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화승, "진화하는 고무,탄성 소재 선도” 고기능 친환경 기술로 시장 확대

  • 이직 기자
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    입력 : 2019-06-12 19:08:54

    타이어를 비롯, 자동차 필수 부품 소재인 고무는 자동차 산업의 성장과 함께 꾸준히 진화해 왔다. 특히 차량 경량화와 NVH(소음/진동)를 차단하는 기능은 고무 소재의 핵심이다. 최근에는 고무 및 탄성 소재 산업이 자동차를 넘어 건축, 의료, 스포츠 용품, 생활 용품 등 적용 영역을 넓혀가며 성장하고 있다.

    이처럼 진화를 거듭하고 있는 고무 소재는 NR(Natural Rubber : 천연고무), SBR(Styren Butadiene Rubber), EPDM(Ethylene Propylene Diene Monomer) 등이 대표적이고, 특히 고무와 같은 탄성을 유지하면서 플라스틱과 같은 열가소성 기능을 동시에 갖춘 친환경 소재인 TPE(Thermo Plastic Elastomer)의 적용 범위는 날로 증가하고 있다. 앞으로 친환경, 경량화에 대한 추세와 함께 고기능성 소재의 수요는 꾸준히 증가할 전망이다.

    ▲ 화승소재 EPDM 소재 © 화승


    ※ SBR(Styren Butadiene Rubber) : 스타이렌과 뷰타다이엔을 약 1대 3의 비율로 혼성 중합을 한 합성 고무
    ※ EPDM(Ethylene Propylene Diene Monomer) : 에틸렌과 프로필렌을 혼성 중합시킨 탄성체

    ■ 1세대 물성, 성능 기능을 갖춘 고무 소재, 자동차 산업과 함께 성장

    전통적으로 고무·탄성소재 산업은 자동차 산업과 함께 성장했다. 국내 고무·탄성 소재 시장은 수요의 76% 이상이 자동차 실링재(웨더스트립), 호스류, 각종 내장재 등과 같은 자동차 부품 및 타이어에 사용되고 있을 만큼 자동차 산업과 밀접하게 접목되어 있다.

    고무는 종류 및 배합기술에 따라 요구특성을 좌우한다. CMB (Carbon Master Batch) 는 90%정도 공정이 된 반제품이며, 원료고무와 보강제를 배합하여 만든 고무 소재이다. 초기에는 탄성, 내마모성 등 물성과 성능 위주의 기능적 측면을 발전시켜왔다. FMB는 CMB에 촉진제와 가교제를 첨가하여 일정한 형상을 만들 수 있도록 공정을 거친 소재이다. 주로 자동차와 산업 전반의 고무제품에 적용된다.
     
    이밖에 용도에 따라 다양한 고무들이 적용되고 있다. 내약품성 및 내열성이 우수한 클로로프렌고무(Chloroprene Rubber : CR), 내유성이 우수하여 오일실(Oil Seal), 자동차 엔진 트렌스미션, O링(O-Ring) 등에 쓰이는 니트릴 고무(Nitrile-Butadiene Rubber : NBR) 등 다양하다. 또한 스타이렌과 부타디엔을 중합시켜 만든 스티렌부타디엔 고무 (Styrene Butadiene Rubber : SBR)는 내노화성, 내마모성, 내열성에 우수하여 자동차 타이어뿐 아니라 산업용 고(高)내마모 호스류, 방진부품 등에 많이 사용된다.

    ※ 오일실(Oil Seal) : 립(lip)패킹을 사용하여 운동축에 공급하는 윤활유가 외부로 흘러나가는 것을 방지하기 위한 밀봉장치.
    ※ 오링(O-Ring) : 합성고무ㆍ합성수지 등으로 만들어진 단면이 원형인 링

    ▲ 화승소재 TPE 소재 © 화승


    ■ 물성을 넘어 감성 품질로 진화하는 2세대 고기능성 고무 소재

    자동차 산업이 발전하며 소음, 진동, 촉감 등 감성 품질을 충족시키는 것에 대한 소비자들의 니즈가 강해졌고, 방음, 방진, 방수, 우수한 촉감을 위해 고기능성 합성고무가 확대 적용되기 시작했다.

    대표적인 고기능성 합성고무로 고도의 안전성과 내열성이 요구되는 자동차의 웨더스트립, 호스 등에 폭넓게 적용되는 에틸렌프로필렌고무(Ethylene Propylene Rubber : EPDM)가 있다. EPDM은 에틸렌과 프로필렌을 혼성 중합시킨 탄성체로 천연고무와 합성고무인 SBR보다 우수한 내열성을 가진다. 또한 EPDM은 일반 합성고무와는 달리 내후성, 내오존성, 전기절연성, 내산성의 특성을 갖고 있다.

    화승소재는 고무 제품을 생산하는 대표 기업이며, 국내 CMB 시장 1위, 세계 시장 5위를 점유하고 있다. 특히 화승소재는 EPDM 자동차 웨더스트립 제품의 경량화를 위해, 비중0.8의 초저비중 솔리드를 개발, 양산 적용시켰으며, 그 결과 기존 제품 대비 약 20%의 중량 감소를 이끌어 낼 수 있었다.

    ■ 경량화·인체 무해성 등 친환경 시장 확대해 가는 3세대 탄성 소재 TPE

    열가소성 엘라스토머라고 불리는 TPE는 고무 같은 탄성과 열가소성 수지의 가공성을 갖춘 고기능성 혼성 탄성체로, 리사이클링이 가능한 친환경 탄성 소재다. 자동차의 실링재(웨더스트립), 내장재(Instrument Panel & Door Trim) 등 여러 분야에 적용되며, 기존 고무소재 대비 30% 이상의 중량 절감 효과를 가져와 경량화에 크게 이바지하고 있다.


    또한 ▲우수한 성형성 ▲리사이클링 ▲ 낮은 에너지 소비(제조공정 단축) ▲넓은 물성 범위와 감성품질 ▲바이오자원 적용이 가능하며, 자동차는 물론 건축, 신발, 스포츠, 의료 등 실생활 전반으로 사용 범위가 확대되고 있다.


    TPE는 소프트한 특성을 갖춘 고무소재와 플라스틱의 딱딱한 성질을 갖춘 하드 소재 등과의 배합 기술에 따라 다양하게 발전하고 있다. 또한 자동차 분야 이외에 의료용 주사기의 플런저(Plunger) 실(Seal), 신체 상태 추적용 착용 장치, 스마트 워치, 각종 공구나 가정용 손잡이, 무릎 보호대, 신발 등의 생활속 제품 소재로 폭넓게 적용되고 있다.


    국내에서 대표적으로 TPE를 생산하는 화승 소재는 ‘서모플렌(THERMOPRENE)’이라는 브랜드로 국내뿐만 아니라 일본, 중국, 인도, 멕시코, 호주 등에 TPE를 수출하고 있다. 2018년도에는 2017년 대비 약20%의 매출액 증가를 이루었으며, 국내 및 세계 시장의 높은 수요를 충족시키기 위해 다양한 고객맞춤형 소재를 확보하고 5천톤 규모의 라인증설을 진행중에 있다.


    특히 TPE의 일종인 가교된 TPV (Thermoplastic Vulcanized)는 반응압출로 제조되며, 화승소재는 최적화된 고속회전 및 저발열 스크류 조합을 독자 개발하여 고기능성의 대량생산 체제를 이끌어 내고 있다.


    화승소재의 관계자는 “CMB 산업, TPE산업 모두 경량화, 친환경 트렌드 속에서 발전하고 있으며 특히 친환경 소재인 TPE의 경우 전기자동차, 자율주행자동차와 같은 미래 자동차뿐 아니라 의료, 레저 및 스포츠분야까지 확대되고 있어 시장 성장성이 크다”며, “앞으로도 기능성 고무와 TPE 기술 개발에 끊임없는 투자와 연구를 지속할 예정이다”고 말했다.



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