㈜윈텍스 – 국내 최초, 불소계 수지 필라멘트 섬유화 기술개발 성공 눈앞에

㈜윈텍스 – 국내 최초, 불소계 수지 필라멘트 섬유화 기술개발 성공 눈앞에

12개 산·학·연 연계 통해 m-PVDF 수지 합성·응용 기술 안전화 확보에 총력

칩·필라멘트·코팅 수지 등 섬유화·응용제품 확보로 新수요시장 파급효과 기대

기존 PVDF 수지 ‘스케일-업(Scale-Up)’ 통해 신수요 시장 가속화 견인 전망

 

▶2021년 산업부 소재부품기술개발사업(소재부품패키지형, 2021~2024년)의 일환으로 추진하고 있는 ‘m-PVDF(modified-Polyvinylidene fluoride) 수지를 이용한 용융방사 섬유소재 및 산업용 섬유제품 개발’ 3차년 연차보고 세미나 개최 모습. 지난해 11월 28일, 구미 라마다 호텔에서 열린 세미나에서는 5개 중소기업, 1개 대학, 5개 연구기관, 1개 수요기업 등 총 12개 산·학·연 관계자들이 참석한 가운데, 진행됐다.

 

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국내 최초로 불소계 m-PVDF(modified Polyvinylidene fluoride, 수정된 폴리비닐리덴 플로라이드) 수지를 기반으로 필라멘트 섬유소재화 연구·개발사업이 추진되고 있다.

 

4년 차 사업이 올해 성공적으로 마무리될 경우, 내년부터 사업화 및 신규시장 진입이 가능할 전망이어서 사업 참여기업 및 연관 기업들이 주목하고 있다.

 

특히, 특화된 기초소재 부족과 수입의존도 확대에 따른 글로벌 경쟁력 약화와 신수요신장 진입장벽 확대로 섬유소재산업의 지속성장 가능성 확보에 어려움을 겪고 있는 상황에서 추진되고 있는 만큼, 섬유산업계 및 이종 신수요 산업계의 전·후방 연관산업을 통한 시너지 효과가 기대되고 있다.

 

‘m-PVDF(modified Polyvinylidene fluoride) 수지를 이용한 용융방사 섬유소재 및 산업용 섬유제품 개발’은 2021년 산업부 소재부품기술개발사업(소재부품 패키지형, 2021~2024년)에 선정된 후 올해 4년 차를 맞고 있으며, 5개 중소기업, 1개 대학, 5개 연구기관, 1개 수요기업 등 총 12개 산·학·연이 참여하고 있다.

 

‘m-PVDF(modified Polyvinylidene fluoride)’ 수지 및 제품개발은 세계 최고 수준의 해외기업과 경쟁우위를 점할 수 있는 섬유용 MFR(용융점도) 10g/10min 이상 물성 확보와 DPF(섬도) 3 이하 방사 공정 확보를 목표로 하고 있다.

 

무엇보다 기존 PVDF 수지의 ‘modified(수정, 개선)’ 및 ‘스케일-업(Scale-Up)’을 통한 PVDF 신수요 시장 가속화 견인 전망에 남다른 의미가 부여되고 있다.

 

해당 사업은 ㈜윈텍스(대표 고인배, www.wintex.co.kr )가 총괄 주관하며, 1세부 ‘MFR 10g/10min 이상의 방사 코팅용 m-PVDF 수지 개발’ 사업의 경우, ㈜윈텍스를 주관으로 한국화학연구원, 부산대학교, ㈜켐트로스 등이 참여하고 있다.

 

또, 2세부 ‘m-PVDF 수지 적용 DPF 3 이하의 스크류 타입 방사공정 안정화 및 산업용 섬유제품 개발’ 사업에는 해성엔터프라이즈(주)를 주관기업으로 ㈜보우, 수텍스(주), 한국섬유개발연구원, 한국신발피혁연구원, 한국섬유소재연구원, 부산테크노파크가 참여기관, 진수산업(주)이 수요기업으로 구성·사업을 추진하고 있다.

 

㈜윈텍스는 자체 구축·보유하고 있는 모노 필라멘트 및 멀티 필라멘트 방사 양산설비를 비롯 용융방사 섬유코팅, 습식 방사 섬유코팅 및 랩 스케일 익스트루더를 기반으로 ㈜켐트로스, 한국화학연구원, 부산대학교와 PVDF 중합 데이터, m-PVDF 샘플, m-PVDF Lab 실험, m-PVDF 결과물 분석 등을 통한 결과물을 지속적으로 피드백하며, 스케일-업 m-PVDF 수지 개발과 안정화를 시도하고 있다.

 

이를 통해 제조된 m-PVDF 섬유용 칩, m-PVDF 멀티 필라멘트, m-PVDF 코팅용(수용성) 소재를 활용, 해성엔터프라이즈는 m-PVDF 모노 필라멘트 방사 및 개발을 통해 수요기업인 진수산업과 협력 대응하고 있으며, ㈜보우는 m-PVDF 필터용 부직포, 수텍스는 m-PVDF 코팅원단, 한국섬유개발연구원은 m-PVDF 멀티 필라멘트 방사 및 원단 개발 파트를 수행하고 있다.

 

또, 한국섬유소재연구원은 m-PVDF 편물, 한국신발피혁연구원은 m-PVDF 해양 방오물질, 부산테크노파크는 m-PVDF 환경 모사 시험 등을 수행하며, m-PVDF 개발소재의 공정 스트림을 통한 물성 및 생산 안정화를 꾀하고 있다.

 

1~2차 년도 선진 제품 분석 및 시장 수요조사를 시작으로 3~4차 년도 개발제품 분석 및 시장 진입 전략 단계를 진행하고 있는 가운데, 올해는 m-PVDF 개발제품의 용융방사 물성 평가와 사업화 진행을 위한 마케팅 전략을 수립한다는 계획이다.

 

특히, ㈜윈텍스는 사업화 종료 이후 제품 상용화 및 양산화를 위해 ㈜켐트로스와 협업을 기반으로 PVDF 멀티필라멘트 원사의 양산 시스템을 구축하는 등 내수시장을 비롯 글로벌 수요마켓 공략에 적극 나선다는 계획이다.

 

한편, 글로벌 선진기업들로 진입장벽이 높은 m-PVDF 연구개발사업이 완료되면 m-PVDF 합성기술을 기반으로 섬유화 및 응용제품 전개에 따른 기대효과 또한 적잖을 전망이다.

 

세계적으로 몇 안 되는 기업들이 독점하고 있는 m-PVDF 수지 제조 및 융합·응용기술 확보에 따라 차세대 핵심소재 분야에서 경쟁 구도를 마련하는 한편, 수입대체를 통한 해외 의존도 탈피도 가능할 것으로 기대하고 있다.

 

PVDF 공중합체 조성에 따른 미세구조 변화 및 물성 변화 기술의 확보로 기술 고도화가 가능하며, 불소산업 핵심소재 국산화 연구기반 구축으로 차세대 핵심소재 분야로의 진출에 가속화가 전망된다.

 

PVDF는 열적 안정성, 내화학성, 내후성, 산화 안정성, 내열성, 가스나 액체에 대한 낮은 투과도, 낮은 표면에너지 특성 등을 갖는다.

 

이에 따라 화학공정, 수처리를 비롯한 각종 산업설비, 필터, 자동차, 운수송, 전기/전자, 멤브레인 및 건축/건설용, 메디컬 등 다양한 산업분야의 핵심 부품소재로 응용되고 있다.

 

국내 PVDF 섬유소재 시장의 경우, 16~20년도 연평균 성장률(CAGR)은 7.7%를 나타냈으며, 25년에는 546억 원, 30년에는 792억 원으로 지속적인 시장 확대가 기대되고 있다.

 

m-PVDF 기반의 모노 및 멀티 필라멘트를 채택한 직물/편물 소재로 확대·적용될 경우, 신수요시장 확대·전개에 선제적 대응은 물론, 글로벌시장 진입에 유리한 고지 선점이 가능하다.

 

글로벌 PVDF 시장 규모는 2020년 기준 약 52천 톤 정도로 매년 코팅 및 멤브레인 분야에서 지속성장이 예측되고 있으며, 전체 시장의 45%를 차지하는 분말 부문 시장은 필름, 섬유, 멤브레인, 밸브, 리튬이온 배터리 등 응용분야 확산으로 25년까지 7% 이상의 가파른 성장이 예견되고 있다.

 

세계 PVDF 섬유소재시장은 16년 10억 달러에서 20년 13억 달러 규모를 형성하고 있으며, 25년에는 18억 달러, 30년에 26억 달러의 시장 확대가 기대되고 있다.

 

<김진일 기자>

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