기능성유리를 통한 유리시장 불황 타파
2017년 10월 05일
 
에너지절약과 안전에 관한 기술집약형 유리 적용 필수
신성장 동력의 유리소재 변화 및 활용

친환경, 에너지절감은 건축시장에서 가장 큰 핵심 키워드로 부상하고 있다. 정부는 에너지절감을 위한 핵심 역량을 집중하고 있으며 특히, 건축물에 에너지를 절감하기 위한 법제화를 해마다 강화해 나가고 있다.
창호의 에너지소비효율등급제 시행, 녹색건축물 조성 지원법등 에너지 절감을 위한 건축물의 큰 변화를 주고 있으며 냉난방비 급증을 막고 친환경 저에너지 건축물의 설계가 보편화 되고 있다. 유리·창호 업계도 건축물의 우수한 에너지 절감 효과와 채광성, 디자인등을 고려한 기술집약형 창호제품들을 속속 내놓고 있어 변화하는 건축시장에 발맞춰 나가고 있다.

건축물의 에너지 손실중 유리를 통해 빠져나가는 에너지 손실이 큰 부분을 차지하고 있는 상황에서 새는 에너지를 막고 효율적인 에너지 사용과 쾌적한 실내공간 연출을 위해 기능성 유리시장도 큰 변화가 일 것으로 예측되고 있다.

과거 일반 투명유리를 적용한 복층유리 시장에서 이제는 에너지를 절약할 수 있는 기능성유리인 로이유리, 반사유리, 솔라유리등이 주거 및 상업용공간에 필수적으로 적용되고 있으며 유리에 다양한 코팅기술 발전은 체계적인 에너지 절약 시스템을 충족시켜주고 궁극적으로 유리에서 에너지까지 생산하여 패시브하우스를 넘어 제로에너지하우스의 시장 확대에 큰 몫을 할 것으로 판단되고 있다. 급속히 발전하고 있는 유리의 신기술 개발이 유리시장의 블루오션으로 자리잡을 것이며 시장의 변화에 발맞춰 차세대 유리시장을 이끌어 갈 수 있는 신규 아이템의 적용을 지금부터라도 준비해야 한다.

코팅유리 시장 확대 및 특수용도의 유리제품 시장 점차 활기

현재의 유리가공 시장은 일반적인 복층유리 가공에서부터 강화유리, 접합유리, 재단, 면가공등 전통적인 제조업 기반의 유리가공시장이 중심이 되고 있다.

유리시장의 위기는 건축물 마감재로써 수주와 입찰제 방식의 단가 경쟁이 치열하다는데 있다. 질적 성장보다는 양적 성장에 치중된 시장의 형태로 여느 제조업에 비해 마진율이 극히 낮아 채산성이 떨어지는 구조를 유지하고 있다. 최근 몇 년 사이 주거시장의 활황을 타고 양적성장은 지속되고 있지만 건축경기의 등락에 따라 주거시장이 침체되면 가공업체들은 큰 어려움이 닥칠 것으로 예상된다. 유리가공산업이 장치산업이다 보니 고가의 설비비중이 높고 치솟는 인건비까지 고정비가 높은 상태에서 영업이익율은 급격히 떨어지고 있다.

가공제품은 가격적으로 움직이는 시장으로 단일가공의 전문성보다는 복합가공을 통한 종합가공으로 수익성을 극복해 나가는 방법으로 움직이고 있으며 이는 소규모 업체들은 지속적으로 경쟁력을 잃고 대형 업체들도 부실율이 높아져서 전체적으로 큰 리스크를 안고 가는 상황이다.

유리가공산업이 위기를 기회로 삼기 위해서는 변화하는 시장에서 에너지절약정책과 높아지는 안전성, 보다 다양한 유리의 특성을 십분 활용하는 고기능성 특수유리의 적용을 높이고 고급 기능성 소재로써 유리를 적용하여 고부가가치 산업으로의 변화를 준비하는 것이 무엇보다 중요하다.

일반유리의 가공마진율과 기능성유리인 로이유리의 가공마진율은 차이가 난다. 싱글로이복층유리 가공에 비해 더블로이, 트리플로이, 쿼드로이유리를 적용한 복층유리의 가공은 더욱 부가가치를 높일 수 있는 부분이다. 더 나아가 무반사유리, 저철분유리, 원웨이미러를 비롯하여 스마트유리까지 유리의 기능을 최대한 활용하여 에너지를 절약하고 다양한 기능을 연출할 수 있는 특수한 제품의 유리가공은 양적성장에 치중하고 있는 유리산업의 변화의 방향이자 부가가치를 높일 수 있는 기회가 될 것이다.

유리가공산업의 현주소는 법제도 내에서 건축물이 요구하는 수준을 지키는 제품에서 경쟁하고 있다. 이는 단열기준에 맞춘 로이복층유리에 가스주입, 단열스페이서를 적용하는 수준으로 과거 일반복층유리에 비해서는 수익성은 높아졌지만 저단가 경쟁으로 적정 이윤을 추구하지 못하고 있다. 정부의 에너지절약 정책은 해마다 강화되고 있고 2025년 제로에너지하우스를 목표로 보다 성능이 강한 유리의 적용을 요구하고 있다.

특히 국내 법규가 난방인 열관류율에 치중되어 있는 시점에서 고성능의 유리 적용은 요원한 상태이다. 하지만 단순히 난방에너지만을 타겟으로 잡는 것이 아닌 전체 에너지를 수치화하여 줄일 수 있는 방향으로 변화디고 있기 때문에 냉방에너지절약을 위한 SHGC(일사량취득율), SC(차폐계수)등의 수치도 법제도안에 들어올 것으로 예정되어 있는 시점에서 4계절이 뚜렷한 대한민국에서의 전체 에너지를 절약할 수 있는 고기능성 코팅유리의 시장은 넓어질 것이며 미리 준비해야 한다.

이 외에도 유리의 투명성의 특징을 이용하여 맑고 깨끗한 인테리어 및 익스테리어의 구성도 신성장 동력으로 자리잡고 있다. 일반적인 맑은유리를 벗어나 철분을 줄여 투명성을 높인 저철분유리, 불투명하면서 고급스러운 느낌을 연출하는 사틴유리, 외부오염으로부터 깨끗한 유리를 지켜주는 자정유리 및 나노코팅을 이용한 발수코팅유리, 더 나아가 투과도를 조절하고 다양한 기능을 연출할 수 있는 스마트유리에 이르기까지 유리를 활용한 다양한 제품이 시장에서 선택받고 있다. 원래 적용되는 유리에 일반적인 가공만을 생각하면 결국은 경쟁을 할 수 밖에 없다. 새로운 시장을 개척하고 적용하였을 시 높은 효과를 나타내는 특수 기능성유리의 적용은 유리시장이 차세대 원동력을 삼아야 할 부분이다.

난방과 더불어 냉방에너지를 잡고 쾌적한 시야를 확보할 수 있는 로이유리

건축용 유리에서 가장 핵심이 될 수 있는 부분은 에너지절약이다. 난방에너지절약을 위해 적용되고 있는 복층유리는 전체 건축용 유리의 70%를 차지할 정도로 큰 시장을 형성하고 있다.

현재 복층유리 시장은 대부분 싱글로이유리가 적용된 로이복층유리 시장으로 난방에너지인 열관류율을 충족하지만 냉방에너지절약을 위한 SHGC는 충족시키지 못하고 있다. 아이러니하게 열관류율이 낮아지면 SHGC값은 높아지게 된다. 이는 과도하게 태양열을 반사시키면 난방의 효율이 떨어지고 난방의 효율만을 높이면 냉방의 효율이 떨어지게 된다. 뜨거운 태양열을 잡기 위해서 과도한 반사유리만을 적용한다면 깨끗한 조망권을 포기해야하며 도시화가 가속되고 있는 시점에서 빛반사로 인한 피해를 주변에 줄 수 있다.

이를 해결하기 위한 코팅유리유리가 더블로이유리, 트리플로이유리, 쿼드로이유리 이다. 쉽게 말해 은막을 한번 씌운 싱글로이유리보다 성능을 높이고 냉방의 효율까지 높이기 위해 두 번의 더블로이, 세 번의 트리플로이, 네 번의 쿼드로이 제품이 고성능 유리시장에 선보이고 있다. 최근에 PPG에서 개발에서 공급하고 있는 쿼드로이유리는 트리플로이유리 대비 냉방성능을 15%이상 향상시킨 제품이다.

가시광선투과율은 51%로 투명도도 좋으며 SHGC값은 0.23, 반사율은 12%로 쾌적한 조망권도 구현하고 있다. 보통의 SHGC 0.23 수치면 반사율이 40%에 이르는데 높은 성능을 유지하며 반사율을 낮춘제품으로 냉방에너지 및 난방에너지까지 효과적으로 줄여줄 수 있는 고기능성유리이다. 쿼드로이유리 외에도 더블로이, 트리플로이유리도 난방에너지와 냉방에너지를 동시에 줄여줄 수 있어 현재는 상업용 건축물에 많이 적용되고 있지만 도시화가 가속되고 주거와 생활공간의 구분이 없어지면서 고성능의 로이유리의 적용은 필수사항이며 유리산업에서도 부가가치를 높일 수 있는 핵심사항이다.

유리의 기능을 활용한다 – 저철분유리, 무반사유리, 자정유리, 발수코팅유리등 다양

유리시장의 변화는 유리의 기본인 투명성을 바탕으로 다양한 성능을 갖춘 코팅유리의 적용을 통해 특수 기능성유리 시장을 확대해 나가는 방향이다.

저철분유리는 옅은 녹색을 띠는 일반 맑은유리와 달리 철함량을 줄여 매우 투명한 것이 특징이다. 이는 가시광선 투과율을 높여 선명한 시야를 확보하게 할 수 있는 제품으로 적용이 큰폭으로 늘고 있다. 인테리어 소재로도 각광 받고 있어 샌딩이나 프린팅등 불투명유리 소재로 적용시 깨끗한 이미지 도출과 선명한 공간을 연출한다. 무반사유리는 유리가 주는 투명성과 함께 반사되는 형상을 없애 쾌적한 시야확보에 탁월한 제품이다.

반사율이 1%이하 제품들이 대다수로 일반유리 대비 10배이상 낮은 반사율로 유리가 없는 듯한 느낌을 준다. 용도로는 전시장, 박물관, 고급창호, 쇼케이스, 쇼윈도우, 극장영사실, 매장, 액자, 버스정류장(전광판등), 지하철역사등 다양한 곳에 적용된다. 자정유리는 광촉매 물질인 TiO2(산화티탄)를 코팅한 유리제품이다. 광촉매란 자신은 반응 전후에 변화하지 않지만 광(光)을 흡수함으로써 다른 물질의 반응을 촉진시키는 물질을 말한다. 흔히 광촉매 물질로 많이 사용되는 TiO2(산화티탄)는 태양광의 자외선과 반응해 유기물을 분해하거나 유기물들의 결합을 분리시켜 빗물에 쉽게 씻겨지도록 하는 특성을 가지고 있다.

광촉매가 건축물에 주로 사용되는 이유는 이러한 TiO2(산화티탄)의 특성을 이용하면 표면을 스스로 깨끗하게 유지하는 자정(自淨; Self cleaning)효과를 얻을 수 있기 때문이다. 원웨이미러는 한쪽에서는 투명하게 반대쪽을 볼 수 있으며 반대쪽에서는 거울의 형태를 띄는 제품으로 과거 경찰서 취조실이나 특수한 공간에 적용되던 제품이 최근에는 디스플레이화면, LED, 광고등과 어울리며 인테리어적인 용도로 많이 쓰이고 있다.

이 외에도 특수한 코팅유리로 많이 선보이는 소재가 나노코팅이다. 나노코팅은 유럽등 선진국에서 보편화되고 있으며 친환경성을 갖춰 적용이 늘고 있다. 나노코팅을 통해 가시광선투과율을 높여 맑은 시야를 확보할 수 있고 발수코팅제를 통해 물과 오염물을 방지할 수 있으며, 무반사코팅, 손지문방지 코팅, 스크레치방지 코팅등 다양한 용도로 적용되어 유리의 혁신적인 기능을 연출할 수 있다.

차세대 유리산업의 중추가 될 스마트유리 시장 성장 기대

스마트 윈도(smart glass, smart windows)는 켤 수 있는 창으로 알려져 있으며 전압이 걸리면 빛의 투과성을 변화시킬 수 있다. 특정 형태의 스마트 유리는 사용자가 통과하는 빛과 열의 양을 제어할 수 있게 한다. 버튼만 누르면 그것은 투명하다가 불투명하게 되거나 또는 반투명하게 된다. 스마트 유리 기술은 전기 크로미즘 소자, 액정 소자 등에 적용된다.

스마트 유리의 임계적인 특색은 설치 비용, 전기의 사용, 신뢰성뿐만 아니라 제어 속도와 같은 기능성, 유리의 투명성 등이 있다.
외부에서 유입되는 햇빛의 투과율을 자유롭게 제어할 수 있는 스마트유리 시장이 활황을 누리고 있다. 가시광선 조절, 자외선 차단, 적외선 반사등 다양한 기능성을 갖춘 제품들이 개발되면서 건축, 인테리어 시장에도 빠르게 영역을 확장하고 있다. 이미 유럽을 비롯한 미국등 선진국은 스마트유리 시장이 차세대 고부가가치 시장으로 예견하고 집중적인 투자와 연구개발을 진행하고 있다.

PDLC는 고분자 분산형 액정으로 액정표시 장치(LCD)에 사용되는 액정 셀의 하나이다. 빛의 투과를 빛의 산란 강도에 따라 제어하며 편광판이 필요하지 않는 제품으로 전류등을 이용하여 유리의 극성을 바꾸어 변화를 주는 제품으로 차세대 유리 제품군에 속한다. 이 제품은 투과도가변유리 등 다양한 제품으로 공급이 진행되고 있으며 특수한 공간에 적용되어 다양한 기능을 연출할 수 있는 제품이다.

PDLC는 유리에 다양한 기능을 연출해 줄 수 있는 차세대 스마트미러이다. 일반적인 투명과 불투명을 자유자재로 제어할 수 있고 상황에 따라 거울, 칠판, 가구등 다양한 공간에 적용되어 다목적으로 사용할 수 있는 제품이다.
이 외에도 디자인적인 측면을 강조한 세라믹 인쇄유리 및 디자인 접합유리, LED를 접목한 유리, 빛과 조명을 연계한 유리 제품에 이르기까지 유리산업 전반에 색다르고 독특한 고기능성의 유리가 두루 사용되고 있다.
 
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