KR100456546B1 - 무독성의 폴리염화비닐 합성수지 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 무독성의 폴리염화비닐 합성수지 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 종래 폴리염화비닐(PVC) 합성수지 조성물에 트리메틸프로판올(TMP)계 가소제의 함량을 일정하게 조절하여 함유시킴으로써, 인체에 유해한 물질로 추정되는 디에틸헥실프탈레이트(DEHP), 디부틸프탈레이트(DBP), 디이소데실프탈레이트 (DIDP), 디옥틸아디페이트(DOA), 디옥틸프탈레이트(DOP) 및 디이소노닐프탈레이트 (DINP)와 카드뮴, 납, 수은이 검출되지 않아 안전성이 매우 우수하여 각종 합성수지 완구, 지퍼용 슬립, 합성수지 파이프, 및 자동차 내장재용으로 사용하기에 적합한 무독성의 폴리염화비닐 합성수지 조성물에 관한 것이다.

Description

무독성의 폴리염화비닐 합성수지 조성물{Composition of nontoxic polyvinyl chloride resin compound}
본 발명은 폴리염화비닐 합성수지 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 종래 폴리염화비닐(PVC) 합성수지 조성물에 트리메틸프로판올(TMP)계 가소제의 함량을 일정하게 조절하여 함유시킴으로써, 인체에 유해한 물질로 추정되는 디에틸헥실프탈레이트(DEHP), 디부틸프탈레이트(DBP), 디이소데실프탈레이트(DIDP), 디옥틸아디페이트(DOA), 디옥틸프탈레이트(DOP) 및 디이소노닐프탈레이트(DINP)와 카드뮴, 납, 수은이 검출되지 않아 안전성이 매우 우수하여 각종 합성수지 완구, 지퍼용 슬립, 합성수지 파이프, 및 자동차 내장재용으로 사용하기에 적합한 무독성의 폴리염화비닐 합성수지 조성물에 관한 것이다.
일반적으로 폴리염화비닐(이하 PVC로 통칭함) 합성수지 조성물은 자동차 내장용(혼 커버, 노브, 파킹브레이크 커버, 캡류, 어시스트 핸들, 암레스트 표피), 외장용(도어 벨드, 사이드 몰딩, 패드류), 플라스틱 완구로 통칭되는 합성수지 완구, 합성수지 지퍼용 슬립 각종 합성수지 파이프, 식생활용품 용기, 의료용구 등을제조하기 위한 기초 원료로 폭넓게 사용되고 있다.
상기 합성수지 조성물은 주성분인 폴리염화비닐(PVC)와 가소제(DOP) 및 적량의 안정제를 배합하고 필요에 따라 안료를 투여하여 1차적으로 제조한 합성수지 조성물(일명 컴파운드라 칭하고 있음)을 이용하여 상기와 같은 각종 제품을 제조하고 있다.
그러나, 종래 합성수지 조성물은 인체에 유해한 여러 종의 물질이 검출되어 그 사용이 제한되어 오고 있는 실정이다. 그 중에서도 특히 일체의 내분비계 장애 물질로 알려져 있는 디에틸헥실프탈레이트(DEHP), 디부틸프탈레이트(DBP), 디이소데실프탈레이트(DIDP), 디옥틸아디페이트(DOA), 디옥틸프탈레이트(DOP) 및 디이소노닐프탈레이트(DINP)와 중금속에 해당되어 각종 질병을 유발케 하는 카드뮴, 납 등의 검출이 큰 문제로 대두되고 있다.
따라서 합성수지 조성물을 제조하는 업계에서는 상기와 같은 유해 물질인 환경호르몬이 검출되지 않는 합성수지 조성물의 제공이 절실한 입장이다.
본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 인체에 무해한 가소제를 사용하고 무독 안정제와 안료 등을 사용하여 최종 제품의 성형성, 형태성, 견고성이 우수하면서도 인체에 유해한 물질의 검출이 없어 안전한 폴리염화비닐 합성수지 조성물을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명은 폴리염화비닐 합성수지 조성물에 있어서, 폴리염화비닐(PVC) 100 중량부에 대하여 가소제로서 트리메틸프로판올 에스테르 혼합물(알코올:산 = 1 : 1.4 ~ 1 : 2 몰비) 10 ~ 310 중량부를 포함하는 무독성의 폴리염화비닐 합성수지 조성물을 그 특징으로 한다.
이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 종래 문제점을 해결하기 위하여 연구 노력한 결과, 이미 사용되고 있는 안정한 가소제와 무독 안정제 등의 여러 종류의 화학물질을 사용하여 최종 제품의 성형성, 형태성, 견고성 등을 고려하면서도 위와 같은 유해 물질에 해당하는 환경호르몬 물질이 검출되지 않는 합성수지 조성물을 개발하여 본 발명을 완성하엿다.
본 발명은 주원료가 되는 폴리염화비닐(PVC)에 가소제로서 트리메틸프로판올 에스테르 혼합물(알코올:산 = 1 : 1.4 ~ 1 : 2 몰비)를 주원료로 배합하여 상기한 바와 같은 인체에 유해한 물질이 검출되지 않는 합성수지 조성물을 제공한다. 이러한 방법에 따르면 운반, 저장, 및 생산 상태를 감안할 때 바람직한 PVC 합성 수지 조성물을 얻을 수 있다.
본 발명에서 가소제로 사용하는 트리메틸프로판올 에스테르 혼합물(알코올:산 = 1 : 1.4 ~ 1 : 2 몰비)는 주원료인PVC(polyvinyl chloride) 100 중량부를 기준으로 10 ∼ 310 중량부를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 트리메틸프로판올 에스테르 혼합의 함량이 10 중량부 미만이면 폴리염화비닐(PVC)가 완전한 용해에 해당하는 배합에 오랜 시간이 요구될 뿐만 아니라 용해하여 가열상태에서 쉽게 딱딱해져서 압출이 이루어지지 않은 문제점이 있다. 또한, 트리메틸프로판올 에스테르 혼합물의 함량이 310 중량부를 초과하면 폴리염화비닐(PVC)가 짧은 시간 안에 완전히 용해되는 장점은 있으나 가열상태에서 압출하여도 반죽 상태를 유지하면서 압출되지 아니하고 그대로 액상화된 상태로 그대로 유지되어 전혀 성형성이 없는 단점이 있다.
또한, 본 발명은 따라 폴리염화비닐(PVC)과 트리메틸프로판올 에스테르 혼합물을 배합할 때 배합물의 균일한 배합과 함께 가열 성형의 소성 등을 방지하기 위해 무독성의 안정제를 사용하고, 또한 색상을 나타내기 위해 안료를 선택적으로 사용이 가능하다. 상기 무독성의 안정제는 통상적으로 사용되어온 ESO(에폭시화 콩기름)의 사용에 비하여 신체적 영향을 미치지 않는다는 것을 제외하고는 일반적으로 사용되어온 안정제와 동일한 역할을 한다. 상기한 안정제와 안료는 필요에 따라 극소량을 사용하는 것이므로 본 발명의 합성수지 조성물의 특성에 크게 영향을 미치지는 아니한다. 바람직하게는 폴리염화비닐 100 중량부에 대하여 무독 안정제 1 ∼ 10 중량부 및 안료 0.01 ∼ 0.5 중량부를 사용하는 것이 좋다.
본 발명의 폴리염화비닐 합성수지 조성물을 제고하는 방법은 PVC에 가소제를 충분히 배합하여 가열상태에서 압출 성형하여 합성수지 조성물을 제공할 수 있다. 본 발명은 각 성분을 서로 충분한 배합에 의하여 완전 용해시킨 다음. 가열 상태에서 압출 성형하면서 배출되는 조성물을 절단한 후 펠릿화하여 저장하였다가 자동차 부품 등의 각종 합성수지 제품으로 성형 제조하여 사용하면 된다.
이와 같이, 본 발명에 의하여 제조된 합성수지 조성물은 디에틸헥실프탈레이트(DEHP), 디부틸프탈레이트(DBP), 디이소데실프탈레이트(DIDP), 디옥틸아디페이트 (DOA), 디옥틸프탈레이트(DOP) 및 디이소노닐프탈레이트(DINP), 카드뮴, 납, 수은등과 같은 인체에 유해한 물질의 검출이 없어 안전하게 자동차 내장용(혼 커버, 노브, 파킹브레이크 커버, 캡류, 어시스트 핸들, 암레스트 표피), 각종 합성수지 완구, 지퍼용 슬립, 합성수지 파이프, 차량용 도어 밸트, 시트 내장재들을 제조하는데 사용할 수 있다.
이하, 본 발명을 다음의 실시예의 의거하여 더욱 상세히 설명하겠는바, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
비교예 1
폴리염화비닐(PVC)로 상품형 LS-100수지(주식회사 엘지화학) 50 kg을 정량하고, 트리메틸프로판올(TMP)계 가소제(알코올:산=1:1.4 ~ 1:2 몰비, LGflex BET, 주식회사 엘지화학) 4 kg을 정량하고, 칼슘계 무독 안정제(witco사 독일) 2 kg, E .S .O 안정제(witco사 독일) 1kg, 안료로 MDAC 및 군청안료(효진안료) 10 g을 각각 정량하여 배합기에 투여하여 교반하였다. 완전한 용해가 이루어지는 시간이 지날수록 용해속도가 느려지고 강제로 교반을 행하여, 용해가 이루어지는 시간이 약 80여분 소요되었으며, 특히 그 굳기가 너무 딱딱하였다. 이후, 가열 온도 범위 180 ∼ 182 ℃를 유지하는 압출기에 강제로 투여하는 방법에 의하여 압출을 행하여 압출물을 배합하였으며, 이때 초기의 압출물이 굳기가 너무 강하여 압출물이 끊어지는 형상이 두드러졌고 열에 의해 부분적으로 소성된 조성물이 배출되기 시작하면서 압출기에 부하가 걸리기 시작하여 압출작업이 불가능하였다.
비교예 2
폴리염화비닐(PVC)로 상품명 LS-100수지(주식회사 엘지화학) 50 kg을 정량하고 트리메틸프로판올(TMP)계 가소제(알코올:산=1:1.4 ~ 1:2 몰비, LGflex BET, 주식회사 엘지화학) 170kg을 정량하고, 칼슘계 무독 안정제로 (Witco사 독일) 2kg, E .S .O 안정제(witco사 독일) 1kg, 안료로 MDAC 및 군청안료(효진안료) 10 g을 각각 정량하여 배합기에 투여하여 교반을 시작하였다. 약 2분이 지나자 완전한 용해가 이루어졌고, 이러한 상태에서 압출기에 투여하여 압출을 시작하였다. 이때, 압출기의 가열 온도범위는 180 ∼ 182 ℃로 유지하였다. 압출기에 투입후 즉시 압출물이 배출되기 시작하였는데 그 압출물은 완전한 액상상태를 유지한 상태로 배출되어 펠릿화할 수 없었다.
실시예 1
폴리염화비닐(PVC)로 상품명 LS-100수지(주식회사 엘지화학) 50 kg을 사용하고, 트리메틸프로판올(TMP)계 가소제(알코올:산=1:1.4 ~ 1:2 몰비, LGflex BET, 주식회사 엘지화학)로 150Kg을 정량하고, 칼슘계 무독 안정제로(Witco사 독일) 2 kg, E .S .O 안정제(Witco사 독일) 1 kg, 안료로 MDAC 및 군청안료(효진안료) 10 g을 각각 정량하여 배압기에 투여하여 교반을 시작하였다. 완전한 용해가 이루어지는 시간이 약 5분 소요되었다.
이후, 가열 온도범위 180 ∼ 182 ℃를 유지하는 압출기에 강제로 투여하는 방법에 의하여 압출을 행하였더니 배출되는 압출물의 굳기가 약하여 압출물이 부분적으로 흘러내리면서 끊어지는 현상은 발생하였으나 절단기에 의해 펠릿화하는데에는 크게 문제가 되지 않았다.
실시예 2
폴리염화비닐(PVC)로 상품명 LS-100수지(주식회사 엘지화학)50 kg을 정량하고, 트리메틸프로판올(TMP)계 가소제(알코올:산=1:1.4 ~ 1:2 몰비, LGflex BET, 주식회사 엘지화학) 100 kg을 정량하고, 칼슘계 무독 안정제로 (Witco사 독일) 2kg, E .S .O 안정제(경서산업주식회사) 1kg, 안료로 MDAC 및 군청안료(효진안료) 10 g을 각각 정량하여 배압기에 투여하여 교반을 시작하였다.
완전한 용해가 이루어지는 시간이 약 9분 소요되었다. 이후, 가열 온도범위 180 ∼ 182 ℃를 유지하는 압출기에 강제로 투여하는 방법에 의하여 압출을 행하였더니 배출되는 압출물의 굳기가 상기한 실시예 1보다 강하였고, 압출물이 흘러내리지는 않았으나 부분적으로 늘어지는 현상이 발생하였다. 그러나 절단기의 의해 펠릿화하는 데에는 크게 문제되지 않았다.
실시예 3
폴리염화비닐(PVC)로 상품명 LS-100수지(주식회사 엘지화학) 50 kg을 정량하고, 트리메틸프로판올(TMP)계 가소제(알코올:산=1:1.4 ~ 1:2 몰비, LGflex BET, 주식회사 엘지화학)로 50 kg을 정량하고 칼슘계 무독 안정제로(Witco사 독일) 2kg, E . S . O 안정제(witco사 독일) 1kg, 안료로 MDAC 및 군청안료(효진안료) 10 g을 각각 정량하여 배압기에 투여하여 교반을 시작하였다. 완전한 용해가 이루어지는 시간이 약 15여분 소요되었다. 이후, 가열 온도범위 180 ∼ 182 ℃를 유지하는 압출기에 강제로 투여하는 방법에 의하여 압출을 행하였더니 배출되는 압출물의 굳기가 마치 밀가루를 반죽한 상태로 유지되면서 이상적으로 배출되었고, 절단기에 의해여 절단작업이 매우 용이하여 펠릿화하는데 매우 이상적인 작업이 가능하였다.
시험예 1
상기 실시예 1에서 제조한 압출물 3 kg을 시료로 채택하여 식품의약품안전청고시 2000-60호에 의거하여 디에틸헥실프탈레이트(DEHP), 디부틸프탈레이트(DBP), 디이소데실프탈레이트(DIDP), 디옥틸아디페이트(DOA), 디옥틸프탈레이트(DOP) 및 디이소노닐프탈레이트(DINP)와 같은 유해물질의 검출의 여부를 확인하여 보았다.
식품의약품안정청에서는 상기한 디에틸헥실프탈레이트(DEHP), 디부틸프탈레이트(DBP), 디이소데실프탈레이트(DIDP), 디옥틸아디페이트(DOA), 디옥틸프탈레이트(DOP) 및 디이소노닐프탈레이트(DINP)의 검출 한계를 1 kg당 50 mg으로 허용하고 있으나, 상기한 실시예 1의 압출물에서는 상기한 유해물질이 전혀 검출되지 않았다.
시험예 2
상기 시험예 1과 동일한 방법으로 유해물질의 검출의 여부를 확인하되, 상기 실시예 2에서 제조한 압출물 3 kg을 시료로 채택하였다. 그 결과, 실시예 2의 압출물에서는 상기한 유해 물질이 전혀 검출되지 않았다.
시험예 3
상기 시험예 1과 동일한 방법으로 유해물질의 검출의 여부를 확인하되, 상기 실시예 3에서 제조한 압출물 3 kg을 시료로 채택하였다. 그 결과, 실시예 3의 압출물에서는 상기한 유해 물질이 전혀 검출되지 않았다.
시험예 4
상기 실시예 1에서 제조한 압출물 3 kg을 시료로 채택하여 ICP 분석 시험방법에 의거하여, 납(Pb)과 카드늄(Cd)의 검출의 여부를 확인하여 보았다.
검출 단위는 wt/ppm이였으며, 상기한 실시예 1에서 제조한 압출물에서는 납과 카드늄이 전혀 검출되지 않았다.
시험예 5
상기 실시예 2에서 제조한 압출물 3 kg을 시료로 채택하여 ICP 분석 시험방법에 의거하여 납(Pb)과 카드늄(Cd)의 검출의 여부를 확인하여 보았다.
검출 단위는 wt/ppm이였으며, 상기한 실시예 2에서 제조한 압출물에서는 납과 카드늄이 전혀 검출되지 않았다.
시험예 6
상기 실시예 3에서 제조한 압출물 3 kg을 시료로 채택하여 ICP 분석 시험방법에 의거하여 납(Pb)과 카드늄(Cd)의 검출의 여부를 확인하여 보았다.
검출 단위는 wt/ppm이였으며, 상기한 실시예 3에서 제조한 압출물에서는 납과 카드늄이 전혀 검출되지 않았다.
이상, 상기의 시험예 1, 2, 3, 4, 5, 및 6에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명에 의하여 제조된 합성수지 조성물은 유해물질로서 각종 질환을 유발케하는 상기한 유해 물질이 전혀 검출되지 않았다.
결국, 본 발명은 트리메틸프로판올(TMP)계 가소제의 인증 사용으로 인하여 상기한 유해 물질이 검출되지 않는 합성수지 조성물을 제공할 수 있었다.
이상에서 상세히 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 PVC 합성수지 조성물은 내분비계 장애가 우려되는 유해 물질이 검출되지 않으므로 각종 어린이용 완구, 의료용구, 각종 생활에 필요한 용기, 산업용 부자재등을 제조하여도 인체에 해가 없으므로 안전하게 사용할 수 있다.

Claims (2)

  1. 폴리염화비닐 합성수지 조성물에 있어서, 폴리염화비닐(PVC) 100 중량부에 대하여 가소제로서 트리메틸프로판올 에스테르 혼합물(알코올:산 = 1 : 1.4 ~ 1 : 2 몰비) 10 ~ 310 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무독성의 폴리염화비닐 합성수지 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 폴리염화비닐 합성수지 조성물이 폴리염화비닐 100 중량부에 대하여 무독 안정제로서 칼슘계 안정제와 에폭시 대두유(E. S. O) 1 ~ 10 중량부와 안료 0.01 ~ 0.5 중량부를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 무독성의 폴리염화비닐 합성수지 조성물.
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