도덕적피바다

- UV도료

세계적으로 환경에 대한 관심이 고조되고 있는 가운데 환경친화적인 도료 system 개발이 활발하게 진행되고 있다. 현재 powder coating system, water base system, high solid system, UV(ultra violet) system 등 4가지 system이 대두되고 있으며, 이중 UV system이 가장 유망한 system으로 주목받고 있다.

UV도료는 일반 도료의 단점을 다각도로 보완해주는 특성을 갖고 있다. 일반도료는 oven을 이용해 열경화시키는 system인 것에 반해 UV도료는 UV lamp와 electron beam이 순간적으로 빛을 가하여 경화시키므로 열변형이 쉬운 목재, 플라스틱, 제지, PVC 등에 적용이 용이하다.

또한 line설비가 차지하는 공간이 작고 경화시 baking이 불필요하므로 에너지를 절감할 수 있으며, 무용제형이므로 환경친화적이다. 무엇보다도 도막형성 물성이 우수하여 광택 및 경도, 내약품성, 내오염성 등이 타 도료에 비해 우수하며, 순간적인 반응성으로 인해 단시간내에 대량생산이 가능한 장점을 갖고 있다.

반면, UV도료는 일반도료에 비해 고가이며, 자외선의 흡수 및 투과에 의해 경화되므로 유색coating시 안료적용이 다양하지 못해 color표현에 제한을 받는다. 또한 요철면을 가지는 소지일 경우 자외선 조사가 고르지 못해 경화가 되지 않는 등의 단점이 있다.

그러나 UV도료는 적용가능한 분야가 매우 다양해 한계범위를 가늠하기 어려운 것으로 알려졌으며, 신규수요시장 개발에따른 지속 성장이 기대되고 있다.

시장현황

국내 UV도료시장은 매년 GNP성장률의 10% 이상 웃도는 성장률을 기록하고 있으며, 일반 도료에 비해 높은 성장률을 보이고 있다.

국내 UV도료 관련업체는 약 50~60여개에 이르고 있으며, 일부 신규 시장참여를 검토하고 있는 업체도 있어 그 수는 점점 증가할 것으로 예상되고 있다.

UV도료 특성상 적용 범위가 다양하고 소규모업체에서 특화된 형식으로 생산하고 있어 전체 시장을 파악하기는 매우 어려운 실정이다.

95년 UV도료시장은 금액기준 약 330억원 규모로 추정되며, 94년대비 22.9%의 높은 성장률을 보인 것으로 나타났다.

특히 PVC상재용 수요증가가 전체 시장 성장에 기여한 것으로 분석됐으며, 대부분이 20% 정도의 성장률을 기록한 것으로 나타났다.

UV도료 용도별 시장점유 현황은 금액기준 목공용 31.9%, PVC상재용 32.7%, plastic용 10.9%, paper용 11.8%, PCB용 10.6%, 기타 2.1% 등으로 PVC상재용이 가장 많은 시장을 점유하고 있는 것으로 나타났다.

그러나 수량면으로 시장점유현황을 추정해 보면 목공용 시장이 전체 시장의 40% 정도를 점유, 가장 많은 시장을 차지하고 있는 것으로 나타났다. 금액기준과 수량기준 시장점유율이 큰 차이를 보이는 것은 목공용 UV도료 가격이 PVC상재용에 비해 상대적으로 낮은 가격을 형성하고 있기 때문으로 풀이되고 있다.

또한 세계적인 UV도료 시장의 경우 목공용 UV도료가 전체 시장의 50~60%를 차지하고 있는 것에 비해 국내 목공용 UV도료 시장규모가 작은 이유는 주거문화형태에 따른 특이성으로 안방문화를 선호하고 있어 PVC상재용 수요가 상대적으로 높게 나타났기 때문으로 분석되고 있다.

UV도료 용도별 시장현황을 보면 95년기준 목공용 시장규모는 94년대비 18% 성장한 약 105억원에 이를 것으로 추정되며, 전체 UV도료 시장의 31.8%를 차지하고 있는 것으로 나타났다.

목공용 UV도료는 거의 대부분이 가구분야에 사용되며, 과거에는 국내 가구경기 호조로 수요량이 큰 증가율을 보였으나 최근 2~3년간 건축경기 침체와 가구경기 불황 등으로 고전을 면치 못하고 있는 실정이다. 또한 소비패턴이 유광에서 무광을 선호하고 있어 일정 생산공정에 소광을 위한 공정이 부가되므로 기술 및 설비개발이 시급한 상황이다.

목공용 UV도료는 상도용과 하도용으로 나뉘며, 상도용은 투명coating과 무색coating으로 소분류되고 다시 투명coating은 유광과 무광으로 분류된다. 하도용은 sanding sealer와 wood sealer로 분류된다.

목공용 UV도료 설비는 상도용 D/S 도장line과 하도용 Coating line으로 분류된다. 국내 상도용 D/S line은 92년부터 설치되기 시작해 보루네오가 처음 이태리산을 도입했으며, 이후 삼익가구와 에넥스가 line 설치에 참여했다. 전 line 설치 비용은 7~8억원 수준인 것으로 알려졌으며, 대부분 수입에 의존하고 있어 Giardina, Cefla, Super bichno 등 이태리산 도장line이 주를 이루고 있다.

현재 가구업체별 D/S line 보유현황을 보면 삼익가구, 에넥스, 유남산업, 장인가구, 레이디가구, 신일스킨스, 남원산업, 한샘, 대주가구 등이 Giardina 도장line을 보유하고 있으며 보루네오, 동서가구, 바로크가구, 에넥스, 리바트, 한양목재(라자가구) 등이 Cefla 도장line을 보유하고 있다. Super bichno 도장line은 소규모업체들이 주로 보유하고 있는데 희훈, 대림가구, 제이산업, 중앙C&C, 에이스침대 등이 있다. 국내 업체로는 금강, 경수산업, 하이벨라 등이 있으며, 주로 조립하는 수준인 것으로 알려졌다.

국내 가구업체의 UV D/S 도장line 설치가 활발하게 진행된 것은 하이그로시를 선호하는 소비패턴에 따른 것으로, 경쟁적으로 line을 설치했으나 최근 가구시장 침체와 유광에서 무광으로 소비패턴이 전환되고 있어 이중고를 겪고 있는 실정이다.

이에 가구업체들은 기존의 도장line을 이용, 유광생산을 지속하고 무광생산은 지연시키고 있어 가구업체들이 유광으로 소비패턴을 유도하고 있는 것으로 알려졌다.

하도용 Coating line은 대부분 Roll coating 방식으로 합판 coating에 주로 사용한다. 하도용 Coating line설치는 84년 UV coating 도입과 동시에 시작됐으며, 최근에는 합판 coating에 필름 coating, UV coating이 50:50 비율로 적용되고 있다.

목공용 UV도료는 조광페인트와 신광페인트가 전체시장의 70% 이상을 차지하고 있는 것으로 나타났으며 한진화학, 경도화학, 안산화학, 켐코, 삼화페인트 등이 목공용 UV도료 시장에 참여하고 있다. 조광페인트는 경인지역외에 지방의 점유율이 높으며, 경인지방에서는 신광페인트의 시장점유율이 높은 것으로 알려졌다.

95년 목공용 UV도료 생산업체는 가구업체들의 빈번한 부도와 함께 채산성이 악화돼 있는 상태로 조흥페인트의 부도와 신호제지의 경도화학 인수가 그 예를 보여주고 있다.

업체별 공급현황을 보면 조광페인트는 한샘, 리바트가구, 레이디가구, 에이스 계열사인 리오로사 등에 100% 공급하고 있으며 삼익가구 등에 수요량의 50%를 공급하고 있는 것으로 알려졌다.

신광페인트는 동서가구, 에이스 등에 수요량의 100%를 공급하고 있으며, 에넥스에 90% 이상, 삼익가구에 50%, 보루네오, 바로크 40%를 공급하고 있다.

안산화학은 보루네오와 바로크 등에 공급하고 있는데 보루네오에 반제품, 바로크에 완제품의 형태로 공급하고 있는 것으로 알려졌다.

가구업체별 UV도료 사용규모를 보면 월기준 에넥스 8000만~9000만원, 에이스 7000만~8000만원, 한샘 2000만원, 동서가구 2000만~3000만원, 삼익가구 2000만~3000만원, 바로크 1500만원, 보루네오 1억원, 기타 3억원 정도로 알려졌다.

목공용 UV도료 가격은 상도용과 하도용에 따라 차이를 보이고 있는데 하도용은 ㎏당 2500~3500원 정도이며, 상도용은 투명이 3500~4500원, 유색이 5500~6500원으로 유색용 가격이 더 높은 것으로 나타났다. 목공용 UV도료는 타용도에 비해 가격경쟁이 치열하여 가격추이가 계속 하강곡선을 보이고 있어 채산성이 악화되고 있는 실정이다.

현재 생산업체의 가동률은 낮은 상태이며, life cycle 단축 등으로 목공용 UV도료 시장의 침체가 지속될 것으로 전망되고 있다. 이에 목공용 UV도료 시장 개선을 위해 양산체제를 지양하고 소비패턴 변화에 탄력적으로 대응할 수 있는 능력을 갖추기위한 품질개선과 업체별로 차별화된 생산체제를 갖춰야 할 것으로 업계에서는 지적하고 있다.

95년 PVC상재용 UV도료 시장규모는 금액기준 94년대비 36.7% 증가한 108억원에 이른 것으로 추정되며, 수량기준 연간 1200~1500톤 규모를 보이고 있다. 또한 UV도료 전체 수요량의 32.7%를 차지하고 있으며, 특히 96년 PVC 바닥재 생산량 증가로 수요량이 상당량 증가할 것으로 예상되고 있다.

PVC상재용 UV도료는 PVC바닥재 중 경보행용과 중보행용에 적용되고 있다.

국내 PVC상재용 수급상황은 현재 PVC바닥재를 생산하고 있는 LG화학과 한화종합화학이 주 수요처이며, 96년부터 고려화학이 시장에 참여할 계획이므로 수요량은 상당량 증가할 것으로 예상되고 있다.

한화종합화학은 과거에 고려화학과 건설화학이 공급했으나 95년 상반기부터 한화에서 자체개발한 UV도료를 공급받고 있으며, LG화학은 기존에 삼성화학페인트와 조광페인트가 70:30의 비율로 공급해왔으나 95년 중반기 이후부터 유광 및 경보행용 바닥재 UV도료를 자체 개발, 사용하고 있어 점점 자체개발 수요가 증가할 것으로 예상되고 있다. 또한 고려화학은 진양을 인수했으며, 역시 자체 개발 UV도료를 사용할 계획이다.

PVC상재용 UV도료 가격은 타 용도보다 고가를 보이고 있어 kg당 8500~9000원 정도인 것으로 알려졌다.

95년 plastic용 UV도료 시장은 94년 대비 24.1% 성장한 36억원 규모로 추정되며, 전체 시장의 10.9%를 차지하고 있는 것으로 나타났다. 연평균 20% 정도의 성장률을 보이고 있으나 96년에는 성장률이 둔화될 것으로 전망되고 있다.

plastic용 UV도료 생산업체별 시장 점유율을 보면 한진화학이 50%정도를 차지하고 있는 것으로 나타났으며, 해동고분자 20%, 건설화학 8%, 삼성화학페인트 6%, 고려화학 4%, 신성화학 등 기타업체가 12% 정도로 나타났다.

plastic용 UV도료는 전화기 및 화장품cap coating에 주로 사용되며, 장난감 등에 진공정착용으로 사용되고 있어 이들 수요산업 경기와 크게 연동된다.

특히 화장품은 사치성 소비재 성향이 강하므로 수요량의 증감폭이 크게 나타나며, 최근 완제형 수입화장품 증가와 국내 화장품 생산업계의 매출감소 등 화장품 경기침체로 95년 하반기를 기점으로 97년 상반기까지 증가폭이 1/3정도 격감될 것으로 예상되고 있다.

그러나 plastic용 UV도료는 지속적인 성장이 예상되는데 plastic은 열변성과 표면마모성 등이 강한 특성이 있어 이를 보완하기 위한 coating이 요구되기 때문으로 풀이된다.

ABS, PS, PC, HIPS, PP등 다양한 소지에 적용가능한 UV도료의 제품개발과 정전기 방지 등 기능성을 부여한 UV도료 개발이 요구되고 있다.

또한 현재 plastic용 UV도료 적용 범위가 전화기를 포함한 가전제품과 화장품 등의 cap coating에 한정되어 적용되고 있어 신규용도 개발이 시급한 것으로 알려졌다.

plastic용 UV도료 가격은 ㎏당 6000~1만원 수준이며, 보통 전화기 coating용이 낮은 가격을 보이고 화장품 cap coating용이 높은 가격을 형성하고 있는 것으로 나타났다.

가격추이는 신규업체의 시장참여가 예상되고 있어 경쟁심화로 하락할 것으로 전망되고 있다.

paper용 UV도료의 95년 시장규모는 94년대비 21.9% 성장한 39억원에 이를 것으로 추정되며, 전체 시장의 11.8%를 점유하고 있는 것으로 나타났다.

95년 초부터 라미네이트 coating이 규제되면서 UV도료 수요가 상대적으로 증가한 것으로 나타났으나 고성장을 기대하기는 어려울 것으로 보인다. 이는 UV도료 가격이 타 도료에 비해 고가를 보이고 있는 반면, 수요업체인 종이가공업체 규모는 영세해 원가압박 등을 이유로 UV도료 적용이 어려울 것으로 분석되기 때문이다.

paper용 UV도료 생산업체로는 건설화학, 고려화학, 우성화학, 부림화학 등이 참여하고 있으며, 이외에도 7~8개 정도의 소규모 업체가 참여하고 있는 것으로 알려졌다.

과거에는 건설화학이 paper용 UV도료 시장의 대부분을 차지하고 있었으나 최근 신규업체들의 시장참여가 활발해지면서 시장을 상당부분 잠식당한 것으로 알려져 시장점유율이 감소한 것으로 알려졌다.

paper용 UV도료 시장은 종이가공업체들이 대부분 영세해 수요량을 추정하기가 어려운 실정이며, 특별한 기능을 요하지 않는 것으로 알려졌다. paper용 UV도료 적용은 주로 유광 및 반광에 적용되며, 고급화 추세에 따른 다양한 적용이 예상되고 있다. 가격은 ㎏당 5500~7000원 대를 형성하고 있으며, 역시 하락추세를 보이고 있다.

PCB용 UV도료의 95년 시장규모는 94년대비 6% 증가한 35억원 정도로 추정되며, 전체 UV도료 시장의 10.6%를 점유하고 있는 것으로 나타났다. PCB용 UV도료는 95% 이상을 수입에 의존하고 있는데 주로 일본산과 미국산이 70:30의 비율로 시장을 점유하고 있다.

PCB용 UV도료는 사용되는 광개시제에 따라 PSR, DFR, 일반용으로 나뉘는데 PSR은 다이오잉크(한국태양)가 주로 공급하고 있으며 DFR은 Dupont, 코오롱유화, 일본 다이오 등이 공급하고 있는 것으로 알려졌다.

수입업체로는 진세정밀, 코리아서커트, 삼악콘덴서 등이 있으며 국내 업체로는 조광페인트, 건설화학, 고려화학, 한진화학 등에서 소량 생산되고 있다. 이중 건설화학과 한진화학이 홍콩 등 동남아 지역으로 소량 수출하고 있는 것으로 알려졌다.

국내 PCB용 UV도료 생산 비율이 저조한 이유는 접착성 및 후가공성 등의 기술부족으로 생산업체들이 쉽게 접근을 못하고 있으며, 정밀성을 요하므로 클레임의 우려가 크기 때문으로 풀이된다.

PCB용 UV도료 가격은 수입품이 ㎏당 9000~14만원, 국산품이 8500~9000원 정도인 것으로 나타났으며, 수입품의 국산 대체시 1만원 이하의 가격대를 형성할 수 있을 것으로 전망되고 있다.

기타 UV도료 시장은 약 7억원 규모를 보이고 있는 것으로 추정되며, 주로 금속 coating 및 잉크 등에 적용되고 있는 것으로 나타났다.

특히 잉크시장은 일본 및 유럽의 경우 활성화돼 있으나 국내시장은 인쇄업체 등 수요시장의 영세성으로 매우 미약한 것으로 나타났다. 이외에 CD, 광섬유 등의 섬유 coating, LCD color coating 등 적용범위가 다양한 것으로 알려졌다.

Oligomer별 적용현황 및 광개시제 시장현황

UV도료는 main binder인 oligomer별로 적용용도가 다르게 나타난다.

UV도료에 적용되는 oligomer에는 Unsaturated polyester, Urethane acrylate, Epoxy acrylate, Polyester acrylate, Full acrylate(acryl acrylate oligomer), Amino acrylate 등이 있다.

적용용도별로 보면 목공용 UV도료에는 Unsaturated polyester, 황변 type의 Aromatic urethan acrylate, Epoxy acrylate가 적용되며, PVC상재용에는 무황변type의 Aliphatic urethane acrylate가 적용된다.

plastic용 UV도료에는 Urethane acrylate가 주로 적용되며 이외에 Epoxy acrylate, Polyester acrylate, Full acrylate가 적용되기도 한다.

paper용 UV도료에는 Urethane acrylate, Epoxy acrylate가 적용되며, PCB용 UV도료에는 Epoxy acrylate 중 Novolac epoxy 등이 적용되고 있는 것으로 알려졌다.

국내 oligomer생산업체로는 선경ucb와 미원상사 등이 있으며, 이중 선경ucb가 Unsaturated polyester를 제외한 거의 대부분의 oligomer를 공급하고 있는 것으로 알려졌다.

선경ucb는 87년에 벨기에의 ucb chemical사와 50:50으로 합작하여 91년부터 UV도료의 oligomer를 생산하기 시작했으며, 현재는 독자적인 자체기술 개발투자를 활성화하여 국산대체에 주력하고 있는 것으로 알려졌다.

가격은 Unsaturated polyester가 ㎏당 1500~1900원, Urethane acrylate 중 Aromatic urethan acrylate가 4000~4500원, Aliphatic urethane acrylate가 7000~1만원으로 Aliphatic urethane acrylate가 고가를 형성하고 있다. Epoxy acrylate는 일반용도 적용시 3500~4000원이며, PCB용은 7000~8000원, Polyester acrylate는 8000~1만5000원, Full acrylate(acryl acrylate oligomer)는 1만5000원, Amino acrylate는 반응성 촉진제로 6000~7000원 정도인 것으로 알려졌다.

가격추이는 국내 생산이후 안정적인 경향을 보이고 있으며, 5~10% 정도의 부분적인 가격인상이 예상된다.

UV도료는 타도료에 비해 광개시제가 첨가되는 것이 특징인데 현재 광개시제는 신영라드켐과 미원상사, 대림화학, 삼종산업, 코오롱유화 등에서 공급하고 있다.

신영라드켐은 Ciba Geigy산을 수입하여 국내 수요량의 80%정도를 공급하고 있는 것으로 알려졌으며 미원상사, 대림화학, 삼종산업, 코오롱유화 등의 시장참여로 일부 시장을 잠식당한 것으로 알려졌다.

UV도료 경화방법에는 free radical polymerization과 cationic polymerization이 있는데 free radical polymerization이 약 90% 이상 적용되고 있다.

free radical polymerization은 다시 intermolecular hydrozon abstration과 intramolecular photocleavage로 분류된다.

intermolecular hydrozon abstration에는 benzon phenone계통과 thioxantone계통이 있는데 benzon phenone은 실제 광중합에 관여하지 않으며, amin acrylate가 관여하여 광중합반응을 일으킨다.

thioxantone계통은 주로 잉크 등에 사용되며, 국내 UV도료의 잉크시장 협소로 수요량은 미미하다. 가격은 ㎏당 4~5달러 정도로 intramolecular photocleavage에 비해 저가를 형성하고 있다.

intramolecular photocleavage는 자체 moleculer가 UV를 흡수해 radical을 형성하는 것으로 국내에서 가장 많은 수요를 보이고 있다. 가장 대표적인 것으로는 acetophenon계통이 대부분인 BDK(benzyl dimethyl ketal)로 국내에서 생산되고 있으며, 주로 투명coating이나 unsaturated polyester base인 목공용 UV도료 등에 사용, 유색coating에는 부적합한 것으로 알려졌다.

BDK는 미원상사, 대림화학 등 국내 4개업체가 세계시장 수요량을 충족시킬 수 있을 정도의 생산규모를 갖추고 있어 Ciba Geigy는 상당부분의 시장을 이들 업체에 잠식당한 것으로 알려졌다. 가격은 평균 ㎏당 9500원 정도이며, 고가인 것은 1만3000원 정도를 보이고 있는 것으로 알려졌다.

광개시제의 배합비율은 적용용도와 설비에 따라 많은 차이를 보이고 있는데 일반적으로 투명용은 3~5% 정도의 배합비율을 보이는 것으로 알려졌다.

그러나 광개시제도 oligomer와 마찬가지로 설비와 깊은 연관성을 가지므로 배합비율 측정이 어려워 설비의 품질과 배합비율은 반비례양상을 보인다.

특히 광개시제는 UV lamp와 UV반사경과 관계되나 국내 설비의 기술수준은 열악한 형편이며, 관련업체가 10여개에 달하나 기술개발보다는 원가절감위주의 가격경쟁을 지향하고 있는 실정이다. 즉 수입설비는 가격문제, 국산설비는 품질문제 때문에 UV도료 생산업체에서는 설비에 따른 배합비율 고정에 어려움을 겪고 있는 것으로 알려졌다.

기술개발동향 및 시장전망

UV도료에 의한 coating은 유기휘발물이 극히 적어 환경친화적이며, 기존의 열경화에 의한 방법보다 생산성이 높아 향후 성장이 기대되고 있다.

UV coating후 형성된 도막은 제품의 긁힘방지와 표면보호에 효과적인 반면, coating에 의한 정전기 발생과 오염 우려가 있다. 이에 대전방지 기능과 원자반응이 가능한 원료를 사용해 UV도료를 제조하면 영구적인 정전기 방지와 내마모성, 내오염성 등이 향상, 우수한 도막을 형성하므로 plastic, paper, PCB 등 다양한 제품에 적용가능하고 고품질화를 꾀할 수 있다. 이러한 효과를 얻기위해 영구대전방지 원료 제조기술, UV도료 제조기술과 UV도료 경화기술, 원료 선정 및 배합기술, 합성기술 등이 복합적으로 요구된다.

국내에서는 한화종합화학에서 UV경화형 코탕제원료인 PASO를 개발했으며, 이외에도 PVC바닥재 생산업체와 UV도료 관련업체에서 이 분야에 대한 연구개발에 주력하고 있는 것으로 알려져 UV도료의 고품질화가 활발하게 추진되고 있는 것으로 보인다.

국내 UV도료 시장은 도입과 함께 일반도료에 비해 고성장을 보이고 있다. 특히 환경문제와 관련해 지속적인 성장이 예상되고 있어 도료관련업체의 주목을 받고 있다.

그러나 국내에서는 기술투자가 미흡하고 과다한 가격경쟁으로 품질이 정체양상을 보이고 있는 것으로 알려졌으며, 대부분의 업체가 기술도입으로 시장에 참여해 원료 및 설비의 수입의존률이 높은 실정이므로 국산화 대체노력이 활발히 실행돼야 할 것으로 업계에서는 지적하고 있다

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