KR102107734B1 - 에틸렌비닐아세테이트 수지의 비닐아세테이트 함량을 측정하는 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 Minispec 장비를 이용하여 에틸렌비닐아세테이트 수지의 비닐아세테이트 함량을 측정하는 방법에 관한 것으로, 이 방법에 따르면 보다 신속하면서도 높은 신뢰도로 에틸렌비닐아세테이트 수지의 비닐아세테이트 함량을 측정할 수 있다.
Description
본 발명은 에틸렌비닐아세테이트 수지의 비닐아세테이트 함량을 측정하는 방법 에 관한 것이다.
에틸렌비닐아세테이트 수지는 에틸렌 단량체와 비닐아세테이트 단량체를 중합하여 생산하는 공중합체로, 경질소재에서부터 핫멜트 접착제와 같은 연질소재에 이르기까지 그 사용범위가 매우 넓으며, 폴리에틸렌에 비해 결정성이 낮고 저온특성과 내충격성이 우수한 특징이 있다.
그리고, 에틸렌비닐아세테이트 수지는 열가소성 고분자이나 고무적인 성격을 가지고 있으며 전기절연성과 내전압성이 우수하고, 투명성, 베리어 특성, 접착성, 그리고 UV 특성 등이 우수하여 튜브, 포장재, 전선피복재, 전기절연제품, 테이프, 접착제, 각종 시트류 등에 널리 사용되고 있으며, 최근 들어 태양전지와 같은 광전소자의 보호 필름 등으로 그 사용영역을 넓혀가고 있다.
그러나, 에틸렌비닐아세테이트 수지의 특성은 비닐아세테이트의 함량에 따라 달라지기 때문에, 에틸렌비닐아세테이트 수지의 물성을 파악하고, 사용 분야를 결정하기 위해서는 에틸렌비닐아세테이트 수지의 비닐아세테이트의 함량을 높은 신뢰도로 측정하는 것이 중요하다.
이전에는 에틸렌비닐아세테이트 고분자 시료를 일반적인 고온 1H-NMR 또는 TGA 분석 방법을 이용하여 비닐아세테이트의 함량을 측정하였으나, 고온 1H-NMR 의 경우 NMR 용매에 용해시켜 측정해야 하는 단점이 있고, TGA 분석의 경우 시료를 최종적으로 분해되는 온도까지 가열하여 파괴시켜야 하는 단점이 존재하기 때문에, 에틸렌비닐아세테이트 수지의 비닐아세테이트 함량을 신속하면서도 높은 신뢰도로 측정하는 방법에 대한 개발이 여전히 필요하다.
본 발명은 에틸렌비닐아세테이트 수지의 비닐아세테이트 함량을 측정하는 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 Minispec 장비를 이용하여 비닐아세테이트의 함량이 15wt% 이상인 에틸렌비닐아세테이트 수지의 liquid region과 solid region을 측정하는 단계; 및
상기 측정된 에틸렌비닐아세테이트 수지의 liquid region에 대한 solid region의 비율인 Signal ratio(X)를 하기 식 1에 적용하여 신뢰도 96±3%로 비닐아세테이트의 함량을 산출하는 단계;를 포함하는 에틸렌비닐아세테이트 수지의 비닐아세테이트 함량을 측정하는 방법을 제공한다:
[식 1]
비닐아세테이트 함량(wt%)=0.08961X+3.4214
상기 식 1에서, X는 Signal ratio=solid region/liquid region이다.
이하 발명의 구체적인 구현예에 따른 에틸렌비닐아세테이트 수지의 비닐아세테이트 함량을 측정하는 방법에 관하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
발명의 일 구현예에 따르면, Minispec 장비를 이용하여 비닐아세테이트의 함량이 15wt% 이상인 에틸렌비닐아세테이트 수지의 liquid region과 solid region을 측정하는 단계; 및
상기 측정된 에틸렌비닐아세테이트 수지의 liquid region에 대한 solid region의 비율인 Signal ratio(X)를 하기 식 1에 적용하여 신뢰도 96±3%로 비닐아세테이트의 함량을 산출하는 단계;를 포함하는 에틸렌비닐아세테이트 수지의 비닐아세테이트 함량을 측정하는 방법이 제공될 수 있다:
[식 1]
비닐아세테이트 함량(wt%)=0.08961X+3.4214
상기 식 1에서, X는 Signal ratio=solid region/liquid region이다.
본 발명자들은 기존에 에틸렌비닐아세테이트 수지의 비닐아세테이트 함량을 측정하기 위해서 사용하던 고온 1H-NMR 분석의 경우 NMR 용매에 용해시켜 측정해야 하는 단점이 있고, TGA 분석의 경우 시료를 최종적으로 분해되는 온도까지 가열하여 파괴시켜야 하는 한계가 있기 때문에, 신속하면서도 높은 신뢰도로 에틸렌비닐아세테이트 수지의 비닐아세테이트 함량을 측정하는 방법에 대한 연구를 진행하였다.
이에, Minispec 장비를 이용하여 에틸렌비닐아세테이트 수지의 liquid region과 solid region을 측정하고, 이를 상기 식 1에 적용하는 측정 방법이 간단하면서도 높은 신뢰도로 에틸렌비닐아세테이트 수지의 비닐아세테이트 함량을 측정할 수 있음을 실험을 통하여 확인하고 발명을 완성하였다.
상기 에틸렌비닐아세테이트 수지의 비닐아세테이트 함량 측정 방법에서 사용하는 Minispec 장비는 일반적으로 Low field 자기장에서 T2 relaxation을 활용하여 빠르게 분석을 수행하는 장비로, 예컨대 Bruker 제조사의 Mq-20 등을 사용할 수 있다. 특히, 상기 Minispec 장비는 고분자 시료를 용매에 녹이는 단계를 거치지 않고 비파괴적인 방식을 사용하여, 공중합체의 구조 분석을 위하여 일반적으로 사용되는 1H-NMR, TGA 장비에 비하여 고분자 시료 자체를 빠르게 분석할 수 있는 장점이 있다.
상기 일 구현예의 에틸렌비닐아세테이트 수지의 비닐아세테이트 함량을 측정하는 방법에서는 상기 Minispec 장비를 이용하여 에틸렌비닐아세테이트 수지의 liquid region과 solid region을 측정한다. 이때, liquid region은 고분자 시료상에서 결정화도가 높은 hard segments를 의미하고, solid region은 고분자 시료상에서 결정화도가 낮은 soft segments를 의미하는데, 이들은 중합이 완료된 최종 제품 상태의 에틸렌비닐아세테이트 시료를 용매에 용해시키지 않고, 40℃의 온도로 안정화 시킨 조건에서 측정한 것일 수 있다.
그리고, 상기 방법으로 측정된 에틸렌비닐아세테이트 수지의 liquid region과 solid region을 이용하여, liquid region에 대한 solid region의 비율인 Signal ratio(X)를 계산하고, 이를 상기 식 1에 적용하여 비닐아세테이트 함량을 산출할 수 있다.
이때, 분석 대상이 되는 에틸렌비닐아세테이트 수지는 비닐아세테이트의 함량이 15wt% 이상이며, 바람직하게는 15wt% 내지 50wt%일 수 있다. 상술한 바와 같이, 에틸렌비닐아세테이트 수지의 물리적 특성은 비닐아세테이트의 함량에 따라 변화가 크기 때문에, 에틸렌비닐아세테이트 수지는 비닐아세테이트의 함량에 따라 측정 방법을 선택하는 것이 바람직하며, 상기 범위의 비닐아세테이트 함량을 갖는 에틸렌비닐아세테이트 수지에 대해서는 상기 일 구현예의 측정 방법으로 신속하면서도 높은 신뢰도로 비닐아세테이트 함량을 측정할 수 있다.
그리고, 상기 일 구현예의 에틸렌비닐아세테이트 수지의 비닐아세테이트 함량을 측정하는 방법은 신뢰도가 96±3%일 수 있다. 이 때, 상기 신뢰도는 에틸렌비닐아세테이트 수지들을 측정하여 만든 상기 식 1의 함수식에 대하여 각각의 비닐아세테이트 함량 데이터들이 벗어날 수 있는 정도를 의미하는 것으로, 상기와 같은 방법으로 에틸렌비닐아세테이트 수지를 분석하면 1H-NMR 또는 TGA 분석 방법을 사용하는 것과 동등하거나, 보다 더 정확하게 비닐아세테이트 함량을 측정할 수 있다.
본 발명에 따르면 에틸렌비닐아세테이트 수지의 비닐아세테이트 함량을 신속하면서도 높은 신뢰도로 측정할 수 있어, 수지 생산 공장 및 가공 업체에서도 활용이 가능하다.
발명을 하기의 실시예에서 보다 상세하게 설명한다. 단, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
실시예
1 내지 3: 에틸렌비닐아세테이트 수지의 비닐아세테이트 함량 분석
비닐아세테이트의 함량이 알려진 상용화된 에틸렌비닐아세테이트 수지 3종(엘지화학의 EP28015, EP28025, EA28400)을 이용하여, 본 발명의 에틸렌비닐아세테이트 수지의 비닐아세테이트 함량을 측정하는 방법을 테스트 하였다.
상기 에틸렌비닐아세테이트 2g을 직경 10mm, 길이 180mm의 NMR 튜브에 채워 넣고, 40℃의 온도에서 안정화시킨 뒤, 안정화가 완료된 Time domain(TD) NMR 장비인 Bruker사의 Minispec Mq-20 장비를 이용하여 Signal ratio를 측정하고, 하기 식 1을 이용하여 비닐아세테이트의 함량(wt%)을 산출하였다.
[식 1]
비닐아세테이트 함량(wt%)=0.08961X+3.4214
상기 식 1에서, X는 Signal ratio=solid region/liquid region이다.
| EVA 수지 | Minispec을 이용하여 측정된 VA 함량 | 실제 VA 함량 | |
| 실시예 1 | EP28015 | 27.5 | 28 |
| 실시예 2 | EP28025 | 28.5 | 28 |
| 실시예 3 | EA28400 | 30.1 | 28 |
Claims (3)
- Minispec 장비를 이용하여 비닐아세테이트의 함량이 15wt% 이상인 에틸렌비닐아세테이트 수지의 liquid region과 solid region을 측정하는 단계; 및
상기 측정된 에틸렌비닐아세테이트 수지의 liquid region에 대한 solid region의 비율인 Signal ratio(X)를 하기 식 1에 적용하여 신뢰도 96±3%로 비닐아세테이트의 함량을 산출하는 단계;를 포함하는 에틸렌비닐아세테이트 수지의 비닐아세테이트 함량을 측정하는 방법:
[식 1]
비닐아세테이트 함량(wt%)=0.08961X+3.4214
상기 식 1에서, X는 Signal ratio=solid region/liquid region으로, solid region은 에틸렌비닐아세테이트 수지 중 SOFT SEGMENT의 비율을 나타내고, liquid region은 에틸렌비닐아세테이트 수지 중 HARD SEGMENT의 비율을 나타낸다.
- 제1항에 있어서,
비닐아세테이트의 함량이 15wt% 내지 50wt%인 에틸렌비닐아세테이트 수지의 비닐아세테이트 함량을 측정하는 방법.
- 제1항에 있어서,
에틸렌비닐아세테이트 수지의 liquid region과 solid region을 측정하는 단계는 에틸렌비닐아세테이트 수지를 40℃의 온도로 안정화 시킨 조건에서 측정한 것인, 비닐아세테이트 함량을 측정하는 방법.
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