바이오/재료/화학

Fine Chemical _2017.4 특집요약 (p5~58)

[특집] 난연제 개발의 동향 및 향후 전망

● 특집에 있어서
(Introduction)
Hitoshi Nishizawa / 니시자와 기술연구소 대표

현재, 각종 산업분야에서는 운용되고 있는 많은 난연(爛然)규격에 합격한 난연제품이 제조 판매되고 있다. 여기에서 사용되고 있는 고분자 재료는 베이스 수지에 난연제를 추가해 혼합분산 또는 반응시켜 난연화가 이루어 진다. 난연화 기술은 특히 전쟁 후, 라디오 수신기 시대에서 TV시대로의 이행기, 그리고 원자력 발전의 여명기에 난연제품의 증가에 의해 발전하여, 또한 정보산업의 발전이 최근의 난연 제품의 증가로 이어지고 있다.       

난연제의 환경 안전성 문제에서는 취소(브롬)계 난연제의 환경 안전성에 관한 문제가 제기되어 세계 각국에서 친환경 대응이 요구되고 있다. 그 이후, 관계자의 노력에 의해 취소계 난연제인 데카브로모디페닐옥사이드계(系)의 3종류가 제조 중지(RoHS 규제)가 되어, 그 외에는 문제가 없다는 것이 밝혀졌다. 또한, 시간이 지나면서 HBCD가 확대RoHS 규제로 인해 거의 시용이 금지되었으나, 현재 그 외의 규제는 없다. 최근에는 노동성의 위원회에서 삼산화안티몬에 대한 안전성 검토가 진행되고 있으며, 향후 동향에 주목해야 될 것이다.

이런 배경을 기반으로 난연제에 요구되는 향후 과제는 향후 동향을 고려해 환경의 안전성을 높여, 난연 효과가 높은 난열연 및 난연화 기술을 개발하는 것이 중요하고 생각하는 경향이 강하다. 그러나, 이것은 그리 쉽지 않은 문제이므로 시간과 자금을 필요로 하기 때문에 특히 신제품 개발을 추진하는 기업에게 있어서는 부담이 크다. 최근 십 수년간, 반드시 충분히 일관된 성과를 얻을 수 있었다고 단정짓기는 힘들다. 일관된 성과를 얻기 위해서는,
① 연소 현상의 해명과 난연 기구의 연구
② 난연성 평가시험법의 개량, 개발
③ 신규발상, 난연 기구에 의거한 난연제의 개발
등의 테마 연구가 중요해 진다.

현재, 관련 기업, 연구자, 관련단체가 현황을 타파하기 위한 노력을 하고 있으나, 최근 수 년 전부터의 연구 동향에 조금씩 변화가 눈에 띄면서 새로운 방향성이 몇 가지 보이기 시작했다.

본 특집에서는 몇 가지 최근의 연구 동향 및 특허의 제안 상황에서 본 현상과 향후 동향, 난연 규제와 새로운 메커니즘, 난연컴파운드의 현상과 과제, 신규 난연제의 개발 사례 등을 소개하여 최근의 동향을 알기 위해 기획했다. 여러분에게 참고가 되길 진심으로 바란다.

● 난연제의 최신 동향
(Recent Trends of Flame Retardant)
Hitoshi Nishizawa / 니시자와 기술연구소 대표

최근의 난연제에는 높은 난연효과와 환경 안전성이라는 양면이 요구되고 있으며, 새로운 난연제 개발이 어려운 상황이다. 그러나, 최근의 연구 동향은 크게 눈에 띄진 않지만 착실하게 진전을 거듭하고 있다. 이 글에서는 최신 연구 동향과 특허 제안의 동향을 통해 바라본 난연제의 최신 동향을 파헤쳐 보도록 하겠다.

● 난연제 개발의 동향 및 향후 전망
(The Present State and The Future of Fire Retardant)
Masayuki Ohkoshi / 쿄토공예섬유대학 전통 미래교육연구센터 시니어 펠로우

이 글에서는 난연제의 필요성과 개발 의의에 대해 소개한다. 4대 메이저 임펙트로부터 향후 내연재료의 수요증가가 기대되는 분야를 제시하여 그 대응책을「하드웨어(사물)보다 소프트웨어(정서)로」라는 사례와 함께 서술하겠다.

● 붕산염을 사용한 신규 난연기술 –- 종이, 목면의 난연화에서 불연목재의 개발까지
(New Flame Retardant Techniques Using Borates – From Fireproofing Wood to Flame Retardant Coatings for Plastics)
Isao Tsuyumoto / 가나자와 공업대학 바이오∙화학부 응용화학과 교수

폴리 붕산 나트륨 수용액은 기존의 붕산염보다도 고농도로 조막성(造膜性)이 있으며 목재, 목면, 종이 등 셀룰로스를 주성분으로 하는 자재에서 높은 난연 성능을 나타낸다. 수용액의 함침에 의한 종이, 목면, 미립자모드, 목재의 난연화, 불연화 기술에 대해 해설한 다음, 제품으로써 실용화 된 사례를 소개하겠다.

● 난연 컴파운드의 현상과 과제
(Flame Retardant Compounds – Current Situation and Problem)
Hideo Yasuhisa Asano / ㈜이데미츠 라이온콤포지트 복합재료 연구소 상석주임연구원

난연콤파운드는 수지와 난연제의 조합에 의한 여러 가지 과제가 있다. 취소계 난연제는 모든 수지로 난연 성능이 높고 저비용이지만, 환경 규제에 풀어야 할 과제가 있다. 논하로난연제에 대해서는 일부의 수지를 제외하면 문제가 많아, 예를 들어 난연성, 내열성, 내습열성, 브리드 및 가공성 등의 문제가 있다. 이 과제에 대하여 난연제를 종류별로 정리하여 해설하겠다.

● 인산에스테르계(系) 난연제의 난연 성능과 개발 동향
(Flame-Retardancy and Development Trend of Phosphate Ester Flame- Retardants)
Takehiro Ueki / ㈜다이하치화학 기술개발부문 상품개발부 과장

인산에스테르계 난연제의 기술적 과제로는 난연성 외에도 내열성, 내가수분해성, 밀폐성 등을 제시할 수 있다. 본 글에서는 이런 요구사항에 대한 지금까지의 개발의 흐름에 대하여 성능 데이터를 합쳐 되짚어 보면서 최근의 개발사례로써 2종류의 안연제에 대하여 소개하겠다.

● 신규 인산 난연제 화이어 가드 FCX-210 개발
(Development of Novel Phosphorus-Based Fire Retardant, FCX-210)
Katsuhiro Yamanaka / ㈜테이진 수지개발센터 기간기술개발실 실장

최근 난연재료의 논(Non)할로겐화의 요구가 높아지고 있다. 테니진(帝人)에서는 많은 고객의 니즈에 부응하고자, 폴리머 연소기구에 준한 난연제 분자설계를 통해 신규 인계(系) 연산제 FCX-210의 개발에 성공했다. FCX-210은 다양한 수지 종류에 대해 고도의 난연 효과가 있으며 수지특성을 유지하는 것이 가능하다. 이 글에서는 FCX-210의 설계이론과 특성에 관해 보고하겠다.  

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