KR20210073448A

KR20210073448A - 자동차 도어 트림 시트용 스킨 제조용 조성물

Info

Publication number: KR20210073448A
Application number: KR1020200148488A
Authority: KR
Inventors: 이재창; 성효린; 박재희; 기경민
Original assignee: 한국화학연구원
Priority date: 2019-12-10
Filing date: 2020-11-09
Publication date: 2021-06-18

Abstract

본 발명은 표면 히드록시기의 적어도 일부가 아세틸화된 리그닌, 열가소성 수지 및 바이오 수지를 포함함으로써, 친환경적이면서 용융 가공도 용이하며, 우수한 기계적 물성, 항균 효과를 갖는 성형품을 제조할 수 있는 자동차 도어 트림 시트용 스킨 제조용 조성물에 관한 것이다.

Description

자동차 도어 트림 시트용 스킨 제조용 조성물{COMPOSITION FOR PREPARING VEHICLE DOOR TRIM SHEET SKIN}

본 발명은 자동차 도어 트림 시트용 스킨 제조용 조성물에 관한 것이다.

리그닌은 셀룰로오스 및 헤미셀룰로오스와 함께 목재의 실질(實質)을 이루고 있는 성분으로, 셀룰로오스 외의 탄수화물과 결합하여 존재하는 페닐프로파노이드의 중합물이다. 화학구조는 3종의 페닐프로파노이드를 구성단위로 하여 복잡하게 중합한 수지상구조이다.

따라서, 그 화학구조는 명확하지 않으나 C₁₈H₂₄O₁₁과 C₄₀H₄₅O₁₈ 사이라고 추정하고 있다. 리그닌은 침엽수에 25~30%, 활엽수에 20~25 % 정도 함유되어 있으며, 바이오매스 생산공정, 크래프트(Kraft) 펄프공정 등에서 다량의 부산물로 얻어진다.

예를 들어, 흑액은 크래프트 펄프공정에서 목재를 탈리그닌화(delignification) 시키는 공정에서 생산되는 폐기물이다. 이 흑액에는 리그닌 잔류물, 헤미셀룰오스, 무기화합물 등이 액상으로 녹아 있다. 리그닌은 이러한 흑액으로부터 추출할 수 있다.

전 세계적으로 약 1억톤/년의 흑액이 부산물로 생산되며 흑액의 처리과정은 비용이 매우 많이 들고 환경오염의 원인이 되기 때문에 이의 처리 방법이 매우 난감하다. 이 흑액에 포함된 리그닌은 약 3000 만톤/년 정도로 매우 많은 양으로 추정된다.

현재 전 세계적으로 추출된 리그닌의 99% 이상은 연소 시키고 있는 현실이며, 오직 1% 내외의 리그닌이 농약의 담지체, 콘크리트용 첨가제, 계면활성제, 흡착제, 비료, 고무 첨가제, 탄소입자 원료 등으로 사용되고 있다. 그러나 이러한 리그닌은 물리적 첨가물로서 열안정성과 열가소성 고분자의 특성을 갖지 못하고 있기 때문에 응용이 확대되지 못하고 극히 소량의 리그닌이 연구용 수준에서 활용되고 있다.

흑액으로부터 추출된 리그닌은 고동색의 분말로 얻어진다. 추출된 천연 리그닌은 열경화성 고분자로서 열가소성 특성이 없어 온도가 상승하더라도 고체 상태를 유지하기 때문에 용융가공이 불가능하다.

추출된 리그닌을 가열하면 리그닌은 흑색의 분말로 변색된다. 즉 가열하면 용융되지 않고 냄새와 연기를 발생하며 분말로 남아 있다. 또한 추출된 천연 리그닌은 분자량이 낮은 분자가 포함되어 있기 때문에 100℃에 접근하면 연기와 냄새를 발생한다. 또한 추출된 천연 리그닌은 친수성을 갖기 때문에 일반적인 고분자와 상용성이 없어 일반적인 고분자와 혼련되어도 우수한 물성이 얻어지기 어렵다. 따라서 용융공정을 통해 리그닌 기반 필름을 제작하는 것은 매우 어렵다.

자동차 내장재는 차량 내부에 가장 많은 공간을 차지하고 있으며, 운전자 및 동승자가 가장 많이 접촉하는 자동차 내부 부품으로 환경호르몬의 인체 유해성 문제를 가지는 기존의 PVC 소재를 대체할 친환경 소재에 대한 관심이 증대되고 있으며, 그 대체 소재로 열가소성 폴리올레핀, 열가소성 폴리우레탄, PLA 등이 거론되고 있다. 또한, 종래의 자동차 내장재에는 메스꺼움, 알러지, 피로, 소화불량 및 두통 등의 신차증후군을 유발하는 휘발성 유기화합물과 포름알데하이드 등이 존재하여 이에 대한 규제가 강화되고 있다

한국공개특허 제2017-0051133호

본 발명은 친환경성 자동차 도어 트림 시트용 스킨 제조용 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 용융 성형이 용이한 자동차 도어 트림 시트용 스킨 제조용 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

1. 표면 히드록시기가 80% 이상 아세틸화된 리그닌 3 내지 20 중량%, 열가소성 폴리올레핀 70 내지 80 중량%, 및 선형 저밀도 폴리에틸렌 10 내지 25 중량%를 포함하는 자동차 도어 트림 시트용 스킨 제조용 조성물.

2. 위 1에 있어서, 상기 리그닌은 크라프트 리그닌인, 자동차 도어 트림 시트용 스킨 제조용 조성물.

3. 위 1에 있어서, 황색포도상구균, 대장균 또는 녹농균 항균용인, 조성물.

4. 위 1 내지 3 중 어느 하나의 조성물로 제조된 자동차 도어 트림 시트용 스킨.

본 발명의 조성물은 친환경성 수지 조성물이면서 용융 가공이 용이하다.

본 발명의 조성물로 제조된 성형품은 우수한 기계적 물성을 나타낸다.

본 발명의 조성물 및 이로부터 제조된 성형품은 우수한 항균 효과도 나타낸다.

도 1은 리그닌의 아세틸화 과정을 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 아세틸화 전후의 오르가노솔브 리그닌의 FT-IR 결과이다.
도 3은 아세틸화 전후의 오르가노솔브 리그닌의 UV-Vis 결과이다.
도 4는 아세틸화 전후의 오르가노솔브 리그닌의 열분석 결과이다.
도 5는 아세틸화 전후의 크라프트 리그닌의 FT-IR 결과이다.
도 6은 아세틸화 전후의 크라프트 리그닌의 UV-Vis 결과이다.
도 7은 아세틸화 전후의 크라프트 리그닌의 열분석 결과이다.
도 8은 용융 압출기 및 압출된 샘플이다.
도 9는 ASTM D638-Ⅴ 실험용 샘플을 도시한 것이다.
도 10은 제조된 각 스킨의 인장강도 및 연신율 평가 결과이다.
도 11 및 12는 아세틸화 전후의 리그닌의 항균성 평가 결과이다.
도 13 및 14는 리그닌 함유 시트의 항균성 평가 결과이다.

이하 본 발명을 상세히 설명한다.

본 발명의 조성물은 표면 히드록시기의 적어도 일부가 아세틸화된 리그닌, 열가소성 수지 및 바이오 수지를 포함한다.

본 발명에 따른 리그닌은 표면의 히드록시기의 적어도 일부가 아세틸화된 것이다. 상기 아세틸화된 리그닌은 열분해 온도가 높아지고, 유리전이온도가 낮아져 용융 가공이 가능하게 된다.

표면의 히드록시기의 적어도 일부가 아세틸화된 것으로서, 하기 수학식 1로 표시되는 히드록시기의 아세틸기로의 전환율(아세틸화율)은 예를 들면 70% 이상일 수 있다. 구체적으로, 80% 이상, 구체적으로 85% 이상일 수 있다. 그 상한은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 95%일 수 있다. 아세틸화율이 상기 범위 미만으로 낮으면 열 안정성이 저하될 수 있다. 아세틸화율은 반응시 첨가되는 아세틸화제, 촉매의 양 등을 변경하여 반응 정도를 변경함으로써 조절될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

[수학식 1]

(식 중, λ는 페놀성 수산기의 UV-vis 흡수율([OH])의 평균, D는 흡수율의 차이 이며, ε는 몰흡수율 차이임).

리그닌은 예를 들면 브라운스 천연 리그닌(Brauns' natie lignin), 셀룰라아제 효소 처리 리그닌(Cellulase enzyme lignin), 약산 처리 리그닌(dilute acid ligin), 크라프트 리그닌(kraft lignin), 마쇄 리그닌(milled wood lignin), 유기용매 리그닌(organosolv lignin), 열분해 리그닌(pyrolytic lignin), 증기 폭쇄 리그닌(steam explosion ligin), 설파이트 리그닌(sulfite lignin) 등일 수 있고, 구체적으로는 크라프트 리그닌일 수 있다.

아세틸화는 예를 들면 아세틸화제(ex. 아세트산무수물)과 반응시켜 수행된 것일 수 있고, 필요에 따라 피리딘 등의 촉매를 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

보다 구체적으로, 아세틸화된 리그닌은 30℃ 내지 70℃로 가열된 아세틸화제를 리그닌과 혼합하여 12시간 내지 36시간 반응시키고, 이후 물을 첨가하여 냉각 후, 침전된 리그닌 혼합물을 여과, 수세 및 건조시켜 얻어진 것일 수 있다.

아세틸화제는 예를 들면 5 내지 30 w/v 포함될 수 있고, 구체적으로 5 내지 25 w/v 포함될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

촉매는 예를 들면 5 내지 30 w/v 포함될 수 있고, 구체적으로 5 내지 20 w/v 포함될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

여과는 약산성 조건에서 수행될 수 있고, 예를 들면 pH 4 내지 6 조건에서 수행될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

리그닌은 예를 들면 조성물 총 중량 중 3 내지 20중량%, 구체적으로 3 내지 15중량%, 보다 구체적으로 5 내지 10중량% 포함될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

열가소성 수지로는 당 분야에 공지된 것이 제한없이 사용될 수 있다. 예를 들면 폴리에스테르계 수지, 폴리아크릴산에스테르계 수지, 폴리아세트산비닐계 수지, 스티렌아크릴레이트계 수지, 폴리우레탄계 수지, 폴리에틸렌계 수지, 폴리프로필렌계 수지 등의 폴리올레핀계 수지, 폴리스티렌계 수지, 폴리염화비닐계 수지, 폴리에테르계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리아미드이미드계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리아크릴아미드 수지, 폴리비닐클로라이드 수지, 폴리비닐부티랄 수지, 폴리비닐아세트아세탈 수지 등의 폴리비닐아세탈 수지 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 구체적으로, 열가소성 수지는 폴리올레핀계 수지일 수 있다.

시판품으로는 예를 들면 KEYPLEX TO1192A(LG 화학)를 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

열가소성 수지는 예를 들면 조성물 총 중량 중 60 내지 90중량%, 구체적으로 65 내지 85중량%, 보다 구체적으로 70 내지 80중량% 포함될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

바이오 수지는 세균에 의해 분해 가능한 생물 분해성 수지를 의미하는 것으로서, 이는 열가소성일 수 있다.

바이오 수지로는 당 분야에 공지된 것이 제한없이 사용될 수 있으며, 예를 들면 폴리비닐알코올(Polyvinyl alcohol, PVA), 폴리글리콜산(Polyglycolic acid, PGA), 폴리(에스테르-아미드)(Poly(ester-amide), PEA), 폴리(에스테르-우레탄)(Poly(ester-urethane), PEU), 폴리아미드(polyamide, PA), 폴리에틸렌(polyethylene, PE), 폴리히드록시폴리우레탄(polyhydroxypolyurethane), 폴리부틸렌석시네이트(polybutylene succinate, PBS), 폴리부틸렌아디페이트(polybutylene adipate, PBA), 폴리에틸렌석시네이트(polyethylene succinate, PES), 폴리3-히드록시부틸레이트(poly(3-hydroxybutylate), PHB), 폴리3-히드록시부틸레이트-3-히드록시헥사노이트(poly(3-hydroxybutyrate-3-hydroxyhexanoate), PHBHHx), 폴리유산(polylactic acid, PLA), 폴리히드록시알카노에이트(polyhydroxyalkanoate, PHA), 폴리카프로락톤(polycaprolactone, PCL), 폴리부틸렌아디페이트-코-테레프탈레이트(polybutylene adipate-co-terephthalate, PBAT), 폴리부틸렌석시네이트-코-테레프탈레이트(polybutylene succinate-co-terephthalate, PBST) 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 구체적으로는 폴리에틸렌일 수 있고, 보다 구체적으로는 선형 저밀도 폴리에틸렌일 수 있다.

시판품으로는 예를 들면 SLL118/21(Braskem)을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

바이오 수지는 예를 들면 조성물 총 중량 중 5 내지 30중량%, 구체적으로, 10 내지 25중량%, 보다 구체적으로 15 내지 20중량% 포함될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 조성물 및 이로부터 제조된 성형품은 우수한 항균 효과를 나타낼 수 있어, 항균 용도로도 사용될 수 있다.

예를 들면 황색포도상구균, 대장균, 녹농균 등에 대한 항균용일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 조성물은 상기 조성들을 용융 혼합, 압출하여 펠렛을 제조하고, 이를 성형하여 성형품으로 제조될 수 있다.

성형은 당 분야에 공지된 방법으로 수행될 수 있고, 예를 들면 압출, 압축, 사출, 적층, 발포, 롤 성형 등을 사용할 수 있고, 구체적으로는 시트 제조를 위해 용융 압출 성형될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 조성물은 자동차 내장재 제조용일 수 있고, 구체적으로. 도어 트림 시트용 스킨 제조용일 수 있다.

본 발명의 조성물로 제조된 자동차 도어 트림 시트용 스킨은 종래 제품과 동등한 수준의 물성을 가지며, 친환경적이며 항균 효과도 나타내어, 종래 스킨을 대체할 수 있다.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다.

실시예

1. 리그닌의 아세틸화

재료로는 Organosolv lignin(Barley straw, ㈜슈가엔), Kraft lignin(Hardwood, 무림P&P)를 사용하였고, 배합비는 하기 표 1과 같다.

Lignin	Acetic anhydride	Pyridine(촉매)
Organosolv lignin	7~10(w/v)	5~10(w/v)
Kraft lignin	10~20(w/v)	10~20(w/v)

(1) 방법(도 1)

①촉매와 아세틸화제를 혼합한 후 교반하며 적정온도로 가열

②적정온도에 도달한 혼합물에 리그닌 파우더를 첨가한 후, 12시간 이상 교반시킴

③반응이 끝난 리그닌 혼합물에 차가운 증류수를 적정량투입

④침전된 리그닌 혼합물을 여과액이 pH 5에 도달하도록 여과와 수세를 반복

⑤여과된 고체를 60℃에서 24시간 진공건조 시킴

(2) 결과

①Organosolve lignin

①-1 FT-IR

- 적외선 분광분석기(Thermo fisher scientific, Nicolet iS 50) 사용, 결과는 도 2에 나타냄

- 4000~600cm^-1파장 범위, Scan 32, ATR법

- 3650~3000cm^-1 파장 범위에서 나타나던 OH 피크가 아세틸화 후 확연히 감소

- 2930cm^-1, 2840cm^-1 파장 범위의 메틸기와 메틸렌기의 C-H피크 또한 감소

- 1760cm^-1, 1735cm^-1파장 범위에는 아세틸화로 인한 새로운 피크가 나타나는데 이것은 지방족, 방향족 에스터 결합으로 인해 나타남

- 1460cm^-1, 1420cm^-1또한 메틸기와 메틸렌기의 C-H 방향족 링의 피크인데, 아세틸화 후 줄어든 것을 확인

- 하지만 1361cm^-1에서 C-H 굽힘 진동의 피크는 증가한 것으로 보임

- 1192cm^-1에서는 에스터기의 피크가 증가

- 905cm^-1에서는 C-H 에틸렌 결합의 피크가 증가

Peak (cm ^-1 )
2930, 2840	C-H stretching in CH2, CH3 group
1760, 1735	aliphatic and aromatic ester bonds
1595, 1510	C-C of aromatic skeletal vibration
1460, 1420	C-H deformation on CH2, CH3 group and C-H aromatic ring vibrations
1361	symmetric C-H bending
1192	p-coumaric ester group
1127	C-H of syringyl group
1033	symmetric CH2 streching
905	C-H of ethylene bond
839	aromatic C-H out of plane deformation

①-2 UV-Vis

- 자외선 가시광선분광기(UV-2600, SHIMADZU)를 사용

- 리그닌 0.015mg을 Dioxane:Water(9:1)에 용해시켜 각각 미리 제조한 이온 용액(pH 11~12의 알칼리 디옥산 용액)과 중성 용액(pH7 디옥산 수용액)에 일정량 넣어 이온 용액, 중성 용액을 제조

- 200nm~500nm까지의 범위에서 흡광도를 측정하여 비교, 결과는 도 3에 나타냄

- 개질 전·후 리그닌 샘플의 페놀성 OH 그룹 최대 흡광도는 270~290nm 범위와 360~390nm 범위에서 측정

- 개질 전 리그닌의 경우 Type 1의 OH 그룹이 279nm, Type 2의 OH 그룹이 386nm에서 발견됨

- 개질 후 리그닌의 경우 Type 1의 OH 그룹이 289nm, Type 2의 OH 그룹이 381nm에서 발견됨

- 이들의 OH 그룹이 나타나는 파장 길이가 다른 이유는 조색단인 OH 그룹의 변화로 인함 것임, 리그닌에 존재하는 페놀성 구조 4가지 중 개질 반응에 의해 유형 1번(결합되지 않은)과 유형 4번(페놀성 구조가 결합된)에서 최대 UV 흡수가 나타남

- 즉 개질 반응이 일어났고, 이들을 Dence and Lin의 방법을 참고하여 전환율을 계산함

- 하기 수학식 1에 따라 OH 그룹의 아세틸기로의 전환율을 계산한 결과, 89.54%의 전환을 보임

[수학식 1]

①-3 열분석

- 열중량분석기(TGA, TA instrument, G500), 시차열중량계(DSC, TA instrument, Q2000) 사용, 결과는 도 4에 나타냄

- TGA의 경우, 질소기류 하 10℃/min의 등온속도, 상온~800℃범위까지 측정

- DSC의 경우, 질소기류 하 10℃/min의 등온속도, 상온~200℃범위

TGA	T_5%(℃)	T_max(℃)
개질 전	193.7	307.2
개질 후	238.3	330.6

- 개질 후 리그닌의 최대 열분해 온도가 개질 전 리그닌의 온도보다 23.4℃더 높게 관찰됨

- 5% 열분해된 온도 역시 개질 후 리그닌의 샘플에서 44.6℃더 높게 측정됨

DSC	T_g(℃)
개질 전	135
개질 후	113.8

- 50~60℃ 부근의 피크는 잔존 수분의 영향

- 유리전이 온도는 개질의 영향으로 21.2℃낮아짐

②Kraft lignin

②-1 FT-IR

- 결과는 도 5에 나타냄

- 2934cm^-1, 2850cm^-1 파장 범위의 메틸기와 메틸렌기의 C-H 피크 또한 감소

- 1760~1740cm^-1파장 범위에는 아세틸화로 인한 새로운 피크가 나타나는데 이것은 지방족, 방향족 에스터 결합으로 인해 나타남

- 1190cm^-1에서는 에스터기의 피크가 증가

- 905cm^-1에서는 C-H 에틸렌 결합의 피크가 증가

Peak (cm ^-1 )
2934, 2850	C-H stretching in CH2, CH3 group
1758, 1736	aliphatic and aromatic ester bonds
1594, 1505	C-C of aromatic skeletal vibration
1456, 1412	C-H deformation on CH2, CH3 group and C-H aromatic ring vibrations
1367	symmetric C-H bending
1190	p-coumaric ester group
1123	C-H of syringyl group
1008, 1034	symmetric CH2 streching
905	C-H of ethylene bond
826	aromatic C-H out of plane deformation

②-2 UV-Vis

- 개질 전·후 리그닌 샘플의 페놀성 OH 그룹 최대 흡광도는 290~300nm 범위와 360~370nm에서 측정, 결과는 도 6에 나타냄

- 개질 전 리그닌의 경우 Type 1의 OH 그룹이 294nm, Type 2의 OH그룹이 368nm에서 발견됨

- 개질 후 리그닌의 경우 Type 1의 OH 그룹이 297nm, Type 2의 OH 그룹이 361nm에서 발견됨

- 이들의 OH 그룹이 나타나는 파장 길이가 다른 이유는 조색단인 OH그룹의 변화로 인함

- 하기 수학식 1에 따라 OH 그룹의 아세틸기로의 전환율을 계산한 결과, 89.49%의 전환을 보임

[수학식 1]

②-3 열분석

- 결과는 도 7에 나타냄

- 개질 후 리그닌의 최대 열분해 온도가 개질 전 리그닌의 온도보다 더 높게 관찰됨

- 5% 열분해 된 온도 역시 개질 후 리그닌의 샘플에서 더 높게 측정됨

TGA	T_5%(℃)	T_max(℃)
개질 전	215	359
개질 후	247	372

DSC	T_g(℃)
개질 전	136.87
개질 후	129.02

- 개질 후 리그닌의 유리전이온도가 7.85℃낮아짐.

- 70~80℃부근의 피크는 리그닌 내에 잔존하던 수분으로 추측할 수 있음

- 이는 수소결합이 감소하고, 분자의 자유 체적이 증가해 체인의 이동성이 높아졌다는 것을 뜻함. 즉, 개질이 이루어진 것을 확인할 수 있음

2. 리그닌 함유 자동차 도어트림 시트용 스킨 제조

(1) 방법 (도 8)

- 하기 표 8, 9의 재료를 블렌딩하여 압출용 펠렛 제조

- 시트 제조용 T-die 활용하여 스킨 제조

- 압출 조건: 온도 100~190℃, 속도 60~130rpm

구분	종류	특성
범용 수지	TPO (KEYPLEX TO1192A, LG chemical)	- 밀도: 0.93g/cm³ - MI: 20g/10min - T_m: 160℃
바이오 수지	LLDPE(Bio-PE)(SLL118/21, Braskem)	- 밀도: 0.919g/cm³ - MI: 1g/10min - Bio content: 87%
리그닌	Kraft lignin (Hardwood,무림P&P)	- Hardwood - Acetylated

범용 플라스틱	바이오함량		계
	바이오플라스틱	리그닌
75%	20%	5%	100%
	15%	10%	100%

(2) 특성 분석

①기계적 특성

- 만능시험기(Universal testing machine, 5943U280, Instron) 사용

- 스킨: ASTM D638-*(도 9)

- 시험인증기관인 FITI 시험연구원에 평가를 의뢰함(도 10)

Skin	방향	인장강도 (kgf/30mm)	연신율 (%)
(시중제품) TPO	MD	19.0	N/A
TPO	MD	18.5	158
TPO+LLDPE	MD	15.9	163
TPO+LLDPE+KL10(리그닌10% 첨가)	MD	22.4	N/A

- MD 방향에서 인장강도는 시중 제품인 TPO보다 리그닌 함유 도어트림용 스킨의 값이 높게 나타났으며, 파단 시 연신율은 시험측정기의 측정범위에서 파단이 일어나지 않아 측정이 불가함으로 평가됨

- 이를 통해 시중의 자동차 도어트림용 스킨보다 리그닌 함유 도어트림용 스킨의 기계적 물성이 더 우수하다는 것을 알 수 있음

②오염성 평가

- 현대자동차 평가방법인 MS300-31 규격을 통해 평가함

Skin	제시 상태	노화 처리 후
MS300-31 규격 기준	17등급 이하	17등급 이하
(시중 제품) TPO	5등급	5등급
TPO+LLDPE+KL10	5등급	5등급

- 시중 제품과 리그닌 함유 도어트림용 스킨의 오염성 차이가 없음

- 이를 통해 자동차 도어트림용 스킨에 적합한 오염성을 가지고 있음을 확인함

③김서림 방지능(내 Fogging) 평가

- 현대자동차 평가방법인 MS300-31 규격을 통해 평가함

Skin	결과치
MS300-31 규격 기준	15% 이하
(시중제품) TPO	2%
TPO+LLDPE+KL10	3%

- 리그닌 함유 도어트림용 스킨의 값이 시중제품보다는 높지만 그래도 규격 기준보다 훨씬 낮은 값을 가짐

- 이를 통해 자동차 도어트림용 스킨에 적합한 내 Fogging성을 가지고 있음을 확인함

④TVOCs 평가

- 현대자동차 평가방법인 MS300-31 규격을 통해 평가함

Skin	결과치
MS300-31 규격 기준	2ppm 이하
(시중제품) TPO	0.3867ppm
TPO+LLDPE+KL10	0.3772ppm

*ppm=㎍/m³×0.001×(22.4/분자량)

- 시중제품의 TPO 스킨보다 리그닌 함유 도어트림용 스킨의 값이 더 낮은 값을 가짐

- 이를 통해 자동차 도어트림용 스킨에 적합한 TVOCs를 가지고 있음을 확인함

⑤항균성테스트

⑤-1 진탕플라스크법 (ASTM E2149-13a)

- 시료: Kraft Lignin(개질 전·후, 분말형태)

- 시료 측정량: 1.0g

- 완충용액: Phosphate buffer 50mL(pH 7.2)

- 사용 균주

균주1: Staphylococcus aureus ATCC 6538 (황색포도상구균)

균주2: Escherichia coli ATCC 25922 (대장균)

균주3: Klebsiella pneumoniae ATCC 4352 (폐렴균)

균주4: Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853 (녹농균)

- 시험 결과: 항균도(세균수/mL, 세균 감소율 %) (도 11, 12)

		BLANK	개질 후(AKL)
균주 1	초기균수	2.1 × 10⁵	2.1 × 10⁵
	24시간 후	1.3 × 10⁵	< 30
	세균 감소율	-	99.9
균주 2	초기균수	2.4 × 10⁵	2.4 × 10⁵
	24시간 후	1.3 × 10⁵	8.4 × 10⁴
	세균 감소율	-	35.4
균주 3	초기균수	2.1 × 10⁵	2.1 × 10⁵
	24시간 후	1.5 × 10⁵	2.5 × 10⁵
	세균 감소율	-	0
균주 4	초기균수	2.1 × 10⁵	2.1 × 10⁵
	24시간 후	1.7 × 10⁵	4.2 × 10⁴
	세균 감소율	-	75.3

- 표면 개질 후 균주 1, 2, 4에 대해 우수한 항균 효과를 나타냄

⑤-2 필름밀착법 (ISO 22196 : 2011)

- 시료: Kraft Lignin 함유 시트

- 표준 필름: Stomacher®400 POLY-BAG

- 시료 크기: 50mm × 50mm

- 커버 필름 크기: 40mm × 40mm

- 접종량: 0.4mL

- 시험 조건: 시험균액을 (35±1)℃, R.H 90%에서 24시간 정치 배양 후 균수 측정

- 항균 효과: 항균활성치 2.0 이상

- 사용 균주

균주1: Staphylococcus aureus ATCC 6538P (황색포도상구균, 페니실린 내성)

균주2: Echerichia coli ATCC 8739 (대장균)

균주3: Klebsiella pneumoniae ATCC 4352 (폐렴균)

균주4: Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853 (녹농균)

- 시험 결과: 항균력 (세균수/cm², 항균활성치 ) (도 13, 14)

		BLANK	AKL Sheet
균주 1	초기균수	1.4 × 10⁴	1.4 × 10⁴
	24시간 후	2.4 × 10⁴	< 0.63
	항균활성치	-	4.6 (99.9%)
균주 2	초기균수	1.4 × 10⁴	1.4 × 10⁴
	24시간 후	1.1 × 10⁶	1.7 × 10²
	항균활성치	-	3.8 (99.9%)
균주 3	초기균수	1.4 × 10⁴	1.4 × 10⁴
	24시간 후	2.7 × 10⁵	3.0 × 10⁵
	세균 감소율		0 (0%)
균주 4	항균활성치	1.4 × 10⁴	1.4 × 10⁴
	24시간 후	2.6 × 10⁵	< 0.63
	항균활성치	-	5.6 (99.9%)

*% 표기: (BLANK 24시간 후 균수 - 시험편 24시간 후 균수)/BLANK 24시간 후 균수 × 100)

- 표면 개질 후 균주 1, 2, 4에 대해 우수한 항균 효과를 나타냄(항균 활성치 2 이상이면 항균 효과 우수)

Claims

표면 히드록시기가 80% 이상 아세틸화된 리그닌 3 내지 20 중량%, 열가소성 폴리올레핀 70 내지 80 중량%, 및 선형 저밀도 폴리에틸렌 10 내지 25 중량%를 포함하는 자동차 도어 트림 시트용 스킨 제조용 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 리그닌은 크라프트 리그닌인, 자동차 도어 트림 시트용 스킨 제조용 조성물.
청구항 1에 있어서, 황색포도상구균, 대장균 또는 녹농균 항균용인, 조성물.
청구항 1 내지 3 중 어느 한 항의 조성물로 제조된 자동차 도어 트림 시트용 스킨.