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제목 새로운 소재 및 첨가제
작성자 플라스틱코리아
글정보
Date : 2019/02/02 10:29

 

 

  

미국 올랜도에서 개최된 NPE 2018에서 소재 및 첨가제분야에 많은 새로운 제품이 등장했다. 상당수는 전시회를 전후해 다양한 매체를 통해 다뤄졌지만, 많이 다뤄지지 않은 내용이 더 많다. 엔지니어링 수지 및 맞춤형 TPE분야에서 새로 개발된 제품들은 전기차 및 자율주행차량을 향해 움직이고 있는 업계의 동향을 반영해주고 있다. 그 밖의 신소재들로는 바이오플라스틱, 포장용 폴리올레핀 필름소재, PVC 컴파운드 등이 있다. 또한 차폐성능을 위한 특수 기능성 첨가제부터 새로운 전도성 첨가제에 이르기까지 여러 가지 새로 개발된 첨가제들도 등장했다.

  

엔니지어링플라스틱 제품군

구조용 부품을 위한 새로운 PC(폴리카보네이트) 컴파운드 시리즈를 SABIC사가 공개했다. Thermocomp HMD-D는 강성과 연성의 독특한 조합을 제공해 더욱 가볍고, 얇고, 강한 부품을 구현할 수 있다는 여섯 가지 그레이드의 유리강화 PC 컴파운드로 이뤄져 있다. 스마트폰 케이스에서부터 의료기기 하우징 및 대중교통수단의 인테리어 패널에 이르기까지 다양한 금속대체 용도제품에 적용할 수 있다.

 

Ascend Performance Materials사는 나일론 6 및 66보다 투명성과 구멍 뚫림 내성이 우수한 식품포장(예: 육류 및 뼈) 및 산업용 포장(예: 항공기 부품) 필름용 신제품 나일론 66 코폴리머를 선보였다. 이 제품들은 필름 두께를 얇게 할 수 있도록 해주는 강도 향상을 위해 3~5레이어의 HDPE(고밀도폴리에틸렌) 수지 펠렛 백의 내부 레이어에도 사용되고 있다.

 

Lanxess사 또한 새로운 나일론을 앞세워 홍보했다. 초점을 맞췄던 제품은 새로운 열안정화제 시스템으로, 나일론 66용 XTS2(Xtreme Temperature Stabilization)가 있다. 이 시스템은 최대 230℃의 온도를 장기간 견딜 수 있도록 해준다. 완전 또는 반(半)방향족 나일론 또는 PPS와 같이 비용이 많이 드는 고온용 특수 열가소성 플라스틱의 대체품으로 사용할 수 있다.

 

 

STS2 제품군의 첫 번째 그레이드는 35% 유리충전 Durethan AKV35XTS2로 일반구리 기반 안정제를 사용한 나일론 66보다 장기간 열노화 특성이 훨씬 우수하다. 새로운 나일론은 유동이 개선돼 표면품질 및 복잡한 형상과 얇은 벽의 충전성능을 향상시켜준다. 이 제품은 충전공기 냉각기가 장착된 흡기 매니폴드 또는 터보차저 근처의 공기 파이프와 같이 대단히 높은 온도에 노출되는 자동차 엔진부품용으로 설계됐다.

 

Radici Group사도 210℃까지 견딜 수 있는 자동차용 유리강화 나일론 66 그레이드를 개발했다. 전기자동차용 수요증가에 대응하기 위해 Radici는 충전소켓, 배터리 하우징 및 배터리셀 커버용의 난연제와 나일론 6과 66 혼합제품을 개발했다.

 

 

SABIC사의 새로운 열가소성플라스틱 소재들 또한 새로 등장하고 있는 이동수단을 겨냥하고 있다. 이 제품들 가운데는 신제품 고온, 고에너지밀도 유전체 소재인 5~10미크론 두께의 Ultem UTF120 PEI필름이 있다. 이 필름은 전기자동차의 배터리팩 무게를 감쇄할 수 있는 경량 보조축전기 제조에 사용된다. 또 하나의 예로, 배터리팩 하우징 어셈블리 같은 구조성 부품을 위한 신제품 소재로 0.75mm에서 UL 94V-0 가연성 등급을 받은 향상된 난연 특성의 유리충전 PPE인 Noryl NHP5054를 들 수 있다.

 

또한 자사의 Extem 열가소성폴리이미드(TPI)를 사용해 스마트폰, 비디오게임 컨트롤러 및 드론 등에 사용되는 근접감지 및 동작인식용 적외선 광학센서 렌즈 제조분야에서 획기적 발전을 선보였다. 이 소재는 유리전이온도가 267℃로 우수한 열치수 안정성을 자랑한다.

 

이와 유사한 특성의 타사 수지는 용융가공이 불가능하거나 사출성형이 불가능하다. Extem을 사용한 대량 마이크로몰딩은 석영유리가 연삭 및 연마법, 에폭시수지 경화방식 대비 속도, 일관된 고품질 및 고비용의 2차 공정 불필요 등 많은 면에서 장점을 제공한다. SABIC은 Extem TPI로 제조해 나일론 12로 오버몰딩한 렌즈를 전시장에서 보여줬다.

 

  

맞춤형 TPE(열가소성엘라스토머)

미국의 NYCO사는 폴리에테르블록아미드(polyether-block-amides, PEBA)로 알려진 나일론 기반의 TPE 제품군을 선보였다. TPU(열가소성폴리우레탄)보다 비중이 작기 때문에 자동차, 스포츠용품, 개인용 전자제품, 복합소재 및 특수필름 용도에 매우 적합하다.

 

Ny-Flex 엘라스토머 제품군은 82 Shore D에서 90 A까지의 경도로 공급된다. 저온에서 뛰어난 유연성을 고온에서는 탁월한 물성 유지능력과 뛰어난 인성 및 복원력을 지니고 있다. 높은 크리프 내성, 강력한 굴곡피로 내성, 우수한 내마모성, 그리고 그리스, 오일 및 솔벤트 등에 대한 탁월한 내성을 지니고 있다.

 

Lubrizol사 또한 3D프린팅용 Estane TPU, 그리고 고탄력 필름 또는 부드러운 촉감의 사출성형 부품용으로 최대 46%의 바이오기반 원료로 저밀도 및 향상된 저온 유연성을 갖춘 Pearlthane Eco TPU와 같은 신제품들을 선보였다. 또 다른 신제품들로 자가복원 TPU로서 고급 안경 같은 소비자 제품의 작은 흠집을 스스로 치유할 수 있는 특수성능을 갖춘 Estane VSN, 상용트럭의 페인트 및 그래픽 래핑 보호를 위한 Estane ALR TPU를 들 수 있다. 접착제 및 표면코팅 마감재와 함께 사용할 수 있는 Estane ALR TPU는 눈에 띄지 않으며, 자기치유력과 내충격성 및 내후성을 특성으로 한다.

 

  

바이오플라스틱 하이라이트

세계적 가전업체 및 여러 곳의 다른 제조업체들에 소재를 공급하고 있는 NatureWorks사는 기존의 HIPS(High ImpactPolystyrene-고충격 폴리스티렌) 소재 제품과 경쟁할 수 있는 PLA기반 신개발 냉장고 라이너를 선보였다. 현재 현장 테스트중인 이 솔루션은 아크릴 코어에 Ingeo PLA 소재의 바깥 레이어를 시트로 공압출해 열성형하는 공정을 사용한다.

 

이 과정에서 제품의 두 개 레이어 모두 내충격성 향상을 위해 개질 처리된다. 새로운 냉장고 라이너의 가공성 및 기타 주요 성능특성은 HIPS 소재와 매우 유사하고, ABS 라이너의 대체품으로 사용할 수 있을 뿐 아니라, 기존 가공장비에서 공정조건만 일부 수정해 사용할 수 있다.

 

식용유에 대한 Ingeo의 내성은 ABS와 같다. 솔루션 원가는 충분히 경쟁력이 있을 것으로 예상되지만, Ingeo의 높은 강성 덕분에 라이닝 두께를 더 줄일 수 있기 때문에 원가절감의 기회가 있을 수 있다.

 

현재 시도되고 있는 또 하나의 공법에서는 비정질 Ingeo PLA를 압출만을 사용해 가공하는 것으로, 이 과정에서 소재는 열성형을 통해 반정질 특성으로 바뀌게 된다. 이 두 가지 공법 모두 특허 출원중이다. 합작투자법인으로 새로 만들어진 Total Corbion PLA사는 완전한 스테레오복합체 PLA를 만들 수 있는 새로운 기술을 발표했다.

 

이 제품은 광범위한 산업용 제품, 자동차 언더후드용 부품, 항공우주, 해양 및 가전제품 등에 통상적인 PLA보다 높은 내열성을 부여하면서 규칙적으로 서로 맞물려 있는 긴 폴리머 사슬을 갖는 소재다. 이 독점기술은 200℃에 가까운 온도를 견딜 수 있는 PLA 소재 응용제품을 제작할 수 있다. 회사는 테스트용 유리강화 스테레오복합체 PLA 샘플을 제공하고 있다.

 

A.Schulman사는 BASF사의 Ecoflex 생분해성 지방족 코폴리에스테르를 함유한 재생 TPV(Thermoplastic Vulcanized) 화합물 Eco-Flex RTPV를 내놓았다. Schulman사는 이 소재를 잔디 및 정원용 타이어, 자동차용 머드플랩, 브레이크 패드, 전동공구 손잡이 등에 사용되는 기존의 가황고무를 대체용으로 공급하는 것을 목표로 삼고 있다. 새로운 소재는 가공이 용이할 뿐 아니라, 비용이 저렴하고, 리사이클된 소재를 함유하고 있다.

 

  

기타 소재들

A.Schulman사는 또한 개발중인 폴리올레핀과 차폐 특성 수지의 결합한 소재를 필름압출기를 사용한 현장 테스트를 통해 레이어 수를 줄이거나 레이어 결합용 타이(tie) 레이어를 없애는 데 도움이 되는지 실험중에 있다.

 

Polybatch BAR사는 식품포장(액상 파우치, 건조제품, 신선한 농산물, 부패하기 쉬운 식품 등) 같은 응용제품에 균형 잡힌 수분 및 산소 차폐특성을 제공한다. 또한 농업용 필름에서 필름가공업자가 투과율을 맞춤형으로 조절할 수 있도록 해준다.

 

ExxonMobil Chemical사는 첨단 촉매기술 및 공정연구를 바탕으로 한 Exceed XP 필름용 수지에 또 하나의 그레이드를 추가했다. 새로 추가된 XP 8784 그레이드는 라미네이트된 자루, 냉동용 필름, 차폐 포장 및 소형봉지 등에 사용되는 고성능 공압출필름에 향상된 가공성, 극도로 높은 필름인성 및 밀폐특성 등을 제공한다.

 

PolyOne사 Geon PVC 사업부는 가전제품 콘솔의 메탈릭 외관 구현을 위한 PVC를 개발했다. 본체, 렌즈 및 기타 부품이 100% PVC로 원가가 금속의 절반인 LED 조명을 비롯한 새로운 응용제품들에도 중점을 두고 있다. 압출 및 사출성형이 가능한 이 LED용 컴파운드는 실내 및 조경 조명시장을 타깃으로 하고 있다.

 

Americhem사도 새로운 ValuPak EPVC-현재 사용되는 PVC 및 HDPE를 능가하는 내구성을 가진 데크 캡스탁(capstocks)용 강화 PVC를 선보였다. 완벽하게 안정화 처리된 이 PVC 컴파운드는 극한조건에서도 탁월한 성능을 자랑하는 새로운 내후성 화학물질을 사용한다. 또한 ASA((acrylonitrile styrene acrylate) 또는 ASA 혼합제품보다 가격면에서도 우수하다.

  

첨가제

식품용이 아닌 생쌀겨 왁스를 원료로 한 새로운 고성능 윤활유 및 분산제 제품군을 Clariant사가 소개했다. PC, 나일론 및 TPU 소재의 자동차 부품을 대상으로 테스트했던 새로운 첨가제는 개선된 Montan 왁스를 기본으로 하는 윤활제와 비교해 같은 투여량에서 효과가 우수하고 기계적 물성 및 표면 마감이 향상됐다. 또 다른 장점으로는 제품표면에 황변이 발생하지 않는다. 전기·전자 및 건축·건설분야의 응용제품에서 활약이 예상된다.

 

Baerlocher USA사는 재생원료와 함께 사용하기 위한 차세대 Baeropol RST 독점 열안정제 기술을 전면에 내세웠다. 금속계 스테아르산염을 원료로 한 Baeropol 6812는 보다 우수한 용융 안정성, 가수분해 안정성, 폴리머 발색 및 항산화제 용해성 등의 다양한 재생 폴리올레핀 물성 향상을 얻을 수 있다. 뿐만 아니라, 대부분 2차 아인산염 항산화제의 1:1 직접 대체제품으로 사용할 수 있다.

 

A. Schulman사는 대부분의 폴리올레핀 캐리어 및 PET에 사용할 수 있는 신제품 PolybatchEasyPour 기능성 첨가제 마스터배치를 개발했다. 이 제품은 스탠딩 파우치 및 기타 포장 디자인에서 액상 내용물의 디스펜싱 성능을 개선해준다. 주로 기관 및 산업용 식품관련 응용제품분야를 목표로 한다.

 

Huber Engineered Materials사는 알루미늄 산화물을 기반으로 한 전도성 첨가제인 신제품 Martoxid 라인을 선보였다. 이 제품은 새로 등장한 전기동력 이동수단 등을 타깃으로, Martoxid는 다른 알루미늄 산화물 및 전도성 충전재보다 훨씬 뛰어난 성능을 자랑한다.

 

Huber사의 전문가들에 따르면, 신제품 Martoxid는 독특한 표면 처리성능과 동시에 향상된 사출성형시 완전충전 및 밀도의 제공을 위해 입자크기 배분 및 형태 제어를 통해 개선됐다. 기계적 물성 또는 유변학적 특성을 저하시키지 않으면서 60% 이상의 고충전 소재에서도 사용할 수 있다. PP, TPO, 나일론 6 및 66, ABS, PC, LSR뿐 아니라 열경화성 수지에서도 탁월한 잠재력을 보여준다.

 

Heritage Plastics사는 블로운필름 공정을 통해 종이와 같은 기질(基質)을 생산할 수 있는 고충전 탄산칼슘 농축액 Minaflex을 선보였다. Addivant는 발포 TPU 및 TPO에 적용할 수 있는 새로운 버전의 Naugard 액상 인산염 항산화제를 선보였다.

  

  

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