KR20000063541A - 내열성이 우수한 폴리에틸렌나프탈레이트계 유아용 수유병 - Google Patents

내열성이 우수한 폴리에틸렌나프탈레이트계 유아용 수유병 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내열성 우수한 폴리에틸렌나프탈레이트계 유아용 수유병에 관한 것으로서, 유리전이온도가 100℃ 이상인 호모 또는 공중합 폴리에틸렌나프탈레이트계 수지 95~99.9중량%와 외부입자 0.01~5중량%로 조성되며, 열변형온도가 115℃ 이상인 것을 특징으로 한다. 본 발명의 유아용 수유병은 열탕소독시 비스페놀-A와 같은 환경호르몬이 배출되지 않고, 내열성이 특히 우수하여 반복되는 열탕소독에도 부피변화율이 낮아 오랫동안 사용할 수 있다.

Description

내열성이 우수한 폴리에틸렌나프탈레이트계 유아용 수유병 {An excellent heat-resistant polythylenenaphthalate type suckling bottle.}
본 발명은 내열성이 우수한 폴리에틸렌나프탈레이트계 유아용 수유병에 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 있으며, 열탕소독후 유리 수유병을 식히는데 오랜시간이 소요된다는 단점도 있었다.
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 내분비교란화학물질(이하 "환경호르몬"이라고 한다)로 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.
환경호르몬이 지금까지는 성기능 장애를 가져오는 것으로 알려졌지만 최근 뇌신경에 까지 치명적인 영향을 미치는 것으로 밝혀졌다. 일본 후카이도 대학 독성학 연구팀은 내분비교란물질로 알려진 비스페놀-A를 쥐에 주사해서 뇌신경 세포변화를 관찰한 결과, 비스페놀-A를 주입한 어미에게서 태어난 쥐의 뇌신경 세포는 건강한 쥐보다 약 두배정도 이상증식을 일으키는 것이 확인 됐다.
이 연구결과 환경호르몬은 지금까지 알려진 것보다 훨씬 광범위하고 치명적인 영향을 줄 수 있음이 입증됐다. 또한 폴리카보네이트 수유병은 블로우 (Blow)성형 방식과 사출성형 방식으로 제조가 가능하나 이들 모두 폴리카보네이트 수유병을 사용할 때 폴리카보네이트 수지 자체의 자외선 차단성이 낮기 때문에 자외선 살균기로 장기간 사용할 때 수유병이 변색되고 미세한 크랙(Crack)이 발생하여 분유세척이 용이하지 못한 문제점을 가지고 있다.
이러한 문제점을 보완하기 위해 폴리에테르설폰[Polyethersulfone(PES)]으로 제조한 젖병과 폴리프로필렌으로 제조된 젖병이 나오고 있으나, 유사 환경호르몬 비스페놀-S의 배출과 낮은 투명도(55%)로 문제가 되고 있다.
또한 환경호르몬 대체용으로 본 출원인은 한국특허출원 98-45238호 등에서 블로우(Blow)성형 방식으로 제조한 폴리에틸렌나프탈레이트계 수유병을 제안한 바 있다. 그러나 상기 수유병은 폴리에틸렌나프탈레이트 단독 또는 폴리에틸렌나프탈레이트와 폴리에틸렌테레프탈레이트가 공중합된 것으로서, 환경호르몬 의심물질이나 기타 유사 환경호르몬 물질의 용출은 없으나, 수지 조성 특성상 수지의 열변형온도(유리전이온도)를 110℃ 이상으로 향상시키는데에는 한계가 있었다. 그 결과 열탕에서 장기간 소독시 수유병의 부피(용적)가 심하게 변하는 문제가 있었다.
본 발명은 열탕살균시 비스페놀-A와 같은 환경호르몬 배출이 없고, 투명하여 내용물 확인이 용이하며, 충격강도가 우수하여 잘 깨지지 않는 폴리에틸렌나프탈레이트계 유아용 수유병을 제공하고자 한다. 특히 본 발명은 내열성이 우수하여 반복적으로 열탕소독시에도 열변형(부피변화)이 없는 폴리에틸렌나프탈레이트계 유아용 수유병을 제공하고자 한다.
이와 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명의 유아용 수유병은 유리전이온도가 100℃ 이상인 호모 또는 공중합 폴리에틸렌나프탈레이트계 수지 95~99.9중량%와 외부입자 0.01~5중량%로 조성되며, 열변형온도가 115℃ 이상인 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명을 상세하게 설명한다.
먼저, 본 발명의 유아용 수유병은 유리전이온도가 100℃ 이상인 호모 또는 공중합 폴리에틸렌나프탈레이트계 수지와 외부입자로 조성된다. 상기 호모 폴리에틸렌나프탈레이트계 수지는 디메틸-2,6-나프탈렌디카르복실레이트(이하 "NDC"라고 한다)와 에틸렌글리콜(이하 "EG"라고 한다)가 중축합된 수지 이다.
한편 상기 공중합 폴리에틸렌나프탈레이트계 수지는 NDC를 60몰% 이상 함유하는 방향족 디카르복실산 성분들과 EG를 60몰% 이상 함유하는 글리콜 성분들이 공중합된 수지이다. 이때 방향족 디카르복실산 성분 또는 글리콜 성분으로는 2종류 또는 3종류 이상 화합물이 사용 될수 있다.
NDC와 함께 사용되는 방향족 디카르복실산의 구체적인 예로 테레프탈산, 이소프탈산, 디페녹시에탄디카르복실산, 디페닐디카르복실산, 디페닐에테르디카르복실산 등을 들수 있으며, EG와 함께 사용되는 글리콜 성분으로는 에틸렌글리콜, 프로판디올, 부탄디올, 펜탄디올, 헥산디올, 네오펜틸글리콜 등을 들수 있다.
본 발명에서 사용되는 폴리에틸렌나프탈레이트계 수지에는 폴리에틸렌나프탈레이트 함량이 60몰% 이상이다. 폴리에틸렌나프탈레이트 함량이 60몰% 미만인 경우에는 수지의 결정화 속도가 빨라져서 수유병의 성형성이 나빠지고 투명도도 저하된다. 또한 본 발명에서 사용되는 호모 또는 폴리에틸렌나프탈레이트계 수지는 유리전이온도가 100℃ 이상이 되도록 제조한다. 유리전이온도가 100℃ 미만인 경우 최종제품의 열변형온도는 115℃ 이상으로 하기 어렵게 된다.
한편 상기 외부입자의 예로는 칼슘카보네이트, 탈크, 크레이, 마이카, 알루미늄, 실리케이트, 실리카, 칼슘메타실리케이트, 알루미나 트리하이드레이트 등의 무기입자와 테프론 파우더 등의 유기입자 등이 있으며 이들중 두가지 이상을 함께 사용하는 것도 가능하다. 상기 외부입자는 수지내에 고르게 분산되어 핵제 역할을 하므로서 수지의 내열성을 향상시키는 역할을 한다.
본 발명의 수유병은 상기 폴리에틸렌나프탈레이트계 수지 95~99.99중량%와 상기 외부입자 0.01~5중량%로 조성된다. 외부입자의 함량이 0.01중량% 미만인 경우에는 수유병의 내열성 향상효과가 부족하게 되고, 5중량%를 초과하는 경우에는 수유병의 투명성이 저하되는 문제가 있다. 외부입자의 평균직경은 20㎛ 이하인 것이 투명성 증진에 바람직 하다.
본 발명의 수유병은 상기 수지 조성물을 1-스테이지 기대(니세이 ASB-100)에서 용융사출하여 예비중합체를 제조한 다음, 상기 예비중합체를 포트(POT)에서 160~210℃로 재가열하고, 블로우 몰드 내에서 1~10kgf/㎠의 블로우 압력으로 블로잉 성형하여 제조한다. 블로잉 성형시 횡방향 연신비(MD)는 1.0~3.0배, 종방향 연신비(TD)는 1.2~2.0배로 하는 것이 바람직 하다.
또한 본 발명의 수유병은 상기 수지조성물을 1-스테이지 기대(아오키회사 SB111-250LL)에서 용융사출하여 예비중합체를 제조한 다음, 상기 예비중합체를 재가열하지 않고 바로 블로우 몰드 내에서 1~10kgf/㎠의 블로우 압력으로 블로잉 성형하여 제조한다. 블로잉 성형시 횡방향 연신비(MD)는 1.0~3.0배, 종방향 연신비(TD)는 1.2~2.0배로 하는 것이 바람직 하다. 이때 블로우 몰드의 금형온도를 120~180℃로 하는 것이 더욱 바람직 하다.
또한 본 발명의 수유병은 사출방식으로도 성형 될수 있다. 본 발명은 수유병의 제조방법을 특별하게 한정하는 것이 아니다.
이와 같이 제조한 본 발명의 수유병은 수지내에 핵제 역할을 하는 외부입자가 첨가되어 있어서 내열성이 우수하다. 그 결과 열변형온도가 115℃ 이상으로서 열탕소독을 반복적으로 하여도 수유병의 용적변화가 낮아 오랫동안 사용할 수 있다. 본 발명의 수유병은 외부입자가 첨가 되었슴에도 불구하고 60% 이상의 투명도를 갖는다.
본 발명에 있어서 수유병의 각종 물성은 아래와 같이 평가한다.
·투명도(Haze) 변화
수유병 양측면 직선부분을 채취하여 헤이즈메터(니폰 덴쇼큐사 제품)로 ASTM D 1003 방식으로 측정 하였다.
·유리전이온도(Tg)
퍼킨-엘머 DSC 기기로 측정하였다(온도범위:25℃~280℃, 승온속도:20℃/분).
·비스페놀-A 검출 여부
허-렛 팩카드(Hewlett-packard)회사의 5965-9043 E 방식인 형광검출기로 검사 하였다.
·열변형 온도
ASTM D 648(4.6kg/㎠) 방법으로 측정 하였다.
이하 실시예 및 비교실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 살펴보기로 한다. 그러나 본 발명이 하기 실시예에만 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
산성분으로 나프탈렌테레프탈레이트(NDC) 92몰%와 테레프탈산(TPA) 8몰%를 사용하고, 글리콜 성분으로 에틸렌글리콜(EG)을 사용하여 유리전이온도가 117℃인 공중합 폴리에틸렌나프탈레이트계 수지를 제조한 다음, 트윈스크류 압출기에 상기 공중합 수지 97중량%와 평균입경 2.5㎛의 탈크(외부입자) 3중량%를 투입하여 수유병용 수지조성물을 제조한다. 상기 수지조성물을 1-스테이지(니세이 ASB-100)인 용융사출기에 투입한 후 용융사출하여 예비성형체를 제조한다. 상기 예비성형체를 포트(Pot)에서 195℃로 재가열 한후, 170℃의 브로우 몰드내에서 3kgf/㎠의 브로우 압력으로 블로잉 성형하여 유아용 수유병을 제조한다. 이때 횡방향 연신비는 1.8배 이고, 종방향 연신비는 1.9배 이다. 제조한 수유병의 판넬 1 두께는 1.29mm, 판넬 3 두께는 1.26mm 이다. 제조한 수유병의 열변형온도, 투명도 및 비스페놀-A 검출여부를 평가한 결과는 표 2와 같다.
실시예 2 ~ 실시예 6 및 비교실시에 1 ~ 비교실시예 3
공중합 수지의 유리전이온도, 외부입자 종류 및 외부입자 함량을 표 1과 같이 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 공정 및 조건으로 수유병을 제조한다. 제조한 수유병의 열변형온도, 투명도 및 비스페놀-A 검출여부를 평가한 결과는 표 2와 같다.
제조조건
구 분 공중합 수지내의산성분 조성(몰%) 공중합 수지의유리전이온도(℃) 외부입자종류 외부입자함량(중량%)
NDC TPA
실시예 1 92 8 117 탈크 1
실시예 2 92 8 117 탈크 3
실시예 3 92 8 117 탈크 5
실시예 4 80 20 108 탈크 3
실시예 5 92 8 117 실리카 1
실시예 6 92 8 117 크레이 0.5
비교실시예 1 92 8 117 크레이 -
비교실시예 2 92 8 117 탈크 8
비교실시예 3 45 55 98 탈크 3
수유병 물성 평가 결과
구 분 열변형온도(℃) 투명도(%) 비스페놀-A 검출여부
실시예 1 125 78 검출안됨
실시예 2 127 72 검출안됨
실시예 3 131 68 검출안됨
실시예 4 115 74 검출안됨
실시예 5 122 75 검출안됨
실시에 6 123 66 검출안됨
비교실시예 1 112 84 검출안됨
비교실시예 2 133 55 검출안됨
비교실시예 3 113 75 검출안됨
본 발명의 유아용 수유병에는 핵제 역할을 하여 내열성을 향상시키는 외부입자가 첨가되어 있어서, 내열성이 특히 우수하다. 그 결과 반복 열탕 소독시에도 열변형이 없어 오랫동안 사용할 수 있다. 아울러 열탕살균시 비스페놀-A와 같은 환경호르몬 배출이 없고, 투명하여 내용물 확인이 용이하며, 잘 깨지지 않는다.

Claims (4)

  1. 유리전이온도가 100℃ 이상인 호모 또는 공중합 폴리에틸렌나프탈레이트계 수지 95~99.9중량%와 외부입자 0.01~5중량%로 조성되며, 열변형온도가 115℃ 이상인 것을 특징으로 하는 내열성이 우수한 폴리에틸렌나프탈레이트계 유아용 수유병.
  2. 1항에 있어서, 공중합 폴리에틸렌나프탈레이트계 수지 중 폴리에틸렌나프탈레이트 성분이 60몰% 이상인 것을 특징으로 하는 내열성이 우수한 폴리에틸렌나프탈레이트계 유아용 수유병.
  3. 1항에 있어서, 외부입자가 칼슘카보네이트, 마이카, 알루미늄, 실리케이트, 칼슘메타실리케이트, 테프론파우더, 실리카, 크레이 또는 탈크인 것을 특징으로 하는 내열성이 우수한 폴리에틸렌나프탈레이트계 유아용 수유병.
  4. 1항에 있어서, 투명도가 60% 이상인 것을 특징으로 하는 내열성이 우수한 폴리에틸렌나프탈레이트계 유아용 수유병.
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