친환경으로 무장한 첨단 건축자재 WPC
PVC 압출업체 참여 증가 추세/목재에 대한 기술 없으면 초기 어려움 겪어
등록일 : 2011년02월05일 15시30분
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WPC는 Wood Plastic Composite의 약자로 WFPC 혹은 Wood Polymer Composite 등의 용어로도 사용되고 있는 첨단의 건축자재이다.
1980년대부터 꾸준히 개발돼 발전해온 이 제품은 그 특성이 목재와 Plastic의 장점을 고루 살려 건축자재 및 생활 주변의 자재에 기본적인 한 부분으로 확고히 자리 잡고 있다.
WPC 자재는 현재 PVC, Aluminum 및 steel 제품이 주류를 이루고 있는 창호 및 건자재 시장에 제품자체가 가지고 있는 다양한 용도의 적용 가능성과 양호한 가공성 그리고 친환경성을 무기로 빠른 속도로 시장을 확대해 나가고 있다.
특히 지금까지 외부용의 자재로 잘 알려진 WPC의 Deck 자재외에도 창호, 실배 가구재, 바닥재, 방음벽 등의 거의 모든 인테리어 분야의 용도에도 활발한 개발이 이뤄지고 있다.
WPC는 목재의 조직내 가도관 조직의 공극사이에 플라스틱 Polymer(고분자)를 강한 압력과 온도로 강제 함침처리 해, 기존 목재가 갖고 있는 장점은 그대로 유지하며, 목재의 단점을 극복한 제품으로 WPC 처리를 통해 제품의 밀도, 치수 안정성, 물성 향상을 통한 제품 내구성이 증대됨은 물론, 주변 온도 및 수분 조건에 더욱 강한 제품의 설계가 가능하다.
또한 WPC 처리 시 목재 내부로 균일한 색상 조정 및 주입이 가능해, 압출 가공 시의 기술에 의해 제품의 내후성을 고도의 수준으로 유지하는 것이 가능해졌다.
WPC의 제조공법
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WPC의 일반적인 제조공법은 1. 원료의 준비공정 → 2. 원료의 일차 가공→ 3. 압출, 혼련 공정→ 4. 성형 및 후가공 공정으로 대별되며 원료는 일반적으로 목분과 Polymer로써 PP, PE 또는 PVC를 사용하며 특수한 기능을 부여하기 위해 열경화성 수지를 사용하기도 한다.
사용되는 목분의 경우 식물성의 구조를 가진 어떠한 재료도 WPC 의 원료로 사용할 수 있다. 일부의 업체에서는 가축의 사료로 사용되는 옥수수, 쌀등의 원료로 제품을 제조하는 곳도 있으며 가장 보편적인 경우는 분말형태의 목재를 사용하는 것이다. 이의 공급을 위해 전문적으로 목분의 제조를 통하여 필요한 수분함유량까지 조정하여 공급하는 업체들이 있다.
Polymer의 경우 일반적인 올레핀계통의 수지를 사용하거나 PVC 혹은 초 고강도의 제품 특성을 요구하는 경우 멜라민 수지를 사용할 수 있어 비교적 사용의 선택범위가 넓은 편이다. 하지만 최근의 유럽, 일본 및 국내의 추세는 환경적인 요소를 고려, PP수지를 사용하는 것이 보편적인 추세로 자리를 잡았다.
기타의 부원료는 목재와 polymer 가 잘 융합되게 하기 위한 coupling agent, 색상을 위한 color masterbatch 및 기타의 제품 특성에 필요한 소량 부원료들을 회사의 특성에 맞게 조합하여 사용한다.
목분의 함유량은 이론적으로 95%까지도 가능하나 일반적으로 최대 75%의 목분을 Polymer 와 혼합하여 사용하는 경향이다.
대체적으로는 목분이 50~60%, 수지(PE, PP, PVC)가 30% 정도이며 나머지는 부원료가 채운다.
WPC의 가장 중요한 가공 공정인 압출공정은 미리 건조돼 부원료와 일정한 비율로 혼합된 compound 상태의 원료가 압출기의 hopper를 통해 screw 배부로 들어가며 시작한다. 목분의 특성상 비중이 낮으며 탄화점이 낮고 목분의 내부 구조가 압출공정 상의 심한 shear stress 에 약하므로 압출기의 screw 구조는 이에 맞추어 최대한의 토출량과 최적의 혼련도 및 최소의 melt 에 가해지는 stress 상태를 유지하여 금형으로 최대 압력을 제공하여야 한다.
따라서 요구되는 screw 의 구조는 Parallel Conical 구조가 최적의 설계로 인정받고 있다.
WPC 압출기의 생산의 세계적인 명성을 가진 원조격인 Cincinnati Extrusion GmbH 사의 경우 Conical Twin Screw 의 압출기 구조를 표준으로 가지고 있으며 목분 원료의 특성 상 발생하는 다량의 수분과 부식성 액상, 기상 성분에 대처하기 위해 Screw 와 barrel 을 최대의 내식, 내마모성을 보유한 Tungsten Carbide 강으로 제작한다.
이후 완벽한 상태로 혼련된 melt 가 요구하는 형태의 profile 용 압출 금형 혹은 pellet 상태의 compounding die 를 통해 제품이 생산된다.
과거의 초보적인 WPC 와 달리 최근의 WPC는 단순한 목분의 재사용을 위한 개념의 압출이 아닌 완전히 새로운 제품의 생산을 위한 공정으로 고품질의 Profile 을 다양한 용도의 제품으로 건축자재로 활용하는 것으로 발전했다.
1,000억 규모의 시장 형성, 성장세는 가파르게 진행 중
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정부의 4대강 살리기, 생태하천 복원 사업 등 국책사업의 관급공사와 아파트 내 조경공사의 사급공사에 적합한 자재이기 때문에 친환경이 대두되는 앞으로의 시기에 더욱 시장이 확대 될 것으로 전망하고 있다.
이런 시장 확대 예상으로 최근의 국내 WPC 시장은 건자재 생산을 선도하는 대기업을 중심으로 Deck 및 Siding 재의 시장이 급속히 형성돼 가고 있으며 PVC 창호 중소압출업체도 독자적인 상품을 개발 해 활발한 영업활동을 펼치고 있다. 더불어 올해 본격적으로 사업을 준비하는 업체도 늘고 있는 상황이다.
WPC의 시장규모는 업계 관계자의 의견에 따르면 WPC의 시장규모를 약 1,000억원 시장으로 추측하고 있지만 시장규모의 성장은 급격히 증가하는 추세를 보이고 있다. 현재 국내에서 WPC를 공급하는 업체는 약 35개 업체 정도로 파악되고 있으며 국산품이 시장의 55% 이상을 차지하고 있고, 45% 정도는 수입품이 차지하고 있다. 수입품의 대부분은 중국과 미국 제품이다. 하지만 대기업들의 시장 참여로 국산품의 시장 점유율이 차츰 늘어날 것으로 전망되고 있다. LG하우시스의 ‘우젠’, 이건환경의 ‘그린콤보’, 빌츠그린의 ‘클릭우드’ 등이 있으며 KCC도 지난해 말 ‘KCC 이지스 우드’를 출시했다. 한화L&C도 관련 제품을 곧 선보일 계획인 것으로 알려졌다.
압출공정을 거쳐 제품이 생산되면서 PVC 창호 압출업체도 제품을 선보이고 있는 업체가 많다. 쓰리에스케미칼, 현우공업, 등이 이미 수년전부터 WPC를 공급하면서 관련시장에서 안정적인 성장세를 이어가고 있으며 최근에는 하나로샤시가 본사 및 공장을 증설하면서 WPC 압출설비를 도입해 올해부터 본격적인 WPC사업을 시작하고 있다.
WPC 시장이 이제 막 성장을 거듭하고 있는 단계로 접어들면서 건축외장재를 중심으로 시장을 형성한 후 사인 등 다양한 분야에 기존 목재나 PVC, 스틸류 등을 대체하며 시장 확대가 예측되면서 PVC창호 압출업체들의 WPC 사업 진출은 올해에도 더 늘어날 것으로 전망되고 있다.
목재에 대한 이해 없이 사업 진출하면 낭패 보기 쉽상
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제품 압출공정이 같기 때문에 불황의 PVC 창호업계에 WPC는 회사 경쟁력을 재고할 수 있는 새로운 아이템이 분명하다. 하지만 목재성질의 디테일한 이해 없이는 시장에 참여했던 대분분의 업체가 사업 초기 어려움을 겪었다. 실제로 제품의 품질 확보를 하지 못해 중도에 포기한 업체도 더러 있다. 현재 국내시장에 공급되고 있는 WPC 제품의 품질은 많이 향상됐다.
초기에는 나무의 질감을 살리지 못해 미관상에서 다소 아쉬운 점이 있었지만 최근 나오고 있는 제품들은 후공정이 좋아져 실제 나무와 같은 질감을 보여주고 있다.
초기부터 시장에 진입했던 LG하우시스의 제품 기술력이 우수한 걸로 알려지고 있으며 PVC 압출 중소업체 현우공업과 쓰리에스케미칼도 탄탄한 입지를 굳히고 있다. 하지만 일부 유통되고 있는 제품에는 품질에 문제가 많은 것도 사실이다. 품질에 가장 큰 문제는 목재에 대한 기본 이해가 부족했기 때문이다. WPC원료인 목분이 제품에서 50~60%를 차지하는데 이 목분자재에 대한 이해가 부족하다는 것이다. PVC 압출을 했던 업체들은 플라스틱에 관한 공정을 잘알지만 목재에 대한 정보는 부족한 것이 사실이다.
그나마 플라스틱 압출에 대한 기술을 갖고 있는 경우는 수월한 편이다. 목재 관련 사업을 하다 WPC를 생산하려는 업체들의 어려움은 플라스틱 압출을 했던 업체보다 더 큰 어려움을 겪는다. 실제로 업계 관계자는 목재 사업을 하던 업체보단 플라스틱 압출을 했던 업체가 시장에서 성공 확률이 훨씬 높다고 한다.
WPC의 압출은 플라스틱 압출과 기본개념은 같지만 원료배합이 다르고 후공정이 다르다.
목분 원료는 다른 원료처럼 공산품이 아니라 목재원산지와 가공장소, 목재 수종에 따라 저마다 다른 특징을 갖고 있어 품질이 제각각이다. 일부 WPC 생산업체들이 목분 원료를 여기저기서 혼합해 사용하는데 그럴 경우 압출 설비 같은데서 부하와 같은 문제가 발생해 라인이 고장 나고 제품 품질도 떨어질 수밖에 없다. 또 정제되지 않은 원료가 유입되도 같은 증상이 나타나면서 후가공 과정에서 어려움을 겪는다.
결국 고품질의 WPC제품을 생산하기 위해서는 목재가 갖고 있는 변수를 잘 파악해 기술력을 갖춰야 하며 설비도 어느 수준을 유지해야 한다.
<표. 주요 W.P.C 공급업체>
업체명 연락처
LG하우시스 080. 005. 4000
KCC 080. 022. 8200
이건환경 031. 999. 3831
쓰리에스케미칼 031. 499. 5945
현우공업 031. 431. 8755
하나로샤시 031. 988. 7731
에이원에너테크 031. 908. 2310
(주)유니트라코리아, WPC 전용 압출기 공급
한편 (주)유니트라코리아(대표 민경진)는 최근 확대되고 있는 WPC시장이 급성장 할 것으로 판단해 WPC전용 압출기 판매에 더욱 매진하고 있다.
유니트라코리아는 PVC 등의 기존 프로파일 압출기의 국내 시장 확대와 함께 WPC 전용 압출기 판매망 개척을 위해 WPC 제품을 생산하는 업체들과 상생 할 수 있는 방향으로 마케팅 활동을 펼치고 있다. 유니트라가 공급하고 있는 바턴필드-신시네티 압출기는 중국과 동남아지역에서 생산되는 제품에 비해 고가이다. 하지만 압출기 생산의 우수한 기술력과 퀄리티로 시장을 개척해 나가고 있다.
민경진 대표는 “기존 제품의 우수성과 탁월한 성능을 이미 인정 한 대다수 업체가 가격이 아닌 고품질 제품 생산이라는 회사 내부적 방침에 따라 우리 제품을 구매하고 있다”며 덧붙여 “현재 바턴필드-신시네티 압출기는 전 세계적으로 약 30%에 가까운 점유율을 보이고 있으며 국내의 경우 40%, 특히 WPC 전용 압출기는 50% 이상을 점유하고 있다“고 전했다.
이러한 점유율을 기반으로 유니트라코리아는 올해 시장점유율을 각각 50% 이상 유지하는 목표를 세워두고 있다. 유니트라코리아는 또 WPC의 홍보 확대를 통한 신규 공급처를 더욱 늘린다는 중장기 목표 전략도 세워두고 있다.
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