염화비닐수지의 안전성(Part1)

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염화비닐수지의 안전성(Part1)

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Date - 2001-02-08 00:00:00

염화비닐수지 또는 폴리염화비닐(PVC)은 여러 용도에 이용되고, 우리들 생활에 깊이 침투하고 있는 범용성이 높은 플라스틱입니다. 염화비닐수지의 안전성에 대해서, 논하고 본 Part1에서는 염화비닐수지의 특징과 용도, 첨가되고 있는 성분에 대해서 설명합니다.

염화비닐수지의 역사는 오래되었으며, 1835년에 프랑스에서 염화 비닐 수지의 원료인 염화비닐(VCM)을 발견하였고, 1838년에 염화비닐수지가 생성되었습니다. 1931년 독일에서 공업화가 시작되어, 제2차 세계대전중 1943년에는 독일, 미국에서 약 36,000톤/년이 생산되었습니다[1]. 그 후 매년 성장을 계속하였고, 1997년에는 전세계에서 2,673만톤/년이 생산되었습니다[2]. 표1>에 염화비닐수지의 특징과 제품 사례를 나타내었습니다. 또, 그림1>에 1997년도의 일본의 플라스틱 생산 실적[3], 그림2>에 분야별 염화비닐수지의 사용 비율[2][4]을 나타내었습니다.

표 1>　 염화 비닐 수지의 특징과 제품 사례

용 도	특 징	제품 사례
식품 포장재	·적당히 부드러움 ·투명성이 뛰어나다 ·기체상 투과성이 적기 때문에, 식품 보존성이 뛰어나다	식품 포장용랩, 플라스틱병 등의 용기
의료 기구	·적당히 부드러움 ·투명성이 뛰어나다 ·약품에 침범하기 어려움	인공 신장의 혈액회로, 수혈 기구(수액튜브, 수액백) 등
문구· 완구	·적당히 부드러움 ·건강	서적 커버, 지우개, 붓펜, 깔개, 트럼프, 비치볼, 간이풀, 헝겊, 인형 등
건축 재료	·약품에 침범하기 어려움 ·방음, 방습성이 뛰어나다 ·시공성, 내구성이 뛰어나다 ·타기 어려움 (난소성)	벽지, 바닥재, 천정재, 염화비닐 샷시, 방수 쉬트, 수도관, 전기 절연 테이프, 전선 피복재 등 (염화비닐 바닥재는 전시장소의 30%, 벽지는 90%)
기 타	·적당히 부드러움 ·건강	농업용 필름, 테이블크로스, 비닐제백, 자동차용 내장재

염화비닐수지는 그림 3>에 나타내는 공정으로 제조됩니다. 사용 용도에 따라 첨가제가 포함되지만, 유연성을 주기 위해서 사용되는 가소제 포함 여부에 의해서, 크게 경질 염화비닐수지와 연질 염화비닐수지로 나누어 집니다. 그림 4>에는 염화 비닐 수지의 용도별 구성 비율을 나타냅니다[2].

일반적으로 가소제를 10%-60%정도 배합하고 있는 염화비닐수지를 연질 염화비닐수지(연질 염화비닐), 가소제를 배합하지 않은 염화비닐수지를 경질 염화비닐수지(경질 염화비닐) 이라고 부릅니다.  가소제로서 일반적으로 프탈산에스텔이 사용됩니다. 또 염화비닐수지는 성형 가공시의 열에 의한 분해와 자외선 등의 빛에 의한 분해를 방지하기 위해서 안정제가 첨가되고 있습니다. 표 2>에 염화비닐수지의 주요 배합[4]을 그림 5>에1998년에 있어서의 가소제 종류와 일본에서의 생산 비율[5], 그림 6>에 염화비닐수지에 사용되는 안정제의 종류와 일본에서의 생산비율을 나타냅니다[4][6].

표 2> 염화 비닐 수지의 첨가제의 종류와 역할([1][4])

첨가제	역할	대표 성분	함유량
안정제	성형 가공 공정에서의 열분해(탈염산)방지, 내후성(태양광, 열, 물 등 기후에 관한 인자) 향상	연계, 유기주석화합물, 바륨·아연계, 칼슘·아연계 등	1-8%
착색제	착색 (외관) , 내후성 향상	염료·안료 (유기 안료, 산화 티탄, 산화철, 크롬과 카드뮴 화합물 등)	최대15%
가소제	유연성 부여, 기계적 성질 향상	프탈산에스텔 종류(DEHP, DBP, DINP, BBP, DIDP등)	10-60%
충전제	전기적, 기계적 성질 향상	탄산 칼슘, 어스베스토, 진흙, 탈크 등	최대50%
윤활제	투명성, 윤기, 표면 마무리, 인자성 향상	왁스, 지방산(스테리아 인산 등), 지방 알코올 등	1-4%
난연재	타기 어렵게 만듦	염소화 파라핀, 유기계 화합물, 수산화칼슘, 수산화마그네슘 등	10-20%

      ※ 기타 사용 용도에 의해 발포제, 대전 방지제, 충격 개량제가 사용된다.

표 2 에 나타내는 것처럼, 염화비닐수지에는 첨가제가 포함되어 있다. 염화비닐수지의 안전성을 생각할 때, 이들 화학물질이 어떠한 독성을 가지고 있으며, 또 이들 화학물질이 환경중에 어떠한 움직임을 보일지가 매우 중요합니다. Part2에서는 염화비닐수지의 생산·소비·폐기의 각 라이프 stage에 있어서 환경과 건강면에서의 안전성에 초점을 맞추어 설명합니다.

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<참고 문헌>

[1] 실용 플라스틱 사전, 산업 조사회, May 1, 1993  

[2] 염화비닐 공업·환경 협회 통계 자료 http://www.vec.gr.jp/

[3] 일본 플라스틱 공업 연맹 통계 자료 http://www.jpif.gr.jp/

[4] ARGUS in aociation with University Rostock-Prof. Spillmann, Carl Bro a|s and Sigma Plan S.A., European Commiion DGXI.E.3, The behaviour of PVC in landfill Final Report, February 2000 http://europa.eu.int/comm/environment/waste/report7.htm

[5] 가소제공업계 통계 자료 http://www.kasozai.gr.jp/

[6] 폴리염화비닐의 안정화의 해명과 안정화조제의 배합· 효과의 실제, 소프트 기술연구소 출판부, 1984