KR102652478B1 - 바이오 인조가죽 - Google Patents

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Abstract

인체유해성이 저감되고 항균 효과를 갖는 친환경 바이오 인조가죽이 제공된다. 본 발명에 따른 바이오 인조가죽은, 섬유기재층 및 상기 섬유기재층 상에 배치된 발포층을 포함하고, 상기 발포층은, 제1 폴리염화비닐 수지 및 제1 바이오 가소제를 포함한다.

Description

바이오 인조가죽{BIO ARTIFICIAL LEATHER}
본 발명은 바이오 인조가죽에 관한 것으로, 보다 구체적으로 인체유해성 저감 효과 및 항균 효과를 갖는 친환경 바이오 인조가죽에 관한 것이다.
실생활에서 흔히 접하는 가죽은 천연가죽과 인조가죽으로 분류된다. 천연가죽은 동물로부터 유래한 것으로, 질감이 우수하고, 고급스러워 선호도가 높지만, 가격이 비싸고 생산량이 한정되어 있는 단점이 있다. 이에, 경제적이고, 크기 및 모양에 제약이 없으며, 세탁이 용이하고, 염색이 용이한 인조가죽이 산업 분야 전반에 걸쳐 광범위하게 이용되고 있다.
특히, 자동차 분야에서 자동차 내부 공간에서 편안하고 쾌적한 운전을 위해 기능성 시트가 각광받고 있다. 이러한 자동차 시트용 소재로는 천연가죽이나 폴리염화비닐, 폴리우레탄 등의 인조가죽이 많이 사용된다. 특히, 폴리염화비닐 수지를 베이스 수지로 하는 인조가죽(이하, PVC 인조가죽이라 함)은 일반적으로 발포층과 스킨층을 포함하고 있다.
이러한 발포층과 스킨층에 첨가되는 가소제는 유연성 및 탄성을 부여하여 성형성을 향상시키기 위해 폴리염화비닐 수지에 첨가된다. 특히, 폴리염화비닐 수지에 적용되는 대표적인 가소제로, 디에틸헥실 프탈레이트(DEHP), 디부틸 프탈레이트(DBP), 부틸벤질 프탈레이트(BBP) 등 여러가지가 있다. 프탈레이트는 세계적으로 사용이 제한되는 가소제이므로 세계 각국은 DEHP 등 6종의 프탈레이트계 가소제가 인체에 유해하다는 잠정결정을 내리고 1999년부터 내분비계 장애를 일으키는 환경호르몬 추정물질로 관리해 왔다.
프탈레이트에 장기간 노출되면 여아에게는 성조숙증, 남아에게는 생식기의 기형이나 무정자증이 될 수 있다. 특히 DEHP, DBP 및 BBP로 이루어진 3종의 프탈레이트계 가소제는 발암성과 변이독성, 재생독성이 있는 물질임이 확인되어 사용에 큰 제한이 따르며, 나머지 3종인 디이소노닐 프탈레이트(DINP), 디이소데실 프탈레이트(DIDP) 및 디-n-옥틸 프탈레이트(DNOP)는 인체에 특히 더 유해한 것으로 알려져 있다.
한편, 자동차 인조가죽 분야에서 난연제로 사용되는 삼산화안티몬(Sb2O3)은 인체 발암성 의심 물질로 분류되어 있고, 단기간 노출 시 자극, 코피, 호흡곤란, 심장 이상 등의 장애를 나타내며 만성 노출 시 혈액 장애, 간 이상, 암 등이 발생할 수 있다. 따라서, 이러한 난연제를 대체하기 위한 연구가 인조가죽 분야에서 지속적으로 이루어지고 있다.
아울러, 종래의 인조가죽을 구성하는 표면처리층에는 항균제가 첨가되지 않아 인조가죽이 자동차에 적용되어 실제 상품으로 구현될 때, 균주에 취약한 문제점이 있었다. 설사 인조가죽이 항균제를 포함하더라도, 내열, 내습, 내광 후 조건에서도 항균 효과를 나타내는 인조가죽을 실제로 구현하기에는 어려움이 있었다.
본 발명의 목적은, 상기 문제점을 해결하기 위해 인체에 유해하지 않으면서 CO2 저감 효과를 갖는 친환경 바이오 인조가죽을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 내한성 및 난연성을 향상시킴과 동시에 인체유해성이 저감된 바이오 인조가죽을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 무기물인 복합 난연제의 함량 증가로 인해 내한성이 떨어지는 문제점을 보완하기 위해 내구성 첨가제를 포함하는 바이오 인조가죽을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 내열, 내습, 내광 후 조건에서도 항균 효과를 나타내는 바이오 인조가죽을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 청구범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오 인조가죽은, 섬유기재층 및 상기 섬유기재층 상에 배치된 발포층을 포함하고, 상기 발포층은, 제1 폴리염화비닐 수지 및 제1 바이오 가소제를 포함한다. 상세하게는 상기 제1 바이오 가소제는, 제1 비-프탈레이트계 화합물 및 제1 트리멜리테이트계 화합물을 포함할 수 있다. 상기 제1 바이오 가소제는 제1 천연오일 유래 화합물을 더 포함할 수 있다. 상기 제1 바이오 가소제의 전체 중량을 기준으로 상기 제1 천연오일 유래 화합물의 함량은 18 내지 49 중량%이고, 상기 제1 비-프탈레이트계 화합물의 함량은 18 내지 49 중량%이고, 상기 제1 트리멜리테이트계 화합물의 함량은 18 내지 49 중량%일 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 바이오 인조가죽은, 상기 발포층 상에 배치된 스킨층을 더 포함할 수 있다. 상세하게는, 상기 스킨층은, 제2 폴리염화비닐 수지 및 제2 바이오 가소제를 포함할 수 있다.상기 제2 바이오 가소제는, 제2 비-프탈레이트계 화합물 및 제2 트리멜리테이트계 화합물을 포함할 수 있다. 상기 제2 바이오 가소제는, 제2 천연오일 유래 화합물을 더 포함할 수 있다. 상기 제2 바이오 가소제의 전체 중량을 기준으로, 상기 제2 천연오일 유래 화합물의 함량은 18 내지 49 중량%이고, 상기 제2 비-프탈레이트계 화합물의 함량은 18 내지 49 중량%이고, 상기 제2 트리멜리테이트계 화합물의 함량은 18 내지 49 중량%일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 프탈레이트계 가소제 및 발암물질인 삼산화안티몬의 사용을 배제하여 인체유해성이 저감되고, CO2 저감 효과를 갖는 친환경 바이오 인조가죽을 제공할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면 자동차 분야에 적용되는 인조가죽의 물성을 만족하면서, 난연성 및 내한성이 향상되고 항균 효과를 갖는 바이오 인조가죽을 제공할 수 있다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오 인조가죽을 절단한 단면도이다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 각 구성을 보다 상세히 설명하나, 이는 하나의 예시에 불과할 뿐, 본 발명의 권리범위가 다음 내용에 의해 제한되지 아니한다.
본 발명의 일 측면에 따른 바이오 인조가죽은, 섬유기재층 및 상기 섬유기재층 상에 배치된 발포층을 포함하고, 상기 발포층은, 제1 폴리염화비닐 수지 및 제1 바이오 가소제를 포함한다.
이하에서는, 설명의 편의를 위해 적층 순서대로 설명하며, 도면을 참고하여 본 발명의 구성을 보다 상세히 설명한다.
1. 바이오 인조가죽(100) 및 그의 제조방법
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오 인조가죽을 절단한 단면도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명에 따른 바이오 인조가죽(100)은 섬유기재층(10), 발포층(20), 스킨층(30) 및 표면처리층(40)을 포함할 수 있다.
(1) 섬유기재층(10)
본 발명에 따른 섬유기재층(10)은 부직포, 편물, 직물, PU 함침 직물, PU 함침 편물로 이루어진 군에서 선택된 하나에 해당할 수 있다. 본 명세서에서 PU 함침 직물은, 폴리우레탄 수지가 함침된 직물을 의미하는 것으로 정의되고, PU 함침 편물은 폴리우레탄 수지가 함침된 편물을 의미하는 것으로 정의된다.
상기와 같은 원단을 이루는 실은 천연 섬유, 합성 섬유, 재생 섬유 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나에 해당할 수 있다.
상기 천연 섬유는 면 섬유, 마 섬유, 모 섬유, 견 섬유, 울 섬유 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나에 해당할 수 있다.
상기 합성 섬유는 폴리에스테르 섬유, 나일론 섬유, 폴리올레핀 섬유, 폴리비닐알코올 섬유, 폴리아미드 섬유, 폴리우레탄 섬유, 폴리염화비닐리덴 섬유 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나에 해당할 수 있다.
상기 재생 섬유는, 레이온 섬유 또는 큐프라 섬유일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 직물을 이루는 씨실과 날실의 굵기는 각각 75 내지 150 Denier에 해당할 수 있고 바람직하게는 75 내지 120 Denier에 해당할 수 있고, 더욱 바람직하게는 75 내지 100 Denier에 해당할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 환편을 이루는 실의 굵기는 75 내지 150 Denier에 해당할 수 있고 바람직하게는 75 내지 120 Denier에 해당할 수 있고, 더욱 바람직하게는 75 내지 100 Denier에 해당할 수 있다. 상기 환편을 이루는 실의 굵기는 상기 범위 내에서 강도가 우수할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 환편은 그 표면에 상기 폴리우레탄 수지가 코팅된 것일 수 있다. 상기 폴리우레탄 수지를 상기 환편에 함침 및 코팅하는 것은 반복적인 신축에 견딜 수 있는 형태 유지성을 가지기 위함이다. 구체적으로, 상기 적합한 환편을 구현하기 위해, 상기 폴리우레탄 수지나 이의 공중합체를 포함하는 함침 용액을 상기 환편에 함침한 후, 함침된 함편을 코팅 용액으로 코팅하는 단계, 이를 응고조에서 응고하는 단계 및 상기 환편에 존재하는 유기용제(예를 들어, DMF)를 제거하는 수세 공정 단계를 거쳐야 할 수 있다.
본 발명에 따른 폴리우레탄 수지(또는 함침 용액)는, 폴리카보네이트계 폴리우레탄 수지, 폴리에스테르계 폴리우레탄 수지, 폴리에테르계 폴리우레탄 수지 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나에 해당할 수 있다.
상기 폴리우레탄 수지는, 폴리올을 디이소시아네이트 및 사슬 연장제와 반응시킴으로써 제조될 수 있다.
상기 디이소시아네이트는, 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트(MDI), 크실렌 디이소시아네이트(XDI), 1,5-나프탈렌디이소시아네이트 등의 벤젠 고리를 갖는 방향족 디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트(HDI), 프로필렌디이소시아네이트 등의 지방족 디이소시아네이트 및 1,4-시클로헥산디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트(IPDI), 4,4'-디시클로헥실메탄디이소시아네이트(H12MDI) 등의 지환족 디이소시아네이트로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있고, 바람직하게는 4,4-디페닐메탄 디이소시아네이트(MDI), 헥사메틸렌 디이소시아네이트(HDI), 이소포론 디이소시아네이트(IPDI) 및 디시클로헥실 메탄 디이소시아네이트(H12MDI)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
상기 사슬 연장제는 본 발명이 속한 기술분야에서 일반적으로 사용되는 것일 수 있고, 바람직한 예로 결정화도를 높이는데 유리한 짝수 개의 반복 단위를 갖는 저분자량 디올 화합물 또는 디아민 화합물일 수 있다. 상기 사슬 연장제는 바람직하게는 에틸렌글리콜(EG), 디에틸렌글리콜(DEG), 프로필렌글리콜(PG), 1,4-부탄디올(1,4-BD), 1,6-헥산디올(1,6-HD), 메틸펜탄디올 및 이소포론디아민(IPDA)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다. 상기 사슬 연장제는 상기 폴리올 100 중량부를 기준으로 1 내지 15 중량부, 바람직하게는 2 내지 10 중량부를 포함할 수 있다.
상기 폴리우레탄 수지는, 양 말단에 하이드록시기(-OH)를 함유하는 소프트 세그먼트(soft segment)와 양 말단에 이소시아네이트기(isocyanate group)를 함유하는 하드 세그먼트(hard segment)의 반응으로 제조될 수 있다.
구체적으로, 상기 폴리카보네이트계 폴리우레탄 수지는, 소프트 세그먼트(soft segment)로 폴리카보네이트 다이올을 반응물로 이용한 폴리우레탄 수지에 해당할 수 있고, 상기 폴리에스테르계 폴리우레탄 수지는 소프트 세그먼트로 폴리에스테르 다이올을 반응물로 이용한 폴리우레탄 수지에 해당할 수 있고, 상기 폴리에테르계 폴리우레탄 수지는, 소프트 세그먼트로 폴리에테르 다이올을 반응물로 이용한 폴리우레탄 수지에 해당할 수 있다.
본 발명에 따른 섬유기재층(10)은 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 첨가제는 원단에 함침되는 폴리우레탄 수지에 첨가되는 것으로, 상기 폴리우레탄 수지 100 중량부를 기준으로 10 내지 100 중량부를 포함할 수 있고, 바람직하게는 20 내지 80 중량부, 보다 바람직하게는 30 내지 50중량부를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 첨가제는 탄산칼슘, 난연제, 계면활성제, 토너 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나에 해당할 수 있다. 특히, 상기 탄산칼슘을 충진제로 사용함으로써 상기 환편의 인장강도를 높일 수 있고, 상기 난연제를 이용하여 차량에 불이 붙어 연소 반응이 진행되는 것을 늦출 수 있다.
상기 섬유기재층에 적용되는 난연제는 예를 들어, 수용성 인계 난연제일 수 있다. 상기 수용성 인계 난연제는, 예를 들어, 암모늄 폴리포스페이트(Ammonium PolyPhosphate; APP) 또는 모노-암모늄포스페이트(Mono-Ammonium Phosphate; MAP)일 수 있다.
상기 계면활성제로, 음이온계 계면활성제, 비이온계 계면활성제 중에서 선택된 1종 이상을 사용하는 것이 바람직하다. 다만 본 발명의 기술사상이 계면활성제의 종류에 제한되는 것은 아니고, 본 발명이 속한 기술분야에서 사용 가능한 계면활성제면 모두 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 섬유기재층(10)은, 상기 폴리우레탄 수지 100 중량부를 기준으로 용매 10 내지 50 중량부를 포함할 수 있고 바람직하게는 10 내지 30 중량부를 포함할 수 있다.
상기 용매는, 바람직하게는 디메틸포름아마이드, 메틸에틸케톤, 디메틸아세트아미드, N-메틸피로리돈, 디메틸설폭사이드, 아세트산에틸 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나에 해당할 수 있다. 다만 본 발명의 기술사상이 상기 용매의 종류에 제한되는 것은 아니고 폴리우레탄 수지를 용해시킬 수 있는 용매가 모두 이용될 수 있다.
본 발명에 따른 섬유기재층(10)의 두께는 7 내지 14mm(밀리미터)에 해당할 수 있고, 바람직하게는 7 내지 12mm(밀리미터), 보다 바람직하게는 7내지 10mm(밀리미터)에 해당할 수 있다. 상기 섬유기재층(10)의 두께가 상기 수치 범위 미만일 경우, 인조가죽의 내구성이 저하될 수 있고 상기 수치 범위를 초과할 경우 높은 후도로 인해 강연도가 증가할 수 있으며, 연성(softness)가 과도하게 상승할 수 있다. 본 명세서에서 '후도는' 원단의 두께를 의미하고, '강연도'는 연질 원단의 취성(brittleness)을 의미하는 것으로, 한 끝이 45°의 경사면을 가지며 윗면이 매끄러운 수평대를 가지는 측정장비를 이용하여 측정될 수 있다.
상기 섬유기재층(10)의 두께는 바이오 인조가죽을 수직으로 절단한 후, 주사전자현미경(scanning electron microscope, SEM)을 이용하여 절단된 단면에서의 두께로 측정할 수 있고, 구체적인 예로 바이오 인조가죽을 수직으로 절단한 후, 섬유기재층 상단의 동일 간격의 5개의 지점에서 수직선을 긋고 이 수직선과 만나는 섬유기재층의 하단까지의 거리를 각각 측정한 후 이들의 평균값으로 구할 수 있다.
(2) 발포층(20)
본 발명에 따른 발포층(20)은 상기 섬유기재층(10) 상에 배치될 수 있고, 구체적으로 상기 섬유기재층(10) 바로 위(directly on)에 배치될 수 있다. 본 명세서에서 '일 부재 바로 위에 다른 부재가 배치된다'의 의미는 일 부재와 다른 부재 사이에 어떠한 부재가 개재되지 않는 것으로 정의된다.
본 발명에 따른 발포층(20)은 바이오 인조가죽(100)에 입체감 또는 쿠션감을 부여하는 층으로, 발포층 형성용 조성물로부터 성형된 필름을 발포시켜 제조될 수 있다.
본 발명에 따른 발포층(20)은 제1 폴리염화비닐 수지 및 제1 바이오 가소제를 포함할 수 있다.
상기 제1 폴리염화비닐 수지의 중합도는 1000 내지 3000일 수 있고, 바람직하게는 1000 내지 1700, 더욱 바람직하게는 1000 내지 1300일 수 있다. 상기 제1 폴리염화비닐 수지의 중합도가 상기 수치 범위를 벗어날 경우, 인조가죽의 내한성 및 기계적 물성이 동시에 구현되기 어려울 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제1 바이오 가소제는, 제1 비-프탈레이트계 화합물 및 제1 트리멜리테이트계 화합물을 포함할 수 있다.
상기 제1 비-프탈레이트계 화합물은, 프탈레이트계 화합물을 함유하지 않는 화합물(non-phthalate compound)로, 디옥틸테레프탈레이트(dioctyl terephthalate; DOTP), 디옥틸이소프탈레이트(dioctyl isophthalate; DOIP) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 제1 트리멜리테이트계 화합물은, 트리스(2-에틸헥실)트리멜리테이트(tris(2-ethylhexyl)trimellitate; TOTM), 트리이소노닐 트리멜리테이트(triisononyl trimellitate; TINTM) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 제1 트리멜리테이트계 화합물은 기계적 물성이 우수하며 내열성, 내이행성, 내휘발성 등이 우수한 특징을 가지고 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 제1 바이오 가소제는, 제1 천연오일 유래 화합물을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 바이오 가소제의 전체 중량을 기준으로, 상기 제1 천연오일 유래 화합물의 함량은 18 내지 49 중량%, 바람직하게는 25 내지 45 중량%, 더욱 바람직하게는 30 내지 40 중량%일 수 있다. 상기 제1 천연오일 유래 화합물의 함량이 상기 수치 범위 미만일 경우 상대적으로 제1 비-프탈레이트계 화합물과 트리멜리테이트계 화합물의 함량이 증가하여 CO2 저감 효과가 미미한 문제가 생길 수 있고, 상기 수치 범위를 초과할 경우, 상대적으로 제1 비-프탈레이트계 화합물과 트리멜리테이트계 화합물의 함량이 감소하여 인조가죽의 담가 유지율(또는 포깅성) 및 내휘발성 성능이 떨어지는 문제가 생길 수 있다. 본 명세서에서 '포깅성'은 폴리염화비닐 수지 매트릭스의 내부에 포함된 액상 가소제, 액상 안정제 및 첨가제가 휘발되는 현상으로 정의된다.
상기 제1 바이오 가소제의 전체 중량을 기준으로, 상기 제1 비-프탈레이트계 화합물의 함량은 18 내지 49 중량%, 바람직하게는 25 내지 45 중량%, 더욱 바람직하게는 30 내지 40 중량%일 수 있다. 상기 제1 비-프탈레이트계 화합물의 함량이 상기 수치 범위 미만일 경우, 바이오 인조가죽의 담가 유지율(또는 포깅성)이 낮아질 수 있고, 상기 수치 범위를 초과할 경우, 상기 제1 천연오일 유래 화합물 및 상기 제1 트리멜리테이트계 화합물의 함량이 감소하여 기계적 물성, 내휘발성 등의 성능이 떨어질 수 있다.
상기 제1 바이오 가소제의 전체 중량을 기준으로, 상기 제1 트리멜리테이트계 화합물의 함량은 18 내지 49 중량%, 바람직하게는 25 내지 45 중량%, 더욱 바람직하게는 30 내지 40 중량%일 수 있다. 상기 제1 트리멜리테이트계 화합물의 함량이 상기 수치 범위 미만일 경우 기계적 물성 및 내휘발성이 떨어질 수 있고, 상기 수치 범위를 초과할 경우 광택도 유지율 및 CO2 저감 효과가 미미할 수 있다.
종래의 인조가죽 분야에 가소제로 적용되고, 성형성을 용이하게 할 목적으로 사용되는 DINP, DIDP, DPHP 등의 프탈레이트계 가소제는 발암성, 변이독성, 재생독성의 특성들을 가져 인체에 유해하였다. 본 발명에 따르면, 인체에 유해한 프탈레이트계 가소제 대신, 제1 바이오 가소제를 발포층에 적용함으로써, CO2 저감 효과를 가지면서 인체유해성이 저감된 친환경 바이오 인조가죽을 제공할 수 있다.
따라서, 가소제로 제1 천연오일 유래 화합물만 사용할 경우 성형성 성능이 떨어져 가소제의 목적을 충분히 달성하지 못할 수 있고, 제1 비-프탈레이트계 화합물만 사용할 경우 성형성이 우수할 수는 있지만 담가가 높게 측정되는 문제가 생길 수 있고, 제1 트리멜리테이트계 화합물만 사용할 경우 기계적 물성이 우수할 수는 있지만 성형성 및 내한성을 확보하지 못할 수 있다.
상기 제1 천연오일 유래 화합물은, 제1 천연오일에서 유래된 화합물일 수 있다. 상기 제1 천연오일은, 대두유, 팜유, 올리브유, 톨유, 면실유, 아마인유, 홍화씨유, 해바라기유, 카놀라유, 유채유, 자트로파유, 조류유(algae oil), 옥수수유, 동유(tung oil) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 제1 천연오일 유래 화합물은, 예를 들어 에폭시화 대두유(epoxidized soybean oil) 또는 에폭시화 팜유(epoxidized palm oil)에 해당할 수 있다. 상기 에폭시화 대두유 또는 에폭시화 팜유는 콩이나 각종 식물에서 채취한 오일을 에폭시화한 바이오 화합물이다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제1 바이오 가소제는, 미르스트산, 라우르산 및 아디프산 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 미르스트산, 라우르산 및 아디프산은 팜유에서 추출한 화합물이다. 본 발명에 따르면, 상기 제1 바이오 가소제로 팜유에서 추출한 화합물 중 1종만 사용하더라도, 프탈레이트계 가소제를 사용한 인조가죽의 물성 및 연성(softness)과 동등 또는 그 이상의 성능을 갖는 인조가죽을 구현할 수 있다.
본 발명에 따른 발포층(20)은 제1 폴리염화비닐 수지 100 중량부를 기준으로, 상기 제1 바이오 가소제 20 내지 80 중량부를 포함할 수 있고, 바람직하게는 20 내지 40 중량부, 더욱 바람직하게는 20 내지 30 중량부를 포함할 수 있다. 상기 제1 바이오 가소제의 함량이 상기 수치 범위 미만일 경우 인조가죽의 성형성이 낮아질 수 있고, 상기 제1 바이오 가소제의 함량이 상기 수치 범위를 초과할 경우 기계적 물성이 개선되지 못할 수 있다.
본 발명에 따른 발포층(20)은 제1 복합 난연제를 더 포함할 수 있다. 상기 제1 복합 난연제는, 제1 하이포포스페이트계 난연제 및 제1 인-질소계 난연제를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 인-질소계 난연제는, 인 원자와 질소 원자를 모두 함유하는 화합물로 정의되고, 하이포포스페이트계 난연제는 하이포포스페이트 작용기를 함유하는 난연제로 정의된다.
상기 제1 복합 난연제의 함량은 상기 제1 폴리염화비닐 수지 100 중량부를 기준으로 1 내지 40 중량부, 바람직하게는 5 내지 30 중량부, 더욱 바람직하게는 10 내지 20 중량부일 수 있다. 상기 제1 복합 난연제의 함량이 상기 수치 범위 미만일 경우, 인조가죽의 난연 성능이 낮아질 수 있고, 상기 수치 범위를 초과할 경우, 내한 성능이 낮아질 수 있다.
상기 제1 하이포포스페이트계 난연제와 상기 제1 인-질소계 난연제의 중량비는 1: 1 내지 1:5 (w/w)일 수 있다.
상기 제1 인-질소계 난연제는, 예를 들어, 하기 화학식 1으로 표시되는 화합물일 수 있다.
[화학식 1]
상기 화학식 1로 표시되는 화합물 이외에, 상기 제1 인-질소계 난연제로 포스파젠, 암모늄 폴리포스페이트, 암모늄 포스피네이트 및 수산화 마그네슘, 수산화 알루미늄로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
상기 제1 하이포포스페이트계 난연제는 예를 들어, 금속 하이포포스페이트에 해당할 수 있고, 바람직하게는 알루미늄 하이포포스페이트, 칼슘 하이포포스페이트 및 나트륨 하이포포스페이트로 이루어진 군에서 선택될 수 있고, 더욱 바람직하게는 알루미늄 하이포포스페이트에 해당할 수 있다.
알루미늄 하이포포스페이트가 온도에 따라 난연 작용을 하는 메커니즘은 하기 반응식 1과 같이 주로 탈수 반응에 의한 흡열에 의해 연소를 지연시킬 수 있다.
[반응식 1]
상기 금속 하이포포스페이트는 일반적으로 금속 수산화물에서 하이포포스페이트 반응을 통해 제조되거나, 수용성 금속염(하이포포스포러스 산 및 그의 염)과 교환 반응에 의해 제조될 수 있다.
상기 제1 복합 난연제는, 수산화알루미늄 및 수산화마그네슘을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 복합 난연제는 수산화알루미늄 및 수산화마그네슘의 혼합물(Al(OH)3-Mg(OH)2)일 수 있다. 이 때, 상기 수산화알루미늄 및 수산화마그네슘의 중량비는 1: 1 내지 1: 5(w/w)일 수 있다.
본 발명에 따른 발포층(20)에 적용되는 난연제로 상기 제1 인-질소계 난연제 및 제1 하이포포스페이트계 난연제 중에서 1종만 사용할 경우, 난연성이 개선되지 못할 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 제1 인-질소계 난연제를 사용함으로써, 무기계 난연제의 함량이 대폭 감소되어 내한성이 향상될 수 있다.
종래의 자동차 인조가죽 분야에서 난연제로 사용되는 삼산화안티몬(Sb2O3)은 인체 발암성 의심 물질로 분류되어 있고, 단기간 노출 시 자극, 코피, 호흡곤란, 심장 이상 등의 장애를 나타내며 만성 노출 시 혈액 장애, 간 이상, 암 등이 발생하는 문제점이 있었다. 본 발명에 따르면 삼산화안티몬 대신, 제1 인-질소계 난연제 및 제1 하이포포스페이트계 난연제를 사용함으로써 인체유해성이 저감된 바이오 인조가죽을 구현할 수 있다.
본 발명에 따른 발포층(20)은, 상기 제1 폴리염화비닐 수지 100 중량부를 기준으로 발포제 2 내지 8 중량부를 더 포함할 수 있고, 바람직하게는 2 내지 6 중량부, 더욱 바람직하게는 2 내지 4 중량부를 더 포함할 수 있다. 상기 발포제의 함량이 상기 수치 범위 미만일 경우, 발포 셀이 충분히 형성되지 않아 인조가죽의 촉감 또는 연성 성능이 낮아질 수 있고, 상기 수치 범위를 초과할 경우 발포 셀이 과도하게 형성되어 인조가죽 분야에 적용되는 기계적 물성을 만족하지 못할 수 있다.
본 발명에 따른 발포제는 캡슐 발포제 또는 화학 발포제에 해당할 수 있고, 바람직하게는 캡슐 발포제에 해당할 수 있다. 상기 캡슐 발포제는 크기가 1 내지 1000㎛(마이크로미터)인 미세한 구형의 열가소성 플라스틱 셀 구조 속에 발포제가 들어가 있는 형태이다. 상기 캡슐 발포제가 열을 받으면 열가소성 플라스틱 셀이 연화되면서 그 속에 들어 있던 발포제가 기화되어 내부 압력이 높아지고 이를 통해 캡슐이 팽창하면서 발포층이 형성된다.
상기 발포제로 아조디카본아미드(azodicarbonamide; ADCA), p,p'-옥시비스벤젠술포닐 하이드라지드(p,p'- oxybis(benzenesulfonyl hydrazide)), p-톨루엔술포닐 하이드라지드(p-toluenesulfonyl hydrazide) 및 소듐바이카보네이트(sodiumbicarbonate) 등이 사용될 수 있으나, 본 발명의 기술사상이 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 발포층(20)의 두께는 2.5 내지 4.0mm, 바람직하게는 2.5 내지 3.5mm, 더욱 바람직하게는 2.5 내지 3.0mm에 해당할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발포층(20)은 내구성 첨가제로 염소화 폴리에틸렌(chlorinated polyethylene)을 더 포함할 수 있다. 상기 염소화 폴리에틸렌은, 분자 사슬 내에 이중결합을 포함하지 않고, 상기 제1 폴리염화비닐 수지 매트릭스에 내장되어 발포층의 내충격성 등의 내구성을 증가시킬 수 있다. 상기 염소화 폴리에틸렌의 함량은 상기 제1 폴리염화비닐 수지 100 중량부를 기준으로 3 내지 10 중량부일 수 있다. 상기 염소화 폴리에틸렌의 함량이 상기 수치 범위를 벗어날 경우 3 중량부 미만일 경우 내한성이 약화되고 10 중량부를 초과할 경우 악취로 냄새 스펙(spec)을 벗어나는 문제가 생길 수 있다. 상기 염소화 폴리에틸렌의 중량평균분자량은 90 내지 130g/mol일 수 있고, 염소의 함량은 25 내지 45 중량%일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발포층(20)은 제1 폴리에스테르계 가소제를 더 포함할 수 있다. 상기 제1 폴리에스테르계 가소제는 예를 들어, 폴리-2-에틸헥실글리콜아디페이트, 아디픽산 폴리에스테르, 시트릭산 폴리에스테르 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다. 상기 제1 폴리에스테르계 가소제는 예를 들어, 송원산업의 P2600일 수 있다. 상기 제1 폴리에스테르계 가소제의 함량은 상기 제1 폴리염화비닐 수지 100 중량부를 기준으로 3 내지 20 중량부일 수 있다. 상기 제1 폴리에스테르계 가소제의 함량이 3 중량부 미만일 경우 내구 피로도 약화될 수 있고, 20 중량부 초과할 경우 내한성 약화 문제가 생길 수 있다.
상기 염소화 폴리에틸렌 또는 제1 폴리에스테르계 가소제는, 무기물인 상기 제1 복합 난연제의 함량 증가로 인해 내한성이 낮아지는 문제점을 해결하기 위해 첨가될 수 있다.
(3) 스킨층(30)
본 발명에 따른 스킨층(30)은 상기 발포층(20) 상에 배치될 수 있고, 구체적으로 상기 발포층(20) 바로 위(directly on)에 배치될 수 있다. 따라서, 상기 발포층(20)은 상기 스킨층(30) 및 섬유기재층(10) 사이에 배치될 수 있다. 전술한 부분과 반복된 설명은 간략히 설명하거나 생략한다.
본 발명에 따른 스킨층(30)은 제2 폴리염화비닐 수지를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 제2 폴리염화비닐 수지의 중합도는 1000 내지 3000일 수 있고, 바람직하게는 1000 내지 1700, 더욱 바람직하게는 1000 내지 1300일 수 있다. 상기 제2 폴리염화비닐 수지의 중합도가 상기 수치 범위를 벗어날 경우, 인조가죽의 경도가 상승하여 엠보싱 공정에서 무늬 전사가 불가할 수 있다.
본 발명에 따른 스킨층(30)은 상기 제2 폴리염화비닐 수지 100 중량부를 기준으로 제2 바이오 가소제 60 내지 90 중량부, 바람직하게는 60 내지 80 중량부, 더욱 바람직하게는 60 내지 70 중량부를 포함할 수 있다. 상기 제2 바이오 가소제의 함량이 상기 수치 범위 미만일 경우 인조가죽의 성형성이 낮아질 수 있고, 상기 제2 바이오 가소제의 함량이 상기 수치 범위를 초과할 경우 기계적 물성이 개선되지 못할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제2 바이오 가소제는, 제2 비-프탈레이트계 화합물 및 제2 트리멜리테이트계 화합물을 포함할 수 있다. 상기 제2 비-프탈레이트계 화합물은, 디옥틸테레프탈레이트(dioctyl terephthalate), 디옥틸이소프탈레이트(dioctyl isophthalate) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 제2 트리멜리테이트계 화합물은, 트리스(2-에틸헥실)트리멜리테이트(tris(2-ethylhexyl)trimellitate), 트리이소노닐 트리멜리테이트(triisononyl trimellitate) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 제2 바이오 가소제는, 제2 천연오일 유래 화합물을 더 포함할 수 있다. 상기 제2 천연오일 유래 화합물은, 제2 천연오일에서 유래된 화합물일 수 있다.
상기 제2 천연오일은, 대두유, 팜유, 올리브유, 톨유, 면실유, 아마인유, 홍화씨유, 해바라기유, 카놀라유, 유채유, 자트로파유, 조류유(algae oil), 옥수수유, 동유(tung oil) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 제2 바이오 가소제의 전체 중량을 기준으로 상기 제2 천연오일 유래 화합물의 함량은 25 내지 35 중량%이고, 상기 제2 비-프탈레이트계 화합물의 함량은 35 내지 45 중량%이고, 상기 제2 트리멜리테이트계 화합물의 함량은 25 내지 35 중량%일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 제2 바이오 가소제는, 미르스트산, 라우르산 및 아디프산 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 제2 바이오 가소제는 상기 제1 바이오 가소제와 동일하거나 상이할 수 있다.
본 발명에 따른 스킨층(30)은 제2 복합 난연제를 더 포함할 수 있다. 상기제2 복합 난연제는, 제2 인-질소계 난연제 및 제2 하이포포스페이트계 난연제를 포함할 수 있다.
상기 제2 복합 난연제의 함량은 상기 제2 폴리염화비닐 수지 100 중량부를 기준으로 1 내지 40 중량부, 바람직하게는 5 내지 30 중량부, 더욱 바람직하게는 10 내지 20 중량부일 수 있다. 상기 제2 복합 난연제의 함량이 상기 수치 범위 미만일 경우, 인조가죽의 난연 성능이 낮아질 수 있고, 상기 수치 범위를 초과할 경우, 내한 성능이 낮아질 수 있다. 상기 제2 복합 난연제는 상기 제1 복합 난연제와 동일하거나 상이할 수 있다. 상기 제2 인-질소계 난연제는 상기 제1 인-질소계 난연제와 동일하거나 상이할 수 있다. 상기 제2 하이포포스페이트계 난연제는 상기 제1 하이포포스페이트계 난연제와 동일하거나 상이할 수 있다.
본 발명에 따른 스킨층(30)의 두께는 0.12 내지 0.3mm, 바람직하게는 0.12 내지 0.25mm, 더욱 바람직하게는 0.12 내지 0.20mm에 해당할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스킨층(30)은 내구성 첨가제로 염소화 폴리에틸렌(chlorinated polyethylene)을 더 포함할 수 있다. 상기 염소화 폴리에틸렌은, 상기 제2 폴리염화비닐 수지 매트릭스에 내장되어 스킨층의 내충격성 등의 내구성을 증가시킬 수 있다. 상기 염소화 폴리에틸렌의 함량은 상기 제2 폴리염화비닐 수지 100 중량부를 기준으로 3 내지 10 중량부일 수 있다. 상기 염소화 폴리에틸렌의 중량평균분자량은 90 내지 130g/mol일 수 있고, 염소의 함량은 25 내지 45 중량%일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 스킨층(30)은 제2 폴리에스테르계 가소제를 더 포함할 수 있다. 상기 제2 폴리에스테르계 가소제는 전술한 제1 폴리에스테르계 가소제와 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 상기 제2 폴리에스테르계 가소제의 함량은 상기 제2 폴리염화비닐 수지 100 중량부를 기준으로 3 내지 20 중량부일 수 있다.
상기 염소화 폴리에틸렌 또는 제2 폴리에스테르계 가소제는, 무기물인 상기 제2 복합 난연제의 함량 증가로 인해 내한 물성이 낮아지는 문제점을 해결하기 위해 첨가될 수 있다.
(4) 표면처리층(40)
본 발명에 따른 표면처리층(40)은 상기 스킨층(30) 상에 배치될 수 있고, 구체적으로 상기 스킨층(30) 바로 위(directly on)에 배치될 수 있다. 따라서, 상기 스킨층(30)은 상기 표면처리층(40) 및 상기 발포층(20) 사이에 배치될 수 있다.
본 발명에 따른 표면처리층(40)의 두께는 0.001 내지 0.02 mm(밀리미터)에 해당할 수 있고, 바람직하게는 0.001 내지 0.01mm(밀리미터), 더욱 바람직하게는 0.001 내지 0.008mm(밀리미터)에 해당할 수 있다. 상기 표면처리층(40)의 두께가 상기 수치 범위 내를 만족해야, 적절한 원가를 유지하면서 내마모성, 내광성, 내가수분해성 및 내약품성이 우수할 수 있다.
상기 표면처리층(40)은 인조가죽의 내광성, 내가수분해성, 내약품성 등의 기능을 향상시킬 수 있다. 구체적으로, 상기 표면처리층(40)은 상기 스킨층(30)의 상부에 표면처리제를 코팅하여 형성될 수 있다. 상기 표면처리제는 분산매인 용매의 성질(수성 또는 유성)에 따라 수성 표면처리제 또는 유성 표면처리제로 분류될 수 있다.
특히, 수성 표면처리제로 표면처리층을 코팅할 경우, 냄새 및 휘발성 유기화합물(volatile organic compound)이 저감되는 효과가 있어 바이오 인조가죽을 구현할 수 있다. 예를 들어, 수성 표면처리제는 2액형의 수성 표면처리제로 폴리우레탄 분산액 및 카보디이미드를 포함할 수 있다.
상기 표면처리층(40)은 바람직하게는 폴리우레탄 수지에 가교제 및 실리콘 화합물을 포함하여 형성된 것일 수 있고, 보다 바람직하게는 폴리우레탄 수지에 가교제, 반응성 실리콘 화합물, 폴리올레핀 왁스 및 폴리우레탄 비드를 포함하여 형성된 것일 수 있으며, 이러한 경우 흡음력 및 고급스러움이 더욱 우수한 효과가 있다.
상기 가교제는 바람직하게는 폴리우레탄 수지 100 중량부를 기준으로 3 내지 7 중량부, 보다 바람직하게는 4 내지 6 중량부, 더욱 바람직하게는 4 내지 5 중량부이고, 이 범위 내에서 흡음력 및 고급스러움이 우수한 효과가 있다.
상기 가교제는 본 발명이 속한 기술분야에서 통상적으로 사용되는 가교제인 경우 특별히 제한되지 않으나, 바람직하게는 분자 내에 아지리딘기, 이소시아네이트기 및 카보디이미드기로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상이 포함된 화합물 중 선택될 수 있고, 이 경우 흡음력 및 고급스러움이 더욱 우수한 이점이 있다.
상기 실리콘 화합물의 함량은, 상기 폴리우레탄 수지 100 중량부를 기준으로 5 내지 20 중량부, 보다 바람직하게는 5 내지 15 중량부, 더욱 바람직하게는 8 내지 10 중량부이고, 이 범위 내에서 표면 감촉이 우수한 이점이 있다.
상기 실리콘 화합물은 바람직하게는 폴리실록산일 수 있고, 보다 바람직하게는 상온에서 액상인 폴리실록산, 비드 형태의 폴리실록산 또는 이들의 혼합물일 수 있으며, 보다 바람직하게는 상온에서 액상인 폴리실록산이고, 이 경우 표면 감촉이 우수한 이점이 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표면처리층(40)은 그 표면에 엠보싱 무늬가 새겨진 것일 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표면처리층(40)은 폴리우레탄 수지, 상기 폴리우레탄 수지 100 중량부를 기준으로 항균제 1 내지 10 중량부를 포함할 수 있다. 상기 항균제는, 은-제올라이트계 화합물일 수 있다.
구체적으로, 은-제올라이트계 화합물은 항균력이 강하고 안정성이 높은 은 이온(Ag+)이 제올라이트에 담지된 화합물로, 제올라이트에 있는 알칼리 금속과 은 이온(Ag+)의 교환으로 생성될 수 있다. 일반적으로 은-제올라이트계 화합물은 아연-제올라이트계 화합물 또는 구리-제올라이트계 화합물보다 항균력이 우수할 뿐만 아니라, 표면처리층 형성용 조성물에 이들을 첨가하여 분산하는 과정에서 은-제올라이트계 화합물이 아연-제올라이트계 화합물 또는 구리-제올라이트계 화합물보다 분산성이 더 우수하여, 내열, 내습 또는 내광 후에서도 항균 효과가 잘 유지될 수 있다.
본 발명에 따른 항균제의 평균 입도는 1 내지 10㎛(마이크로미터)에 해당할 수 있고, 바람직하게는 2 내지 8㎛(마이크로미터), 더욱 바람직하게는 3 내지 5㎛(마이크로미터)에 해당할 수 있다. 상기 항균제의 평균 입도가 상기 수치 범위를 초과할 경우, 표면처리층 형성용 조성물에 분산되기 어려운 문제점이 있다.
구체적으로, 상기 항균제는 상기 폴리우레탄 수지 100 중량부를 기준으로 4 내지 6 중량부로 포함될 수 있고, 더욱 구체적으로 5 내지 6 중량부로 포함될 수 있다. 상기 항균제의 함량이 상기 폴리우레탄 수지 100 중량부를 기준으로 상기 수치 범위 미만일 경우, ISO 22196 방법에 의해 항균 효과가 90% 미만일 수 있고, 상기 수치 범위를 초과할 경우 독성이 강해 인체의 피부에 악영향을 끼치는 문제 이외에 추가적으로 도포작업 시 작업불량 문제가 생길 수 있다.
본 발명에 따른 항균제는, 폐렴균(pneumoniae), 포도상구균(Staphylococcus), 대장균(Escherichia coli) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나에 대해 항균 효과를 가질 수 있다. 구체적으로, 폐렴균은 호흡기 질환 발병균 중에서 가장 강력한 균이고, 포도상구균은 자연계에 널리 분포되어 있는 세균 중 하나로 특히 황색포도상구균은 장 독소를 생산할 수 있다. 이러한 독소는 위 또는 장에 흡수되면서 구토, 설사, 복통 등을 야기할 수 있다. 대장균은 간균에 속하는 장내 세균의 하나이다.
본 발명에 따른 바이오 인조가죽은, ISO 22196에 의한 항균 효과가 90% 이상, 바람직하게는 95 내지 99.999 %, 더욱 바람직하게는 99 내지 99.9%에 해당할 수 있다.
본 발명에 따른 바이오 인조가죽은, 열처리, 수분처리 및 광처리로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 표면처리를 수행한 후의 ISO 22196에 의한 항균 효과가 80% 이상, 바람직하게는 90 내지 99.99 %, 더욱 바람직하게는 95 내지 99.9%에 해당할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 바이오 인조가죽의 제조방법은, (S1) 섬유기재층 상에 발포층을 형성하는 단계 (S2) 상기 발포층 상에 스킨층을 형성하는 단계, (S3) 상기 스킨층 상에 표면처리층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하나, 이는 하나의 예시에 불과할 뿐, 본 발명의 권리범위가 다음 내용에 의해 제한되지 아니한다.
[제조준비예 1: 가소제의 제조]
하기 표 1 내지 3과 같이, 비교준비예에 따른 가소제 및 실시준비예에 따른 바이오 가소제를 제조하였다. 구체적으로, 상기 가소제의 바이오 탄소 함량(14C/12C)은 ASTM D6866으로 측정하였다.
단위:
중량%		 비교준비예 1 비교준비예 2 비교준비예 3 비교준비예 4 비교준비예5 실시준비예 1 실시준비예 2 실시준비예 3 실시준비예 4 실시준비예5
ESO1-1) - 100 - - - 30 30 30 30 -
EPO1-2) - - - - 100 - - - - 30
DOTP2) - - 100 - - 40 40 - - -
DOIP3) - - - - - - - 40 40 40
TOTM4) - - - 100 - 30 - 30 - -
TINTM5) - - - - - - 30 - 30 30
DINP6) 100 - - - - - - - - -
1-1) 에폭시화 대두유(epoxidized soybean oil)/바이오 탄소 함량(14C/12C): 30%
1-2) 에폭시화 팜유(epoxidized palm oil)/바이오 탄소 함량(14C/12C): 30%
2) 디옥틸테레프탈레이트(dioctyl terephthalate)/바이오 탄소 함량(14C/12C): 0%
3) 디옥틸이소프탈레이트(dioctyl isophthalate)/바이오 탄소 함량(14C/12C): 0%
4) 분자량이 547인 트리스(2-에틸헥실)트리멜리테이트(tris(2-ethylhexyl)trimellitate)/바이오 탄소 함량(14C/12C): 0%
5) 분자량이 588인 트리이소노닐 트리멜리테이트(triisononyl trimellitate)/바이오 탄소 함량(14C/12C): 0%
6) 디이소노닐 프탈레이트(Diisononyl Phthalate)/바이오 탄소 함량(14C/12C): 0%
단위:
중량%		 실시준비예 6 실시준비예 7 실시준비예 8 실시준비예 9
DOTP2) 50 50 - -
DOIP3) - - 50 50
TOTM4) 50 - 50 -
TINTM5) - 50 - 50
단위:
중량%		 실시준비예 10 실시준비예 11 실시준비예 12
myristic acid 100 - -
lauric acid - 100 -
adipic acid - - 100
[제조예 1: 인조가죽의 제조]
하기 제조예에 따른 인조가죽을 제조하였다.
<실시예 1-1>
Rayon 섬유 35%로 제직된 메리야스 테리 직포로 이루어진 섬유기재층 상에 발포층을 형성하였다. 상기 발포층 상에 스킨층을 형성한 후, 상기 스킨층 상에 수성 폴리우레탄 수지(상품명: 유니테크산업 사의 UT-66)를 포함하는 표면처리층을 형성하여 인조가죽을 제조하였다.
실시예 1-1에 따른 발포층은, 제1 폴리염화비닐 수지(중합도: 1000) 및 상기 제1 폴리염화비닐 수지 100 중량부를 기준으로 상기 실시준비예 1에 따른 가소제 30 중량부, 발포제(아조디카본아미드) 2.5 중량부, 탄산칼슘(H-type) 5 중량부를 포함한다.
실시예 1-1에 따른 스킨층은, 제2 폴리염화비닐 수지(중합도: 1300) 및 상기 제2 폴리염화비닐 수지 100 중량부를 기준으로 상기 실시준비예 1에 따른 가소제 80 중량부, 탄산칼슘(H-type) 5 중량부 및 및 Ba-Zn 내열안정제 (KBZ-270) 2.5 중량부를 포함한다.
<실시예 1-2>
실시예 1-1과 동일한 방법으로 인조가죽을 제조하되, 상기 실시예 1-1에 따른 발포층 대신, 상기 실시예 1-2에 따른 발포층은, 상기 화학식 1로 표시되는 인-질소계 난연제 화합물 및 알루미늄 하이포포스파이트를 1:1의 중량비로 혼합하여 제조된 제1 복합 난연제를 상기 제1 폴리염화비닐 수지 100 중량부를 기준으로 10 중량부만큼 더 포함하고, 상기 실시예 1-1에 따른 스킨층은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 알루미늄 하이포포스파이트를 1:1의 중량비로 혼합하여 제조된 제2 복합 난연제를 상기 제2 폴리염화비닐 수지 100 중량부를 기준으로 10 중량부만큼 더 포함한다. 상기와 같은 무기물 난연제의 함량의 증가로 내한물성이 떨어지는 것을 보완하기 위해 상기 실시예 1-2에 따른 발포층은, 상기 제1 폴리염화비닐 수지 100 중량부를 기준으로 염소화 폴리에틸렌(염소 함량: 25 중량%, 중량평균분자량 100 g/mol) 5 중량부를 더 포함하고, 상기 실시예 1-2에 따른 스킨층은, 상기 제2 폴리염화비닐 수지 100 중량부를 기준으로 염소화 폴리에틸렌(염소 함량: 25 중량%, 중량평균분자량 100 g/mol) 5 중량부를 더 포함한다.
<실시예 1-3>
실시예 1-2와 동일한 방법으로 인조가죽을 제조하되, 상기 실시예 1-2에 따른 제1 복합 난연제 대신, 수산화알루미늄 및 수산화마그네슘을 1:1의 중량비로 혼합하여 제조된 제1 복합 난연제(Al(OH)3-Mg(OH)2)를 사용하였고, 상기 실시예 1-2에 따른 제2 복합 난연제 대신, 수산화알루미늄 및 수산화마그네슘을 1:1의 중량비로 혼합하여 제조된 제2 복합 난연제(Al(OH)3-Mg(OH)2)를 사용하였다.
<실시예 1-4>
실시예 1-1과 동일한 방법으로 인조가죽을 제조하되, 상기 표면처리층은 상기 수성 폴리우레탄 수지 100 중량부를 기준으로 은-제올라이트계 화합물(상품명: 은계 무기 항균제 제오믹(Zeomic)) 5 중량부를 포함한다.
<실시예 2-1>
실시예 1-1과 동일한 방법으로 인조가죽을 제조하되, 상기 실시준비예 1에 따른 바이오 가소제 대신, 상기 실시준비예 2에 따른 바이오 가소제를 사용하였다.
<실시예 2-2>
실시예 1-2와 동일한 방법으로 인조가죽을 제조하되, 상기 실시준비예 1에 따른 바이오 가소제 대신, 상기 실시준비예 2에 따른 바이오 가소제를 사용하였다.
<실시예 2-3>
실시예 1-3과 동일한 방법으로 인조가죽을 제조하되, 상기 실시준비예 1에 따른 바이오 가소제 대신, 상기 실시준비예 2에 따른 바이오 가소제를 사용하였다.
<실시예 2-4>
실시예 1-4와 동일한 방법으로 인조가죽을 제조하되, 상기 실시준비예 1에 따른 바이오 가소제 대신, 상기 실시준비예 2에 따른 바이오 가소제를 사용하였다.
<실시예 3-1>
실시예 1-1과 동일한 방법으로 인조가죽을 제조하되, 상기 실시준비예 1에 따른 바이오 가소제 대신, 상기 실시준비예 3에 따른 바이오 가소제를 사용하였다.
<실시예 3-2>
실시예 1-2와 동일한 방법으로 인조가죽을 제조하되, 상기 실시준비예 1에 따른 바이오 가소제 대신, 상기 실시준비예 3에 따른 바이오 가소제를 사용하였다.
<실시예 3-3>
실시예 1-3과 동일한 방법으로 인조가죽을 제조하되, 상기 실시준비예 1에 따른 바이오 가소제 대신, 상기 실시준비예 3에 따른 바이오 가소제를 사용하였다.
<실시예 3-4>
실시예 1-4와 동일한 방법으로 인조가죽을 제조하되, 상기 실시준비예 1에 따른 바이오 가소제 대신, 상기 실시준비예 3에 따른 바이오 가소제를 사용하였다.
<실시예 4-1>
실시예 1-1과 동일한 방법으로 인조가죽을 제조하되, 상기 실시준비예 1에 따른 바이오 가소제 대신, 상기 실시준비예 4에 따른 바이오 가소제를 사용하였다.
<실시예 4-2>
실시예 1-2와 동일한 방법으로 인조가죽을 제조하되, 상기 실시준비예 1에 따른 바이오 가소제 대신, 상기 실시준비예 4에 따른 바이오 가소제를 사용하였다.
<실시예 4-3>
실시예 1-3과 동일한 방법으로 인조가죽을 제조하되, 상기 실시준비예 1에 따른 바이오 가소제 대신, 상기 실시준비예 4에 따른 바이오 가소제를 사용하였다.
<실시예 4-4>
실시예 1-4와 동일한 방법으로 인조가죽을 제조하되, 상기 실시준비예 1에 따른 바이오 가소제 대신, 상기 실시준비예 4에 따른 바이오 가소제를 사용하였다.
<실시예 5-1>
실시예 1-1과 동일한 방법으로 인조가죽을 제조하되, 상기 실시준비예 1에 따른 바이오 가소제 대신, 상기 실시준비예 5에 따른 바이오 가소제를 사용하였다.
<실시예 5-2>
실시예 1-2와 동일한 방법으로 인조가죽을 제조하되, 상기 실시준비예 1에 따른 바이오 가소제 대신, 상기 실시준비예 5에 따른 바이오 가소제를 사용하였다.
<실시예 5-3>
실시예 1-3과 동일한 방법으로 인조가죽을 제조하되, 상기 실시준비예 1에 따른 바이오 가소제 대신, 상기 실시준비예 5에 따른 바이오 가소제를 사용하였다.
<실시예 5-4>
실시예 1-4와 동일한 방법으로 인조가죽을 제조하되, 상기 실시준비예 1에 따른 바이오 가소제 대신, 상기 실시준비예 5에 따른 바이오 가소제를 사용하였다.
<실시예 6-1>
실시예 1-1과 동일한 방법으로 인조가죽을 제조하되, 상기 실시준비예 1에 따른 바이오 가소제 대신, 상기 실시준비예 6에 따른 바이오 가소제를 사용하였다.
<실시예 6-2>
실시예 1-2와 동일한 방법으로 인조가죽을 제조하되, 상기 실시준비예 1에 따른 바이오 가소제 대신, 상기 실시준비예 6에 따른 바이오 가소제를 사용하였다.
<실시예 6-3>
실시예 1-3과 동일한 방법으로 인조가죽을 제조하되, 상기 실시준비예 1에 따른 바이오 가소제 대신, 상기 실시준비예 6에 따른 바이오 가소제를 사용하였다.
<실시예 6-4>
실시예 1-4와 동일한 방법으로 인조가죽을 제조하되, 상기 실시준비예 1에 따른 바이오 가소제 대신, 상기 실시준비예 6에 따른 바이오 가소제를 사용하였다.
<실시예 7-1>
실시예 1-1과 동일한 방법으로 인조가죽을 제조하되, 상기 실시준비예 1에 따른 바이오 가소제 대신, 상기 실시준비예 7에 따른 바이오 가소제를 사용하였다.
<실시예 7-2>
실시예 1-2와 동일한 방법으로 인조가죽을 제조하되, 상기 실시준비예 1에 따른 바이오 가소제 대신, 상기 실시준비예 7에 따른 바이오 가소제를 사용하였다.
<실시예 7-3>
실시예 1-3과 동일한 방법으로 인조가죽을 제조하되, 상기 실시준비예 1에 따른 바이오 가소제 대신, 상기 실시준비예 7에 따른 바이오 가소제를 사용하였다.
<실시예 7-4>
실시예 1-4와 동일한 방법으로 인조가죽을 제조하되, 상기 실시준비예 1에 따른 바이오 가소제 대신, 상기 실시준비예 7에 따른 바이오 가소제를 사용하였다.
<실시예 8-1>
실시예 1-1과 동일한 방법으로 인조가죽을 제조하되, 상기 실시준비예 1에 따른 바이오 가소제 대신, 상기 실시준비예 8에 따른 바이오 가소제를 사용하였다.
<실시예 8-2>
실시예 1-2와 동일한 방법으로 인조가죽을 제조하되, 상기 실시준비예 1에 따른 바이오 가소제 대신, 상기 실시준비예 8에 따른 바이오 가소제를 사용하였다.
<실시예 8-3>
실시예 1-3과 동일한 방법으로 인조가죽을 제조하되, 상기 실시준비예 1에 따른 바이오 가소제 대신, 상기 실시준비예 8에 따른 바이오 가소제를 사용하였다.
<실시예 8-4>
실시예 1-4와 동일한 방법으로 인조가죽을 제조하되, 상기 실시준비예 1에 따른 바이오 가소제 대신, 상기 실시준비예 8에 따른 바이오 가소제를 사용하였다.
<실시예 9-1>
실시예 1-1과 동일한 방법으로 인조가죽을 제조하되, 상기 실시준비예 1에 따른 바이오 가소제 대신, 상기 실시준비예 9에 따른 바이오 가소제를 사용하였다.
<실시예 9-2>
실시예 1-2와 동일한 방법으로 인조가죽을 제조하되, 상기 실시준비예 1에 따른 바이오 가소제 대신, 상기 실시준비예 9에 따른 바이오 가소제를 사용하였다.
<실시예 9-3>
실시예 1-3과 동일한 방법으로 인조가죽을 제조하되, 상기 실시준비예 1에 따른 바이오 가소제 대신, 상기 실시준비예 9에 따른 바이오 가소제를 사용하였다.
<실시예 9-4>
실시예 1-4와 동일한 방법으로 인조가죽을 제조하되, 상기 실시준비예 1에 따른 바이오 가소제 대신, 상기 실시준비예 9에 따른 바이오 가소제를 사용하였다.
<실시예 10-1>
실시예 1-1과 동일한 방법으로 인조가죽을 제조하되, 상기 실시준비예 1에 따른 바이오 가소제 대신, 상기 실시준비예 10에 따른 바이오 가소제를 사용하였다.
<실시예 10-2>
실시예 1-2와 동일한 방법으로 인조가죽을 제조하되, 상기 실시준비예 1에 따른 바이오 가소제 대신, 상기 실시준비예 10에 따른 바이오 가소제를 사용하였다.
<실시예 10-3>
실시예 1-3과 동일한 방법으로 인조가죽을 제조하되, 상기 실시준비예 1에 따른 바이오 가소제 대신, 상기 실시준비예 10에 따른 바이오 가소제를 사용하였다.
<실시예 10-4>
실시예 1-4와 동일한 방법으로 인조가죽을 제조하되, 상기 실시준비예 1에 따른 바이오 가소제 대신, 상기 실시준비예 10에 따른 바이오 가소제를 사용하였다.
<실시예 11-1>
실시예 1-1과 동일한 방법으로 인조가죽을 제조하되, 상기 실시준비예 1에 따른 바이오 가소제 대신, 상기 실시준비예 11에 따른 바이오 가소제를 사용하였다.
<실시예 11-2>
실시예 1-2와 동일한 방법으로 인조가죽을 제조하되, 상기 실시준비예 1에 따른 바이오 가소제 대신, 상기 실시준비예 11에 따른 바이오 가소제를 사용하였다.
<실시예 11-3>
실시예 1-3과 동일한 방법으로 인조가죽을 제조하되, 상기 실시준비예 1에 따른 바이오 가소제 대신, 상기 실시준비예 11에 따른 바이오 가소제를 사용하였다.
<실시예 11-4>
실시예 1-4와 동일한 방법으로 인조가죽을 제조하되, 상기 실시준비예 1에 따른 바이오 가소제 대신, 상기 실시준비예 11에 따른 바이오 가소제를 사용하였다.
<실시예 12-1>
실시예 1-1과 동일한 방법으로 인조가죽을 제조하되, 상기 실시준비예 1에 따른 바이오 가소제 대신, 상기 실시준비예 12에 따른 바이오 가소제를 사용하였다.
<실시예 12-2>
실시예 1-2와 동일한 방법으로 인조가죽을 제조하되, 상기 실시준비예 1에 따른 바이오 가소제 대신, 상기 실시준비예 12에 따른 바이오 가소제를 사용하였다.
<실시예 12-3>
실시예 1-3과 동일한 방법으로 인조가죽을 제조하되, 상기 실시준비예 1에 따른 바이오 가소제 대신, 상기 실시준비예 12에 따른 바이오 가소제를 사용하였다.
<실시예 12-4>
실시예 1-4와 동일한 방법으로 인조가죽을 제조하되, 상기 실시준비예 1에 따른 바이오 가소제 대신, 상기 실시준비예 12에 따른 바이오 가소제를 사용하였다.
<참고예 1>
실시예 1-2와 동일한 방법으로 인조가죽을 제조하되, 상기 실시준비예 1에 따른 바이오 가소제 대신, 프탈레이트계 가소제인 DINP(Di-(iso-nonyl) phthalate)를 사용하였고, 상기 제1 및 제2 복합 난연제 대신, Sb2O3 5 중량부를 각각 사용하였다.
<비교예 1-1>
실시예 1-1과 동일한 방법으로 인조가죽을 제조하되, 상기 실시준비예 1에 따른 바이오 가소제 대신, 상기 비교준비예 1에 따른 가소제를 사용하였다.
<참고예 2>
실시예 1-2와 동일한 방법으로 인조가죽을 제조하되, 상기 제1 복합 난연제 및 상기 제2 복합 난연제로 모두 삼산화안티몬(Sb2O3)을 사용하였다.
<비교예 2-1>
실시예 2-1과 동일한 방법으로 인조가죽을 제조하되, 상기 실시준비예 2에 따른 바이오 가소제 대신, 상기 비교준비예 2에 따른 가소제를 사용하였다.
<참고예 3>
실시예 2-2와 동일한 방법으로 인조가죽을 제조하되, 상기 제1 복합 난연제 및 상기 제2 복합 난연제로 모두 삼산화안티몬(Sb2O3)을 사용하였다.
<비교예 3-1>
실시예 3-1과 동일한 방법으로 인조가죽을 제조하되, 상기 실시준비예 3에 따른 바이오 가소제 대신, 상기 비교준비예 3에 따른 가소제를 사용하였다.
<참고예 4>
실시예 3-2와 동일한 방법으로 인조가죽을 제조하되, 상기 제1 복합 난연제 및 상기 제2 복합 난연제로 모두 삼산화안티몬(Sb2O3)을 사용하였다.
<비교예 4-1>
실시예 4-1과 동일한 방법으로 인조가죽을 제조하되, 상기 실시준비예 4에 따른 바이오 가소제 대신, 상기 비교준비예 4에 따른 가소제를 사용하였다.
<참고예 5>
실시예 4-2와 동일한 방법으로 인조가죽을 제조하되, 상기 제1 복합 난연제 및 상기 제2 복합 난연제로 모두 삼산화안티몬(Sb2O3)을 사용하였다.
<비교예 5-1>
실시예 5-1과 동일한 방법으로 인조가죽을 제조하되, 상기 실시준비예 5에 따른 바이오 가소제 대신, 상기 비교준비예 5에 따른 가소제를 사용하였다.
<참고예 6>
실시예 5-2와 동일한 방법으로 인조가죽을 제조하되, 상기 제1 복합 난연제 및 상기 제2 복합 난연제로 모두 삼산화안티몬(Sb2O3)을 사용하였다.
[실험예 1: 인조가죽 시편의 물성 테스트]
상기 제조예에 따른 인조가죽 시편의 물성을 MS 321-08로 평가하였다.
1) 인장강도(kgf/30mm)
길이 방향(L)으로 24 kgf/30mm이상이고, 폭 방향(W)으로 12 kgf/30mm이상을 만족할 경우, 자동차용 인조가죽 기준치에 부합하는 것으로 평가하였다.
2) 신율(%)
길이 방향(L)으로 25%이상이고, 폭 방향(W)으로 120%이상을 만족할 경우, 자동차용 인조가죽 기준치에 부합하는 것으로 평가하였다.
3) 인열강도(kgf)
길이 방향(L)으로 1.5kgf 이상이고, 폭 방향(W)으로 1.5kgf 이상을 만족할 경우, 자동차용 인조가죽 기준치에 부합하는 것으로 평가하였다.
4) 박리강도(kgf/30mm)
길이 방향(L)으로 1.8 kgf/30mm 이상이고, 폭 방향(W)으로 1.8 kgf/30mm 이상을 만족할 경우, 자동차용 인조가죽 기준치에 부합하는 것으로 평가하였다.
5) 파열강도(kgf/cm2)
9 kgf/cm2 이상을 만족할 경우, 자동차용 인조가죽 기준치에 부합하는 것으로 평가하였다.
6) 표면경도(Shore A)
쇼어 A 경도로 40 내지 70범위를 만족할 경우 자동차용 인조가죽 기준치에 부합하는 것으로 평가하였다.
방향 실시예 1-1 실시예 1-2 실시예 1-3 실시예 1-4 비교예 1-1 비교예 1-2
인장
강도
(kg/30mm)		 L 26.95 25.60 28.30 25.87 27.49 25.41
W 17.41 16.54 18.28 16.71 17.76 17.77
신율
(%)		 L 62.15 59.04 65.26 59.66 63.39 59.54
W 180.63 171.60 189.66 173.40 184.24 177.57
인열강도
(kgf)		 L 3.71 3.52 3.90 3.56 3.78 3.56
W 4.21 4.00 4.42 4.04 4.29 3.98
박리강도
(kg/30mm)		 L 3.88 3.69 4.07 3.72 3.96 3.54
W 3.45 3.28 3.62 3.31 3.52 3.28
파열강도
(kgf/cm2)		 12.5 11.88 13.13 12.00 12.75 11.84
표면경도(Shore A) 45 47 52 50 50 48
상기 표 4에 나타낸 바와 같이, 실시예 1-1 내지 1-4는 자동차용 인조가죽의 물성에 모두 부합하는 것으로 평가되고, 나머지 실시예들도 동일한 섬유기재층을 사용하였기 때문에 상기 실시예 1-1 내지 1-4와 유사한 기계적 물성을 나타내는 것을 유추할 수 있다.
[실험예 2: 인조가죽 시편의 포깅성, 내한성, 연소성, 냄새 및 검출 유무 테스트]
상기 제조예에 따른 인조가죽 시편에 대하여 포깅성 테스트, 내한성 테스트, 연소성, 냄새 등급 평가 및 프탈레이트계 화합물과 Sb2O3의 검출 유무 평가를 진행하였다.
1) 포깅성 테스트(담가 수치 spec)
상기 제조예에 따른 인조가죽의 MS300-54에 따라 담가 시험장치 및 적분구식 광선투과율 측정장치를 이용하여 포깅성(fogging) 테스트를 수행하였다. 구체적으로, 담가 시험장치는 비커 및 상기 비커를 가열할 수 있는 Oil bath를 포함하한다. 포깅성 테스트 측정방법은 상기 제조예에 따른 인조가죽 시편을 피막면이 위로 하여 상기 비커 안에 넣는 단계, 상기 비커의 상부에 직경 40 ㎜의 둥근 구멍이 있는 철제의 뚜껑을 덮고, 구멍부분이 가로 50 ㎜ 세로 50 ㎜, 두께 3 ~ 5 ㎜의 투명유리판(담가 1 % 이하의 것)을 놓는 단계, 및 Oil bath에 넣어 100℃로 5 시간 가열한 후, 유리판을 꺼내어 상기 적분구식 광선투과율 측정장치를 사용하여, 유리판 중앙부의 3 곳을 하기 표 5의 순서에 따라 측정하는 단계로 이루어지며 하기 식 1에 따라 담가(%)을 산출하는 단계로 이루어진다.
[식 1]
담가(fogging)%=(T4/T2-T3/T1) X 100
상기 제조예에 따른 인조가죽 시편의 담가가 '15%를 초과'할 경우, 자동차용 인조가죽으로 부적합하고, '15% 미만'일 경우 자동차용 인조가죽에 적합하다.
순서 유리판 TRAP 표준백판부착 Galvanometer 눈금 측정
1 미사용 미사용 부착사용 T1(100에 맞춤) 입사광량
2 부착사용 미사용 부착사용 T2 전광선투과량
3 미사용 부착사용 미사용 T3 장치에 의한 산란광량
4 부착사용 부착사용 미사용 T4 장치와 유리판에 의한 산란광량
2) 내한성 테스트(bally flex/규격: MS 300-31)
상기 제조예에 따른 인조가죽의 시편의 두께가 2배 이상의 간격이 되도록 상단 클램프와 하단 클램프의 간격을 넓혀준다. 상기 제조예에 따른 인조가죽의 시편을 상단 클램프 및 하단 클램프에 각각 거치한 후, 상기 인조가죽의 시편이 고정될 수 있도록 조여준다. 고정된 상기 인조가죽의 시편을 5회 이상 굴곡 시험을 실시하여 육안 및 돋보기로 구부러진 부위의 크랙 또는 미세 크랙의 유무를 기록한다. 크랙, 미세 크랙 및 백화 현상 중 어느 하나라도 발생할 경우 X로 표시하였고, 크랙, 미세 크랙 및 백화 현상이 모두 발생하지 않는 경우 O로 표시하였다.
3) 연소성 테스트(규격: MS300-08)
상기 제조예에 따른 인조가죽의 시편을 길이 방향(L) 및 폭 방향(W)에 따라 하기 식 2의 측정값(mm/min)을 측정하여 기준에 충족되는지 여부를 확인하였다. 구체적으로, 연소 속도가 80mm/min 이하일 경우 기준에 충족되는 것으로 평가하였고, 기준에 충족할 경우 O로 평가, 기준에 충족하지 못할 경우 X로 평가하였다.
[식 2]
4) 냄새 등급(규격: MS 321-08)
3급 이상을 만족할 경우 자동차용 인조가죽 기준치에 부합하는 것으로 평가하였다.
5) 프탈레이트계 화합물의 검출 확인
IEC 62321-8 ;2017 GC/MS으로 프탈레이트계 화합물인 DEHP, DBP, BBP, DIBP, DIBP, DIDP, DINP, DNOP, DEP, DPP 및 DNHP가 적어도 어느 하나라도 검출되는지 평가하였다. 상기 프탈레이트계 화합물 중 적어도 어느 하나라도 검출될 경우 'O'로 평가하였고, 검출되지 않을 경우 'X'로 평가하였다.
6) Sb2O3 검출 유무
Sb2O3 난연제를 사용하지 않는 경우, 검출이 되지 않기 때문에 'X'로 표시하였고, Sb2O3 난연제를 사용할 경우 'O'로 표시하였다.
포깅성(%) 내한성 연소성 냄새 등급 프탈레이트계 검출 Sb2O3
검출
참고예 1 3 O X 3 O O
비교예 1-1 3 O X 3 O X
참고예 2 3 O O 3 X O
실시예 1-1 5 O X 3 X X
실시예 1-2 5 O O 3 X X
실시예 1-3 5 O O 3 X X
비교예 2-1 16 X X 4 X X
참고예 3 16 X O 4 X O
실시예 2-1 5 O X 3 X X
실시에 2-2 5 O O 3 X X
실시예 2-3 5 O O 3 X X
비교예3-1 25 O X 3 X X
참고예4 25 O O 3 X O
실시예 3-1 5 O X 3 X X
실시예 3-2 5 O O 3 X X
실시예 3-3 5 O O 3 X X
포깅성(%) 내한성 연소성 냄새 등급 프탈레이트계 검출 Sb2O3
검출
비교예4-1 2 X X 3 X X
참고예 5 2 X O 3 X O
실시예 4-1 5 O X 3 X X
실시예 4-2 5 O O 3 X X
실시예 4-3 5 O O 3 X X
비교예5-1 16 X X 4 X X
참고예 6 16 X O 4 X O
실시예 5-1 5 O X 3 X X
실시예 5-2 5 O O 3 X X
실시예 5-3 5 O O 3 X X
실시예 6-1 9 O X 3 X X
실시예 6-2 10 O O 3 X X
실시예 6-3 8 O O 3 X X
실시예 7-1 8 O X 3 X X
실시예 7-2 10 O O 3 X X
실시예 7-3 6 O O 3 X X
포깅성(%) 내한성 연소성 냄새 등급 프탈레이트계 검출 Sb2O3
검출
실시예 8-1 9 O X 3 X X
실시예 8-2 11 O O 3 X X
실시예 8-3 13 O O 3 X X
실시예 9-1 10 O X 3 X X
실시예 9-2 9 O O 3 X X
실시예 9-3 12 O O 3 X X
실시예 10-1 11 O X 3 X X
실시예 10-2 10 O O 3 X X
실시예 10-3 11 O O 3 X X
실시예 11-1 9 O X 3 X X
실시예 11-2 10 O O 3 X X
실시예11-3 10 O O 3 X X
실시예 12-1 8 O X 3 X X
실시예 12-2 9 O O 3 X X
실시예 12-3 10 O O 3 X X
상기 표 6 내지 8을 참고하면, 모든 실시예는 비교예와 달리, 프탈레이트계 화합물 및 Sb2O3 난연제를 모두 사용하지 않아 인체에 무해하고 친환경적인 인조가죽을 구현할 수 있다. 또한, 모든 실시예의 담가는 15 미만으로 자동차용 인조가죽에 적합함을 알 수 있고, 내한성 및 냄새 등급도 모두 적합으로 평가되었다. 연소성의 경우 난연제로, 제1 또는 제2 복합 난연제를 사용한 실시예의 경우, 연소 속도 기준에 모두 충족함을 확인하였다.
[실험예 3: 인조가죽 시편의 항균 효과 테스트]
Hot press 장비(CARVER)를 이용하여 제조된 상기 제조예에 따른 인조가죽 시편(100mm x 100mm)에 균주 1인 황색포도상구균(Staphylococcus aureus ATCC® 6538P), 균주 2인 대장균(Escherichia coli ATCC® 8739) 및 균주 3인 폐렴막대균(Klebsiella pneumoniae ATCC ® 4352)을 각각 접종하여 ISO 22196 방법으로 항균 테스트(접종량: 0.4mL)를 진행하였다.
항균력은 하기 식 3에 따라 계산하여 하기 표 9 내지 11에 표시하였다. 항균력이 높을수록 항균 효과가 뛰어남을 알 수 있다.
[식 3]
항균력(%)=(Mb-Mc/Mb) X 100
상기 식 3에서 Mb는 상기 대조군에 따른 인조가죽 시편의 24시간 후 콜로니(colony) 수(단위: 세균 수/cm2)를 의미하고, Mc는 상기 제조예에 따른 인조가죽 시편의 24시간 후 콜로니(colony) 수(단위: 세균 수/cm2)를 의미한다. 상기 대조군(blank)은 항균제를 처리하지 않은 인조가죽 시편이다.
1) 초기 조건에서의 항균 효과
상기 제조예에 따른 인조가죽 시편에 접종액을 접종한 직후의 균수를 대조군과 비교하여 ISO 22196 방법으로 항균 테스트를 진행하였다.
2) 내열노화성
상기 제조예에 따른 인조가죽 시편을 80℃ 항온조(오븐)에서 300 시간동안 방치한 후에도 항균 효과가 유지되는지 ISO 22196 방법으로 항균 테스트를 진행하였다.
3) 내습노화성
상기 제조예에 따른 인조가죽 시편을 온도 50±2℃, 습도 98±2% 항온 항습기에서 168시간 동안 방치 후에도 항균 효과가 유지되는지 ISO 22196 방법으로 항균 테스트를 진행하였다.
4) 내광노화성
84MJ/m2 (300 내지 400nm)의 빛을 챔버(내부 습도: 50±5℃)에 놓인 상기 제조예에 따른 인조가죽 시편에 조사(조사 조도: 65.5±2.5W/m2 (300 내지 400nm))하여, 내광 후에도 항균 효과가 유지되는지 ISO 22196 방법으로 항균 테스트를 진행하였다.
단위: 항균력(%) 실시예
1-1		 실시예 1-4 실시예 2-1 실시예 2-4 실시예 3-1 실시예 3-4 실시예 4-1 실시예 4-4 실시예 5-1 실시예 5-4
초기 균주1 0 99.99 0 99.99 0 99.99 0 99.99 0 99.99
균주2 0 99.99 0 99.99 0 99.99 0 99.99 0 99.99
균주3 0 99.99 0 99.99 0 99.99 0 99.99 0 99.99
내열 후 균주1 0 99.9 0 99.9 0 99.9 0 99.9 0 99.9
균주2 0 99.9 0 99.9 0 99.9 0 99.9 0 99.9
균주3 0 99.9 0 99.9 0 99.9 0 99.9 0 99.9
내습
후		 균주1 0 99 0 99 0 99 0 99 0 99
균주2 0 99 0 99 0 99 0 99 0 99
균주3 0 99 0 99 0 99 0 99 0 99
내광 후 균주1 0 99.9 0 99.9 0 99.9 0 99.9 0 99.9
균주2 0 99.9 0 99.9 0 99.9 0 99.9 0 99.9
균주3 0 99.9 0 99.9 0 99.9 0 99.9 0 99.9
1) 균주 1: Staphylococcus aureus ATCC® 6538P
2) 균주 2: Escherichia coli ATCC® 8739
3) 균주 3: Klebsiella pneumoniae ATCC ® 4352
단위: 항균력(%) 실시예 6-1 실시예 6-4 실시예
7-1		 실시예
7-4		 실시예
8-1		 실시예
8-4		 실시예
9-1		 실시예 9-4
초기 균주1 0 99.99 0 99.99 0 99.99 0 99.99
균주2 0 99.99 0 99.99 0 99.99 0 99.99
균주3 0 99.99 0 99.99 0 99.99 0 99.99
내열
후		 균주1 0 99.9 0 99.9 0 99.9 0 99.9
균주2 0 99.9 0 99.9 0 99.9 0 99.9
균주3 0 99.9 0 99.9 0 99.9 0 99.9
내습
후		 균주1 0 99 0 99 0 99 0 99
균주2 0 99 0 99 0 99 0 99
균주3 0 99 0 99 0 99 0 99
내광
후		 균주1 0 99.9 0 99.9 0 99.9 0 99.9
균주2 0 99.9 0 99.9 0 99.9 0 99.9
균주3 0 99.9 0 99.9 0 99.9 0 99.9
1) 균주 1: Staphylococcus aureus ATCC® 6538P
2) 균주 2: Escherichia coli ATCC® 8739
3) 균주 3: Klebsiella pneumoniae ATCC ® 4352
단위: 항균력(%) 실시예
10-1		 실시예
10-4		 실시예
11-1		 실시예
11-4		 실시예
12-1		 실시예
12-4
초기 균주1 0 99.99 0 99.99 0 99.99
균주2 0 99.99 0 99.99 0 99.99
균주3 0 99.99 0 99.99 0 99.99
내열
후		 균주1 0 99.9 0 99.9 0 99.9
균주2 0 99.9 0 99.9 0 99.9
균주3 0 99.9 0 99.9 0 99.9
내습
후		 균주1 0 99 0 99 0 99
균주2 0 99 0 99 0 99
균주3 0 99 0 99 0 99
내광
후		 균주1 0 99.9 0 99.9 0 99.9
균주2 0 99.9 0 99.9 0 99.9
균주3 0 99.9 0 99.9 0 99.9
1) 균주 1: Staphylococcus aureus ATCC® 6538P
2) 균주 2: Escherichia coli ATCC® 8739
3) 균주 3: Klebsiella pneumoniae ATCC ® 4352
상기 표 9 내지 11을 참고하면, 실시예 n-4의 경우, 항균제를 처리하지 않은 실시예 n-1보다 항균 효과가 현저히 우수함을 확인할 수 있다(단, n은 자연수로, 1 내지 12이다).
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.
10: 섬유기재층
20: 발포층
30: 스킨층
40: 표면처리층
100: 바이오 인조가죽

Claims (24)

  1. 섬유기재층; 및
    상기 섬유기재층 상에 배치된 발포층;
    상기 발포층 상에 배치된 스킨층; 및
    상기 스킨층 상에 배치된 표면처리층; 을 포함하고,
    상기 발포층은,
    제1 폴리염화비닐 수지 및
    제1 바이오 가소제를 포함하고,
    상기 표면처리층은,
    폴리우레탄 수지 및 은-제올라이트계 화합물을 포함하고,
    상기 은-제올라이트계 화합물은 은 이온(Ag+)이 제올라이트에 담지된 화합물이고,
    열처리, 수분처리 및 광처리로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 표면처리를 수행한 후의 ISO 22196에 의한 항균 효과가 95 내지 99.9%인,
    바이오 인조가죽.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 발포층은,
    제1 복합 난연제를 더 포함하는
    바이오 인조가죽.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 복합 난연제는,
    제1 하이포포스페이트계 난연제 및 제1 인-질소계 난연제를 포함하는
    바이오 인조가죽.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제1 복합 난연제는,
    수산화알루미늄 및 수산화마그네슘을 포함하는
    바이오 인조가죽.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 바이오 가소제는,
    제1 비-프탈레이트계 화합물 및
    제1 트리멜리테이트계 화합물을 포함하는
    바이오 인조가죽.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 비-프탈레이트계 화합물은,
    디옥틸테레프탈레이트(dioctyl terephthalate), 디옥틸이소프탈레이트(dioctyl isophthalate) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함하고,
    상기 제1 트리멜리테이트계 화합물은,
    트리스(2-에틸헥실)트리멜리테이트(tris(2-ethylhexyl)trimellitate), 트리이소노닐 트리멜리테이트(triisononyl trimellitate) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함하는
    바이오 인조가죽.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 제1 바이오 가소제는,
    제1 천연오일 유래 화합물을 더 포함하는
    바이오 인조가죽.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 바이오 가소제의 전체 중량을 기준으로
    상기 제1 천연오일 유래 화합물의 함량은 18 내지 49 중량%이고,
    상기 제1 비-프탈레이트계 화합물의 함량은 18 내지 49 중량%이고,
    상기 제1 트리멜리테이트계 화합물의 함량은 18 내지 49 중량%인
    바이오 인조가죽.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제1 천연오일 유래 화합물은,
    제1 천연오일에서 유래된 화합물이고,
    상기 제1 천연오일은,
    대두유, 팜유, 올리브유, 톨유, 면실유, 아마인유, 홍화씨유, 해바라기유, 카놀라유, 유채유, 자트로파유, 조류유(algae oil), 옥수수유, 동유(tung oil) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함하는
    바이오 인조가죽.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 발포층은,
    상기 제1 폴리염화비닐 수지 100 중량부를 기준으로, 상기 제1 바이오 가소제 20 내지 80 중량부를 포함하는
    바이오 인조가죽.
  11. 삭제
  12. 제1항에 있어서,
    상기 스킨층은,
    제2 폴리염화비닐 수지; 및
    제2 바이오 가소제를 포함하는
    바이오 인조가죽.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제2 바이오 가소제는,
    제2 비-프탈레이트계 화합물 및
    제2 트리멜리테이트계 화합물을 포함하는
    바이오 인조가죽.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제2 비-프탈레이트계 화합물은,
    디옥틸테레프탈레이트(dioctyl terephthalate), 디옥틸이소프탈레이트(dioctyl isophthalate) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함하고,
    상기 제2 트리멜리테이트계 화합물은,
    트리스(2-에틸헥실)트리멜리테이트(tris(2-ethylhexyl)trimellitate), 트리이소노닐 트리멜리테이트(triisononyl trimellitate) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함하는
    바이오 인조가죽.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제2 바이오 가소제는,
    제2 천연오일 유래 화합물을 더 포함하는
    바이오 인조가죽.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제2 천연오일 유래 화합물은,
    제2 천연오일에서 유래된 화합물이고,
    상기 제2 천연오일은,
    대두유, 팜유, 올리브유, 톨유, 면실유, 아마인유, 홍화씨유, 해바라기유, 카놀라유, 유채유, 자트로파유, 조류유(algae oil), 옥수수유, 동유(tung oil) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함하는
    바이오 인조가죽.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 제2 바이오 가소제의 전체 중량을 기준으로
    상기 제2 천연오일 유래 화합물의 함량은 18 내지 49 중량%이고,
    상기 제2 비-프탈레이트계 화합물의 함량은 18 내지 49 중량%이고,
    상기 제2 트리멜리테이트계 화합물의 함량은 18 내지 49 중량%인,
    바이오 인조가죽.
  18. 제12항에 있어서,
    상기 스킨층은,
    제2 복합 난연제를 더 포함하는
    바이오 인조가죽.
  19. 삭제
  20. 제1항에 있어서,
    상기 은-제올라이트계 화합물은
    상기 폴리우레탄 수지 100 중량부를 기준으로 1 내지 10 중량부로 포함되는,
    바이오 인조가죽.
  21. 제1항에 있어서,
    상기 제1 바이오 가소제는
    미르스트산, 라우르산 및 아디프산 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함하는
    바이오 인조가죽.
  22. 제12항에 있어서,
    상기 제2 바이오 가소제는,
    미르스트산, 라우르산 및 아디프산 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함하는
    바이오 인조가죽.
  23. 제2항에 있어서,
    상기 발포층은,
    염소화 폴리에틸렌 또는 제1 폴리에스테르계 가소제를 더 포함하는
    바이오 인조가죽.
  24. 제18항에 있어서,
    상기 스킨층은,
    염소화 폴리에틸렌 또는 제2 폴리에스테르계 가소제를 더 포함하는
    바이오 인조가죽.
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