염․안료 화학소재는 연관 산업의 고부가가치를 창출, 전방산업의 경쟁력을 높이는 핵심요소
염료 또는 얀료는 일정 가시광선을 흡수 또는 반사해 고유한 색을 나타내게 하는 색소 중에서 섬유 및 유사 소재에 친화성을 나타내 용액에서 섬유로 이동 염착해 일광, 세탁, 마찰 등의 환경에 적합한 견뢰도를 지닌 색소를 일컫는다. 이 중에서 이온성으로 물에 용해돼 섬유 등에 친화성을 가지는 색소를 염료라 하고 비이온성의 성질을 지니며 물에 불용성인 색소 또는 섬유에 대하여 염착성이 없는 색소를 (유기)안료라고 한다. 염․안료 화학소재는 전통적으로 흔히 봐 왔던 섬유 혹은 산업재 중심의 잉크, 도료, 염료 등의 기능성 소재뿐만 아니라 전자․정보 분야를 포함하는 차세대 기능성 염료소재를 모두 포함한다. 전자의 경우, 이러한 기능성 정밀화학 소재를 통해 제품의 품질을 업그레이드할 수 있으며 후자는 염료감응형 태양전지용 염료, OLED용 발광체 등의 신재생 에너지 분야, 디스플레이 분야 같은 차세대 성장동력분야의 고부가가치형 신규 소재에 속한다. 사용용도 혹은 염․안료의 화학적 성질에 따라서는 친수성염료(직접염료, 산성염료, 염기성염료 등)와 소수성염료(매염염료, 배트염료, 화학염료, 산화염료, 나프롤염료 등), 유기안료(아조계, 프탈로시아닌계, 축합다환계 등)와 무기안료(탄산칼슘, 카본블랙, TiO, 황연 및 몰리브덴 등)로 나눠진다. 이러한 염․안료 화학소재는 연관 산업의 고부가가치를 창출해 전방산업의 경쟁력을 향상시키는 핵심요소이며 원천 기술과 같은 핵심 기술 보유 여부에 따라 품질․가격 경쟁력을 경정하게 되는 매우 중요한 소재라 할 수 있다.

염․안료 세계 시장은 2013년 약 230억 달러로 완만한 성장이 예상
세계 염․안료 산업 시장은 2010년 기준 210억 달러 수준으로 매년 약 3%의 성장률을 보이고 있다. 이에 비해 국내 시장은 8%가 넘는 성장률을 보이며 지속적인 성장세를 보이고 있다. 염료와 안료의 시장 현황을 각각 살펴보면, 현재 염료소재는 세계적으로 100~110만 톤 정도의 소비를 나타내고 있으나 염료 생산 국가들이 늘어나면서 전 세계생산 규모는 소비에 웃도는 110~130만 톤으로 공급 과잉 현상을 보이고 있다. 1960년대 수입품이 80% 이상을 차지했던 국내 염료시장의 경우 현재 국산 자급률이 80%이상을 보이며 큰 기술 발전을 이뤘으나 2005년부터 시작된 반응성 염료(전체 염료 중 약 50% 차지)의 주원료 H-Acid와 Para-base의 가격 상승 및 불안정한 환율 등으로 어려움을 겪고 있다. 한편 페인트 및 코팅용 안료, 페인팅 잉크용 안료, 플라스틱 안료 순으로 시장 구성을 보이는 세계 안료 시장의 경우, 연평균 약 4%의 성장률을 보이고 있다. 이는 잉크, 페인트, 코팅 등의 시장규모가 커지는 것과 더불어 중국과 개발도상국의 급격한 성장이 이뤄지는데 기인한다. 고부가가치 기능성 안료 및 고품질 안료는 일본, EU 등 기술 선진국의 기술 보호 전략을 통해 세계　시장을 점유하고 있다.

염․안료산업은 향후에도 핵심기술 및 첨단기술 기반의 물질 개발 등을 통해 고부가가치, 기술융합화를 꾀하며 지속적인 성장을 할 것으로 예상된다. 현재 국내에서 생산되고 있는 염․안료 제품은 내수시장 및 수입대체를 위한 범용제품 및 완제품 위주로 성장하고 있고 이러한 범용화학 제품의 제조 기술은 상당 부분 선진국 수준에 도달하였다. 국내의 염․안료산업도 국제적 흐름에 발맞춰 대량생산에 의한 단순 범용제품 생산, 수입 원재료나 중간재의 단순 배합에 의한 제품 생산 방식에서 고기능, 고부가가치 제품 생산방식으로 전환하고 있는 추세다. 그러나 아직 국내 중소기업의 영세적 규모나 구조로 인해 고부가가치 기술집약적 산업으로서의 특성을 충분히 살리지 못하고 있는 것이 사실이다. 높은 수준의 기술과 집중적 연구비를 필요로하는 신재료 중에서도 특히 전자재료용 화학소재는 대부분 선진국 수입품을 쓰고 있는 실정이다. 중소기업 참여도 측면에서 볼 때도 섬유, 인쇄․잉크 및 도료 분야에 비해서 정보 기록매체 분야의 중소기업 참여도가 상대적으로 낮아 관련 제품 시장의 확대에 따른 기술 개발 참여 및 기술 보유가 시급하다.

유럽․일본 중심에서 개발도상국의 급격한 성장으로 흐름이 바뀌고 있는 세계시장
염료산업의 경우 Dystar, Ciba, Clariant 등의 3개 대형 업체가 전체 세계시장의 40% 이상을 점유하고 있다. 기술 선진국에서는 핵심 첨단기술 기반의 신물질 개발을 통해 지식재산권 확보에 주력하고 있으며 특히 신기능, 특수기능의 신염료소재 기술개발 관련해서는 국가 간 기술적 제품차별화 및 전략적 제휴 등의 수평적 분업관계가 심화되고 있다. 반면, 개발도상국에서는 범용제품 위주의 완제품 혹은 중간체 일부를 가공해 공급받는 수직적 분업 관계를 유지하고 있다. 또한 시장의 중심이 유럽에서 중국, 인도 등으로 이동하고 있는데 2010년에는 인도의 KDCL사가 독일의 Bayer, Hoechst, BASF, 일본의 Mitsubishi Chemical, Mitsui Chemicals 염료사업을 인수했던 Dystar를 인수함에 따라 새로운 전환기를 맞고 있다. Nippon Kayaku와 같은 일본 업체들은 중국에서의 합성염료 생산시스템을 통해 아시아 시장 개척을 꾀하고 있으며 생산 규모 또한 대대적으로 확대하고 있다. Nippon Kayaku는 중국내 합작법인인 WAC의 분산염료 생산 규모를 2010년 5월 1200통에서 2000톤으로 확대했으며 같은 해 9월에는 수용성 염료도 2000톤에서 4250톤으로 확대했다.

안료시장은 일본과 유럽을 중심으로 환경친화형 안료, 고내구성 안료 등에 대한 기술 개발이 활발하나 중국과 인도, 기타 아시아 국가들의 전통적 일반 안료 부문에서의 시장점유율이 갈수록 증가하고 기술적으로도 선진국 수준에 이르고있고 기존의 주요 플레이어들을 위협하고 있다. 분산염료와 반응성염료가 염료시장의 70% 이상을 차지하고 있고 대부분의 개발이 이 염료들에 집중돼 있는 국내시장을 살펴보면, 주요 해외업체가 약 30%의 매출을 차지하고 있으며 경인양행, 오영산업, 이화산업, 엠도프멘코리아 등의 염료업체가 나머지 매출의 95% 이상을 차지하고 있다. 국내 안료시장은 욱성화학이 전체 시장의 30~40%(유기안료는 35%, 무기안료는 42%)를 점유하고 있다.

염․안료산업의 향후 개발 니즈분석
염․안료산업은 Batch 타입의 소규모 설비로 생산이 가능하기 때문에 대규모 장치산업에 비해 소요되는 투자액이 작고 기호의 변화, 경제적 요구, 신물질 개발 등에 따라 제품화가 빠르게 이뤄져 중소기업에 적합한 산업이다. 그러나 이런 특징들 때문에 제품의 수명주기는 짧고 이에 대응하는 신규개발 R&D가 활발히 이뤄져야 하는 산업이기도 하다. 과거 우리나라는 섬유산업의 괄목할만한 성장으로 염․안료산업의 발전에 큰 계기를 이뤘다. 현재 국내에서도 국제적 흐름에 맞춰 신물질, 신제품 연구개발에 초점을 맞추는 기업이 늘어나고 있으나 여전히 다수 중소기업 중심의 범용제품이 주를 이루고 있어 국제적 경쟁력 확보에 어려움을 겪고 있다. 중국, 인도 및 기타 개발도상국에게 범용제품의 가격 경쟁에서 밀리고 있으며 고기능 고부가 제품에서는 유럽, 일본 등의 기술력에 뒤지고 있다. 우리나라가 경쟁력을 확보하기 위해서는 세계 염․안료시장 관련 신규 시장이 계속 확대되고 기존제품의 수요도 동시에 증가하는 현 상황을 직시하고 개발의 니즈를 파악해 이에 따른 기술 및 가격경쟁력 확보를 위한 확실한 전략을 수립해야 할 필요성이 있다.

먼저, 고기능성 및 신기능 염․안료소재 개발을 통해 고색상 선명도, 고견뢰도, 저에너지, 균염성, 오염성, 작업성, 상용성, 재현성 등의 성능이 복합적으로 우수한 소재와, 난염성 소재인 특수 용도의 산업용 소재(초고강도 PE, 아라미드, PPS 등)에 적합한 염․안료소재 개발을 가장 기본적인 개발 방향으로 삼아야 할 것 이다. 국내에서는 아직 중금속 함량 규제와 같은 환경관련 재제가 엄격히 이뤄지고 있지 않으나 유럽을 중심으로 환경 규제가 더욱 강화됨에 따라 국내 주요 수출업체의 환경대응 제품개발에 가속화가 이뤄져야 할 것이다. 무기안료가 친환경적인 유기안료로 대체되고 있는 것이 대표적인 경우라 할 수 있다. 비아조계 소재 개발, 소재생분해 특성과 인체안정성을 가진 자연친화성/인체친화성 천염염료 제품개발, 폐수로 유입될 수 있는 미염착 연료를 획기적으로 감소시키는 신규 반응성 염료 개발, 고염착률 분산염료, 피부자극을 최소화하는 염료소재 등의 개발도 친환경적 소재 개발의 대표적 예이다. 또한, 기존의 인쇄 또는 염색기술을 벗어나 디지털 날염 기술이나 초임계 염색 기술 등의 신규 기술에 적용 가능한 소재를 개발해야 한다.

디지털 날염의 경우, 색상이나 디자인 표현이 자유로워 미래 첨단기술로 분류되고 있으며, 특히 소량 다품종, 단납기 대응, 고부가 고감성 제품 지원이 가능한 친환경 고부가가치 기술로 주목받고 있다.
질과 효율성을 높이고 원제와 오염물질 배출을 감소시키는 재료는 Nylon/Spandex 백장오염방지 날염, PTT섬유의 저온상압날염, 초극세 스크린 날염, CO₂초임계염색, 초저욕비 날염, pH 슬라이드제에 의한 Wool 소재염색 등의 신기술 확장을 가능하게 할 것 이다. 실제로 최근에 개발된 새로운 타입의 용제는 환경보호 및 용제 회수가 가능한 것으로 알려져 있어 비수용성 시스템 염색기술을 가능케 한다. 거미줄, 콩, 대나무섬유, 키토산 등의 생분해성 섬유 염색에 적용 가능한 재료 개발은 신기술을 통해 친환경성에도 크게 기여할 것으로 보인다.

BT, NT, IT 3T 관련 염․안료도 시장의 흐름과 확대측면에서 중요한 개발 방향이 되고 있다. 세포염색 기술, 나노 크리스탈 코팅 등을 활용한 생명과학 접목 기술, 기능성 나노입자 합성기술, 광촉매 응용기술 등을 활용한 나노과학 접목 기술, 염료감응형 태양전지, 액정염료, OLED 발광체 같은 디스플레이용 소재 등을 활용한 전자․정보과학 접목기술을 통한 융합형 소재 개발은 국내 염․안료 중소기업의 경쟁력 확대에 큰 역할을 할 것으로 전망된다.

산업정보분석실 선임연구원 이종택