KR101251262B1 - Poly Urethane Form Containing Absorbent - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다공성 실리카 흡착제를 포함하는 폴리우레탄 폼에 관한 것이다. 본 발명은 폴리우레탄 폼에 황변을 일으키고, 불쾌한 냄새를 야기시키는 주요 성분인 아민류 화합물을 효과적으로 저감할 수 있으며, 동시에 휘발성 유기물질의 발생을 저감할 수 있어, 이를 자동차의 시트 등에 사용할 시, 자동차 특유의 냄새제거가 가능하며, 또한 신차증후군을 방지할 수 있다.The present invention relates to a polyurethane foam comprising a porous silica adsorbent. The present invention can effectively reduce the amine compound, which is a main component that causes yellowing and an unpleasant odor in the polyurethane foam, and at the same time can reduce the generation of volatile organic substances, and when used in a car seat or the like, Odor can be removed, and can also prevent new car syndrome.
Description
본 발명은 변색 방지 및 냄새 발생을 방지하는 폴리우레탄 폼에 관한 것이다.
The present invention relates to a polyurethane foam for preventing discoloration and odor generation.
100% 섬유나 인공피혁으로 제조된 시트커버의 초기 색상은 태양광, 고열 등의 주변 환경이나 제조 공정상 사용된 화합물 및 밀착되어 있는 다른 재료들의 변질 등의 다양한 원인으로 점차적으로 변하게 된다. 이러한 자동차 시트커버의 색상변화가 자동차 내구년한인 10년 동안 소비자가 식별하지 못할 정도로 점차적인 변화가 발생한다면 상관이 없지만, 색상변화의 가속화 인자들로 인해 색상 변화가 불량으로 인식될 경우 자동차 제조사에 미치는 영향은 매우 크다.
The initial color of the seat cover made of 100% fiber or artificial leather is gradually changed due to various causes such as alteration of the surrounding environment such as sunlight, high heat, or the compound used in the manufacturing process and other materials in close contact. It doesn't matter if the color change of the car seat cover is gradual so that it can't be recognized by consumers during the 10 years of the car's end of life. The impact is very large.
이에 본 발명자는 폴리 우레탄 폼의 황변 및 냄새를 유발하는 물질을 분석하고 상기 물질을 선택적으로 흡착하는 흡착제가 포함된 폴리우레탄 폼을 제공함으로써, 자동차 시트커버의 변색 방지, 냄새 및 휘발성 유기화합물(Volatile Organic Compounds, VOC)을 저감하는 것을 목적으로 한다.
Accordingly, the present inventors analyze a material that causes yellowing and odor of the polyurethane foam and provide a polyurethane foam including an adsorbent for selectively adsorbing the material, thereby preventing discoloration of the car seat cover, odor and volatile organic compounds (Volatile Organic Compounds (VOC).
본 발명은 하기 화학식1로 표시되는 다공성 실리카 흡착제를 포함하는 폴리 우레탄 폼에 관한 것이다.The present invention relates to a polyurethane foam comprising a porous silica adsorbent represented by the following formula (1).
[화학식 1]
Al2Si2O5(OH)x·My [Formula 1]
Al 2 Si 2 O 5 (OH ) x · M y
단, 상기 화학식 1에서 M은 P, Ca, Zn, Fe, K, Mn, Mo, Ag, Mg 또는 Ti이며, x는 6 ~ 7이고, y는 4 ~ 5이다.
However, in Formula 1, M is P, Ca, Zn, Fe, K, Mn, Mo, Ag, Mg or Ti, x is 6 to 7, y is 4 to 5.
본 발명은 폴리우레탄 폼에 황변을 일으키고, 불쾌한 냄새를 야기시키는 주요 성분인 아민류 화합물을 효과적으로 저감할 수 있으며, 동시에 휘발성 유기물질의 발생을 저감할 수 있어, 이를 자동차의 시트 등에 사용할 시, 자동차 특유의 냄새제거가 가능하며, 또한 신차증후군을 방지할 수 있다.
The present invention can effectively reduce the amine compound, which is the main component that causes yellowing in the polyurethane foam and causes an unpleasant odor, and at the same time can reduce the generation of volatile organic substances, and when used in a car seat or the like, Odor can be removed, and can also prevent new car syndrome.
도 1은 황변물질의 추출과정을 대략적으로 나타낸 그림이다.
도 2는 본 발명에서 사용하는 흡착제의 주사전자현미경(SEM) 이미지이다.
도 3은 실험예2의 대략적인 과정을 나타낸 그림이다.
도 4는 비교예 및 실시예 2 ~ 4의 가스 크로마토그래피-질량분석기(GC-MSD) 분석 결과이다.1 is a view schematically showing the extraction process of the yellowing material.
Figure 2 is a scanning electron microscope (SEM) image of the adsorbent used in the present invention.
3 is a diagram showing an approximate process of Experimental Example 2.
4 shows gas chromatography-mass spectrometer (GC-MSD) analysis results of Comparative Examples and Examples 2 to 4. FIG.
이하 본 발명을 더욱 자세하게 설명하겠다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
먼저 폴리우레탄 폼의 황변 원인을 하기와 같은 방식으로 분석하였다. 폴리우레탄 폼 양면을 200℃ 불꽃으로 살짝 용융시킨 후, 항온항습기에서 온도 50℃, 습도 50%에서 36시간 방치하여 황변을 인위적으로 발생시켰다. 황변이 발생된 폼과 비 발생된 폼을 메탄올 용매로 추출하여 가스 크로마토그래피-질량분석기(GC-MSD)로 성분을 검출하였다. 도 1에는 추출과정을 대략적으로 나타내었다. 하기 표 1에서 성분 분석 결과를 나타내었다.First, the cause of yellowing of the polyurethane foam was analyzed in the following manner. Both sides of the polyurethane foam were slightly melted with a 200 ° C. flame, and then yellowed by artificially standing at a temperature of 50 ° C. and a humidity of 50% for 36 hours in a thermo-hygrostat. The yellowed and non-generated foams were extracted with methanol solvent and the components were detected by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MSD). Figure 1 schematically shows the extraction process. Table 1 shows the results of component analysis.
분석결과 황변 폴리우레탄 폼에서만 검출된 성분들 중 yellow 색상을 띌 가능성이 있는 물질은 2,4-diisocyanato-1-methyl-benzene, 4-methyl-1,3-benzenediamine, 1,3-dihydro-5-methyl-2H-benzimidazol-2-one, 5-chloro-2-methyl-benzoxazole이 있다. 이 같은 결과를 볼 때, 황변 물질은 주로 톨루엔 디이소시아네이트(TDI)와 아민성분으로부터 유래된 것으로, 폴리우레탄 폼 제조 공정 중 하드세그먼트(hardsegment)를 이루는 이소시아네이트와 촉매에서 유리된 것으로 판단된다. 특히 5-chloro-2-methyl-benzoxazole의 경우 벤조옥사졸(benzoxazole) 계로서, 이는 형광증백제로 사용되는 대표적인 구조이며, 산성하에서 양성자 첨가반응(protonation)에 의해 가역형 황변을 발생하는 것으로 알려져 있다.As a result of analysis, the yellow color among the components detected only in the yellowed polyurethane foam was 2,4-diisocyanato-1-methyl-benzene, 4-methyl-1,3-benzenediamine, 1,3-dihydro-5 -methyl-2H-benzimidazol-2-one and 5-chloro-2-methyl-benzoxazole. In view of these results, the yellowing material is mainly derived from toluene diisocyanate (TDI) and the amine component, and is considered to be liberated from the isocyanate and the catalyst forming a hard segment in the polyurethane foam manufacturing process. Especially, in case of 5-chloro-2-methyl-benzoxazole, it is a benzoxazole type, which is a representative structure used as a fluorescent brightener, and is known to generate reversible yellowing by protonation under acidic conditions. have.
또한 상기 황변 물질로 분석된 화합물은 불쾌한 냄새를 야기시키는 성분으로 신차증후군의 원인 중 하나이다.In addition, the compound analyzed as a yellowing substance is one of the causes of new car syndrome as a component causing an unpleasant odor.
본 발명은 상기 황변 및 냄새 발생의 원인 물질의 흡착제를 폴리우레탄 폼에 포함시킴으로써, 폴리우레탄 폼의 변색 및 냄새 발생을 방지하고자 한다.The present invention is intended to prevent discoloration and odor of the polyurethane foam by including the adsorbent of the cause of the yellowing and odor generation in the polyurethane foam.
구체적으로 본 발명은 하기 화학식1로 표시되는 다공성 실리카 흡착제를 포함하는 폴리 우레탄 폼에 관한 것이다.Specifically, the present invention relates to a polyurethane foam comprising a porous silica adsorbent represented by the following formula (1).
[화학식 1] [Formula 1]
Al2Si2O5(OH)x·My Al 2 Si 2 O 5 (OH ) x · M y
단, 상기 화학식 1에서 M은 P, Ca, Zn, Fe, K, Mn, Mo, Ag, Mg 또는 Ti이며, x는 6 ~ 7이고, y는 4 ~ 5이다.However, in Formula 1, M is P, Ca, Zn, Fe, K, Mn, Mo, Ag, Mg or Ti, x is 6 to 7, y is 4 to 5.
더욱 상세하게 상기 화학식 1에서 M은 Zn 이고, x는 7 이며, y는 5인 것이 더욱 바람직하다.In more detail, in Formula 1, M is Zn, x is 7, and y is more preferably 5.
상기 다공성 실리카 흡착제는 표면에 존재하는 하이드록시기(-OH)가 상기 황변 원인 물질을 화학적으로 흡착하며, 또한 담체 물질인 다공성 실리카의 기공에 물리적 흡착하게 되어, 폴리우레탄 폼의 황변 및 냄새 발생을 방지할 수 있게 된다.The hydroxy group (-OH) on the surface of the porous silica adsorbent chemically adsorbs the yellowing agent and physically adsorbs the pores of the porous silica as a carrier material, thereby preventing yellowing and odor of the polyurethane foam. It becomes possible to prevent it.
상기 다공성 실리카 흡착제의 함량비는 폴리우레탄 폼 0.2 ~ 0.5 중량%인 것이 바람직하다. 0.2 중량% 미만일 경우, 흡착 성능이 충분치 못한 문제가 발생할 수 있고, 0.5 중량%를 초과할 경우 폴리우레탄 폼 발포 시 폴리우레탄 폼의 성장을 방해하는 문제가 있을 수 있다. 더욱 바람직하게는 0.3 ~ 0.4 중량% 인 것이 바람직하다.The content ratio of the porous silica adsorbent is preferably 0.2 to 0.5% by weight of polyurethane foam. If less than 0.2% by weight, there may be a problem that the adsorption performance is not sufficient, if more than 0.5% by weight may be a problem that prevents the growth of the polyurethane foam when foaming polyurethane foam. More preferably, it is 0.3 to 0.4 weight%.
또한 본 발명에 따른 폴리우레탄 폼은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 사용되는 계면 활성제, 촉매, 난연제 등을 더 포함할 수 있다.
In addition, the polyurethane foam according to the present invention may further include a surfactant, a catalyst, a flame retardant, and the like commonly used in the art.
이하 본 발명을 구체적인 실시예를 들어 상세히 설명하고자 하지만, 본 발명의 권리범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to specific examples, but the scope of the present invention is not limited to these examples.
실시예Example 1 ~ 4 및 1 to 4 and 비교예Comparative example
폴리올, 내연제, 계면 활성제 및 촉매를 하기 표 2에 기재된 양만큼 넣고 3000 rpm에서 30초간 교반하여 혼합한 후, 흡착제를 하기 표 2에 기재된 양만큼 넣고 다시 20초간 혼합하였다. 이후, 발포제와 이소시아네이트 하기 표 2에 기재된 양만큼 넣고 5초간 혼합하고 몰드에 부어 폼을 성장시켰다. 실시예 1에서 사용되는 흡착제를 도 2에서 나타내었다.The polyol, the flame retardant, the surfactant, and the catalyst were added in the amounts shown in Table 2 below and stirred and mixed at 3000 rpm for 30 seconds, and then the adsorbent was added in the amounts shown in Table 2 and mixed for 20 seconds. Thereafter, the blowing agent and the isocyanate were added in the amounts shown in Table 2 below, mixed for 5 seconds, poured into a mold, and the foam was grown. The adsorbent used in Example 1 is shown in FIG.
실험예Experimental Example 1 : 크림/ 1: Cream / 라이징Rising 타임 측정 Time measurement
상기 실시예 1 ~ 4 및 비교예의 제조 과정 중 크림 타임(Cream Time)과 라이징 타임(Rising Time)을 측정하여 하기 표 3에 나타내었다.The cream time and the rising time of the manufacturing processes of Examples 1 to 4 and Comparative Examples were measured and shown in Table 3 below.
상기 표 3의 결과와 같이 흡착제의 함량이 증가함에 따라 크림 타임은 늦춰지고, 라이징 타임은 빨라지고 있어, 흡착제가 폼의 성장을 방해하는 것을 알 수 있다. 상기 결과를 볼 때, 흡착제의 함량비는 전체 폴리우레탄 폼에 대해 0.5 중량% 미만, 더욱 바람직하게는 0.4 중량% 미만이 되어야 바람직할 것으로 판단된다.
As the result of Table 3, as the content of the adsorbent increases, the cream time is slowed down, the rising time is fastened, and it can be seen that the adsorbent interferes with the growth of the foam. In view of the above results, it is determined that the content ratio of the adsorbent should be less than 0.5% by weight, more preferably less than 0.4% by weight relative to the total polyurethane foam.
실험예Experimental Example 2 : 휘발성 유기물질 분석 시험 2: volatile organic substance analysis test
상기 실시예 2 ~ 4 및 비교예에서 제조한 폴리우레탄 폼 4.8g을 전처리한 후, 각각 3L 냄새봉지에 투입 후 밀봉하였다. 무취 고순도 질소가스 1L를 충진 후, 건조기에 투입하여 100℃에서 2시간 동안 가열하였다. 건조기에서 꺼내어 한시간동안 방냉 전처리 하였다. 전처리된 냄새봉지에 무취 고순도 질소가스를 충만한 후, 가스 크로마토그래피-질량분석기(GC-MSD) 분석을 실시하였다. 도 3에서는 실험예2의 대략적인 과정을 나타내었다. 도 4는 위에서부터 각각 비교예 및 실시예 2 ~ 4의 가스 크로마토그래피-질량분석기(GC-MSD) 분석 결과이며, 이를 하기 표 4에 나타내었다.After pretreatment of 4.8 g of the polyurethane foam prepared in Examples 2 to 4 and Comparative Examples, each of them was put in a 3L odor bag and sealed. After filling with 1 L of odorless high purity nitrogen gas, it was put in a dryer and heated at 100 ° C. for 2 hours. It was taken out of the dryer and precooled for 1 hour. After the odor bag was filled with odorless high purity nitrogen gas, gas chromatography-mass spectrometry (GC-MSD) analysis was performed. 3 shows the general process of Experimental Example 2. Figure 4 is a gas chromatography-mass spectrometer (GC-MSD) analysis results of Comparative Examples and Examples 2 to 4 from the top, respectively, and are shown in Table 4 below.
상기 표 4에서 알 수 있듯이, 본 발명의 흡착제를 포함하는 폴리우레탄 폼의 경우, 황변 원인 물질의 발생 억제가 가능하며, 동시에 불쾌한 냄새 및 각종 휘발성 유기물질의 발생을 저감할 수 있음을 확인할 수 있었다.As can be seen in Table 4, in the case of the polyurethane foam containing the adsorbent of the present invention, it is possible to suppress the occurrence of the yellowing agent, and at the same time it was confirmed that it can reduce the occurrence of unpleasant odor and various volatile organic substances .
Claims (3)
[화학식 1]
Al2Si2O5(OH)x·My
(상기 화학식 1에서 M은 P, Ca, Zn, Fe, K, Mn, Mo, Ag, Mg 또는 Ti이며, x는 6 ~ 7이고, y는 4 ~ 5이다)
Polyurethane foam for absorbing the yellowing agent and the volatile organic substance comprising a porous silica adsorbent represented by the formula (1).
[Formula 1]
Al 2 Si 2 O 5 (OH ) x · M y
(In Formula 1, M is P, Ca, Zn, Fe, K, Mn, Mo, Ag, Mg or Ti, x is 6-7, y is 4-5)
The polyurethane foam according to claim 1, wherein the content ratio of the porous silica adsorbent is 0.2 to 0.5 wt% based on the total polyurethane foam.
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2010
- 2010-09-17 KR KR1020100091931A patent/KR101251262B1/en not_active IP Right Cessation
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