KR20010113365A - 고분자 수축재의 팽윤처리액 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고분자 수축재를 팽윤시켜 주는 팽윤처리액에 관한 것으로, 고분자 재료에 흡수된 팽윤제가 공기중에서 휘발함에 따라 팽창된 상태가 수축되어 밀봉되는 공기수축재의 제조과정에 있어서 팽윤제의 휘발성이 우수하여 적절한 시간내에 수축이 가능하도록 하면서도 환경친화적인 물질을 사용하여 환경오염방지에 기여할 수 있도록 한 고분자 수축재의 팽윤처리액 조성물을 제공하는데 그 목적이 있으며, 상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 팽윤제와 희석용제 및 가소제로 구성되는 고분자 수축재의 팽윤처리액 조성물에 있어서, 상기 팽윤제로 메틸렌클로라이드를 총조성물 100중량%에 대하여 65중량% 내지 75중량% 함유하도록 하는 것을 특징으로 하는 고분자 수축재의 팽윤처리액 조성물을 제공함으로서 달성할 수 있다.

Description

고분자 수축재의 팽윤처리액 조성물{the composite solution for swelling of polymer shrink}

본 발명은 고분자 수축재를 팽윤시켜 주는 팽윤처리액에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고분자 재료에 흡수된 팽윤제가 공기중에서 휘발함에 따라 팽창된 상태가 수축되어 밀봉되는 공기수축재의 제조과정에 있어서 팽윤제의 휘발성이 우수하여 적절한 시간내에 수축이 가능하도록 하면서도 환경친화적인 물질을 사용하여 환경오염방지에 기여할 수 있도록 한 고분자 수축재의 팽윤처리액 조성물에 관한 것이다.

최근 많은 산업분야에서는 점연작업이나 밀봉작업 등의 여러 가지 용도로 수축재료가 많이 사용되고 있는데, 이 수축재는 사용될 대상물에 피복 혹은 삽입시켜 줄 때에는 팽창된 상태이어서 용이하게 작업을 해줄 수 있고, 삽입후에는 일정한 방법에 의해 팽창된 상태가 원래의 상태로 수축하여 복귀함으로써 긴밀하고 양호한 밀봉 혹은 절연상태를 형성시켜 주는 재료이다.

상기 수축재는 전기배선이나 전자제품에서 접촉사고를 방지하기 위해 튜브 형태로 만들어 전선을 절연시켜 주는 경우에 주로 많이 사용하고, 그 재질은 고분자 물질중 폴리비닐클로라이드 등이 주로 많이 이용된다.

수축재는 일반적으로 수축방식에 따라 열 수축재, 탄성 수축재, 공기 수축재 등이 있으며, 주로 폴리머를 용융점까지 가열하여 팽창시킨 상태에서 냉각시킴으로서 수축재가 팽창상태에서 수축되는 성질을 이용한 열 수축재를 이용하여 왔다.

그러나 상기 열 수축재는 현재 가장 실용화된 수축재이지만 수축시 별도로 열을 가해 주어야 하기 때문에 작업장소에 따라 불편함이 있을 뿐만 아니라 비용이 추가되는 단점이 있고, 또한 가열시 과열되거나 불균일하게 되면 재료가 손상되거나 변형이 발생될 수 있는 문제가 있어 왔다.

그에 따라 상기한 열 수축재를 대체할 수 있는 새로운 수축재의 개발이 시도되어 왔는데 그 대표적인 것이 소위 공기 수축재로서, 고분자 물질을 소정의 용매에 침지시키게 되면 고분자 물질이 그 용매를 흡수하여 팽윤하게 되고, 이와 같이 팽윤된 고분자 재료는 대기중에 노출시 흡수된 용매가 휘발함에 따라 수축이 일어나 원래의 상태로 복귀하게 되는 공기수축의 원리를 이용한 것이다.

이와 같은 원리를 이용한 공기 수축재는 평소에는 팽윤된 상태로 보관하고 있다가 사용하고자 하는 대상물에 피복한 후 대기상태에 두기만 하면 자연적으로 수축이 일어남으로써 피복 대상물을 사용목적에 따라 긴밀히 밀봉시키거나 절연시켜 주게 되는 것이다.

이와 같은 공기 수축재는 작업효율이 뛰어나고 경제성이 있을 뿐만 아니라 재료의 변형이 발생할 염려가 없다는 장점이 있어 이에 대해 많은 연구가 있었으며, 그 결과 많은 수축재가 개발되어 왔다.

또한 상기한 공기 수축재를 적절히 팽윤시키기 위한 팽윤처리액에 대한 연구가 함께 진행되어 왔는데, 일반적으로 팽윤처리재는 균일하게 고분자 물질을 팽윤되어야 하며 적절한 휘발성을 갖고 있어 적절한 시간내에 원상태로의 수축되는 성질을 갖고 있어야 하며, 특히 고분자 물질에 흡수되어 팽윤시킨 후에는 고분자 물질이 수축성을 잃지 않도록 하면서 팽윤된 상태로 사용할 때까지 일정시간 이상 보관할 수 있어야 한다.

그러나 종래에는 팽윤과정에 있어서 상기와 같은 기능적 특성을 발휘하는 적절한 팽윤처리재가 없었으며, 그에 따라 공기수축재는 그 무수성에도 불구하고 실용성이 확보되지 못하였다.

그에 따라 상기한 기능적 특성을 부여하기 위한 팽윤처리재에 관한 많은 연구가 있었으며, 그 결과 팽윤제와 가소제로 구성되는 팽윤처리액이 공지되었으며, 그 일환으로 팽윤제로 1,1,1-트리클로로에탄과 아세톤이 적절히 혼합되고, 가소재로는 디옥틸프탈레이트 또는 디이소옥틸프탈레이트로 구성된 팽윤처리액이 공지되어 있다.

그러나 상기 팽윤처리액은 뛰어난 팽윤처리능력과 양호한 수축효과가 있었으나, 상기 팽윤처리액에서 팽윤제로 사용되는 1,1,1-트리클로로에탄은 오존층을 파괴할 수 있는 화합물로 심각한 환경오염을 유발하므로 지금은 그 사용이 제한되어 있다.

이에 본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해소하기 위한 것으로, 종래 사용되는 팽윤처리액에 사용되는 팽윤제의 대체물질을 개발하고, 특히 팽윤제의 휘발성이 우수하여 적절한 시간내에 수축이 가능하도록 하면서도 환경친화적인 물질을 사용하여 환경오염방지에 기여할 수 있도록 한 고분자 수축재의 팽윤처리액 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 팽윤제와 희석용제 및 가소제로 구성되는 고분자 수축재의 팽윤처리액 조성물에 있어서, 상기 팽윤제로 메틸렌클로라이드를 총조성물 100중량%에 대하여 65중량% 내지 75중량% 함유하도록 하는 것을 특징으로 하는 고분자 수축재의 팽윤처리액 조성물을 제공함으로서 달성할 수 있다.

이하 본 발명의 구성 및 작용을 보다 상세하게 설명하면 본 발명에서는 팽윤제로 메틸렌클로라이드를 사용하며 희석용제로는 아세톤을 사용하고, 가소제로는 디옥틸프탈레이트를 첨가하여 혼합교반하게 된다.

일반적으로 팽윤제는 고분자 수축재에 흡수되어 팽윤이 일어날 수 있도록 하기 위해 첨가하는 것으로 특히 본 발명에서는 메틸렌클로라이드 사용하였는데, 이때 그 첨가량이 총조성물 100중량%에 대하여 65중량% 미만으로 함유될 경우 메틸렌클로라이드가 고분자 수축재 내부 깊숙한 곳까지 침투되는 시간이 길어지게 되고, 그에 따라 팽윤된 고분자 수축재가 다시 수축되는데 장시간 소요되는 문제점이 발생하게 되고, 그 첨가량이 총조성물 100중량%에 대하여 75중량%를 초과할 경우 메틸렌클로라이드가 고분자 수축재 내부 깊숙한 곳까지 빠르게 침투되어 결과적으로고분자 수축재가 다시 수축되는데 단시간이 소요된다는 장점은 있으나, 고분자 수축재 내부에 함유되어 있는 가소재가 빠르게 용출되어 고분자 수축재의 표면에 분상체가 형성되어 미관상 좋지 않을 뿐만 아니라, 특히 가소재의 용출로 인하여 고분자 수축재의 내구성이 저하되는 문제가 발생하게 되므로 메틸렌클로라이드는 총조성물 100중량%에 대하여 65중량% 내지 75중량% 함유되도록 하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 팽윤제로 메틸렌클로라이드를 사용하게 되면 상기 메틸렌클로라이드의 경우 환경친화적인 물질로 종래 1,1,1-트리클로로에탄을 사용하는 경우에 발생하던 심각한 환경오염을 효과적으로 억제할 수 있게 된다.

또한 본 발명에서는 희석용제로 아세톤을 첨가하였는데, 상기 아세톤은 메틸렌 클로라이드의 양을 적절히 희석하여 팽윤된 고분자의 수축시간과 팽윤성을 조절하기 위하여 첨가하는 것으로 그 첨가량은 통상의 첨가범위 내에서 첨가할 수 있다.

또한 본 발명에서는 가소제로는 디옥틸프탈레이트를 사용하였으나 종래 일반적으로 사용되는 모든 가소제를 사용할 수 있으며, 그 첨가량은 팽윤제인 메틸렌클로라이드의 고른분산성과 안정성을 고려하여 통상적으로 첨가되는 범위내에서 첨가할 수 있다.

특히 본 발명에서는 상기한 팽윤제로 메틸렌클로라이드와 희석용제인 아세톤에 가소제인 디옥틸프탈레이트를 첨가하여 구성되는 팽윤처리액에서 메틸렌클로라이드:아세톤:디옥틸프탈레이트에 대한 구성비율이 10:1.2:2.5 내지 10:1.8:3.5의비율이 되도록 혼합구성하는 것이 바람직하다.

이때 상기 메틸렌클로라이드에 대한 희석용제의 구성비율이 10:1.2 미만일 경우 상대적으로 메틸렌클로라이드의 양이 많아 팽윤시간과 수축시간이 단축되는 장점은 있으나, 고분자 수축재 내부에 함유되어 있는 가소재의 용출로 인하여 고분자 수축재의 표면에 분상체가 형성되어 미관상 좋지 않을 뿐만 아니라, 특히 가소재의 용출로 인하여 고분자 수축재의 내구성이 저하되는 문제가 발생하게 되고, 그 구성비율이 10:1.8을 초과할 경우 상대적으로 메틸렌클로라이드의 양이 적어 팽윤시간이 길어지게 되고 그에 따라 고분자 수축재의 수축시간이 장시간 소요되는 문제점이 발생하게 되므로 메틸렌클로라이드에 대한 아세톤의 구성비는 10:1.2 내지 10:1.8로 하는 것이 바람직하다.

상기에서 메틸렌클로라이드에 대한 디옥틸프탈레이트의 구성비율이 10:2.5 미만일 경우 가소제 및 안정제로서의 역할이 미미하여 충분한 효과를 낼 수 없다는 문제점이 있으며, 그 구성비율이 10:3.5를 초과할 경우 고분자 수축재가 팽윤 후 수축하는 과정에서 고분자 수축재 표면에 분상체가 발생하여 미관상 좋지 않다는 문제점이 있으므로 메틸렌클로라이드에 대한 디옥틸프탈레이트의 구성비율은 10:2.5 내지 10:3.5로 하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 팽윤제와 희석용제 및 가소제를 혼합하여 제조된 팽윤처리액에 고분자 수축재를 침적시켜 일정시간 팽윤시킨 다음, 원하는 밀봉부위 즉 배전관등에 삽입하여 일정시간 방치하게 되면 팽윤제인 메틸렌클로라이드와 아세톤이 공기중으로 휘발되면서 자연수축이 일어나 연결부위가 밀봉되게 되는 것이다.

이때 고분자 수축재는 상기 제조된 팽윤처리액에 넣고 밀봉하여 보관함으로서 팽윤상태로 존재하게 한 다음, 사용시 팽윤된 고분자 수축재를 꺼내어 사용하는 것이 바람직하다.

특히 팽윤제인 메틸렌클로라이드의 휘발시간은 대략 하절기에는 4시간 정도 소요되며, 동절기에는 6시간정도 소요됨으로써 수축시간이 짧아 작업성을 향상시킬수 있는 장점이 있다.

이하 본 발명은 하기한 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명하기로 하나 본 발명은 하기한 설명에 한정되는 것은 아니다.

<실시예 1>

팽윤제로 메틸렌클로라이드 1ℓ에 희석용제로 아세톤 0.15ℓ를 첨가하고, 다시 디옥틸프탈레이트 0.3ℓ를 가소제로 첨가혼합하여 고분자 수축재 팽윤처리액을 제조한 다음, 상기 제조된 수축재 팽윤처리액을 밀봉가능한 용기에 넣고, 이 용기에 폴리비닐클로라이드에 가소제를 혼합하여 제조된 연질 고분자 수축재를 넣어 용기를 밀봉하여 팽윤시킨 상태로 존재하게 하여 30일간 방치한 다음, 상기 팽윤된 고분자 수축재를 꺼내어 전기배전관에 삽입 후 방치하여 수축시켜 밀봉하였다.

이때 상기 과정에서 고분자 수축재가 수축되어 밀봉되는데 까지 걸리는 시간을 측정하면서 고분자 수축재의 표면상태를 하기한 방법으로 육안관찰하여 표1에 나타내었다.

- 수축시간 -

◎ : 4시간 이하

○ : 4시간 내지 6시간

× : 6시간 이상

- 표면상태 -

○ : 고분자 수축재 표면이 양호함

× : 고분자 수축재표면에 분상체발생

<실시예 2>

아세톤 0.05ℓ를 첨가한 것을 제외하고는 실시예1과 동일한 방법으로 실시하여 고분자 수축재 팽윤처리액을 제조한 다음, 상기 제조된 수축재 팽윤처리액을 밀봉가능한 용기에 넣고, 이 용기에 폴리비닐클로라이드에 가소제를 혼합하여 제조된 연질 고분자 수축재를 넣어 용기를 밀봉하여 팽윤시킨 상태로 존재하게 하여 30일간 방치한 다음, 상기 팽윤된 고분자 수축재를 꺼내어 전기배전관에 삽입 후 방치하여 수축시켜 밀봉하였다.

이때 상기 과정에서 고분자 수축재가 수축되어 밀봉되는데 까지 걸리는 시간을 측정하면서 고분자 수축재의 표면상태를 실시예1과 동일한 방법으로 육안관찰하여 하기한 표1에 나타내었다.

<실시예 3>

아세톤 0.35ℓ를 첨가한 것을 제외하고는 실시예1과 동일한 방법으로 실시하여 고분자 수축재 팽윤처리액을 제조한 다음, 상기 제조된 수축재 팽윤처리액을 밀봉가능한 용기에 넣고, 이 용기에 폴리비닐클로라이드에 가소제를 혼합하여 제조된 연질 고분자 수축재를 넣어 용기를 밀봉하여 팽윤시킨 상태로 존재하게 하여 30일간 방치한 다음, 상기 팽윤된 고분자 수축재를 꺼내어 전기배전관에 삽입 후 방치하여 수축시켜 밀봉하였다.

이때 상기 과정에서 고분자 수축재가 수축되어 밀봉되는데 까지 걸리는 시간을 측정하면서 고분자 수축재의 표면상태를 실시예1과 동일한 방법으로 육안관찰하여 하기한 표1에 나타내었다.

<실시예 4>

디옥틸프탈레이트 0.1ℓ를 첨가한 것을 제외하고는 실시예1과 동일한 방법으로 실시하여 고분자 수축재 팽윤처리액을 제조한 다음, 상기 제조된 수축재 팽윤처리액을 밀봉가능한 용기에 넣고, 이 용기에 폴리비닐클로라이드에 가소제를 혼합하여 제조된 연질 고분자 수축재를 넣어 용기를 밀봉하여 팽윤시킨 상태로 존재하게 하여 30일간 방치한 다음, 상기 팽윤된 고분자 수축재를 꺼내어 전기배전관에 삽입 후 방치하여 수축시켜 밀봉하였다.

이때 상기 과정에서 고분자 수축재가 수축되어 밀봉되는데 까지 걸리는 시간을 측정하면서 고분자 수축재의 표면상태를 실시예1과 동일한 방법으로 육안관찰하여 하기한 표1에 나타내었다.

<실시예 5>

디옥틸프탈레이트 0.5ℓ를 첨가한 것을 제외하고는 실시예1과 동일한 방법으로 실시하여 고분자 수축재 팽윤처리액을 제조한 다음, 상기 제조된 수축재 팽윤처리액을 밀봉가능한 용기에 넣고, 이 용기에 폴리비닐클로라이드에 가소제를 혼합하여 제조된 연질 고분자 수축재를 넣어 용기를 밀봉하여 팽윤시킨 상태로 존재하게하여 30일간 방치한 다음, 상기 팽윤된 고분자 수축재를 꺼내어 전기배전관에 삽입 후 방치하여 수축시켜 밀봉하였다.

이때 상기 과정에서 고분자 수축재가 수축되어 밀봉되는데 까지 걸리는 시간을 측정하면서 고분자 수축재의 표면상태를 실시예1과 동일한 방법으로 육안관찰하여 하기한 표1에 나타내었다.

구분	수축시간	표면상태
실시예 1	◎	○
실시예 2	◎	×
실시예 3	×	○
실시예 4	×	○
실시예 5	◎	×

상기 표1에서 보는 바와 같이 본 발명의 바람직한 첨가범위에서 실시한 실시예 1의 경우 표면상태가 우수하면서 짧은 시간내에 밀봉이 완료된 것을 확인할 수 있으나, 희석제의 첨가량을 본 발명의 범위 미만으로 실시한 실시예2의 경우 표면에 분상체가 형성되어 미관상 좋지 않을 뿐만 아니라, 이는 고분자 수축재 내부의 가소재 용출로 인한 것이므로 장시간 경과시 내구성이 저하될 것으로 판단되며, 또한 희석제의 첨가량이 본 발명의 범위를 초과한 실시예3의 경우 수축시간이 장시간 소용되는 문제가 있음을 확인할 수 있다.

마찬가지로 가소제의 첨가량이 본 발명의 범위 미만인 실시예4의 경우 수축시간이 장시간 소요되며, 가소제의 첨가량이 본 발명의 범위를 초과하여 실시한 실시예5의 경우 표면에 분상체가 발생한 것을 확인 할 수 있다.

상기에서 설명한 바와 같이 본 발명은 종래 사용되는 팽윤처리액에 사용되는 팽윤제의 대체물질로 메틸렌클로라이드를 이용하여 팽윤처리액을 제조함으로서 팽윤제의 휘발성이 우수하여 적절한 시간내에 수축이 가능하도록 하면서도 환경친화적인 물질을 사용하여 환경오염방지에 기여할 수 있도록 한 고분자 수축재의 팽윤처리액 및 그 제조방법을 제공하는 유용한 발명이다.

Claims (2)

1. 팽윤제와 희석용제 및 가소제로 구성되는 고분자 수축재의 팽윤처리액 조성물에 있어서, 상기 팽윤제로 메틸렌클로라이드를 총조성물 100중량%에 대하여 65중량% 내지 75중량% 함유하도록 하는 것을 특징으로 하는 고분자 수축재의 팽윤처리액 조성물.
2. 제 1항에 있어서, 메틸렌클로라이드:아세톤:디옥틸프탈레이트에 대한 구성비율이 10:1.2:2.5 내지 10:1.8:3.5의 비율이 되도록 혼합구성하는 것을 특징으로 하는 고분자 수축재의 팽윤처리액 조성물.