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PETG수지 소개PETG수지는 리콜 변성 PET수지(glycol-

modified polyethylene terephthalate)를 이르는

것으로, 기존의 PET수지로는 제조하기 어려운

투명하고두꺼운 sheet나용기에적합하도록공단

량체로 CHDM(1,4-cyclohexanedimethanol)을

첨가하여 공중합한 비결정성 수지이다[그림 1].

따라서 비결정성 PETG수지는 결정화로 인한 백

화(白化)현상없이성형가능한모든두께의투명

한 제품을 생산할 수 있으며, 이외에도 밝은 색상

과 우수한 광택을 지니고 인쇄성, 내충격성, 내화

학성이 뛰어나며 넓은 조건에서 성형가공이 가능

하고 2차 가공성이 용이하다는 장점 외에도 환경

호르몬물질을함유하지않고소각폐기할때에유

해물질이 발생되지 않는 환경친화성을 지닌 수지

이다[그림 2]. 이러한 특성으로 현재 PETG수지

는 sheet, film, 포장재료, 성형제품 등의 분야에

각광을 받는 중요한 폴리에스테르 수지의 하나로

자리잡고 있다. PETG수지의 상업화는 1970년대

후반에미국의Eastman Chemical이세계에서처

음으로 성공하여 2001년도에 SK케미칼에서 세계

에서 2번째로 상업생산하기 전까지 독점 생산, 공

급하 다.

PETG수지를 제조하기 위해서는 여러 가지의

기술적난제가있다. PETG수지는압출성형에주

로 사용되므로 높은 용융점도가 필요하여 고분자

량의 polymer를 제조하여야 하나, 비결정성 수지

라는특징으로인하여고상중합공정을이용할수

가 없어 용융중합만으로 고분자량까지 반응시키

면서 아울러 최종 용도에 맞도록 밝은 색상과 우

수한투명성을동시에만족시켜야하는높은난이

도의 기술이 필요한제품이다. 고온에서 고점도의

polymer를장시간반응시켜야하므로, polymer의

착색을 막기 위하여 반응 조건, 촉매 및 안정제를

PETG전 재

SK케미칼화학연구소, jyjeon@skchemicals.com

그림 1. PETG구조식.

그림 2. PETG수지의 특성.

광학적 특성,

투명성, 광택,밝은색상,

화학적 특성,

내화학성(산, 알칼리)

기계적 특성,

내충격성,

가공 특성,

넓은 성형가공조건,용이한 2차 가공성,

환경친화성,

소각시 유해물질 미발생,환경호르몬 Free

세심하게 선택해야 하며, 고점도의 polymer를 만

들 수 있도록 특수하게 설계된 설비가 필요하다.

즉 어느 한가지 분야의 기술만으로는 생산할 수

없고각분야의기술개발과분야별기술간의적절

한조화가필요하다.

SK케미칼은 PETG수지를 개발하기 위하여 90

년대 초부터 연구를 시작하여 생산기술 개발가능

성을 검토하다가 지난 1997년도에 specialty

plastics분야로의 진출을 모색하던 중, 고부가가치

제품이면서연간시장성장률이10% 이상으로높

고, 전세계적으로미국의Eastman Chemical사가

독점생산하고있어제 2의생산업체에대한시장

의 기대가 크다는 것과 환경에 대한 세계적인 추

세와 일치하고 20여년 동안 축적된 polyester생산

기술과 formulation기술, process 및성형평가기술

을 활용할 수 있다는 점에서 적합한 project라는

판단을 하 다. 이 때부터 새롭게 앞의 각 분야별

전문가로 전담 팀을 구성하여 본격적인 상업생산

기술을 개발하여, 연구 개발비를 포함하여 총 470

억원을투자하여 2000년말에연산 35,000톤규모

의PETG수지공장을신설하고2001년초부터상

업생산을 시작하여 6월부터 ‘SKYGREEN PETG’

라는 상품명으로 본격적인 판매를 개시하 다[그

림3].

PETG수지의 특징앞서 설명한 것과 같이 PETG수지는 광학적

특성, 기계적 특성, 화학적 특성, 가공 특성 및 환

경친화성이라는 여러 측면에서 우수한 장점을 가

지고있다. 이를다시기능적, 경제적, 환경적인측

면으로나누어상세히설명하면다음과같다.

1) 기능성

광학적 특성중의 하나로 전투과율을 다른 투명

수지와 비교하면 아크릴수지에 버금가며 성형 가

공성이 우수하여 복잡한 모양의 제품성형 및

thermoforming이 가능하다. 또한 cutting, bond-

ing, bending, drilling, punching, decorating 등의

2차 가공이 용이하여 상온에서도 백화현상 없이

bending가공이 가능하고, 인쇄성이 뛰어나 별도

의처리없이성형제품표면에일반적인인쇄방법

을이용하여 인쇄가 가능하다. 그리고 의료기구에

사용할때감마선을이용하여멸균처리를하면다

른수지는변성이되어노랗게변하는반면, PETG

수지는 감마선 멸균처리에 아무런 향을 받지 않

으므로의료기구의재료로사용이가능하다.

2) 경제성

우수한 가공성으로 넓은 범위의 조건에서 성형

이 가능하며 성형설비의 보수관리비를 절감할 수

있고, 짧은 성형 cycle time으로 생산성이 향상되

며 스크랩의 재사용이 가능하여 재료비를 절감할

수있다.

3) 환경적특징

수지제조에 사용되는 원료에 환경호르몬물질이

없고, 소각 폐기할 때에 유해물질이 발생되지 않

으며재사용이가능한환경친화적인특징을가지

고있다.

NEWS & INFORMATION FOR CHEMICAL ENGINEERS, Vol. 20, No. 5, 2002 … 565

신·사·업·소·개

그림 3. SKYGREEN PETG수지.

566 … NICE, 제20권 제5호, 2002

신·사·업·소·개

그림 4. 투명수지의 물성비교.

SKYGREEN

2차 가공성, 내화학성,

충격강도, 인장신율,

PETG

Trans.ABS

HardPVC

GPPMMA

ImpactPMMA

A-PET PC

Excellent

Good

Poor

SKYGREENPETG

Trans.ABS

HardPVC

GPPMMA

ImpactPMMA

A-PET

PC

Excellent

Good

Poor

Izod ImpactStrength

(J/m)

Ten sileElong ation

(%)

150

125

100

75

50

25

0

160

140

120

100

80

60

40

20

0

100

17

36 39

N.B

78.4 147 140

2.5

30

125 120

155

40

SKYGEEEN PETG

SKYGEEEN PETG

GP PMMA

GP PMMA

Impact PMMA

Impact PMMA

PC PCA-PET

A-PET

Hard PVC

Hard PVC

Trans. ABS

Trans. ABS

표 1. SKYGREEN PETG Data Sheet

Physical PropertiesSpecific Gravity ASTM D792 – 1.27Mold Shrinkage ASTM D955 % 0.3~0.6Rockwell Hardness ASTM D785 R-Scale 110Water Absorption ASTM D570 % 0.2

Mechanical PropertiesTensile Strength at Yield ASTM D638 MPa(kgf/cm2) 50(510)Tensile Strength at Break ASTM D638 MPa(kgf/cm2) 28(286)Elongation at Break ASTM D638 % 140Flexural Strength at Yield ASTM D790 MPa(kgf/cm2) 73(745)Flexural Modulus ASTM D790 MPa(kgf/cm2) 2100(21430)Izod Impact Strength ASTM D256(Notched, @23℃) J/m(kgf-cm/cm) 100(10.2)

Thermal PropertiesHeat Distortion Temperature ASTM D648(@0.455 MPa) ℃ 70Vicat Softening Temperature ASTM D1525(@ 1kg load) ℃ 83Glass Transition Temp.(Tg) DSC method ℃ 80

Optical PropertiesHaze ASTM D1003 % < 1Total Transmittance ASTM D1003 % 91

Properties Test Method Unit Values

NEWS & INFORMATION FOR CHEMICAL ENGINEERS, Vol. 20, No. 5, 2002 … 567

신·사·업·소·개

이러한특징외에도용도에따른인증획득이필

요하여 SKYGREEN PETG는 식품포장재료에

대한 안전성 인증인 미국의 FDA, 유럽의 EU

directive, 일본의 JHOSPA 인증을획득하 으며,

의료용 재료에 대한 안전성 인증인 미국의 ISO

10993/FDA biological tests와 미국의 난연 규격

인UL인증도획득하 다.

PETG수지의 용도PETG수지는 거의 모든 성형가공이 가능하여

일반적인수지의용도외에도 sheet형태의제품과

film extrusion을 이용한 blister packaging, 식품

용기, 전기 전자용 packaging, IC card 재료는 물

론, injection molding을 이용한 container, 의료기

구 부품, 그리고 extrusion blow molding을 이용

한bottle 등의다양한용도로사용되고있으며제

품의 투명성 및 저온 가공성이 뛰어나 PC, PVC,

PMMA, 유리 등을 대체하여 사용할 수 있다. 용

도를 크게 sheet, packaging, EBM(extrusion

blowing molding), injection으로나누어살펴보면

다음과같다.

1) Sheet：건축용 보호 sheet, display, signs,

산업용부품, 인테리어용칸막이등

2) Packaging：전기 전자용 packaging, 제약

및 의료용 packaging, 식품포장 용기, 수축

필름등

3) EBM：고급화장품용기, 약품용bottle 등

4) Injection：smart card, 의료용기구, 전기전

자부품, 문구, 완구등

시장성 및 파급효과현재 세계 PETG수지의 시장규모는 약 11만톤

정도이며, 환경에대한 세계적인 관심증가와 다른

투명수지의 대체는 물론 신규 용도개발로 PETG

수지의 연평균 성장률은 10% 이상으로 예상되어

2005년경에는 시장규모가 약 15만톤에 달할 것으

로 전망된다. 용도별로는 [그림 6]에 나타낸 것처

럼 packaging과 sheet용도가전체수요의 70%을

점하고 있다. SK케미칼은 작년 6월부터 판매를

개시하여현재국내는물론미국, 유럽, 일본등에

좋은 평가를 받으며 판매을 하고 있으며 향후의

수요증가에 대처하기 위하여 제 2공장 건설을 검

토중에있다.

SKYGREEN PETG수지개발로 기술적으로

SK케미칼은새로운 specialty plastics개발에있어

기반기술을 확보하게 되었고, 경제적으로는 판매

량의 90% 이상을 수출하여 향후 1~2년 이내에

연간 700억원 이상의 수출증대에 기여할 것이며

그동안전량수입에의존하 던국내수요에대해

서는 수입대체에 기여하고 있다. 아울러 이미 미

국, 유럽 등 선진국에서 활성화되고 있는 환경 친

화적인PETG를사용한전자및의료, 포장, 건축

분야에 대한 관련 산업의 연구개발이 활성화되고,

또한 이를 이용한 부품개발 기술의 향상으로 이

들 분야의 발전 및 시장성장에 기여할 것으로 예

상된다.

그림 6. 용도별 시장규모.