KR100454708B1 - 폴리우레탄 피혁과 그의 제조방법 및 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 투습의 기능을 갖는 폴리우레탄 피혁에 관련된 것으로, 일실시예로서 섬유기재의 한면에 폴리우레탄 핫멜트를 도포하는 단계와, 도포된 폴리우레탄 핫멜트의 표면에 핫멜트가 침입되는 음각부분과 핫멜트가 부착되는 양각부분이 포함되도록 어느 한쪽에 요철이 포함된 한쌍의 롤러사이에서 130℃~200℃의 열로 일정한 압력을 가하는 단계와, 음각 부분이 형성된 섬유기재를 적당한 온도로 냉각시킨 후 음각부분의 표면에 투습공을 형성시키기 위해 텀블링시키는 단계로 제작된다.

Description

폴리우레탄 피혁과 그의 제조방법 및 제조장치{Polyurethane leather and its manufacturing method and device}

본 발명은 투습의 기능을 갖는 폴리우레탄 피혁에 관련된 것으로, 특히 섬유기재에 폴리우레탄 핫멜트를 적층시킨 상태에서 부식된 요철면으로 가압 가열하여 양각부분에서 폴리우레탄 핫멜트의 함침을 유도하고, 텀블 공정에 의해 투습기능을 갖도록 한 폴리우레탄 피혁과 그 제조방법 및 제조장치에 관한 것이다.

일반적으로 인조피혁을 제작하는 방법으로 건식방법과 습식방법이 알려져 있다.

습식방법은 폴리우레탄과 유기용제인 디메틸 포름아마이드를 혼합하여 제조합 수지조성물을 원단상에 일정한 두께로 코팅한 후 이들을 물속으로 통과시킴으로서 발생된 물방울이 원단상에 수지조성물을 먹고 침입시킨 후 건조기에 넣고 열로서 건조시켜서 미세한 투습 기공을 갖는 방법이다.

건식방법은 폴리우레탄 메틸에틸케톤, 톨루엔, 아세톤, 이소프로필 알코올 등 휘발성이 강한 유기용제에 용해시켜서 제조한 수지조성물을 원단상에 일정한 두께로 코팅한 후 열처리하여 휘발성 유지용제를 휘발시킴으로서 원단상에 균질의 폴리우레탄 필림층을 형성시키는 방법이다.

이러한 건식방법은 투습효과가 전혀 없으며 유기액화를 사용하기 때문에 인체에 해가되는 공해성 작업방법이다.

또한 건식방법에 투습성을 부여하기 위한 방법이 있으나 이는 폴리우레탄올, 메틸에틸케톤, 톨루엔, 아세톤, 이소프로필 알코올 등 휘발성이 강한 유기용제에 용해시켜서 제조하고, 수지조성물을 한면이 매끈한 이형시트 상에 일정한 두께로 코팅한 후 열처리하여 휘발성 유기용제를 휘발시켜서 투습방수성을 갖는 폴리우레탄 필름을 제조하여 여기에 폴리우레탄 접착제 성분을 유기용제 이소시아 네이트게 경화제와 혼합시켜서 제조한 접착수지를 나이프로 균일하게 전면 도포하거나 그라이바를 사용하여 점도포한 후 원단과 합포하고 숙성시켜서 투습 방수 피혁을 제공하는 방법이다.

그러나 이들 방법은 기본적으로 디메틸 포름 아마이드, 톨루엔, 메틸에틸케논, 아세톤, 이소프로필 알코올 등의 휘발성 유기용제를 사용함에 따라 작업 공정중 열처리시 휘발성 유기화학 물질이 대기중으로 방출되기 때문에 대기오염을 유발하며 작업공정중 인체유해나 폭발, 화재 등의 위험을 안고 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 제반적인 문제점을 해결하기 위한 것으로, 인체의 유해성 및 작업공정의 위험성이 전혀 없고, 공해를 유발하지 않으면서 투습성을 갖고 제작이 간편한 2톤 무늬 효과를 낼 수 있는 폴리우레탄 피혁과 그 제조방법 및 제조장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구체적인 폴리우레탄 피혁 제조방법은,

(a) 섬유기재의 한면에 폴리우레탄 핫멜트를 도포하는 단계와;

(b) 도포된 폴리우레탄 핫멜트의 표면에 핫멜트가 침입되는 음각부분과 핫멜트가 부착되는 양각부분이 포함되도록 어느 한쪽에 요철이 포함된 한쌍의 롤러사이에서 130℃~200℃의 열로 일정한 압력을 가하는 단계와;

(c) 음각 부분이 형성된 섬유기재를 적당한 온도로 냉각시킨 후 음각부분의표면에 투습공을 형성시키기 위해 텀블링시키는 단계를 포함한다.

그리고 상기 (a)단계에서 도포되는 폴리우레타 핫멜트에 예열을 가하는 예열 단계가 더 포함될 수 있다.

또한 본 발명에 따른 폴리우레탄 제조장치는,

섬유기재의 한면에 폴리우레탄 핫멜트를 도포시키는 도포수단과;

상기 도포수단에 의해 섬유기재상에 도포된 폴리우레탄 핫멜트의 표면에 핫멜트가 침입되는 음각부분과 핫멜트가 부착되는 양각부분이 포함되도록 어느 한쪽에 요철이 형성된 한쌍의 롤러를 포함하고, 이 한쌍의 롤러사이에서 130℃~200℃의 열로 폴리우레탄 핫멜트가 도포된 섬유기재에 일정한 압력을 가하는 가열/가압수단 및;

상기 가열/가압 수단을 거쳐나온 폴리우레탄 핫멜트가 도포된 섬유기재를 텀블링시키는 텀블링수단을 포함한다.

도 1은 본 발명에 따른 폴리우레탄 피혁의 제조공정을 설명하기 위한 개념도.

도 2는 본 발명에 적용되는 요철롤러 및 가압롤러의 사이에 폴리우레탄 핫멜트가 도포된 섬유기재가 놓여진 상태도.

도 3은 본 고안에 적용되는 요철롤러에 의해 양각과 음각이 형성되어 폴리우레탄 핫멜트의 함침상태를 보여주는 섬유기재의 단면 확대도.

도 4는 본 실시예에 따른 폴리우레탄 피혁의 표면을 10배로 확대한 사진.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

20 : 섬유기재 22 : 폴리우레탄 핫멜트

24,25 : 예열롤러 29 : 함침층

30 : 요철롤러 32 : 가압롤러

40 : 냉각부 50 : 텀블링 드럼

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

본 발명의 폴리우레탄 피혁의 제조공정에 대한 개략도가 도 1에 도시되어 있다.

본 발명은 도 1에 도시된 바와 같이 섬유기재(20)가 구비되고, 이 섬유기재(20)는 필름지 형태인 폴리우레탄 핫멜트(22)와 함께 테프론으로 코팅된 한쌍의 예열롤러(24,25)의 사이에 물려 들어간다.

이렇게 되면 폴리우레탄 핫멜트(22)가 섬유기재(20)의 한면에 살짝 달라붙어 섬유기재(20)의 우는 현상을 방지할 수 있다.

본 실시예에서는 폴리우레탄 핫멜트(22)를 필름지 형태로 구성된 것을 사용하였으나 본 발명은 폴리우레탄 핫멜트(22)를 용융화시켜서 섬유기재(20)에 직접 도포시킬 수도 있다.

이때 사용되는 폴리우테탄 핫멜트(22)의 도포 두께는 수십~수백 미크론(micron)까지 제품 용도에 따라 적절하게 결정된다. 예로, 자켓 등의 의류에 적용시에는 수십 미크론의 도포 두께를 가질 수 있고, 쇼파나 차량용 시트의 경우에는 수백 미크론의 도포 두께를 가질 수 있다.

본 실시예에서는 40~70미크론의 두께로 폴리우레탄 핫멜트(22)가 도포되어 있다.

상기 예열롤러(24)를 통과한 섬유기재(20)는 한쌍의 요철롤러(30)와 가압롤러(32)의 사이에 집어넣어서 가열과 가압을 받는다.

이때 요철롤러(30)와 가압롤러(32)는 도 2와 같이 서로 맞물려 반대방향으로 회전하고 이때의 회전속도는 본 실시예에서 1분당 12회로 하였다.

상기 요철롤러(30)는 금속으로 제작되며 그 원주상의 표면이 요철로 부식처리되어 양각부분과 음각부분이 형성되어 있고, 이때 양각부분과 음각부분의 깊이차는 적게는 수십에서 많게는 수백 미크론이 될 수 있다. 본 실시예에서는 음각과 양각의 깊이차를 40~100미크론 범위로 하였다.

이때 바람직하게는 요철롤러(30)의 표면에 핫멜트와의 접착을 피하기 위해테프론 코팅처리된 것이 바람직하다.

또한 요철롤러(30)의 중심에는 도시안된 히터가 내장되어 요철롤러(30)가 가압롤러(32)와 함께 섬유기재(20)를 가압할시 폴리우레탄 핫멜트(22)를 적당한 용융상태로 만드는 열원을 제공한다.

그리고 가압롤러(32)는 섬유기재(20)를 탄성력으로 누름할 수 있도록 고무재나 실리콘재가 피복된 것을 사용한다.

이때 가열온도는 130~200℃ 정도가 바람직하다. 이는 가열온도가 130℃ 이하이면 폴리우레탄 핫멜트의 용융상태가 좋지 않아 함침이 어렵게 되고, 200℃ 이상이면 폴리우레탄 핫멜트가 과용융되기 때문이다.

이와 같이 요철롤러(30)를 통과한 섬유기재(20)는 도 3과 같이 일면에 음각부분과 양각부분을 갖는 요철 무늬를 갖게 되고, 이때 섬유기재(20)의 음각부분에서는 요철롤러(30)의 양각부분에 의해 폴리우레탄 핫멜트(22)가 섬유기재(20)내로 전부 함침되어 핫멜트 함침층(29)을 갖게 된다.

즉, 섬유기재(20)의 폴리우레탄 핫멜트(22) 표면에는 요철롤러(30)의 양각부분으로 눌려진 부분이 음각부분으로 나타나고, 요철롤러(30)의 음각부분으로 눌려진 부분이 양각부분으로 나타난다.

그리고 섬유기재(20)의 양각부분에서는 요철롤러(30)의 음각부분에 의해 폴리우레탄 핫멜트(22)의 도포 두께의 약 10% 정도만 함침된 상태에서 강력하게 부착되어 있게 된다.

이 상태에서 대기중의 냉각부(40)에서 수십초 냉각시킨 후 일면에 요철무늬를 갖는 섬유기재(20)를 텀블링시키면 섬유기재(20)에 함침된 음각부분에서 기공이 형성되고, 이 기공은 투습의 기능을 발휘하게 되는 것이다.

냉각부(40)는 일정 구간 상하 지그재그 형태로 배치된 지지롤러에 가이드 이송되어 섬유기재(20)가 냉각되는 일정한 시간을 갖도록 한다.

여기서 텀블링이란, 일례로 도 1과 같이 핫멜트가 도포 함침되어 건조된 섬유기재를 드럼통(50)에 집어넣고 회전시켜 섬유기재를 구김 비빔시키는 장치를 통해서 이루어질 수 있다.

이와 같이 텀블링을 거쳐 나온 섬유기재의 함침 표면을 10배율로 촬영한 표면의 무늬가 도 4에 도시되어 있고, 이 표면을 살펴보면 음각부분에 나타난 밝은 색과 상대적으로 양각부분에 나타난 어두운 색이 어우러져 천연가죽과 동일한 2톤 무늬의 효과가 나타남을 알 수 있다.

이와 같이 본 발명의 폴리우레탄 피혁은 휘발성 유기용제를 전혀 사용하지 않기 때문에 대기오염의 염려 및 작업중 폭발 등의 위험성이 전혀 없다.

또한 종래와 같이 투습용 이형필름에 유기성 액화제를 도포하고 직물에 우레탄 핫멜트나 혹은 유기성 액화우레탄을 도포하는 방법보다 간편하며 시설 또한 간단하다.

상술한 바와 같이 본 발명의 폴리우레탄 피혁의 제조방법에 따르면, 인체나 작업공정의 위해성이나 위험성이 전혀 없고 공해를 유발하지 않으면서, 제작이 간편한 2톤 효과를 낼 수 있고, 제작의 간편함에 따른 시설비가 적게 들고, 자재가섬유기재와 풀리우레탄 핫멜트만을 사용하기 때문에 원가를 대폭 절감시킬 수 있다.

또한 본 발명의 제조방법에 따른 폴리우레탄 피혁은 짙고 엷은 2톤 색상의 요철무늬를 갖고 폴리우레탄 핫멜트가 음각부분에서 완전히 함침된 함침층에 투습공이 형성되고, 양각부분에서 강하게 부착되어 있어 투습성이 우수한 천연가죽과 같은 효과를 낼 수 있다.

종래의 습식용이나 이형지를 사용한 건식용은 투습공의 형성을 위해 코팅의 두께를 얇게 밖에 할 수 없어 쇼파시트 등에 부적합한데 반해 본 발명은 상대적으로 폴리우레탄 핫멜트를 두껍게 도포할 수 있어 차량의 시트 커버나 의자 및 쇼파 커버 등등의 시트지에 유리하고, 이들 시트지나 커버지에 적용시 곰팡이가 생기지 않으며 냄새가 발생되지 않는다.

Claims (7)

1. (a) 섬유기재의 한면에 폴리우레탄 핫멜트를 도포하는 단계와;

   (b) 도포된 폴리우레탄 핫멜트의 표면에 핫멜트가 침입되는 음각부분과 핫멜트가 부착되는 양각부분이 포함되도록 어느 한쪽에 요철이 포함된 한쌍의 롤러사이에서 130℃~200℃의 열로 일정한 압력을 가하는 단계와;

   (c) 음각 부분이 형성된 섬유기재를 적당한 온도로 냉각시킨 후 음각부분의 표면에 투습공을 형성시키기 위해 텀블링시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 피혁의 제조방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 (a)단계에서 도포되는 폴리우레타 핫멜트에 예열을 가하는 예열 단계가 더 포함된 것을 특징으로 폴리우레탄 피혁의 제조방법.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 폴리우레타 핫멜트는 40~70미크론의 두께로 도포되는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 피혁의 제조방법.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 양각부분과 음각부분의 깊이차가 40~100미크론이 되도록 함을 특징으로하는 폴리우레탄 피혁의 제조방법.
5. 청구항 1항의 제조방법으로 제작된 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 피혁.
6. 섬유기재의 한면에 폴리우레탄 핫멜트를 도포시키는 도포수단과;

   상기 도포수단에 의해 섬유기재상에 도포된 폴리우레탄 핫멜트의 표면에 핫멜트가 침입되는 음각부분과 핫멜트가 부착되는 양각부분이 포함되도록 어느 한쪽에 요철이 형성된 한쌍의 롤러를 포함하고, 이 한쌍의 롤러사이에서 130℃~200℃의 열로 폴리우레탄 핫멜트가 도포된 섬유기재에 일정한 압력을 가하는 가열/가압수단 및;

   상기 가열/가압 수단을 거쳐나온 폴리우레탄 핫멜트가 도포된 섬유기재를 텀블링시키는 텀블링수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 피혁의 제조장치.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 도포수단에는 시트형의 폴리우레탄 핫멜트와 섬유기재를 협지시켜 우름을 방지하는 테프론 코팅된 한쌍의 예열롤러가 더 포함된 것을 특징으로 하는 폴리우레탄 피혁의 제조장치.