1. 자외선이란?

   
자외선은 모든 물리적 측면에서 가시광선과 유사하나 파장이 가시광선보다 짧은 100~400nm로 눈으로 볼 수 없다. 햇빛에 자외선이 가장 많이 들어 있으며 사람의 피부를 태우거나 살균작용을 하며, 과도하게 노출될 경우 피부암에 걸릴수도 있다. 자외선은 화학작용, 특히 표백작용이 강하여 안료 ·염료 등은 햇빛에 포함되어 있는 자외선에 의해 색이 바랜다. 피부가 햇볕에 그을리게 되는 것도 자외선의 화학작용에 의한 것으로서, 파장 325∼290nm의 범위에 있는 자외선은 이 작용을 뚜렷하게 나타낸다. 더욱이 자외선에는 살균작용이 있으며, 특히 250nm 부근의 파장을 가진 것은 큰 살균력을 가지고 있어서 1cm2 당 100μW의 강도를 가진 자외선을 1분간 쪼이면 대장균, 디프테리아균, 이질균 등은 99%가 죽는다. 그런데 물은 비교적 자외선을 잘 투과시키므로 우물물의 살균, 소독에는 자외선 조사가 효과가 있지만, 자외선에 불투명한 식기 및 의류 등에서는 표면살균만 된다.

2. 광산화방지제 (UV안정제 ) 란?      
자외선 파장영역(290~400nm)의 광에너지는 71~100Kcal/mol로, 수지를 구성하는 각 원소간의 결합을 해리시키는데 충분한 크기이다. 이러한 자외선에 의한 열화는 산소 존재하에서 일어나는 산화반응으로써, 개시단계에서 자외선광자(UV Photon)에 의해 자유라디칼이 생성되는 것 이외의 반응메카니즘은 열산화 반응과 동일하다 ('자유라디칼'이란 한 개 또는 그 이상의 비공유전자를 갖고 독립하여 존재할 수 있는 화학종을 말한다). 광산화 방지제는 햇빛속에 있는 자외선의 침투를 차단함으로써 플라스틱 제품이 자외선의 화학작용 및 표백작용 등에 의해 산화되는 것을 일정기간 지연시켜 제품의 기능과 수명을 연장해주는 역할을 한다.

2. 광산화방지제의 종류

자외선에 의한 폴리머의 열화를 방지하기 위한 방법과 사용되는 광산화방지제의 종류는 다음과 같다:

a) 자외선 흡수제 (UV Absorber) : 자외선을 흡수하여 열에너지로 변환시킴  
b) Quencher : Chromophore의 에너지를 흡수하여 열에너지로 방출시킴 
c) Hals계 : 라디칼을 종결시킴    
d) 카본블랙 : 자외선을 차단함

2. 1. 자외선흡수제 (UV Absorber)

자외선흡수제는 흡수한 에너지를 폴리머에 무해한 열에너지로 변환시켜 방출한다. 대부분의 자외선 흡수제는 벤조펜완계, 벤조트리아졸계 및 실리실신계 등의 화합물이며 이들 분자구조의 공통적 특징은 페놀기의 OH기를 가지고 있으며, 주변에 O, N과 같은 전기음성도가 큰 원자를 가지고 있어서 상호간의  수소결합을 형성하여 흡수한 광에너지를 안정하게 열에너지로 방출한다.

2. 2. Quencher

폴리머에 자외선이 조사되면 폴리머 내부의 이중결합, 촉매찌꺼기(금속), 케톤기 및 과산화물 등이 Chromophore로 작용하여 자외선 에너지를 흡수한 후 여기상태가 된다.

2. 3. 라디칼종결제 : Hals계

라디칼종결제는 자외선 흡수작용은 없지만 광산화반응 도중에 발생하는 자유라디칼을 제거함으로써 산화반응을 방지한다.

2. 4. 자외선 차단제 : 카본블랙

잘 분산된 카본블랙은 실제적으로 모든 빛을 차단하여 과산화물의 분해 및 라디칼종결제 역할을 수행하며 화학적으로 안정하고 이동성이 없으므로 가장 강한 광산화반응 방지제이다. 일반적으로 투명성이나 백색이 요구되지 않는 폴리머에 마스터배치로하여 사용된다.

3. 광산화방지제 광안정성 Test 결과

▶ 본 Test는 삼진폴리텍㈜에서 품질관리 목적으로 170?m의 필름에 대해 실험한 결과임

3. 1. Test Sample Specification

3. 2. 시험기기

    - 기기명칭 : Ultra-Violet / Condensation Weathering Device

    - 제조업체 : ATLAS Electronic Device Company

    - UV Lamp : Phillips Cp. 40W * 8ea

3. 3. 시험조건

    <시험온도>

    - Violet Cycle : 60℃

    - Condensate Cycle : 50℃

    <Cycle 프로그램 조건>

    - Violet Cycle (4 Hours) ⇔ Condensate Cycle (4 Hours)

3. 4. UV제 종류에 따른 광안정성 비교시험 결과

? 경과시간 : UV조사 장치 내에서의 시료 체류시간

? 잔여신율 (%) : (UV조사 후의 신율 / UV조사 전의 신율) x 100

※ UV제 종류별 광안정성 비교시험 결과

3. 5. 결  론

- 첨가제 함량 증가에 따른 UV안정성 저하는 1차 Test 결과와 일치함.

- UV안정제 종류에 따른 광안정성 평가 결과는 Sample #4에 첨가된 HALS계 UV안정제 M/B의 성능이 가장 우수함.

- 따라서, Sample #4에 기준하여 생산된 Film으로 포장 Bag 생산시에는 1년 이상 UV안정성이 확보될 것으로 예상됨.

w/o UV tabilizer vs. with UV Stabilizer

▶ 상기 시험결과는 SK Corporation 대덕기술연구원에서 당사에서 제출한 Sample로 실시함 (98. 11. 26)