경량·고방열 소재 시장, 자동차, 전기·전자 수요 발판삼아 몸집 키운다

[산업일보]
경기의 흐름에 따라 다소간의 차이는 있지만 자동차 산업과 전기‧전자 산업은 여전히 우리나라 제조업의 근간을 이루는 산업이다. 그렇기 때문에 관련 분야 역시 이들 산업의 발전과 보폭을 맞추면서 함께 성장해 왔다.

특히, 소재 분야의 경우 경량화에 대한 요구가 지속적으로 이어지면서 새로운 소재에 대한 연구와 개발이 끊임없이 이어지고 있는 상황이다.

이에 테크포럼은 30일 한국기술센터에서 ‘고방열 고내열 성능 구현을 위한 레진/첨가제/소재/부품 기술 및 시장동향 세미나’를 개최했다.

발제자로 나선 KIST의 양철민 박사는 ‘고성능 고분자 복합 방열신소재 기술개발과 적용사례 및 사업화 동향’이라는 주제로 강연을 진행했다.

양 박사는 “2014년 까지만 해도 경량/고방열 소재 시장은 6조 원 규모였지만, 2018년에는 8조 원 규모로 시장이 확대될 것”이라며, “이는 자동차, 전기‧전자 산업에서의 수요가 늘어났기 때문으로, 시장의 급속한 성장에 대비해 제조 및 응용기술을 확보해야 한다”고 주장했다.

방열고분자 복합소재용 수지는 대표적으로 PPS, LCP, PA, PC 등을 들 수 있으며, 일상생활에서 방열제품은 스마트폰과 테블릿PC, 노트북, TV, LED조명, 각종 인버터, 자동차 헤드램프 등에 사용되고 있다.

탄소소재의 방열소재의 주된 용도 중 LED조명 방열구조체는 알루미늄 소재로 돼 있으며 조명 무게의 40% 이상을 점유하고 있다. 방열효과가 증대될수록 LED칩의 수명이 증가하며, 고출력일수록 방열판 무게는 증가해 설치 및 유지보수가 쉽지 않아 경량화 및 원가절감 차원에서 기능성 플라스틱으로의 대체 수요가 증가하고 있다. 이에 업계에서는 열전도성 탄소-고분자 복합소재를 개발해 플라스틱으로 대체하는 움직임이 이어지고 있는 상황이다.

양 박사는 “이러한 방열고분자가 상용화 되기에는 사출성형기 및 금형의 마모, 복합소재의 점도 증가, 금형의 냉각고화, 차별화 기술 부재 등의 문제가 해결돼야 한다”고 지적한 뒤 이에 대한 해결책들을 제시했다.

사출성형기 및 금형의 마모 문제는 유동성이 우수한 결정성수지에서 마모문제가 감소한다는 것을 대안으로 제시했고 복합소재의 점도 증가에 대해서는 특수한 첨가제 및 조성 연구를 통해 응용가공성 및 박육성형성의 개선이 가능하다고 주장했다.

덧붙여 금형의 냉각고화에 대해서는 열전도도가 높은 소재의 경우 냉각고화가 기존 소재에 비해 매우 빠르기 때문에 사출속도를 보다 빠르게 조절해야 하며, 차별화기술 부재는 방열특성 외 다양한 기능성을 추가하는 것으로 가닥을 잡아야 한다고 양 박사는 조언했다.