KR100613631B1

KR100613631B1 - 인공피혁용 액상 난연제

Info

Publication number: KR100613631B1
Application number: KR1020050079779A
Authority: KR
Inventors: 박진우
Original assignee: 박진우
Priority date: 2005-08-30
Filing date: 2005-08-30
Publication date: 2006-08-17

Abstract

본 발명은 자동차용 시트, 가구 또는 소파 등에 사용되는 인공피혁의 난연 능을 향상시키기 위한 인공피혁용 액상 난연제에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인공피혁용 난연제의 성상이 액상으로서, 주성분이 데카브로모디페닐에탄(DBDPE), 헥사브로모디페닐옥사이드(HBCD) 및 삼산화안티몬으로 이루어지고, 균일성, 분산성, 침투성 및 작업성이 좋기 때문에 난연 성능이 우수하고, 친환경적인 것을 특징으로 하는 인공피혁용 액상 난연제에 관한 것이다.

상기의 구성을 갖는 본 발명에 따른 인공피혁용 액상난연제는 폴리우레탄 성분인 인공피혁의 함침액과 배합이 잘되어 작업성이 좋으며, 그리고 분산성이 좋기 때문에 인공피혁의 함침액 내에 난연제가 고르게 분산되기 때문에 인공피혁의 난연 성능이 우수하고, 또한 난연제의 성상이 액상이기 때문에 배합시 난연제가 비산되지 아니하므로 작업장의 환경이 쾌적하며, 특히 최근 연소시 다이옥신 발생의 이론적 가능성이 이슈가 돼서 문제시되고 있는 데카브로모디페닐옥사이드(DBDPO) 또는 옥사브로모페닐에테르(OBDPE) 대신 데카브로모디페닐에탄(DBDPE)을 대체난연제로서 삼산화안티몬과 함께 사용하기 때문에 발암물질인 다이옥신이 발생되지 않아 친환경적인 것이 장점이다.

인공피혁용, 액상 난연제, 폴리우레탄, 데카브로모디페닐에탄(DBDPE), 헥사브로모디페닐옥사이드(HBCD), 삼산화안티몬, 톨루엔, 메틸에틸케톤, 디메틸포름아미드

Description

인공피혁용 액상 난연제{Liquid Flame-retardant for Man made leather}

본 발명은 인공피혁용 액상 난연제에 관한 것으로, 보다 상세하게는 인공피혁용 난연제의 성상이 액상으로 균일성, 분산성, 침투성 및 작업성이 좋기 때문에 난연 성능이 우수하고, 친환경적인 것을 특징으로 하는 인공피혁용 액상 난연제에 관한 것이다.

일반적으로 난연제는 합성수지 등의 폴리머에 블랜딩하여 난연성을 부여하는 첨가형 난연제와 폴리머 자체에 난연 성분을 함유시키는 반응형 난연제로 대별되며, 그리고 첨가형 난연제는 유기난연제 및 무기난연제로 분류되어 진다. 유기난연제는 브롬계, 염소계 등과 같은 할로겐계 화합물 및 인산에스테르계 등과 같은 인계 화합물이 주성분인 난연제이고, 무기난연제는 삼산화안티몬, 오산화안티몬 등과 같은 산화안티몬계, 수산화알루미늄 등과 같은 수산화화합물계, 중비금속화합물계, 탄산칼슘(CaCO3), 탄산마그네슘(MgHCO3), 클레이, 탈크 등과 같은 화합물이 주성분인 난연제로서 무기난연제는 주로 보조난연제로 사용되고 있다.

그리고 종래의 인공피혁용 난연제는 거의 대부분 그 성상이 파우더상이기 때문에 주성분이 폴리우레탄 성분인 인공피혁용 합성수지액에 배합 작업시 난연제가 비산되어 작업장의 환경이 오염될 뿐만 아니라 배합액의 불량이 야기되고, 또한 난연제가 파우더상이므로 함침액과의 배합시 폴리우레탄 성분의 주 배합액에 잘 분산되지 아니하여 인공피혁의 가공을 위한 염색, 코팅 등의 공정시에 문제가 발생될 소지가 많은 우려가 있다.

한편 인공피혁용 난연제로 사용되는 삼산화안티몬은 상승효과가 크기 때문에 통상적으로 브롬계, 염소계 등의 할로겐 난연제와 함께 주로 사용되고 있다. 특히 유럽, 독일 지역에서 브롬계 난연제 중에서 연소시 다이옥신 발생의 이론적 가능성이 이슈가 돼서 문제시되고 있는 데카브로모디페닐옥사이드(DBDPO) 또는 옥사브로모페닐에테르(OBDPE)는 난연 성능이 뛰어나기 때문에 삼산화안티몬과 병행하여 많이 사용되고 있으나 상기와 같은 난연제를 사용할 경우 연소시 다이옥신(Dioxine)의 발생으로 인해 환경문제와 결부하여 큰 이슈로 대두되고 있기 때문에 대체 난연제 개발의 움직임이 가속화되고 있는 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해결하기 위한 방안으로, 인공피혁용 난연제의 성상을 액상으로 개발함으로써, 폴리우레탄 성분인 인공피혁용 합성수지액과 배합이 잘되어 작업성이 좋으며, 그리고 분산성이 좋기 때문에 인공피혁의 함침 액 내에 난연제가 고르게 분산되어 인공피혁의 난연 성능이 우수하고, 또한 난연제의 성상이 액상이기 때문에 배합시 난연제가 비산되지 아니하므로 작업장의 환경이 쾌적하여 친환경적인 것을 특징으로 하는 인공피혁용 난연제를 제공함에 그 목적이 있다.

그리고 본 발명은 최근 연소시 다이옥신 발생의 이론적 가능성이 이슈가 돼서 문제시되고 있는 데카브로모디페닐옥사이드(DBDPO) 또는 옥사브로모페닐에테르(OBDPE) 대신 데카브로모디페닐에탄(DBDPE)을 대체 난연제로서 삼산화안티몬과 함께 사용하기 때문에 발암물질인 다이옥신이 발생되지 않아 친환경적인 것을 특징으로 하는 인공피혁용 난연제를 제공함에 또 다른 목적이 있다.

본 발명에 따른 인공피혁용 액상 난연제의 구성 성분은 다음과 같다.

인공피혁용 난연제에 있어서,

주난연제로서 데카브로모디페닐에탄(DBDPE) 15~25중량%, 헥사브로모디페닐옥사이드(HBCD) 10~20중량% 및 보조난연제로서 삼산화안티몬 20~30중량%와;

용제로서 디메틸포름아미드(DMF) 20~50중량%;

폴리우레탄 수지 3~7중량%;

황변방지제 1~4중량% 및 분산제 1~3중량%;

로 이루어지고, 그 성상이 액상인 것이 특징이다.

상기 데카브로모디페닐에탄(DBDPE)은 주난연제로 불연성 가스를 발생시켜 인공피혁에 산소를 차단하여 연소를 방해하는 역활을 하기 때문에 난연성 및 내열성이 우수하고, 특히 최근 연소시 다이옥신 발생의 이론적 가능성이 이슈가 돼서 문제시되고 있는 데카브로모디페닐옥사이드(DBDPO)의 대체 난연제이다. 데카브로모디페닐에탄(DBDPE)의 혼합량은 15~25중량%가 바람직하며, 혼합량이 15중량% 미만일 경우에는 난연성능이 저하될 우려가 있고, 25중량%를 초과할 경우에는 혼합량의 증가에 따른 난연성능이 증가하지 않기 때문에 비경제적인 문제점이 있다.

상기 헥사브로모디페닐옥사이드(HBCD)는 주난연제로 상기 데카브로모디페닐에탄(DBDPE)와 상승작용을 하여 난연 성능을 향상시키는 역활을 한다. 헥사브로모디페닐옥사이드(HBCD)의 혼합량은 10~20중량%가 바람직하며, 그 혼합량이 10중량% 미만일 경우에는 난연성능이 저하될 우려가 있고, 20중량%를 초과할 경우에는 혼합량의 증가에 따른 난연성능이 증가하지 않기 때문에 비경제적인 문제점이 있다.

상기 보조난연제로서 삼산화안티몬은 주난연제와 상승작용을 하여 난연 성능을 향상시키는 역활을 하며, 그 혼합량은 20~30중량%가 바람직하며, 혼합량이 그 혼합량이 20중량% 미만일 경우에는 주난연제에 비해 보조난연제의 함량 부족으로 인해 주난연제와의 상승작용이 충분하지 못해 난연성능이 저하될 우려가 있고, 30중량%를 초과할 경우에는 주난연제에 비해 보조난연제의 사용량을 증가시켜도 특별히 난연성능이 향상되지는 않는다.

상기 용제는 디메틸포름아미드(DMF)로서 주난연제와 보조난연제 및 폴리우레탄 수지를 용해시켜 난역제 조성물을 액상화시키는 역활을 하기 때문에 인공피혁의 함침액에 액상 난연제를 배합시에 배합이 잘되어 작업성이 좋으며, 그리고 분산성이 좋기 때문에 인공피혁의 함침액 내에 난연제가 고르게 분산되어 인공피혁의 난연 성능이 우수하고, 또한 난연제의 성상이 액상이기 때문에 배합시 난연제가 비산되지 아니하므로 작업장의 환경이 오염되지 않게 된다.

상기 디메틸포름아미드(DMF)의 혼합량은 20~50중량%가 바람직하며, 혼합량이 20중량% 미만일 경우에는 난연제의 함량에 비해 용제의 함량이 부족하기 때문에 조성물 내의 각 성분들이 충분히 혼합되지 않을 우려가 있고, 50중량%를 초과할 경우 에는 조성물 내의 각 성분들이 잘 혼합되기는 하나 용제의 함량에 비해 난연제의 함량이 부족하기 때문에 난연 성능이 저하될 우려가 있다.

그리고 본 발명에서 사용 가능한 용제는 상기 디메틸포름아미드(DMF)과 톨루엔 또는 메틸에틸케톤 중에서 한 가지 또는 그 이상을 선택하여 사용할 수도 있다.

본 발명에서 사용하는 합성수지는 폴리우레탄 수지이며, 인공피혁용 합성수지와 동일한 소재인 폴리우레탄 수지를 사용함으로써 본 발명의 난연제가 인공피혁용 합성수지액과 양호하게 배합되어 분산될 수 있기 때문에 우수한 난연 성능을 발휘할 수 있게 된다. 본 발명에서 폴리우레탄 수지의 혼합량은 3~7중량%가 바람직하며, 혼합량이 3중량% 미만일 경우에는 합성수지액의 부족으로 인해 난연제 조성물과 충분히 혼합되지 않을 우려가 있고, 7중량%를 초과할 경우에는 합성수지액의 과다 혼합으로 인해 난연제와의 상용성이 나빠져 난연성능이 저하될 우려가 있다.

상기 황변방지제는 인공피혁의 황변을 방지하는 역활을 한다. 그리고 황변방지제는 혼합량이 1~4중량%가 바람직하며, 상기 혼합량의 범위 미만일 경우에는 황변방지의 성능이 저하될 우려가 있고, 상기 범위를 초과하여 사용하여도 특별히 황변방지의 성능이 향상되지는 않는다. 본 발명에서 사용 가능한 황변방지제는 벤조트리아졸계 화합물로서 2-(3',5-디-t-부틸-2'-하이드록시페닐)-5-클로로 벤조트리아졸, 2-(3',5-디-이소부틸-2'-하이드록시페닐)-5-클로로 벤조트리아졸, 2-(2'-히 드록시-3'-이소프로필-5'-옥틸페닐)-5-클로로벤조트리아졸, 2-(2'-히드 록시-3'-이소부틸-5'-프로필페닐)-5-클로로벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-3'-t-부틸-5'-프로필페닐)-5-클로로벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-3'-t-부틸-5'-옥틸페닐)-5-클로로벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-3'-t-부틸-5'-이소옥틸페닐)-5-클로로벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-3'-t-부틸-5'-메틸페닐)-5-클로로벤조트리아졸 중에서 한 가지를 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.

그리고 분산제는 난연제 조성물의 점도를 조절하여 조성물 내에 함유되어 있는 난연제를 분산시키는 역활을 하며, 혼합량은 1~3중량%가 바람직하다. 분산제의 혼합량이 상기 혼합량 범위 미만일 경우에는 난연제 조성물 내에 함유되어 있는 난연제가 잘 분산되지 않을 우려가 있고, 상기 혼합량의 범위를 초과할 경우에도 조성물의 점성 너무 낮아지기 때문에 도리어 난연제 조성물 내에 함유되어 있는 난연제가 잘 분산되지 않을 우려가 있다. 본 발명에서 사용 가능한 분산제는 퓸드 실리카(Fumed silica)를 사용하는 것이 바람직하다

이하 본 발명의 구성을 실시예를 통해 구체적으로 살펴보고, 본 발명은 하기의 실시예에만 반드시 한정되는 것은 아니다.

실시예

(실시예 1 내지 3) 및 ( 비교예 1 내지 3)

하기 <표 1>의 내용과 같이 동일한 조건에서 하기 구성성분의 인공피혁용 액상 난연제를 제조하였다.

<표 1>

(중량%)

구성성분	실시예 1	실시예 2	실시예 3	비교예 1	비교예 2	비교예 3
DBDPE	15	20	25	-	25	20
HBCD	15	10	10	25	-	20
삼산화안티몬	20	20	15	15	15	-
DMF	42	41	40	52.5	50	58
폴리우레탄수지	5	5	5	5	5	5
황변방지제	2	2	2	2	2	2
분산제	1	2	3	0.5	3	5

상기 <표 1>의 내용에 따라 제조한 인공피혁용 액상 난연제를 제조한 후 이를 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 3의 시료를 채취하여 인공피혁 제조용 합성수지액 80중량%에 상기 액상 난연제 20중량%를 각각 첨가하여 인공피혁을 제조한 후 물성시험을 한 결과 다음 <표 2>의 내용과 같다.

<표 2>

시험항목	실시예 1	실시예 2	실시예 3	비교예 1	비교예 2	비교예 3
난연성(mm/분)	SE	SE	SE	131	125	171
일광견뢰도	5.5	5.5	5.5	5.5	5.5	5.5

주) SE(자기소화성) : 착화는 하지만 A표선까지 연소가 도달하지 않는 경우와 A선을 넘어도 50mm이하에서 꺼지거나 또는 60초 이내에 꺼지는 것을 의미한다.

시험방법

1. 난연성

KSK 0582의 시험방법에 따라 측정한 후 다음의 방법에 따라 연소속도(mm/분)를 계산한다.

연소속도(mm/분) = 연소길이(mm)/연소시간(초)×60

2. 일광견뢰도

일광견뢰도시험장치(Fade-O-meter)에 인공피혁 시료를 걸어 탄소봉을 태워 나오는 빛이나 Xenon 등에서 나오는 빛(자외선)으로 쪼여 5시간이 지난 후 원래의 색에서 변화가 감지되면 1급, 10시간 쪼여서 변화가 감지되면 2급, 20시간은 3급, 40시간은 4급, 80시간은 5급, 160시간에도 변화가 감지되지 않으면 6급이라고 한다.

상기 <표 2>의 결과에 따르면, 실시예 1 내지 3은 비교예 1 내지 3에 비해 난연성의 물성이 모두 우수한 것으로 나타났으며, 비교예 1 내지 3의 경우에는 주난연제 또는 보조난연제의 함량이 적정비율로 첨가되지 아니하여 실시예 1 내지 3에 비해 난연성능이 떨어지는 것을 확인할 수 있다. 그리고 일광견뢰도 물성의 경우에는 실시예 및 비교예 모두 우수한 것으로 확인되었는데, 이는 각 액상 난연제 조성물에 첨가한 황변방지제의 양이 모두 동일한 것에 기인한다고 판단된다.

상기의 구성을 갖는 본 발명에 따른 인공피혁용 액상난연제는 폴리우레탄 성 분인 인공피혁의 함침액과 배합이 잘되어 작업성이 좋으며, 그리고 분산성이 좋기 때문에 인공피혁의 함침액 내에 난연제가 고르게 분산되기 때문에 인공피혁의 난연 성능이 우수하고, 또한 난연제의 성상이 액상이기 때문에 배합시 난연제가 비산되지 아니하므로 작업장의 환경이 쾌적하며, 특히 최근 연소시 다이옥신 발생의 이론적 가능성이 이슈가 돼서 문제시되고 있는 데카브로모디페닐옥사이드(DBDPO) 또는 옥사브로모페닐에테르(OBDPE) 대신 데카브로모디페닐에탄(DBDPE)을 대체난연제로서 삼산화안티몬과 함께 사용하기 때문에 발암물질인 다이옥신이 발생되지 않아 친환경적인 것이 장점이다.

Claims

인공피혁용 난연제에 있어서,

주난연제로서 데카브로모디페닐에탄(DBDPE) 15~25중량%, 헥사브로모디페닐옥사이드(HBCD) 10~20중량% 및 보조난연제로서 삼산화안티몬 20~30중량%와;

용제로서 디메틸포름아미드(DMF) 20~50중량%;

폴리우레탄 수지 3~7중량%;

황변방지제 1~4중량% 및 분산제 1~3중량%;

로 이루어는 것을 특징으로 하는 인공피혁용 액상 난연제.
제 1항에 있어서, 상기 용제는 상기 디메틸포름아미드(DMF)과 톨루엔 또는 메틸에틸케톤 중에서 한 가지 또는 그 이상을 선택하여 사용할 수 있는 것을 특징으로 하는 인공피혁용 액상 난연제.
제 1항에 있어서, 상기 황변방지제는 벤조트리아졸계 화합물로서 2-(3',5-디-t-부틸-2'-하이드록시페닐)-5-클로로 벤조트리아졸, 2-(3',5-디-이소부틸-2'-하이드록시페닐)-5-클로로 벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-3'-이소프로필-5'-옥틸페닐)-5-클로로벤조트리아졸, 2-(2'-히드 록시-3'-이소부틸-5'-프로필페닐)-5-클로로벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-3'-t-부틸-5'-프로필페닐)-5-클로로벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-3'-t-부틸-5'-옥틸페닐)-5-클로로벤조트리아졸, 2-(2'-히드록 시-3'-t-부틸-5'-이소옥틸페닐)-5-클로로벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-3'-t-부틸-5'-메틸페닐)-5-클로로벤조트리아졸 중에서 한 가지를 선택하여 사용하는 것을 특징으로 하는 인공피혁용 액상 난연제.
제 1항에 있어서, 상기 분산제는 퓸드 실리카(Fumed silica)를 사용하는 것을 특징으로 하는 인공피혁용 액상 난연제.