) - 선진국산업체들의시장선점에의한높은진입장벽 - 값싼노동력을지닌개발도상국의추격 (BRICs 와중국의추격 ) - 특허마찰심화 ( 각국의지적재산권강화 ) 선진국의기술보호주의 다. 시장현황 / 전망분석 2010년 11.8 kg이었던 1인당평균섬유소비량은 2030년에 18 kg으로증가하여세계적으로 6,800만톤이증가할것으로예상되며, 연간섬유소비량증가율은 3.1% 로예상됨. 항공기와자동차산업분야에서기능성섬유소비량이증가할것으로예상되며, 특히고기능성섬유에대한소비량이크게증가할것으로예상됨. 섬유제품의사용은인구증가, 패션제품에대한수요증가등으로인해계속활성화될것임. 국내섬유소재산업은생산및설비규모면에서섬유대국으로진입하였으나, R&D 투자부진으로신기술및신소재개발이이탈리아, 일본등선진국과의격차를좁히지못하고있으며, 국내섬유소재산업의기술수준은일본의 77% 수준에머물고있음. ( 의류패션용섬유 ) 다양한기능도입과인체및환경친화적인제품으로이미지부각이중요시됨. - 스포츠레저분야의성장세가뚜렷하며, 각종기능성소재개발에힘입어고급제품화 - 152 -
전략제품 전략으로지속적성장확대 ( 생활용섬유 ) 소비자의새로운욕구를충족시킬수있는고감성 고부가가치인테리어제품개발주력 - 기존생활용품에대한인식변화로새로운기능성과친환경소재를활용한다양한제품개발이요구되는실정임. ( 산업용섬유 ) 자동차, 토목 건축, IT등수요산업발전과연계한용도전개로향후대폭적인수요증가예상 - 탄소, 아라미드섬유는첨단기술산업의핵심소재로활용되어기존금속소재를대체하는부품소재로급속히확대 - 미국은산업용원천소재기술, 일본은극한섬유및복합가공기술, 유럽은디자인및제품화기술중심으로개발 복합화, 융합화되는기술추세에대응하기위하여섬유업계와화학, 전자, 나노등이종업종간협업채널구축필요성. 국내섬유의류소재산업은기능성섬유소재를중심으로세계 4위의시장점유율을기록하고있지만, 차별화신소재개발력미흡, 중국과의가격경쟁열세로수출확대에많은어려움에직면 - 범용품시장에서는가격경쟁력열세로중국등후발개도국에게잠식 - 고부가가치제품시장에서는신소재및차별화제품개발력미흡으로일본등선진국의벽을넘지못하고있는실정 EU는기능성섬유, 친환경적청정제조기술개발, 중소기업대상산학연공동연구프로젝트활성화등 R&D지원강화 : 이태리는밀라노기능강화에초점, 프랑스는인재양성등을지속추진중. 미국은레저 스포츠, 캐주얼의류중심의세계적기능성의류브랜드육성을위해 DAMA 프로젝트등의섬유정보화사업을국가차원추진 세계및국내모두기능성섬유소재시장의확대에따라기능성소재의수요가지속적으로확대될전망임. - BCC Research의특수섬유시장보고서에수록된탄소섬유시장전망에따르면 2009 년 170억달러에서 2014년 350억달러로연평균 (CAGR) 12.7% 성장이예상되고있음. - 나노섬유에관한시장보고서에따르면 2009년 81백만달러에서 2014년 330백만달러로연평균 (CAGR) 40.4% 성장이예상되고있음. (BCC Research, 2009. 6, Nanotechnology in Environmental Applications: The Global Market) - 153 -
화학소재공정 - 환경 기능성화학소재 - 기능성섬유의류소재 일본의합섬대기업 3개사가세계시장의 80% 를점하고있는탄소섬유가항공기, 풍력발전 Blade, 자동차재료등차세대를담당할최첨단재료로서주목을받고있음. 향후 5 년간은연율 15% 에육박하는높은성장률을유지할것으로전망되고있음. [ 첨단복합재료공급자협회 (The Suppliers of Advanced Composite Materials Association :SACMA), 東邦레이온, Yano Research Institute Ltd. 2009. 3] - 최근수년간탄소섬유의수요는예상을크게상회하고있음. 향후에도연율 13% 이상확대되어 2010년에는 5.8~7만톤, 2012년에는 10만톤에달할것으로전망되고있음. 탄소섬유의중 장기적타깃은풍력발전분야나 CNG 탱크, 로봇관계, 자동차관계등산업자재분야가될것임. 또한, 일본은 2015년을목표로자동차차체 / 구조체의개발을추진하고있어, 성공하게되면거대한수요가창출될것으로보임. - 지역별수요는북미지역이전체수요의 40% 대로가장큰시장이며유럽, 일본이그뒤를따르고있음. 북미와유럽에서의수요는토목 산업분야와항공 우주분야의수요가주종을이루고있는반면, 일본의경우는스포츠 레저분야의비중이비교적높아토목 산업분야와유사한규모의수요를보이고있음. - 국내탄소섬유시장규모는연간 720여톤정도 (140~150억원규모, 2,000 円 /kg) 이며프리프레그는 600만m2정도임. 국내의시장은거의대부분이 PAN계탄소섬유프리프레그제품시장으로구성되어있으며, 그수요는 30만 50만m2 / 월규모임. 피치계탄소섬유는인장강도등의물성이상대적으로떨어지고 PAN계에비해경쟁력이떨어져국내에서는거의사용되지않고있음. - 현재의국내시장규모연간 720여톤정도 (2,000원 /kg 140~150억원규모 ) 에서 Yano Research Institute에서최근발표한세계시장성장전망 CAGR 5.5%(2005~2010년 ) 을적용하면향후국내시장규모는 2012년기준 5,200톤규모의시장으로확대될것으로보임. 또한, 현재미미한토목 산업분야의확대로스포츠 레저분야에치중되어있는현재의수요구조가바뀔경우그시장은비약적으로성장할잠재력을보유하고있음. 스마트섬유 (Smart Textile) 는구미를중심으로매년급속히신장되고있으며수년전의기초연구에서지금은상업규모의실용화단계에들었음. 상변화메모리 (PCM) 나형상기억물질을비롯해, 전자기술을조합한전자섬유 (E-Textile) 의개발은섬유의기능성을한층고도화시키고있음. 전세계적으로스마트의류시장은 2015년 1963억달러규모가될것으로전망되고있음. 특히 `입을수있는컴퓨터 (wearable computer)` 시장은건강관리용, 산업용, 군사용으로매년 25% 이상성장이예상됨. MP3 플레이어내장의류, 위치추적 (GPS) 기능의류, 생체신호전달실버의류, 휴대폰이내장된캐주얼재킷, GPS와게임기가장착된미아방지용아동의류등상상으로만접해본의류가현실로나타나고있는것임. 스마트의류에는최첨단 IT가필요함. 섬유에장착될입출력기센서, 배터리등전원공급기술이필요하고음성또는문자인식시스템도필요함. ( 한국섬유산업연합회, 섬유패션산업동향 2012. 01호 : 전자섬유의기술개발동향 ) - 154 -
전략제품 - Venture Development Corporation사에의하면세계의스마트섬유의시장규모는 2005년 3억4백만달러에서 2008년 6억2천8 백만달러로연간 27% 급성장했음. 내용별로보면이제까지는열에너지의조절분야가가장많았지만앞으로는센서 / 모니터분야가최고로성장할것으로예상했음. - 의료용, 방호의류, 스포츠용에있어서모니터링과커뮤니케이션기능, 오락 / 엔터테인먼트, 사물의위치추적등폭넓은분야에서개발이진행되고있음. 사회발전에따른기능의다양화의필요성증가로부터스마트섬유는한층발전할것이며, 사용자의간편함추구에따라그설계사양의단순화 (simplicity) 가향후가속화될것으로예상됨. ( 米長粲, " スマートテキスタイルの最新開発動向 ", 纖維機械學會誌, 63(1), 2010, pp.31~34.) 전세계산업용섬유의시장규모 (10년) 는약 1,270억달러로추정되며, 소비량은아시아 850만톤, 유럽 560만톤, 미국 480만톤규모임. - 세계산업용섬유소비량은 2020년까지연평균약 5.9% 이상성장률이예상되며, 물량과금액면으로의류용섬유를훨씬상회할것으로전망. - 세계산업용섬유수요 ( 억달러 ):(05년)1,069 (10년)1,273 (15년)1,905 ( 연평균 5.9% 증가 ) ( 최신해외선진산업용섬유기술동향, 섬산련기술지원팀보고서, 2011.7월 ) 국내산업용섬유의경우 00년부터 05년까지의국내소비는약 24% 수준 - 국내산업용섬유의경우타이어코드, 에어백, 필터등일부산업용섬유제품은세계적수준이나새로운기능성신소재의개발의기술과생산기반은취약 ( 섬유산업르네상스를위한중장기발전전략, 한국산업기술진흥원, 2011.12월 ) 구분 국내시장 세계시장 [ 기능성섬유시장현황및전망 ] - 155 - ( 단위 : 억원 / 억달러 ) 년도 시장규모 성장률 2012 2013 2014 2015 2016 CAGR(%) 원소재 [12,000] 13,500 14,100 14,550 15,000 5.8% 염 안료 4,217 4,559 4,928 5,327 5,758 8.1% 스마트섬유 16,120 17,880 18520 20,750 22,170 8.3% 탄소섬유 1,923 2,550 2,925 3,485 3,853 19.3% 재생섬유 818 859 954 983 997 5.1% 나노섬유 990 1,055 1,250 1,380 1,510 11.2% 기능성섬유소재합계 19,851 22,344 23,649 26,598 28530 9.5% 원소재 [1900] 2010 2230 2300 2380 5.8% 염 안료 223 229 235 242 249 2.8% 스마트섬유 1570 1632 1796 1963 2231 9.2% 탄소섬유 180 250 350 380 450 26.5% 재생섬유 7 10 13 17 23 34.7% 나노섬유 52 57 63 72 80 11.4% 기능성섬유소재합계 1,809 1,949 2,222 2,432 2,784 11.4% 자료 : 지식경제부, 섬유패션산업경쟁력강화대책 2009, BCC Research 2012 Globla Markets and technologies for Bioplastics, ( 주 ) 야노경제연구소고기능섬유시장의현상과장래전망, 2010, Elsevier Advanced Tech, Profile of the International Membrane Industry 2004, 한국섬유산업연합회 : 섬유패션산업동향 2012. 01호 : 전자섬유의기술개발동향, 한국섬유산업연합회 : 신섬유기술로드맵 2012 08. [ ] 는추정치, 환율 1000원
화학소재공정 - 환경 기능성화학소재 - 기능성섬유의류소재 국내섬유의류소재산업이지속성장을위해서는신소재개발을통해중국등후발개도국과차별화가가능한고부가가치, 차별화제품위주의생산체제로전환이필요 - 화섬업계는고강력섬유, 고신축섬유, 극세섬유, 복합기능성섬유, 난연섬유중심의생산구조로전환 - 직물업계는화섬과천연소재의다중복합직물, 고기능성직물, 텍스타일디자인직물위주의생산체제로전환 - 염색 가공업계는다중복합섬유소재의염색가공기술, 고기능성가공및고감성가공등첨단핵심기술의지속적인개발을통해차별화섬유소재의품질향상을도모할필요성. 한국은제조및가공기술분야세계최고기술을보유하고있는역량을기반으로기능성섬유소재기술우위확보가가능하고특히섬유소재관련시장은더큰효과를볼것으로판단됨. 중국이대규모저임금인력과물량을앞세워가격경쟁력에우위를점하고있지만, 국내제품품질에못미치는제품퀄리티와 AS 미흡으로초기에판매되었던중국산기능성섬유에등을돌린바이어들이시장에서늘어나앞으로시장확대의가능성이있을것으로전망됨. 라. 공급망 ( 분류 ) 에따른분석 기능성섬유의류소재의원소재인섬유사, 직물, 편조물, 직물제품등을염색, 표백, 가공, 직물의도포, 삼투, 경포, 방수및기타처리활동, 각종의류와섬유제품제조등이포함되며대표적으로원사, 직물, 염료 / 안료등으로나누어지며, 소재로는각종기능성고분자섬유, CNT(Carbon Nano Tube), 유기금속폴리머, 금속 / 유기고분자전도성물질, 전자파차폐재, 인광 / 발광 / 축광소재, 단열 / 차열 / 발열소재, 난연 / 방염소재, 무기 / 유기항균제등으로나누어짐. 기능성섬유의류소재분야는유기섬유, 생분해성섬유, 재생섬유, 탄소섬유, 유리섬유, 스마트섬유, 나노섬유등이포함될수있으나, 주요 4대섬유소재인재생, 탄소, 스마트, 나노섬유기술로한정함. 스마트한기능을부여하기위해서는기존섬유가가지고있던범용적인기술만으로는부족하고, 주변의환경정보를수집, 처리, 기억하고환경및조건에능동적으로대응할수있는자율응답형기능섬유, 환경적응기능섬유등이만들어져야하며그러므로섬유가 IT와융합을시도하고있는데섬유 + IT제품의세계시장규모는 2013년 1,287억달러에서 2015년 1,400억달러로성장이예상 - 156 -
전략제품 나노섬유상용화가가장구체화하고있는분야는생화학방어복제조분야임. 나노섬유는미세입자나박테리아는통과하지못하게하면서도내부의땀은배출하는호흡성이있어세균등의침투를막는방어복으로활용함. 스마트섬유는단순히섬유패션기술에디지털관련기술이나방식만을적용하는것이아니라섬유제품기술에타분야의기술을융합시킴으로써섬유제품고유의장점을유지하면서도타분야로부터의고부가가치를부여받은퓨전형신종제품을말함. 스마트섬유는미국에서연구가시작돼군사부문을중심으로활발한연구가이루어지고있으며군사, 의료용외에도소방복, 인테리어직물, 각종작업복등으로활용이늘것으로전망됨. 또옷을입은사람의생체정보를파악하는섬유나비타민캡슐이부착된셔츠, 박테리아를이용해자연적으로세탁하는옷등으로도사용이가능하다고알려지고있음. 우리섬유산업은세계섬유시장의환경변화와경쟁격화로인해다양한어려움에직면할것으로예상되지만, 기능성섬유를중심으로한하이테크섬유의개발은새로운성장동력으로작용할것으로전망됨. 기능성섬유산업의발전전략으로첫째, 생산지향적에서시장지향적으로전환, 창조적기업문화육성, 다품종소량생산체제구축을중심으로하는신기업패러다임추구둘째, 기술개발을통한신브랜드육성, 기술과마케팅의협력시스템구축, 핵심기술및패션디자인개발을중심으로하는대표브랜드육성전략이중심이되고있음. 세계적인경쟁력을유지하고있는우리나라섬유산업이지속적성장을위한발판을마련을위해서는향후섬유산업의기술혁신에서핵심분야를이룰것으로예상되는지능형섬유의개발과국제경쟁력을구축하고있는 IT분야와의기술융합을추구하는한편삶의질향상과관련된건강, 스포츠레저섬유및메디컬섬유등고부가가치분야에의기술혁신이중요함. 또한패션및마케팅분야까지를포함하는시스템형산업화를통해분야간시너지효과가극대화될수있도록해야함. 세계업체및제품현황 - 일본과미국등선진합섬메이커를보유하고있는나라들은중국등후발개도국의추격을의식하여압도적인기술격차와경쟁력을지니고있는탄소섬유, 아라미드섬유, PBO 섬유등 Super 섬유와최근환경문제로주목을받고있는폴리알릴레이트섬유, PTT 섬유등고기능성섬유분야에대한투자와연구분야확대에박차를가하고있다. 한예로, PAN ( 폴리아크릴로니트릴 ) 계탄소섬유는일본이전세계의약 70% 이상의생산능력을보유하고있으며, Super 섬유에서도약 40% 정도의시장을점유. - 157 -
화학소재공정 - 환경 기능성화학소재 - 기능성섬유의류소재 - 미국의 FibeRio Technology Corporation에따르면, 세계나노섬유시장은생산성향상및용도개척에힘입어 2020년까지 40억달러로확대될전망임. FibeRio 는지난해 Forcespinning" 이라고하는신규나노섬유생산법을발표한바있으며나노섬유의용도확대및생산성향상에초점을맞춘것임. - 해외기술개발현황을살펴보면유럽의경우는유럽연합 (EU) 에서공동출자하여 SFIT(Smart Fabrics Interactive Textile) Cluster를만들고그안에 myheart, BIOTEX, ProeTEX, STELLA, OFSETH, CONTEXT, MERMOTH, SYSTEX 등의단위프로젝트중심으로스마트섬유기술개발을진행하였음. BIOTEX(Bio-SensingTextiles) 프로젝트를통해서는생체신호모니터링직물센서를이용한의복을개발 myheart 프로젝트를통해서운동선수나환자들의심박을모니터링할수있는생체신호모니터링의복을개발한바있음. 최근까지 STELLA(Stretchable Electronics for LargeArea) 프로젝트를통해서신축성있는전자디바이스개발을위한플렉서블기판과전도성회로를개발하였음. - 필립스에서는음성인식이동전화와 MP3 플레이어를 PAN(Personal Area Network) 으로연결한의류를개발중이며, 인피니온은전도성섬유를이용한 MP3 플레이어, 이어폰이내장된세탁이가능한의류, RFID 모듈을위한직물안테나, 사람의동선을감지하는스마트카펫등을개발하고있음. - 스위스취리히공대 (ETHZ) 의 Wearable Computing Lab에서는전도성섬유에대한연구를진행, 전도성섬유를이용한직물형안테나, 트랜지스터, 압력센서등을개발, Health assistant 응용으로사용자의자세를감지하여이를교정해주는 Motion aware clothing, Backmanager를개발, 전도성섬유와칩의연결을더욱간편하고저렴하게구현하기위한연구를진행하고있음. - 독일의스포츠웨어전문회사인 Adidas 는 2008년 DuPont 과 Invista로부터 Spin-out 한 Textronics를인수하여 Adidas Wearable Sports Electronics를설립하였는데특히착용형생체모니터링시스템에중점을두고 Wearable Sports Electronics 기술을개발하고있음. - 최근 Adidas 의뉴메트릭스라는제품은심장박동을점검하는개념의제품으로이러한기술의시장은군사용에서부터노인보호용그리고스포츠까지매우다양할것으로전망됨. Adidas는 Wearable Electronics 시장을크게 Sense & Monitor, Warm, Illuminate, Communicate 분야로보고있으며우선스포츠분야에적용가능한 Wearable Technology에집중하고 Textile System 기술진보에따라 Energy Harvesting 분야로도도전할계획임. - BodyMedia는웨어러블컴퓨터기반의료연구등다양한용도의하드웨어및소프트웨어솔루션을개발하고있는데, 의복이갖는고유의특성을살리면서실제웨어러블컴퓨터플랫폼으로서기능할수있는다양한센서및데이터처리프로세서, 데이터버스채널등을사용자의신체적특징을고려하여의복에장착시킬수있는스마트섬 - 158 -
전략제품 유직조기술을개발하고있음. - 일본의 Toyobo와 Polymatech 은 pitch계탄소섬유의열전도성보다도우수한高열전도성을가진탄소섬유를공동개발했다고최근발표함. 동열전도성은약 1,200W/m K 로구리의열전도성보다 3배, 알루미늄의 5배높고, 피치계탄소섬유 ( 약 900 W/m K, Toyobo 추산 ) 보다도열전도성이뛰어나탄소섬유가운데가장높은열전도성을갖고있음. 이로인해기존상업화된열발산물질가운데가장뛰어난고전도성카테고리로분류될수있음. [ 탄소섬유세계수요성장예측 ] 자료 : 三菱レイヨン株式会社 (2011), PAN 系炭素繊維の現状と将来 - 이탈리아 Milio Spa사와 Smartex사에서는 ECG(Electrocardiogram, 심전도 ) 와호흡, 체온등을모니터링할수있는셔츠 (Wealthy, MyHeart), 관절의움직임을포착하기위해탄소와실리콘을이용한센서를접착한티셔츠, 피에조 (Piezo) 센서를무봉제니트에연결하여호흡을모니터링하는셔츠등을개발하였음. 최근에는 EU 컨소시엄형태로착용자의생화학신호까지의복으로모니터링하기위하여 Biotex 프로젝트 (www.biotex-eu.com) 를수행하고있음. 미국은 DAMA Project 를미국에너지성 (DOE) 이 10여개의정부직할연구소와섬유관련연구기관, 그리고 150개기업이공동으로 AMTEX( 미국섬유제조업공동체 ) 를설립하여연간총예산 (5,000만불 ) 의절반을에너지성이부담하여추진하고있음. - 미육군에서는각종전투용디지털장비들을병사의신체및군복내외에분산배열하여내장또는부착시킨미래병사체계 Land Warrior' 를개발중임. - Burton Snowboard 社는 MP3 기능을내장시킨스노보드재킷을개발함. - Softswitch 社는다양한유형의기능성의류에적용될수있는전도성섬유소재와이를사용한키패드 ( 섬유소재의키보드 ) 를개발함. - VivoMetics 社와 Sensatex 社는 30개이상의인체생리신호를계속모니터하는센서와 - 159 -
화학소재공정 - 환경 기능성화학소재 - 기능성섬유의류소재 그데이터를전송하는소형컴퓨터를내장시킨 Life shirt' 를개발함. Europe Technology Platform(ETP) 는 2020년 Vision 발표 - 장기목표 : 1 범용제품에서특수용으로 2 섬유제품의새로운용도개발 3 대량생산에서맞춤생산등개발계획수립 - 장기중점과제 :1 혁신적인섬유제품을위한새로운특수섬유와섬유복합재 2 혁신적산업자재용도의섬유제품 3 스마트텍스타일및스마트어패럴선정 - 독일 ( 항공용탄소섬유 ), 벨기에 ( 바이오섬유, 생분해성섬유 ), 스페인 ( 태양전지섬유 ), 이태리 ( 나노고분자클러스터 ), 스웨덴 ( 온도조절섬유 ), 영국 ( 자극반응섬유 ) 유럽, 호주에서는다양한일상생활용도를위한기능성의류가개발되는추세임. - 독일의반도체업체인 Infinion Technologies와 Munich 의패션스쿨은협업을통하여, 의복에봉제가능한반도체칩과센서, 전도성섬유소재기술을기반으로설계한 MP3 플레이어가장착된의류 를개발함. - 영국 Birmingham 대학연구팀은운동용스마트셔츠인 SensVest' 를개발하였으며, 이는전도성섬유소재와센서를기반으로하여착용자의운동속도와가속도, 체온, 맥박등의다양한데이터를라디오네트워크를통해서전송하는기능을지닌운동선수용의류임. - 이탈리아의디자이너인 Alexandra Fede는소형제어장치와진동프로그램, 진동패드등을의복내에통합시킴으로써, 착용자가원하는신체부위에진동마사지를하는 JoyDress' 를비즈니스수트와이브닝드레스의형태로개발함. - 캐주얼의류전문회사인벨기에의 Levi Strauss Europe과덴마크의 Phillips International 은상호협업을통하여휴대전화기와 MP3 플레이어가내장된캐쥬얼재킷을개발하였으며, 위치추적기능과게임기가내장된미아방지용아동의류를개발함. 향후시장예측에서중요한변수는중국의등장임. 최근급속히성장하고있는중국에서탄소섬유시장의확대정도에따라시장의성장폭은크게영향을받을수있음. 또한, 가격경쟁력을앞세운마케팅전략으로기존시장의판도에위협을줄가능성도배제할수없음. 국내업체및제품현황 - 코오롱인더스트리의경우, LED System을의복에탑재하여야간산행과위급상황시위치파악이용이한섬유제품을개발하였고 IT기기의 Pocketing 기술을개발하여 i-pod 내장포켓과 i-pod Controller를갖는 Smart시리즈를판매하고있으며, 사람의체온에따라자동으로온도조절이가능한발열스마트섬유 HeaTex 를개발하여등산복, 골프복, 스키복등아웃도어기능성의류에적용하고있음. - 일본섬유ㆍ화학ㆍ소재업체인도레이가한국에탄소섬유공장을지어서 2013년부터 - 160 -
전략제품 공장가동에들어간다는계획임. 2020년까지전체투자규모는 4800억원수준. 도레이가일본, 미국, 유럽이아닌지역에탄소섬유공장을세우는것은처음임. 탄소섬유는친환경자동차, 항공기, 풍력발전소등에활용도가많아지고있음. 도레이는한국법인으로계열사인도레이첨단소재를통해한국공장에서연간 2000t 정도탄소섬유를생산해한국은물론중국등으로수출하기로했음. - 국내나노섬유생산업체는코오롱극세사 (Rojel)(500t/ 월 ), 휴비스 (FLOF-A)(350t/ 월 ), 효성 (400t/ 월 ) 및경방이있으며국내대부분직물아이템이중국으로넘어가는상황에서나노및초극세사는국내에서추구할수있는고부가가치기술로파악되며그수요가증가하고수요를예측하여생산량증설을추진중에있음. - 섬유용기능성나노입자를염가로양산화하는기술이 S.C.C 에의해진행되고있으며, 효성에서는동나노입자를 PET 등과같은섬유재료와혼합, 제조및섬유화하여기존제품보다물성이크게향상된타이어코드를개발중임. - 최근 삼신크리에이션에의해세계최초로양산화가이루어져, 현재 2차전지, 초고효율필터 (HEPA 급 ) 및의료용등의소재로서상용화연구가진행중임. - 혼합방사법의경우섬유의배향성이우수하여열처리에의한활성탄소나노섬유의제조에유리하며, 아모텍에의해전기이중층커패시터 (EDLC) 전극제조기술개발이진행중임. - 효성은재생섬유로바다속어망을재활용한의류용나일론원사 ( 原絲 ) 인 마이판리젠 을출시한데이어페트병이나폴리에스터원사를재활용한의류용섬유소재인리젠 (RegenTM) 을선보였음. - 리젠 (RegenTM) 은기존에사용했던페트병이나폴리에스터원단 원사를세척해칩 (chip) 형태로만든후의류용으로뽑아냈음. 이는효성이섬유사업부문을중심으로제품개발에서부터생산공정- 마케팅에이르기까지친환경마인드확대를위해전개하고있는 씽크그린 (Think Green) 캠페인의일환으로개발됐음. - 휴비스는최근국내최초로나이키에페트병리사이클원사를공급하는공식업체로등록됐음. 글로벌스포츠브랜드나이키 (NIKE) 매장에서휴비스 (Huvis) 의리사이클섬유로만든옷을만날수있게된것임. - 최근내수시장에도고어코리아, 인비스타코리아, 필러코리아등을통해국제적으로인지도가높은브랜드네임을가진고기능성원단과제품들의국내영업이더욱활발해지고있으며다양한해외브랜드들이국내시장에더욱적극적으로진출하면서국내업체들이살아남기위한개발전쟁이계속되고있음. - 161 -
화학소재공정 - 환경 기능성화학소재 - 기능성섬유의류소재 [ 공급망분석종합 ] 공급망단계원소재섬유스마트섬유탄소섬유나노섬유 주요내용 염료, 기능성, 전도성, 내열성, 항균성 일광 / 세탁견뢰성, 속건성, 내구성, 고강도, 투습성, 방풍성, 보온성 방풍 / 단열보온, 감온변색, 피부친화적 고강도, 고탄성, 항균방취 / 자외선차단 / 흡습성 / 속건성 광택성 / 고강도 / 내구성 / 원적외선방출 / 항균방취 주요제품 / 기술 인디고, 전자파차폐, 내열복, 항균 / 항진균 의류, 이불, 의류, 스포츠웨어, 아웃도어, 이너웨어 의류, 광섬유, 전기 / 전자재료 의류, 특수의복, 전기 / 전자재료 해외기업 Allied Signal, 帝人, DuPont, Teijin, Kuraray, Unitika, Toyobo, MGC, Fuji, BASF, Du pont, Dow Dupont, MITSUBISHI, Toray, Dynima, Honeywell, DSM, AMOCO, 住金化工, 三菱化學, BS, Kuraray, 鐘紡, 東洋紡, 旭化成 Bayer, MITSUBISHI, Globe, Fujibo, Nisshinbo,Kanebo, Gomelast, outlast, Zoltek, SGL, AKSA, KUREHA Toray, SGL, Tenax, Texel, Huesker,FLET AKSA,CHER, MITSUBISHI, Hexcel, Zoltek Challenge, Trevira, 中複神鷹炭素繊維 Tensar, REEFIND, 東華合纖, Shikibo, 日東紡績, Tenax, Zoltek, 威海光威集団, KUREHA 경인양행, 동양화학, 이화산업, 욱성화학, 대영산업, 범진산업, 삼원화학, 애경, LG 화학, SK 케미칼, 한국카본, 한국화이버, 라이크라 효성, 코오롱, 휴비스, 태광산업, 경방, 대한방직, 방림, 쌍방울, 제일모직충남방적, 한국쓰리엠 제일모직, 효성, 코오롱, KCC, 웰크론, 신도섬유, 파카, 명인신소재, SMC 테크 효성, 태광산업, 성원섬유, 코멕스, 우신켐텍, 코오롱 효성, 한화나노텍, 웰크론, 나노펄, 조현산업, 쿨맥스, 코오롱 국내기업 ( 주 ) 이스트웰, 우신피그먼트, 광명잉크, 오영산업, ( 주 ) 파낙스이엠, 일삼, 태창화학, DKC, ( 주 ) 제이엠씨, ( 주 ) 제이케미칼, 태흥디앤씨 ( 주 ), 한일화학 ( 주 ), 삼신화성산업 ( 주 ), 폴리크롬, 아담스컴퍼니, 베스텍, 씨엔드씨, 하나무역, 참빛소재, 닥터월, 이지스코리아, 라이프머티리얼, 한나패드, 실빅스, 연일케이텍스, 뉴젠사이언스, 킹프라이즈, 아진일렉트론, 이피씨, Ararion, 타코닉, 유천, HJ 안전, 경성산업, 수양켐텍, 삼두염색, 이안글로벌, 신성 제이투엘, 미두섬유, 신한산업, 영풍필텍스, 성욱섬유, 대한화섬, 벤텍스, 신풍섬유, 은성코퍼레이션, 연일케이텍스, 엠도흐멘코리아 ( 주 ) 인비스타코리아, 고어코리아, 쉘러코리아, 새한, 한국도날드슨, 전방, 동일방직, 삼일방직, 성안합성, 영남방직, 텍스타일스마트, 벤텍스, 씨앤케이, 인비스타코리아, 고어코리아, 한길 KNC, 신풍섬유, 젠플러스, 엔바이오, 텍스코, 세진섬유, 넥스프릴, 신한화성, 티포엘, 화성케미칼, 동방화학, 연일케이텍스, 대화패브릭, 텐케이트, 윤성텍스타일, 투에스라인, 아이엠테크 삼영, 한솔신소재, 이피씨, 무한캄퍼지트, 한화나노텍, 지티상사, 태성산업, 카본코리아, 우신화학, 태영섬유, 지케이씨, 와이브러스, 하나무역, 신한그린, 대덕산업, 유니웜, JMC, 우양신소재 SCC, 카본나노텍, 삼광염직, 실빅스, 엔티시, 나눅스, 메이스터, 빅엔빅, 비에스지, 한국기복, 영풍필텍스, 득금, 화남섬유공업, 마이판, 알파섬유, 지오콘다, 이레섬유, 중소기업참여정도 중소기업시장점유정도 참여정도는주요제품시장에참여하는중소기업의참여규모와정도 ( 업체수, 비율등 ) 를고려하여 5 단계로구분 ( 낮은단계 :, 중간단계 (,, ) 높은단계 : ) 최근국내기능성섬유의류소재시장은다수후발기업들이시장에진입하면서경쟁이치열해지고있음. 글로벌브랜드를벤치마킹하여개별기업및품목특성별로기능성패션의류브랜드구축을추진하고있음. - 162 -
전략제품 기능성섬유의류소재제조관련장비는원사, 섬유제조, 패션디자인산업관련설비와유사한특성이있어한국은세계적인기술경쟁력을단시간에도확보할수있는분야임. 기술집약적사업의생산성및가격경쟁력향상과직결된원천소재분야의기술력보유노력과투자가더욱필요함. 3. 기업니즈조사 기능성섬유의류소재분야에종사하는중소기업의제품개발현황을조사한결과, 구체적으로다음과같은다양한제품을개발, 판매하고있음. - DB5724-1 기능성직물, 산업용섬유, 식물유래폴리우레탄수지제조기능성필름라미네이팅섬유제품, textile 용폴리우레탄수지, 발열핸들부직포, 냉 온감기능성소재제품개발, 기능성폴리에스터스판덱스직물 기능성부직포 팬티라이너 / 탐폰등위생용품제조및소재개발, 고기능성방제복 고기능성마스크, 난연 3급성능의인테리어직물, 기능성섬유소재, Non-coating type window covering 제품 난연직물제품 방염성부여제품, 친환경적인의류, 코팅용원단, 무독성기능성 PU Resin, 인조모발섬유, 스포츠용섬유소재및기능성원단, 양모와화학섬유소재의융합기술로기능성섬유소재, 섬유원사의싸이징제소재, 기능성섬유소재, 블라인드 롤스크린 커텐, 스포츠, 아웃도어경량자켓용원단 (Down Proof, Wind Proof, Functional Jacket), 메디컬유니폼등, 로우게이지활용한형태안전기술개발원사및원단의형태안전성관련제품개발, 화학섬유와천연섬유와의복합을통한기능성직물, 탄소발열체섬유 탄소섬유성형, 경량화자동차직물, 생활용광폭난연원단 ( 예, 225cm 광폭신축성난연 knit) 또한기능성섬유의류소재와관련하여아래와같은기술개발을추진하고있음. - 아라미드융복합소재개발, 융복합소재를통한재생 / 실크대체 Daily wear용제품개발, 탠디, 식물유래폴리올을이용한투습방수 PU필름의고기능화및그린마켓대응형섬유제품개발, 기능성폴리우레탄수지 ( 고기능성투습방수성 PU 수지, 폼용친환경소재의 PU 수지, 고고형분수지등 ) 개발, 발열핸들, 환경대응형 Warm biz 및 Cool biz 가공원단기술개발, uv차단 경량성 보온성 친환경성섬유소재, 천연면셀룰로오스재활용가공기술, 천연면셀룰로오스를활용한기능성부직포가공기술, 고흡수성부직포제조기술, 천연고분자를활용한기능성슬림형위생용품제조기술, 고기능성라미네이팅기술을이용한농약방제복 고기능성반면형마스크제품, 친환경고기능난연 3급인테리어제품개발, 고내열섬유제조방법기술, low-melting yarn 직물의열처리기술, Non-coating type 형태안정화기술 ( 유기용재에의한유성 Coating 배제 ), 인계난연제사용난연사직물의난연성발현가공기술, 인계방염제사 - 163 -
화학소재공정 - 환경 기능성화학소재 - 기능성섬유의류소재 용방염성부여가공기술, 친환경스포츠의류, DMF Tol MEK를배제한건식및습식의류용투습 방수용 PU Resin, 난연고온가발사개발, 신축성및투습방수원단개발, 경량기능성아웃도어소재개발기술, 섬유원사의싸이징제소재개발, 고강도경량화원단제조기술, 플라즈마증착기술, CNT발열소재기술, Nylon 경량 Mechanical stretch 원단, 의료인용메디컬유니폼개발, 로우게이지활용한형태안전기술개발원사및원단의형태안전성관련제품개발, 화학섬유와천연섬유와의복합을위한제직기술및염색가공기술, 높은강도와탄성율을갖는탄소섬유강화수지 (CFRP) 기술, 경량화와강도특성을강화하기위한섬유강화복합체제조기술, 균일코팅기술, 공정설계기술 기능성섬유의류소재분야의중소기업들은향후다음과같은제품개발계획을가지고있음. - 섬유복합소재, 산업용섬유, 섬유소재용고기능성우레탄수지, 발열핸들부직포, 신축성 Rayon stretch 제품개발, 접촉냉감효과가극대화된원단, 기능성폴리에스터스판덱스직물, 생리대 마스크팩 기능성부직포, IT 접목용스마트웨어 차세대군복 텐트, 난연 2급및난연 1급성능의인테리어직물, 난연커튼, 코팅용원단제품, 인조모발섬유, 신축성스포츠의류소재, 투습방수기능성의류소재, 활동성이양호한고내열방염소재, 신발용기능성섬유제조 ( 예, 투습방수원단, 흡한속건원단, 통기성스페이스패브릭 ), 스포츠, 아웃도어자켓용경량원단, 메디컬유니폼, 친환경직물제품, 기능성섬유소재제품 또한기능성섬유의류소재와관련하여아래와같은기술개발을추진할계획임. - 수송용경량화복합소재개발, 융복합소재를통한재생 / 실크대체 Daily wear용제품개발, 섬유소재용고기능성우레탄수지개발기술 ( 나노멤브레인제조및투습방수성의극대화를위한, 나노기공제어기술 ), 발열핸들, 고팽윤수축성활용 New Rayon Stretch 의류용제품개발, 섬유구조체에서의열이동, uv차단 경량성 보온성 친환경성섬유소재, 천연면셀룰로오스를활용한기능성부직포가공기술, 고흡수성부직포제조기술, 천연고분자를활용한기능성슬림형위생용품제조기술, IT 접목생체기능전달용스마트웨어 고기능성고내구성난연군복 글램핑용텐트, 친환경고기능을갖는인테리어직물개발, 광폭섬유의난연화기술개발, 친환경적스포츠의류, 내열성콘크리트보강 pp 섬유, 신축성스포츠의류소재, 투습방수기능성의류소재, 경량고내열기능성방염소재, 스페이스패브릭기능성가공기술 ( 예, 투습방수, 항균가공 ), 복합사가공기술을활용한 Cotton, Wool Like Nylon 원단개발, 메디컬유니폼개발, 리싸이클혹은생분해가가능한친환경직물제품, 경량화와강도특성을강화하기위한섬유강화복합체제조기술 - 164 -
전략제품 4. 요소기술후보군 [ 요소기술후보군 ] 구성요소 요소기술 출처 연속적탄소섬유로보강된발열섬유기술 니즈 탄소섬유 탄소섬유보강재기술특허탄소섬유복합재료기술전문가 탄소섬유강화수지기술 특허 탄소섬유강화복합재료기술 특허 나노섬유 카본나노튜브를사용한파이버제조기술특허나노및탄소섬유기술특허 나노입자직물처리기술 전문가 석탄계피치및푸란수지와천연섬유복합제조기술 특허 재생섬유 실란처리리그노셀룰로오스섬유기술특허내절단성셀롤로오스계섬유제조기술전문가 셀롤로오스계방염가공기술 니즈 온도감응스마트섬유기술 전문가 하이브리드복합체섬유제조기술 특허 스마트섬유 고내열섬유제조기술특허내열성섬유아라미드기술특허 발열및차열섬유구조제조기술 전문가 아웃도어및헬스케어의류소재기술 니즈 5. 핵심요소기술선정 전략제품관련한특허기술의클러스터링을통해도출된요소기술을시장동향, 기술동향을고려하여, 전문가의합의로요소기술을조정함. [ 요소기술조정결과 ] 중분류 요소기술 출처 탄소섬유보강재기술 특허 탄소섬유 탄소섬유복합재료기술 전문가 탄소섬유강화수지기술 특허 탄소섬유강화복합재료기술 특허 나노섬유 나노및탄소섬유기술 특허 나노입자직물처리기술 전문가 재생섬유 내절단성셀롤로오스계섬유제조기술전문가셀롤로오스계방염가공기술니즈 온도감응스마트섬유기술 전문가 스마트섬유 하이브리드복합체섬유제조기술특허고내열섬유제조기술특허 발열및차열섬유구조제조기술 전문가 - 165 -
화학소재공정 - 환경 기능성화학소재 - 기능성섬유의류소재 도출된요소기술의범위와수준, 중소기업적합성과시급성등을고려하여요소기술명을보완함. - 선정위원회를통해필요에따라요소기술명칭을일부수정하였고, 중복된요소기술은통합하고반드시필요한기술을추가함. - 타전략제품영역과중복되는요소기술들을제거하였고, 연차별로추진가능한요소기술들은하나로통합함. 핵심기술선정 - 조정된요소기술과기술 시장동향분석및기업니즈조사결과를기반으로핵심요소기술선정위원회를통하여중소기업에적합한핵심기술선정 - 핵심기술선정은기술성 (10), 시장성 (10), 중소기업적합성 (10), 정책적부합성 (5) 을고려하여평가됨. 기술성은기술성장성 (5), 기술수준 (5) 으로, 시장성은시장규모 (5), 시장성장성 (5) 으로, 중소기업적합성은중소기업참여정도 (5) 및중소기업진입장벽 (5) 을고려하여평가 [ 핵심요소기술선정결과 ] 중분류탄소섬유나노섬유재생섬유스마트섬유 탄소섬유보강재기술탄소섬유강화수지기술탄소섬유강화복합재료기술나노입자직물처리기술내절단성셀롤로오스계섬유제조기술셀롤로오스계방염가공기술하이브리드복합체섬유제조기술고내열섬유제조기술발열및차열섬유구조제조기술 요소기술 6. 로드맵기획 가. 연구개발목표설정 중분류핵심요소기술기술요구사항 탄소섬유 나노섬유 탄소섬유보강재기술 [ 선정된핵심요소기술에대한연구목표 ] 강도연신률 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 300 MPa 2.5% 330 MPa 2.7% 350 MPa 3.0% 최종목표 350 MPa 이상 3.0% 이상 탄소섬유강화수지기술고탄성률 670 GPa 690 GPA 700 GPa 이상 700 GPa 이상 탄소섬유강화복합재료기술 나노입자직물처리기술 modulus typical diameter 인장강도전기저항 (Ω cm) 7 GPa 20 nm 2000MPa 10-2 8 GPa 10 nm 3000MPa 10-2~10-3 10 GPa 5 nm 5000MPa 10-3 10 GPa 이상 5 nm 이하 5000MPa 10-3이하 - 166 -
전략제품 중분류핵심요소기술기술요구사항 재생섬유 스마트섬유 셀룰로오스계방염가공기술 내절단성셀룰로오스계섬유제조기술 고내열섬유제조기술 하이브리드복합체섬유제조기술 발열및차열섬유구조제조기술 발화온도 ( ) limiting oxygen index(loi) 인장강도 ripstop( 기존실대비 ) limiting oxygen index(loi) 분해온도 ( ) 인장강도 (Mpa) 파괴시변형률 (%) Clo test(clo/in) 전기비저항 개발목표 1 차년도 2 차년도 3 차년도 500 22% 3 GPa 20% 27% 430 500 5 3 108~1012Ωcm 550 25% 4 GPa 30% 30% 450 700 4 3~4 107~108Ωcm 600 28% 5 GPa 50% 33% 500 900 3 4~5 107Ωcm 이하 최종목표 600 이상 28% 이상 5 GPa 이상 50% 이상 33% 이상 500 이상 900 이상 3.0 이하 4~5 이상 107Ωcm 이하 나. 로드맵기획 - 167 -
화학소재공정 - 환경 기능성화학소재 - 기능성도료소재 기능성도료소재 1. 개요 - 정의 : 기능성도료는기존도료의구성물인합성수지레진 (Resin) 과안료, 용제, 첨가제등에특수한기능성을부가하여복합화한도료를말하며, 일반도료에비해서전기정도성, 항균성, 차열, 내열및친환경성등우수한특성을가지고있어기능성이요구되는다양한산업에주로사용되며기존도료를대체할수있는재료를말함. - 범위 : 기능성도료소재는피도장물의내구성, 각종특징적기능성, 수분, 열등을조절하고내외부에서보호기능등, 보유제품의질을획기적으로개선하는특수기능성도료와, 우수한물리적, 화학적성질을보유하게됨에따라산업전반에서플라스틱, 금속, 목재, 건축소재를코팅또는대체하는산업용도료및그원료를의미하며, NT, BT, ET 및 IT 기술을적용하여공정효율을높이는기술등이포함됨. 최종제품으로는천연도료, 친환경도료, 세라믹도료, 광 / 전자기능도료, 열적기능도료, 물리 화학적도료, 전기 / 전자, 조선, 자동차, PCM 등의용도별기능성도료등을포함. 가. 정의및필요성 기능성도료소재는일상생활용품으로부터국내 5대국가산업, 가전, 건축 / 토목및전자산업등에기초소재및핵심소재를공급하는정밀화학산업이며, ITㆍBTㆍNTㆍET 및 ST 등미래성장동력발전에견인차역할을하는산업임. - 원료물질, 공정, 화학제품분야의상호연계로이루어진석유화학, 여러분체도장설비와같은부품소재및장비, 기능성고분자와같은신소재, 정밀화학산업으로구성됨. 기능성도료소재는 ET, IT, BT 및 NT 분야의첨단기술이융합된신소재및정밀화학분야로건축 / 토목뿐만아니라조선, 자동차, 전자, 우주항공, 의료및군수등의다양한산업에필요한특수성및고기능성을갖춘소재임. - 인프라 자본 지식 기술집약적정밀화학산업으로, 중소기업형태로도전문화가가능한고부가가치산업임. - 한때는 VOC( 휘발성유기화합물 ) 문제로산업성장이주춤했으나저 VOC 도료및환경친화도료개발과다양한기술의발전으로다품종소량생산방식에의해공급하므로, 연관산업의고기능화, 고부가가치화에기여하고있음. - 전후방연관산업에핵심소재를제공하기때문에생활밀착형산업이며, 신상품개발등미래지속성장이가능한산업임. 기술집약적산업 - 천연물과석유화학의물리화학적특징을충분히이해하여야만원천설계가가능한기술집약적산업. - 지구온난화, 새집증후군, 환경호르몬및중금속등석유화학산업이안고있는기술적 - 168 -
전략제품 문제해결에집중함으로써친환경도료를위한국제표준선점필요. - 피도장물의표면에내화, 방염, 전자차폐, 방오등의물리, 화학적특성을부여함으로써소지의기능을보강하여부가가치를향상시키는특수페인트의개발로시장선점의기회확보가중요 기능성도료소재개발은도장산업을비롯해자동차, 전자, 건설, 국방, 의료, 조선, 항공및나노등타산업과의융합을통한동반성장시너지효과를높임으로써고부가가치산업으로발전하기위해반드시필요함. 기능성도료소재는표면의미관, 마모나부식을방지하는목적으로산업적으로널리사용되어왔으며, 최근에는마찰저항, 내화, 난연, 방열, 차열, UV 중합, 대전방지, 항균, 전자파차폐및스텔스등의기능성을가지는재료로그활용성이확대되고있음. 연구개발, 제품개량측면에서는기능성향상, 신기능부여는물론최근에는특히환경대응이중요한주제가되고있음. VOC 규제를필두로유해물질대책, 보건환경, 리사이클등의환경및안전성향상을위한대응이눈에띄고있음. 이문제들은모두이전부터과제가되어왔던문제지만환경문제, 지구온난화등이부각되면서유럽및미국등에이어국내에서도포괄적인 VOC 규제의개시가결정되고있음. 기능성도료는최근도장 코팅처리기술의발전에힘입어피도물의표면기능을고도화하는것이가능해내구성, 내후성및내식성등의기본기능은물론광학적기능, 전기 전자기능, 기계적기능, 물리적기능, 화학적기능및생물학적기능등다양한기능을부가하는것이가능해져, 피도장물의고부가가치화에공헌하고있음. - 그응용범위는주택이나건축 토목재료, 자동차 가전제품, 일용품이나잡화등에의도장, 또반도체나액정디스플레이부자재, 정보통신기기나항공우주산업및의료분야등의첨단테크놀로지에이르기까지거의전산업영역으로확대되고있음. 나. 범위및분류 ( 제품분류관점 ) 기능성도료소재는피도장물의내구성, 각종특징적기능성, 수분, 열등을조절하고내외부에서보호기능등, 보유제품의질을획기적으로개선하는특수기능성도료와, 우수한물리적, 화학적성질을보유하게됨에따라산업전반에서플라스틱, 금속, 목재, 건축소재를코팅또는대체하는산업용도료및그원료를의미하며, NT, BT, ET 및 IT 기술을적용하여공정효율을높이는기술등이포함됨. ( 공급망관점 ) 기능성도료소재의원소재는수지 (resin), 용제, 첨가제등의전색제 (vehicle) 와색을내기위한안료및염료등이며, 기능성도료소재로는기능성고분 - 169 -
화학소재공정 - 환경 기능성화학소재 - 기능성도료소재 자, 기능성세라믹, 형광제, 개시제, 중합금지제, 유기금속폴리머, 전도성물질, 전자파차폐재, 나노카본, 가소제, 단열, 내열, 방청, 방오, 난연및방염소재, 무기 / 유기항균제, 기능성첨가제등으로나누어짐. 최종제품으로는천연도료, 친환경도료, 세라믹도료, 광 / 전자기능도료, 열적기능도료, 물리 화학적도료, 전기 / 전자, 조선, 자동차, PCM(Pre-Coated Metal) 등의용도별기능성도료등이포함될수있으나, 주요 4대도료소재인친환경도료, 세라믹도료, 광, 전자및열적기능도료, 물리 화학적도료기술로한정함. [ 기능성도료소재의분류관점의범위 ] 대분야중분야세부제품 수계에멀젼, 수용성수지, 광촉매, 가소제대체재, 체질안료 기능성도료소재 친환경도료소재 세라믹도료소재 광, 전자및열적기능도료소재 물리화학적도료소재 저 VOC 용제, 천연수지, 식물안료, 분산제, NAD(non aqueous dispersion) 수지, Tin-free 재료, 천연증점제 분체도료, 정전도장기술, 분체도장설비, 분산안정제, 경화시스템 결로방지도료, 침투성구체강화기술, 세라믹기술, 내식성코팅기술, 접착기술 나노산화물제조기술, 박막퇴적기술, 나노세라믹코팅기술 형광체, 측광안료, 내열재, 차열재, 전기절연재, 광중합억제제 차폐기술, 대전방지제, UV 경화제, 전자파실드, 부착증진제, 초후막도료, 선저방오제, 필러, 탄성분무재, 수중경화도료, 방청제 방음도료, 요변성기술, 난연 / 불연재, 침강방지제, 색분리방지기술 [ 공급망단계별주요제품분류표 ] 대분야중분야세부제품 기능성도료 친환경도료 세라믹도료 광및열적기능도료 물리화학적도료 수계에멀젼도료, 천연소재배합도료, VOC-free 도료, 분체도료, 환경정화형도료, 저오염중방식도료 비점착도료, 이형도료, 얼음부착방지도료, 내열도료, 세라믹윤활도료, 불연 / 난연도료, 오염방지도료 UV 경화도료, 형광도료, 측광도료, 절연도료, 전자파차폐도료, 내열도료, 고반사율도료, 대전방지도료 하이솔리드도료, 초후막도료, 선저방오도료, 고내후성도료, 제진도료, 자가수복도료, 수중경화도료 따라서기능성도료소재의범위는 - 고분자 ( 수지 ), 첨가제, 안료, 용제및기능성원료소재를비롯한친환경소재, 하이브리드복합소재및하이테크소재등의각종기능성도료재료를포함하고, - 공급망기준으로고분자수지합성제조, 기능성원료제조, 안료, 첨가제및기능성도료적용단계에사용되는각종기능성원료와부품을포함하며, - 기술적으로는각기능성소재의제조기술, 성능향상기술, 배합기술, 도장기술및기능성소재국산화기술등이포함됨. - 170 -
전략제품 2. 산업및시장분석 - 환경적측면이나수요적측면에서전세계적으로배출되는대기오염원의일종인 VOC 배출량에대한국제적인환경규제가진행중이며이러한환경규제를극복하기위한기술개발이전세계적으로중요한이슈임. - 도장재료의고기능화, 활용성의확장을위한혁신기술개발및가격절감기술의개발을통한고부가가치형산업으로재편이요구되고있음. - 기존도료와도장산업의경쟁력을환경적요소와결합해시장을만들어내는시너지효과창출을높이며, VOC 저감기술, 경화속도단축기술및에너지절감기술개발이요구되고있음. - 무독성, 안전하고위험이없는 Green chemistry 와라이프스타일의변화, 기술융합형의기능성도료에대한관심및수요가증가하고있음. - 선박도료의경우, 세계 1 위국내조선산업에서적용하고있는 90% 이상의중방식도료를수입에의존하고있는실정이며 ( 약 7 천억원, 2010 년기준 ) 중국과일본대비경쟁력강화를위한도장선진화기반마련필요성이대두됨. 가. 니즈분석 VOC 배출등의공해산업이라는이미지탈피를위한고효율및성능향상필요 시장니즈 1 : 친환경도료수요증가 전세계적으로배출되는대기오염원의일종인 VOC 배출량에대한국제적인환경규제가진행중이며이러한환경규제를극복하기위한기술개발이전세계적으로중요한이슈임. 기존도료산업은글로벌경쟁심화, 고유가에따른원가부담, 환경규제강화로인해환경친화적인기능성도료개발은선택이아닌필수가되고있어메이저도료제조업체를중심으로연구개발을가속화하고있음. 환경관련법규제충족제품과친환경제품을경쟁적으로출시하고있는상황으로, 군소기업의경쟁력약화가가시화되고있음. 이를극복하기위해수용성도료가개발되었으나겨울철저온에서의건조성능이떨어지고난연성, 내후성능등기능성이없어적용이미미한실정임. 무용제의분체도료와도장기술이폭발적증가세를보이나사용상의한계, 경화기술, 공정기술및슬러지문제등으로완전한환경친화적도료의이미지는아직확보하지못한실정임. 국내외적으로강화되고있는지구온난화관련규제및환경오염관련환경규제대응 ( 교토의정서, 수도권대기관리법, 대기환경보전법등 ) 또한매우절실함. - 171 -
화학소재공정 - 환경 기능성화학소재 - 기능성도료소재 선박도료의경우, TBT 방오도료사용규제에관한국제협약, PSPC(Performance Standard for Protective Coatings: 보호도장성능기준 ) 의기준을충족하기위한국제표준화동향, 용도및시장이앞으로도더욱확대될것으로전망되며, 여기에발맞추어개발방향이전개되고있음. 환경보존및정화, 환경개선에기여하는소재로제조과정에서 CO 2 발생량을 30% 줄이는것은물론석유자원사용을줄이고에너지발생량을감소시킬수있는기술개발이요구되고있음. 기존도료와도장산업의경쟁력을환경적요소와결합해시장을만들어내는시너지효과창출을높이며, VOC 저감기술, 경화속도단축기술및에너지절감기술개발이요구되고있음. 2008-2015 세계도료시장세계기능성도료성장률 2009-2015 자료 : BCC Research, Forecast coatings market growth rate by region 2008 2015, Orr & Boss, Inc. 수요자의 trend와다양한기능성요구에따른도료의기능성화 시장니즈 2 : 고기능성및고성능도료 과거저가범용페인트를수출하고고가의산업용특수페인트를수입하여왔으나, 국내기업들의고부가가치제품에대한기술개발투자확대로점차국제경쟁력이강화 도장재료의고기능화, 활용성의확장을위한혁신기술개발및가격절감기술의개발을통한고부가가치형산업으로재편이요구되고있음. 친환경에바탕을둔고유스펙수정및신규스펙제정등의노력을통해소재의표면품질개선등전사적으로친환경개발에박차를가하고있음. - 172 -