KR100876956B1 - 피브이씨 닥트 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 폴리비닐클로라이드(피브이씨) 수지, 상기 수지 고형분 100 중량부에 대하여 복합안정제 5~10 중량부, 충격보강제 5~10 중량부, 및 첨가제 3~8 중량부를 포함하며, 상기 첨가제는, 첨가제 총 중량에 대하여 패류 껍질 분말 60~80 중량%, 견운모 분말 5~20 중량%, 귀양석 분말 5~20 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 피브이씨 닥트 조성물에 관한 것이다. 상기 피브이씨 닥트 조성물은 인체에 유해한 휘발성 유기 화합물(VOCs)이 발생하지 않고, 인체에 유익한 음이온이 방출되며 화재시에도 유독 가스의 발생이 차단되므로 실내 및 실외를 가리지 않고 다양한 용도의 피브이씨 닥트의 제조에 사용될 수 있다.

닥트, 피브이씨, 패류분말, 견운모, 귀양석, 음이온

Description

피브이씨 닥트 조성물{PVC duct composition}

본 발명은 패류 껍질 분말 및 천연광석 분말을 이용한 피브이씨 닥트(duct) 조성물에 관한 것이다.

일반적으로 피브이씨 닥트 제조에 있어서, 피브이씨는 열과 광에 의해서 불안정하고 쉽게 분해되므로 안정제나 기타 첨가제의 사용이 필요하다. 그리고 피브이씨의 이론적인 융점은 220℃이나 그보다 훨씬 낮은 온도인 10O℃에서부터 열분해(유리전이거동)를 시작하며 자외선에 의해서 노화(degradation)를 일으키는 단점이 있으며, 비교적 연화점(softening point)이 낮아서 80℃부근에서는 기계적인 강도가 급격히 떨어진다. 그러나 내화학성이 우수하고 불꽃이 제거되면 바로 불이 꺼지는 난연성도 가지고 있으며, 특히 다른 고분자물질들과도 상당히 잘 섞이므로 그 가공범위가 매우 넓다.

최근에는 내열성 경질염화비닐관이 개발되어 10O℃까지 사용이 가능하여 급탕이나 난방배관에도 사용되고, 또한 내충격성 염화비닐관의 개발로 상온에서 일반 비닐관에 비해 20~30배의 내충격강도를 가지게 되어 수도관, 급수관, 배수관, 가스관, 실내 환기관 등의 닥트(duct)로서 널리 사용되고 있다.

그러나, 종래의 피브이씨 파이프는 휘발성 유기 화합물(VOCs)을 발생시키고, 화재시 인체에 유해한 가스를 발생시키는 단점을 가지고 있으므로 그 용도가 제한적일 수밖에 없다. 특히, 피브이씨 파이프가 건물 내의 천정에 설치되어 실내의 환기를 원활하게 하는 기능을 수행하는 실내 환기관으로 사용되는 경우에, 휘발성 유기 화합물(VOCs)의 발생은 새집증후군 등의 직접적인 원인으로 작용하며, 화재시 발생하는 유독가스는 인명사고의 원인이 될 수 있어, 여러 가지 특,장점에도 불구하고 상기와 같은 용도로 사용되기 어려운 점이 있다.

본 발명은, 종래기술의 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로서, 기존의 피브이씨수지에 패류 껍질 분말 및 천연광석 분말을 첨가하여 인체에 유해한 휘발성 유기 화합물(VOCs)이 발생하지 않고 인체에 유익한 음이온이 방출되며 화재시 유독 가스의 발생이 차단되는 피브이씨 닥트 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 폴리비닐클로라이드(피브이씨) 수지, 상기 수지 고형분 100 중량 부에 대하여 복합안정제 5~10 중량부, 충격보강제 5~10 중량부, 및 첨가제 3~8 중량부를 포함하며, 상기 첨가제는, 첨가제 총 중량에 대하여 패류 껍질 분말 60~80 중량%, 견운모 분말 5~20 중량%, 귀양석 분말 5~20 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 피브이씨 닥트 조성물을 제공한다.

본 발명에 의한 피브이씨 닥트 조성물은 인체에 유해한 휘발성 유기 화합물(VOCs)이 발생하지 않고, 인체에 유익한 음이온이 방출되며 화재시에도 유독 가스의 발생이 차단되므로 실내 및 실외를 가리지 않고 다양한 용도의 피브이씨 닥트의 제조에 사용될 수 있다.

본 발명은 폴리비닐클로라이드(피브이씨) 수지, 상기 수지 고형분 100 중량부에 대하여 복합안정제 5~10 중량부, 충격보강제 5~10 중량부, 및 첨가제 3~8 중량부를 포함하며, 상기 첨가제는, 첨가제 총 중량에 대하여 패류 껍질 분말 60~80 중량%, 견운모 분말 5~20 중량%, 귀양석 분말 5~20 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 피브이씨 닥트 조성물에 관한 것이다.

상기 복합안정제는 주안정제로서 염기성 납화합물인 TLS(Tribasic Lead Sulfate)와 이 분야에서 통상적으로 사용되는 보조안정제 및 활제를 포함하는 것을 특징으로 한다. 1차적인 열안정적 특성은 TLS에 의해 주어지고 그 외 다른 보조안 정제에 의해 상승효과가 나타나며, 압출제품의 흐름특성을 증진시키기 위해 아주 효율적인 활제들이 사용된다. 이러한 복합 안정제는 당 업계에서 통상적으로 사용되는 것을 사용할 수 있다. 이러한 복합안정제의 구체적인 예로는 (주)단석산업에서 생산하는 KN-506, KN-506G, KN-506K, KN-506B 등과 같은 상품을 들 수 있다.

본 발명의 조성물에서 상기 복합안정제의 함량은 피브이씨 수지 고형분 100 중량부에 대하여 5~10 중량부가 바람직하며, 5 중량부 미만으로 포함되는 경우에 목적하는 효과가 얻어지지 않으며, 10 중량부를 초과하는 경우에는 인장강도나 신장율과 같은 기계적 특성을 저하시키는 문제가 발생된다.

상기 충격보강제로는 메틸메타크릴레이트-부타디엔-스티렌계 그라프트 공중합체를 사용하는 것이 바람직하며, 구체적인 예로는 LG 화학의 LG 808과 같은 제품을 들 수 있다. 상기와 같은 충격보강제는 염화비닐수지의 내충격성 뿐만 아니라, 열안정성, 내백화성, 및 투명도도 향상시키는 것으로 알려져 있다.

본 발명의 조성물에서 상기 충격보강제의 함량은 피브이씨 수지 고형분 100 중량부에 대하여 5~10 중량부가 바람직하며, 5 중량부 미만으로 포함되는 경우에 목적하는 효과가 얻어지지 않으며, 10 중량부를 초과하는 경우에는 인장강도나 신장율과 같은 기계적 특성을 저하시키는 문제가 발생된다.

상기 첨가제의 함량은 피브이씨 수지 고형분 100 중량부에 대하여 3~8 중량부가 바람직하며, 3 중량부 미만으로 포함되는 경우에는 휘발성 유기 화합물(VOCs)이 발생 및 화재시 유독 가스의 발생 차단의 효과가 미약하며, 8 중량부를 초과하는 경우에는 인장강도나 신장율과 같은 기계적 특성을 저하시키는 문제가 발생된다.

상기 첨가제에 포함되는 패류 껍질 분말은 산화칼슘(CaO) 성분이 90% 이상의 중량비로 포함되며, 이 밖에 유기질, 산염, 규산염, 유산염 염화물 등의 이온들과 요오드를 포함한다. 상기 산화칼슘은 무기질과는 결합하고, 유기물질은 분해하는 힘이 강하여 유기 휘발성 화합물(VOCs)을 분해하며, 수분과 반응하여 수산화 칼슘(Ca(OH)₂)을 일부 생성 시키는데 생성된 Ca(OH)₂는 화재시 피브이씨 닥트에 난연성을 부여하여, 인체에 유해한 가스(HCl)의 발생을 차단하는 역할도 수행한다.

본 발명에서 패류 껍질 분말은 첨가제 총 중량에 대하여 60~80 중량%로 포함되는 것이 바람직한데, 60 중량% 미만에서는 상기와 같은 기능이 미약하며, 80 중량%를 초과하는 경우에는 상기와 같은 효과의 증가가 크지 않다.

상기 패류 껍질로는 대표적으로 전복 껍질이 사용될 수 있다.

본 발명에서 사용되는 견운모(LLITE)는 용수 중의 양이온 부유입자와 전기적인 중화응집으로 침전을 유발하여 정수작용이 우수하며, 자체함수기능으로 보습효과가 크고, 활성도가 높은 고유의 특성 이외에도 상온에서 5 내지 20 마이크로 파장의 원적외선을 90%이상 방사하는 특징이 있고 강력한 음이온을 발산하여 흡착력이 우수한 광물이다. 또한 인체의 혈액순환을 촉진하고 세포를 활성화하는 원적외선을 방사하는 물질로 VOCs 같은 각종 유해물질을 흡착 및 분해할 수 있는 기능을 가지고 있으며, 습도조절도 가능하다.

본 발명에서 사용되는 귀양석(KIYOSEKI)은 "6500만년전의 지각변동과 같이 고온열수작용에 의해 형성된 광산에 존재해 있는 특수광물로써 적색과 백색의 2종류가 있으며, 그 특성을 다음 표에 나타었다. 백색의 귀양석은 음이온 발생량이 최대 24.140ed/cc(안기 토루마린의 약 10배)로 천연광석 중에서 제일 높은 수치를 나타내고 있다. 그리고 백색은 원적외선 방사율이 상온(25도)에서 96%로 천연광석중에서 제일 높은 수치를 나타내고 있어 물의 정화, 도료, 필터, 화장품, 기능성카펫트 등 다양한 분야에 사용되고 있다."(출처: 장삼식(2005),"음이온을 이용한 배수재의 배수효율 증진에 관한 연구, 부산 동서대학원 석사논문 p.45-p.46 인용)
[참고표1]

또한, 귀양석은 자연계의 에너지를 응축한 신비의 물질로서 전 세계에서 유일하게 일본 군마현에서만 생산되는 장석 계열의 천연석으로, 귀양석에 관하여 일반적으로 널리 알려진 인터넷 자료(출처: http://srs.co.kr/gys/gys_1.htm)를 살펴보면, "귀양석의 특징(공인기관의 시험성적서 근거에 의하여 작성)은 1) 토르마린의 10배정도의 다량의 음이온 발생 2) 96%의 높은 원적외선 방사율 3) 높은 계면활성 효과[101% 증가] 4) 방사능원소를 함유하지 않은 인체에 유익한 천연물질 4) ORP 및 SOSA 능력 우수"라고 기재하고 있으며, 귀양석의 음이온 발생수치와 원적외선 방사율을 측정하여 아래와 같은 챠트들의 결과를 얻었음을 개시하고 있다.
[참고차트1] : 귀양석의 음이온 발생추이

[참고챠트2] : 귀양석의 원적외선 방사율

본 발명의 조성물에서 견운모 및 귀양석은 첨가제 총 중량에 대하여 각각 5~20 중량% 및 5~20 중량%를 포함하는 것이 바람직하다. 견운모 및 귀양석이 상기 기재된 범위 미만으로 포함되면 음이온 발생 및 원적외선 방출 기능이 미약하여 VOCs 등의 유해물질의 흡착 및 분해능이 저하되며, 상기 기재된 범위를 초과하여 포함되는 경우, 패류 껍질의 함유량이 상대적으로 줄어들어 그에 의한 효과를 기대하기 어렵다.

본 발명에서 상기 패류 껍질 분말, 견운모 분말 및 귀양석 분말의 사이즈는 1500~2000 메쉬(mesh)인 것이 바람직하게 사용될 수 있다. 이러한 크기를 갖는 분말인 경우에 피브이씨 및 다른 수지와 상용성이 좋고, 피브이씨 닥트가 바람직한 물성을 나타낸다.

본 발명의 조성물은 상기에서 언급된 성분들 외에 피브이씨 닥트의 연성에 따라 적당한 량의 가소제를 더 포함할 수 있다. 또한, 이 분야에서 통상적으로 사용되는 첨가제를 제한 없이 더 포함할 수 있다.

이하, 본 발명을 실시예 및 비교예를 이용하여 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로서 본 발명은 하기 실시예에 의해 한정되지 않고 다양하게 수정 및 변경될 수 있다.

실시예 1 및 비교예 1: 피브이씨 닥트 조성물의 제조

하기 표 1에 기재된 성분과 조성에 따라 통상의 방법으로 피브이씨 닥트 조성물을 제조하였다.

성분		실시예 1	비교예 1
피브이씨		1Kg	1Kg
복합안정제((주)단석산업, KN-506)		70g	70g
충격보강제(LG화학, LG808)		70g	70g
첨가제	패류분말	35g	0
	견운모 분말	7.5g	0
	귀양석 분말	7.5g	0

시험예 1: 휘발성 유기 화합물( VOCs )의 발생 시험

상기 실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 조성물 사용하여 휘발성 유기 화합물(VOCs)의 발생 정도를 시험하고, 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

시료	시험항목	단위	결과	시험방법
실시예 1	VOCs 정량	mg/kg	0	EPA 5021 (headspace-GC/MS)
비교예 1	VOCs 정량	mg/kg	12.6

*시험기관: 한국화학시험연구원

Claims (3)

1. 폴리비닐클로라이드(피브이씨) 수지, 상기 수지 고형분 100 중량부에 대하여 복합안정제 5~10 중량부, 충격보강제 5~10 중량부, 및 첨가제 3~8 중량부를 포함하며, 상기 첨가제는, 첨가제 총 중량에 대하여 패류 껍질 분말 60~80 중량%, 견운모 분말 5~20 중량%, 및 귀양석 분말 5~20 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 피브이씨 닥트 조성물.
2. 제 1항에 있어서, 상기 패류 껍질 분말, 견운모 분말, 및 귀양석 분말의 사이즈가 1500~2000 메쉬(mesh)인 것을 특징으로 하는 피브이씨 닥트 조성물.
3. 제 1항에 있어서, 상기 패류 껍질이 전복 껍질인 것을 특징으로 하는 피브이씨 닥트 조성물.