KR100229813B1 - 가소제로부터 불순물을 제거하는 방법 - Google Patents

Abstract

가소제에 Al₂O₃, SiO₂, Cl 및 SO₄를 포함하는 산성 흡착제를 첨가하고 강하게 교반한 다음 진공 여과하여 가소제로부터 불순물을 제거함으로써 가소제의 체적 고유저항이 현저히 증대되며 수세 공정이 배제되어 폐수의 발생이 감소되고 공정이 간략화되어 제조비용을 절감할 수 있다.

Description

가소제로부터 불순물을 제거하는 방법

본 발명은 가소제 제조시 발생되는 불순물의 제거 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 가소제 제조 공정에서 생성되는 불순물을 소량의 산성 흡착제를 사용하여 제거함으로써 가소제의 체적고유저항을 향상시키는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 가소제의 제조는 크게 반응 공정, 과잉 알콜을 제거하기 위한 탈알콜 공정, 불순물 제거를 위한 정제 공정으로 이루어지며, 반응 촉매로 PTSA(p-톨루엔 설폰산)와 같은 산촉매 또는 TIPT(테트라이소프로필티타네이트) 등과 같은 금속 촉매를 사용한다.

가소제 제조 공정중 정제 공정은 완제품 가소제의 물성을 결정짓는 중요한 공정으로서, 이 과정에서 미반응물, 산가, 금온 이온, 금속염 등의 제거가 원활히 이루어져야만 높은 체적고유저항을 갖는 가소제를 제조할 수 있다. 특히, 프탈산계 가소제의 경우 반응식에 나타낸 바와 같은 중화 반응에 의해 생성되는 유기염은 미량만 남아 있어도 체적고유저항에 매우 불리한 영향을 미친다.

가소제인 DOP/TOTM(디옥틸 프탈레이트/트리옥틸 트리메리테이트)를 정제하는 공정은, 이들 가소제의 제조에 산촉매인 PTSA가 사용된 경우 촉매의 중화공정 후 생성되는 불순염을 제거하기 위해 2 - 3 회의 수세척을 위한 수세공정이 추가되며, 금속 촉매인 TIPT 등이 사용된 경우에는 촉매의 중화 공정은 필요 없으나 미반응 MOP(모노옥틸 프탈레이트)를 제거하기 위한 중화 공정이 추가되고 그로인해 생성되는 금속염을 제거하기 위해 필요시 수세척 공정을 수행하기도 하며 일반적으로 백토, 규조토 등을 사용하여 불순물을 흡착처리한 후 여과하여 최종 제품을 얻는다. 그러나, 이러한 수세 공정을 통한 불순물의 제거는 체적고유저항을 다소는 향상시킬 수 있으나 그 증가폭이 미미하고 수분리의 어려움, 공정 시간의 지연, 수분리후 다량의 폐수 발생에 따른 폐수 정제 공정의 추가 등과 같은 문제점이 있다.

RO 71-68288 호에서는 가소제의 색상 향상 및 체적고유저항 증대를 위해 알루미나와 활성탄을 사용하여 불순물을 흡착 제거하는 방법을 제시하였으나 체적고유저항의 향상폭은 처리전 7×10¹⁰Ω㎝에서 처리후 1.5×10¹¹Ω㎝로 그다지 크지 않았다.

이에, 본 발명자들은 가소제 제조시 발생되는 불순물을 보다 효과적으로 제거하여 체적고유저항을 향상시키기 위해 연구를 계속한 결과, 체적고유저항의 저하에 가장 민감하게 영향을 끼치는 물질이 잔류하는 미량의 금속 이온과 중화후 생성된 알칼리성 불순염인 것을 알아 내고 Al₂O₃, SiO₂, Cl 및 SO₄로 이루어진 산성 흡착제를 사용함으로써 이들 불순물이 효과적으로 제거되어 체적고유저항이 현저히 증가됨을 알아 내어 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서, 본 발명의 목적은 가소제 제조시 발생하는 불순물을 효과적으로 제거하는 방법을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 가소제에 Al₂O₃, SiO₂, Cl 및 SO₄를 주성분으로 포함하는 흡착제를 첨가하고 강하게 교반한 다음 진공 여과하는 단계를 포함하는, 가소제의 불순물 제거 방법을 제공한다.

이하 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 사용되는 무기 흡착제는 주성분으로 Al₂O₃10 내지 20 중량%, SiO₂60 내지 70 중량%, Cl 0.001 내지 1 중량%, SO₄0.05 내지 4 중량% 및 수분을 포함하는 산성 흡착제로서, 당분야에 공지된 방법에 다라 Al₂O₃와 SiO₂를 Cl^-와 SO₄ ^2-함유 용액으로 이온 교환 처리함으로써 제조될 수 있다. 산성 흡착제는 처리하려는 가소제 중량의 0.05 내지 5 중량%, 바람직하게는 0.5 내지 3 중량%의 양으로 사용한다.

가소제에 본 발명의 흡착제를 첨가한 후, 50 내지 150℃의 온도에서 10분 내지 1시간 동안 강교반하고 진공 여과하는데, 여과를 원활히 하기 위한 여과조제로 규조토 등을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 흡착제를 사용하기에 바람직한 가소제는 에스테르계, 프탈산계 가소제, 예를들면 DOP, DINP, TOTM 등이 있다.

본 발명에 따라 체적고유저항이 1 - 5 x 10¹¹Ω㎝인 DOP를 처리한 경우 체적 고유저항이 20 - 40 x 10¹¹Ω㎝로 현저히 증가되었고, 5 - 10 x 10¹¹Ω㎝의 체적고유저항을 갖는 TOTM의 경우는 약 1 x 10¹³Ω㎝이상으로 증가되었다. 이에 반해, 종래의 알칼리성 흡착제, 예를들면 MgO 37.43%, CO₂8.10%, SiO₂, Cl 0.03%, SO₄0.40% 및 기타 수분을 포함하는 흡착제를 이용하여 동일하게 처리한 결과, 체적고유저항은 10 - 15 x 10¹¹Ω㎝로 향상폭이 별로 크지 않았다.

따라서, 본 발명의 산성 무기 흡착제를 이용하여 가소제의 금속 이온 및 알칼리성 불순염을 제거하는 방법은 가소제의 체적고유저항을 현저히 증대시킬 뿐 아니라 수세 공정이 배제되어 폐수의 발생이 감소되고 공정이 간략화되어 제조비용을 절감할 수 있다는 장점을 갖는다.

이하, 본 발명을 하기 실시예에 의거하여 보다 구체적으로 설명한다. 단, 이들 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명이 이들 만으로 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

처리전 체적고유저항이 3 x 10¹¹Ω㎝인 DOP 100g을 둥근 플라스크에 넣고 여기에 Al₂O₃, SiO₂, Cl 및 SO₄를 11.22 : 67.99 : 0.003 : 0.06의 중량비로 포함하는 흡착제(토미타 제약회사(Tomita Pharmaceutical Co. Ltd), 토마타스 AD 700) 0.1g과 규조토 0.1g을 가한 다음 90℃에서 30분간 강하게 교반하였다. 반응액을 여과지로 진공 여과하여 체적고유저항 33 x 10¹¹Ω㎝의 DOP를 얻었다. 처리전 및 처리후 DOP의 나트륨 이온 함량을 금속이온 분석기인 IPC로 측정한 결과 처리전 DOP의 나트륨이온 함량은 1.2ppm이었고 처리후 DOP에서는 나트륨 이온이 0.2ppm이하로 검출되지 않았다.

[실시예 2]

처리전 체적고유저항이 4.7 x 10¹¹Ω㎝인 TOTM 100g을 둥근 플라스크에 넣고 여기에 Al₂O₃, SiO₂, Cl 및 SO₄를 11.22 : 67.99 : 0.003 : 0.06의 중량비로 포함하는 흡착제(토미타 제약회사, 토마타스 AD700) 0.2g과 규조토 0.2g을 가한 다음 100℃에서 30분간 강하게 교반하였다. 반응액을 여과지로 진공 여과하여 체적고유저항 108 x 10¹¹Ω㎝의 TOTM을 얻었다.

[비교예 1]

탈알콜 공정을 거쳐 얻어진 DOP 100g에 시료 산가 2배의 4중량% NaOH 수용액을 가하고 90℃에서 30분간 강하게 교반하여 중화하였다. 중화된 반응액에 시료무게의 1/4 무게량의 정제수를 투입하고 90℃에서 20분간 강하게 교반한 후 정치, 수분리를 3회 반복하였다. 수분리된 반응물을 90℃에서 진공하에 탈수시킨 후 백토와 규조토를 각각 0.1중량%식 첨가하였다. 혼합물을 90℃에서 20분간 교반한 다음 여과하여 체적고유저항 11.3 x 10¹¹Ω㎝인 DOP를 얻었다. 체적고유저항의 증가는 미미하였으며, 정체가 필요한 폐수가 75g 발생하였다.

[비교예 2]

MgO 37.43%, Al₂O₃17.15%, CO₂8.10%, Cl 0.03% 및 SO₄0.40%를 포함하는 알칼리성 흡착제(토미타 제약회사, 토미타스 AD500)를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 동일한 DOP를 처리한 결과 체적고유저항 12 x 10¹¹Ω㎝인 DOP를 얻었다.

이상에서와 같이, Al₂O₃, SiO₂, Cl 및 SO₄를 주성분으로 포함하는 산성 무기 흡착제를 이용하여 가소제의 금속 이온 및 알칼리성 불순염을 제거함으로써 가소제의 체적고유저항이 현저히 증대되며 수세 공정이 배재되어 폐수의 발생이 감소되고 공정이 간략화되어 제조비용을 절감할 수 있다.

Claims (6)

1. 가소제에 Al₂O₃, SiO₂, Cl 및 SO₄를 포함하는 산성 흡착제를 첨가하고 강하게 교반한 다음 진공 여과하는 단계를 포함하는, 가소제로부터 불순물을 제거하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 흡착제가 Al₂O₃10 내지 20 중량%, SiO₂60 내지 70 중량%, Cl 0.001 내지 1 중량%, SO₄0.05 내지 5 중량% 및 수분을 포함하는 산성 흡착제인 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 가소제가 에스테르계 또는 프탈산계 가소제인 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 가소제가 디옥틸 프탈레이트, 트리옥틸 트리멜리테이트 또는 디옥틸 프탈레이트/트리옥틸 트리멜리테이트인 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 흡착제를 가소제 중량에 대해 0.05 내지 5 중량%의 양으로 사용되는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 교반 공정을 50 내지 150℃의 온도에서 10분 내지 1시간동안 수행하는 것을 특징으로 하는 방법.