KR100547704B1 - 원단조직의 전이가공을 통한 인공피혁의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인공피혁을 제조하는 방법에 관한 것으로, 특히 표면에 엠보싱을 가지는 직물,편물 및 부직포 중 어느 하나의 무늬전이용 원단 위에 건식 합성수지를 도포하여 피막을 형성하고 가온건조하여 경화시킨 다음, 그 경화된 피막층 위에 접착용 합성수지를 도포하여 습식 은층 베이스 또는 건식 원단를 합포한 후, 숙성시킨 다음, 합포된 습식 은층 베이스 또는 건식 원단에서 상기 무늬전이용 원단을 박리하여 습식 은층 베이스 또는 건식 원단에 무늬전이용 원단의 표면 엠보싱을 전이하는 방법이다.

인공피혁, 무늬전이, 발수제, 폴리우레탄

Description

원단조직의 전이가공을 통한 인공피혁의 제조방법{ Method for Producing Textile Fabrics by Transition }

도1은 본 발명에 따른 인공피혁의 제조방법의 공정 순서도,

도2는 종래의 인공피혁의 제조방법의 공정순서도,

도3은 본 발명에 따라 피막용 폴리우레탄이 도포된 원단과 습식 은층 베이스를 합포한 상태의 단면도,

도4는 종래의 폴리우레탄 인공피혁의 제조 방법에 따라 피막용 폴리우레탄이 도포된 이형지와 습식 은층 베이스를 합포한 상태의 단면도,

도5는 본 발명의 습건식형 폴리우레탄 인공피혁의 단면도,

도6은 종래의 습건식형 폴리우레탄 인공피혁의 단면도,

도7a는 본 발명의 습건식형 폴리우레탄 인공피혁의 표면을 광학현미경으로 촬영한 조직사진으로서 70배 확대한 것이고,

도7b는 본 발명의 습건식형 폴리우레탄 인공피혁의 표면을 광학현미경으로 촬영한 조직사진으로서 200배 확대한 것이고,

도8a는 종래의 습건식형 폴리우레탄 인공피혁의 표면을 광학현미경으로 촬영한 조직사진으로서 70배 확대한 것이고,

도8b는 종래의 습건식형 폴리우레탄 인공피혁의 표면을 광학현미경으로 촬영 한 조직사진으로서 200배 확대한 것이다.

* 도면의 주요부에 대한 설명

1:베이스(Base)피혁, 2:접착용 폴리우레탄 코팅층,

3:피막용 폴리우레탄 코팅층 4:무늬전이용 원단층,

5:멜라민(Melamine)층, 6:이형지(Release Paper)층

본 발명은 신발,잡화 등에 사용되는 인공피혁의 제조방법에 관한 것으로,특히 무늬전이용 원단의 조직을 전이시켜 섬세하고 고급스러운 무늬의 인공피혁을 제조하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 인공피혁은 부직포 등과 같은 원단에 합성수지를 코팅하여 제조하며,코팅방법에는 습식법,건식법,습건식법이 있으며 각각의 경우에 무늬를 새기는 방법은 다음과 같다.

습식법에 의하면 합성수지 함침액에 원단을 함침시킨 다음 응고조에서 상기 합성수지를 응고시키고, 상기 응고된 함침포 위에 습식 은면 코팅용 합성수지를 적당량 도포한다. 이를 다시 응고조에서 응고시키고, 상기 원단에 남아있는 잔여 용 제를 수세한 후, 건조한 다음, 필요한 무늬를 인쇄하거나 음각과 양각으로 무늬가 새겨진 열이 있는 롤(roll)을 이용하여 압착시켜 필요한 색상과 무늬를 가진 인공피혁 표면에 형성시킨다.

건식법 또는 습건식법에 의한 무늬있는 인공피혁의 제조방법은 도2를 참조한다.

도2는 종래의 이형지를 사용한 건식법 또는 습건식법에 의한 인공피혁의 제조방법을 전체적으로 도시한 것으로서, 이형지(Release Paper)지 위에 건식피막용 폴리우레탄을 도포하고, 적정온도에서 가온건조하여 경화시킨다.상기 경화된 이형지에 접착용 합성수지를 도포하여 건식 원단 또는 습식 베이스 원단과 합포한다. 다시 가온건조한 후 이형지를 박리시키면 이형지의 무늬가 인공피혁 표면으로 전이되어 필요한 무늬가 형성된다.

습건식법에 의한 무늬전이방법은 습식법에 의해 제조되는 합성피혁 원단과 합포하는 것을 특징으로 하며 그 외에는 건식법과 동일한 과정을 거친다.

이러한 종래의 건식법 또는 습건식법에 의한 인공피혁의 제조방법은 도4에 도시된 바와 같이 이형지(6)를 사용하는데 이형지는 원단에서 박리가 용이하도록 표면에 멜라민(Melamine)(5)이나 폴리프로필렌 (Polypropylene), 폴리에틸렌(PolyEthylene)등과 같은 수지가 처리되어 있어 이 경우 폴리우레탄 코팅액이 멜라민층을 침투하지 못해 이형지 본래의 무늬형상대로 정교한 무늬를 성형할 수 없는 문제점이 있었다.

특히,도6에 도시된 바와 같이, 습식 은층 베이스에서 이형지를 박리한 후에 도 피막용 폴리우레탄 코팅층(3)의 무늬가 도4에 도시된 이형지(6)의 무늬형상보다 굵게 형성된다.

도8a는 상기 종래기술에 의한 인공피혁의 표면을 광학 현미경으로 촬영한 사진으로서 70배로 확대한 것이고, 도8b는 200배로 확대한 것이다.

또한, 이형지는 표면에 멜라민 층을 가지고 있기 때문에 공정 중 피막용 폴리우레탄 액이 급격히 휘발되면서 발생하는 기공이 이형지를 통해 빠져나가지 못하고 핀홀이 발생되는 문제점이 있었다.

뿐만 아니라, 이형지는 종이로 만들어지므로 강도가 약하여 공정 중 끊어지거나 찢어지는 현상이 발생하여 공정이 중단되고, 이형지를 자주 교체하는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기 종래의 인공피혁 제조방법이 가진 문제점을 해결하기 위하여 고안된 것으로서 이형지를 사용하지 않고 무늬전이용 원단을 사용하여 미세하고 정교한 무늬와 외관을 가진 인공피혁의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 인공피혁의 제조방법은,

표면에 엠보싱을 가지는 직물,편물 및 부직포 중 어느 하나의 무늬전이용 원단을 제조하는 단계; 상기 무늬전이용 원단 위에 건식 합성수지를 도포,피막을 형성하고 가온건조하여 경화하는 단계; 상기 경화된 피막층에 접착용 합성수지를 도 포하고 습식 은층 베이스 또는 건식 원단를 합포하는 단계; 및 숙성기간을 거쳐 상기 합포된 습식 은층 베이스 또는 건식 원단에서 상기 무늬전이용 원단을 박리하여 습식 은층 베이스 또는 건식 원단에 무늬전이용 원단의 표면 엠보싱을 전이하는 단계를 포함한다.

여기서, 상기 무늬전이용 원단의 제조단계는 합성고분자 섬유사로 된 원단으로 제조하는 단계; 상기 제조된 원단을 약카치온성 저온경화성 불소계발수제에 함침 처리하는 단계; 및 상기 함침처리된 원단을 가온건조하는 단계로 이루어진다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도1에 도시된 바와 같이, 본 발명은 표면에 엠보싱을 가지는 직물,편물 및 부직포 중 어느 하나의 무늬전이용 원단을 제조하는 단계를 포함한다. 상기 무늬전이용 원단은 직물,편물,부직포 등과 같이 표면에 엠보싱을 가지는 것이면 된다. 직물, 편물, 부직포 등의 표면에 엠보싱을 갖도록 하는 방법은 표면에 오목볼록한 모양을 지닌 엠보싱 가공용 기계를 통과시키는 것이 일반적이다. 이러한 엠보싱 가공방법은 직물 뿐 아니라, 플라스틱으로 만든 시트 등의 가공에도 널리 사용되는 것으로 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있는 것이다.

상기 무늬전이용 원단의 소재는 첫째, 도포된 피막용 및 접착용 합성수지를 가온건조시키는 환경을 극복할 수 있고, 둘째, 건식 코팅 공정에서 주어지는 강한 장력에 뒤틀리거나 절단되지 않는 강도를 지니고, 셋째, 내약품성이 강하여 폴리우레탄에 포함되어 있는 유기용제에 대해서도 안전한 소재일 것이 요구된다. 따라서 주로 합성고분자 섬유를 사용하여 제직한다.

천연고분자 섬유는 150℃ 에서 강도를 잃고 강도의 경우 최대 4~5g/d 에 불과하지만 합성 고분자 섬유인 폴리에스테르나 나일론의 경우 250℃ 이상의 융점을 가지며 최대 강도가 10g/d에 달한다.

특히, 무늬전이용 원단은 표면에 엠보싱을 가지는 것으로써, 폴리에스테르 150~600 데니어(Denier),나일론 200~500 데니어로 두께 0.1mm 이상으로 제조된 직물원단을 약카치온(Cation)성 저온경화형 불소계 발수제의 3~50% 수용액에 함침처리하고 120~140℃의 오븐(Oven)내에서 1분~10분동안 건조시켜 발수 처리하는 것이 바람직하다.

무늬전이용 원단의 두께가 0.1mm 이하의 것을 사용하게 되면 상기 피막형성과정에서 피막용 폴리우레탄의 도포시 무늬전이용 원단의 뒷면까지 베어나와 제조설비의 오염 및 완제품의 박리불량 등을 초래하게 되므로 0.1mm 이상의 두께로 제조하는 것이 바람직하다.

발수제는 물과의 표면 장력을 약화시키는 용도로서 특히 본 발명은 상기 무늬전이용 원단을 제조할 때,불소계 발수제 처리를 할 수 있다.

상기 불소계 발수제는 피막용 폴리우레탄과의 표면장력을 약화시켜 무늬전이용 원단을 용이하게 박리할 수 있게 하고, 무늬전이용 원단 표면에 별도의 층을 형성하지 않으므로 섬세한 무늬전이를 가능하게 한다.

또한, 상기 불소계 발수제는 방수효과 뿐만 아니라 통기성의 효과가 있어 피막용 폴리우레탄 액이 공정 중에 급격히 휘발되면서 기공이 발생하더라도 무늬전이용 원단의 조직 사이로 빠져나갈 수 있게 하여 핀홀 불량이 없게 한다.

상기 불소계 발수제의 농도는 3% 이하의 경우 피막용 폴리우레탄과 박리가 되지 않고, 50% 이상인 경우에는 표면 장력을 지나치게 저하시켜 박리된 제품의 표면을 손상시키게 된다.

상기 무늬전이용 원단 위에 건식 합성수지를 도포하여 피막을 형성하고 가온건조하여 경화하는 단계를 포함한다.

상기 피막을 형성하는 단계는 피막용 폴리우레탄 배합액을 1차로 무늬전이용 원단에 80~160gr/㎡ 의 도포량으로 코팅하고 건조한 후 스킨 필름 강화단계로 80~160 gr/㎡의 도포량으로 2차 코팅한 후 80~120℃의 조건에서 1분~5분간 건조시킴으로써 이루어진다.

상기 경화된 피막층에 접착용 합성수지를 도포하고 습식 은층 베이스 또는 건식 원단을 합포하는 단계를 포함한다.

상기 방식으로 건조된 1차,2차 스킨필름 조성물 상에 접착용 폴리우레탄 배합액을 140~240 gr/㎡의 도포량으로 도포하고,80~120 ℃의 챔버내에서 30초~2분간 가교시킨 후 습식 은층 베이스 또는 건식 원단을 합포시킨다.

상기 피막용 합성수지 배합액의 성분비는 바람직하게는 아래와 같다.

합성수지 100중량부

소수성 계면 활성제 0내지 10중량부

친수성 계면 활성제 0내지10 중량부

메틸 에틸 케톤 10내지 60중량부

디에틸 포름 아미드 0내지 50중량부

상기 접착용 합성수지 배합액의 성분비는 바람직하게는 아래와 같다.

합성수지 100중량부

경화제 5내지 20중량부

촉진제 0내지 10중량부

메틸 에틸 케톤 0내지 60중량부

상기 습식 은층 베이스는 습식법에 의해 제조된 베이스원단으로서 제조방법은 다음과 같다.

부직포 원단을 함침용 폴리우레탄 배합액에 함침시켜 원단 내부에 침투시킨 다음, 응고조에서 상기 배합액을 응고시킨다.상기 응고된 함침포 위에 습식 은면 코팅용 배합액을 적당량 도포한 후 이를 다시 응고조에서 응고시키고,상기 원단에 남아있는 잔여 용제를 수세한 후 건조시키는 방식으로 제조하게 된다.

도3은 습식 은층 베이스를 합포한 후의 단면도를 도시한 것으로서 무늬전이용 원단층(4)위에 건식 합성수지를 도포함으로써 형성된 피막용 폴리우레탄 코팅층(3), 상기 피막용 폴리우레탄 코팅층에 베이스피혁을 합포하기 위해 도포하여 형성된 접착용 폴리우레탄 코팅층(2), 상기 접착용 폴리우레탄 코팅층 위에 합포된 습식 은층 베이스(1)를 나타내고 있다.

숙성기간을 거쳐 상기 합포된 습식 은층 베이스 또는 건식원단에서 상기 무늬전이용 원단을 박리하여 습식 은층 베이스 또는 건식 원단에 무늬전이용 원단의 표면 요철을 전이하는 단계는 다음과 같다.

무늬전이용 원단과 습식 은층 베이스를 합포한 후에 60~90 ℃의 가온 숙성실에서 12~24 시간의 숙성단계를 거치고,합포된 습식 은층 베이스와 무늬전이용 원단을 박리한다.

도5는 숙성단계 이후 습식 은층 베이스로부터 무늬전이용 원단을 박리하여 습식 은층 베이스에 무늬전이용 원단의 표면 엠보싱을 전이한 후의 단면도이다. 도3에 도시되어 있는 무늬전이용 원단층(4)의 엠보싱의 표면과 일치되게 피막용 폴리우레탄 코팅층(3)이 형성되어 있음을 볼 수 있다.

도7a는 무늬전이용 원단을 박리한 후 형성된 습식 은층 베이스,즉 최종 상품의 표면을 광학 현미경으로 촬영한 사진으로서 70배로 확대한 것이고, 도7b는 200배로 확대한 것이다.

도7a, 도7b에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따라 인공피혁에 형성된 무늬는 도8a 및 도8b에 도시된 종래의 인공피혁 무늬에 비하여 매우 섬세하고 정교하게 된다. 이는 전술한 바와 같이, 무늬전이용 원단을 사용한 본 발명의 경우 피막용 폴리우레탄액이 직접적으로 무늬전이용 원단에 밀착되게 도포됨으로써 무늬전이용 원단의 섬세한 무늬가 그대로 전이되기 때문이다.

이하 실시예를 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다.그러나 이들 실시예는 본 발명의 예시일 뿐,본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

[실시예1]

1)무늬전이용 원단과 합포되어 무늬가 전이될 습식 은층 베이스를 다음과 같이 제조하였다.

부직포를 폴리우레탄 수지 100중량부에 대하여 친수성 계면활성제 2중량부,소수성 계면활성제 2중량부,디메틸 포름아미드 270중량부,안료 10중량부가 혼합된 함침용 폴리우레탄 배합액에 함침시킨후,응고조로 이동시켜 4분가량 1차로 응고시킨 다음,상기 1차 응고된 원단에 폴리우레탄 수지 100중량부에 대하여 친수성 계면 활성제 2중량부,소수성 계면활성제 1중량부,디메틸 포름 아미드 40중량부,안료 10중량부가 혼합된 습식 은면 코팅용 폴리우레탄 배합액을 도포한 후,이를 다시 응고조에서 2차로 응고시켰다.

상기 2차 응고된 원단을 수세조에서 세정하여 원단에 잔류하는 디메틸 포름아미드를 제거한 다음.약 130내지 140℃의 건조기 내에서 건조시켜 습식 은층 베이스를 제조하였다.

2)나일론(Nylon)420데니아 다이아몬드(Diamond)문양의 0.34mm 두께의 무늬전이용 원단에 피막용 폴리우레탄을 1차 또는 2차 도포하고 접착용 폴리우레탄 배합액으로 도포한 후 상기 제조한 습식 은층 베이스와 합포시켰다.

3)위 상태로 80℃의 가온실에서 24시간 숙성시킨 후 무늬전이용 원단과 습식 은층 베이스를 박리시켜 무늬전이용 원단 조직이 그대로 전이 가공된 인공 피혁을 수득하였다.

[실시예2]

1)실시예1에서 사용된 부직포를 원단으로 한 습식 베이스 대신, 양방향 연신 가능한 0.8mm 두께의 폴리에스테르(PolyEster)50데니아 36필라멘트(Filament)로 이루어진 편물,즉 건식원단을 무늬가 전이될 베이스로 하였다.

2)나일론 330데니아 엠보(Emboss)문양의 0.35mm 두께의 무늬 전이용 원단에 피막용 폴리우레탄 배합액과 접착용 폴리우레탄 배합액을 도포한 후 상기 폴리에스테르 편물원단과 합포하였다.

3)실시예 1의 3항과 동일한 조건에서 숙성시킨 후 박리시켜 상기 나일론 무늬전이용 원단의 무늬조직이 그대로 전이된 건식형 인공피혁을 수득하였다.

그러나 이들 실시예는 본 발명의 예시일 뿐이며 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

종래 기술에서 사용하던 이형지를 대체하고 무늬전이용 원단을 사용함으로써

첫째, 이형지의 멜라민 층과 같은 별도의 층을 형성시키는 과정이 생략되어 피막용 폴리우레탄액이 바로 무늬전이용 원단에 밀착하게 되어 무늬전이용 본래의 미세한 무늬가 그대로 발현되고,

둘째, 무늬전이용 원단제조단계 자체에서 불소계 발수제를 처리하여 별도의 멜라민 층 형성 과정 없이도 습식 은층 베이스 또는 건식 원단과의 박리과정이 용이하고,

셋째, 불소계 발수제에 통기성의 효과가 있어 피막용 폴리우레탄 액이 공정 중 급격히 휘발되면서 발생하는 기공이 무늬전이용 원단을 통해 빠져나갈 수 있게 되어 핀홀 발생의 염려가 없고,

넷째, 무늬전이용 원단의 소재는 건식코팅 공정에서 주어지는 강한 장력에 뒤틀리거나 절단되지 않도록 합성고분자 섬유로 제작되는바,종래 이형지로 인한 라인의 정체와 같은 문제점을 해결하였으며,

다섯째,또한,무늬전이용 원단의 소재가 도포된 피막용 및 접착용 합성수지를 가온건조시키는 환경을 극복할 수 있는 소재이므로 코팅공정을 거치면서 종래 이형지의 경우 무늬가 손상되거나 불분명해지는 문제점을 해결하여 반영구적인 재사용으로 생산성 향상에 이바지한다.

Claims (3)

1. 표면에 엠보싱을 가지는 직물,편물 및 부직포 중 어느 하나의 무늬전이용 원단을 제조하는 단계;상기 무늬전이용 원단 위에 건식 합성수지를 도포하여 피막을 형성하고 가온건조하여 경화하는 단계;상기 경화된 피막층에 접착용 합성수지를 도포하여 그 위에 습식 은층 베이스 또는 건식 원단를 합포하는 단계;및 숙성기간을 거쳐 상기 합포된 습식 은층 베이스 또는 건식 원단에서 상기 무늬전이용 원단을 박리하여 습식 은층 베이스 또는 건식 원단에 무늬전이용 원단의 표면 엠보싱을 전이하는 단계를 포함하는 인공피혁의 제조방법
2. 제1항에 있어서,

   상기 무늬전이용 원단의 제조단계는 합성고분자 섬유사로 된 원단으로 제조하는 단계; 상기 제조된 원단을 약카치온성 저온경화성 불소계발수제에 함침처리하는 단계;및 상기 함침처리된 원단을 가온건조하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 인공피혁의 제조방법
3. 제2항에 있어서,

   상기 합성고분자 섬유사로 된 원단은 폴리에스테르 150~600데니어,나일론 200~500데니어로 제조하는 것을 특징으로 하는 인공피혁의 제조방법.

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