KR102480753B1 - 극저 VOCs 실리콘 고무 및 그 제조방법 - Google Patents
극저 VOCs 실리콘 고무 및 그 제조방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102480753B1 KR102480753B1 KR1020220040668A KR20220040668A KR102480753B1 KR 102480753 B1 KR102480753 B1 KR 102480753B1 KR 1020220040668 A KR1020220040668 A KR 1020220040668A KR 20220040668 A KR20220040668 A KR 20220040668A KR 102480753 B1 KR102480753 B1 KR 102480753B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- silicone rubber
- vocs
- ultra
- volatile organic
- organic compounds
- Prior art date
Links
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 title claims abstract description 75
- 239000012855 volatile organic compound Substances 0.000 title claims abstract description 60
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 4
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 claims abstract description 48
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 38
- 239000004944 Liquid Silicone Rubber Substances 0.000 claims description 24
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 19
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 19
- NLZUEZXRPGMBCV-UHFFFAOYSA-N Butylhydroxytoluene Chemical compound CC1=CC(C(C)(C)C)=C(O)C(C(C)(C)C)=C1 NLZUEZXRPGMBCV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 239000004322 Butylated hydroxytoluene Substances 0.000 claims description 10
- 229940095259 butylated hydroxytoluene Drugs 0.000 claims description 10
- 235000010354 butylated hydroxytoluene Nutrition 0.000 claims description 10
- IUMSDRXLFWAGNT-UHFFFAOYSA-N Dodecamethylcyclohexasiloxane Chemical compound C[Si]1(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O1 IUMSDRXLFWAGNT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- LQERIDTXQFOHKA-UHFFFAOYSA-N nonadecane Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCCC LQERIDTXQFOHKA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- GSANOGQCVHBHIF-UHFFFAOYSA-N tetradecamethylcycloheptasiloxane Chemical compound C[Si]1(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O1 GSANOGQCVHBHIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- XMSXQFUHVRWGNA-UHFFFAOYSA-N Decamethylcyclopentasiloxane Chemical compound C[Si]1(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O1 XMSXQFUHVRWGNA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- ISXOGOLHEGHGQF-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6,8,8,10,10,12,12,14,14,16,16,18,18-octadecamethyl-1,3,5,7,9,11,13,15,17-nonaoxa-2,4,6,8,10,12,14,16,18-nonasilacyclooctadecane Chemical compound C[Si]1(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O1 ISXOGOLHEGHGQF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- NHTMVDHEPJAVLT-UHFFFAOYSA-N Isooctane Chemical compound CC(C)CC(C)(C)C NHTMVDHEPJAVLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- XKJMJYZFAWYREL-UHFFFAOYSA-N hexadecamethylcyclooctasiloxane Chemical compound C[Si]1(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O1 XKJMJYZFAWYREL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- JWXHLUIZEXNANU-UHFFFAOYSA-N (4,5-dimethyl-7a-prop-1-en-2-yl-2,3,3a,5,6,7-hexahydro-1h-inden-4-yl)methanol Chemical compound OCC1(C)C(C)CCC2(C(C)=C)CCCC21 JWXHLUIZEXNANU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- UGKVWSFUCVWOIQ-UHFFFAOYSA-N trimethyl-[methyl-[methyl-[methyl-[methyl(trimethylsilyloxy)silyl]oxysilyl]oxy-trimethylsilyloxysilyl]oxysilyl]oxysilane Chemical compound C[Si](C)(C)O[SiH](C)O[SiH](C)O[Si](C)(O[Si](C)(C)C)O[SiH](C)O[Si](C)(C)C UGKVWSFUCVWOIQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- ZBHDDZHJLOAVEJ-UHFFFAOYSA-N 2,2-dimethylpentadecane Chemical compound CCCCCCCCCCCCCC(C)(C)C ZBHDDZHJLOAVEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- XTIADNINQBIUNR-UHFFFAOYSA-N 2,3,5,8-tetramethyldecane Chemical compound CCC(C)CCC(C)CC(C)C(C)C XTIADNINQBIUNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- OULLMBUUZUOMIV-UHFFFAOYSA-N 3,3-dimethyl-4-(2-methylpropoxy)-4-oxo-2,2-di(propan-2-yl)butanoic acid Chemical compound CC(C)COC(=O)C(C)(C)C(C(C)C)(C(C)C)C(O)=O OULLMBUUZUOMIV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 abstract description 23
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 17
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 17
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 14
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 9
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 9
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 9
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 9
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 8
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 7
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 6
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 6
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 6
- LKDNVLBKUWPLMD-UHFFFAOYSA-N 1,3,5,7,9,11,13,15-octaoxa-2,4,6,8,10,12,14,16-octasilacyclohexadecane Chemical compound O1[SiH2]O[SiH2]O[SiH2]O[SiH2]O[SiH2]O[SiH2]O[SiH2]O[SiH2]1 LKDNVLBKUWPLMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 5
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 5
- YAEMTOBHYXOZAK-UHFFFAOYSA-N 1,3,5,7,9,11,13,15,17-nonaoxa-2,4,6,8,10,12,14,16,18-nonasilacyclooctadecane Chemical compound O1[SiH2]O[SiH2]O[SiH2]O[SiH2]O[SiH2]O[SiH2]O[SiH2]O[SiH2]O[SiH2]1 YAEMTOBHYXOZAK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- JIYRKVLLOCBJHR-UHFFFAOYSA-N 1-o-(2-methylpropyl) 4-o-propan-2-yl 2,2-dimethyl-3-propan-2-ylbutanedioate Chemical compound CC(C)COC(=O)C(C)(C)C(C(C)C)C(=O)OC(C)C JIYRKVLLOCBJHR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000002290 gas chromatography-mass spectrometry Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N Benzene Chemical compound C1=CC=CC=C1 UHOVQNZJYSORNB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 229940127554 medical product Drugs 0.000 description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 3
- HMMGMWAXVFQUOA-UHFFFAOYSA-N octamethylcyclotetrasiloxane Chemical compound C[Si]1(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O[Si](C)(C)O1 HMMGMWAXVFQUOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 238000003815 supercritical carbon dioxide extraction Methods 0.000 description 3
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 3
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZHNUHDYFZUAESO-UHFFFAOYSA-N Formamide Chemical compound NC=O ZHNUHDYFZUAESO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N Pentane Chemical compound CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- DIOQZVSQGTUSAI-UHFFFAOYSA-N decane Chemical compound CCCCCCCCCC DIOQZVSQGTUSAI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 210000002445 nipple Anatomy 0.000 description 2
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- BGHCVCJVXZWKCC-UHFFFAOYSA-N tetradecane Chemical compound CCCCCCCCCCCCCC BGHCVCJVXZWKCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ADNADZOSMJDVIS-UHFFFAOYSA-N 2-methylpropyl pentanoate Chemical compound CCCCC(=O)OCC(C)C ADNADZOSMJDVIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 5-(trimethylsiloxy)hexasiloxane Chemical compound 0.000 description 1
- 229920000426 Microplastic Polymers 0.000 description 1
- CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N Ozone Chemical compound [O-][O+]=O CBENFWSGALASAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 150000001336 alkenes Chemical class 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 1
- 150000001491 aromatic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000000711 cancerogenic effect Effects 0.000 description 1
- 231100000315 carcinogenic Toxicity 0.000 description 1
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000002537 cosmetic Substances 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
- 238000004925 denaturation Methods 0.000 description 1
- 230000036425 denaturation Effects 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000009189 diving Effects 0.000 description 1
- 239000000598 endocrine disruptor Substances 0.000 description 1
- 231100000049 endocrine disruptor Toxicity 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000000383 hazardous chemical Substances 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000001634 microspectroscopy Methods 0.000 description 1
- 239000005543 nano-size silicon particle Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 230000001151 other effect Effects 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 150000002978 peroxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000000791 photochemical oxidant Substances 0.000 description 1
- 238000006552 photochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 125000005498 phthalate group Chemical class 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012805 post-processing Methods 0.000 description 1
- 239000012763 reinforcing filler Substances 0.000 description 1
- 230000000241 respiratory effect Effects 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 229920002631 room-temperature vulcanizate silicone Polymers 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G77/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
- C08G77/04—Polysiloxanes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G77/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
- C08G77/04—Polysiloxanes
- C08G77/32—Post-polymerisation treatment
- C08G77/34—Purification
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L83/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L83/04—Polysiloxanes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
- Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
- Y02P20/54—Improvements relating to the production of bulk chemicals using solvents, e.g. supercritical solvents or ionic liquids
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
본 발명은 휘발성 유기화합물(Volatile Organic Compound, VOCs)를 극한까지 저감시킨 친환경 초순수 실리콘에 관한 것이다.
본 발명의 실시예들은, 휘발성 유기화합물(VOCs)을 10 ㎍/g 이하까지 극한 저감시킨 인체 무해한 친환경 실리콘 고무를 통해 소비자들이 안심하고 사용할 수 있는 안전한 실리콘 고무 적용 제품을 제공할 수 있다.
본 발명의 실시예들은, 휘발성 유기화합물(VOCs)을 10 ㎍/g 이하까지 극한 저감시킨 인체 무해한 친환경 실리콘 고무를 통해 소비자들이 안심하고 사용할 수 있는 안전한 실리콘 고무 적용 제품을 제공할 수 있다.
Description
본 발명은 실리콘 고무에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 휘발성 유기화합물(Volatile Organic Compound, VOCs)를 극한까지 저감시킨 친환경 초순수 실리콘에 관한 것이다.
휘발성 유기화합물(Volatile Organic Compound)은 끓는 점이 낮아 대기 중으로 쉽게 증발되는 액체 또는 기체상 유기화합물의 총칭으로서 VOC라고도 하는데, 산업체에서 많이 사용하는 용매에서 화학 및 제약공장이나 플라스틱 건조공정에서 배출되는 유기가스에 이르기까지 매우 다양하며 끓는점이 낮은 액체연료, 파라핀, 올레핀, 방향족화합물 등 생활주변에서 흔히 사용하는 탄화수소류가 거의 해당된다.
VOC는 대기 중에서 질소산화물(NOx)과 함께 광화학반응으로 오존 등 광화학산화제를 생성하여 광화학스모그를 유발하기도 하고, 벤젠과 같은 물질은 발암성물질로서 인체에 매우 유해하며, 스티렌을 포함하여 대부분의 VOC는 악취를 일으키는 물질로 분류할 수 있다. 주요 배출원으로는 유기용제사용시설, 도장시설, 세탁소, 저유소, 주유소 및 각종 운송수단의 배기가스 등의 인위적 배출원과 나무와 같은 자연적 배출원이 있다.
실리콘 고무 역시 유연성, 강도 및 경도, 신율, 그리고 우수한 영구압축출음율 등의 우수한 기계적 물성을 가져 아기 우유병, 젖꼭지, 치발기, 식기류 등의 유아용품, 레저용품 및 의료용 기구 등에 다양하게 사용되고 있지만, 최근 친환경을 넘어 필(必)환경 트렌드로 전환됨에 따라 이러한 제품들의 유해 화학물질에 대한 소비자들의 소비 기준이 높아지고 있다. 가구, 도료, 생활용품 등으로부터 발생하는 VOC를 측정 및 정화하기 위한 휴대용 VOC 측정기와 공기정화장치의 생활화 뿐만 아니라, 특히 유아용품 시장에서는 거부(NO)와 화학물질(Chemical)의 합성어인 노케미맘이 등장할 정도로 가격, 디자인 뿐만 아니라 소재와 성분까지 꼼꼼하게 살펴보는 추세이다.
이러한 유해 화학물질들은 환경부 산하 한국환경산업기술원에서 부여하는 친환경 마크 환경표지인 ‘친환경 인증’ 등을 통해 인증받을 수 있다. 친환경 인증은 휘발성 유기화합물(VOC)은 물론이고, 중금속, 다이메틸폼아마이드(DMF) 포름아미드, 환경호르몬 추정물질인 프탈레이트 및 유아내분비계 장애요소(APEOs) 등 유해 물질을 엄격하게 관리하는 제품에만 부여되는 국내 공인 인증 마크이다.
그러나 녹색, 에코, 유기농 등의 마크가 찍혀있다고 해도 친환경 제품이 아닐 수도 있기 때문에 수많은 유아용품 속에서 일반 소비자가 믿을 수 있는 안전한 제품을 고르는 것은 쉽지 않다.
본 발명은 유해 화학물질인 휘발성 유기화합물(VOCs)이 저감되어 안전하게 사용 가능한 실리콘 고무 및 이를 이용한 제품을 제공하고자 한다.
또한, 실리콘의 표면 거칠기를 제어함으로써 잦은 세척 및 소독에도 미세 실리콘 플라스틱이 검출되지 않는 안전한 실리콘 고무 및 이를 이용한 제품을 제공하고자 한다.
실시예들에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 사항들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 이하 설명할 다양한 실시예들로부터 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 고려될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 극저 VOCs 실리콘 고무는, 잔류하는 휘발성 유기화합물(VOCs)이 10 ㎍/g 이하이고, 바람직하게는 6.5㎍/g 이하일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 표면에 오목부 간 또는 볼록부 간의 평균 간격이 200 내지 500㎚인 요철 구조를 갖는 영역이 면적률로 50% 이상일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 면적률이 80% 이상일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 요철구조에서 오목부의 바닥과 볼록부의 정점과의 높이 차가 300㎚ 이하일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 실리콘 고무는 고온 경화형 실리콘 고무이며, 상기 고온 경화형 실리콘 고무는 고상 실리콘 고무 (High consistency Rubber, HCR) 또는 액상 실리콘 고무(Liquid Silicone Rubber, LSR)일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 극저 VOC 실리콘 고무를 이용하여 유아용품을 제조할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며 휘발성 유기화합물의 저감 및 안전성이 요구되는 식품용 도구, 의료용품 등을 제조할 수도 있다.
실시예들에 따르면, 유해 화학물질인 휘발성 유기화합물(VOCs)을 10 ㎍/g 이하까지 극한 저감시킨 인체 무해한 친환경 실리콘 고무 및 이를 이용한 제품을 제공할 수 있으며, 이를 통해 소비자들이 안심하고 사용할 수 있는 안전한 실리콘 고무 적용 제품을 제공할 수 있다.
또한, 실리콘 고무의 표면 거칠기를 제어함으로써 잦은 세척 및 소독에도 미세 실리콘 플라스틱이 탈락, 검출되지 않는 실리콘 고무 및 이를 이용한 제품을 제공할 수 있다.
실시예들로부터 얻을 수 있는 효과들은 이상에서 언급된 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 이하의 상세한 설명을 기반으로 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 도출되고 이해될 수 있다.
이하의 실시예들은 실시예들의 구성요소들과 특징들을 소정 형태로 결합한 것들이다. 각 구성요소 또는 특징은 별도의 명시적 언급이 없는 한 선택적인 것으로 고려될 수 있다. 각 구성요소 또는 특징은 다른 구성요소나 특징과 결합되지 않은 형태로 실시될 수 있다. 또한, 일부 구성요소들 및/또는 특징들을 결합하여 다양한 실시예들을 구성할 수도 있다. 다양한 실시예들에서 설명되는 동작들의 순서는 변경될 수 있다. 어느 실시예의 일부 구성이나 특징은 다른 실시예에 포함될 수 있고, 또는 다른 실시예의 대응하는 구성 또는 특징과 교체될 수 있다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함(comprising 또는 including)"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "...기", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, "일(a 또는 an)", "하나(one)", "그(the)" 및 유사 관련어는 다양한 실시예들을 기술하는 문맥에 있어서(특히, 이하의 청구항의 문맥에서) 본 명세서에 달리 지시되거나 문맥에 의해 분명하게 반박되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.
본 발명에서 기술하는 실리콘 고무는 휘발성 유기화합물(Volatile Organic Compound, 이하 VOCs라 한다)을 포함하는 유해 화학물질의 극한 저감이 필요한 분야에 주로 사용되는 실리콘 고무를 의미할 수 있으며, 일반적으로 안전성이 요구되는 유아용품, 식품용 도구 등 일반 산업용 제품 또는 의료용 제품에 적용될 수 있다. 또한, 해당 용도에 적합한 고온 경화형(High Temperature Vulcanizing) 고상 실리콘 고무(High consistency Rubber, HCR) 또는 액상 실리콘 고무(Liquid Silicone Rubber, LSR)일 수 있으나, 상기 용도 및 실리콘 고무 종류에 제한되는 것은 아니며 VOCs의 저감이 요구되는 경우라면 제한 없이 적용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 극저 VOC 실리콘 고무는, 휘발성 유기화합물(VOCs)이 10 ㎍/g 이하일 수 있다. 발명자들은 상당한 안전성이 요구되는 실리콘 고무도 휘발성 유기화합물(VOCs)을 소량 함유하고 있으며, 이를 더욱 저감하기 위해 초임계 이산화탄소 추출법을 이용할 경우 VOCs를 극한까지 저감시킬 수 있음을 인식하고 본 발명에 이르렀다.
초임계 상태(Supercritical state)의 유체는 임계온도(Tc) 및 임계압력(Pc)을 초과하는 비 응축성 고밀도 유체로 정의할 수 있으며, 초임계 상태의 물질은 아무리 압력을 높여도 액체가 되지 않는다. 즉, 액화하지 않는 고밀도 기체와 같은 상태로 볼 수 있으며, 이렇게 초임계 상태에 있는 물질을 초임계 유체라고 한다. 물질이 초임계 상태로 되는 온도와 압력을 임계점이라고 하며, 임계점에서의 온도(Tc)와 압력(Pc)을 초과한 상태에서 초임계 유체가 된다. 초임계 유체의 밀도는 액체에 가까워 물질을 용해하는 능력을 가지고 있으며, 점성은 액체보다 기체에 가까운 값을 나타내고 초임계 유체 내의 확산계수는 액체와 기체의 중간 정도이다. 이러한 액체와 기체의 중간 성질을 통해 온도와 압력을 변화시켜 물성을 변화시킬 수 있으며, 추출작업 또는 화학반응의 용매 등 다양한 용도로 사용될 수 있다.
초임계 유체로 자주 사용되는 물질은 독성, 가연성이 없고 자연계에 많이 존재하는 물과 이산화탄소이다. 특히 이산화탄소는 임계온도(31℃)가 실온에 가깝고 임계압력(7.38MPa) 또한 취급하기 쉬운 조건이기 때문에 열 변성을 일으키기 쉬운 추출 및 분리에 주로 사용된다.
초임계 이산화탄소(Supercritical CO2)는 1,070 psi로 압력을 조금 올리면, 온도 31℃에서 액체와 기체의 중간 상태인 초임계 유체가 되며, 화학적으로 불활성으로 독성이 없고 인화성이 없으며, 비극성이기 때문에 지방 등을 잘 녹일 수 있다. 또한, 상온/상압 하에서 기체가 방출되기 때문에 용매 제거 및 농축 등의 후처리가 용이하다.
본 발명에서는 사출 성형된 실리콘 고무에 초임계 이산화탄소 처리를 적용함으로써 잔류하는 VOCs 등 유해 화학물질을 10 ㎍/g 이하로 감소시킬 수 있으며, 더욱 바람직하게는 6.5 ㎍/g 이하까지 VOCs를 감소시킬 수 있다.
실리콘고무는 일반적으로 상온에서 자연 경화되는 상온 경화용(Room Temperature Vulcanizing, RTV) 실리콘과 열을 가해주어야 경화되는 고온 경화용(High Temperature Vulcanizing, HTV) 실리콘으로 분류될 수 있다. 고온 경화용 실리콘 고무(HTV)는 사용된 원료 폴리머의 중합도에 따라 고상 실리콘 고무(High consistency Rubber, HCR)와 액상 실리콘 고무(Liquid Silicone Rubber, LSR)로 나뉘어진다.
고상 실리콘 고무는 High Consistency Rubber이라는 뜻으로 단단한 고체 형태의 실리콘으로 프레스기를 이용한 사출 방식으로 생산된다. HCR은 폴리오가노실록산을 주원료로 실리카계의 보강성 충전제, 여러 가지 특성을 부여하기 위한 각종 첨가제를 배합하여 베이스 컴파운드(compound)를 제조하고, 다음에 가류제를 첨가하여 가열 경화하는 형태의 고무이다. 후술할 액상 실리콘 고무(LSR)와는 상대적으로 사람이 직접 원료의 투입하고 제품 취출하기에 원료 손실이 많고 사이클 타임이 긴 단점이 있으나, 원재료 투입량이 적어 생산 초기에 실리콘샘플제작이나 소량 생산에 적합하며 다른 유기계 고무에서는 볼 수 없는 내열성, 내한성, 내약품성, 난연성 등 우수한 특성을 갖추고 있어, 자동차, 식품, 레저용품 등 모든 산업 분야에 폭넓게 사용된다.
액상 실리콘 고무는 Liquid Silicone Rubber이라는 뜻으로 액체 형태의 실리콘으로 점도가 낮고 유동성이 좋아 자동화되는 사출 방식의 성형으로 생산된다. LSR은 사출성형으로 원재료 손실이 적고 사이클 타임이 짧아 대량생산에 적합하며, 복잡한 몰드에 쉽게 들어가기 때문에 섬세한 디자인과 엄격한 편차를 요구하는 곳에 사용된다. 또한 경화 과정 중 휘발성 과산화물과 잔류물이 검출되지 않는 장점으로 의료용 등급으로써 안전성이 요구되는 유아용품이나 식품용 도구, 의료용품 등에 사용이 가능하다. 그러나 이러한 액상 실리콘 고무의 경우에도 VOCs 함량을 분석해보면, 대략 35 내지 55 ㎍/g(=ppmw)의 잔류 VOCs를 함유하고 있다.
실리콘 고무는 일반적으로 2,2,4-trimethyl-Pentane (CAS: 540-84-1), Decamethyl-Cyclopentasiloxane (CAS: 541-02-6), Octamethyl-Cyclotetrasiloxane (CAS: 556-67-2), Dodecamethyl-Cyclohexasiloxane (CAS: 540-97-6), Tetradecamethyl-Cycloheptasiloxane (CAS: 107-50-6), Butylated Hydroxytoluene (CAS: 128-37-0), Hexadecamethyl-Cyclooctasiloxane (CAS: 556-68-3), Octadecamethyl-Cyclononasiloxane (CAS: 556-71-8) 등의 VOCs를 함유하고 있으며, VOCs를 0.4% 미만으로 함유하여 초순수 실리콘으로 알려진 액상 실리콘 고무(LSR)도 상기 일반적인 VOCs 중 일부와 함께 2,2,4-trimethyl-3-carboxyisopropyl Pentanoic acid isobutyl ester 및/또는 Nonadecane (CAS: 629-92-5) 등이 35 내지 55 ㎍/g 범위에서 잔류한다.
그러나 본 발명에서는 위와 같은 VOCs가 잔류하는 실리콘 고무에 대하여 초임계 이산화탄소 추출법을 수행한 결과 VOCs를 10 ㎍/g 이하까지 저감할 수 있다. 초임계 이산화탄소 추출 후 잔류·검출되는 VOC는 일 예로 Butylated Hydroxytoluene (CAS: 128-37-0) 등이 있을 수 있으나, 총 함량(Total VOCs)이 10 ㎍/g을 초과하지 않음은 자명하다.
한편, 인체에 무해한 실리콘 고무 제품도 반복적인 세척 및 스팀 소독으로 인해 미세/나노 플라스틱이 검출될 수 있다. 미세 플라스틱과 나노 플라스틱은 각각 5㎜ 미만, 1㎛ 미만 크기의 플라스틱 입자를 말하며, 크기가 작아 하수 시설에서 걸러지지 않은 채 강과 바다로 흘러들어가고 자연분해도 되지 않아 생태계 파괴의 주범이 된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 실리콘 고무는 사출 성형 과정에서 몰드 또는 프레스기에 초임계 이산화탄소를 적용함으로써 표면 거칠기를 제어하여 미세 실리콘 플라스틱의 탈락을 방지할 수 있다. 실리콘 고무 조성물을 고온 경화시키는 과정에서 몰드 또는 프레스기 내부로 고온의 초임계 이산화탄소를 주입하거나, 몰드 또는 프레스기에서 토출된 후 완전히 경화되기 전에 주입함으로써 실리콘 고무의 표면 성상을 제어할 수 있다. 예를 들어, 임계압력(Pc) 이상으로 유지한 상태에서 고온 경화 온도범위인 150 내지 180℃로 초임계 이산화탄소를 주입할 수 있다.
미세 실리콘 플라스틱의 탈락을 방지하기 위해서는 실리콘 고무 표면에 존재하는 미세한 요철 구조가 균일하여 미려한 표면을 갖는 것이 유효하며, 이러한 요철구조의 제어를 통해 최초 잔류하는 VOCs를 저감할 수 있음과 동시에 사용 과정에서 표면의 화학적 변형 및 이물질이 흡착될 수 있는 사이트를 미리 줄이는 효과를 가질 수 있다. 이를 위해서는 실리콘 고무 표면에 평균 간격이 200 내지 500㎚인 미세한 요철 구조를 갖는 영역이 요구되고, 그 면적을 일정 이상으로 제어하는 것이 필요하다. 아울러 미려한 실리콘 고무 표면을 장시간의 사용에 걸쳐 유지하기 위해서는 미세한 요철 구조를 갖는 영역의 면적을 더욱 넓게 하는 것이 좋다.
본 발명의 일 실시예에 따른 실리콘 고무는 표면에 오목부 간 또는 볼록부 간의 평균 간격이 200 내지 500㎚인 요철 구조를 갖는 영역이 면적률로 50% 이상일 수 있으며, 바람직하게는 80% 이상일 수 있다. 여기서 요철 구조란, 오목부의 바닥과 그 오목부에 인접하는 볼록부의 정점과의 높이 차가 100㎚ 이상인 것을 의미한다.
위와 같은 미세한 요철 구조의 평가는 주사 전자 현미경(SEM)으로 관찰하여 얻을 수 있다. 기종을 한정하는 것은 아니지만, 예를 들어 일정 거리의 선상을 가로지르는 미세한 돌기 혹은 오목한 곳의 수를 계측하여 측정거리를 개수로 나눔으로써 평가할 수 있다.
오목부 간 또는 볼록부 간의 평균 간격 200 내지 500㎚일 수 있으나, 더욱 균일한 250 내지 400㎚ 범위가 바람직하다. 평균 간격 200㎚ 미만은 초임계 이산화탄소를 이용하여 제어하기에 공정상 어려움이 있으며, 평균 간격이 500㎚ 초과할 경우 편평도가 높아진다고 볼 수 있지만 육안상 돌기 또는 얼룩으로 보여질 수 있다. 또한, 상기 평균 간격 범위 하에서 미세 실리콘 플라스틱의 탈락을 방지하기 위해서는 요철 구조 오목부의 바닥과 볼록부의 정점과의 높이 차가 300㎚ 이하인 것이 바람직하다. 높이 차가 300㎚를 초과할 경우 볼록부가 세척 및 스팀 소독 등에 의해 탈락될 위험이 있다.
이하 구체적인 실시예를 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 본 발명이 이러한 실시예들에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
유아용품 중 젖병의 젖꼭지와 치발기 등에 사용되는 KCC실리콘社의 SL7220 액상 실리콘 고무(LSR)를 이용하여 표면 관찰이 용이한 벌크 형태로 사출 성형하였다. 사출 과정에서 초임계 이산화탄소는 주입하지 않고, 경화 후 상온 상태에서 초임계 이산화탄소를 처리하였다.
실시예 2
레저용품 중 스노클 등 다이빙 마스크에 사용 가능한 KCC실리콘社의 SL7270 액상 실리콘 고무(LSR)를 이용하여 실시예 1과 동일한 벌크 형태로 사출 성형하였으며, 사출 과정에서 몰드 외부를 추가 차폐하고 초임계 이산화탄소를 주입하여 제조하였다.
비교예 1
의료용 호흡기 마스크에 사용되는 Silopren社의 LSR 4600 Series 액상 실리콘 고무를 이용하여 실시예 1과 동일한 벌크 형태로 사출 성형하였으나, 초임계 이산화탄소 처리를 행하지 않았다.
비교예 2
의료용 호스/부품에 사용되는 KCC실리콘社의 SH2630U 의료용 HCE 고무를 이용하여 유사한 벌크 형태로 프레스기 사출하였다.
비교예 3
식품 밀봉 저장용기의 가스켓으로 사용되는 KCC실리콘社의 SH1460U HCE 고무를 이용하여 유사한 벌크 형태로 프레스기 사출하였다.
비교예 4
식품과 접촉하는 주방용품 등으로 사용되는 KCC실리콘社의 SH5180U HCE 고무를 이용하여 유사한 벌크 형태로 프레스기 사출하였다.
잔류 VOCs 함량
실시예 1, 2 및 비교예 1 내지 4의 실리콘 고무 시료에 대하여 열탈착 전처리를 100℃에서 20분 수행한 후 TD-GC/MS(Thermal desorption Gas chromatography / Mass spectrometry) 기기를 이용한 분석방법으로 TVOC(Total Volatile Organic Compounds) 함량을 측정하였다. TD-GC/MS 분석의 구체적인 조건은 아래와 같다.
[분석조건]
측정기기: MARKES TD100-xr + Agilent Technologies 8890 GC, 5977B MSD
열탈착 (Thermal Desorption) 전처리 조건
- 가열온도: 100℃
- 포집시간: 20분
GC/MS (Gas chromatography/Mass spectrometry)
- 컬럼: Agilent Technology Inc. HP-5MS
- 캐리어 가스: Helium, 1.0 mL/min.
분석 code: 12.2 m, 11.3 m, 10.3 m, 13.9 m, 16.3 m, 12.4 m
| 구분 | 검출시간 (min) |
GC-MS Library 상의 추정 화합물 | RMF (%) |
함량 (ppmw) |
TVOC (㎍/g) |
| 실시예 1 | 28.257 | Butylated Hydroxytoluene | 86.8 | 5.4 | 5.4 |
| 실시예 2 | 28.273 | Butylated Hydroxytoluene | 84.7 | 6.2 | 6.2 |
| 비교예 1 | 23.678 | Cyclohexasiloxane, dodecamethyl- | 87.8 | 1.3 | 44.1 |
| 28.020 | Cycloheptasiloxane, tetradecamethyl- | 85.5 | 3.1 | ||
| 29.787 | Pentanoic acid, 2,2,4-trimethyl- 3-carboxyisopropyl, isobutyl ester | 86.6 | 16.4 | ||
| 30.962 | Cyclooctasiloxane, hexadecamethyl- | 93.1 | 6.1 | ||
| 31.044 | Decane, 2,3,5,8-tetramethyl- | 76.4 | 3.5 | ||
| 31.366 | Nonadecane | 86.6 | 10.6 | ||
| 32.285 | 1,1,1,3,5,7,9,11,11,11-Decamethyl- 5-(trimethylsiloxy)hexasiloxane |
82.5 | 3.0 | ||
| 비교예 2 | 18.806 | Cyclopentasiloxane, decamethyl- | 86.9 | 1.5 | 77.6 |
| 23.669 | Cyclohexasiloxane, dodecamethyl- | 90.1 | 2.7 | ||
| 28.017 | Cycloheptasiloxane, tetradecamethyl- | 86.8 | 5.6 | ||
| 28.207 | Butylated Hydroxytoluene | 87.2 | 3.2 | ||
| 29.784 | Pentanoic acid, 2,2,4-trimethyl- 3-carboxyisopropyl, isobutyl ester | 84.9 | 32.4 | ||
| 30.967 | Cyclooctasiloxane, hexadecamethyl- | 93.5 | 9.0 | ||
| 31.361 | Tetradecane, 2,6,10-trimethyl- | 80.5 | 14.9 | ||
| 32.292 | 1,1,1,3,5,7,9,11,11,11-Decamethyl- 5-(trimethylsiloxy)hexasiloxane |
81.7 | 5.5 | ||
| 33.066 | Cyclononasiloxane, octadecamethyl- | 87.3 | 2.8 | ||
| 비교예 3 | 18.801 | Cyclopentasiloxane, decamethyl- | 87.5 | 1.6 | 57.2 |
| 23.685 | Cyclohexasiloxane, dodecamethyl- | 92.4 | 3.6 | ||
| 28.033 | Cycloheptasiloxane, tetradecamethyl- | 87.4 | 8.9 | ||
| 28.210 | Butylated Hydroxytoluene | 86.4 | 2.4 | ||
| 29.798 | Pentanoic acid, 2,2,4-trimethyl- 3-carboxyisopropyl, isobutyl ester | 86.7 | 20.2 | ||
| 30.884 | (7a-Isopropenyl-4,5-dimethyloctahydroinden-4-yl)methanol | 78.3 | 7.4 | ||
| 30.978 | Cyclooctasiloxane, hexadecamethyl- | 92.2 | 7.4 | ||
| 32.307 | Cyclooctasiloxane, hexadecamethyl- | 77.7 | 3.0 | ||
| 33.099 | Cyclononasiloxane, octadecamethyl- | 80.2 | 2.7 | ||
| 비교예 4 | 13.196 | Pentane, 2,2,4-trimethyl- | 88.4 | 1.1 | 61.3 |
| 18.805 | Cyclopentasiloxane, decamethyl- | 84.4 | 2.2 | ||
| 18.957 | Cyclotetrasiloxane, octamethyl- | 82.2 | 6.2 | ||
| 23.699 | Cyclohexasiloxane, dodecamethyl- | 93.7 | 4.7 | ||
| 28.043 | Cycloheptasiloxane, tetradecamethyl- | 87.1 | 6.6 | ||
| 28.215 | Butylated Hydroxytoluene | 79.9 | 2.4 | ||
| 29.812 | Pentanoic acid, 2,2,4-trimethyl- 3-carboxyisopropyl, isobutyl ester | 89.3 | 18.6 | ||
| 30.932 | Cyclooctasiloxane, hexadecamethyl- | 80.6 | 6.9 | ||
| 32.278 | Cyclononasiloxane, octadecamethyl- | 66.9 | 9.7 | ||
| 33.043 | Cyclononasiloxane, octadecamethyl- | 84.3 | 2.7 |
* RMF(reverse match factor): Database의 스펙트럼 기준으로 시료의 스펙트럼 매칭 확률
표 1을 참조하면, 초임계 이산화탄소를 처리한 실시예 1 및 2는 10 ㎍/g 이하의 극저감된 VOCs 총함량(Total VOCs)을 나타내었으며, 일반적으로 사용되는 환경친화적 초순수 실리콘인 액상 실리콘 고무(LSR)의 VOCs 함량범위 35 내지 55 ㎍/g 대비 약 8~10배 가까이 저감할 수 있었다. 메틸-사이클로실록산 계열을 비롯한 다양한 VOCs가 대부분 제거되었으며, 단지 화장품 및 식품의 산화방지제로 사용되는 안전한 뷰틸레이트하이드록시톨루엔(Butylated hydroxytoluene)만 극미량 검출되었다. 이를 통해 초임계 이산화탄소 처리시 실리콘 고무의 VOCs 함량을 10 ㎍/g 이하, 바람직하게는 8 ㎍/g 이하, 더욱 바람직하게는 6.5 ㎍/g 이하까지 저감시킬 수 있음을 확인할 수 있었다.
초임계 이산화탄소 처리만 행하지 않은 비교예 1의 액상 실리콘 고무는 소비시장에서 안전하다고 여겨지며 문제되지 않는 일반적인 44.1 ㎍/g의 VOCs 함량을 나타내었다.
비교예 2 내지 4의 고상 실리콘 고무들 또한 의료용, 식품용 등으로 사용되는 안전한 실리콘 조성물 계열이나, 경화 후에는 각각 77.6 ㎍/g, 57.2 ㎍/g, 61.3 ㎍/g를 나타내어 55 내지 80 ㎍/g 범위의 VOCs 함량을 보였다.
표면성상 관찰 및 미세 실리콘 플라스틱 검출
사출 경화 후 상온 상태에서 초임계 이산화탄소를 처리한 실시예 1 및 사출 과정에서 초임계 이산화탄소를 주입하여 제조한 실시예 2의 실리콘 고무와 비교예 1의 실리콘 고무를 관찰이 용이한 작은 크기로 잘라 표면 성상을 관찰하고 미세 실리콘 플라스틱 탈락 실험을 진행하였다.
표면의 볼록부 간 평균 간격과 높이 차를 주사 전자 현미경(SEM)으로 관찰하였다. 측정거리를 볼록부 돌기의 개수로 나누어 평균 간격을 측정하고, 배율을 고려한 이미지의 요철 구조 면적률을 계산/평가하였다.
미세 실리콘 플라스틱 탈락 실험은, 각 실리콘 고무를 10분간 스팀 소독한 뒤 상온(25℃)에서 식히고 정제수에 3회 세척한 뒤 다시 10분간 스팀 소독하고, 상기 과정을 100회 반복하였다. 이후 광학 광열 적외선(O-PTIR) 마이크로 분광기(microspectroscopy)를 이용해 정제수 내 미세/나노 실리콘 플라스틱 조각을 관찰하였다.
| 구분 | 표면 성상 | 미세 실리콘 플라스틱 검출 | ||
| 평균 간격(㎚) | 요철구조 면적률(%) | 요철구조 높이 차(㎚) |
||
| 실시예 1 | 420 | 45 | 380 | ○ |
| 실시예 2 | 310 | 87 | 170 | |
| 비교예 1 | 160 | 23 | 220 | ◎ |
실시예 1의 실리콘 고무는 사출 과정에서 초임계 이산화탄소 처리하지 않아 VOCs 함량은 낮지만, 표면의 요철 구조 형성이 미흡하였다. 볼록부 간 평균 간격은 420㎚로 목표 범위 내였으나 이는 초임계 유체 처리 외에 실리콘 고무의 조성과 몰드 품질에 기인한 것으로도 해석될 수 있다. 다만, 요철 구조의 높이 차가 380㎚로 높아 평균 간격과 대비할 때 볼록부의 지름과 높이의 비가 1.0 이상인 경우가 많았으며, 이로 인해 100회의 세척/소독 후 0.5 내지 1.0㎛ 범위의 미세 실리콘 플라스틱이 미량 검출되었다.
실시예 2의 실리콘 고무는 평균 간격 310㎚의 요철 구조를 85% 면적률로 포함하고 있었으며, 미세 실리콘 플라스틱이 검출되지 않았다. 이는 요철 구조의 볼록부 간 평균 간격 대비 높이 차가 낮아 미세 실리콘 플라스틱의 탈락이 쉽지 않았음을 의미하는 것으로 판단할 수 있었다. 본 실험에서의 시료는 관찰에 용이하도록 형상 성형을 많이 하지 않았으나 실제 유아용품 젖꼭지 등의 제품으로 성형될 때에는 굴곡부가 많은바 요철 구조 면적률은 80% 이하로 낮아질 수 있으며, 이 경우에도 굴곡이 없고 인체에 자주 접촉하는 부분은 요철 구조의 면적률을 50% 이상으로 유지할 필요가 있다.
비교예 1의 실리콘 고무는 요철 구조가 특별히 형성되었다고 보기 어려운 수준의 25% 미만 면적률로 평가되었으며, 미세 실리콘 플라스틱이 다량 검출되었다. 이는 평균 간격 대비 볼록부와 오목부의 높이 차가 커서 미세 실리콘 플라스틱의 탈락이 쉽게 발생하였을 것으로 판단되었다.
상술한 다양한 실시예들은 그 기술적 아이디어 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 다양한 실시예들의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 다양한 실시예들의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 다양한 실시예들의 범위에 포함된다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.
Claims (7)
- 고온경화형 액상 실리콘 고무에 있어서,
초임계 이산화탄소 처리하여 휘발성 유기화합물(VOCs)의 총 함량이 8 ㎍/g 이하이고,
상기 휘발성 유기화합물(VOCs)은 Butylated Hydroxytoluene, Dodecamethyl-Cyclohexasiloxane, Tetradecamethyl-Cycloheptasiloxane, Hexadecamethyl-Cyclooctasiloxane, Decamethyl-Cyclopentasiloxane, Octadecamethyl-Cyclononasiloxane, Octadecamethyl-Cyclotetrasiloxane, 1,1,1,3,5,7,9,11,11,11-Decamethyl-5-(trimethylsiloxy)hexasiloxane, 2,2,4-trimethyl-3-carboxyisopropyl Pentanoic acid isobutyl ester, 2,3,5,8-tetramethyl-Decane, Nonadecane, 2,6,10-trimethyl-Tetradecane, (7a-Isopropenyl-4,5-dimethyloctahydroinden-4-yl)methanol 및 2,2,4-trimethyl-Pentane로 이루어진 그룹에서 선택되는 어느 하나 이상인,
극저 VOCs 실리콘 고무.
- 제1항에 있어서,
상기 휘발성 유기화합물은 Butylated Hydroxytoluene이며,
6.5 ㎍/g 이하인, 극저 VOCs 실리콘 고무.
- 제1항에 있어서,
표면에 오목부 간 또는 볼록부 간의 평균 간격이 200 내지 500㎚인 요철 구조를 갖는 영역이 면적률로 50% 이상인, 극저 VOCs 실리콘 고무.
- 제3항에 있어서,
상기 면적률이 80% 이상인, 극저 VOCs 실리콘 고무.
- 제3항에 있어서,
상기 요철구조에서 오목부의 바닥과 볼록부의 정점과의 높이 차가 300㎚ 이하인, 극저 VOCs 실리콘 고무.
- 삭제
- 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항의 실리콘 고무를 이용하여 제조된 유아용품.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220040668A KR102480753B1 (ko) | 2022-03-31 | 2022-03-31 | 극저 VOCs 실리콘 고무 및 그 제조방법 |
| US18/192,250 US20230312926A1 (en) | 2022-03-31 | 2023-03-29 | Ultra-low volatile organic compounds silicon rubber and its manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020220040668A KR102480753B1 (ko) | 2022-03-31 | 2022-03-31 | 극저 VOCs 실리콘 고무 및 그 제조방법 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102480753B1 true KR102480753B1 (ko) | 2022-12-27 |
Family
ID=84568184
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020220040668A KR102480753B1 (ko) | 2022-03-31 | 2022-03-31 | 극저 VOCs 실리콘 고무 및 그 제조방법 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20230312926A1 (ko) |
| KR (1) | KR102480753B1 (ko) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20150113085A (ko) * | 2013-01-29 | 2015-10-07 | 주식회사 다이셀 | 시트상 몰드 및 그의 제조 방법, 및 그의 용도 |
| CN108035161A (zh) * | 2018-01-10 | 2018-05-15 | 广东天跃新材料股份有限公司 | 一种无挥发性有机物的硅橡胶皮革及其涂布工艺 |
| KR20210018999A (ko) * | 2018-06-12 | 2021-02-19 | 모멘티브 파포만스 마테리아루즈 쟈판 고도가이샤 | 실리콘 경화물의 제조 방법, 실리콘 경화물 및 광학용 부재 |
-
2022
- 2022-03-31 KR KR1020220040668A patent/KR102480753B1/ko active IP Right Grant
-
2023
- 2023-03-29 US US18/192,250 patent/US20230312926A1/en active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20150113085A (ko) * | 2013-01-29 | 2015-10-07 | 주식회사 다이셀 | 시트상 몰드 및 그의 제조 방법, 및 그의 용도 |
| CN108035161A (zh) * | 2018-01-10 | 2018-05-15 | 广东天跃新材料股份有限公司 | 一种无挥发性有机物的硅橡胶皮革及其涂布工艺 |
| KR20210018999A (ko) * | 2018-06-12 | 2021-02-19 | 모멘티브 파포만스 마테리아루즈 쟈판 고도가이샤 | 실리콘 경화물의 제조 방법, 실리콘 경화물 및 광학용 부재 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20230312926A1 (en) | 2023-10-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Wells et al. | CO2 technology platform: an important tool for environmental problem solving | |
| Pazokian et al. | Tailoring the wetting properties of polymers from highly hydrophilic to superhydrophobic using UV laser pulses | |
| CN103068496A (zh) | 超临界惰性气体和清洗方法 | |
| KR102480753B1 (ko) | 극저 VOCs 실리콘 고무 및 그 제조방법 | |
| ATE540061T1 (de) | Feines pulver aus modifiziertem polytetrafluorethylen und formkörper aus modifiziertem polytetrafluorethylen | |
| Ding et al. | Ionic‐Liquid‐Gel Surfaces Showing Easy‐Sliding and Ultradurable Features | |
| Blank | An introduction to plastics and rubbers in collections | |
| KR20090019775A (ko) | 폴리머 가공장치용 복합세정제 | |
| CN108138090A (zh) | 用于稳定的液体四乙酰乙二胺组合物的方法和组合物 | |
| ES2354164T3 (es) | Preparación de artículos de polímeros ultra puros. | |
| BR0317477A (pt) | Método para limpeza de um artigo contendo contaminantes, composição solvente zeotrópica, composição para aplicação por aspersão, e método para limpeza de um artigo contendo contaminantes | |
| Mather | The structural and chemical properties of polyolefin fibres | |
| Neichel et al. | Critical curves and phase equilibria of water-n-alkane binary systems to high pressures and temperatures | |
| KR100816224B1 (ko) | 재생 불소 수지의 제조 방법 및 불소 수지 재생품 | |
| EP1865017B1 (en) | Surface fluorination of plastics materials | |
| Brikov et al. | Rheological properties of polyethylene glycol solutions and gels | |
| García-Aguilar et al. | Solubility of methane in pure non-ionic surfactants and pure and mixtures of linear alcohols at 298 K and 101.3 kPa | |
| TWI408742B (zh) | A functional component with surface cleanliness | |
| BR112018075488B1 (pt) | Métodos para aumentar a resistência à fusão de polipropileno de seus copolímeros | |
| Cordray et al. | The excess enthalpies of (carbon dioxide+ toluene) at 308.15, 358.15, and 573.15 K from 6.98 to 16.63 MPa | |
| Soitong et al. | Photo-Oxidative Degradation Polyethylene Containing Titanium Dioxide and Poly (Ethylene Oxide) | |
| Kohli | Supercritical carbon dioxide cleaning: Relevance to particle removal | |
| Jurado-Alameda et al. | Study on the use of ozonation catalyzed by nanoparticles for ecological cleaning processes | |
| Hu et al. | Experimental XPS investigation of thermal decomposition of polypropylene | |
| Mather | Heriot-Watt University, Edinburgh, United Kingdom |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GRNT | Written decision to grant |