D4, D5, D6 규제에 맞춰 실리콘 배합은 어떻게 바꾸나요?

이 절차는 REACH 부속서 XVII 항목 70에 따라 EU 또는 유럽경제지역(EEA) 시장에 출시하는 산업용 실리콘 소포제, 실런트, 접착제, 주형 컴파운드에 적용합니다. 같은 항목에 따라 씻어내는 화장품의 D4와 D5는 2020년 1월 31일부터 제한되었습니다. 그 밖의 화장품은 2027년 6월 6일 이후, 의료기기와 의약품은 2031년 6월 6일 이후 제한됩니다(EU Regulation 2024/1328, 2024). 다른 국가와 지역은 각자의 규정을 적용합니다. 제품에 적용 예외가 해당하는지는 회사 규제 담당 팀이 판단할 일입니다.

D4, D5, D6 한도에 맞춰 실리콘 배합을 바꾸기 전에 무엇이 필요한가요?

실리콘 소포제나 실런트를 D4, D5, D6 한도에 맞춰 다시 배합하려면 네 가지가 필요합니다. 실리콘 원료 전체와 각 원료의 중량 비율 목록, 원료별 잔류 고리형 실록산 수치, 제품 용도에 적용되는 항목 70 한도, 현재 등급의 기준 성능 데이터입니다.

원료 목록은 배합표에서 가져옵니다. 실리콘 오일, 검, 레진, 실리콘 처리 실리카, 가교제, 미리 섞어 둔 에멀션이나 마스터배치를 모두 넣어야 합니다. 이 원료 모두 D4, D5, D6를 잔류물로 함유할 수 있기 때문입니다. Intertek은 D4, D5, D6가 매우 다양한 실리콘 폴리머의 단량체로 쓰이며 "이들 물질에 불순물로서 낮은 농도로 존재할 수 있다"고 설명합니다(Intertek, 2024).

잔류 수치는 D4, D5, D6를 따로 나누어 mg/kg 또는 중량%로 적어야 합니다. 항목 70은 고리형 실록산 합계가 아니라 물질마다 한도를 정하기 때문입니다. Grand Ingredients는 원료가 제한 대상 고리형 실록산을 들여올 수 있는 경우 공급사가 "농도 평가를 뒷받침할 충분한 정보를 제공해야 한다"고 권고합니다(Grand Ingredients, undated web page).

현재 등급의 기준 데이터도 규제 데이터만큼 중요합니다. 무엇이든 바꾸기 전에 소포제라면 초기 소포성과 소포 지속성을, 실런트라면 경화, 접착, 경도, 보관 중 거동을 기록해 둡니다. 그래야 새 등급이 맞춰야 할 목표가 고정됩니다.

어떤 실리콘 소포제와 실런트가 D4, D5, D6 규제 대상인가요?

EU 시장에 혼합물로 출시하는 실리콘 소포제와 실런트는 모두 REACH 부속서 XVII 항목 70의 D4, D5, D6 규제 대상입니다. 다만 한도는 용도마다 다릅니다. 일반 한도는 2026년 6월 6일 이후 물질별 0.1 중량% 미만입니다. 고리형 실록산이 실리콘 폴리머의 잔류물인 경우, 항목 70의 제6항은 지정한 용도에 더 높은 한도를 정합니다(EU Regulation 2024/1328, 2024).

아래 표에서 실리콘 제품과 용도별로 어떤 항목 70 한도가 적용되는지 확인할 수 있습니다.

핵심은 첫 번째 행입니다. 소포제에는 따로 정한 잔류물 예외가 없으므로, 실리콘 소포제 혼합물은 고리형 실록산 각각을 0.1 중량% 미만으로 유지해야 합니다(EU Regulation 2024/1328, 2024). 실런트에 1% 한도가 적용되는 것은 고리형 실록산이 실리콘 폴리머에서 나왔고 용도가 접착, 실링, 접합, 주형일 때입니다. 이와 별도로 제4항(a)는 폴리머 생산이나 혼합물 배합처럼 열거된 산업 용도로 시장에 출시하는 D4, D5, D6를 예외로 둡니다. 특정 공급분이 여기에 해당하는지는 법적 판단의 문제입니다.

실리콘 소포제와 실런트의 D4, D5, D6 잔류물은 어디에서 오나요?

실리콘 소포제와 실런트에 남는 D4, D5, D6는 주로 실리콘 폴리머 자체에서 옵니다. 실록산 사슬을 만드는 촉매가 짧은 고리 구조도 함께 만들기 때문입니다. Dow Corning 특허는 평형화 촉매가 "실록산 결합의 절단과 생성을 모두 촉진하므로 짧은 사슬의 고리형 실록산을 생성한다"고 설명합니다(Dow Corning, 2014).

얼마나 남는지는 공정과 중합 후 스트리핑 공정에 달려 있습니다. 같은 특허는 최종 제품에서 D4, D5 같은 휘발성 고리형 실록산 불순물이 0.5 중량% 미만이라고 보고합니다(Dow Corning, 2014). 이렇게 고리형 실록산 합계로 나온 수치로는 물질 각각이 0.1% 미만인지 알 수 없습니다.

완제품 실리콘 제품은 편차가 큽니다. FDA 연구진은 실리콘 젖꼭지에서 D4, D5, D6를 0.5~269 µg/g, 실리콘 제빵 용기에서 D6를 최대 7,030 µg/g 검출했습니다. 7,030 µg/g은 약 0.7 중량%입니다(Zhang et al., 2012).

혼합물 안에서는 폴리머의 잔류물이 배합의 다른 성분으로 희석됩니다. 하지만 소포제는 희석으로 문제가 해결되지 않을 수 있습니다. 제5항이 구성 성분 한도를 풀어 주는 대상은 그 자체로 출시하는 실리콘 폴리머, 또는 제6항에 따라 예외를 받는 혼합물 안의 실리콘 폴리머뿐입니다(EU Regulation 2024/1328, 2024). 소포제에는 제6항의 용도가 없습니다. 그래서 신중하게 해석하면, 완성된 에멀션뿐 아니라 그 안에 들어가는 실리콘 폴리머 각각도 물질별 0.1% 미만으로 유지합니다. 이 해석은 회사 규제 담당 팀과 확인해야 합니다.

실리콘 소포제나 실런트를 D4, D5, D6 한도에 맞춰 단계별로 어떻게 다시 배합하나요?

앞에서 말한 네 단계를 풀면 원료 목록에서 측정을 마친 완제품까지 여섯 가지 작업이 됩니다.

1. 물질별 최악의 경우를 계산합니다. 원료마다 신고된 D4, D5, D6 최댓값에 그 원료의 중량 비율을 곱해 더합니다.

2. 배합 의뢰서에 한도를 측정 가능한 조건으로 정합니다. 완성 혼합물에서 D4, D5, D6 각각 1,000 mg/kg 미만, 제6항(a)가 적용되면 10,000 mg/kg 미만입니다(EU Regulation 2024/1328, 2024). 여기에 한도의 절반처럼 회사가 정한 여유를 둡니다(예시). 소포제라면 실리콘 원료마다 같은 1,000 mg/kg 한도를 추가합니다.

3. 기여도 순으로 원료를 줄 세우고, 기여도가 가장 큰 원료부터 점도와 기능이 같은 저고리형 등급으로 바꿉니다. 기존 배합에서 원료를 대체하는 일반적인 방법이 여기에도 적용됩니다.

4. 첫 시험에서는 다른 것을 바꾸지 않습니다. 그래야 성능 변화를 새 원료 때문이라고 추적할 수 있습니다.

5. 시험 배치의 D4, D5, D6를 가스 크로마토그래피로 측정합니다.

6. 기준 성능과 비교해 성능 재시험을 합니다.

루빈플라는 규제 한도를 배합 의뢰서에 측정 가능한 조건으로 정하고, 회사의 데이터시트와 인증서를 근거로 대체 원료 후보와 다시 확인할 범위를 정합니다.

실리콘 오일과 추출 용매는 각 SDS 8항의 보호 조치를 따라 취급합니다. 시험 배치는 SDS 13항과 현지 폐기물 규정에 따라 폐기합니다.

실리콘 원료의 잔류 D4, D5, D6는 어떻게 측정하나요?

실리콘 원료의 잔류 D4, D5, D6는 용매 추출 후 가스 크로마토그래피로 측정합니다. 물질마다 각자의 검량 표준물질로 따로 정량합니다. 발표된 연구에는 두 가지 검출기가 나옵니다. 하나는 Dow Corning 특허가 30 m DB-1 컬럼에 사용한 불꽃 이온화 검출기이고(Dow Corning, 2014), 다른 하나는 선택 이온 모니터링 모드의 질량분석기입니다.

질량분석 쪽이 더 민감합니다. FDA 연구진은 실리콘 제품을 가압 용매 추출로 추출한 뒤 선택 이온 모니터링 모드의 GC-MS로 분석했습니다. 이 분석법의 정량 한계는 L3의 6 ng/g부터 D6의 15 ng/g까지였습니다(Zhang et al., 2012). 두 검출기 모두 1,000 mg/kg 한도는 측정할 수 있으며, 어느 것을 쓸지는 시료 매트릭스와 실험실에 따라 정합니다.

실험실에는 세 가지를 요청합니다. 첫째, 한도가 물질별이므로 D4, D5, D6를 mg/kg 단위의 개별 값으로 보고하게 합니다. 둘째, 에멀션이나 카트리지에 든 미경화 실런트처럼 시장에 출시하는 형태 그대로 시험하게 합니다. 항목 70은 시장에 출시된 상태의 혼합물을 제한하기 때문입니다. 셋째, 분석 전까지 시료를 밀봉해 둡니다. D4, D5, D6는 휘발성이라 열린 용기에서 증발할 수 있습니다.

저고리형 실리콘으로 바꾼 뒤 어떤 성능을 다시 시험해야 하나요?

저고리형 실리콘으로 바꾼 뒤에는 실리콘이 맡는 물성을 다시 시험합니다. 소포제는 초기 소포성과 소포 지속성, 실런트는 경화, 접착, 경도, 보관 안정성을 현재 등급과 비교합니다. 저고리형 등급은 점도가 같아도 폴리머 분포가 기존 등급과 다를 수 있습니다. 그래서 성적서의 점도가 같다고 해서 성능이 같다는 증거가 되지는 않습니다.

아래 표로 다시 배합한 배치가 현재 등급을 대체할 수 있는지 판단합니다.

핵심은 첫 번째 행입니다. 완성 혼합물에서 고리형 실록산 각각이 한도 미만으로 측정되지 않으면 그 배치는 불합격입니다. 소포제의 경우, 농약 살포 혼합액용 소포제 시험법인 ASTM E2407이 대체 규격 없이 2024년에 폐지되었습니다(ASTM, 2024). 따라서 공장의 실제 거품 액체에서 나란히 비교하는 시험이 현실적인 기준입니다. 실런트의 경우, ASTM C920-18(2024)은 반복 신축 후의 접착성과 응집성, 박리 접착성, 경도, 중량 감소를 규정하고, ASTM C794-18(2022)은 박리 접착성 시험법입니다.

다시 배합한 실리콘이 D4, D5, D6 한도를 넘는 원인이 되는 실수는 무엇인가요?

다시 배합한 실리콘 소포제와 실런트가 D4, D5, D6 한도를 넘게 되는 실수는 여섯 가지입니다. 대부분은 물질별 한도와 맞지 않는 수치를 읽은 데서 생깁니다.

1. 휘발성 고리형 실록산 0.5 중량% 미만 같은 고리형 실록산 합계 수치를(Dow Corning, 2014) 물질 각각이 0.1% 미만이라는 증거로 여깁니다.

2. 혼합물 대신 실리콘 폴리머만 확인합니다. 항목 70의 제5항은 그 자체로 출시하는 실리콘 폴리머의 구성 성분인 D4, D5, D6를 예외로 둡니다. 하지만 그 폴리머로 만든 소포제나 실런트는 자체 한도가 있는 혼합물입니다(EU Regulation 2024/1328, 2024).

3. 실링 용도의 1% 예외가 모든 실리콘 제품에 적용된다고 생각합니다. 제6항(a)가 지정한 용도는 접착, 실링, 접합, 주형뿐이며, 실리콘 폴리머에서 나온 잔류물에만 적용됩니다.

4. 신고서 한 장을 모든 로트에 적용합니다. FDA 연구에서 잔류 고리형 실록산은 실리콘 제품마다 크게 달랐습니다(Zhang et al., 2012). 따라서 로트별 수치를 요청하고 표본 검사를 해야 합니다.

5. 성능 재시험 없이 저고리형 등급을 출하합니다.

6. 시점을 놓칩니다. 규제는 2026년 6월 6일 이후의 시장 출시에 적용됩니다(EU Regulation 2024/1328, 2024). 따라서 그 전에 만들었더라도 그 후에 시장에 출시하는 재고는 한도를 충족해야 합니다.