KR102583068B1 - Pvc 창호 프로파일 및 이의 제조방법 - Google Patents

Pvc 창호 프로파일 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폴리비닐클로라이드(PVC) 고분자 수지; 가소제; 항균제; 안정제; 및 착색제;를 포함하는 PVC 항균 마스터배치가 개시된다. 이렇게 생산된 PVC 항균 비오염 광촉매 마스터배치를 가열하여 젤 형태로 만든후 압출 성형기에 에어석션으로 주입하여 금형(Dies)에 일정한 압력과 속도로 압출하여 물 냉각으로 냉각을 통하여 PVC 창호 프레임 및 문틀의 형상을 연속적으로 제품을 만드는 공법이 개시된다.

Description

PVC 창호 프로파일 및 이의 제조방법{PVC window profile and manufacturing method thereof}
본 발명은 PVC 창호 프로파일 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 상세하게는 PVC 항균 마스터배치, 이의 제조방법 및 PVC 항균 마스터배치를 이용한 PVC 창호 프로파일에 관한 것이다.
폴리비닐클로라이드(이하, PVC)는 예를 들어 건축 부문에서의 창틀(window profile), 파이프, 바닥 커버링 및 지붕 시트를 위한 기재 물질로서 주로 사용된다. 경질 및 가요성 필름은 마찬가지로 PVC로부터 제조된다. PVC는 종종 전기 케이블 및 전기 스위치 박스를 위한 절연 재료, 케이블, 케이블 덕트 또는 케이블 커버를 위한 수축 튜브(shrink tube)로서 사용된다.
실내외 창틀이나 문, 또는 벽에 가공 목재를 사용하는 경우 내구성을 높이고 원목 느낌을 내기 위해 마감재로서 나무결이 인쇄된 PVC가 사용되고 있다.
PVC는 금속 소재와 비교하면 비중이 작고 가벼우며 열전도율이 낯은 우수하며 단열 성능도 우수하여 창호 소재로 많이 사용되며 금속 소재보다 가격이 저렴하고 가공성 쉬우며 복잡한 형상의 창호 제작을 위한 프로파일 소재로 사용이 편리하다.
건축의 외부 창호 마감재로 PVC 창호로 많이 사용되고 있으나 금속 알루미늄 창호 샷시에 비하여 창호 자재 표면 강도(Surface Strength)가 약하다.
햇빛 속의 자외선과 산소는 PVC의 광 산화 분해를 일으켜 유연성을 떨어뜨려 최종적으로 PVC 표면의 조직이 부서지기 쉬우며 PVC 소재의 열팽창 및 창문의 여닫는 반복적인 마찰로 소재의 금속에 비해 내구성이 떨어진다.
이러한 PVC 창호 표면에 얇은 광분해에 의한 표면에 스크래치가 쉽게 생긴 문제점이 있다.
또한, 이처럼 마모되어 교체 주기가 짧아지며, 스크래치가 생긴 부분에 유해균이 서식하게 되며 PVC 창호를 여러 사람의 손으로 접촉하여 여닫는 상태에 유해 세균 또는 박테리아균의 교차 접촉으로 인하여 면역력이 약한 어린이나 학생, 노약자들은 위험에 노출되게 된다
또한, 태양 햇빛 자외선에 의한 PVC 창호 샷시 표면의 부서지는 광 분해 현상으로 인한 대기의 불순물이 표면에 정전기 현상으로 인해 PVC 창호 창틀 표면에 흡착하여 건축물을 오염되어 건물의 미간이 안 좋다.
한편, 현재 PVC 조성물은 다른 특성을 위해 적어도 하나의 특성을 희생해야 한다. 예를 들어, PVC 조성물은 인장강도 등의 물성을 개선하기 위해 강화 첨가제를 적용할 수 있으나, 신장율(%)을 저하시키거나, 과도한 첨가제 사용으로 인해 전체적인 물성이 저하되는 문제가 있다.
특허문헌 1: 대한민국등록특허 10-0521005
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 고온, 고습 환경에서도 변질되지 않고, PVC 플라스틱 제품의 내마모성, 내스크래치성, 내구성이 우수하며, 우수한 항균성을 나타내면서도 태양광 자외선에 의한 오염이 되지 않는 항균성 유지력 및 광촉매로 오염물질을 분해할 수 있는 우수한 PVC 항균 마스터배치 제작하여 PVC 창호 샷시 프로파일을 압출하여 PVC 창호를 제작 제공하는 것이다.
본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은
폴리비닐클로라이드(PVC) 고분자 수지; 항균제; 가소제; 안정제; 및 착색제;를 포함하는 PVC 항균 마스터배치를 제공한다.
또한, 본 발명은
PVC 고분자 수지 100 중량부를 용융시킨 다음 PVC 고분자 수지 100 중량부에 대하여 하기 화학식 1로 표시되는 고분자 수지 13-17 중량부, 다이옥틸프탈레이트는 4-8 중량부, 실란 표면처리된 삼산화 안티모니(Sb2O3) 5-9 중량부, 클로로술폰화 폴리에틸렌 고무 3-7 중량부 및 구리섬유 1-5 중량부를 혼합하여 제1 혼합물을 제조하는 단계;
상기 제1 혼합물에 다이옥틸프탈레이트 4-8 중량부, 메틸셀룰로오스 1-5 중량부, 입자크기 20-30 nm의 산화아연 입자 25-29 중량부, 아산화구리 입자 15-19 중량부, 식물 추출물 5-9 중량부, 옥시비스페녹사신(10,10'-oxybisphenoxarsine, OBPA) 0.5-2 중량부, 아연 2-피리딘티올-1-옥사이드(Zinc 2-pyridinethiol-1-oxide, Zn PTO) 0.5-2 중량부, 염화나트륨 0.3-0.7 중량부, 힌더드 아민 0.3-0.7 중량부 및 착색제 6-10 중량부를 혼합하여 제2 혼합물을 제조하는 단계;
상기 제2 혼합물을 교반하며 220-250℃의 온도범위에서 용융 및 압출하는 단계; 및
상기 용융 및 압출을 수행하여 형성된 압출물을 냉각하고 절단하여 마스터배치를 제조하는 단계;를 포함하고,
상기 식물 추출물은,
닥나무, 싸리나무 및 처진뽕나무를 세척하고 동결건조한 후 분쇄하여 닥나무분말, 싸리나무분말 및 처진뽕나무분말을 제조하는 단계; 제조된 닥나무분말, 싸리나무분말 및 처진뽕나무분말을 1:1:1의 중량비율로 혼합한 혼합분말 20 g을 물 200 ml와 혼합하고, 교반하면서 80℃의 온도에서 8시간 동안 1차 열수추출을 수행하는 단계; 1차 열수추출 후, 여과지로 여과한 다음 그 여액을 동결건조하여 1차 혼합추출물을 제조하는 단계; 1차 열수추출 후 여과지로 여과한 다음 남은 고형물을 다시 물과 혼합하되, 고형물 및 물의 혼합비율이 0.1 g/ml가 되도록 혼합하고, 교반하면서 120℃의 온도에서 12시간 동안 2차 열수추출을 수행하는 단계; 2차 열수추출 후, 여과지로 여과한 다음 그 여액을 동결건조하여 2차 혼합추출물을 제조하는 단계; 2차 열수추출 후 여과지로 여과한 다음 남은 고형물을 다시 물과 혼합하되, 고형물 및 물의 혼합비율이 0.1 g/ml가 되도록 혼합하고, 여기에 [BMIm][TFSI](1-Butyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide)를 1-2 g 첨가한 후 교반하면서 100℃의 온도에서 8시간 동안 3차 열수추출을 수행하는 단계; 3차 열수추출 후, 여과지로 여과한 다음 그 여액을 동결건조하여 3차 혼합추출물을 제조하는 단계; 및 상기 1차 혼합추출물, 2차 혼합추출물 및 3차 혼합추출물을 혼합하는 단계;를 수행하여 제조되는 것을 특징으로 하는 PVC 항균 마스터배치의 제조방법을 제공한다.
<화학식 1>
(상기 화학식 1에서 n은 20-30이고, m은 20-30이고, a는 20-30이고, b는 20-30이고, x는 5-50이다.)
또한, 본 발명은 상기의 PVC 항균 마스터배치를 포함하는 PVC 항균 창호 샷시를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기의 PVC 항균 마스터배치를 포함하는 광촉매 비오염 PVC 항균 창호 샷시를 제공한다.
또한, 본 발명은
PVC 고분자 수지 100 중량부를 용융시킨 다음 PVC 고분자 수지 100 중량부에 대하여 상기 화학식 1로 표시되는 고분자 수지 13-17 중량부, 다이옥틸프탈레이트는 4-8 중량부, 실란 표면처리된 삼산화 안티모니(Sb2O3) 5-9 중량부, 클로로술폰화 폴리에틸렌 고무 3-7 중량부 및 구리섬유 1-5 중량부를 혼합하여 제1 혼합물을 제조하는 단계;
상기 제1 혼합물에 다이옥틸프탈레이트 4-8 중량부, 메틸셀룰로오스 1-5 중량부, 입자크기 20-30 nm의 산화아연 입자 25-29 중량부, 아산화구리 입자 15-19 중량부, 식물 추출물 5-9 중량부, 옥시비스페녹사신(10,10'-oxybisphenoxarsine, OBPA) 0.5-2 중량부, 아연 2-피리딘티올-1-옥사이드(Zinc 2-pyridinethiol-1-oxide, Zn PTO) 0.5-2 중량부, 염화나트륨 0.3-0.7 중량부, 힌더드 아민 0.3-0.7 중량부 및 착색제 6-10 중량부를 혼합하여 제2 혼합물을 제조하는 단계;
상기 제2 혼합물을 교반하며 220-250℃의 온도범위에서 용융 및 압출하는 단계;
상기 용융 및 압출을 수행하여 형성된 압출물을 냉각하고 절단하여 마스터배치를 제조하는 단계; 및
상기 마스터배치를 젤 형태로 만든 후, 압출 성형기에 에어석션으로 주입하여 금형에 일정한 압력과 속도로 압출하여 물 냉각을 이용한 냉각을 통해 PVC 창호 프로파일을 생산하는 단계;를 포함하는 PVC 창호 프로파일 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 PVC 항균 마스터배치는 고온, 고습 환경에서도 변질되지 않고, PVC 플라스틱 제품의 내마모성, 내스크래치성, 내구성이 우수하며, 우수한 항균성을 나타내면서도 항균성 유지력이 우수하다. 또한, 태양광 자외선에 의해 오염이 되지 않고, 광촉매로 오염물질을 분해할 수 있어 우수한 PVC 창호 샷시 프로파일 제조가 가능하다.
또한, 본 발명에 따른 PVC 창호 프로파일은 표면코팅층을 포함하여 외관 특성이 우수하고, 부착성, 내충격성 및 경도가 우수하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 PVC 창호 프로파일 제조방법에 사용된 압출성형을 수행한 장치를 나타낸 것이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 다양한 실시예를 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에 기재된 실시예는 다양하게 변형될 수 있다. 특정한 실시예가 도면에서 묘사되고 상세한 설명에서 자세하게 설명될 수 있다. 그러나 첨부된 도면에 개시된 특정한 실시 예는 다양한 실시예를 쉽게 이해하도록 하기 위한 것일 뿐이다. 따라서 첨부된 도면에 개시된 특정 실시예에 의해 기술적 사상이 제한되는 것은 아니며, 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 균등물 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
1차, 2차, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성요소들은 상술한 용어에 의해 한정되지는 않는다. 상술한 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 명세서에서, '포함한다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다거나 '접속되어' 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '직접 연결되어' 있다거나 '직접 접속되어' 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 용어 마스터배치는 컴파운드, 플라스틱 제품이 동의어로 사용되며, 폴리비닐클로라이드(PVC) 중합체 매트릭스 내로 첨가제들이 도입된 것을 의미하는 것으로 이해된다. 하나 이상의 고분자 또는 중합체는 바람직하게 50 중량% 이상, 바람직하게 80 중량%가 단량체 비닐클로라이드로부터 형성된다. 이는 일차적으로 중합체가 비닐클로라이드로부터 뿐만 아니라 다른 단량체, 예를 들어 비닐아세테이트 또는 부틸아크릴레이트로부터 형성된 PVC 공중합체인 경우에 해당한다. 그러한 경우에, 공중합체는 바람직하게는 50 중량% 이상, 보다 바람직하게는 80 중량% 이상이 단량체 비닐클로라이드로부터 형성된다. 이는 이차적으로 중합체가 다양한 중합체의 혼합물 또는 블렌드를 포함하며, 중합체 중 하나는 PVC 단독중합체 또는 PVC 공중합체인 경우에 해당한다. 그러한 경우에, 혼합물 또는 블렌드는 바람직하게 50 중량% 이상, 보다 바람직하게 80 중량% 이상이 단량체 비닐클로라이드로부터 형성된다. 중합체는 바람직하게 PVC이다.
그 밖에도, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그에 대한 상세한 설명은 축약하거나 생략한다.
본 발명은, 폴리비닐클로라이드(PVC) 고분자 수지; 항균제; 가소제; 안정제; 및 착색제;를 포함하는 PVC 항균 마스터배치를 제공한다.
PVC의 이론적인 융점은 220℃이나 그보다 훨씬 낮은 온도인 100℃에서부터 열분해를 시작하며 자외선에 의해서도 노화(Degradation)을 일으키는 단점을 가지고 있고, 또 비교적 연화점(Softening Point)이 낮아서 80℃ 부근에서는 기계적 강도가 급격히 떨어지는 단점이 있다. 그러나 내화학성이 우수하고 불꽃이 제거되면 바로 불꽃이 꺼지는 난연성을 가지고 있다. 그리고 가소제, 안정제, 충진재 등과 같은 다양한 첨가제들과 호환성(Compatibility)이 있으며, 다른 고분자 물질들과도 상당히 잘 섞이므로 그 가공범위가 매우 넓다. 따라서 취약한 열안정성을 가지고 있으면서도 다양한 가공성으로 많이 사용되고 있다.
PVC 플라스틱 제품으로는 창틀(샷시), 파이프, 빗물, 홈통 등의 구조재로 이용되며 연질제품으로는 전선 피복재, 의료용 튜브, 완구류, 바닥장식재, 1회용 장갑 등의 제조에 이용된다. 또한 자동차 내장재, 실란트, 성형품에도 사용되는 등 그 용도는 헤아릴 수 없을 정도로 많다. 또한 투명성이 우수하므로 투명한 플라스틱병이나 필름, 시트(sheet) 등에도 이용되고 있다. PVC 수지의 가공 특성으로는 열 안정성이 나쁘고, 활성이 낮고, 가소제의 흡수성이 낮고, 첨가제와의 상용성이 뛰어나다는 점들을 들 수 있다. 이러한 수지자체의 특성 때문에 PVC 단독으로 사용하지 못하고 여러 가지 첨가제와 병용하여 사용하기도 한다. 또한 여러 가지 첨가제와의 상용성이 우수하여 다양한 물성을 가진 제품의 생산이 가능하며, 다양한 가공방법이 이용될 수 있다는 장점이 있다.
상기 폴리비닐클로라이드(PVC) 고분자 수지는 중합도 800~1200가 바람직하다. 중합도가 800 미만이면 내수성, 내산성, 내알칼리성 등 물성이 낮아지게 되고 중합도가 1200 초과이면 가공성이 저하되는 문제가 있으므로 본 발명에서 제시한 범위에 유의하여 중합도를 조절한다.
상기 가소제는 PVC 고분자 수지가 분해점 이하에서 가공되어 성형될 수 있도록 PVC 고분자 수지의 가공성을 향상 시키고 유연성 및 탄성을 부여하기 위해 포함된다. 상기 가소제는 바람직한 일례로 다이옥틸프탈레이트를 사용한다.
상기 항균제는 구리섬유, 산화아연 입자, 아산화구리 입자를 사용하는 것이 바람직하다.
산화아연 입자, 특히 산화아연 나노입자는 태양 빛을 에너지원으로 촉매 반응(산화, 환원 반응)을 촉진해 각종 세균 및 오염물질을 분해시켜주는 물질이다. 산화아연은 자외선에서의 높은 흡수율, 높은 산화력, 물리-화학적 안정성을 가지기 때문에 광촉매 물질로 우수하다. 산화아연은 빛을 받으면 산화-환원(REDOX) 반응을 일으키고, 강력한 산화제 역할을 하는 O2- 또는 OH 라디칼들을 발생시킨다. 이러한 라디칼들은 주변의 유해한 유기물들을 분해하고 그것을 이산화탄소 및 물로 전환한다. 산화아연 입자의 광촉매 현상으로 오염된 PVC 창호 샷시의 표면을 원래의 색상으로 유지를 할 수 있다. 더욱이, 산화아연은 바이러스나 박테리아의 신진대사를 저해시킴으로써 이를 고사시켜 제거하는 메커니즘도 수행될 수 있다. 나노사이즈의 상기 산화아연은 비표면적이 증가하여 벌크 재료가 구비하지 못한 표면효과를 가지며, PVC 플라스틱 제품이 공기 중의 수분과 접촉하게 될 때, 표면에 존재하는 산화아연의 아연 금속 성분이 이온화되어 용출되면서 박테리아 등의 유해균에 항균제로서 작용하게 된다. 상기 무기 항균제로 산화아연 입자는 입자크기가 20-30 nm인 것을 사용하는 것이 바람직하고, 24-26 nm인 것을 사용하는 것이 더욱 바람직하다.
아산화구리는 항균 활성을 나타내는 구리 화합물로, 산화구리(CuO)와 비교하여 높은 항균 활성을 나타낸다. 아산화구리는 구리 이온을 용출하기 쉽기 때문에, 용출한 구리 이온이 미생물과 접촉함으로써 효소나 단백질과 결합하여 활성을 저하시켜 미생물의 대사 기능을 저해하기 용이하다. 때문에, 아산화구리를 무기 항균제로 산화아연과 함께 도입하는 것이 바람직하다. 아산화구리 입자는 결정 구조를 가지고 있어도 되고, 비정질 구조여도 된다. 아산화구리 입자가 결정 구조를 가지는 경우, 그 결정 구조에 상관없이, 세균이나 바이러스의 표면을 구성하는 단백질에 배위함으로써, 상기 단백질의 구조를 변화시켜, 세균이나 바이러스를 불활성화시킬 수 있다.
구리는 항균성을 가지면서도 고온, 고습 환경에서도 변질되지 않고 항균성 유지력이 우수한 무기 항균제이다. 또한, 다른 무기 항균제들과 반응하지 않고 PVC 플라스틱 제품의 내마모성, 내스크래치성, 내구성을 우수하게 발현시킬 수 있다. 무기 항균제로 구리 소재를 구리섬유로 도입한다. 상기 구리섬유는 항균성을 보조하여 주며, 섬유 형태의 구리를 적용하여 PVC 수지와의 혼화성이 우수하다.
상기 항균제는 옥시비스페녹사신(10,10'-oxybisphenoxarsine, OBPA), 아연 2-피리딘티올-1-옥사이드(Zinc 2-pyridinethiol-1-oxide, Zn PTO) 및 식물 추출물을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 PVC 항균 마스터배치는 고온에서 사출성형하는 경우에도 항균제, 특히 유기 항균제로 OBPA, Zn PTO 및 식물 추출물을 혼합하여 사용함으로써 PVC 고분자 수지 자체의 내충격성, 열안정성 등 제반물성을 저하시키지 않으며, 세균 뿐만 아니라 곰팡이에 대한 항균성 및 항균성 지속력을 개선하는 효과가 있다.
상기 식물 추출물은 닥나무 추출물, 싸리나무 추출물 및 처진뽕나무 추출물을 1:1:1의 중량비율로 혼합한 혼합물이다. 상기 닥나무 추출물, 싸리나무 추출물 및 처진뽕나무 추출물을 포함하는 식물 추출물을 적용하여 항균기능성을 부여할 수 있다.
상기 안정제는 PVC 고분자 수지의 기계적인 가공이나 가해지는 열에 대해 PVC 고분자 수지가 손상되는 것을 방지하기 위한 기계적/열적 안정제와 자외선으로 인한 고분자의 분해를 방지하는 자외선 안정제를 사용한다. 상기 안정제는 기계적/열적 안정제로 염화나트륨(NaCl) 및 자외선 안정제로 힌더드 아민(hindered amine)을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 착색제는 안료라고도 하며, 상기 착색제는 PVC 플라스틱 제품의 색을 내기 위해 적용된다. 상기 착색제는 구리 프탈로시아닌 안료일 수 있다.
또한, 본 발명은
PVC 고분자 수지 100 중량부를 용융시킨 다음 PVC 고분자 수지 100 중량부에 대하여 하기 화학식 1로 표시되는 고분자 수지 13-17 중량부, 다이옥틸프탈레이트는 4-8 중량부, 실란 표면처리된 삼산화 안티모니(Sb2O3) 5-9 중량부, 클로로술폰화 폴리에틸렌 고무 3-7 중량부 및 구리섬유 1-5 중량부를 혼합하여 제1 혼합물을 제조하는 단계;
상기 제1 혼합물에 다이옥틸프탈레이트 4-8 중량부, 메틸셀룰로오스 1-5 중량부, 입자크기 20-30 nm의 산화아연 입자 25-29 중량부, 아산화구리 입자 15-19 중량부, 식물 추출물 5-9 중량부, 옥시비스페녹사신(10,10'-oxybisphenoxarsine, OBPA) 0.5-2 중량부, 아연 2-피리딘티올-1-옥사이드(Zinc 2-pyridinethiol-1-oxide, Zn PTO) 0.5-2 중량부, 염화나트륨 0.3-0.7 중량부, 힌더드 아민 0.3-0.7 중량부 및 착색제 6-10 중량부를 혼합하여 제2 혼합물을 제조하는 단계;
상기 제2 혼합물을 교반하며 220-250℃의 온도범위에서 용융 및 압출하는 단계; 및
상기 용융 및 압출을 수행하여 형성된 압출물을 냉각하고 절단하여 마스터배치를 제조하는 단계;를 포함하고,
상기 식물 추출물은,
닥나무, 싸리나무 및 처진뽕나무를 세척하고 동결건조한 후 분쇄하여 닥나무분말, 싸리나무분말 및 처진뽕나무분말을 제조하는 단계; 제조된 닥나무분말, 싸리나무분말 및 처진뽕나무분말을 1:1:1의 중량비율로 혼합한 혼합분말 20 g을 물 200 ml와 혼합하고, 교반하면서 80℃의 온도에서 8시간 동안 1차 열수추출을 수행하는 단계; 1차 열수추출 후, 여과지로 여과한 다음 그 여액을 동결건조하여 1차 혼합추출물을 제조하는 단계; 1차 열수추출 후 여과지로 여과한 다음 남은 고형물을 다시 물과 혼합하되, 고형물 및 물의 혼합비율이 0.1 g/ml가 되도록 혼합하고, 교반하면서 120℃의 온도에서 12시간 동안 2차 열수추출을 수행하는 단계; 2차 열수추출 후, 여과지로 여과한 다음 그 여액을 동결건조하여 2차 혼합추출물을 제조하는 단계; 2차 열수추출 후 여과지로 여과한 다음 남은 고형물을 다시 물과 혼합하되, 고형물 및 물의 혼합비율이 0.1 g/ml가 되도록 혼합하고, 여기에 [BMIm][TFSI](1-Butyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide)를 1-2 g 첨가한 후 교반하면서 100℃의 온도에서 8시간 동안 3차 열수추출을 수행하는 단계; 3차 열수추출 후, 여과지로 여과한 다음 그 여액을 동결건조하여 3차 혼합추출물을 제조하는 단계; 및 상기 1차 혼합추출물, 2차 혼합추출물 및 3차 혼합추출물을 혼합하는 단계;를 수행하여 제조되는 것을 특징으로 하는 PVC 항균 마스터배치의 제조방법을 제공한다.
<화학식 1>
(상기 화학식 1에서 n은 20-30이고, m은 20-30이고, a는 20-30이고, b는 20-30이고, x는 5-50이다.)
이하, 본 발명에 따른 PVC 항균 마스터배치의 제조방법을 각 단계별로 상세히 설명한다.
먼저, 본 발명에 따른 PVC 항균 마스터배치의 제조방법은 PVC 고분자 수지 100 중량부를 용융시킨 다음 PVC 고분자 수지 100 중량부에 대하여 상기 화학식 1로 표시되는 고분자 수지 13-17 중량부, 다이옥틸프탈레이트는 4-8 중량부, 실란 표면처리된 삼산화 안티모니(Sb2O3) 5-9 중량부, 클로로술폰화 폴리에틸렌 고무 3-7 중량부 및 구리섬유 1-5 중량부를 혼합하여 제1 혼합물을 제조하는 단계를 포함한다.
상기 단계에서는 PVC 항균 마스터배치에 적용되는 메인 고분자 수지인 PVC 고분자 수지와, 상기 화학식 1로 표시되는 고분자 수지 및 가소제인 다이옥틸프탈레이트를 총 사용량의 50 중량%를 적용하여 혼합하되, 실란 표면처리된 삼산화 안티모니와 클로로술폰화 폴리에틸렌 고무 및 구리섬유를 혼합하여 제1 혼합물을 제조한다.
상기 폴리비닐클로라이드(PVC) 고분자 수지는 중합도 800~1200가 바람직하다. 중합도가 800 미만이면 내수성, 내산성, 내알칼리성 등 물성이 낮아지게 되고 중합도가 1200 초과이면 가공성이 저하되는 문제가 있으므로 본 발명에서 제시한 범위에 유의하여 중합도를 조절한다.
상기 화학식 1로 표시되는 고분자 수지는 실리콘 변성 아크릴계 고분자 수지로, 폴리디메틸실록산과 하이드록시에틸메타크릴레이트를 이용하여 합성된 화합물, 메틸메타크릴레이트, 메타크릴산 및 비닐트리에톡시실란(vinyltriethoxysilane) 단량체로부터 합성된 아크릴계 공중합체를 적용한다. 상기 화학식 1로 표시되는 고분자 수지는 상기와 같은 구조를 포함하여 중성화 방지가 가능하고 높은 접착 특성 및 내구성이 우수한 아크릴계 고분자 수지로서 적용될 수 있다. 상기 화학식 1에서 n은 23-27이고, m은 23-27이고, a는 23-27이고, b는 23-27이고, x는 5-30인 것이 더욱 바람직하고, 에서 n은 25이고, m은 25이고, a는 25이고, b는 25이고 x는 15인 것이 가장 바람직하다. 상기 화학식 1로 표시되는 고분자 수지는 14-16 중량부 혼합하는 것이 더욱 바람직하다.
상기 다이옥틸프탈레이트는 PVC 고분자 수지가 분해점 이하에서 가공되어 성형될 수 있도록 PVC 고분자 수지의 가공성을 향상 시키고 유연성 및 탄성을 부여하기 위해 포함된다. 상기 다이옥틸프탈레이트는 5-7 중량부 혼합하는 것이 더욱 바람직하다.
상기 실란 표면처리된 삼산화 안티모니(Sb2O3)는 난연제로 적용되어 난연성을 향상시킨다.
상기 클로로술폰화 폴리에틸렌 고무를 포함하여 인장강도 등의 물성과 내열성 등의 특성을 향상시킨다.
상기 구리섬유는 항균성을 보조하여 주며, 섬유 형태의 구리를 적용하여 PVC 수지와의 혼화성이 우수하다.
다음으로, 본 발명에 따른 PVC 항균 마스터배치의 제조방법은 상기 제1 혼합물에 다이옥틸프탈레이트 4-8 중량부, 메틸셀룰로오스 1-5 중량부, 입자크기 20-30 nm의 산화아연 입자 25-29 중량부, 아산화구리 입자 15-19 중량부, 식물 추출물 5-9 중량부, 옥시비스페녹사신(10,10'-oxybisphenoxarsine, OBPA) 0.5-2 중량부, 아연 2-피리딘티올-1-옥사이드(Zinc 2-pyridinethiol-1-oxide, Zn PTO) 0.5-2 중량부, 염화나트륨 0.3-0.7 중량부, 힌더드 아민 0.3-0.7 중량부 및 착색제 6-10 중량부를 혼합하여 제2 혼합물을 제조하는 단계를 포함한다.
상기 단계에서는 본 발명에서 제시하는 PVC 항균 마스터배치에 포함되는 가소제, 증점제, 항균제, 안정제 및 착색제를 모두 적용하여 제2 혼합물을 제조한다.
상기 메틸셀룰로오스는 증점제로 사용된다. 상기 메틸셀룰로오스는 2-4 중량부 혼합하는 것이 더욱 바람직하다.
상기 산화아연 입자는 항균 효과를 구현하는 방법이 광촉매 활동에 의한 살균효과가 아닌, 바이러스나 박테리아의 신진대사를 저해시킴으로써 이를 고사시켜 제거하는 메커니즘에 의한다. 나노사이즈의 상기 산화아연은 비표면적이 증가하여 벌크 재료가 구비하지 못한 표면효과를 가지며, 항균 섬유가 공기 중의 수분과 접촉하게 될 때, 표면에 존재하는 산화아연의 아연 금속 성분이 이온화되어 용출되면서 박테리아 등의 유해균에 항균제로서 작용하게 된다. 상기 산화아연 입자는 입자크기가 20-30 nm인 것을 사용하는 것이 바람직하고, 24-26 nm인 것을 사용하는 것이 더욱 바람직하다. 상기 산화아연 입자는 26-28 중량부 혼합하는 것이 더욱 바람직하다.
아산화구리는 항균 활성을 나타내는 구리 화합물로, 산화구리(CuO)와 비교하여 높은 항균 활성을 나타낸다. 아산화구리는 구리 이온을 용출하기 쉽기 때문에, 용출한 구리 이온이 미생물과 접촉함으로써 효소나 단백질과 결합하여 활성을 저하시켜 미생물의 대사 기능을 저해하기 용이하다. 때문에, 아산화구리를 무기 항균제로 산화아연과 함께 도입하는 것이 바람직하다. 아산화구리 입자는 결정 구조를 가지고 있어도 되고, 비정질 구조여도 된다. 아산화구리 입자가 결정 구조를 가지는 경우, 그 결정 구조에 상관없이, 세균이나 바이러스의 표면을 구성하는 단백질에 배위함으로써, 상기 단백질의 구조를 변화시켜, 세균이나 바이러스를 불활성화시킬 수 있다. 상기 아산화구리 입자는 입자크기가 90-100 nm인 것을 사용하는 것이 바람직하고, 94-96 nm인 것을 사용하는 것이 더욱 바람직하다. 상기 아산화구리 입자는 16-18 중량부 혼합하는 것이 더욱 바람직하다.
상기 식물 추출물은 닥나무 추출물, 싸리나무 추출물 및 처진뽕나무 추출물을 1:1:1의 중량비율로 혼합한 혼합물이다. 상기 닥나무 추출물, 싸리나무 추출물 및 처진뽕나무 추출물을 포함하는 식물 추출물을 적용하여 항균기능성을 부여할 수 있다.
닥나무(Broussonetia kazinoki)는 뽕나무과에 속하며, 전통적으로 한지의 생산, 염증/감염성 질환의 경감 및 치료에 사용되었다(대한민국 공개특허 제10-2012-0003603호). 최근 미백소재로서도 이용되고 있다.
싸리나무는 산과 들에서 2~3m의 높이로 흔히 자라고 7~8월에 꽃이 피는 콩과의 낙엽관목으로써, 특유의 약리효과가 뛰어나 약용으로 널리 활용되고 있다. 싸리나무의 성분으로는 플라보노이드, 페스티딘 성분, 단백질, 지방, 칼슘, 비타민 B1, 아미노산, 당질, 철, 비타민 B,C,K, 탄닌엽록소가 함유되어 있다고 알려져 있다.
처진뽕나무(Morus alba for pendula)는, 쌍떡잎 식물에 속하며 쐐기풀목 뽕나무과의 낙엽속 나무이다. 학명은 Morus alba for. pendula Dippel 이며, 잎은 난상 원형 또는 긴 타원상 난형이며 3-5개로 갈라지고 둔두 또는 첨두이며 깊은 심장저이고 길이 10cm로서 가장자리에 둔한 톱니가 있으며 끝이 뾰족하고 표면은 거칠거나 평활하며 뒷면 맥 위에 잔털이 있다. 엽병도 길이 2-2.5cm로서 잔털이 있다. 꽃은 이가화로서 6월에 피고 수꽃이 삭은 새가지 밑부분의 엽액에서 밑으로 처지는 꼬리화서에 달리고 장타원형이며 암꽃이삭은 길이 5-10mm이고 광타원형이고 꽃은 4개이며 화주(花柱)는 짧다. 자방은 털이 없다. 산뽕나무에 비해 화주가 짧다. 열매는 액질(液質)이며 6월에 흑색으로 익는다. 과실 이삭은 구형 또는 타원형으로 길이 1-2.5cm이다. 수피는 회갈색이다. 소지는 회갈색 또는 회백색이고 잔털이 있으나 점차 없어지고 가지가 밑으로 처졌다. 분포는 수직적으로 표고 100~1,100m, 수평적으로 거의 전국에 식재한다.
상기 PVC 항균 마스터배치는 상기 식물 추출물을 포함하여 우수한 항균 기능성을 나타낼 수 있다.
상기 식물 추출물은 닥나무, 싸리나무 및 처진뽕나무를 세척하고 동결건조한 후 분쇄하여 닥나무분말, 싸리나무분말 및 처진뽕나무분말을 제조하는 단계; 제조된 닥나무분말, 싸리나무분말 및 처진뽕나무분말을 1:1:1의 중량비율로 혼합한 혼합분말 20 g을 물 200 ml와 혼합하고, 교반하면서 80℃의 온도에서 8시간 동안 1차 열수추출을 수행하는 단계; 1차 열수추출 후, 여과지로 여과한 다음 그 여액을 동결건조하여 1차 혼합추출물을 제조하는 단계; 1차 열수추출 후 여과지로 여과한 다음 남은 고형물을 다시 물과 혼합하되, 고형물 및 물의 혼합비율이 0.1 g/ml가 되도록 혼합하고, 교반하면서 120℃의 온도에서 12시간 동안 2차 열수추출을 수행하는 단계; 2차 열수추출 후, 여과지로 여과한 다음 그 여액을 동결건조하여 2차 혼합추출물을 제조하는 단계; 2차 열수추출 후 여과지로 여과한 다음 남은 고형물을 다시 물과 혼합하되, 고형물 및 물의 혼합비율이 0.1 g/ml가 되도록 혼합하고, 여기에 [BMIm][TFSI](1-Butyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide)를 1-2 g 첨가한 후 교반하면서 100℃의 온도에서 8시간 동안 3차 열수추출을 수행하는 단계; 3차 열수추출 후, 여과지로 여과한 다음 그 여액을 동결건조하여 3차 혼합추출물을 제조하는 단계; 및 상기 1차 혼합추출물, 2차 혼합추출물 및 3차 혼합추출물을 혼합하는 단계;를 수행하여 제조되는 것을 사용한다.
또한, 상기 OBPA 및 Zn PTO를 혼합하여 사용함으로써 PVC 고분자 수지 자체의 내충격성, 열안정성 등 제반물성을 저하시키지 않으며, 세균 뿐만 아니라 곰팡이에 대한 항균성 및 항균성 지속력을 개선하는 효과가 있다. 상기 OBPA는 0.8-1.2 중량부 혼합하는 것이 더욱 바람직하다. 상기 Zn PTO는 0.8-1.2 중량부 혼합하는 것이 더욱 바람직하다.
PVC 고분자 수지의 기계적인 가공이나 가해지는 열에 대해 PVC 고분자 수지가 손상되는 것을 방지하기 위한 기계적/열적 안정제와 자외선으로 인한 고분자의 분해를 방지하는 자외선 안정제를 사용한다. 본 발명에서는 기계적/열적 안정제로 염화나트륨(NaCl) 및 자외선 안정제로 힌더드 아민(hindered amine)을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 염화나트륨은 0.4-0.6 중량부 혼합하는 것이 더욱 바람직하다. 상기 힌더드 아민은 0.4-0.6 중량부 혼합하는 것이 더욱 바람직하다.
상기 착색제는 안료라고도 하며, 상기 착색제는 PVC 플라스틱 제품의 색을 내기 위해 적용된다. 상기 착색제는 구리 프탈로시아닌 안료일 수 있다. 상기 착색제는 7-9 중량부 혼합하는 것이 더욱 바람직하다.
또한, 상기 제2 혼합물을 제조하는 단계는,
상기 제1 혼합물에 다이옥틸프탈레이트 4-8 중량부, 메틸셀룰로오스 1-5 중량부, 입자크기 20-30 nm의 산화아연 입자 25-29 중량부, 아산화구리 입자 15-19 중량부, 식물 추출물 5-9 중량부, 옥시비스페녹사신(10,10'-oxybisphenoxarsine, OBPA) 0.5-2 중량부, 아연 2-피리딘티올-1-옥사이드(Zinc 2-pyridinethiol-1-oxide, Zn PTO) 0.5-2 중량부, 염화나트륨 0.3-0.7 중량부, 힌더드 아민 0.3-0.5 중량부, 착색제 6-10 중량부 및 실록산으로 표면개질된 나노 실리카졸 3-7 중량부를 혼합하는 것이 더욱 바람직하고, 상기 실록산으로 표면개질된 나노 실리카졸은 4-6 중량부 혼합하는 것이 가장 바람직하다.
상기 실록산으로 표면개질된 나노 실리카졸을 포함하여 인장강도 등의 물성을 더욱 개선할 수 있다.
상기 나노 실리카졸은 물과 혼합이 가능한 알콜계 용매에 3가 알콕시 실란 또는 4가 알콕시 실란을 첨가하여 실란혼합물을 형성한 후, 알콜계 용매에 상기 3가 알콕시 실란 도는 상기 4가 알콕시 실란이 일정하게 분산되도록 교반을 수행하여 얻어지는 것을 의미한다.
상기 나노 실리카졸은 입자크기가 5-100 nm일 수 있고, 5-20 nm인 것을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 3가 알콕시 실란은 하이드록시기(-OH)가 3개 포함된 실란을 말하며, 트리메톡시실란(Trimethoxysilane), 트리에톡시실란(Triethoxysilane), 트리-n-프로폭시실란(Tri-n-propoxysilane), 트리이소프로폭시실란(Triisopropoxysilane), 메틸트리메톡시실란(Methyltrimethoxysilane), 메틸트리에톡시실란(Methyltriethoxysilane), 페닐트리메톡시실란(Phenyltrimethoxysilane), 페닐트리에톡시실란(Phenyltriethoxysilane), 3-글리시독시프로필트리메톡시실란(3-Glycidoxypropyltrimethoxysilane) 등이 있다.
상기 4가 알콕시 실란은 하이드록시기(-OH)가 4개 포함된 실란이며, 테트라메톡시실란(Tetramethoxysilane), 테트라에톡시실란(Tetraethoxysilane), 테트라프로폭시실란(Tetrapropoxysilane), 테트라이소프로폭시실란(Tetraisopropoxysilane), 테트라부톡시실란(Tetrabutoxysilane), 테트라페녹시실란(Tetraphenoxysilane), 테트라아세톡시실란(Tetraacethoxysilane)으로 등이 있다.
상기 알콜계 용매는 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 부탄올 등이 있다.
상기 나노 실리카졸과 실록산은 1:2-5의 중량비로 혼합되는 것이 바람직하고, 1:3-5의 중량비로 혼합되는 것이 더욱 바람직하고, 1:4.5의 중량비로 혼합되는 것이 가장 바람직하다.
상기 나노 실리카졸은 pH를 산성으로 맞춘 다음, 10-30 중량%에 해당하는 실록산류 물질을 사용하여 표면개질할 수 있다.
상기 실록산류는 알킬 실록산류이고, 상기 알킬 실록산류는 헥사알킬실록산, 테트라알킬실록산일 수 있고, 헥사알킬실록산을 사용하는 것이 바람직하다.
다음으로, 본 발명에 따른 PVC 항균 마스터배치의 제조방법은 상기 제2 혼합물을 교반하며 220-250℃의 온도범위에서 용융 및 압출하는 단계를 포함한다.
상기 단계에서는 전단계에서 제조된 제2 혼합물을 교반하며 220-250℃의 온도에서 용융 및 압출하여 압출물을 제조한다.
상기 용융 및 압출하는 온도범위는 220-250℃인 것이 바람직하고, 230-240℃인 것이 더욱 바람직하다. 상기 범위에서 용용 및 압출하여 마스터배치를 제조하고자 한다.
다음으로, 본 발명에 따른 PVC 항균 마스터배치의 제조방법은 상기 용융 및 압출을 수행하여 형성된 압출물을 냉각하고 절단하여 마스터배치를 제조하는 단계를 포함한다.
최종적으로 압출물을 냉각하고 절단하여 PVC 항균 마스터배치를 제조한다.
또한, 본 발명은 상기의 PVC 항균 마스터배치를 포함하는 PVC 항균 창호 샷시를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기의 PVC 항균 마스터배치를 포함하는 광촉매 비오염 PVC 항균 창호 샷시를 제공한다.
본 발명에 따른 PVC 항균 마스터배치를 포함하는 PVC 항균 창호 샷시는 고온, 고습 환경에서도 변질되지 않고, 내마모성, 내스크래치성, 내구성이 우수하며, 우수한 항균성을 나타내면서도 항균성 유지력이 우수하다. 또한, 태양광 자외선에 의해 오염이 되지 않고, 광촉매로 오염물질을 분해할 수 있어 더욱 우수한 성능을 나타낸다.
또한, 본 발명은
PVC 고분자 수지 100 중량부를 용융시킨 다음 PVC 고분자 수지 100 중량부에 대하여 상기 화학식 1로 표시되는 고분자 수지 13-17 중량부, 다이옥틸프탈레이트는 4-8 중량부, 실란 표면처리된 삼산화 안티모니(Sb2O3) 5-9 중량부, 클로로술폰화 폴리에틸렌 고무 3-7 중량부 및 구리섬유 1-5 중량부를 혼합하여 제1 혼합물을 제조하는 단계;
상기 제1 혼합물에 다이옥틸프탈레이트 4-8 중량부, 메틸셀룰로오스 1-5 중량부, 입자크기 20-30 nm의 산화아연 입자 25-29 중량부, 아산화구리 입자 15-19 중량부, 식물 추출물 5-9 중량부, 옥시비스페녹사신(10,10'-oxybisphenoxarsine, OBPA) 0.5-2 중량부, 아연 2-피리딘티올-1-옥사이드(Zinc 2-pyridinethiol-1-oxide, Zn PTO) 0.5-2 중량부, 염화나트륨 0.3-0.7 중량부, 힌더드 아민 0.3-0.5 중량부 및 착색제 6-10 중량부를 혼합하여 제2 혼합물을 제조하는 단계;
상기 제2 혼합물을 교반하며 220-250℃의 온도범위에서 용융 및 압출하는 단계;
상기 용융 및 압출을 수행하여 형성된 압출물을 냉각하고 절단하여 마스터배치를 제조하는 단계; 및
상기 마스터배치를 젤 형태로 만든 후, 압출 성형기에 에어석션으로 주입하여 금형에 일정한 압력과 속도로 압출하여 물 냉각을 이용한 냉각을 통해 PVC 창호 프로파일을 생산하는 단계;를 포함하는 PVC 창호 프로파일 제조방법을 제공한다.
이하, 본 발명에 따른 PVC 창호 프로파일 제조방법을 각 단계별로 상세히 설명한다.
상기 마스터배치를 제조하는 단계까지는 전술한 PVC 항균 마스터배치의 제조방법과 동일하게 수행하여 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 PVC 창호 프로파일 제조방법은 이렇게 생산된 PVC 항균 마스터배치를 이용하며, 상기 마스터배치를 젤 형태로 만든 후, 압출 성형기(또는 압출성형장치)에 에어석션으로 주입하여 금형에 일정한 압력과 속도로 압출하여 물 냉각을 이용한 냉각을 통해 PVC 창호 프로파일을 생산하는 단계를 포함한다.
상기 단계에서는 완성된 마스터배치를 교반하고 공압출하여 PVC 창호 프로파일을 생산한다. 일례로, 도 1에 나타낸 바와 같은 압출성형장치를 이용하여 수행될 수 있다. 상기 압출성형장치는 성형재료인 PVC 항균 마스터배치가 투입되는 호퍼, PVC 항균 마스터배치가 젤 형태로 투입되어 금형로 이동시키며, 히터, 가열실린더 및 스크루를 포함하는 본체, 본체와 금형 사이에 위치하는 차단판, PVC 창호 프로파일의 형태를 압출하는 금형을 포함한다.
또한, 본 발명은
PVC 고분자 수지 100 중량부를 용융시킨 다음 PVC 고분자 수지 100 중량부에 대하여 하기 화학식 1로 표시되는 고분자 수지 13-17 중량부, 다이옥틸프탈레이트는 4-8 중량부, 실란 표면처리된 삼산화 안티모니(Sb2O3) 5-9 중량부, 클로로술폰화 폴리에틸렌 고무 3-7 중량부 및 구리섬유 1-5 중량부를 혼합하여 제1 혼합물을 제조하는 단계;
상기 제1 혼합물에 다이옥틸프탈레이트 4-8 중량부, 메틸셀룰로오스 1-5 중량부, 입자크기 20-30 nm의 산화아연 입자 25-29 중량부, 아산화구리 입자 15-19 중량부, 식물 추출물 5-9 중량부, 옥시비스페녹사신(10,10'-oxybisphenoxarsine, OBPA) 0.5-2 중량부, 아연 2-피리딘티올-1-옥사이드(Zinc 2-pyridinethiol-1-oxide, Zn PTO) 0.5-2 중량부, 염화나트륨 0.3-0.7 중량부, 힌더드 아민 0.3-0.5 중량부 및 착색제 6-10 중량부를 혼합하여 제2 혼합물을 제조하는 단계;
상기 제2 혼합물을 교반하며 220-250℃의 온도범위에서 용융 및 압출하는 단계;
상기 용융 및 압출을 수행하여 형성된 압출물을 냉각하고 절단하여 마스터배치를 제조하는 단계;
상기 마스터배치를 젤 형태로 만든 후, 압출 성형기에 에어석션으로 주입하여 금형에 일정한 압력과 속도로 압출하여 물 냉각을 이용한 냉각을 통해 PVC 창호 프로파일을 생산하는 단계; 및
상기 PVC 창호 프로파일에 표면코팅층 형성용 조성물을 도포하여 표면코팅층을 형성하는 단계;를 포함하고,
상기 식물 추출물은,
닥나무, 싸리나무 및 처진뽕나무를 세척하고 동결건조한 후 분쇄하여 닥나무분말, 싸리나무분말 및 처진뽕나무분말을 제조하는 단계; 제조된 닥나무분말, 싸리나무분말 및 처진뽕나무분말을 1:1:1의 중량비율로 혼합한 혼합분말 20 g을 물 200 ml와 혼합하고, 교반하면서 80℃의 온도에서 8시간 동안 1차 열수추출을 수행하는 단계; 1차 열수추출 후, 여과지로 여과한 다음 그 여액을 동결건조하여 1차 혼합추출물을 제조하는 단계; 1차 열수추출 후 여과지로 여과한 다음 남은 고형물을 다시 물과 혼합하되, 고형물 및 물의 혼합비율이 0.1 g/ml가 되도록 혼합하고, 교반하면서 120℃의 온도에서 12시간 동안 2차 열수추출을 수행하는 단계; 2차 열수추출 후, 여과지로 여과한 다음 그 여액을 동결건조하여 2차 혼합추출물을 제조하는 단계; 2차 열수추출 후 여과지로 여과한 다음 남은 고형물을 다시 물과 혼합하되, 고형물 및 물의 혼합비율이 0.1 g/ml가 되도록 혼합하고, 여기에 [BMIm][TFSI](1-Butyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide)를 1-2 g 첨가한 후 교반하면서 100℃의 온도에서 8시간 동안 3차 열수추출을 수행하는 단계; 3차 열수추출 후, 여과지로 여과한 다음 그 여액을 동결건조하여 3차 혼합추출물을 제조하는 단계; 및 상기 1차 혼합추출물, 2차 혼합추출물 및 3차 혼합추출물을 혼합하는 단계;를 수행하여 제조되는 것이고,
상기 표면코팅층 형성용 조성물은 하기 화학식 2로 표시되는 고분자 수지 45-49 중량부, 아크릴 변성 폴리우레탄 수지 18-22 중량부, 구리분말 5-9 중량부, 탄산칼슘 5-9 중량부, 소듐 도데실 벤젠 설포네이트 3-7 중량부, 활성탄 분말 2-6 중량부, 셀룰로오스계 증점제 0.5-4 중량부, 로진 에스테르계 부착증진제 0.5-4 중량부, 2.2-메틸렌비스(6-tert-부틸-4-메틸페놀) 0.3-2 중량부, 염화나트륨 0.1-1 중량부 및 힌더드 아민(hindered amine) 0.1-1 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 표면코팅층이 형성된 PVC 창호 프로파일의 제조방법을 제공한다.
<화학식 1>
(상기 화학식 1에서 n은 20-30이고, m은 20-30이고, a는 20-30이고, b는 20-30이고, x는 5-50이다.)
<화학식 2>
Figure 112023033836710-pat00004
(상기 화학식 2에서 o는 20-30이고, p는 20-30이고, q는 20-30이고, r은 20-30이다.)
이하, 본 발명에 따른 표면코팅층이 형성된 PVC 창호 프로파일의 제조방법을 각 단계별로 상세히 설명한다.
상기 PVC 창호 프로파일을 생산하는 단계까지는 전술한 PVC 창호 프로파일의 제조방법과 동일하게 수행하여 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 표면코팅층이 형성된 PVC 창호 프로파일의 제조방법은 이렇게 생산된 PVC 창호 프로파일을 이용하며, 상기 PVC 창호 프로파일 표면에 표면코팅층 형성용 조성물을 도포하여 표면코팅층을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 표면코팅층 형성용 조성물은 상기 화학식 2로 표시되는 고분자 수지 45-49 중량부, 아크릴 변성 폴리우레탄 수지 18-22 중량부, 구리분말 5-9 중량부, 탄산칼슘 5-9 중량부, 소듐 도데실 벤젠 설포네이트 3-7 중량부, 활성탄 분말 2-6 중량부, 셀룰로오스계 증점제 0.5-4 중량부, 로진 에스테르계 부착증진제 0.5-4 중량부, 2.2-메틸렌비스(6-tert-부틸-4-메틸페놀) 0.3-2 중량부, 염화나트륨 0.1-1 중량부 및 힌더드 아민(hindered amine) 0.1-1 중량부를 포함하는 것이 바람직하고, 상기 화학식 2로 표시되는 고분자 수지 46-48 중량부, 아크릴 변성 폴리우레탄 수지 19-21 중량부, 하기 화학식 4로 표시되는 실리콘계 화합물 6-8 중량부, 구리분말 6-8 중량부, 탄산칼슘 6-8 중량부, 소듐 도데실 벤젠 설포네이트 4-6 중량부, 활성탄 분말 3-5 중량부, 셀룰로오스계 증점제 1-3 중량부, 로진 에스테르계 부착증진제 1-3 중량부, 2.2-메틸렌비스(6-tert-부틸-4-메틸페놀) 0.5-1.5 중량부, 염화나트륨 0.3-0.7 중량부 및 힌더드 아민(hindered amine) 0.3-0.7 중량부를 포함하는 것이 더욱 바람직하다.
상기 화학식 2로 표시되는 고분자 수지는 징크-2-에틸헥사노에이트 메타크릴레이트(zinc-2-ethylhexanoate methacrylate), 메타크릴산, 글리시딜메타크릴레이트 단량체로부터 합성된 아크릴계 공중합체에, 3-(Dimethylamino)-1-propylamine과 같은 아민 화합물을 이용해 글리시딜메타크릴레이트에 포함된 에폭시기를 통해 결합하여 하이드록시기(-OH)와 2차 아민 링커(-NH-) 및 3차 아민기를 구성할 수 있다. 상기 화학식 2로 표시되는 고분자 수지는 상기와 같은 구조를 포함하여 친환경적일 뿐만 아니라 높은 방오 특성을 가지는 효과적인 아크릴계 고분자 수지로서 적용될 수 있다. 상기 화학식 2에서 o는 23-27이고, p는 23-27이고, q는 23-27이고, r은 23-27인 것이 더욱 바람직하고, o는 25이고, p는 25이고, q는 25이고, r은 25인 것이 가장 바람직하다.
상기 아크릴 변성 폴리우레탄은, 디이소시아네이트(diisocyanate), 폴리올(polyol) 및 유기용제 혼합하여 혼합액을 제조하고, 상기 혼합액을 반응시켜 이소시아네이트 말단기를 가지는 폴리우레탄을 제조하고, 상기 이소시아네이트 말단기를 가지는 폴리우레탄에 하이드록시 그룹을 포함하는 모노머를 투입하면서 반응시켜 비닐 말단기를 가지는 폴리우레탄을 제조하고, 상기 비닐 말단기를 가지는 폴리우레탄에 모노머를 투입하면서 반응시켜 제조되는 것을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 폴리올은 폴리에테르폴리올을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 디이소시아네이트는 헥사메틸렌 디이소시아네이트(hexamethylene diisocyanate), 이소포론 디이소시아네이트(isophorone diisocyanate) 및 4,4'-메틸렌비스(사이클로헥실 이소시아네이트)(4,4'-methylenebis(cyclohexyl isocyanate)) 등을 사용할 수 있고, 바람직하게는 헥사메틸렌 디이소시아네이트를 사용한다.
상기 유기용제는 톨루엔(Toluene), 메틸에틸케톤(Methyl ethyl ketone), 에틸아세테이트(Ethyl acetate), 아세톤(Acetone) 및 디메틸포름아미드(Dimethylformamide)를 사용할 수 있고, 바람직하게는 톨루엔을 사용한다.
상기 하이드록시 그룹을 포함하는 모노머는 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트(2-hydroxyethyl methacrylate), 2-하이드록시프로필 메타크릴레이트(2-hydroxypropyl methacrylate), 2-하히드록시에틸 아크릴레이트(2-hydroxyethyl acrylate) 및 알릴 알코올(allyl alcohol) 등이고, 바람직하게는 2-하이드록시에틸 아크릴레이트이고,
상기 비닐 말단기를 가지는 폴리우레탄에 투입되는 모노머는 글리시딜 메타크릴레이트를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 아크릴 변성 폴리우레탄을 적용하여 인장강도 및 접착력을 더욱 향상시킬 수 있다.
상기 구리분말은 충전제로서 사용되어 표면코팅층의 물성을 향상시킨다.
상기 탄산칼슘은 충전제로서 사용되어 표면코팅층의 물성을 향상시킨다.
상기 소듐 도데실 벤젠 설포네이트는 음이온 계면활성제로서 표면코팅층 형성용 조성물을 분산시키기 위해 적용된다.
상기 활성탄 분말은 높은 공극율로 인하여 분산성을 향상시키는 동시에 조성물 내 성분간의 결합력을 증진시켜 표면코팅층의 강도를 향상시킬 수 있다.
상기 셀룰로오스계 증점제는 보수성을 가질 수 있다.
상기 로진 에스테르계 부착증진제는 대상면에 접착이 용이하도록 하기 위한 것이다.
상기 2.2-메틸렌비스(6-tert-부틸-4-메틸페놀)은 산화방지제로 사용된다.
상기 염화나트륨은 기계적/열적 안정제로 사용된다.
상기 힌더드 아민(hindered amine)은 자외선 안정제로 사용된다.
또한, 상기 표면코팅층 형성용 조성물은 전체 조성물 100 중량부에 대하여 하기 화학식 3으로 표시되는 실리콘계 화합물 3-7 중량부를 포함하는 것이 더욱 바람직하고, 4-6 중량부를 포함하는 것이 가장 바람직하다.
<화학식 3>
상기 화학식 3으로 표시되는 실리콘계 화합물은 실리콘메타크릴레이트로, 실리콘메타크릴레이트를 포함하여 도포되는 PVC 창호 프로파일 표면과의 접착력을 높여주고, 내구성을 더 높여줄 수 있다.
이하, 본 발명을 하기의 실시예에 의해 보다 상세하게 설명한다.
단, 하기 실시예는 본 발명의 내용을 예시하는 것일 뿐 발명의 범위가 실시예 및 실험예에 의해 한정되는 것은 아니다.
<제조예 1> 식물 추출물의 제조
닥나무, 싸리나무 및 처진뽕나무를 세척하고 동결건조한 후 분쇄하여 닥나무분말, 싸리나무분말 및 처진뽕나무분말을 제조하고, 제조된 닥나무분말, 싸리나무분말 및 처진뽕나무분말을 1:1:1의 중량비율로 혼합한 혼합분말 20 g을 물 200 ml와 혼합하고, 교반하면서 80℃의 온도에서 8시간 동안 1차 열수추출을 수행하였다. 1차 열수추출 후, 여과지로 여과한 다음 그 여액을 동결건조하여 1차 혼합추출물을 제조하였다.
1차 열수추출 후 여과지로 여과한 다음 남은 고형물을 다시 물과 혼합하되, 고형물 및 물의 혼합비율이 0.1 g/ml가 되도록 혼합하고, 교반하면서 120℃의 온도에서 12시간 동안 2차 열수추출을 수행하였다. 2차 열수추출 후, 여과지로 여과한 다음 그 여액을 동결건조하여 2차 혼합추출물을 제조하였다.
2차 열수추출 후 여과지로 여과한 다음 남은 고형물을 다시 물과 혼합하되, 고형물 및 물의 혼합비율이 0.1 g/ml가 되도록 혼합하고, 여기에 [BMIm][TFSI](1-Butyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide)를 2 g 첨가한 후 교반하면서 100℃의 온도에서 8시간 동안 3차 열수추출을 수행하였다. 3차 열수추출 후, 여과지로 여과한 다음 그 여액을 동결건조하여 3차 혼합추출물을 제조하였다.
상기 1차 혼합추출물, 2차 혼합추출물 및 3차 혼합추출물을 혼합하여 식물 추출물을 제조하였다.
<실시예 1> PVC 항균 마스터배치의 제조-1
PVC 고분자 수지로 p-1000 100 중량부를 교반기에 투입하고 180℃의 온도에서 용융시키고 여기에 화학식 1로 표시되는 고분자 수지 15 중량부, 다이옥틸프탈레이트는 6 중량부, 실란 표면처리된 삼산화 안티모니(Sb2O3) 7 중량부, 클로로술폰화 폴리에틸렌 고무 5 중량부 및 구리섬유 3 중량부를 투입하고 2500 rpm으로 교반하여 제1 혼합물을 제조하였다. 이때, 화학식 1로 표시되는 고분자 수지는 화학식 1에서 n, m, a 및 b는 25이고, x는 15인 것을 사용하였다.
이어서, 상기 제1 혼합물에 다이옥틸프탈레이트 6 중량부, 메틸셀룰로오스 3 중량부, 입자크기 24-26 nm인 산화아연 입자 27 중량부, 입자크기 94-96 nm인 아산화구리 입자 17 중량부, 상기 제조예 1에서 제조된 식물 추출물 7 중량부, 옥시비스페녹사신(10,10'-oxybisphenoxarsine, OBPA) 1 중량부, 아연 2-피리딘티올-1-옥사이드(Zinc 2-pyridinethiol-1-oxide, Zn PTO) 1 중량부, 염화나트륨 0.5 중량부, 힌더드 아민 0.5 중량부 및 착색제로 구리 프탈로시아닌 안료 8 중량부를 투입하여 3500 rpm으로 교반하여 제2 혼합물을 제조하였다.
상기 제2 혼합물을 용융 압출기로 투입하고 내부온도를 235℃로 설정하여 용융 및 압출시킨 후 압출물을 냉각시킨 후 절단하여 마스터배치를 제조하였다.
<실시예 2> PVC 항균 마스터배치의 제조-2
상기 실시예 1에서 제2 혼합물을 제조할 때 실록산으로 표면개질된 나노 실리카졸을 5 중량부 첨가한 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 마스터배치를 제조하였다.
<비교예 1>
상기 실시예 1에서 화학식 1로 표시되는 고분자 수지가 아닌 PVC 수지를 적용한 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 마스터배치를 제조하였다.
<비교예 2>
상기 실시예 1에서 실란 표면처리된 삼산화 안티모니(Sb2O3) 7 중량부, 클로로술폰화 폴리에틸렌 고무 5 중량부 및 구리섬유 3 중량부를 적용하지 않고, 제2 혼합물에 산화아연 입자를 42 중량부 적용한 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일하게 수행하여 마스터배치를 제조하였다.
<실시예 3> 표면코팅층 형성용 조성물의 제조-1
화학식 2로 표시되는 고분자 수지 47 중량부, 아크릴 변성 폴리우레탄 수지 20 중량부, 구리분말 7 중량부, 탄산칼슘 7 중량부, 소듐 도데실 벤젠 설포네이트 5 중량부, 활성탄 분말 4 중량부, 셀룰로오스계 증점제 2 중량부, 로진 에스테르계 부착증진제 2 중량부, 2.2-메틸렌비스(6-tert-부틸-4-메틸페놀) 1 중량부, 염화나트륨 0.5 중량부 및 힌더드 아민(hindered amine) 0.5 중량부를 혼합하여 표면코팅층 형성용 조성물을 제조하였다. 이때, 화학식 2로 표시되는 고분자 수지에서 o는 25이고, p는 25이고, q는 25이고, r은 25인 것을 사용하였다.
<실시예 4> 표면코팅층 형성용 조성물의 제조-2
화학식 2로 표시되는 고분자 수지 47 중량부, 아크릴 변성 폴리우레탄 수지 20 중량부, 화학식 3으로 표시되는 실리콘계 화합물 5 중량부, 구리분말 7 중량부, 탄산칼슘 7 중량부, 소듐 도데실 벤젠 설포네이트 5 중량부, 활성탄 분말 4 중량부, 셀룰로오스계 증점제 2 중량부, 로진 에스테르계 부착증진제 2 중량부, 2.2-메틸렌비스(6-tert-부틸-4-메틸페놀) 1 중량부, 염화나트륨 0.5 중량부 및 힌더드 아민(hindered amine) 0.5 중량부를 혼합하여 표면코팅층 형성용 조성물을 제조하였다. 이때, 화학식 2로 표시되는 고분자 수지에서 o는 25이고, p는 25이고, q는 25이고, r은 25인 것을 사용하였다.
<실험예 1> PVC 항균 마스터배치의 물성 분석
상기 실시예 1, 실시예 2, 비교예 1 및 비교예 2에서 제조된 마스터배치를 사용하여 내마모율, 인장강도, 인열강도 및 신장율 시험을 수행하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
내마모율은 ASTM D 1630 방법에 의하여 측정하였고, 인장강도는 ASTM D412 방법에 의하여 측정하였고, 인열강도는 ASTM D624 방법에 의하여 측정하였으며, 신장율은 ASTM D412 방법에 의하여 측정하였다(시편 크기 : 가로 및 세로 각 15 ㎝, 시험 장소의 온도 : 19℃, 습도 : 60%).
내마모율
(%)		 인장강도
(kg/cm2)		 인열강도
(kg/cm)		 신장율
(%)
실시예 1 976 91 75 412
실시예 2 980 94 77 390
비교예 1 972 91 75 325
비교예 2 893 77 58 348
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 PVC 항균 마스터배치는 물성이 우수한 것을 확인할 수 있었다. 특히, 실시예 1은 비교예 1 대비 내마모율, 인장강도 및 인열강도는 유지 또는 약간 우수하고, 신장율은 매우 우수함을 확인할 수 있었다. 또한, 실시예 2의 경우 신장율은 실시예 1에 비해 부족하나 인장강도가 더욱 우수함을 확인할 수 있었다.
<실험예 2> PVC 항균 마스터배치의 항균활성 분석
상기 실시예 1에서 제조된 마스터배치를 사용하여 항균 성능을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
항균 성능은 KS J 4206법에 따라 수행하였고, 실험균주로 스테필로코쿠스 아우레우스(Staphylococcus aureus ATCC 6538; 이하 균주 1), 에쉬리치아(Escherichia coli ATCC 25922; 이하 균주 2), 피쉐우도모나스 아루기노사(Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853; 이하 균주 3) 및 대장균(E.Coli ATCC 25922; 이하 균주 4)를 사용하였다. 시험조건은 시험균액을 37±1℃에서 24시간 진탕 배양 후 균수를 측정하였다(진탕 횟수 120회/분). 시험시료 중량은 2.0 g이고, 중화용액으로 인산완충용액(pH 7.0±2)을 사용하였고, 감소율(%)은 [(Mb-Mc)/Ma]X100 이고 증가율(F)는 Mb/Ma(31.6배 이상)로 계산하였다(Ma: 대조시료의 초기 균수, Mb: 24 시간 배양 후 대조 시료의 균수, Mc: 24 시간 배양 후 시험 시료의 균수).
균주 1에 대한
항균활성 (%)		 균주 2에 대한
항균활성 (%)		 균주 3에 대한
항균활성 (%)		 균주 4에 대한
항균활성 (%)
실시예 1 99 98 99 99
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 PVC 항균 마스터배치는 항균활성이 매우 우수함을 확인할 수 있었다.
<실험예 3> 표면코팅층의 물성 분석
상기 실시예 3 및 실시예 4의 표면코팅층 형성용 조성물을 이용해 도포하여 표면코팅층을 형성하고, 상온에서 20분 동안 건조한 후 60℃에서 4시간 경화하여 시편 도막을 제조하였다. 이후 조성물 및 시편 도막의 물성을 하기와 같은 방법으로 측정하여 그 결과를 표 3에 나타내었다.
(1) 외관
시편 도막의 외관 특성을 평가하였으며, 표면에 핀홀 및 크래터링이 없는 경우 우수(◎), 핀홀 및 크래터링이 시편당 1 내지 5개 발생한 경우 양호(○), 5개 초과 10개 이하로 발생한 경우 보통(△), 10개 초과로 발생한 경우 불량(×)으로 평가하였다.
(2) 경도
미쯔비시 연필을 이용하여 시편 도막의 연필 경도를 측정하였다. 구체적으로, 3B, 2B, B, HB, F, H, 2H 및 3H 각각의 연필을 이용하여 시편 도막에 손상을 주지 않는 최대 경도를 측정하였다(3B, 2B, B, HB, F, H, 2H, 3H: 열세⇔우수).
(3) 부착성
ASTM D3359 테이프 부착성 시험 방법에 의거하여, 시편 도막의 표면에 커터칼을 이용하여 2㎜×2㎜(가로×세로)의 25개의 정사각형을 형성한 후, 테이프를 사용하여 정사각형을 떼어내어 부착성을 측정하였다. 이때, 25개의 정사각형이 100% 온전히 붙어있는 경우 5B, 남은 정사각형이 95% 이상 100% 미만인 경우 4B, 85% 이상 95% 미만인 경우 3B, 65% 이상 85% 미만인 경우 2B, 35% 이상 65% 미만인 경우 1B, 35% 미만인 경우 0B로 평가하였다.
(4) 소포성
조성물 도포 후 시편 도막의 표면으로부터 기포가 없어지는 시간을 측정하였으며, 상기 시간이 5초 미만인 경우 우수(◎), 5 내지 30 초인 경우 양호(○), 30초 초과 60초 미만인 경우 보통(△), 60초 이상인 경우 불량(×)으로 평가하였다.
(5) 내충격성
ASTM D2794에 의거하여, 500g의 추를 10인치(inch) 이상 높이에서 시편 도막에 떨어뜨린 후 도막 표면을 관찰하여 도막에 균일 및 박리가 발생하지 않는 최대 높이를 측정하여 내충격성을 평가하였다.
외관 경도 부착성 내충격성
(inch)		 소포성
실시예 3 ◎ H 3B 26 ◎
실시예 4 ◎ 2H 5B 35 ◎
상기 표 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 표면코팅층 형성용 조성물은 우수한 성능을 나타냄을 확인할 수 있었다.

Claims (2)

  1. PVC 고분자 수지 100 중량부를 용융시킨 다음 PVC 고분자 수지 100 중량부에 대하여 하기 화학식 1로 표시되는 고분자 수지 13-17 중량부, 다이옥틸프탈레이트는 4-8 중량부, 실란 표면처리된 삼산화 안티모니(Sb2O3) 5-9 중량부, 클로로술폰화 폴리에틸렌 고무 3-7 중량부 및 구리섬유 1-5 중량부를 혼합하여 제1 혼합물을 제조하는 단계;
    상기 제1 혼합물에 다이옥틸프탈레이트 4-8 중량부, 메틸셀룰로오스 1-5 중량부, 입자크기 20-30 nm의 산화아연 입자 25-29 중량부, 아산화구리 입자 15-19 중량부, 식물 추출물 5-9 중량부, 옥시비스페녹사신(10,10'-oxybisphenoxarsine, OBPA) 0.5-2 중량부, 아연 2-피리딘티올-1-옥사이드(Zinc 2-pyridinethiol-1-oxide, Zn PTO) 0.5-2 중량부, 염화나트륨 0.3-0.7 중량부, 힌더드 아민 0.3-0.7 중량부 및 착색제 6-10 중량부를 혼합하여 제2 혼합물을 제조하는 단계;
    상기 제2 혼합물을 교반하며 220-250℃의 온도범위에서 용융 및 압출하는 단계; 및
    상기 용융 및 압출을 수행하여 형성된 압출물을 냉각하고 절단하여 마스터배치를 제조하는 단계; 및
    상기 마스터배치를 젤 형태로 만든 후, 압출 성형기에 에어석션으로 주입하여 금형에 일정한 압력과 속도로 압출하여 물 냉각을 이용한 냉각을 통해 PVC 창호 프로파일을 생산하는 단계;를 포함하고,
    상기 식물 추출물은,
    닥나무, 싸리나무 및 처진뽕나무를 세척하고 동결건조한 후 분쇄하여 닥나무분말, 싸리나무분말 및 처진뽕나무분말을 제조하는 단계; 제조된 닥나무분말, 싸리나무분말 및 처진뽕나무분말을 1:1:1의 중량비율로 혼합한 혼합분말 20 g을 물 200 ml와 혼합하고, 교반하면서 80℃의 온도에서 8시간 동안 1차 열수추출을 수행하는 단계; 1차 열수추출 후, 여과지로 여과한 다음 그 여액을 동결건조하여 1차 혼합추출물을 제조하는 단계; 1차 열수추출 후 여과지로 여과한 다음 남은 고형물을 다시 물과 혼합하되, 고형물 및 물의 혼합비율이 0.1 g/ml가 되도록 혼합하고, 교반하면서 120℃의 온도에서 12시간 동안 2차 열수추출을 수행하는 단계; 2차 열수추출 후, 여과지로 여과한 다음 그 여액을 동결건조하여 2차 혼합추출물을 제조하는 단계; 2차 열수추출 후 여과지로 여과한 다음 남은 고형물을 다시 물과 혼합하되, 고형물 및 물의 혼합비율이 0.1 g/ml가 되도록 혼합하고, 여기에 [BMIm][TFSI](1-Butyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide)를 1-2 g 첨가한 후 교반하면서 100℃의 온도에서 8시간 동안 3차 열수추출을 수행하는 단계; 3차 열수추출 후, 여과지로 여과한 다음 그 여액을 동결건조하여 3차 혼합추출물을 제조하는 단계; 및 상기 1차 혼합추출물, 2차 혼합추출물 및 3차 혼합추출물을 혼합하는 단계;를 수행하여 제조되는 것을 특징으로 하는 PVC 창호 프로파일 제조방법:
    <화학식 1>
    Figure 112023048678417-pat00006

    (상기 화학식 1에서 n은 20-30이고, m은 20-30이고, a는 20-30이고, b는 20-30이고, x는 5-50이다).
  2. 삭제
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR900016353A (ko) * 1989-04-12 1990-11-13 다치 다다스 염화비닐 수지 조성물
KR100521005B1 (ko) 2003-08-25 2005-10-12 (주)미라이 지. 에스.피 폴리염화비닐 수지 조성물의 제조 방법 및 폴리염화비닐수지 조성물
KR101334283B1 (ko) * 2012-07-13 2013-11-28 (주)나노미래생활 항균 플라스틱 소재, 항균 플라스틱, 항균 플라스틱 제조용 마스터배치, 및 항균 플라스틱의 제조방법
KR20140121375A (ko) * 2014-08-26 2014-10-15 주식회사 엘지화학 가공성과 내충격성이 우수한 그라프트 공중합체, 그 제조방법 및 이를 포함하는 염화비닐수지 조성물
KR20150105283A (ko) * 2015-09-04 2015-09-16 주식회사 엘지화학 가공성과 내충격성이 우수한 그라프트 공중합체, 그 제조방법 및 이를 포함하는 염화비닐수지 조성물
KR20160047142A (ko) * 2014-10-22 2016-05-02 주식회사 엘지화학 염화비닐계 수지 성형용 가공 조성물 및 이로부터 제조된 염화비닐계 수지 성형품
JP2023035845A (ja) * 2021-08-31 2023-03-13 住友ベークライト株式会社 塩化ビニル系樹脂組成物、塩化ビニル系樹脂成形体、内装材およびカバー部材

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR900016353A (ko) * 1989-04-12 1990-11-13 다치 다다스 염화비닐 수지 조성물
KR100521005B1 (ko) 2003-08-25 2005-10-12 (주)미라이 지. 에스.피 폴리염화비닐 수지 조성물의 제조 방법 및 폴리염화비닐수지 조성물
KR101334283B1 (ko) * 2012-07-13 2013-11-28 (주)나노미래생활 항균 플라스틱 소재, 항균 플라스틱, 항균 플라스틱 제조용 마스터배치, 및 항균 플라스틱의 제조방법
KR20140121375A (ko) * 2014-08-26 2014-10-15 주식회사 엘지화학 가공성과 내충격성이 우수한 그라프트 공중합체, 그 제조방법 및 이를 포함하는 염화비닐수지 조성물
KR20160047142A (ko) * 2014-10-22 2016-05-02 주식회사 엘지화학 염화비닐계 수지 성형용 가공 조성물 및 이로부터 제조된 염화비닐계 수지 성형품
KR20150105283A (ko) * 2015-09-04 2015-09-16 주식회사 엘지화학 가공성과 내충격성이 우수한 그라프트 공중합체, 그 제조방법 및 이를 포함하는 염화비닐수지 조성물
JP2023035845A (ja) * 2021-08-31 2023-03-13 住友ベークライト株式会社 塩化ビニル系樹脂組成物、塩化ビニル系樹脂成形体、内装材およびカバー部材

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