임 태 영 공학박사 요업(세라믹)기술원 유리·디스플레이팀 팀장 1. 서론 유리는 그 재료가 갖는 여러 가지 특징(투명성, 화학적 안정성, 경제성 등)과 장점으로 인해 수천 년 전부터 현재에 이르기까지, 일상생활용에서부터 산업용까지, 그리고 판유리, 병유리와 같은 전통제품에서부터 디스플레이 및 광섬유와 같은 첨단 제품에 이르기까지, 꾸준하게 널리 활용되고 있다. 최근에 많은 각광을 받고 있는 LCD(liquid crystal display), PDP(plasma display panel), FED(field emission display)와 같은 각종 디스플레이 제품들은 모두 유리를 중요한 기본 소재의 하나로 사용하고 있으며, 광섬유나 광학렌즈와 같이 광학분야에 있어서도 핵심 소재로서 유리가 사용되어지고 있다. 또한 일반유리에 각종 코팅재료와 코팅기술을 접목시킴으로써 유리소재가 갖는 기본적인 기능에 고기능성을 추가하여 반사유리나 Smart window와 같은 광 투과율 조절기능, Low-E유리와 같은 에너지조절기능, 발수/친수유리와 같은 물리화학적기능, 도전성유리나 정전기방지유리와 같이 전기/전자적기능과 같은 고기능성을 갖는 다양한 유리들도 개발이 되고 있다. 본 고에서는 우선 현재 국내 유리산업의 전체적 규모 및 종류별 구성비와 변화 추세를 통계적 데이터를 통해 분석해 보고, 각 세부 분야별로 기술적인 면으로나 응용적인 면에서 현재의 현황 및 향후 추세를 검토해서 이를 토대로 이들 산업의 현재와 미래를 예측해 보고자 한다. 2. 본론 1)국내 유리산업 현황 국내 유리산업규모를 통계청의 자료를 이용해서 살펴보면, 2002년 말 기준으로 업체수 683개, 월평균종사자수 20,586명, 시장규모(출하액 기준) 약 4조7천억원 정도의 규모를 나타내고 있다. 이는 시멘트, 내화물, 도자기, 타일, 기타 세라믹제품 등 비금속광물제품 전체의 산업규모가 약 20조원 정도이므로 전체의 약 1/4 정도를 차지하고 있다고 볼 수 있다. 최근 7년간의 변화를 보면 표 1에서 보는 바와 같이 관련 산업 종사자 수에서는 약 20%이상 감소했으나 업체 수와 매출액 기준 시장규모로 봐서는 증가세를 나타내고 있으며, 특히 전체 출하액 규모는 70%이상 증가한 것으로 나타나고 있다. 제품별 구성비에 있어서는 2002년 기준으로 볼 때 1차 유리제품이 차지하는 비율이 약 10% 정도인데 비해 산업용유리의 규모가 72%로 산업용유리가 차지하는 비율이 매우 높은 것으로 나타나고 있다. 특히 1995년 산업용유리출하금액이 1조8천억원에서 2002년 3조5천억원으로 규모가 2배 정도로 증가했다는 것을 볼 때 산업용유리가 차지하는 비중이 최근 들어 급속히 증가하고 있다는 것을 알 수 있다. 세부 품목별로는 판유리, 병유리, 유리섬유 및 광학유리와 같은 1차 제품의 유리시장은 최근 7년 동안 30% 이하의 미미한 증가율을 보인 반면 판유리가공품이나 가정용유리제품과 같이 2차 가공유리나 생활용, 장식용과 같은 부가가치성 유리제품은 규모가 거의 2배 가량 증가된 것으로 볼 때 단순 1차 제품보다는 가공에 의한 기능성고부가가치 유리제품의 시장 확대가 이루어지고 있는 추세라고 볼 수 있다. 2)판유리 제품 국내 판유리의 시장규모는 약 7천억원 정도로 추정되며, 주 용도는 건축용 및 자동차용이다. 그동안 정부차원에서 정책적으로 건축경기 활성화를 추진해 오면서 건축용 판유리의 수요는 폭발적으로 증가되어 왔으며, 특히 아파트와 같은 공동주택의 건설 증가와 대형 빌딩들의 성향이 외장재로서 판유리를 선호하면서 창유리의 수요는 급증할 수 밖에 없었다고 판단된다. 또한 이에 따라 복층유리, 강화유리, 접합유리와 같은 2차 가공유리의 증가가 판유리가공품 산업을 크게 성장시킴으로써 표 1에서 볼 수 있듯이 이들 가공판유리시장규모가 판유리제조시장규모의 2배 이상이 되고 있음을 알 수 있다. 아울러서 건축용에 비해서 물량규모적인 면에서는 작지만 자동차용 판유리의 시장규모도 국내 자동차의 수출증가를 통한 산업의 활황에 힘입어 꾸준한 증가를 보이고 있다고 판단된다. 따라서 국내 판유리산업을 이끌고 있는 쌍두마차라고 일컬을 수 있는 금강고려화학과 한국유리공업은 그동안 계속적인 설비증설을 통해 꾸준히 생산량을 증대시켜 왔고, 부족한 물량에 대해서는 일부 중국산 판유리가 수입되어 시장을 메워 주고 있었다. 그러나 지난 2004년 7월에 금강고려화학이 연간 400만상자 규모의 플로트4호기를 신규로 증설함으로써 국내 생산규모가 각 업체당 1700만상자씩, 총 3400만상자가 됨으로써 당분간 국내 수요를 충족시키는데 큰 문제가 없을 것으로 판단되며, 더불어서 최근 국내 경기의 하락과 함께 특히 부동산 및 건축경기의 불황으로 인해 판유리의 수요는 점차 하락할 것으로 판단되므로 생산과잉의 추세가 도래하지 않을까 하는 염려까지 낳고 있는 실정이다. 다만 2008년 북경올림픽을 앞두고 중국 내부에서의 대규모 건설에 따른 판유리의 자체수요증가로 인해 어느 정도까지는 중국산 판유리의 국내 수입이 축소될 것으로 판단되므로 당분간은 공급과잉으로 인한 큰 시장 혼란은 피할 수 있으리라 판단된다. 그러나 장기적으로 일반 판유리의 시장은 충분한 물량의 국내 생산 공급, 저가 중국산 수입 판유리의 시장 점유율 증가 등을 예측해 볼 때 낙관적으로 보기 어려우며, 이를 극복하기 위해서는 단순 판유리와 같은 1차 제품이 아닌 반사코팅유리, Low-E 코팅유리, Self-cleaning 유리와 같은 기능성 유리 제품으로의 전환이 필요하다고 생각되며, 이러한 인식에서 국내 제조업체들도 한국가공유리의 투자확대 및 금강고려화학에서의 신규 가공유리공장설립과 같은 변화들이 이루어지고 있는 것이라고 판단된다. 3)디스플레이용 유리 제품 그동안 국내 디스플레이 유리시장은 브라운관유리, 즉 CRT용 유리에 의해서 형성되어져 왔다. 그러나 최근 TV의 대형화와 컴퓨터 모니터의 평면화 추세로 인해 브라운관유리의 수요가 세계적으로 급격히 감소하는 추세를 나타냈고 이로 인해 국내 브라운관유리제조업체들은 이에 대한 대처방안을 찾느라 많은 노력을 기울여 왔다. 그러나 다행스럽게도 일본을 비롯한 외국 브라운관업체들의 조기 생산중단으로 인한 세계시장에서의 공급부족으로 인해 국내업체들은 다시 생산규모를 늘이는 등 급격한 시장규모 축소로 인한 혼란 없이 생산이 이루어지고 있다. 다만 이러한 추세가 오랫동안 지속되기는 어렵다고 예상되므로 삼성코닝을 비롯한 한국전기초자와 같은 국내 브라운관유리 제조업체들은 이에 대비한 설비 및 인원 축소와 같은 대처 노력과 함께 더 나아가서 평판 디스플레이용 유리생산과 같은 신규사업의 검토를 계속 추진해 나가리라 판단된다. 앞서 서론에서 잠깐 언급했듯이 최근 각광받는 유리분야의 하나로서 디스플레이용 유리가 엄청난 속도로 시장규모가 증가되고 있는데, 이는 주로 LCD와 PDP와 같은 평판 디스플레이의 기술개발과 성장에 의한 것으로 표 2에서 볼 수 있듯이 현재 2003년 국내시장규모가 160억US$로 추정되며, 2010년에는 730US$로 5배 가까운 신장률을 나타낼 것으로 예측하고 있다. 이러한 LCD 및 PDP용 기판유리는 형태상으로는 판유리의 일종이지만 그 조성이나 제조공법상에서 일반 건축용 판유리와는 물성 및 제조방법 상으로 차이를 나타내고 있다. LCD용 기판유리의 경우, 현재 국내 삼성코닝정밀유리가 거의 100% 공급을 하고 있으며 꾸준한 수요의 증가와 함께, 특히 대형 LCD TV의 개발에 따른 원판유리의 수요증가로 인해 계속적인 설비 증설이 이루어지고 있는 추세이다. PDP용 기판유리의 경우, 마찬가지로 PDP TV의 가격하락에 의한 수요증가와 대형화에 힘입어 원판유리의 수요증가도 계속되고 있는데 현재까지는 국내 생산이 이루어지고 있지 않아 전량 일본으로부터 수입이 되고 있으며 이에 따라 국내 유리 제조업체들도 이에 대한 국내 생산 검토를 조심스럽게 추진하고 있는 것으로 알려지고 있다. 다만 투자규모가 크고, 현재 치열하게 진행되고 있는 대형 디스플레이시장에서 LCD TV와 PDP TV와의 경쟁결과가 큰 변수로 작용할 수도 있기 때문에 신중한 검토가 이루어지고 있다고 보여진다. 4)병유리 제품 현재 포장용 유리용기 제조업의 산업규모는 표 3에서 알 수 있듯이 2002년 출하액 기준으로 약 5,250억원 정도이다. 이러한 유리용기의 대부분은 병유리가 차지하고 있으며 주로 제약병, 음료병, 주류병, 화장품병 등의 용도로 사용되고 있다. 통계상의 출하액 규모로 볼 때는 95년 대비 2002년의 통계치가 약 30% 정도의 신장이 이루어진 것으로 나타나 있으나, 최근 국내 병유리산업은 간편성을 추구하는 생활패턴의 변화추세에 맞춰서 무겁고 깨지기 쉬운 유리병보다는 휴대가 가볍고 안전한 종이팩, PET, 금속캔의 활용 증가로 인해 매우 어려운 국면을 맞고 있다고 보여진다. 그동안 PET나 종이팩과 같은 제품의 폐기에 따른 환경문제와 유리병의 재활용에 따른 경제적 이점을 꾸준히 부각시켜 왔지만, 유리용기가 타 재료들로의 대체가 꾸준히 증가되면서 향후 유리병의 시장성은 낙관적으로 보기 어려울 것으로 판단된다. 실제로 유리병의 판매규모가 2002년 795천톤을 피크로 해서 2003년 790만톤으로 약간씩 감소하는 것으로 나타나고 있으며, 특히 이러한 감소는 맥주병 및 화장품병에서 크게 나타나고 있다. 이러한 병유리의 수요 감소를 극복하기 위해서 원가절감, 수율향상을 통한 타 재료들과의 가격경쟁력 향상도 중요하겠지만, 역시 유리용기가 가지고 있는 큰 약점인 무겁고 깨지기 쉽다는 특성을 보완하기 위해 용기의 경량화를 위한 기술개발이 꾸준히 이루어져야 하며, 이는 생산 공정상에서 유리병의 두께분포를 균일화하고, 특수 코팅에 의해 강도보완을 할 수 있는 기술개발이 필요하다고 판단된다. 아울러서 화장품병이나 양주병과 같이 상대적으로 고가의 내용물을 담는 용기의 경우, 적극적으로 선진 외국제품들의 벤치마킹을 실시하여 디자인 면에서 특수한 형태나 컬러, 데코레이션 기법의 적용을 시도하고 이를 위해 성형기술 및 코팅기술을 확립하기위한 과감한 투자와 노력이 필요하다고 판단된다. 5)섬유유리 및 기타유리 제품 섬유유리는 크게 보온단열재로 사용되는 단섬유 형태의 유리면과 플라스틱 소재와 함께 복합재로서 보강용으로 사용되는 장섬유로 나누어지는데, 최근의 산업통계치에 의하면 95년부터 2002년까지는 타 유리제품에 비해 매우 미미한 증가율을 보인 것으로 나타나있다. 그러나 최근 각종 대형화재로 인한 인명사고로 인해 스티로폼과 같은 유기단열재의 사용이 규제되면서 상대적으로 유리면과 같은 무기섬유단열재의 수요증가가 이루어지고 있어서 향후 계속적인 시장 확대가 예상되고 있다. 보강재로 쓰이는 장섬유의 경우 국내 생산제품이 일반용 범용제품에 국한되어 있는 관계로 고부가가치 제품인 PCB 기판에 적용되는 극세 유리섬유와 같은 전기/전자용이나 고온 내열성 제품들에 의한 시장 확대가 이루어지지 못했으나, 최근 국내 제조업체들이 군수용에 사용되는 고강도/고내열성 유리섬유나 생체용 Bio-soluble 유리섬유 등에 대한 연구개발이 이루어지고 있어서 추후 국내 생산을 통한 미래의 시장 확대가 기대된다고 보여 진다. 그 외 식기유리의 경우, 최근 전자렌지용 내열유리나 직화용 저팽창 결정화유리와 같은 제품들이 일반 가정에 급속히 보급되면서 그 수요가 증가하는 추세를 나타내고 있으나 대부분의 직화용 유리제품들은 국내생산이 되지 못하는 관계로 전량 수입제품들이 시장을 차지하고 있는 실정이며, 이에 따라 일부에서 국내 개발을 위한 검토도 이루어지고 있는 것으로 알려지고 있다. 그 외 도로표지용 도료나 반사시트 등에 사용되는 유리알(glass bead)의 경우, 한때 국내생산과 개발이 매우 활발히 이루어지면서 국내 산업이 크게 성장하리라 예측되었으나 중국산 제품의 유입으로 인한 국내 제품의 경쟁력 약화로 말미암아 대부분의 국내 제조업체들이 생산량 감축 및 생산 중단을 하고 있는 실정이어서 미래 전망 역시 매우 불투명하다고 판단되어진다. 6)기능성 유리의 현황과 미래 앞서 말한 건축용 반사유리, Low-E유리, 디스플레이용 유리 등은 일반 판유리 제품에 새로운 기능을 부여하기 위해 각종 코팅 소재 및 코팅 기술들이 적용되어야 한다. 이러한 기능성 판유리 제품들은 아직까지 그 시장규모가 미미하거나 현재 개발단계에 있는 제품들이 많다. 그러나 향후 이러한 제품들은 기술이나 시장규모적인 면에서 성장속도가 엄청나게 빠르리라 예상되므로 미래 전망이 매우 밝다고 판단되어진다. 표 4에 현재 적용 및 개발 중인 기능성 판유리 제품들에 대해서 나타내었다. 또한 기능성 판유리 제품 이외에도, 최근 각광을 받고 있는 디지털카메라나 휴대폰 카메라에 적용되고 있는 유리렌즈와 같이 엄청난 속도로 시장이 성장하고 있는 유리제품들이 많이 있으며, 이러한 대표적인 제품들로는 광학유리제품 이외에 인공뼈나 인공치아 등에 적용되는 생체유리나 Solar cell용 유리제품들이 있다. 이러한 새로운 기능을 부여한 New glass의 경우 향후 미래에 큰 시장성이 예측되고 있는데, 일본에서 예측하고 있는 미래의 기능별 유리시장의 규모를 나타내면 표 5와 같다. 3. 결론 이상으로 간략하게나마 국내 유리산업의 현황과 미래에 대해 검토해 보았다. 결론적으로 병유리를 비롯한 일부 전통적인 유리제품들은 대체 소재들과의 경쟁력 약화로 현재 뿐만 아니라 향후에도 계속적인 어려움이 예상되고 있으나, 아직까지 전반적인 유리제품들은 코팅과 같은 2차 가공을 통해 기존제품들에 새로운 기능을 부가하거나 디스플레이용 기판유리나 디지털 광학렌즈 등과 같이 새로운 제품의 개발을 통한 신규시장의 개척 노력에 의해 희망적인 미래도 예측이 가능하리라 판단된다. 즉 국내 유리관련 업체의 경영진 및 기술자들이 그동안 가져왔던 ‘유리는 전형적인 장치산업이다’라는 고정관념을 버리고 ‘유리도 기술집약적인 산업이다’라는 인식의 전환을 통해 얼마나 대응전략을 구상하고 실천에 옮기느냐가 국내 우리산업의 미래를 결정할 수 있는 키포인트가 되지 않을까 판단된다. 참고자료 1. 통계청 산업통계자료 2. 판유리산업에 대한 산업경쟁력 조사(요업기술원 / 아시아개발 연구원, 2001) 3. 세라미스트(제7권, 제4호, 2004) 4. New Glass Forum 2002 표 1. 유리 및 유리제품 산업통계(1995년/2002년) 사업체수 종사자수 출하 규모 (개) (명) (백만원, %) 1995 2002 1995 2002 1995 2002 증감율 판유리 4 4 2,212 1,087 427,627 532,995 24.6 1차 기타 10 7 174 101 7,257 4,668 -35.7 유리 1차유리 합 계 14 11 2,386 1,188 434,884 537,663 23.6 유리섬유 및 38 33 3,169 1,593 343,053 362,668 5.7 광학용유리 산업용 판유리 325 411 6,434 7,586 505,958 1,096,130 116.6 유리 가공품 기타 68 83 7,066 5965 913,304 2,016,399 120.8 산업용유리 합 계 431 527 16,669 15,144 1,762,315 3,475,197 97.2 가정용 61 37 1,509 906 64,821 126,159 94.6 유리제품 기타 포장용 48 63 4,712 2,746 400,951 525,121 31.0 유리 유리용기 제품 그외 기타 41 45 735 602 30,676 39,870 30.0 유리제품 합 계 150 145 6,956 4,254 496,448 691,150 39.2 총 계 595 683 26,011 20,586 2,693,647 4,704,010 74.6 (*Source:통계청자료) 표 2. 디스플레이용 기판유리의 시장규모 구 분 2001 2003 2005 2007 2010 AAGR(%) LCD용 세계 20,600 33,600 50,900 69,100 100,000 19.0 기판유리 국내 8,500 15,500 29,000 39,000 57,000 23.5 PDP용 세계 900 2,400 5,800 9,800 31,600 48.5 기판유리 국내 45 660 3,040 5,100 16,400 92.5 (*Source:Display Bank, 2004, 단위:백만US$) 표 3. 유리병 생산·판매 동향 구 분 2001년 2002년 2003년 생산량 판매량 생산량 판매량 생산량 판매량 맥주병 79,061 79,610 91,201 92,263 73,139 73,386 주류병 소주병 124,614 126,896 124,487 126,502 139,211 134,566 양잡주 81,654 75,634 84,218 84,982 88,870 89,130 음료병 소계 285,329 282,140 299,906 303,747 301,220 297,082 청량음료병 23,704 23,751 26,105 25,177 24,717 25,964 영양·건강병 217,806 219,568 222,749 231,870 238,356 231,633 중 계 526,839 525,459 548,760 560,794 564,293 554,679 식품·조미료병 53,509 53,722 52,467 54,939 55,824 54,101 화장품병 10,765 10,328 10,318 10,294 8,796 7,910 약병·농약병 127,035 131,426 141,530 143,362 82,435 114,777 기타병 6,802 7,215 4,890 7,010 57,192 4,087 수출병 12,992 14,515 18,923 18,244 21,324 19,904 합 계 737,942 742,665 776,888 794,643 789,864 755,458 (*Source:세라미스트, 2004, 단위:톤) 표 4. 특수판유리(기능성유리)의 종류 및 특징 구분 종류 용도/특징 국내 시장성 생산 현재 미래 반사유리 건물용 창유리(외관)/코팅유리 생산 A B 건축용 Low-E 유리 건물용 창유리(단열)/코팅유리 생산 B A 판유리 고철분유리 창유리 열선차단/특수조성 미생산 B B Self-cleaning 유리 건물용 창유리(자정기능)/코팅유리 미생산 D B Smart 유리 창유리(투과율 가변 및 에너지절감)/코팅유리 미생산 D B 발수유리 자동차 창유리/우천시 시야확보 생산 C B 자동차용 Glass Antenna Pole 안테나 대체/뒷,옆유리에 열선 프린팅 생산 C B 판유리 Heated Windshield 앞유리(성에, 동결 제거)/코팅, 또는 금속선 삽입 미생산 E D Wiper 결빙방지 앞유리(와이퍼 결빙 해동)/유리에 열선 프린팅 미생산 E D 자외선차단유리 옆유리(내부에 자외선 차단)/특수조성 or 코팅 미생산 E C 기타 PDP용 기판유리 벽걸이 TV용/특수조성(고왜점유리) 미생산 B A 판유리 LCD용 기판유리 평면 모니타, 노트북용/Borosilicate 박판유리 생산 A A (전자 Glass Hard Disk 컴퓨터 메모리용/Alumino-Silicate유리 미생산 E C 기능 외) 박막형 태양전지 태양전지용/박막코팅유리 미생산 D B (※ A:매우 많음, C:보통, E:매우 적음) (*Source:조사보고서, 요업기술원&아시아개발연구원, 2001) 표 5. New glass의 종류 및 시장 예측(일본) (단위:억엔) 1995 2000 2005 2010 통신용 광 fiber 1,258 1,884 2,990 4,400 Bundle fiber 189 180 220 280 미소광학소자 90 460 660 1,215 광학적 마이크로 렌즈 123 141 131 144 기능 IC/LCD/PDP용 포토마스크 1,050 1,990 2,760 3,900 선택흡수 반사 glass 567 984 1,199 1,530 기타(광센서/미소광학부품) 34 213 364 725 소 계 3,312 5,851 8,233 12,194 디스플레이용 glass 458 1,214 2,028 3,391 유전체 glass 41 88 236 471 전기/전자적 HDD용 glass 기판(media) 111 644 950 1,937 기능 Solar cell용 glass 기판 8 42 92 177 기타(전자차폐용 glass기판 등) 171 255 218 146 소 계 789 2,243 3,524 6,121 봉착용 glass 221 157 175 205 고순도 석영 glass 130 197 280 440 열/기계적 저팽창 결정화 glass 72 63 67 68 기능 내열 방화 glass 14 13 19 25 기타(glass balloon 등) 30 30 30 30 소 계 466 461 571 768 화학/생체/ 내알칼리 glass fiber 23 23 23 23 타기능 기타(생체 glass) 2 5 12 100 소 계 25 28 35 123 전 체 합 계 4,592 8,538 12,362 19,205 (*Source:New Glass Forum 2002) 필자약력 한양대학교 무기재료공학과 학사 한양대학교 무기재료공학과 석사 한양대학교 세라믹공학과 박사 현재 요업(세라믹)기술원 유리·디스플레이 팀장