KR20000049313A - 유아용 수유병 및 그의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 비스페놀-A와 같은 환경호르몬이 배출되지 않고 반복내열성이 30회 이상인 유아용 수유병 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명은 아래조건 하에서 디메틸-2,6-나프탈렌 디카르복실레이트(NDC)를 85몰%~99몰% 함유하는 코폴리에스테르 수지를 용융사출하여 예비성형체(Preform)를제조한 다음, 이를 재가열 및 블로잉 성형하여 유아용 수유병을 제조한다.

- 아 래 -

·코폴리에스테르 고유점도 : 0.68~0.80㎗/g

·예비성형체(Preform) 재가열온도 : 165~210℃

·블로잉 성형시 횡방향 및 종방향 연신비 : 1.5~2.5배

Description

유아용 수유병 및 그의 제조방법 {A suckling bottle for a baby, and a process of preparing the same}

본 발명은 유아용 수유병 및 그의 제조방법에 관한 것이다. .

유아용 수유병으로서 처음 사용되었던 재료는 유리이다. 유리로 만든 젖병의 장점은 투명하여 내용물 상태를 쉽게 파악할 수 있으며, 깨지지만 않는다면 수천회 재사용도 가능하다. 그러나 유리 수유병은 무겁고 깨질 위험성이 있어 유아들이 사용하는 데 있어 안정성에 문제가 있다.

이러한 유리 수유병의 문제점을 보완해 지금 현재 일반적으로 널리 사용되어지고 있는 수유병으로는 폴리카보네이트 수지로 제조한 수유병이다. 폴리카보네이트 수지의 수유병은 우선 유리 수유병과 같이 내용물을 쉽게 파악할 수 있게 투명하고, 유리 수유병과는 달리 가볍고 깨질염려가 없다. 또한 자유자재로 형태 변형이 가능해 성형성도 우수하다.

폴리카보네이트 수지는 플라스틱 재료이지만 열에 의한 변형 온도(140 ∼ 146℃)가 높아 열탕살균을 수백회 하여도 사용이 가능하다. 그러나 현재 국내외적으로 문제시되어지고 있는 내분비교란화학물질로 의심되는 물질인 비스페놀-A가 열탕살균시 유출되는 문제가 있다. 특히 열탕살균이 반복될 수록 더 많은 비스페놀-A가 더 많이 유출된다.

환경호르몬이란 환경중에 존재하다가 생체에 들어가면 호르몬과 유사한 작용을 하여 호르몬의 분비계를 교란시켜 생식기능 등에 악영향을 미친다고 여겨지고 있는 화학물질의 총칭을 말한다. 환경호르몬은 내분비교란화학물질이라고도 불린다.

환경호르몬의 동물에 대한 영향은 1950년대부터 영국과 미국을 비롯한 지역에서 나오고 있었는데, 그 당시에는 원인물질이 무엇인지 잘 알려지지 않은 경우가 많았다. 환경호르몬의 영향을 받는 동물은 수달, 밍크, 갈매기, 악어, 잉어, 소라, 우렁 등 여러 동물에 미치고 있다. 그리고 이러한 동물에 생식이상, 불임, 임포섹스 등의 증상이 나타난다.

최근에는 환경호르몬의 동물에 대한 영향이 세계적으로 확산되고 있다. 일본에서도 해안이나 강변의 소라 고동이나 잉어에서 임포섹스나 정소이상이 일어나고 있다. 이러한 영향을 미치는 요인물질로서는 살충제, 다이옥신을 비롯하여 선박도료(트리부틸주석 등)나 경구피임약, 계면활성제인 노닐페놀 등이 추정되고 있다.

환경호르몬의 사람에 미치는 영향에 대해서는 지금까지 명확한 것은 유산예방에 합성여성호르몬(DES)를 사용한 산모에게서 태어난 여성에서 발생한 자궁암 뿐이다.

내분비교란작용이 의심되는 화학물질(환경호르몬)의 수는 일본 환경청 연구반의 중간보고에 따르면 약 70여종에 이른다. 이를 용도별로 분류하면, 살충제·농약·플라스틱·수지의 원재료·첨가제, 중금속, 다이옥신, 합성여성호르몬 (DES) 등이 있다.

미국 일리노이주 환경청에서는 약 70여종의 환경호르몬에 대해 그 확실성에 따라 세종류로 분류하고 있다. 확정된 물질은 노닐페놀 등 20여종, 가능성이 있는 물질은 비스페놀-A 등 29종, 추정되는 물질은 옥타클로스티렌 등 25종 이라고 한다.

비스페놀-A는 생식 장애와 기형아 출산 등을 일으키는 내분비교란화학물질(이하 환경호르몬)로 지목되고 있다. 폴리카보네이트가 환경호르몬과의 관계에서 문제가 된 것은 1990년경 미국의 스탠포드대학 의학부에서 멸균수 실험용으로 사용하는 폴리카보네이트제 프라스크가 에스트로겐성을 나타낸다는 것에서 발단되었다.

에스트로겐성을 나타낸 원인물질이 비스페놀-A이다. 당초 폴리카보네이트의 메이커인 제너럴 일렉트릭사는 10ppb 검출한계에서는 검출되지 않는다고 발표했다. 그러나 스탠포드대학팀의 연구에 따르면 에스트로겐성을 나타내는 것은 2-5ppb 비스페놀-A로 충분하다고 하고 있다.

일본에서는 1997년 9월 대판시에서 어린이용 폴리카보네이트 식기에서 식품위생법 기준(500ppm)을 초과하는 960-5440ppm의 비스페놀-A를 검출하여 회수명령을 내렸다. 메이커에서는 자발적인 회수와 함께 1998년 4월에는 폴리카보네이트 식기의 생산중지를 결정했다.

다음으로 폴리카보네이트 젖병을 95℃의 뜨거운 물에 넣으면 식품위생품 기준(2.5ppm)보다는 낮지만, 3-5ppb의 비스페놀-A를 검출한 것이 요꼬하마 국립대학의 환경과학연구센타에서 발표한 것이 발단이 되어 폴리카보네이트로 제조된 수유병이 문제시 되었다.

한편 비스페놀-A와 같은 환경호르몬 배출문제를 해결하기 위하여 대한민국 공개특허 97-42654호, 동 출원특허 98-4538호 및 동 출원특허 99-9546호 등에서는 디메틸-2,6-나프탈렌 디카르복실레이트(이하 "NDC"라고 한다)를 85몰% 이상 함유하는 호모 폴리에스테르계 수지 또는 코폴리에스테르계 수지로 내열병이나 유아용 수유병을 제조하는 방법을 제안하고 있다.

상기 방법으로 제조한 내열병 또는 유아용 수유병들은 환경호르몬을 배출하지는 않지만 반복적으로 열탕에서 살균처리하는 경우 병의 형태 및 물성이 많이 변화되는 문제가 있었다.

구체적으로 열탕에서 2분간 살균처리를 15회~20회 정도 반복하면 병의 용량이 5% 이상 변화되고, 병의 각 부위별 사이즈가 3% 이상 변형된다. 또한 탁도, 광성투과율 및 색상변화가 심하여 더이상 수유병 등의 용도로 사용할 수 없는 문제가 있었다.

본 발명의 목적은 열탕살균시 환경호르몬 배출이 없고, 특히 반복적인 열탕살균에서도 병의 형태 및 물성을 그대로 유지하는 성질(이하 "반복내열성"이라고 한다)이 매우 우수한 유아용 수유병을 제공하기 위한 것이다.

본 발명은 투명하고 깨질 염려가 없으며, 열탕살균시 환경호르몬 배출이 없는 유아용 수유병 및 그의 제조방법을 제공하고자 한다. 특히 반복적인 열탕살균처리에도 병의 형태 및 물성이 그대로 유지되는 성질, 다시말해 반복내열성이 우수한 유아용 수유병 및 그의 제조방법을 제공하고자 한다.

도 1은 본 발명인 유아용 수유병의 단면 상태도 이다.

※도면중 주요부분에 대한 설명

1 : 판넬 1 2 : 판넬 2 3 : 판넬 3

4 : 병의 양측면 직선부분 전체 높이

본 발명은 열탕살균시 환경호르몬 특히 비스페놀-A가 배출되지 않고 반복내열성이 우수한 유아용 수유병 및 그의 제조방법에 관한 것이다.

더욱 구체적으로 본 발명은 디메틸-2,6-나프탈렌 디카르복실레이트(NDC)를 85몰%~99몰% 함유하는 코폴리에스테르 수지로 구성되며, 반복 내열성이 30회 이상인 것을 특징으로 하는 유아용 수유병에 관한 것이다.

또한 본 발명은 아래조건 하에서 디메틸-2,6-나프탈렌 디카르복실레이트 (NDC)를 85몰%~99몰% 함유하는 코폴리에스테르 수지를 용융사출하여 예비성형체 (Preform)를 제조한 다음, 이를 재가열 및 블로잉 성형하여 유아용 수유병을 제조함을 특징으로 하는 유아용 수유병의 제조방법에 관한 것이다.

- 아 래 -

·코폴리에스테르 고유점도 : 0.68~0.80㎗/g

·예비성형체(Preform) 재가열온도 : 165~210℃

·블로잉 성형시 횡방향 및 종방향 연신비 : 1.5~2.5배

이하 본 발명을 상세하게 설명한다.

먼저, 본 발명에서 사용되는 코폴리에스테르 수지는 [ⅰ]디메틸-2,6-나프탈렌 디카르복실레이트(이하“NDC”라고 한다), [ⅱ]디메틸테레프탈레이트(이하 “DMT”라고한다) 또는 테레프탈산(이하 “TPA”라고한다) 및 [ⅲ]에틸렌글리콜(이하 “EG”라고한다)을 용융 공중합하여 제조한다. 이때 NDC의 함량은 85~99몰% 로 하고, DMT 또는 TPA의 함량은 1~15몰%로 한다.

일반적으로 NDC의 함량이 많을 경우 수지 자체의 결정성이 낮아진다. 이를 보완하기 위해 용융중합된 수지를 다시 고상중합하여 수지의 고유점도를 조절 할 수도 있다.

공중합된 수지의 고유점도는 0.68~0.80㎗/g, 더욱 바람직하기로는 0.71~0.76㎗/g으로 조절한다. 만약 고유점도가 0.68㎗/g 미만일 경우 반복내열성이 저해되고, 고유점도가 0.80㎗/g을 초과하는 경우에는 후공정성이 나빠진다.

다음으로는 앞에서 제조한 코폴리에스테르 수지를 용융사출하여 예비성형체 (Preform)을 제조한다. 이때 1-스테이지(Stage) 기대를 사용할 수도 있고 2-스테이지(Stage) 기대를 사용할 수도 있다.

1-스테이지 기대로는 니세이(Nisse) ASB-100이 사용 될수 있다. 수유병을 열탕살균 할때 변형에 가장 취약한 부분은 블로잉 성형시 변위가 가장 많이 일어나는 병의 양측면 직선 하단부분이다. 따라서 예비성형체(Preform) 설계시에는 사출성형된 병의 양측면 직선 상단부분과 하단부분 두께차가 10% 이하를 유지하도록 조절하는 것이 바람직하다. 상기 두께차가 10%를 초과하게 되면 병의 반복내열성이 저하된다.

계속해서 예비성형체를 포트(Pot)에서 165~210℃로 재가열하고, 브로우 몰드(Blow Mold)내에서 1~10kgf/㎠ 브로우 압력으로 블로잉 성형하여 유아용 수유병을 제조한다.

포트에서의 재가열 온도가 165℃ 미만인 경우 블로잉 성형시 넥킹(Necking) 현상이 발생되어 균일한 두께의 수유병을 제조 할수 없고, 연신후 내부에 잔류하는 응력이 높아 2차 전이온도(Tg) 부근에서 쉽게 변형이 일어난다.

특히 넥킹(Necking) 연신된 부분은 결정화로 인해 백화현상이 심하게 발생되고 두께가 불균일하여 수유병의 품질을 저하시킨다.

한편, 포트에서의 재가열온도가 210℃를 초과하는 경우에는 예비성형체가 처지는 현상이 나타나고 블로잉성형시 공기압력을 견딜 수 없어서 수유병 제조가 불가능하게 된다.

또한 상기 블로잉 성형시 횡방향(MD) 및 종방향(TD) 연신비를 1.5~2.5배로 한다. 연신비가 1.5배 미만인 경우에는 적정 연신온도를 유지하더라도 중합체의 변형은 영구변형보다 탄성변형에 가깝게 이루어 진다. 그 결과 연신후의 수유병 내부에 응력이 잠재되어 있어 열탕살균시 쉽게 변형된다.

연신비가 2.5배를 초과하는 경우에는 연신시 중합체의 배향 또는 결정화가 수반되어 연신후의 수유병 내부에 높은 응력이 잠재되어 있어 열탕살균시 쉽게 변형된다.

본 발명의 유아용 수유병은 디메틸-2,6-나프탈렌 디카르복실레이트(NDC)를 85몰%~99몰% 함유하는 코폴리에스테르 수지로 구성되며, 반복 내열성이 30회 이상이다. 그 결과 투명하고 내파열성이 우수하며, 열탕살균시 환경호르몬 배출이 없다. 특히 본 발명의 유아용 수유병은 반복내열성이 30회 이상이기 때문에 오랫동안 사용할수 있어서 경제적이다.

또한 본 발명의 유아용 수유병은 수유병의 양측면 직선 상단부 두께와 수유병의 양측면 직선 하단부 두께차가 10% 이하이다.

본 발명에 있어서 반복내열성 평가방법은 다음과 같다.

·반복내열성(열탕살균 회수)

유아용 수유병을 열탕에서 2분간 살균처리한 후 상온에서 30분 이상 방치하는 작업을 반복하면서, 유아용 수유병의 형태 및 물성변화를 측정한다.

측정된 결과를 열탕살균 처리전의 유아용 수유병의 형태 및 물성과 비교시, 병의 용량변화가 ±5%, 탁도(Haze) 변화가 +1(헤이즈 절대값은 5보다 작다) 범위를 벗어나지 않을때 까지 열탕살균 반복회수를 반복내열성으로 표시한다.

·병의 양측면 직선부분(4) 싸이즈 변화

병의 양측면 직선부분 전체높이(4)의 80~95%인 상단부[(도 1의 1부분)-이하 "판넬 1" 이라고 한다], 병의 양측면 직선부분 전체높이(4)의 50~70%인 중간부[(도 1의 2부분)-이하 "판넬 2"라고 한다] 및 병의 양측면 직선부분 전체높이(4)의 5~25%인 하단부[(도 1의 3부분)-이하 "판넬 3" 이라고 한다] 각각의 외경을 열탕살균처리 전후에 측정하여 비교한다.

·탁도(Haze) 변화

수유병 양측면 직선부분중 판넬 3(3)을 채취하여 니폰 덴쇼큐 엔디에이치 (Nippon Denshoku NDH) 300으로 측정한다.

·전광선 투과율(TT) 및 황색화 수치(b치)

수유병의 양측면 직선부분 중 판넬 3(3)을 채취하여 니폰 덴쇼큐 엔디 (Nippon Denshoku ND) 300으로 측정한다. (투과모드)

이하 실시예 및 비교실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 살펴보기로 한다. 그러나 본 발명이 하기 실시예에만 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

DMT와 EG의 혼합물에 NDC 92몰%를 넣은 후 용융 공중합하여 고유점도가 0.73㎗/g인 코폴리에스터 수지를 제조한다. 상기 코폴리에스터 수지를 1-스테이지(니세이 ASB-100)인 용융사출기에 투입한 후 용융사출하여 예비중합체를 제조한다.

상기 예비중합체를 포트(Pot)에서 195℃로 재가열 한후, 브로우 몰드내에서 3kgf/㎠의 브로우 압력으로 블로잉 성형하여 유아용 수유병을 제조한다. 이때 횡방향 연신비는 1.8배 이고, 종방향 연신비는 2.0배 이다. 제조한 수유병의 판넬 1 두께는 1.29mm, 판넬 3 두께는 1.26mm 이다.

제조한 유아용 수유병을 각각 10회, 20회, 30회, 60회 및 90회로 열탕살균하면서 형태 및 물성변화를 측정한 결과는 표 1과 같다.

＜표 1＞ 수유병의 형태 및 물성변화 측정결과

구분	열탕살균 횟수
	0	10	20	30	60	90
용량(㎖)	300	297	296	295	290	285
외경(mm)	판넬 1	54.4	54.2	54.0	54.0	53.7	53.5
	판넬 2	54.3	54.1	54.0	53.8	53.5	53.3
	판넬 3	54.2	54.0	53.8	53.7	53.5	53.3
높이(mm)	157.9	157.6	157.5	157.3	157.2	157.1
헤이즈(%)	2.29	2.80	3.15	3.32	3.40	3.43
광투과도(%)	87.11	87.85	87.02	88.10	87.25	86.8
b치	1.66	2.09	2.46	2.27	2.30	2.26

실시예 2~8 및 비교실시예 1~6

코폴리에스테르의 고유점도, 예비성형체의 재가열온도, 연신비 및 판넬두께를 표 2와 같이 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 공정 및 조건으로 유아용 수유병을 제조한다.

제조한 수유병을 각각 30회 및 60회로 열탕 살균하면서 형태 및 물성변화를 측정한 결과는 표 3과 같다.

＜표 2＞ 제조조건

구 분	고유점도(㎗/g)	예비중합체재가열온도(℃)	연신비	판넬두께(mm)
			MD	TD	판넬 1	판넬 2
실시예 2	0.73	180	1.8	2.0	1.30	1.24
실시예 3	0.73	205	1.8	2.0	1.29	1.26
실시예 4	0.73	165	1.8	2.0	1.30	1.21
실시예 5	0.68	195	1.8	2.0	1.29	1.26
실시예 6	0.77	195	1.8	2.0	1.30	1.26
실시예 7	0.79	205	1.5	1.8	1.35	1.30
실시예 8	0.73	195	2.0	2.3	1.17	1.09
비교실시예 1	0.65	195	1.8	2.0	1.30	1.25
비교실시예 2	0.65	160	1.8	2.0	1.32	1.21
비교실시예 3	0.73	150	1.8	2.0	1.35	0.95
비교실시예 4	0.73	160	1.5	1.8	1.36	1.10
비교실시예 5	0.73	195	1.2	1.3	1.42	1.32
비교실시예 6	0.73	215	블로잉중 파열	블로잉중 파열

＜표 3＞ 수유병의 형태 및 물성변화 측정결과

본 발명의 유아용 수유병은 투명하고 깨질 염려가 없고 열탕살균시 환경호르몬을 배출하지 않아 매우 위생적이다.

특히 본 발명의 유아용 수유병은 반복내열성이 우수하여, 다시 말해 종래 수유병보다 더 많이 열탕 살균하여도 병의 형태 및 물성이 그대로 유지되기 때문에 오랫동안 사용 할수 있어서 경제적이다.

Claims (8)

1. 디메틸-2,6-나프탈렌 디카르복실레이트(NDC)를 85몰%~99몰% 함유하는 코폴리에스테르 수지로 구성되며, 열탕에서 2분간 살균처리 후 상온에서 30분 이상 방치하는 작업을 30회 이상 반복하여도 용량변화가 ±5% 이내이고, 탁도(Haze) 변화가 +1이내인 것(반복내열성이 30회 이상인 것)을 특징으로 하는 유아용 수유병.
2. 1항에 있어서, 코폴리에스테르가 디메틸-2,6-나프탈렌 디카르복실레이트 (NDC)를 85몰%~99몰%와 디메틸테레프탈레이트(DMT) 또는 테레프탈산(TPA) 1~15몰%로 구성됨을 특징으로 하는 유아용 수유병.
3. 1항에 있어서, 수유병의 양측면 직선 상단부 두께(판넬 1)와 수유병의 양측면 직선 하단부 두께(판넬 3) 차가 10% 이하인 것을 특징으로하는 유아용 수유병.
4. 1항에 있어서, 열탕에서 2분간 살균후 상온에서 30분 이상 방치하는 작업을 30회 이상 반복하여도 병의 양측면 직선부분의 싸이즈 변화가 ±3% 이내인 것을 특징으로 하는 유아용 수유병.
5. 1항에 있어서, 열탕에서 2분간 살균 후 상온에서 30분 이상 방치하는 작업을 30회 이상 반복하여도 병의 직광선 투과율(TT) 변화가 3% 포인트 이내인 것을 특징으로 하는 유아용 수유병.
6. 아래조건 하에서 디메틸-2,6-나프탈렌 디카르복실레이트(NDC)를 85몰%~99몰% 함유하는 코폴리에스테르 수지를 용융 사출하여 예비성형체(Preform)를 제조한 다음, 이를 재가열 및 블로잉 성형하여 유아용 수유병을 제조함을 특징으로 하는 유아용 수유병의 제조방법.

   - 아 래 -

   ·코폴리에스테르 고유점도 : 0.68~0.80㎗/g

   ·예비성형체(Preform) 재가열온도 : 165~210℃

   ·블로잉 성형시 횡방향 및 종방향 연신비 : 1.5~2.5배
7. 6항에 있어서, 코폴리에스테르 고유점도가 0.71~0.76㎗/g인 것을 특징으로하는 유아용 수유병의 제조방법.
8. 6항에 있어서, 예비성형체(Preform) 재가열온도가 185~200℃인 것을 특징으로 하는 유아용 수유병의 제조방법.