KR20080090360A - 윈도우 프로파일 및 환기용 덕트에 사용되는 항균 수지조성물 및 그 제조방법 - Google Patents

윈도우 프로파일 및 환기용 덕트에 사용되는 항균 수지조성물 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 폴리염화비닐 수지 100중량부에 대하여 대전방지제 1 내지 1.5중량부와, 무독성 열안정제 2.5 내지 3중량부와, 살균제 0.2 내지 0.8중량부를 포함하는 윈도우 프로파일 및 환기용 덕트에 사용되는 항균 수지 조성물과,
살균제 0.2 내지 0.8중량부와 적당량의 자외선 방지제를 혼합하고 섭씨 90 내지 100℃의 온도에서 가열 배합하는 제1 공정과, 상기 제1 공정으로부터 제조된 배합물의 대전 방지제 0.5 내지 1.5 중량부와 열안정제 2.5 내지 3중량부와 적당량의 활제 및 가공조제를 혼합하여 섭씨 50 내지 60℃로 냉각시켜 배합하는 제2 공정과, 상기 제2 공정으로 부터 제조된 배합물의 폴리염화비닐 100중량부와 적당량의 충격 보강제 및 충진제를 혼합하여 섭씨 125 내지 135℃로 가열 배합한 후 다시 섭씨 50℃ 이하로 냉각 배합시키는 제3 공정으로 이루어지는 윈도우 프로파일 및 환기용 덕트에 사용되는 항균 수지 조성물의 제조방법에 관한 것으로,
상기 항균 수지 조성물은 그 원료가 되는 폴리염화비닐 수지에 대전방지제, 안정제 및 무기항균제를 적절한 비율로 혼합 성형함으로써 가공시 대전방지제에 의하여 폴리염화비닐이 열화 현상을 나타내어 물성이 저하되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 이와 함께 제품 제조시에 살균제를 혼합하여 각종 유해 박테리아의 발생을 억제시켜 실내공기의 오염을 막고 제품의 청결성과 내구성을 향상시킬 수 있다.
윈도우 프로파일, 덕트, 폴리염화비닐 수지, 대전방지제, 열안정제, 살균제, 무기항균제

Description

윈도우 프로파일 및 환기용 덕트에 사용되는 항균 수지 조성물 및 그 제조방법{A antibiotic resin composition for plastic window profile and caliduct}
본 발명은 윈도우 프로파일 및 환기용 덕트에 사용되는 항균 수지 조성물 및 그 제조방법에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 윈도우 프로파일 및 환기용 덕트로 사용시 항균성을 부여하여 곰팡이 및 박테리아의 서식을 효과적으로 방지하고, 대전 방지기능을 갖도록 하여 미세분진의 발생을 최소화할 수 있는 항균 수지 조성물 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근 윈도우 프로파일(Plastic window profile)이나 환기용 덕트의 경우 폴리염화비닐(PVC)을 주성분으로 하는 수지 조성물을 성형하여 제조된 것을 사용하고 있는데, 이러한 폴리염화비닐 플라스틱 윈도우 프로파일과 플라스틱 환기용 덕트는 장시간 사용하다 보면 그 표면이나 틈새에 먼지 등과 같은 미세분진들이 끼게 된다.
이와 같은 박테리아나 분진들은 공기 중에 사람의 호흡기를 통해 흡수되어 인체에 유해한 영향을 끼치게 되는데, 특히 먼지나 세균 등에 오염된 실내 공기는 노약자 및 어린이와 저항력이 약한 환자들에게는 치명적으로 건강을 해칠 수 있다.
이 중 윈도우 프로파일과 환기용 덕트에 먼지가 끼고 침적되는 현상은 공기의 흐름이나 습기가 내/외부에 마찰하게 됨으로써 그 표면에 전기저항에 의하여 정전기가 발생하게 되고 이로 인하여 공기 중에 포함된 이물질이 흡착됨으로써 나타나는 현상이다.
따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 폴리염화비닐 플라스틱 윈도우 프로파일과 플라스틱 환기용 덕트의 제조시에 대전방지제를 직접 혼합하여 제조하는 방법이 소개되고 있으며, 대표적으로 대한민국 특허공고 제91-7310호에서는 열가소성 수지에 제4급 암모늄 염기를 갖는 모노머 단독 또는, 이 모노머와 공중합이 가능한 비닐모노머 또는 비닐리덴 모노머와의 공중합 화합물을 대전방지제로서 첨가하는 방법이 공지되어있다.
그러나, 이와 같은 기술은 폴리염화비닐 수지 내에 대전방지제를 직접 혼합함으로써 궁극적으로 제조된 수지 성형물이 지속적인 대전방지성을 나타낼 수 있다는 장점이 있으나, 대전방지제로서 첨가되는 제4급 암모늄염 화합물은 내열성이 취약한 폴리염화비닐의 열화를 촉진하게 됨으로써 가공시 폴리염화비닐의 기본적인 물성을 저하시키게 된다.
이를 보완하기 위해서는 폴리염화비닐 플라스틱 윈도우 프로파일과 플라스틱 환기용 덕트의 제조시에 열안정제를 첨가하여야 하나, 이 경우 열안정제를 포함한 기타 첨가물질 및 충진제를 일괄적으로 가열 배합하는 과정에서 열안정제가 충진제에 흡수됨에 따라 필요량 이상의 안정제를 사용될 수밖에 없었으며 이로 인하여 최 종적으로 제조된 제품은 강도특성과 같은 또 다른 측면에서의 물성저하를 가져올 수 있다는 문제점이 발생하게 된다.
아울러, 이상 설명한 바의 문제점 이외에도 폴리염화비닐 플라스틱 윈도우 프로파일과 플라스틱 환기용 덕트의 경우 수분과 습기 등의 외부환경에 노출되어 있어 장시간 사용하게 되면 습기가 차고 공기 흐름이 정체되어 있는 상태가 길어짐에 따라 각종 유해 박테리아들의 서식이 용이하게 되며, 경우에 따라 이들 박테리아들은 수지 조성물을 제조시에 첨가되는 가소제, 충진제, 활제 등을 먹이로 하여 증식함으로써 실내 공기의 오염뿐만 아니라 제품의 손상을 가져와 수명을 단축시키는 또 다른 문제점이 있었다.
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 폴리염화비닐 수지에 대전방지제 및 안정제를 적절한 비율로 혼합 및 성형함으로써 가공시 대전방지제에 의하여 폴리염화비닐이 열화 현상을 나타내어 물성이 저하되는 것을 방지하고 각종 유해 박테리아의 발생을 억제시킬 수 있는 윈도우 프로파일 및 환기용 덕트에 사용되는 항균 수지 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 수지조성물의 배합시 첨가되는 원료의 물성에 따라 배합순서 및 배합시의 온도를 달리하여 배합함으로써 종래의 일괄 배합에 의한 제조 방법에서 나타나는 문제점을 해결할 수 있는 윈도우 프로파일 및 환기용 덕트에 사용되는 항균 수지 조성물의 제조방법을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,
폴리염화비닐 수지 100중량부에 대하여 대전방지제 1 내지 1.5중량부와, 무독성 열안정제 2.5 내지 3중량부와, 살균제 0.2 내지 0.8중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 윈도우 프로파일 및 환기용 덕트에 사용되는 항균 수지 조성물을 제공함으로써 달성된다.
아울러, 본 발명은 살균제 0.2 내지 0.8중량부와 적당량의 자외선 방지제를 혼합하고 섭씨 90 내지 100℃의 온도에서 가열 배합하는 제1 공정과, 상기 제1 공 정으로부터 제조된 배합물의 대전 방지제 0.5 내지 1.5 중량부와 열안정제 2.5 내지 3중량부와 적당량의 활제 및 가공조제를 혼합하여 섭씨 50 내지 60℃로 냉각시켜 배합하는 제2 공정과, 상기 제2 공정으로 부터 제조된 배합물의 폴리염화비닐 100중량부와 적당량의 충격 보강제 및 충진제를 혼합하여 섭씨 125 내지 135℃로 가열 배합한 후 다시 섭씨 50℃ 이하로 냉각 배합시키는 제3 공정으로 이루어지는 윈도우 프로파일 및 환기용 덕트에 사용되는 항균 수지 조성물의 제조방법을 제공한다.
상술한 바와 같이 본 발명의 윈도우 프로파일 및 환기용 덕트에 사용되는 항균 수지 조성물은 그 원료가 되는 폴리염화비닐 수지에 대전방지제, 안정제 및 무기항균제를 적절한 비율로 혼합 성형함으로써 가공시 대전방지제에 의하여 폴리염화비닐이 열화 현상을 나타내어 물성이 저하되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 이와 함께 제품 제조시에 살균제를 혼합하여 각종 유해 박테리아의 발생을 억제시켜 이로 인해 발생될 수 있는 실내공기의 오염을 막고 제품의 청결성과 내구성을 향상시킬 수 있는 효과를 가져온다.
아울러, 본 발명의 윈도우 프로파일 및 환기용 덕트에 사용되는 항균 수지 조성물의 제조방법은 배합시 첨가되는 원료의 물성에 따라 배합순서 및 배합시의 온도를 달리하여 배합함으로써 종래의 일괄 배합에 의해 발생되는 원료간의 뭉침현상을 해소하고 분산성을 높임으로써 균일한 물성을 갖는 제품생산이 가능해지는 효 과를 가져오게 된다.
이하에서는 본 발명에 대하여 좀 더 상세하게 설명하기로 한다.
먼저, 본 발명의 윈도우 프로파일 및 환기용 덕트에 사용되는 항균 수지 조성물은 폴리염화비닐 수지 100중량부에 대하여 대전방지제 1 내지 1.5중량부와, 무독성 열안정제 2.5 내지 3중량부와, 살균제 0.2 내지 0.8중량부를 포함한다.
아울러, 본 발명에서는 상기한 조성을 갖는 윈도우 프로파일 및 환기용 덕트에 사용되는 항균 수지 조성물을 제공함에 있어, 살균제 0.2 내지 0.8중량부와 적당량의 자외선 방지제를 혼합하고 섭씨 90 내지 100℃의 온도에서 가열 배합하는 제1 공정과, 상기 제1 공정으로부터 제조된 배합물의 대전 방지제 0.5 내지 1.5 중량부와 열안정제 2.5 내지 3중량부와 적당량의 활제 및 가공조제를 혼합하여 섭씨 50 내지 60℃로 냉각시켜 배합하는 제2 공정과, 상기 제2 공정으로 부터 제조된 배합물의 폴리염화비닐 100중량부와 적당량의 충격 보강제 및 충진제를 혼합하여 섭씨 125 내지 135℃로 가열 배합한 후 다시 섭씨 50℃ 이하로 냉각 배합시키는 제3 공정으로 이루어지는 윈도우 프로파일 및 환기용 덕트에 사용되는 항균 수지 조성물의 제조방법을 제공한다.
상기와 같은 수지 조성물에 있어서, 대전방지제는 폴리염화비닐 수지를 포함하는 플라스틱 제품의 표면 전기 저항을 저하시키기 위하여 첨가되는 것으로서 계면활성제, 무기염, 다가알코올, 카본 등이 사용될 수 있으나, 그 중에서도 플라스 틱에 대전방지성을 부여하기 위해서는 계면활성제 화합물을 사용함이 바람직하다.
또한, 카티온계, 아니온계, 비온계, 양성계로 대별되는 계면활성제 화합물 중에서 카티온계 계면활성제를 사용함이 더욱 바람직하며, 대표적으로는 제4급 암모늄염형, 제4급 암모늄수지형 또는 이미다조림형의 카티온계 계면활성제 등이 사용될 수 있다.
이와 같이 대전 방지제로써 혼합되는 카티온계 계면활성제의 첨가량은 폴리염화비닐 100중량부에 대하여 1중량부 미만일 경우 바람직한 대전방지 효과를 바라기 어려우며, 1.5 중량부를 초과하여 과량 첨가될 경우 대전방지 효과 또한 정비례하게 상승하는 것이 아닐 뿐만 아니라, 제조 원가의 상승 요인으로 작용하는 문제점이 있으며, 첨가량을 필요 이상 증가시킬 경우 오히려 열화 촉진 현상을 방지하기 위해 혼합되는 열 안정제의 첨가량이 크게 증가 되는 문제점이 있으므로 그 첨가량은 1 내지 1.5중량부가 가장 적당하다.
한편, 상기와 같은 카티온계 계면 활성제는 폴리염화비닐수지와 함께 혼합될 경우 매우 우수한 대전 방지 효과를 나타낼 수 있으나, 내열성이 빈약하여 폴리염화비닐의 열화를 촉진하게 됨으로써 강도 등의 기본적인 물성을 저하시킬 수 있음을 밝힌 바 있다.
따라서, 대전방지제에 의한 열화 촉진현상을 방지하기 위하여 열안정제를 혼합하게 되는데, 종래에는 이러한 열 안정제로써 경제성 및 열 안정성을 고려하여 Pb-st[Pb(C17H35COO)2], T,L,S[3PbO·PbSO·H4O2], D.L.P.[2PbO·PbHPO4·1/2H2O], D.B.L.[2PbO·Pb(C17H35COO)2] 등의 납(Pb)계 안정제를 사용하여 왔으나, 이러한 납계 안정제를 윈도우 프로파일(Plastic window profile)과 환기용 덕트에 적용할 경우 중금속 용출의 위험이 상존하는 문제점이 있었다.
이러한 문제점을 감안하여 본 발명에서는 최근의 환경 및 위생성을 중시하는 세계적인 경향에 따라 ISO, JIS, KS 등 산업 규격에서 정한 바의 중금속의 용해 용출 기준에 부합하는 무독성 안정제로써 Ca-st[Ca(C17H35COO)2], Zn-st[Zn(C17H35COO)2] 또는 틴 라울레이트(Tin-Raulate)계 및 틴 말레이트(Tin-Malate)계의 액상 안정제의 혼합물의 형태로써 사용한다.
이러한 열안정제는 전술한 바와 같이 대전방지제로 첨가되는 카티온계 계면 활성제의 첨가량에 따라 변화될 수 있는 것이므로 상기한 바의 카티온계 계면 활성제의 첨가 비율을 고려할 때 폴리염화비닐 수지 100중량부에 대하여 2.5 내지 3중량부로 혼합됨이 바람직하다.
아울러, 본 발명의 수지 조성물에 첨가되는 살균제 성분은 윈도우 프로파일과 플라스틱 환기용 덕트의 내/외부 표면에 곰팡이나 각종 유해 박테리아의 번식하는 것을 방지하기 위한 것으로, 본 발명에서의 살균제는 공지된 유기항균제 보다는 제올라이트(Zeolite)계 또는 실리게이트 무기 항균제 중에 선택된 하나 또는 둘의 혼합물을 사용하는 것이 바람직하다.
이는 제올라이트계 무기항균제의 경우 비표면적이 발달한 알루미노 규산염인 제올라이트 담체에 은이나 아연과 같은 금속이온들이 결합되어 있는 형태로, 세균 이나 곰팡이의 세포막의 단백질에 흡착되어 이온물질들과 활성산소에 의해 세포의 구조를 파괴하고 에너지대사를 불능으로 만들어 균사체를 사멸시키는 방식으로 항균효과를 가져오기 때문에 일시적인 항균력은 유기항균제보다 조금 낮기는 하나 인체안정성이 높고 내성균이 나타나지 않으며, 항균지속기간도 반영구적으로 사용할 수 있다. 이러한 효과는 실리게이트계 무기항균제도 동일하게 적용된다.
이와 같은 제올라이트계 무기항균제는 적은 양으로도 살균, 살충, 소독 등의 효과를 얻을 수 있으므로 그 첨가량을 폴리염화비닐 수지 100중량부에 대하여 0.2 ~ 0.8중량부로 하는 것이 바람직하며, 만약 그 첨가량을 0.2 미만으로 하면 항균효과가 미비하게 나타나며, 0.8중량부를 초과하여 첨가하여도 특별한 항균력의 증가가 나타나지 않고 고가의 무기항균제의 남발로 인한 원가상승의 요인이 되기 때문이다.
이상과 같은 항균 수지 조성물에는 기타 첨가제로써 적당량의 활제, 자외선 방지제, 가공조제, 충격보강제 및 충진제가 추가로 첨가될 수 있다. 예를 들어, 스테아린산이나 폴리에틸렌 왁스와 같은 내부 및 외부활제가 폴리염화비닐 수지 100중량부에 대하여 0.3 내지 0.6중량부가 더 첨가될 수 있으며, 충격보강제로서 염소화폴리에틸렌계(Chlorinated Polyethylene,CPE계)나 폴리메틸메타크릴레이트-부타디엔-스틸렌계(Polymethylmethacrylate Butadien Styrene, MBS계)가 폴리염화비닐 수지 100중량부에 대하여 5 내지 10중량부가 더 첨가될 수 있다.
그 외에 첨가되는 자외선 방지제나 가공조제, 충진제의 경우 플라스틱 성형과정에서 통상적으로 첨가되는 첨가물로서 자세한 설명은 생략하며, 그 함량에 대 해서도 적용하고자 하는 제품에 따라 임의적으로 변경되는 바, 이에 대한 함량을 한정하지는 않는다.
한편, 이상과 같은 수지 조성물을 제조시 그 원료가 되는 폴리염화비닐, 대전방지제, 열안정제, 살균제 및 기타의 활제, 자외선 방지제, 가공조제, 충격보강제 및 충진제 등의 물질은 각각의 물질이 상이하여 배합 시 순서 및 배합 온도에 따라 원료의 분산 효과 및 결합 상태가 결정되며 이에 따라 최종적으로 제조된 수지 조성물의 물성이 결정된다.
따라서, 본 발명에서는 앞에서 언급한 바와 같이 수지 조성물의 제조시 폴리염화비닐수지 등을 비롯한 각 원료의 융점, 비중, 입도, 점도의 차이점 등의 특성에 따른 배합시의 공정을 3단계로 나누어 수행하는 것이 바람직하다.
먼저, 제1 공정에 의한 배합시에는 소량으로 사용되는 살균제 및 자외선 방지제(필요 시 안료도 함께 혼합할 수 있음)를 혼합함에 있어 분산성을 좋게 하기 위하여 섭씨 90 내지 100℃의 온도에서 가열 배합하고, 제2 공정에서는 제1 공정에서 제조된 배합물에 열안정제, 대전방지제, 내부활제, 외부활제, 가공조제 등의 원료를 배합함에 있어 이들 원료 상호간에 뭉침 현상의 발생으로 인한 원료자체의 성능저하를 방지하기 위하여 배합시의 온도를 섭씨 50 내지 60℃로 냉각시켜 배합한다.
최종적으로 상기 제2 공정에서 제조된 배합물과 물리적 특성이 상이한 폴리염화비닐수지, 충격보강제 및 충진제를 배합함에 있어서 각 원료의 결합력을 향상 시키고 배합시 발생하는 가스 및 수분을 미리 제거시키기 위하여 섭씨 125 내지 135℃에서 가열 배합한 후 계속하여 섭씨 50℃ 이하로 냉각 배합하는 제3 공정을 거치게 된다.
이상과 설명한 바의 조성 및 배합방법으로 제조된 본 발명의 수지 조성물을 압출 등에 의한 방법으로 제품을 성형하게 되면 대전방지기능 및 항균성을 갖는 윈도우 프로파일 및 환기용 덕트를 제조할 수 있다.

Claims (8)

  1. 폴리염화비닐 수지 100중량부에 대하여 대전방지제 1 내지 1.5중량부와, 무독성 열안정제 2.5 내지 3중량부와, 살균제 0.2 내지 0.8중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 윈도우 프로파일 및 환기용 덕트에 사용되는 항균 수지 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 대전방지제가 제 4급 암모늄염형, 제4급 암모늄수지형 또는 이미다조린형의 카티온계 계면활성제임을 특징으로 하는 윈도우 프로파일 및 환기용 덕트에 사용되는 항균 수지 조성물.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 상기 열안정제가 Ca-st[Ca(C17H35COO)2], Zn-st[Zn(C17H35COO)2] 또는 틴 라울레이트(Tin-Raulate)계 및 틴 말레이트(Tin-Malate)계의 액상 안정제의 단독 또는 둘 이상의 혼합물임을 특징으로 하는 윈도우 프로파일 및 환기용 덕트에 사용되는 항균 수지 조성물.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 살균제는 제올라이트(Zeolite)계 또는 실리케이트 계 무기항균제 중에 선택된 단독 또는 둘의 혼합물임을 특징으로 하는 윈도우 프로파일 및 환기용 덕트에 사용되는 항균 수지 조성물.
  5. 살균제 0.2 내지 0.8중량부와 적당량의 자외선 방지제를 혼합하고 섭씨 90 내지 100℃의 온도에서 가열 배합하는 제1 공정과, 상기 제1 공정으로부터 제조된 배합물의 대전 방지제 0.5 내지 1.5 중량부와 열안정제 2.5 내지 3중량부와 적당량의 활제 및 가공조제를 혼합하여 섭씨 50 내지 60℃로 냉각시켜 배합하는 제2 공정과, 상기 제2 공정으로 부터 제조된 배합물의 폴리염화비닐 100중량부와 적당량의 충격 보강제 및 충진제를 혼합하여 섭씨 125 내지 135℃로 가열 배합한 후 다시 섭씨 50℃ 이하로 냉각 배합시키는 제3 공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 윈도우 프로파일 및 환기용 덕트에 사용되는 항균 수지 조성물의 제조방법.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 대전방지제가 제 4급 암모늄염형, 제4급 암모늄수지형 또는 이미다조린형의 카티온계 계면활성제임을 특징으로 하는 윈도우 프로파일 및 환기용 덕트에 사용되는 항균 수지 조성물의 제조방법.
  7. 청구항 5 또는 청구항 6에 있어서, 상기 열안정제가 Ca-st[Ca(C17H35COO)2], Zn-st[Zn(C17H35COO)2] 또는 틴 라울레이트(Tin-Raulate)계 및 틴 말레이트(Tin-Malate)계의 액상 안정제의 단독 또는 둘 이상의 혼합물임을 특징으로 하는 윈도우 프로파일 및 환기용 덕트에 사용되는 항균 수지 조성물의 제조방법.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 살균제는 제올라이트(Zeolite)계 또는 실리케이트계 무기항균제 중에 선택된 단독 또는 둘의 혼합물임을 특징으로 하는 윈도우 프로파일 및 환기용 덕트에 사용되는 항균 수지 조성물의 제조방법.
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