제2장 수지 기술, 제품의 최신 동향 (4) - 범용 enginnering 플라스틱

[YDfamily]

2. 범용 엔지니어링 플라스틱

2.1 Poly ethylene terephthalate, Poly butylene terephthalate

PET 병의 회수, 리사이클의 움직임이 잘 되고, 한편으로 식물 유래 PET의 개발도 진행되고 있다. Kirin holdings는 효율적인 PET 수지를 케미컬 리사이클 가능한 신 기술을 개발하였다고 발표

Kirin holdings, PET의 chemical recycle에 관한 기술: “알칼리 분해법”과 “전기투석”에 의한 monomer 정제법을 개발하였다고 발표(2023년 12월 15일)

 

알칼리 분해법에서는 PET와 알칼리 성분, 알코올을 일정의 비율로 혼합하는 것으로, 효율적인 리사이클을 실현, 35~55℃의 저온, 또한 15분 정도로 PET를 분해 가능하고, glycolysis법 등 종래 수법에서 요구되는 고온 및 압력 설정이 불필요 하고, 분해 처리 시간도 10분의 1로 저감 가능하다고 하고 있다.

도14 poly ethylene terephthalate 수지의 chemical recycle 기술 개발

Toyobo는 식물유래 원료 100% 사용한 PET 합성 기술 개발을 성공하였다고 발표

Toyobo: 식물유래의 소재만을 사용한 PET 수지의 중합에 성공
~ 식물 유래 원료 100% 사용 PET bottle 개발에 공헌(2021년 12월 21일)

Toyobo는 Suntory group(이하 Suntory)와 미국 바이오 화학 벤처기업, Anellotech사가 공동 개발하였다. 식물유래 원료를 100% 사용한 PET 병의 시작에 맞춰, 원료로 되는 100% 바이오 PET 수지의 중합에 성공하였다고 발표.
Suntory와 Anellotech사는 2012년부터, 식물유래 원료만을 사용한 PET 병의 개발에 공동으로 몰두하였다. PET 병의 원료로 되는 PET 수지는, 화석 유래 원료의 “ethylene glycol”과 “terephthalic acid”를 중합하여 제조하는 것이 일반적이고, 그 중 ethylene glycol을 식물 유래 원료로 생성한 PET 수지를 사용한 PET 병이 기존에 실용화되어 있다. 또 한 쪽의 terephthalic acid의 조원료인 “paraxylene”에 대해서는, 이제까지 식물유래 원료로부터의 생성은 곤란하였는데, Anellotech사가 독자적으로 개발한 기술에 의해, paraxylene을 비가식의 wood chip으로부터 생성하는 것이 가능하게 되었다.

도15 식물유래 원료 100% 사용 PET 수지의 중합 기술 개발

2.2 Polyamide 수지

성형용도를 중심으로 전국에서는 20만톤 전후의 출하가 계속되고 있다(표1). 폴리머 메이커 각 회사는 물성 개량 그레이드의 개발이나, 식물유래 그레이드의 전개를 진행하고 있다. 예를 들어 Unitika은 유연성과 내열성을 구비한 polyamide계 Soft super enpla를 개발하였다고 발표. 도16에 양 물성의 타 수지와의 비교를 나타내었다.

유연성 polyamide
Unitika는 독자의 중합기술, morphology 제어 기술에 의해, 내열 polyamide XecoT를 유연화 하였다고 발표. 내열, 내약품, 바이오매스라고 한 XecoT의 특성을 그대로 하고, 신개념 “Soft super enpla”로 하여, 고무, elastomer 중간 정도의 저탄성률을 달성. 고온 하에서 사용되는 튜브, seal 재 등 유연 부재로의 적용이 가능하게 되고, tube seal재, 방진재, wearable device 등의 유연 부재로의 적용을 목표로 하고 있다.

도16 Unitika의 유연 내열 polyamide

2.3 Polycarbonate 수지

각 수지 메이커에 의해, 성능 개량한 그레이드의 개발이 진행되고 있다. 일례로서 Mitsubishi Chemical의 polycarbonate계 열가소성 elastomer의 개발 사례를 도 17에 나타내었다.

식물유래의 polycarbonate계 열가소성 elastomer(2023년 9월 29일)


당 개발품은 식물유래 원료를 사용하고 있고, 당사 그룹 독자의 재료 설계 기술에 의해 최대 70%의 바이오매스를 실현하고 있다. 높은 내열성(융점: 180℃ 이상)을 갖고, 또한 -10℃의 저온 환경 하에서 150℃의 고온 환경 하에 다다를 때까지 유연성이 변화를 이어가기 때문에 폭넓은 온도 영역에 있어서 사용 가능하다. 또한, 투명성이나 내알칼리성, 무황변성에도 우수하고, 다양한 분야로의 전개가 가능하다.

도17 Mitsubishi Chemical의 polycarbonate계 열가소성 elastomer

3. Super engineering plastic, 열경화 수지

3.1 Polyimide

공중합 monomer의 조합에 의해, 각종 용도로의 전개가 모색되고 있다.

도18 Polyimide의 용도 전개

3.2 액정 polyester

액정 polyester의 수요는 종래의 액정 표시재 용도로부터, 저 유전율, 저 유전 손실이 요구되는 통신 기판 등의 용도로 이행이 진행되고 있다. 상세는 제3장 (2)에 나타낸다.

4. 합성 고무, elastomer

제1장의 표에 나타난 대로, 2022년의 합성 고무 국내 출하량 68만톤 중의 35만톤이 자동차 타이어, 튜브용이고, 최대 용도에서 경향이 종래와 변함이 없다. 단, 수출용 출하량이 35만톤의 규모에 달하고 있고, 국내, 수출을 포함하는 전체 출하량이 전년 대비 92%로 부진하고, 자동차 산업의 동향이 영향을 미치고 있다고 추정된다.