TPO 광개시제를 대체하는 방법은 무엇인가요?
유럽 화학물질청(ECHA)은 광개시제 TPO로도 알려진 디페닐(2,4,6-트리메틸벤조일)포스핀 옥사이드가 29번째 고위험성 우려 물질(SVHC) 후보 목록에 포함되었다고 공식적으로 발표했습니다. 이로써 SVHC 후보 목록에 포함된 물질은 총 235개로 늘어났습니다. 이는 목록에 포함된 화학물질에 대해 기업에게 상당한 책임이 부여되었음을 의미합니다. 기업은 위험을 관리하고 고객과 소비자에게 이러한 화학물질의 안전한 사용에 대한 자세한 정보를 제공하기 위해 최선을 다해야 합니다. 이는 이러한 물질이 향후 어느 시점에 승인 목록에 포함될 가능성이 높기 때문입니다. 해당 물질이 목록에 포함되면 해당 기업이 유럽위원회에 사용 허가를 신청하지 않는 한 사용이 금지됩니다.
먼저 광개시제 TPO에 대한 기본 정보를 살펴봅시다. 화학적 명칭은 디페닐(2,4,6-트리메틸벤조일)포스핀 옥사이드로, 광개시제 TPO라고도 하며 EC 번호 278-355-8, CAS 번호 7598 0 - 60 - 8로 생식 독성(57조 (c))으로 인해 목록에 있으며 잉크 및 토너, 코팅 제품, 포토폴리머, 접착제 및 실란트는 물론 필러, 석고 모형 점토 등과 같은 광범위한 분야에서 일반적으로 사용됩니다.
광경화의 발전을 되돌아보면 광경화는 매우 독특한 기술입니다. 광경화는 주로 단량체, 올리고머 또는 폴리머 기판을 빛의 작용으로 경화하는 과정을 말하며, 이는 필름 형성 공정에서 핵심적인 역할을 합니다. 높은 효율성, 적응성, 경제성, 에너지 절약 및 환경 친화성으로 인해 현대 산업에서 핵심 기술로 자리 잡았습니다. 광 경화는 크게 전통적인 수은 램프 경화와 새롭게 떠오르는 UV LED 경화의 두 가지 유형으로 나눌 수 있습니다. 기존의 수은 램프는 사용 후 제대로 폐기하지 않으면 심각한 환경 오염을 유발할 수 있으며, 이는 수은 램프가 단계적으로 퇴출되는 주된 이유 중 하나입니다. UV LED 경화는 에너지 효율이 높고 전원을 켜고 끌 수 있으며 크기가 작다는 등의 많은 장점으로 인해 경화 장비 분야에서 점차 부상하고 있습니다. 기존의 수은 램프 경화를 대체하고 주류 광원이 될 것으로 예상됩니다.
광경화 배합 시스템에서 광개시제는 전체의 약 2%~5%에 불과하여 미미해 보일 수 있지만 실제로는 없어서는 안 될 중요한 역할을 합니다. 광중합 반응의 특수한 요구 사항으로 인해 광개시제는 자외선을 흡수하여 자유 라디칼을 생성하고, 이를 통해 중합 반응을 시작하여 궁극적으로 제품을 경화시켜야 합니다. 1173 및 184와 같은 기존 광개시제는 단파장 UVC 영역에서 최대 흡수 파장을 가지므로 기존 수은 램프로 경화하는 데 더 적합합니다. 반면 UV LED는 주로 365nm, 385nm, 395nm, 405nm와 같은 특정 파장에 초점을 맞춥니다. 이러한 파장 중 포스핀 산화물 광개시제는 상대적으로 강한 흡수 능력을 나타냅니다. 광개시제 TPO가 대표적이며 UV LED 분야에서 널리 사용되고 있습니다. TPO는 높은 유도 효율과 낮은 황변이라는 우수한 특성을 가지고 있을 뿐만 아니라 가격도 상대적으로 저렴합니다. 그러나 지난 몇 년 동안 UV LED 경화 기술의 강력한 성장 모멘텀으로 인해 TPO의 글로벌 공급이 극도로 타이트해져 단일 제품을 확보하기가 극도로 어려워졌습니다. 다행히 최근 몇 년 동안 국내 주류 광개시제 제조업체의 지속적인 생산 규모 확대와 신규 제조업체의 점진적인 진입으로 인해 TPO의 공급 부족이 크게 완화되고 가격이 점차 정상 수준으로 돌아 왔습니다. TPO의 안정적인 공급은 또한 UV LED 기술의 추가 개발을 강력하게 촉진했습니다.
TPO의 독성 분류와 사용 제한에 대해 자세히 살펴봅시다. 광개시제는 대부분 작은 유기 분자입니다. 광 조건이 충분하지 않으면 이러한 광개시제 분자가 경화된 제품 내부에 남아 잠재적인 이동 물질을 형성할 수 있습니다. 또한 대부분의 경우 광개시제가 자유 라디칼을 생성하는 과정은 화학 결합을 끊음으로써 이루어집니다. 이러한 자유 라디칼은 결국 소멸되고 나면 분자량이 낮은 화합물을 형성할 수 있습니다. 이러한 저분자 화합물은 이동 문제를 일으킬 뿐만 아니라 독성 물질을 생성하여 인체 건강과 환경 안전에 잠재적인 위협이 될 수 있습니다. 광개시제 TPO의 사용이 증가함에 따라 이에 대한 규제 노력도 계속 강화되고 있습니다. EU의 CLP(분류, 라벨링 및 포장) 규정에 따르면 TPO는 처음에 '인체 생식독성 의심 물질'로도 알려진 카테고리 2(H361) 생식독성 물질로 분류되었습니다. 2020년 6월, 북유럽 국가인 스웨덴은 광범위한 동물 실험에서 얻은 증거를 바탕으로 1B(H360DF)로의 분류 변경을 제안했으며, 피부 자극성(H317) 분류도 추가했습니다(1B는 '인체 생식 독성 추정 물질'을 의미함). 2021년 가을, EU 위험 평가 위원회(RAC)는 TPO의 분류를 업데이트하기로 합의했습니다. 유럽 위원회의 승인을 받으면 이 분류는 ATP를 통해 EU CLP 규정의 부속서 VI에 추가되어 법적 구속력을 갖게 됩니다. 2023년 1월, 스웨덴은 TPO를 SVHC(고위험성 우려 물질) 목록에 포함시킬 것을 제안하는 의향서를 다시 발표했으며, 이에 대한 의견은 2023년 4월 3일까지 제출해야 했습니다. 현재 TPO는 29번째 고위험성 우려 물질 후보 목록(SVHC)에 공식적으로 포함되었습니다.
광개시제 TPO의 대안을 모색하는 측면에서 TPO 외에도 자외선 흡수가 강한 포스핀 산화물 광개시제 범주에서 일반적으로 사용되는 두 가지 광개시제가 있습니다: 광개시제 TPO - L과 광개시제 819(BAPO)입니다. TPO-L의 분자 구조는 TPO와 유사하지만 분자의 벤젠 고리 중 하나가 에톡시 그룹으로 대체되어 독성이 상대적으로 낮습니다. 그러나 TPO-L의 개시 효율이 TPO보다 훨씬 낮다는 중요한 단점도 있습니다. 다른 포스핀 산화물 광개시제 819(BABO)는 TPO의 벤젠 고리를 두 개의 2,4,6-트리메틸벤조일 그룹으로 치환된 2,4,6-트리메틸벤조일로 대체한 생성물로 이해할 수 있습니다. 819는 TPO보다 시동 효율이 높지만 황변 문제가 심각하여 색상이 중요한 응용 분야에는 사용할 수 없습니다. 요약하면, TPO-L과 819는 일부 특정 용도에서만 TPO를 대체할 수 있을 뿐 완전히 대체할 수는 없습니다.
다행히도 TPO를 대체할 새로운 대안이 등장했습니다: 광개시제 TMO입니다. 광개시제 TMO의 전체 이름은 (2,4,6-트리메틸벤조일) 비스(4-메틸페닐)포스핀 옥사이드이며, CAS 번호는 270586-78-2입니다. 분자 구조로 볼 때 광개시제 TMO는 TPO의 두 벤젠 고리 각각에 메틸기를 도입했습니다. 이 약간의 구조적 변화로 인해 TPO의 생체 독성이 크게 감소했습니다. 광범위한 실험 검증을 통해 광개시제 TMO의 시작 효율이 TPO보다 약간 더 높으며 황변이없고 이동이 적다는 우수한 특성을 가지고 있음을 발견했습니다. 현재 광개시제 TMO는 성공적으로 대량 생산에 성공했으며 EU REACH 등록 인증서를 성공적으로 획득하여 화학 물질 관리가 가장 엄격한 유럽 시장에서 성공적으로 판매 할 수 있습니다. 이 새로운 광개시제의 등장은 의심할 여지없이 TPO가 SVHC 후보 목록에 포함된 후 소재 선택 딜레마에 직면한 포토폴리머 업계에 새로운 아이디어와 방향을 제시할 것입니다. 앞으로 기술의 지속적인 발전과 심도 있는 연구를 통해 광개시제 분야에서 더 많은 혁신과 돌파구가 마련될 수 있을 것입니다. 지켜보겠습니다.
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광개시제 TPO | CAS 75980-60-8 |
광개시제 TMO | CAS 270586-78-2 |
광개시제 PD-01 | CAS 579-07-7 |
광개시제 PBZ | CAS 2128-93-0 |
광개시제 OXE-02 | CAS 478556-66-0 |
광개시제 OMBB | CAS 606-28-0 |
광개시제 MPBZ(6012) | CAS 86428-83-3 |
포토 이니시에이터 MBP | CAS 134-84-9 |
광개시제 MBF | CAS 15206-55-0 |
광개시제 LAP | CAS 85073-19-4 |
광개시제 ITX | CAS 5495-84-1 |
광개시제 EMK | CAS 90-93-7 |
광개시제 EHA | CAS 21245-02-3 |
광개시제 EDB | CAS 10287-53-3 |
광개시제 DETX | CAS 82799-44-8 |
광개시제 CQ / 캄포퀴논 | CAS 10373-78-1 |
광개시제 CBP | CAS 134-85-0 |
광개시제 BP / 벤조페논 | CAS 119-61-9 |
광개시제 BMS | CAS 83846-85-9 |
포토이니시에이터 938 | CAS 61358-25-6 |
포토이니시에이터 937 | CAS 71786-70-4 |
포토이니시에이터 819 DW | CAS 162881-26-7 |
광개시제 819 | CAS 162881-26-7 |
광개시제 784 | CAS 125051-32-3 |
광개시제 754 | CAS 211510-16-6 442536-99-4 |
포토이니시에이터 6993 | CAS 71449-78-0 |
포토이니시에이터 6976 | CAS 71449-78-0 89452-37-9 108-32-7 |
광개시제 379 | CAS 119344-86-4 |
광개시제 369 | CAS 119313-12-1 |
광개시제 160 | CAS 71868-15-0 |
광개시제 1206 | |
포토이니시에이터 1173 | CAS 7473-98-5 |