KR20030003913A - 합성수지 배합물의 제조방법과 이에 의해 제조한 합성수지배합물 - Google Patents

합성수지 배합물의 제조방법과 이에 의해 제조한 합성수지배합물 Download PDF

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Abstract

일반적으로 합성수지 배합물은 플라스틱 완구로 통칭되는 합성수지 완구, 합성수지 지퍼용 슬립, 각종 합성수지 파이프, 생활용품 용기, 의료용구등을 제조하기 위한 기초 원료로 폭 넓게 사용되고 있는데, 이러한 합성수지 배합물은 주성분인 PVC(polyvinyl chloride)와 가소제(di-octyl phthlate;DOP) 및 적량의 안정제를 배합하고, 필요에 따라 안료를 투여하여 1차적으로 제조하고 있다.
그런데 상기한 종래의 합성수지 배합물에서 인체에 유해한 것으로 추정이 되는 여러 종의 물질이 검출되어 그 사용이 제한되어 오고 있는 실정이다.
본 발명은 이러한 종래의 문제점을 감안하여 DEHP(di-ethylhexyl phthalate), DBP(di-butyl phthalate), DIDP(di-isodecyl phthalate),DOA(di-octyl adipate), DOP(di-octyl phthalate), DINP(di-isononyl phthalate), 카드늄, 납의 검출이 없는 합성수지 배합물을 제공하고자 이미 사용되고 있는 여러 종류의 화학물질을 사용하여 본래의 목적인 최종 제품의 성형성, 형태성, 견고성등을 고려하면서도 위와 같은 인체에 유해한 것으로 추정이 되는 물질이 검출되지 않는 합성수지 배합물을 제공하는데 있다.
상기한 글리콜(glycol)계 가소제가 구연산계 가소제를 주원료로 배합하고, 종래부터 사용된 무독 안정제, 안료등을 적량 배합하여 제조한 합성수지 배합물을 제공하는데 그 특징이 있다.

Description

합성수지 배합물의 제조방법과 이에 의해 제조한 합성수지 배합물{ MAKING METHOD OF RESIN COMPOUND AND THE RESIN COMPOUND THEREOF}
본 발명은 합성수지 배합물의 제조방법과 이에 의해 제조한 합성수지 배합물에 관한 것으로 좀 더 상세하게는 각종 합성수지 완구, 지퍼용 슬립, 합성수지 파이프, 차량용 시트 내장재등을 제조하기 위해 사용하는 합성수지 배합물에서 인체에 유해한 물질로 추정되는 DEHP(di-ethylhexyl phthalate), DBP(di-butyl phthalate), DIDP(di-isodecyl phthalate), DOA(di-octyl adipate), DOP(di-octyl phthalate) 및 DINP(di-isononyl phthalate)와 카드늄, 납의 검출이 없는 합성수지 배합물을 제공하기 위한 합성수지 배합물의 제조방법과 이에 의해 제조한 합성수지 배합물에 관한 것이다.
일반적으로 합성수지 배합물은 플라스틱 완구로 통칭되는 합성수지 완구, 합성수지 지퍼용 슬립, 각종 합성수지 파이프, 식생활용 용기, 의료용구등을 제조하기 위한 기초 원료로 폭 넓게 사용되고 있다.
이때 합성수지 배합물은 주성분인 PVC(polyvinyl chloride)와 가소제(DOP) 및 적량의 안정제를 배합하고, 필요에 따라 안료를 투여하여 1차적으로 제조한 합성수지 배합물(일명 compound라 칭하고 있음)을 이용하여 상기와 같은 각종 제품을 제조하고 있다.
그런데 상기한 종래의 합성수지 배합물에서 인체에 유해한 여러 종의 물질이 검출되어 그 사용이 제한되어 오고 있는 실정이다.
그중에서도 특히 인체의 내분비계 장애 물질로 알려져 있는 DEHP(di-ethylhexyl phthalate), DBP(di-butyl phthalate), DIDP(di-isodecyl phthalate), DOA(di-octyl adipate), DOP(di-octyl phthalate) 및 DINP(di-isononyl phthalate)와 중금속에 해당되어 각종 질병을 유발케하는 카드늄, 납등의 검출이 큰 문제로 대두하고 있다.
따라서 합성수지 배합물을 제조하는 업계에서는 위에서와 같은 유해 물질인 환경호르몬이 검출되지 않는 합성수지 배합물의 제공이 절실한 입장이다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 본 발명인 및 출원인은 클리콜(glycol)계 가소제를 주원료로 배합하여 사용한 합성수지 배합물을 개발하여 2001. 5. 4.로 특허출원 제 2001-24348호로 출원한 바 있다.
그런데 위와 같은 클리콜계 가소제의 경우에는 본래의 목적을 달성하기 위한 사용범위가 좁은 단점이 발견되었다.
본 발명은 이러한 종래의 문제점을 감안하여 상기한 바와 같은 DEHP(di-ethylhexyl phthalate), DBP(di-butyl phthalate), DIDP(di-isodecyl phthalate), DOA(di-octyl adipate), DOP(di-octyl phthalate), DINP(di-isononylphthalate), 카드늄, 납과 같은 독성을 가진 유해 물질의 검출이 없는 합성수지 배합물을 제공하고자 이미 사용되고 있는 여러 종류의 화학물질을 사용하여 본래의 목적인 최종 제품의 성형성, 형태성, 견고성등을 고려하면서도 위와 같은 독성 물질에 해당하는 환경호르몬 물질이 검출되지 않는 합성수지 배합물을 제공하고자 각고의 노력으로 본 발명을 완성할 수 있었다.
본 발명에서는 주 원료가 되는 PVC(polyvinyl chloride)에 구연산계 가소제를 주원료로 배합하여 사용하여도 상기한 바와 같은 인체에 유해한 물질이 검출되지 않는 합성수지 배합물을 제공함으로서 그 사용범위를 확대시킬 수 있는 본 발명의 목적을 달성할 수 있었다.
이하 본 발명을 구체적으로 살펴 보면 다음과 같다.
PVC(polyvinyl chloride) 100㎏을 기준으로 정량한 상태에서 구연산계 가소제 10 ∼310㎏을 정량하여 서로 충분히 배합하여 가열상태에서 압출 성형하여 합성수지 배합물을 제공하는데 특징이 있다.
이때 상기한 PVC(polyvinyl chloride)와 구연산계계 가소제를 배합할때 종래와 같이 배합물의 균일한 배합과 가열 성형시 소성등을 방지하게 위해 사용하는 안정제 및 색상을 나타내기 위해 사용하는 안료는 선택적으로 사용이 가능하나 이는 필요에 따라 극소량을 사용하는 것이므로 본 발명에서 제공하고자 하는 합성수지 배합물의 특성에 크게 영향을 미치지 아니한다.
또한 필요에 따라 무독성 안정제를 투입하여 배합하여 사용할 수도 있으나,무독성 안정제의 경우에는 통상적으로 사용되어온 ESO(epoxidized soybean oil)의 사용에 비하여 신체적 영향을 미치지 않는다는 것을 제외하고는 일반적으로 사용되어온 안정제와 동일한 역할을 한다.
이러한 본 발명에 있어서, 상기한 PVC(polyvinyl chloride) 100㎏을 기준으로 정량한 상태에서 구연산계 가소제 10㎏이하로 조성하는 경우에는 PVC(polyvinyl chloride)가 완전한 용해에 해당하는 배합에 오랜 시간이 요구될 뿐만 아니라 용해하여 가열 상태에서 쉽게 딱딱해져서 압출이 이루어지지 않은 문제점이 있다.
그리고 상기한 PVC(polyvinyl chloride) 100㎏을 기준으로 정량한 상태에서 구연산계 가소제 310㎏이상으로 조성하는 경우에는 PVC(polyvinyl chloride)가 짧은 시간안에 완전히 용해되는 장점은 있으나 가열 상태에서 압출하여도 반죽상태를 유지하면서 압출되지 아니하고 그대로 액상화된 상태로 그대로 유지되어 전혀 성형성이 없는 단점이 있었다.
따라서 합성수지 배합물의 상태로 제조하여 운반, 저장 및 생산 상태를 감안할 때 PVC(polyvinyl chloride) 100㎏당 구연산계 가소제 10∼310㎏으로 정량하여 배합하는 것이 가장 적당하였다.
이러한 본 발명에 의하여 제조된 합성수지 배합물은 상기한 바와 같이 서로 충분한 배합에 의하여 완전 용해시킨 다음, 가열 상태에서 압출 성형되면서 배출되는 배합물을 절단하여 페릿화하여 저장하였다가 완구 또는 각종 합성수지 제품으로 성형 제조하여 사용하면 된다.
이러한 본 발명에 의하여 제조된 합성수지 배합물에서는 DEHP(di-ethylhexylphthalate), DBP(di-butyl phthalate), DIDP(di-isodecyl phthalate),DOA(di-octyl adipate), DOP(di-octyl phthalate), DINP(di-isononyl phthalate), 카드늄, 납, 수은과 같은 인체에 유해한 물질로 추정이되는 상기한 물질의 검출이 없었는데 그 구체적인 사례에 대하여 본 발명을 구체적으로 실시한 실시예와 시험예에 의하여 본 발명을 살펴보기로 한다.
실시예 1
PVC(polyvinyl chloride)로 상품명 LS-100수지(주식회사 엘지화학) 50㎏을 정량하고, 구연산계 가소제로 ATBC(acetyl tri butyl citrate; 미합중국 morflex corp) 4㎏을 정량하고, 무독 안정제로 CZ-122(Witco사 독일) 2㎏, E.S.O 안정제(경서산업주식회사) 1㎏, 안료로 MDAC 및 군청안료(효진안료) 10g으로 각각 정량하여 배합기에 투여하여 교반을 시작하였다.
완전한 용해가 이루어지는 시간이 지나면 지날수록 용해 속도가 늦어지고, 강제로 교반을 행하여 용해가 이루어지는 시간이 약 80여분 소요되었으며, 특히 그 굳기가 너무 딱딱하였다.
이러한 용해후 가열 온도범위 180∼182℃를 유지하는 압출기에 강제로 투여하는 방법에 의하여 압출을 행하여 압출물이 배출되기 시작하였는데 초기의 압출물의 굳기가 너무 강하여 중간에 압출물이 끊어지는 현상이 두드러졌고, 열에 의해 부분적으로 소성된 배합물이 배출되기 시작하면서 압출기에 부하가 걸리기 시작하여 압출 작업이 불가능하였다.
실시예 2
PVC(polyvinyl chloride)로 상품명 LS-100수지(주식회사 엘지화학) 50㎏을 정량하고, 구연산계 가소제로 ATBC(acetyl tri butyl citrate; 미합중국 morflex corp) 170㎏을 정량하고, 무독 안정제로 CZ-122(Witco사 독일) 2㎏, E.S.O 안정제(경서산업주식회사) 1㎏, 안료로 MDAC 및 군청안료(효진안료) 10g으로 각각 정량하여 배합기에 투여하여 교반을 시작하였다.
약 2분이 지나자 완전한 용해가 이루어졌고, 이러한 상태에서 압출기에 투여하여 압출을 시작하였다.
이때 압출기의 가열 온도범위는 180∼182℃로 유지하였다.
압출기에 투입후 즉시 압출물이 배출되기 시작하였는데 그 압출물은 완전한 액상상태를 유지한 상태로 배출되어 페릿화할 수 없었다.
실시예 3
PVC(polyvinyl chloride)로 상품명 LS-100수지(주식회사 엘지화학) 50㎏을 정량하고, 구연산계 가소제로 ATBC(acetyl tri butyl citrate; 미합중국 morflex corp) 150㎏을 정량하고, 무독 안정제로 CZ-122(Witco사 독일) 2㎏, E.S.O 안정제(경서산업주식회사) 1㎏, 안료로 MDAC 및 군청안료(효진안료) 10g으로 각각 정량하여 배합기에 투여하여 교반을 시작하였다.
완전한 용해가 이루어지는 시간이 약 5 여분 소요되었다.
이러한 용해후 가열 온도범위 180∼182℃를 유지하는 압출기에 강제로 투여하는 방법에 의하여 압출을 행하였더니 배출되는 압출물의 굳기가 약하여 압출물이 부분적으로 흘러내리면서 끊어지는 현상은 발생하였으나 절단기에 의해 펠릿화하는 데에는 크게 문제가 되지 않았다.
실시예 4
PVC(polyvinyl chloride)로 상품명 LS-100수지(주식회사 엘지화학) 50㎏을 정량하고, 구연산계 가소제로 ATBC(acetyl tri butyl citrate; 미합중국 morflex corp) 100㎏을 정량하고, 무독 안정제로 CZ-122(Witco사 독일) 2㎏, E.S.O 안정제(경서산업주식회사) 1㎏, 안료로 MDAC 및 군청안료(효진안료) 10g으로 각각 정량하여 배합기에 투여하여 교반을 시작하였다.
완전한 용해가 이루어지는 시간이 약 9여분 소요되었다.
이러한 용해후 가열 온도범위 180∼182℃를 유지하는 압출기에 강제로 투여하는 방법에 의하여 압출을 행하였더니 배출되는 압출물의 굳기가 상기한 실시예 3보다 강하였고, 또한 압출물이 흘러내리지는 않았으나 부분적으로 늘어지는 현상이 발생하였다.
그러나 절단기에 의해 펠릿화하는 데에는 크게 문제가 되지 않았다.
실시예 5
PVC(polyvinyl chloride)로 상품명 LS-100수지(주식회사 엘지화학) 50㎏을 정량하고, 구연산계 가소제로 ATBC(acetyl tri butyl citrate; 미합중국 morflexcorp) 50㎏을 정량하고, 무독 안정제로 CZ-122(Witco사 독일) 2㎏, E.S.O 안정제(경서산업주식회사) 1㎏, 안료로 MDAC 및 군청안료(효진안료) 10g으로 각각 정량하여 배합기에 투여하여 교반을 시작하였다.
완전한 용해가 이루어지는 시간이 약 15여분 소요되었다.
이러한 용해후 가열 온도범위 180∼182℃를 유지하는 압출기에 강제로 투여하는 방법에 의하여 압출을 행하였더니 배출되는 압출물의 굳기가 마치 밀가루를 반죽한 상태로 유지되면서 이상적으로 배출되었고, 절단기에 의하여 절단 작업이 매우 용이하여 펠릿화하는데 매우 이상적인 작업이 가능하였다.
시험예 1
상기 실시예 3에서 제조한 압출물 3㎏을 시료로 채택하여 식품의약품안전청 고시 2000-60호에 의거하여 DEHP(di-ethylhexyl phthalate), DBP(di-butyl phthalate), DIDP(di-isodecyl phthalate), DOA(di-octyl adipate), DOP(di-octyl phthalate) 및 DINP(di-isononyl phthalate)와 같은 유해 물질의 검출의 여부를 확인하여 보았다.
식품의약품안전청에서는 상기한 DEHP(di-ethylhexyl phthalate), DBP(di-butyl phthalate), DIDP(di-isodecyl phthalate), DOA(di-octyl adipate), DOP(di-octyl phthalate) 및 DINP(di-isononyl phthalate)의 검출 한계를 1㎏당 50㎎의 허용하고 있으나 상기한 실시예 3의 압출물에서는 상기한 유해 물질이 전혀 검출되지 않았다.
시험예 2
상기 실시예 4에서 제조한 압출물 3㎏을 시료로 채택하여 식품의약품안전청 고시 2000-60호에 의거하여 DEHP(di-ethylhexyl phthalate), DBP(di-butyl phthalate), DIDP(di-isodecyl phthalate), DOA(di-octyl adipate), DOP(di-octyl phthalate) 및 DINP(di-isononyl phthalate)와 같은 유해 물질의 검출의 여부를 확인하여 보았다.
식품의약품안정청에서는 상기한 DEHP(di-ethylhexyl phthalate), DBP(di-butyl phthalate), DIDP(di-isodecyl phthalate), DOA(di-octyl adipate), DOP(di-octyl phthalate) 및 DINP(di-isononyl phthalate)의 검출 한계를 1㎏당 50㎎의 허용하고 있으나 상기한 실시예 3의 압출물에서는 상기한 유해 물질이 전혀 검출되지 않았다.
시험예 3
상기 실시예 5에서 제조한 압출물 3㎏을 시료로 채택하여 식품의약품안전청 고시 2000-60호에 의거하여 DEHP(di-ethylhexyl phthalate), DBP(di-butyl phthalate), DIDP(di-isodecyl phthalate), DOA(di-octyl adipate), DOP(di-octyl phthalate) 및 DINP(di-isononyl phthalate)와 같은 유해 물질의 검출의 여부를 확인하여 보았다.
식품의약품안정청에서는 상기한 DBP(di-butyl phthalate), DIDP(di-isodecyl phthalate), DOA(di-octyl adipate), DOP(di-octyl phthalate) 및 DINP(di-isononyl phthalate)의 검출 한계를 1㎏당 50㎎의 허용하고 있으나 상기한 실시예 3의 압출물에서는 상기한 유해물질인 환경호르몬 물질이 전혀 검출되지 않았다.
시험예 4
상기 실시예 3에서 제조한 압출물 3㎏을 시료로 채택하여 ICP 분석 시험방법에 의거하여 납(Pb)과 카드늄(Cd)의 검출의 여부를 확인하여 보았다.
검출 단위는 wt/ppm이였으며, 상기한 실시예 3에서 제조한 압출물에서는 납과 카드늄이 전혀 검출되지 않았다.
시험예 5
상기 실시예 4에서 제조한 압출물 3㎏을 시료로 채택하여 ICP 분석 시험방법에 의거하여 납(Pb)과 카드늄(Cd)의 검출의 여부를 확인하여 보았다.
검출 단위는 wt/ppm이였으며, 상기한 실시예 4에서 제조한 압출물에서는 납과 카드늄이 전혀 검출되지 않았다.
시험예 6
상기 실시예 5에서 제조한 압출물 3㎏을 시료로 채택하여 ICP 분석 시험방법에 의거하여 납(Pb)과 카드늄(Cd)의 검출의 여부를 확인하여 보았다.
검출 단위는 wt/ppm이였으며, 상기한 실시예 5에서 제조한 압출물에서는 납과 카드늄이 전혀 검출되지 않았다.
이상 상기의 시험예 1, 2, 3, 4, 5, 6,에서 살펴 본 바와 같이 본 발명에 의하여 제조된 합성수지 배합물은 유해물질로서 각종 질환을 유발케하는 상기한 유해물질이 검출되지 않았다.
결국, 본 발명에서는 구연산계 가소제의 한정 사용으로 인하여 상기한 유해물질이 검출되지 않는 합성수지 배합물을 제공할 수 있었다.
이상 상기에서 상세히 살핀 바와 같이 본 발명의 방법에 의하여 제조된 합성수지 배합물은 내분비계 장애가 우려되는 유해 물질이 검출되지 않으므로 해서 각종 어린이용 완구, 의료용구, 각종 생활에 필요한 용기, 산업용 부자재등을 제조하여도 인체에 해가 없으므로 안전하게 할 수 있는 매우 유용한 발명임이 분명하다.

Claims (2)

  1. 각종 어린이용 완구, 의료용구, 각종 식생활에 필요한 용기, 산업용 부자재등을 제조하기 위한 원료의 전 단계로 사용하는 합성수지 배합물을 제조함에 있어서,
    PVC(polyvinyl chloride) 100㎏ 당 구연산계 가소제 10 ∼ 310㎏로 정량하여 배합하는 것에 의해 완전히 용해 한 후, 종래와 동일한 온도로 가열상태에서 압출 성형하여 펠릿화하는 것을 특징으로 하는 합성수지 배합물의 제조방법.
  2. 청구항 1에 의하여 제조된 무독성 합성수지 배합물의 주성분이 PVC(polyvinyl chloride) 100㎏ 당 글리콜(glycol)계 가소제 10 ∼ 310㎏인 것을 특징으로 하는 합성수지 배합물.
KR1020010039772A 2001-07-04 2001-07-04 합성수지 배합물의 제조방법과 이에 의해 제조한 합성수지배합물 KR20030003913A (ko)

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