KR100515621B1 - 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체를 이용한 인조 피혁의제조 방법 - Google Patents

에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체를 이용한 인조 피혁의제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 인조 피혁의 제조 방법에 있어서, 비닐 아세테이트의 함량이 20 ~ 50 중량%인 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체에 디큐밀퍼옥사이드를 0.5 ~ 5 중량%를 첨가하여 혼합하는 원재료 혼합 과정과; 상기 혼합물을 압출기에 넣어 압출하는 혼합물 압출 과정과; 원단의 일측면에 상기 압축물을 코팅하여 반제품을 형성하는 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 코팅 과정과; 발포기에서 발생한 스팀을 가하거나 유기 발포제를 첨가하여 상기 반제품 내에 발포층을 형성시키는 발포 과정을 포함함을 특징으로 하는 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체를 이용한 인조 피혁의 제조 방법을 제공한다.

Description

에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체를 이용한 인조 피혁의 제조 방법{FABRICATION METHOD OF ARTIFICIAL LEATHER USING ETHYLENE-VINYL ACETATE COPOLYMER}
본 발명은 인조 피혁의 제조 방법에 관한 것으로서, 특히 가교제와 그라프팅제를 첨가하여 유연성이 향상된 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체를 이용한 인조 피혁의 제조 방법에 관한 것이다.
통상적으로, 피혁은 크게 천연 피혁과 인조 피혁으로 나뉘어진다.
상기 천연 피혁은 동물의 가죽을 직접 가공하여 제조되며, 상기 인조 피혁은 합성 수지를 부직포나 직포와 같은 원단에 코팅하고 유기 발포제를 이용하여 발포시킨 후 천연 가죽에 가까운 다양한 문양을 인쇄함으로써 제조한다.
상기 인조 피혁의 제조에 사용되는 합성 수지로는 폴리비닐클로라이드(polyvinylchloride)계 수지, 폴리우레탄(polyurethane)계 수지 및 폴리올레핀(polyolefin)계 수지를 사용한다.
그러나, 상기 폴리비닐클로라이드계 수지는 유연성을 부여하기 위해 프탈레이트와 같은 다량의 가소제를 사용하는데, 이러한 프탈레이트는 환경 호르몬의 일종이자 발암 물질로 알려져 있으며, 소각시에도 염산과 같은 독성 물질 및 다이옥신이 발생하는 문제점이 있었다.
또한, 상기 폴리우레탄계 수지와 폴리올레핀계 수지는 폴리비닐클로라이드계 수지에 비해 유해 물질의 발생량은 적은 반면, 제조 원가가 비싸 경제성이 떨어지거나 유연성이 부족하여 가공성이 떨어지는 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 목적은 환경 호르몬 등 유해 물질의 배출이 없어 환경 친화적이면서도, 가공성 및 유연성이 뛰어날 뿐만 아니라 기계적 물성이 우수한 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체를 이용한 인조 피혁의 제조 방법을 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 인조 피혁의 제조 방법에 있어서, 비닐 아세테이트의 함량이 20 ~ 50 중량%인 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체에 디큐밀퍼옥사이드를 0.5 ~ 5 중량%를 첨가하여 혼합하는 원재료 혼합 과정과; 상기 혼합물을 압출기에 넣어 압출하는 혼합물 압출 과정과; 원단의 일측면에 상기 압축물을 코팅하여 반제품을 형성하는 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 코팅 과정과; 상기 반제품 내에 발포층을 형성시키는 발포 과정을 포함함을 특징으로 하는 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체를 이용한 인조 피혁의 제조 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 인조 피혁의 제조 방법에 있어서, 비닐 아세테이트의 함량이 20 ~ 50 중량%인 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체에 디큐밀퍼옥사이드를 0.5 ~ 5 중량% 및 에틸렌 글리시딜 메타아크릴레이트 10 중량% 이하를 첨가하여 혼합하는 원재료 혼합 과정과; 상기 혼합물을 압출기에 넣어 압출하는 혼합물 압출 과정과; 원단의 일측면에 상기 압축물을 코팅하여 반제품을 형성하는 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 코팅 과정과; 상기 반제품 내에 발포층을 형성시키는 발포 과정을 포함함을 특징으로 하는 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체를 이용한 인조 피혁의 제조 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 인조 피혁의 제조 방법에 있어서, 비닐 아세테이트의 함량이 20 ~ 50 중량%인 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체에 디큐밀퍼옥사이드를 0.5 ~ 5 중량% 및 말레익 앤하이드라이드 5 중량% 이하를 첨가하여 혼합하는 원재료 혼합 과정과; 상기 혼합물을 압출기에 넣어 압출하는 혼합물 압출 과정과; 원단의 일측면에 상기 압축물을 코팅하여 반제품을 형성하는 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 코팅 과정과; 상기 반제품 내에 발포층을 형성시키는 발포 과정을 포함함을 특징으로 하는 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체를 이용한 인조 피혁의 제조 방법을 제공한다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체를 이용한 인조 피혁의 제조 방법을 나타낸 흐름도이고, 도 2는 본 발명에 사용되는 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체의 구조식이며, 도 3은 비닐 아세테이트 함량에 따른 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체의 용융 온도, 결정화 온도, 유리 전이 온도 변화를 나타낸 그래프이고, 도 4는 본 발명에 사용되는 가교제 첨가에 따른 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체의 결정 부분 감소 원리를 나타낸 개략도이며, 도 5는 가교제인 디큐밀퍼옥사이드 함량 변화에 따른 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체의 용융 온도, 결정화 온도, 유리 전이 온도 변화를 나타낸 그래프이고, 도 6은 가교제인 디큐밀퍼옥사이드 함량 변화에 따른 팽윤 전과 팽윤 후의 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체의 사진이며, 도 7은 가교제인 디큐밀퍼옥사이드 함량 변화에 따른 가교점과 가교점 사이의 분자량 변화를 나타낸 그래프이고, 도 8은 비닐 아세테이트 함량이 중량비로 26%인 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체에 있어서 가교제인 디큐밀퍼옥사이드 함량변화에 따른 저장 탄성율의 변화를 나타낸 그래프이며, 도 9는 비닐 아세테이트 함량이 중량비로 26%인 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체에 있어서 변형이 초기 길이의 800%일 때 가교제인 디큐밀퍼옥사이드 함량 변화에 따른 열처리 전과 열처리 후의 인장강도 변화를 나타낸 그래프이고, 도 10은 비닐 아세테이트 함량 변화에 따른 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체의 저장 탄성율 변화를 나타낸 그래프이다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명의 제1실시예에 따른 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체를 이용한 인조 피혁의 제조 방법은 원재료 혼합 과정(S100), 혼합물 압출 과정(S110), 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 코팅 과정(S120) 및 발포 과정(S130)을 포함하고, 인쇄 과정(S140) 및 접착제 코팅 과정(S150)을 추가로 수행한다.
(1-1) 원재료 혼합 과정
상기 원재료 혼합 과정(S100)은 본 발명의 원재료인 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체(ethylene vinyl acetate copolymer, M1)에 가교제인 디큐밀퍼옥사이드(dicumyl peroxide, M2)를 첨가하여 혼합하는 과정이다.
상기 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체(M1)는 도 2에 도시된 바와 같이 에틸렌과 비닐 아세테이트의 공중합체로서, 비닐 아세테이트의 함량에 따라 물성이 변한다. 즉, 상기 비닐 아세테이트의 함량이 증가할수록 에틸렌의 구조 규칙성이 저하되며, 그에 따라 결정화도가 감소되어 용융 온도가 감소한다. 상기 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체에서의 결정 부분은 충진재로 작용하여 강직성을 증가시킨다.
한편, 상기 비닐 아세테이트의 함량이 10 중량% 미만인 경우에는 폴리에틸렌의 개질품과 같은 물성을 나타내며, 상기 비닐 아세테이트의 함량이 10 ~ 30 중량%인 경우에는 가소화된 폴리비닐클로라이드와 유사한 물성을 나타낸다.
본 발명에 있어서 상기 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체(M1)의 비닐 아세테이트 함량은 20 ~ 50 중량%를 유지하는 것이 바람직하다. 상기 비닐 아세테이트의 함량이 20 중량% 미만인 경우에는 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체(M1)에서 결정의 함량이 높아 유연성의 저하가 일어나며, 50 중량% 이상인 경우에는 낮은 가공 온도로 인해 가공이 용이하지 않다. 도 3에는 비닐 아세테이트의 함량 변화에 따른 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체의 용융 온도, 결정화 온도 및 유리 전이 온도의 변화가 나타나 있다.
또한, 상기 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체(M1)에는 적절한 탄성 및 복원력을 부여하기 위해 퍼옥사이드계 가교제인 디큐밀퍼옥사이드(M2)를 첨가한다. 상기 디큐밀퍼옥사이드(M2)가 첨가되면 도 4에 도시된 바와 같이 고분자 사슬의 구조 규칙성이 저하되어 결정화도가 감소하고, 그에 따라 유연성이 증가된다.
본 발명에 있어서 상기 디큐밀퍼옥사이드(M2)의 함량은 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체(M1) 100 중량% 대비 0.5 ~ 5 중량%를 유지하는 것이 바람직하다. 상기 디큐밀퍼옥사이드(M2)의 함량이 너무 적은 경우에는 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체(M1)의 탄성 저하가 발생하며, 상기 디큐밀퍼옥사이드(M2)의 함량이 5 중량%를 초과하는 경우에는 유연성의 저하가 발생한다.
도 5에는 비닐 아세테이트의 함량이 26 중량%인 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체에 첨가되는 디큐밀퍼옥사이드 함량 변화에 따른 용융 온도, 결정화 온도, 유리 전이 온도의 변화가 나타나 있다. 도 5를 통해 관찰할 수 있는 바와 같이 디큐밀퍼옥사이드의 함량이 증가함에 따라 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체의 가교는 증가하며, 이에 따른 결정화도의 감소로 인하여 용융 온도가 감소한다. 또한, 유리 전이 온도는 디큐밀퍼옥사이드의 함량이 증가하여도 큰 변화를 보이지 않는데, 이는 디큐밀퍼옥사이드에 의한 가교는 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체에서 결정화를 방해할 정도로는 진행되나, 에틸렌 비닐 아세테이트를 3차원 그물 구조로 형성시켜 강직성이 증가할 정도로는 진행되지 않음을 보여준다.
한편, 디큐밀퍼옥사이드에 의한 가교도 변화를 확인하기 위해, 가교된 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체를 자일렌에 팽윤시킨 후 팽윤 부피와 가교밀도를 측정하였다. 도 6은 팽윤 전과 팽윤 후의 가교된 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체의 사진을 보여주며, 도 7에는 가교된 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체에서 디큐밀퍼옥사이드 함량 변화에 따른 가교밀도의 변화가 나타나 있다. 도 7에서 가교점 사이의 분자량은 가교가 진행될 때 가교점과 가교점 사이의 분자량으로서, 가교가 진행될수록 작아진다. 이때, 디큐밀퍼옥사이드에 의한 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체의 가교도는 통상의 에폭시 등에서의 가교점 사이의 분자량에 비해 크지 않음을 알 수 있다.
(1-2) 혼합물 압출 과정
상기 혼합물 압출 과정(S110)은 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체와 디큐밀퍼옥사이드로 이루어진 혼합물을 압출기에 넣어 납작한 형태로 압출하는 과정이다.
상기 혼합물 압출 과정(S110)은 믹싱 롤(Mixing roll)과 워밍 롤(Warming roll) 등과 같은 압축기에서 수행된다.
(1-3) 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 코팅 과정
상기 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 코팅 과정(S120)은 원단의 일측면에 상기 혼합물 압출 과정(S110)에서 생산된 압축물을 코팅하여 반제품을 형성하는 과정이다.
상기 원단으로는 직포, 부직포, 편직포, NYLEX, COTTON, T/C 등 다양한 재질을 사용할 수 있으며, 기모 또는 무기모 상태의 것을 사용할 수 있다. 상기 코팅 방법으로는 용융 코팅 방법(Melt Coating Method)을 사용할 수 있다.
상기 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 코팅 과정(S120) 이후에는 응용예에 따라 접합 강도를 향상시키기 위해 코로나 처리를 행할 수도 있다.
(1-4) 발포 과정
상기 발포 과정(S130)은 탄력성 및 내마모성을 향상시키기 위해 반제품 내에 발포층을 형성시켜 셀 구조를 갖게 하기 위한 과정이다.
상기 발포 과정(S130)은 가압 연속식, 연속식, 뱃치식 등의 발포기에서 발생하는 스팀을 이용할 수 있으며, 바륨아조디카복실레이트(bariumazodicarboxylate), 아조디카본아미드(azodicarbonamide)와 같은 유기 발포제를 이용할 수 있다.
(1-5) 인쇄 과정
상기 인쇄 과정(S140)은 발포 과정을 거친 반제품의 표면에 천연 가죽 형태의 모양을 인쇄하는 과정이다.
(1-6) 접착제 코팅 과정
상기 접착제 코팅 과정(S150)은 원단의 일측면에 접착제를 코팅하는 과정으로서, 원단의 종류에 따라 상기 혼합물 압출 과정(S110) 후에 선택적으로 수행할 수 있다.
< 실시예 1-1 >
비닐 아세테이트 함량이 26 중량%인 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체에 가교제인 디큐밀퍼옥사이드를 0.0 ~ 2.0 중량% 첨가시킨 후 용융 압축기로 압출하였으며, 200℃에서 3분간 열처리하여 가교시켰다. 이어, 동적 기계적 열분석을 통하여 제조된 시편의 저장 탄성율을 측정하였다.
도 8에는 디큐밀퍼옥사이드의 함량 변화에 따른 에틸렌 비닐 아세테이트의 저장 탄성율 변화가 나타나 있다. 동적 기계적 열분석은 레오메트릭사의 회전형 점도계에서 -100 ~ 200℃까지 5℃/min의 속도로 승온하면서 0.1%의 변형을 1Hz의 속도로 가하며 측정하였다. 이러한 동적 기계적 열분석은 고분자 소재에서 점성을 나타내는 손실 탄성율과 탄성을 나타내는 저장 탄성율을 분리하여 측정할 수 있는 장점이 있다. 상기 저장 탄성율은 고분자 소재에서 탄성력을 나타내며 유연성과 반비례한다. 도 8을 통해 디큐밀퍼옥사이드의 함량이 증가함에 따라 저장 탄성율은 감소하며, 이에 따라 유연성을 증가함을 확인할 수 있다.
또한, 도 9에는 디큐밀퍼옥사이드의 함량 변화와 가교에 따른 인장 강도의 변화가 나타나 있다. 인장 강도는 ASTM D412 방법에 의하여 만능 시험기로 측정하였다. 이때, 사용한 시편은 아령형이었으며, 강도를 산정하는 게이지의 길이는 13mm였고, 만능 시험기의 크로스 헤드를 500mm/min의 속도로 하여 측정하였다. 도 9를 통해 초기 게이지 길이의 800% 변형이 되었을 때의 인장 강도는 가교 전에는 가교제의 함량에 따라 큰 영향이 없으나, 가교 후에는 가교제의 함량 증가에 따라 증가함을 알 수 있다. 이는 높은 변형 상태에서 고분자 사슬과 고분자 사슬이 미끌어지는 것을 가교가 방지하기 때문이며, 이로 인해 기계적 물성이 향상됨을 알 수 있다.
< 실시예 1-2 >
에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체에 있어서 비닐 아세테이트의 함량을 26 ~ 46 중량%까지 증가시켰다. 도 10에는 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체에서 비닐 아세테이트 함량 증가에 따른 저장 탄성율의 변화를 나타내고 있다. 도 10을 통해 비닐 아세테이트의 함량이 증가할수록 저장 탄성율이 감소하며, 이로부터 유연성의 증가가 일어남을 확인할 수 있다. 이는 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체에서 비닐 아세테이트의 함량이 증가할수록 에틸렌의 구조 결정성이 저하되어 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체의 결정 부분이 감소하기 때문이다.
도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체를 이용한 인조 피혁의 제조 방법을 나타낸 흐름도이고, 도 12는 본 발명에 사용되는 그라프팅제 첨가에 따른 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체의 결정 부분 감소 원리를 나타낸 개략도이며, 도 13은 비닐 아세테이트 함량이 중량비로 28%인 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체에 있어서 에틸렌 글리시딜 메타아크릴레이트의 함량에 따른 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체의 저장 탄성율 변화를 나타낸 그래프이다.
도 11에 도시된 바와 같이 본 발명의 제2실시예에 따른 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체를 이용한 인조 피혁의 제조 방법은 원재료 혼합 과정(S200), 혼합물 압출 과정(S210), 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 코팅 과정(S220) 및 발포 과정(S230)을 포함하고, 인쇄 과정(S240) 및 접착제 코팅 과정(S250)을 추가로 수행한다.
(2-1) 원재료 혼합 과정
상기 원재료 혼합 과정(S200)은 본 발명의 원재료인 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체(M1)에 가교제인 디큐밀퍼옥사이드(M2)와 그라프팅제인 에틸렌 글리시딜 메타아크릴레이트(ethylene glycidyl methacrylate, M3)를 첨가하여 혼합하는 과정이다.
상기 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체(M1)의 비닐 아세테이트의 함량은 20 ~ 50 중량%가 바람직하며, 상기 디큐밀퍼옥사이드(M2)의 함량은 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체(M1) 100 중량% 대비 0.5 ~ 5 중량%가 바람직하다.
또한, 본 발명의 제2실시예에는 그라프팅제로서 에틸렌 글리시딜 메타아크릴레이트(M3)를 첨가한다. 상기 에틸렌 글리시딜 메타아크릴레이트(M3)는 폴리에틸렌에 작용기인 글리시딜 메타아크릴레이트가 소량 첨가된 물질로서, 도 12에 도시된 바와 같이 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체에 곁사슬로 그라프팅시켜 구조 규칙성을 감소시키고, 그로부터 결정화도를 감소시켜 유연성을 증대시킨다.
상기 에틸렌 글리시딜 메타아크릴레이트(M3)의 함량은 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체(M1) 100 중량% 대비 0.0 초과 10 중량% 이하인 것이 바람직하다. 상기 에틸렌 글리시딜 메타아크릴레이트(M3)의 함량이 10 중량%를 초과할 경우에는 폴리에틸렌의 결정에 의하여 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체(M1)의 유연성 저하가 발생한다.
(2-2) 혼합물 압출 과정
상기 혼합물 압출 과정(S210)은 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체, 디큐밀퍼옥사이드 및 에틸렌 글리시딜 메타아크릴레이트로 이루어진 혼합물을 압출기에 넣어 납작한 형태로 압출하는 과정이다.
상기 혼합물 압출 과정(S210)은 믹싱 롤(Mixing roll)과 워밍 롤(Warming roll) 등과 같은 압축기에서 수행된다.
(2-3) 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 코팅 과정
상기 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 코팅 과정(S220)은 원단의 일측면에 상기 혼합물 압출 과정(S210)에서 생산된 압축물을 코팅하여 반제품을 형성하는 과정이다.
상기 원단으로는 직포, 부직포, 편직포, NYLEX, COTTON, T/C 등 다양한 재질을 사용할 수 있으며, 기모 또는 무기모 상태의 것을 사용할 수 있다. 상기 코팅 방법으로는 용융 코팅 방법(Melt Coating Method)을 사용할 수 있다.
상기 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 코팅 과정(S220) 이후에는 응용예에 따라 접합 강도를 향상시키기 위해 코로나 처리를 행할 수도 있다.
(2-4) 발포 과정
상기 발포 과정(S230)은 탄력성 및 내마모성을 향상시키기 위해 반제품 내에 발포층을 형성시켜 셀 구조를 갖게 하기 위한 과정이다.
상기 발포 과정(S230)은 가압 연속식, 연속식, 뱃치식 등의 발포기에서 발생하는 스팀을 이용할 수 있으며, 바륨아조디카복실레이트(bariumazodicarboxylate), 아조디카본아미드(azodicarbonamide)와 같은 유기 발포제를 이용할 수 있다.
(2-5) 인쇄 과정
상기 인쇄 과정(S240)은 발포 과정을 거친 반제품의 표면에 천연 가죽 형태의 모양을 인쇄하는 과정이다.
(2-6) 접착제 코팅 과정
상기 접착제 코팅 과정(S250)은 원단의 일측면에 접착제를 코팅하는 과정으로서, 원단의 종류에 따라 상기 혼합물 압출 과정(S210) 후에 선택적으로 수행할 수 있다.
< 실시예 2 >
비닐 아세테이트의 함량이 28 중량%인 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체에 가교제인 디큐밀퍼옥사이드를 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 100 중량% 대비 1.0 중량% 첨가하고, 에틸렌 글리시딜 메타아크릴레이트를 에틸렌 비닐 아세테이트 100 중량% 대비 1.0 중량%로 첨가하여, 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체의 고분자 사슬에 에틸렌 글리시딜 메타아크릴레이트를 곁사슬로 그라프팅시켰다. 도 13에는 에틸렌 글리시딜 메타아크릴레이트 첨가에 따른 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체의 저장 탄성율 변화가 나타나 있다. 도 13을 통해 에틸렌 글리시딜 메타아크릴레이트의 첨가에 따라 저장 탄성율이 감소하면서 유연성이 증가하는 것을 알 수 있다.
도 14는 본 발명의 제3실시예에 따른 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체를 이용한 인조 피혁의 제조 방법을 나타낸 흐름도이고, 도 15는 비닐 아세테이트 함량이 중량비로 28%인 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체에 있어서 말레익 앤하이드라이드의 함량에 따른 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체의 저장 탄성율 변화를 나타낸 그래프이다.
도 14에 도시된 바와 같이 본 발명의 제3실시예에 따른 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체를 이용한 인조 피혁의 제조 방법은 원재료 혼합 과정(S300), 혼합물 압출 과정(S310), 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 코팅 과정(S320) 및 발포 과정(S330)을 포함하고, 인쇄 과정(S340) 및 접착제 코팅 과정(S350)을 추가로 수행한다.
(3-1) 원재료 혼합 과정
상기 원재료 혼합 과정(S300)은 본 발명의 원재료인 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체(M1)에 가교제인 디큐밀퍼옥사이드(M2)와 그라프팅제인 말레익 앤하이드라이드(maleic anhydride, M3)를 첨가하여 혼합하는 과정이다.
상기 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체(M1)의 비닐 아세테이트의 함량은 20 ~ 50 중량%가 바람직하며, 상기 디큐밀퍼옥사이드(M2)의 함량은 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체(M1) 100 중량% 대비 0.5 ~ 5 중량%가 바람직하다.
또한, 본 발명의 제3실시예에는 그라프팅제로서 말레익 앤하이드라이드(M3)를 첨가한다. 상기 말레익 앤하이드라이드(M3)는 에틸렌 글리시딜 메타아크릴레이트와 마찬가지로, 도 12에 도시된 바와 같이 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체에 곁사슬로 그라프팅시켜 구조 규칙성을 감소시키고, 그로부터 결정화도를 감소시켜 유연성을 증대시킨다.
상기 말레익 앤하이드라이드(M3)의 함량은 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체(M1) 100 중량% 대비 0.0 초과 5 중량% 이하인 것이 바람직하다. 상기 말레익 앤하이드라이드(M3)의 함량이 5 중량%를 초과할 경우에는 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체의 접착력 증가로 인해 가공이 용이하지 않아 바람직하지 않다.
(3-2) 혼합물 압출 과정
상기 혼합물 압출 과정(S310)은 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체, 디큐밀퍼옥사이드 및 말레익 앤하이드라이드로 이루어진 혼합물을 압출기에 넣어 납작한 형태로 압출하는 과정이다.
상기 혼합물 압출 과정(S310)은 믹싱 롤(Mixing roll)과 워밍 롤(Warming roll) 등과 같은 압축기에서 수행된다.
(3-3) 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 코팅 과정
상기 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 코팅 과정(S320)은 원단의 일측면에 상기 혼합물 압출 과정(S310)에서 생산된 압축물을 코팅하여 반제품을 형성하는 과정이다.
상기 원단으로는 직포, 부직포, 편직포, NYLEX, COTTON, T/C 등 다양한 재질을 사용할 수 있으며, 기모 또는 무기모 상태의 것을 사용할 수 있다. 상기 코팅 방법으로는 용융 코팅 방법(Melt Coating Method)을 사용할 수 있다. 상기 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 코팅 과정(S320) 이후에는 응용예에 따라 접합 강도를 향상시키기 위해 코로나 처리를 행할 수도 있다.
(3-4) 발포 과정
상기 발포 과정(S330)은 탄력성 및 내마모성을 향상시키기 위해 반제품 내에 발포층을 형성시켜 셀 구조를 갖게 하기 위한 과정이다.
상기 발포 과정(S330)은 가압 연속식, 연속식, 뱃치식 등의 발포기에서 발생하는 스팀을 이용할 수 있으며, 바륨아조디카복실레이트(bariumazodicarboxylate), 아조디카본아미드(azodicarbonamide)와 같은 유기 발포제를 이용할 수 있다.
(3-5) 인쇄 과정
상기 인쇄 과정(S340)은 발포 과정을 거친 반제품의 표면에 천연 가죽 형태의 모양을 인쇄하는 과정이다.
(3-6) 접착제 코팅 과정
상기 접착제 코팅 과정(S350)은 원단의 일측면에 접착제를 코팅하는 과정으로서, 원단의 종류에 따라 상기 혼합물 압출 과정(S310) 후에 선택적으로 수행할 수 있다.
< 실시예 3 >
비닐 아세테이트의 함량이 28 중량%인 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체에 가교제인 디큐밀퍼옥사이드를 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 100 중량% 대비 1.0 중량% 첨가하고, 말레익 앤하이드라이드를 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 100 중량% 대비 2.5 중량%와 5.0 중량%를 각각 첨가하여, 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체의 고분자 사슬에 곁사슬로 말레익 앤하이드라이드를 그라프팅시켰다. 도 15에는 말레익 앤하이드라이드 첨가에 따른 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체의 저장 탄성율 변화가 나타나 있다. 도 15를 통해 말레익 앤하이드라이드가 첨가됨에 따라 저장 탄성율이 감소하면서 유연성이 증가하는 것을 알 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체를 이용한 인조 피혁의 제조 방법은 디큐밀퍼옥사이드의 가교 및 에틸렌 글리시딜 메타아크릴레이트 혹은 말레익 앤하이드라이드의 그라프팅에 의해 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체의 결정 부분이 감소하여 유연성이 뛰어난 인조 피혁을 제공하는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체를 이용한 인조 피혁의 제조 방법은 환경 호르몬 및 독성 물질 배출의 원인이 되는 가소제가 불필요하여 환경 친화적이고 인체에 무해한 인조 피혁을 제공하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체를 이용한 인조 피혁의 제조 방법을 나타낸 흐름도,
도 2는 본 발명에 사용되는 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체의 구조식,
도 3은 비닐 아세테이트 함량에 따른 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체의 용융 온도, 결정화 온도, 유리 전이 온도 변화를 나타낸 그래프,
도 4는 본 발명에 사용되는 가교제 첨가에 따른 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체의 결정 부분 감소 원리를 나타낸 개략도,
도 5는 가교제인 디큐밀퍼옥사이드 함량 변화에 따른 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체의 용융 온도, 결정화 온도, 유리 전이 온도 변화를 나타낸 그래프,
도 6은 가교제인 디큐밀퍼옥사이드 함량 변화에 따른 팽윤 전과 팽윤 후의 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체의 사진,
도 7은 가교제인 디큐밀퍼옥사이드 함량 변화에 따른 가교점과 가교점 사이의 분자량 변화를 나타낸 그래프,
도 8은 비닐 아세테이트 함량이 중량비로 26%인 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체에 있어서 가교제인 디큐밀퍼옥사이드 함량변화에 따른 저장 탄성율의 변화를 나타낸 그래프,
도 9는 비닐 아세테이트 함량이 중량비로 26%인 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체에 있어서 변형이 초기 길이의 800%일 때 가교제인 디큐밀퍼옥사이드 함량 변화에 따른 열처리 전과 열처리 후의 인장강도 변화를 나타낸 그래프,
도 10은 비닐 아세테이트 함량 변화에 따른 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체의 저장 탄성율 변화를 나타낸 그래프,
도 11은 본 발명의 제2실시예에 따른 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체를 이용한 인조 피혁의 제조 방법을 나타낸 흐름도,
도 12는 본 발명에 사용되는 그라프팅제 첨가에 따른 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체의 결정 부분 감소 원리를 나타낸 개략도,
도 13은 비닐 아세테이트 함량이 중량비로 28%인 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체에 있어서 에틸렌 글리시딜 메타아크릴레이트의 함량에 따른 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체의 저장 탄성율 변화를 나타낸 그래프,
도 14는 본 발명의 제3실시예에 따른 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체를 이용한 인조 피혁의 제조 방법을 나타낸 흐름도,
도 15는 비닐 아세테이트 함량이 중량비로 28%인 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체에 있어서 말레익 앤하이드라이드의 함량에 따른 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체의 저장 탄성율 변화를 나타낸 그래프.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
(제1실시예 : 도 1)
S100 : 원재료 혼합 과정 S110 : 혼합물 압출 과정
S120 : 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 코팅 과정
S130 : 발포 과정 S140 : 인쇄 과정
S150 : 접착제 코팅 과정
M1 : 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 M2 : 디큐밀퍼옥사이드
(제2실시예 : 도 11)
S200 : 원재료 혼합 과정 S210 : 혼합물 압출 과정
S220 : 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 코팅 과정
S230 : 발포 과정 S240 : 인쇄 과정
S250 : 접착제 코팅 과정
M1 : 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 M2 : 디큐밀퍼옥사이드
M3 : 에틸렌 글리시딜 메타아크릴레이트
(제3실시예 : 도 14)
S100 : 원재료 혼합 과정 S110 : 혼합물 압출 과정
S120 : 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 코팅 과정
S130 : 발포 과정 S140 : 인쇄 과정
S150 : 접착제 코팅 과정
M1 : 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 M2 : 디큐밀퍼옥사이드
M3 : 말레익 앤하이드라이드

Claims (6)

  1. 인조 피혁의 제조 방법에 있어서,
    비닐 아세테이트의 함량이 20 ~ 50 중량%인 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체에 디큐밀퍼옥사이드를 0.5 ~ 5 중량%를 첨가하여 혼합하는 원재료 혼합 과정과;
    상기 혼합물을 압출기에 넣어 압출하는 혼합물 압출 과정과;
    원단의 일측면에 상기 압축물을 코팅하여 반제품을 형성하는 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 코팅 과정과;
    발포기에서 발생한 스팀을 가하거나 유기 발포제를 첨가하여 상기 반제품 내에 발포층을 형성시키는 발포 과정을 포함함을 특징으로 하는 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체를 이용한 인조 피혁의 제조 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 혼합물 압출 과정 이후에는 상기 원단의 일측면에 접착제를 코팅하는 접착제 코팅 과정을 추가로 수행함을 특징으로 하는 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체를 이용한 인조 피혁의 제조 방법.
  3. 인조 피혁의 제조 방법에 있어서,
    비닐 아세테이트의 함량이 20 ~ 50 중량%인 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체에 디큐밀퍼옥사이드를 0.5 ~ 5 중량% 및 에틸렌 글리시딜 메타아크릴레이트 10 중량% 이하를 첨가하여 혼합하는 원재료 혼합 과정과;
    상기 혼합물을 압출기에 넣어 압출하는 혼합물 압출 과정과;
    원단의 일측면에 상기 압축물을 코팅하여 반제품을 형성하는 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 코팅 과정과;
    발포기에서 발생한 스팀을 가하거나 유기 발포제를 첨가하여 상기 반제품 내에 발포층을 형성시키는 발포 과정을 포함함을 특징으로 하는 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체를 이용한 인조 피혁의 제조 방법.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 혼합물 압출 과정 이후에는 상기 원단의 일측면에 접착제를 코팅하는 접착제 코팅 과정을 추가로 수행함을 특징으로 하는 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체를 이용한 인조 피혁의 제조 방법.
  5. 인조 피혁의 제조 방법에 있어서,
    비닐 아세테이트의 함량이 20 ~ 50 중량%인 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체에 디큐밀퍼옥사이드를 0.5 ~ 5 중량% 및 말레익 앤하이드라이드 5 중량% 이하를 첨가하여 혼합하는 원재료 혼합 과정과;
    상기 혼합물을 압출기에 넣어 압출하는 혼합물 압출 과정과;
    원단의 일측면에 상기 압축물을 코팅하여 반제품을 형성하는 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체 코팅 과정과;
    발포기에서 발생한 스팀을 가하거나 유기 발포제를 첨가하여 상기 반제품 내에 발포층을 형성시키는 발포 과정을 포함함을 특징으로 하는 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체를 이용한 인조 피혁의 제조 방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 혼합물 압출 과정 이후에는 상기 원단의 일측면에 접착제를 코팅하는 접착제 코팅 과정을 추가로 수행함을 특징으로 하는 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합체를 이용한 인조 피혁의 제조 방법.
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