[논문]난연제의 최근 개발 동향

박정영

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박정영 (클라리언트 코리아, 기술지원팀)

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문제 정의

RoHS 지침의 기본적인 골자는 전기기기의 신제품에 납(Pb), 수은(Hg), 카드뮴(Cd), 6가 크롬(C) 등 중금속과 브롬화 난연제인 PBBs와 PBDEs의 사용을 2006년 7월 1일부터 사용금지 하는 것을 목적으로 하고 있다.
지금까지 현재 세계적으로 난연제에 대한 규제와 개발 동향, 향후 과제에 대해 여러 분야의 자료를 토대로 검토해 보았다. 난연제 중에서도 할로겐물질이 아주 효과적인 난연제이지만 날로 심화되어가는 환경 규제로 인해 대책을 강구하지 않을 수 없는 실정이며, 여러 제조 회사에서는 이미 많은 연구를 통해 새로운 난연제를 개발 제조하고 있다.

가설 설정

. TBBPA는 주로 반응형으로 사용되므로 환경중에 배출될 가능성은 낮음. 그러나 TBBPA 의 증기압이 비교적 커서 첨가형으로 사용될 경우 환경에 방출 토양 및 하천저질에 축적될 가능성이 있음.
. 브롬화 난연제에 열을 가하게 되면 브롬화다이옥신 또는 브롬화퓨란(PBDD/PBDF)가 형성됨. decaBDE의 경우 섭씨 300도에서 800도의 열을 가하면 PBDD/PBDF가 발생한다.

성능/효과

. PBDEs의 장기노출이 우려되는 이유는 이물질들의 환경잔류성이 커서 일단 노출되면 잘 분해되지 않고 환경 중에 축적될 가능성이크기 때문으로 Penta-, Octa-, Deca-BDE 모두 토양 및 하천저질에 축적성이 있는 것으로 조사됨.
. TBBPA는 토양이나 수계의 혐기성 또는 호기 성환경에서 일부가 분해되는 것으로 알려짐.
. 생물의 축적여부는 분자량과 상관이 있는데 Penta-의 경우 생물축적성이 큰 것으로 조사되었으나, Cteta-, Deca-등 분자량이 클수록생물축적성은 감소하는 것으로 조사됨.
2(X)0년도의 난연제의 수급상황을 보면, 인계, 무기계 등에서 일부가 국내 생산되어 공급되고, 염소계, 브롬계, 멜라민 유도체 계통은 전량 수입되고 있다. 즉, 전체 수요량의 약 10%인 연간 10Q00톤 정도가 국내에서 생산되어 공급되고 있으며, 나머지 90%인 90, 000톤이 수입.
Table 3은 1996년부터 2001년까지 국내 난연제 종류별 시장 규모를 정리한 것이다. 시장규모는 2000년말 기준으로 100,000톤(2, 180억원)이었으며, 수요산업의 침체로 2001년에는 20% 정도 감소한 약 80, 000톤이었으나, 세계 난연제의 시장규모가 1996년에 비해 2001년도 가 약 30% 증가한것을 감안할 때, 우리나라의 경우 2000년도 100,000톤은 상대적으로 수요가 많은 것으로 보여진다.
이론적으로는 에폭시, PP/PE, PS/HIPS, PET/PBT,폴리에스테르, 섬유 등에도 사용이 가능한 것으로 되어 있으나 적용분야로의 기술적 한계를 가지고있다, 국내에서는 네덜란드의 DSM Melapur, 일본의 닛산케미컬, 저급의 중국산 제품이 전량 수입되고 있다. 전문가들의 의견을 종합해보면, 각 해외 메이커 별 국내 시장점유율은 DSM Melapur 40%, 기E- 20% 정도이다.

후속연구

3%로 세계시장의 비율 50%의 약 1/2로 낮게 나타나고 있다. 이와 같이 브롬화 난연제의 사용비율이 높은 것은 전자산업의 발전에 기인하는 것이나, 선진국을 중심으로 할로겐계 난연제의 환경기준 강화에 따른 사용제한이 활발히 논의되고 있으므로 브롬화 난연제를 대체할 수 있는 방안에 좀 더 많은 관심이 필요할 것으로 판단된다. 특히, 난연제의 환경 유해성 기준이 강화되고 있는 국내외 상황들을 고려하여 국내 난연제 수입업체들은 브롬계나 염소계 난연제의 수요가 현재보다 증가하지는 않을 것이라고 전망하고 있다.

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