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열가소성 탄성체 시장 및 기술동향(下)

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열가소성 탄성체(TPE)는 리사이클성, 용이한 가공성형성, 비교적 낮은 가격 등의 여러 가지 장점을 보유함에도 불구하고 기존(천연)고무 대비 낮은 탄성 등의 한계성능을 지니고 있어 그 적용에 한계를 가지고 있다. 하지만 최근에 이를 극복한 연구개발이 매우 활발히 이루어지고 있는데 본문에서는 TPE의 적용산업별, 소재별 시장규모 분석 및 예측과 기술개발 동향을 살펴보고자 한다.

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Ⅰ. 서론

Ⅱ. 시장 및 기술 동향
   1. 자동차
   2. 신발
   3. 산업용품
   4. 아스팔트 & 역청 개질제
   5. 접착제, 실란트, 코팅
   6. 소비재 & 스포츠용품
   7. 전선 & 케이블 자켓
   8. 의료 용품 및 장비
   9. 기타

Ⅲ. 결언
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3. 산업 용품

산업 용품 시장에서 세계 열가소성 탄성체(TPE) 수요는 매년 5.8%씩 증가하여, 2013년에는 55.5만 톤에 이를 것으로 예상된다. 산업장비나 기계 분야는 TPE의 초기 시장이었으며 현재도 널리 사용되고 있다. TPE는 역사적으로 시장성장이 열경화성 고무와 열가소성 플라스틱의 대체재로서 성장했으나, 향후 성장은 TPE가 인체공학 디자인, 부드러운 터치감, 미끄럼 방지 표면이 필요한 딱딱한 물질에 적용될 수 있는 오버몰드 재료로서의 수요가 증가할 것이다. TPE는 낮은 생산 비용, 내구성, 내마모성, 내화학성, 저비중(초경량), 가공 용이성과 같은 뛰어난 성능 때문에 열경화성 고무와 열가소성 플라스틱보다 선호도가 증가할 것이다.
산업 용품으로 TPE는 가스켓과 씰, 호스와 벨트, 기타 부분 등 세 종류의 적용 분야가 있다. 그 중 스타이렌계 블록코폴리머(SBC)와 올레핀계 열가소성 탄성체(TPO)가 가장 많이 사용되고 있다. 산업용품 시장에서 SBC에 대한 수요는 매년 5.4%씩 증가하여, 2013년에는 19.5만 톤에 이를 것이다. SBC는 압출과 몰드 제품, 내충격 보강제로 쓰이며 특히 압출과 몰드 제품에 주로 쓰인다. SBC는 높은 인장강도와 신장율, 탄성, 유연성, 내충격성을 지니고 있어 산업용품 시장에 많이 적용되어 왔다. 산업용품 시장에서 TPO에 대한 수요는 매년 5.5%씩 증가하여, 2013년에는 150만 톤에 이를 것이다. 일반적으로 TPO는 내열성과 내후성 등이 양호하여 석유와 가스 드릴 장비와 석유화학 가공 장비에 적용이 된다. TPO의 일반적인 응용 분야는 가스켓, 씰, 웨더스트립, 트레이, 부츠, 벨로우, 호스, 튜브를 포함한다.

4. 아스팔트 & 역청 개질제

아스팔트와 역청용 개질제로 사용되는 세계 TPE 수요는 매년 4.1%씩 증가하여 2013년 44만 톤에 이를 것이다. 이 시장에서는 SBC가 거의 대부분 사용되고 있으며 고온 혼합 아스팔트, 실란트를 개선하거나 특히 지붕역청 개질제로 사용된다. 아스팔트 개질에서 일반적으로 SBC는 고무 라텍스, 플라스토머(예: PE, 폴리올레핀, 에틸렌 공중합체)와 경쟁한다. 비록 플라스토머가 아스팔트에 강도를 제공하지만, 잡아당기면 파괴될 수 있다. SBC는 크랙을 최소화 할 수 있는 탄력 있고 유연한 아스팔트를 제공할 수 있기 때문에 경쟁에서 우위를 보이고 있다. SBC와 같은 아스팔트 개질제에 대한 수요는 선진국에 아직 집중되어 있으나, 2013년 이후에는 개발도상국에서 아스팔트 개질제에 대한 수요가 증가할 것으로 보인다.

5. 접착제, 실란트, 코팅

TPE의 접착체, 실란트 적용사례

세계 접착제, 실란트, 코팅 산업에서 TPE 수요는 2013년까지 매년 4.4%씩 증가하여, 44만 톤에 이를 것으로 예상된다. SBC가 많이 이용되고 있으며 핫멜트 접착제를 기본으로 한 SBC의 수요 증가뿐 아니라 포장 산업에서의 접착제 사용 증가와 일회용 부직포 분야에서의 수요가 증가하고 있다.
접착제, 실란트, 코팅 산업에서의 SBC의 수요는 매년 4.4%씩 증가하여 2013년에는 38.5만 톤이 될 것으로 예상된다. 접착제 시장에서 SBC는 주로 100% 고체 시스템으로 무용제 핫멜트 접착제를 생산하는데 이용된다. 물론, SBC는 용제형 접착제를 생산하는데 이용 될 수 있다. 핫멜트 접착제와 용제형 접착제 분야에서 SBC는 강한 응집 강도를 보이고 낮은 도포 점착력, 용이한 혼합력, 낮은 색감과 뛰어난 열안정성을 제공한다.

6. 소비재 & 스포츠 용품

소비재와 스포츠 용품에 대한 열가소성 탄성체의 세계 수요는 매년 꾸준하게 8.4%씩 증가하여 2013년에는 45만 톤에 이를 것으로 예상되며, 이는 주요 TPE 시장 중에서도 가장 높은 수준이다. 세계적인 스포츠 용품 시장은 급부상하고 있고, 면도기, 치약, 개인 케어 제품, 장난감과 같은 내구재의 사용이 개발도상국의 GDP 수익 증대와 도시화와 함께 급격하게 증가하고 있다. 이러한 분야에서 TPE는 열경화성 고무와 열가소성 플라스틱(주로 PVC)의 대체품으로서, 뛰어난 성능에 대한 요구와 부드러운 터치감에 대한 요구로서 사용이 증가하고 있다.

7. 전선 & 케이블 자켓

TPE 전선과 케이블 적용 사례

전선과 케이블 제품에 적용된 TPE에 대한 세계 수요는 매년 4.6%씩 증가하여 2013년에는 15.3만 톤에 이를 것으로 예상된다. TPE는 전선과 케이블에 적합하며, 열경화성 고무와 열가소성 플라스틱과 같은 경쟁 물질과 비교했을 때 뛰어난 전기적 특성, 난연성, 유연성을 제공한다. 게다가 TPE의 낮은 유전율 상수는 신호 명확도가 중요한 섬유광학과 다른 통신 산업 적용에 적합하다. 또한, TPE가 연소과정에서 고무나 다른 플라스틱 재질보다 연소 시 유독성 부산물을 적게 방출한다는 장점을 지닌다. 전선과 케이블에서 사용한 TPE는 자동차, 산업용 기계와 장비, 항공우주 장비, 컴퓨터 네트워킹, 커뮤니케이션 시스템, 발전기, 전동 공구와 개인 케어 제품과 같은 소비재를 포함한 제품의 넓은 영역에 적용된다.

8. 의료 용품 및 장비

세계 의료 용품과 장비 시장에 있어서의 TPE 수요는 해마다 8.0%씩 증가하여, 2013년에는 13.2만 톤까지 이를 것으로 예상된다. TPE는 천연고무와 열가소성 플라스틱을 대체할 것이다. 특히 TPE는 천연고무보다 알레르기 반응을 일으킬 가능성이 적으며, 고무 제품을 가황 처리함으로써 발생하는 잠재적 발암성 부산물인 니트로사민을 포함하고 있지 않다, 다른 TPE의 장점은 가공 용이성과 방사선을 포함한 멸균 기술의 범위까지 적용 가능하다는 것이다. TPE는 PVC를 대체할 것으로 예상된다. PVC와는 다르게 TPE는 환경적으로 해로운 가소제를 포함하지 않는다. 하지만 이 대안적 노력에는 결점이 있는데, 특히 TPE가 전형적으로 PVC보다 가격이 비싸다는 것과 낮은 투명성과 접착성을 갖는다는 것이다. 투명성과 접착성 문제를 완화시킨다면 TPE는 의료 분야에서의 확장된 기회를 얻을 수 있을 것이다.

9. 기타

기타 시장에서의 TPE 수요는 매년 9.5%씩 증가하여 2013년에는 31.5만 톤까지 이를 것으로 예상된다. 이들 시장은 비교적 적은 규모로서, 운송 장비(자동차 포함), 포장, 윤활유, 직물분야를 포함한다. 이 분야에서 가장 중요한 시장은 COPE, TPO, TPU, TPV와 같은 TPE가 사용되는 항공우주 산업과 기타 운송 장비시장이다. 항공 우주와 기타 운송 장비 시장은 군사용 및 상업용 항공기, 항공우주 장비, 철로 장비, 잠수함 장비 등을 아우른다. 시장성장은 다양한 분야에서의 열경화성 고무의 계속적인 교체로부터 발생했다. 일반적으로 내장재(예: 계기판, 팔걸이), 엔진/기계 부분(예: 호스, 벨트, 가스켓, 씰, 부츠, 벨로우)을 포함하며 자동차와 산업용품 시장과 기능상 비슷하다.

Ⅲ. 결언

TPE는 리사이클성, 낮은 가격, 가공 용이성 등의 여러 장점으로 기존의 열경화성 고무와 열가소성 플라스틱보다 선호도가 증가할 것이다. 최근에는 고성능, 고기능의 TPE에 대한 수요가 크게 증가하고 있으며, 선진국에서는 더 이상 단순히 기본적인 재질, 외관, 색을 생산하는 것만을 기대하지는 않는다. 특히 최근의 연구 개발은 환경적인 측면과 감성적인 측면에서 TPE에 대해 많은 것을 요구하고 있다. 환경적인 측면에서는 첫 번째로 CO₂절감을 위한 저연비 타이어의 개발이나, 재료의 경량화가 중요한 이슈이다. 경량화를 위하여 기존의 고비중의 재료(금속, 유리 등) 대신 저비중의 TPE를 포함한 고분자 재료가 관심을 끌고 있다. 또한 경량화가 가능하게끔 하는 디자인(예를 들면 박육화)을 추구하는 경향은 금속 보다 TPE를 포함한 고분자 재료의 사용을 증진시킨다. 두 번째로는 국내의 ‘폐차 재활용 법규’와 같은 환경규제에 대처할 수 있는 재료의 리사이클성에 대한 관심인데 리사이클이 불가능한 열경화성 고무를 대체할 수 있는 리사이클이 가능한 TPE 소재의 개발이다. 세 번째는 천연식물 및 바이오매스 추출물을 이용한 친환경적인 소재를 개발하는 것이다. 감성적인 측면에서는 TPE가 인체공학적인 디자인을 구현하고, 부드러운 터치감과 미끄럼 방지 특성을 선호하는 시장 트렌드에 부합된다는 점이 성장원동력이 될 수 있다. 이를 구현하는 기술로서는 TPE 단독의 적용기술이나, 또는 딱딱한 물질(예: 금속이나 플라스틱)에 적용될 수 있는 오버몰드 기술이 있다.

* 자료출처 :