고성능플라스틱 트렌드리포트 관련제품생산용량은연간 45,000 톤으로지난 5 년동안 30% 이상증가했습니다. 다양한응용분야에서폴리아릴설폰과경쟁하고있는미국메사추세츠피츠필드에있는 Sabic Innovative Plastics 의 그림 1. 전세계비결정질 HT 열가소성플라스틱

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주리 후
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핸드에스프레소머신에서투명도, 내압성및내열성과같은폴리아릴설폰의특성결합은필수식품승인과접목되었습니다 ( 사진및출처 : BASF) 폴리아릴설폰 (PSU, PESU, PPSU) 포트폴리오최적화. 폴리아릴설폰은비결정질고온 (HT) 열가소성플라스틱으로폴리설폰 (PSU), 폴리에테르설폰 (PESU), 폴리페닐설폰 (PPSU) 으로구성됩니다.

1 핸드에스프레소머신에서투명도, 내압성및내열성과같은폴리아릴설폰의특성결합은필수식품승인과접목되었습니다 ( 사진및출처 : BASF) 폴리아릴설폰 (PSU, PESU, PPSU) 포트폴리오최적화. 폴리아릴설폰은비결정질고온 (HT) 열가소성플라스틱으로폴리설폰 (PSU), 폴리에테르설폰 (PESU), 폴리페닐설폰 (PPSU) 으로구성됩니다. 이소재는기본적으로최대 225 의유리전이온도 (PESU) 뿐만아니라투명도와고유의내염성을특징으로합니다. 탁월한강성, 고강도, 뛰어난내가수분해성과우수한내화학성덕분에이소재는 ( 다른엔지니어링플라스틱과비교할때 ) 계속해서늘어나는응용범위에서이소재등급을선택할수밖에없는프로필을제공합니다. 이러한이유로, 포트폴리오의지속적인개선작업이시장에서이루어지고있습니다. 크리스티안마레츠코 (CHRISTAN MALETZKO) 니나허츠 (NINA HERZ) 지속사용온도가최대 180 인이소재의제품군은 LCP ( 고분자액정 ), PPS ( 폴리페닐렌설파이드 ), PEEK ( 폴리에테르에테르케톤 ) 과같은반결정질고온플라스틱과대비되는비결정질플라스틱입니다. Kunststoffe 에서번역 2011 년 10 월, pp PDF-파일논문 게다가, 이소재는치수안정성이탁월하고낮은크리프성향을결합하며향후섬유강화제로개선할수있습니다. 더욱이내열성 PEEK 제품과비교할때, PSU, 내열성이훨씬우수한 PESU, 인성이탁월한 PPSU 는변화하는온도에서변함없는특성을보여줍니다. 제조업체, 생산용량, 생산 2006 년 Solvay 의 Gharda 인수와이후 Gafone 브랜드의 Veradel 브랜드대체를통해포트폴리오를최적화한후에제조회사제품 전세계에폴리아릴설폰주요제조회사는독일루트비히스하펜의 BASF SE, 벨기에브뤼셀의 Solvay, 일본센다이의 Sumitomo 3 곳입니다. 생산용량 (t/a) BASF PSU, PESU, PPSU 12,000 Sabic PEI 15,000 Solvay PSU, PESU, PPSU 30,000 Sumitomo PESU 3,000 그림 1. 가장중요한폴리아릴설폰과폴리에테리미드제조회사 ( 일자 : 2010 년 ) 1 Carl Hanser Verlag, Munich Kunststoffe international 10/2011

2 고성능플라스틱 트렌드리포트 관련제품생산용량은연간 45,000 톤으로지난 5 년동안 30% 이상증가했습니다. 다양한응용분야에서폴리아릴설폰과경쟁하고있는미국메사추세츠피츠필드에있는 Sabic Innovative Plastics 의 그림 1. 전세계비결정질 HT 열가소성플라스틱소비량, 응용분야에따라분류 ( 일자 : 2010 년 ) 기타 ( 위생, 항공및군대 ) 20% 기계공학 10% 전기 / 전자 10% 의료 25% 자동차 20% 가정용 / 식품기술 25% PEI 를계산하면시장의전체 생산용량은연간 60,000 톤 에달합니다 ( 표 1). 다양한응용분야의범위는자 지금까지고온소재분야에대 썸프 ( 그림 3) 와같은까다로운 헤드램프는요즘 200 까지 동차와전기 / 전자부문이외에 한수요는상호배타적이었습 응용분야는비결정질 HT 열 뜨거울수도있습니다. 높은 도가령도량형, 연료전지, 니다. 이소재를활용하면고 가소성플라스틱의지속적인 연화온도이외에도, 뛰어난 고성능멤브레인생산등아주 유의높은치수안정성을해지 개발로만가능합니다. 이러한 치수안정성이필요한이유는 혁신적인응용분야를망라합 지않으면서도유동특성을개 부품들은 BASF 의탄소섬유 계속해서작동해도광원뿔의 니다. 고온플라스틱은대개 선할수있습니다. 신제품 강화 PESU 로적합하게만들 모양과크기가변해서는안되 기술적인선구자역할을수행 Ultrason 의열팽창계수는알 어지며치수안정성덕분에 기때문입니다. 그결과낮은 하고다른플라스틱에게는너 루미늄만큼높아서엔진후드 Ultrason E 2010 C2 TR 로이 수분흡수율, 낮은열팽창계수 무까다로운기능을수행합니 나고온오일에있는가령피 제곧제품계열에포함될것 (CTE), 낮은수축및낮은결 다 ( 표제사진 ). 따라서, 비결 스톤이나기어휠과같은흥미 입니다. ( 기존의 Ultrason KR 정화특성에관한요건이됩니 정질고온플라스틱시장은여 로운응용분야의활용이가능 4113 과비교할때 ) 다른주요 다. 게다가고온에서도연무 전히분화되고있습니다.( 그림 해졌습니다 ( 그림 2). 이유는소재가향상된마찰특 효과나노화효과가발생하지 1) 더욱이, BASF 계열에는삼년 성을보유하고있다는점입니 않습니다. 열가소성플라스틱 동안 PPSU 가포함되었으며 다. 탄소섬유강화폴리에테 BMC 에비해핵심장점은직 특수제품과응용분야 Ultrason P 라는상표로시장에 르설폰은최대 200 에서열 접적인금속화가능성입니다. 출시되었습니다. 이고성능플 팽창관련특수응용분야에서 BASF 의 Ultrason E 2010 Q26 현재제품혁신의대표적인예 라스틱은 PESU 의높은용융 금속과경쟁할수있습니다. 과같은폴리에테르설폰과 는 2010 년베일을벗은 온도, PSU 의낮은수분흡수 Sabic 의폴리에테리미드 (PEI) BASF 의 Ultrason Dimension 율과다른비결정질고온소재 자동차엔지니어링 는여기에적합한것으로입증 입니다. 이개질유리섬유강 보다열배나높은샤르피노 됐습니다. 또한, Solvay 는조 화 PESU 에서, 탁월한치수 치충격저항의결합을특징으 자동차엔지니어링에서폴리아 명부문에금속화가능폴리에 안정성과높은사용온도, 뛰 로합니다. 또한, 이소재는 릴설폰의주요응용분야는헤 테르설폰을직접공급하고있 어난기계적특성및용이한 혹독한상황에서도살균이가 드램프반사경뿐만아니라베 으며사용온도가최대 사출성형가공을접목하는것 능하기때문에위생이나식품 젤과하우징 ( 그림 4) 을들수 205 에달하고높은용융 이가능했습니다. 응용분야의밸브에적합합니 있습니다. 유동속도를특징으로합니다 다. 폭넓게활용되는할로겐램프 (Radel LTG-3000 PES) 오일조절피스톤이나오일 PEEK GF30 Ultrason E Dimension GF45 PPS GF30 PEEK GF30 PEEK GF 30 Ultrason E Dimension GF 45 Ultrason E Dimension GF 45 인장계수 열팽창계수 CTE 10-6 /K 그림 2. BASF 의새로운배합폴리에테르설폰신제품 Ultrason Dimension 은이소재들에서는접목할수없었던세가지특성을결합합니다. 고온오일 ( 오른쪽 ) 에서도표준및경쟁소재에비해치수안정성이우수하며강성이탁월하고 ( 왼쪽 ) 유리섬유함량이높아도가공이용이합니다. Kunststoffe international 10/2011 2

PESU 나 PEI 없이부품의기하학적구조에관한까다로운요건을충족할수는없습니다 ; 이요건은이제실내조명에도적용됩니다 ( 그림 5). 게다가 Udel LTG 2000 (Solvay) 과같이유동이용이한폴리설폰은저온범위에서폴리카보네이트와 (PC+PEI) 혼합물과경쟁하기시작했습니다. 비결정질 HT 열가소성플라스틱은이분야에서열경화성수지와직접경쟁하기시작했습니다.

3 PESU 나 PEI 없이부품의기하학적구조에관한까다로운요건을충족할수는없습니다 ; 이요건은이제실내조명에도적용됩니다 ( 그림 5). 게다가 Udel LTG 2000 (Solvay) 과같이유동이용이한폴리설폰은저온범위에서폴리카보네이트와 (PC+PEI) 혼합물과경쟁하기시작했습니다. 비결정질 HT 열가소성플라스틱은이분야에서열경화성수지와직접경쟁하기시작했습니다. 소재의가격이상당히비싸긴하지만, 폴리에테르설폰은설계상자유로움, 중량절감과같은장점덕분에최근몇년동안분명한증가세를보여주고있습니다. 또한, 검정색소플라스틱은새로운가능성을제시합니다. 하지만, 헤드램프에서높은열흡수율은단점이될수있습니다. 그럼에도불구하고, BASF 의블랙 PESU, Ultrason E 2010 MR black HM(HM: 열관리 ) 은자외선투과색소를사용했기때문에기존등급보다훨씬덜뜨거워집니다. 안개등의눈부심감소에관해보다엄격해진 ECE R19 F3 규정덕분에향후이소재는더주목받을것입니다. 그림 3. SHW (Schwäbische Hüttanwerke Automotive) 의오일썸프피스톤 : 동적마찰특성을특별히최적화한 BASF 폴리에테르설폰은 Ultrason E 2010 C2TR(TR: 마찰 ) 이라는이름으로공식적으로제품군에추가될것입니다 ; ( 윤활제를사용하지않고도 ) 마모율은기존의 PESU 보다수백배이상입니다. 반사경의일부가더이상금속화하지않을경우, 플라스틱은이분야에서향후활기를띨것입니다. 비결정질 HT 열가소성플라스틱의경미한황금색색조를없앤다면, 불투명한외관은채색대신에동일한효과를가질수있습니다. 이를위해, BASF 는 Ultrason E 2010 MR HP 를공급하고있으며이제품은특별한색소없이도매력적으로불투명한 PESU 블렌드입니다. 소재는낮은밀도와상당히감소한수분흡수율을특징으로하 며유동성이 % 개선되었습니다. 전기 / 전자부문 전자및전자제품시장에서, PSU 와 PESU 는여전히회로차단기래치에서건전한수요를향유하고있으며 ( 그림 6) 이플라스틱의줄어든크리프특성과높은치수안정성이가치를인정받기때문입니다. 이부문에서는 BASF 의 Ultrason E 2010, E 2010 ( 우수한내충격성과내응력균열성 ) 과 PSU Ultrason S 2010 G6 이활용됩니다. 그밖에, 비결정질 HT 열가소성플라스틱은가령, 연료전지부품, 공기가습기하우징부품, 산업용배터리등전기및전자부문의다양한소형제품에사용됩니다. 아울러, 투명디스플레이는 Ultrason E 2010 HC (HC: 고선명도 ) 와같은폴리에테르설폰으로만듭니다. 플라스틱디스플레이는유리디스플레이에서비해서훨씬더유연할뿐만아니라날렵하고경량입니다. 이디스플레이의개발은현재주로아시아에서진행되고있으며아시아공급회사 Sumitomo 는또한이분야에주력하고있습니다. 주방과욕실 PESU, PPSU 및 PSU 는가정에서다양하게활용됩니다. 가령, 뜨거운증기와접촉해야하는커피머신이나사모바르부품에섬유강화제품이활용됩니다. 이분야에서금속은폴리아릴설폰과의경쟁에직면했으며물론필수식품승인을받아야합니다 ( 그림 7). 높은내가수분해성, 낮은식용색소흡수율뿐만아니라세제와전자레인지에서뜨거운유지가도달하는고온에대한내성이필요합니 그림 4. 변광기술덕분에헤드램프가디자인요소로점점더많이사용되고있기때문에반사경 ( 오른쪽 ) 뿐만아니라베젤 ( 왼쪽 ) 과하우징에사용하는소재의요건은점점더까다로워지고있습니다. 이응용분야에서최근에제품개선이있었습니다. 2 Carl Hanser Verlag, Munich Kunststoffe international 10/2011

고성능플라스틱 트렌드리포트 이와동시에고인성이필수적인이유는플라스틱부품이영업용식기세척기에서강철팬과함께설거지할경우를감안해야하기때문입니다. 또한, PESU 는밝은색상계열소재등급이성공을거두고있는상황에서아기젖병에도그중요성이커지고있습니다. Ultrason E 2010 과같은폴리에테르설폰은고온에서즉시살균가능합니다. PPSU 는가령파이프연결설비와같이가정에서도꼭필요합니다.

4 고성능플라스틱 트렌드리포트 이와동시에고인성이필수적인이유는플라스틱부품이영업용식기세척기에서강철팬과함께설거지할경우를감안해야하기때문입니다. 또한, PESU 는밝은색상계열소재등급이성공을거두고있는상황에서아기젖병에도그중요성이커지고있습니다. Ultrason E 2010 과같은폴리에테르설폰은고온에서즉시살균가능합니다. PPSU 는가령파이프연결설비와같이가정에서도꼭필요합니다. 여기서미세균열형성을막는것도필수적입니다. 그림 5. Ultrason E 2010 MR(MR: 이형제 ) 은자동차실내조명반사경같은복잡한기하학적구조의즉각적인탈형이가능한이상적인제품입니다. 소재의탁월한이형특성에도불구하고아주투명하기때문에이와같이코팅처리한제품이나딥팻프라이어커버와같은광학적으로까다로운가전용품에사용할수있습니다. 정수, 의료및항공멤브레인기술분야는폴리아릴설폰의전혀다른특성이필요합니다. 이를위해서, 물과함께유기용제에서침전한폴리아릴설폰필름과 필라멘트는탁월한재생가능다공성을특징으로한다는것이매우중요합니다. PSU 와 PESU 멤브레인은미세및초미세여과에사용되며의료, 음료수가공및식수처리에서중요한역할을합니다 ( 그림 8). 필수살균성은특히내화학성소재를필요로하며다양한범위의점성을망라합니다. 전문적인물처리와정화의경우, 소재는또한높은기계적안정성을특징으로해야합니다. 시스템처리량과생산성을높이기위해서는 Ultrason E 6020 P 또는 E 7020 P 과같은고분자 PESU 등급이사용됩니다. PVDF 멤브레인과비교하면, 이제품은투과성뿐만아니라보다확실히바이러스를제거합니다. 투석멤브레인의경우, 폴리아릴설폰이정평이나있으며 Sabic 의 PEI Ultem 은살균가능한용기에사용됩니다. RUICHENG EFFECT PIGMENT - 최고의비즈니스파트너 KW 8 *** 특수플라스틱응용사전분산및비황사 그림 6. 대표적인전자 / 전자응용제품 : 폴리아릴설폰으로만든스위치래치, 퓨즈홀더와회로차단기커버 이응용분야를대비해 BASF 는특히노치충격및응력균열내성등급, Ultrason P 3010 를출시했으며이소재도튼튼한트레이와항공기내부에서그효능을인정받았습니다. 한편, 설비시장에서성공하기위해서는 ISO 9080 에따라시험체의내부압력내성에대한종합적인데이터패키지를제공하는것이필수적입니다. Ultrason P 의경우이제완벽하게활용가능한이데이터는 DIN 준수설비설계에반드시필요합니다. Solvay 는몇년동안꾸준히성장하는가전부문에서폴리아릴설폰의 Radel R. Sales 라는상표명으로 PPSU 를공급하고있습니다. Zhejiang Ruicheng Effect Pigment LTD. 는중국최고의효과안료제조및공급회사입니다. 최첨단기술과숙련된팀을보유하고있기때문에고품질의펄안료를생산하고끊임없이응용분야를넓혀가고있습니다. 이산업은코팅, 잉크, 플라스틱, 화장품등을망라합니다. Zhejiang Ruicheng Effect Pigment Co., Ltd. 주소 : No. 1 Kun Ao Road Pingyang Economic Development Zone, Wenzhou Zhejiang, China 전화 : 팩스 : 홈페이지 : e- 메일 : effectpigment@ruichengep.com Kunststoffe international 10/2011 2

그림 7. 커피머신과사모라르는손상이없이뜨거운물에접촉할수있고식품활용을위한필수승인을받은폴리아릴설폰과같은소재를필요로합니다. 따라서, 첨단의료기술은 PESU, PSU 뿐만아니라 PEI 가성장할수있는가능성이풍부한분야입니다. 항공분야에서, 폴리아릴설폰같은고성능소재가정평이나있는이유는첨가제없이도고유의내염성을갖고있기때문입니다.

5 그림 7. 커피머신과사모라르는손상이없이뜨거운물에접촉할수있고식품활용을위한필수승인을받은폴리아릴설폰과같은소재를필요로합니다. 따라서, 첨단의료기술은 PESU, PSU 뿐만아니라 PEI 가성장할수있는가능성이풍부한분야입니다. 항공분야에서, 폴리아릴설폰같은고성능소재가정평이나있는이유는첨가제없이도고유의내염성을갖고있기때문입니다. 첨가제를넣어서내염성을만들어낼경우스모크가스와독성이높아지는다른많은폴리머소재와비교할때, 폴리아릴설폰은탁월한고유의 FST(= 화염연기독성 ) 값을특징으로합니다. 그림 8. 침전폴리아릴설폰은조절이쉽고직경이작은세공이있으며여기서보는바와같이중공섬유묶음같은미세및초미세여과에점점더많이활용하고있습니다. 내열성과내가수분해성이뛰어나서살균을반복해도상관없습니다. 많은안전중심교통수단활용에적합합니다. 항공부분에서흥미로운가능성의문이경량의탄소섬유강화에폭시탄소프리프레그에의해활짝열렸습니다. 폴리에테르설폰을첨가해수지를개조함으로써균열특성을줄이고충격강도를높일수있습니다. 이사업분야의경우, Ultrason 등급 E 2020 P 와 E 2020 P SR(Mirco) 가대표적인 BASF 의제품입니다. 이특별한특성은폴리머체인의수산기에기인하기때문에에폭시수지와호환성이우수합니다. 특수제품은얇은 PESU 부직포이며특수기계에서생산되고에폭시수지 탄소섬유프리프레그사이에서압축이가능합니다 ( 그림 9). 따라서 Ultrason 의인성개질효과는고성능부품에훨씬균등하게전달됩니다. Sumitomo 와 Solvay 도유사한특성을지닌파우더를시판하고있습니다. Sumikaexcel 5003 P (Sumitotmo) 의즉시가용성파우더 PESU 는페인트, 내성도료, 내고온성접착제에서여전히중요한역할을하고있습니다. 그림 9. 체코기업 Elmarco 는 BASF 의고성능플라스틱 Ultrason E2020 를사용해부직포 ( 왼쪽 ) 를생산합니다. 얇은섬유층은인성보강재역할을하며탄소섬유강화화합물 ( 오른쪽 ) 에특히고강도를전해줍니다. 그림 10. 소방관헬멧의얼굴가리개는고투명도 PESU 계열 Ultrason E 2010 HC 로만듭니다. 탁월한내열성, 고유의내염성, 고투명도가결합돼서이와같은제품에활용됩니다. 이특수등급은상당히줄어든고유의황색도를특징으로하기때문에광학순도가아주높습니다. 도전과제와전망 이소재계열의모든공급회사들은보다밝은색상의 PESU, PPSU 등급개발에전력을다하고있습니다. 중간노란색상광선은모든고온플라스틱의익숙한현상입니다. BASF 는 Ultrason E 2010 HC ( 그림 10) 로한층진일보했습니다. 이시장에서다른도전과제는특허권만료이후에 PPSU 가제한없이살균가능박스에전세계적으로활용할수있다는점에서비롯됩니다. 폴리아릴설폰의다른특성은다른엔지니어링플라스틱에비해다양한응용분야에서여전히활용되고있습니다. 높은가공온도는사출성형과정에서더많은주의를요합니다 ; 가령, 금속에우수한접착으로인한응력균열또는높은수분함량이나절단전단으로인한은색흔적은폴리아미드나 PBT 와같은형태에서알려지지않은도전과제입니다. 하지만도구나기계설정을최적화한다면, 가공회사는고품질, 고성능의멋진부품으로보상받게되고틈새시장에서높은가치를만들어낼것입니다. 저자크리스티안마레츠코 (CHRISTAN MALETZKO) 박사는독일루트비히스하펜의 BASF SE 엔지니어링플라스틱유럽사업부 Ultrason 기술제품부장입니다. 니나허츠 (NINA HERZ) 는독일루트비히스하펜의 BASF SE 엔지니어링플라스틱유럽사업부 Ultrason 시판제품부장입니다. 20 Carl Hanser Verlag, Munich Kunststoffe international 10/2011

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