KR100788492B1 - 육면혁을 이용한 자동차 내장재용 천연가죽의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 육면혁을 이용한 자동차 내장재용 천연가죽의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 나피로부터 분할되어 상대적으로 은면혁에 비해 단가가 낮은 육면혁을 사용하여 준비, 유성, 재유성, 가지 및 도장 단계를 포함하여 천연가죽을 제조하되, 상기 준비공정에서 비질소계 탈회제와 상기 유성공정에서 크롬흡착증진제를 선택 사용하여 자동차 내장재용으로 적합하도록 유도하여 자동차 유리에 휘발성 물질부착(Window-fogging) 방지성, 내열성 및 유연성이 개선된 육면혁을 이용한 자동차 내장용 천연가죽의 제조방법에 관한 것이다.

육면혁, 비질소계 탈회제, 크롬흡착증진제, 자동차 내장재, 가죽시트

Description

육면혁을 이용한 자동차 내장재용 천연가죽의 제조방법{Preparation method of natural leather use in the vehicle interior for Split}

도 1은 동물피의 조직학적 구조에 따른 은면혁 및 육면혁을 나타낸 것이다.

도 2은 본 발명에 따라 제조된 육면혁이 적용된 자동차 내장재를 나타낸 것이다.

본 발명은 육면혁을 이용한 자동차 내장재용 천연가죽의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 나피로부터 분할되어 상대적으로 은면혁에 비해 단가가 낮은 육면혁을 사용하여 준비, 유성, 재유성, 가지 및 도장 단계를 포함하여 천연가죽을 제조하되, 상기 준비공정에서 비질소계 탈회제와 상기 유성공정에서 크롬흡착증진제를 선택 사용하여 자동차 내장재용으로 적합하도록 유도하여 자동차 유리에 휘발성 물질부착(Window-fogging) 방지성, 내열성 및 유연성이 개선된 육면혁을 이용한 자동차 내장용 천연가죽의 제조방법에 관한 것이다.

자동차 및 자동차 관련 산업은 소비자의 욕구에 커다란 영향을 미치며, 자국의 경제성장을 주도하는 주요 산업이다.

자동차 내장재는 차량의 의자 등 인체와의 접촉 부위를 감싸는 기능을 하는 것으로, 일반적으로 폴리우레탄(PU), 폴리비닐알콜(PVC) 레쟈 등과 같은 인조피혁, 천연 피혁 및 직물(Fabric) 3종류로 크게 구분되어 생산되고 있는 바, 이러한 소재들은 여러 가지 가공들을 수행하여 다양한 외관 및 여러 가지 색깔들로 사용되고 있다.

특히, 천연피혁으로 제조된 자동차 내장재는 열전도율이 낮아 여름이나 겨울에도 부드러운 감촉 및 모직시트에서 발생하는 악취나 정전기, 먼지 등이 발생하지 않는 고유한 특성으로 인해 수요가 급속히 증가되고 있는 상황이다.

천연피혁은 제조방법상 동물의 원피로부터 최종단계인 가죽이 얻어지는 공정이므로 동물성인 원피의 특징을 어떻게 광물성 가죽으로 제조하느냐가 관건이다. 또한, 천연가죽은 합성 인조가죽과 달리 모공이 있어 사람의 피부와 마찬가지로 통기성이 뛰어나 인조가죽처럼 땀이 흡수되지 않거나 끈적거리는 현상이 나타나지 않아 감성적인 측면에 있어서도 인조가죽에 비해 흡습감 등의 느낌이 뛰어나 고가이나 생필품이나 자동차 내장재로서 고급감을 주는 재료로 자주 사용되고 있다.

현재 차량 내장재용 가죽은 은면혁 또는 표면혁이라고 부르는 겉껍질 가죽을 사용하여 약품 및 가공 처리하여 제혁공정을 거쳐 생산된다.

은면층을 모두 깍아낸 진피층만을 사용하는 육면혁 등의 원료피는 제혁공정을 거친 후, 그 위에 폴리우레탄이나 나일론 비닐코팅을 수행하여 사용되고 있으 며, 보통 은면혁 가죽가격 보다 저렴하나 포깅(Fogging), 인장, 신장 및 내열성 등이 부족하여 자동차 시트에 부적합하다.

자동차 시장의 증대에 따라 천연피혁 시트의 생산량도 지속적으로 증대되고 있지만 국내에서는 고가 원료피인 은면혁을 이용한 원단으로 제품화하기 때문에 제품의 가격을 낮추는데 한계가 있어 상대적으로 값이 싼 저가 원료피를 활용한 고부가 가치성 자동차 내장재용 가죽의 제조방법이 시급히 요청되는 실정이다.

이에, 본 발명자들은 고가의 원료피인 은면혁에 비해 상대적으로 가격경쟁력이 우수한 저가의 육면혁을 사용하면서 동시에 자동차 내장재용으로 적합한 물성을 갖는 자동차 내장재용 천연가죽을 제조하기 위하여 연구 노력하였다. 그 결과, 나피로부터 분할되어 상대적으로 은면혁에 비해 단가가 낮은 육면혁을 사용하여 준비, 유성, 재유성, 가지 및 도장 단계를 포함하여 천연가죽을 제조하되, 상기 준비공정에서 비질소계 탈회제와, 상기 유성공정에서 크롬흡착증진제를 선택 사용하여 자동차 내장재용으로 적합하도록 유도하여 자동차 유리에 휘발성 물질부착(Window-fogging) 방지성, 내열성 및 유연성이 개선된다는 것을 알게되어 본 발명을 완성하게 되었다.

따라서, 본 발명은 가격경쟁력이 우수한 육면혁을 이용하여 자동차 내장재로 적합한 천연가죽을 제조하는 방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명은 탈모된 나피를 화학적·물리적 처리하는 준비단계, 안정한 구조의 단백질로 변화시키는 유성단계, 충진감 및 염색성을 부여해주는 재유성 단계, 나피에 유연성을 부여하는 가지 단계 및 표면을 처리하는 도장 단계를 포함하여 이루어진 천연가죽의 제조방법에 있어서,

나피로부터 분할된 육면혁을 사용하고, 상기 준비공정에서 원피에 대하여 비질소계 탈회제 2 ∼ 5 중량%를 사용하고, 상기 유성공정에서 준비단계 후의 나피에 대하여 크롬흡착증진제 2 ∼ 4 중량% 사용하는 자동차 내장재용 천연가죽의 제조방법에 그 특징이 있다.

이하, 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 육면혁을 이용하여 자동차 내장재용으로 적합한 가죽을 제조하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로 소가죽이나 기타 큰 동물의 가죽은 두꺼우므로 두 층 또는 세 층으로 쪼개서 사용하는 바, 이러한 층에 따른 분류로 원피 중에 털이 붙어 있는 피혁인 은면혁(그레인)과 상기 은면혁을 쪼개 낸 다음, 살이 붙어 있는 쪽(Flesh side)의 육면혁(스프리트, 상혁)으로 나뉘어 진다. 은면혁은 신장력, 내마모성 등이 뛰어나 주로 의복재료에, 육면혁은 얇고 잘 찢어져서 구두, 핸드백 등의 잡화류에 사용되는 것이 일반적이다. 특히, 자동차 내장재의 경우에는 상기 의복과 동등 이상의 물성을 요구하므로 은면혁을 사용하여 제조하는 것이 통상적이다.

이에, 본 발명은 상대적으로 가격경쟁력이 우수한 육면혁을 사용하면서, 비 질소계 탈회제와 크롬흡착증진제의 적용으로 자동차 내장재용으로 적합하도록 유도하며 동시에 자동차 유리에 휘발성 물질 부착(Window-fogging) 방지성, 내열성 및 유연성을 개선한 천연가죽의 제조방법에 관한 것이다.

상기 포깅(fogging)은 수송체의 내장품으로부터 발생되는 증발된 휘발성 물질이 유리창들, 특히 전면 유리상에 응축되는 현상을 일컫는다. 상기 포깅은 운전자의 가시계, 특히 야간에 운전자가 마주 오는 수송체의 라이트와 대면하였을 때의 가시계에 장애를 주는 문제가 있다. 포깅은 섬유, 플라스틱 및 가죽을 포함한 내장품 내의 모든 휘발성 물질로부터 유래된다고 보고되고 있다. 통상적으로 가죽으로부터 유리되는 포깅 분석은 가죽처리 작업들에 사용되는 많은 화학약품들 예를 들면 웨트블루내 잔류 천연지방, 페놀계통의 살균제, 염료, 먼지제거제로서 사용되는 프탈산염 및 광물유부가제들 및 마무리 처리에 사용되는 용매, 유화제 및 가소제 들이 포깅현상에 기여한다.

일반적으로 천연가죽은 크게 준비-유성-재유성-가지-도장의 단계로 구분되는 바, 이를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 준비공정은 탈회, 효해, 침산으로 구분되며, 다음으로 유성공정으로 구분된다.

탈회는 준비공정에서 알칼리화를 위해 투입한 석회를 제거하는 것이고, 효해는 가죽의 단백질 분해효소를 작용시켜 이물질을 제거하고, 가죽을 깨끗하게 하면서 유연하게 하여 신장력과 수율을 증가시키는 것이며, 침산은 소금과 산을 이용하여 산의 가수분해로 가죽을 산성으로 조절하며 유성단계에서 탄닝제의 투입을 균일 하게 하는 것이다. 또한, 탄닝은 가죽의 상품화를 위해 동물성에서 광물성 성질을 부여하는 공정으로 열에 대한 저항성 및 유연성을 부여하는 것이다.

본 발명은 상기 탈회 공정에서 비질소계 탈회제를 사용하는 바, 상기 비질소계 탈회제는 질소계 탈회제에 비해 가격적인 면에서 그 사용이 배제되었으나, 본 발명은 저가의 육면혁을 선택 사용하면서, 이의 사용으로 인한 자동차 내장재용으로의 가죽의 물성을 만족할 수 있도록 하기 위하여 비질소계 탈회제를 사용하여 수행한 것이다. 또한, 상기 비질소계 탈회제는 포깅성 등과 관련된 물성에도 영향을 주어 보다 자동차 내장재용으로 적합한 것이다.

즉, 본 발명은 단순히 탈회제로 비질소계를 선택 사용한 것이 아니라 육면혁의 가죽품질을 개선 및 피혁폐수장내의 가장 큰 문제점인 총질소량의 감소로 인한 환경친화적 공정인 동시에 포깅성 등의 물성에도 효과를 보여 자동차 내장재용으로 적합하게 되는 것이다.

이러한 비질소계 탈회제는 구체적으로 락틱산(Lactic acid), 보릭산(Boric acid) 및 실리케이트 1,2-프로판디올 사이클릭 카보네이트(Silicate 1,2-Propandiol cyclic carbonate) 것을 사용할 수 있다. 상기 비질소계 탈회제는 준비단계의 윈피에 대하여 2 ∼ 5 중량% 사용하는 바, 상기 사용량이 2 중량% 미만이면 유연성, 충진감이 떨어지고 전반적으로 가죽이 딱딱해지고 5 중량%를 초과하는 경우에는 가죽상태 연해지고 인장, 인열 등의 물성 떨어지는 문제가 발생하므로 상기 범위를 유지하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 불안정한 구조의 콜라겐 단백질을 탄닝물질과 결합시켜 안 정한 구조의 단백질로 변화시키는 유성단계에서 탄닝제로 크롬을 사용하고, 탄닝제의 흡착을 증진시키기 위하여 크롬흡착증진제를 사용한다. 탄닝제는 상기에서 설명한 바와 같이 동물피를 광물질화하여 가죽으로 만들어 가는 중요한 공정 중의 하나로서 탄닝제와 피혁과의 결합에 의해 불안정한 구조의 콜라겐 단백질을 탄닝 물질과 결합시켜 내열성, 내부패성, 내약품성 및 유연성 등의 물성 유지가 가능한 안정한 구조의 단백질로 변화시키는 공정으로 본 발명은 크롬을 사용한다. 이러한 크롬은 가죽내에 함유된 양에 따라 물성이 달라지는 바, 본 발명의 육면혁의 경우 크롬흡착증진제의 사용으로 인한 가죽의 크롬 함유량을 높여 내열성 및 유연성을 증진시켜 은면혁에 비해 크롬 흡착력이 현저히 저하되어 자동차 내장재용으로 적합한 물성 유지가 어려운 문제를 해결하였다. 이에 상기 크롬의 흡착력을 향상시키기 위하여 크롬흡착증진제를 사용하는 바, 상기 크롬흡착증진제는 구체적으로 카르복실레이트계, 설폰이미드(Sulfonimide)계 및 알데하이드계 등을 사용할 수 있다.

이러한 크롬흡착증진제는 준비단계 후의 가죽에 대하여 2 ∼ 4 중량% 사용하는 바, 상기 사용량이 2 중량% 미만이면 크롬흡착 효과가 떨어지고 4 중량%를 초과하는 경우에는 가격대비 효과가 떨어지는 문제가 발생하므로 상기 범위를 유지하는 것이 바람직하다.

다음으로 중화, 재유성, 가지 및 건조단계로 구분된다.

중화는 염료, 신탄 및 기름 성분의 침투가 용이하도록 pH를 상승시키며, 재유성은 일반적으로 동물성 원피의 부위인 복부에서 선유의 짜임이 비교적 느슨하여 밀도가 낮은 조직은 크롬탄닝만으로는 건조하면 얇아지고 충진감 있는 가죽을 얻기 어려워 보통 합성탄닝제를 사용하여 혁에 충만감, 적당한 촉감 부여, 가지제 및 염료의 침투를 촉진한다. 가지는 혁의 섬유 또는 섬유속 사이사이에 다시 유지분을 넣어주어 섬유사이에 윤활제로 작용하여 유연성과 탄력성을 부여하는 것이고, 건조는 가죽의 주름을 펴고 일정한 수분상태를 유지시키는 것을 말한다.

다음으로 도장공정이 수행되는 바, 이는 피혁 표면의 흠집자국을 엄폐, 은폐시키기 위하여 염료, 안료, 바인더 등으로 도장처리를 수행하게 된다.

다음 표 1은 본 발명의 육면혁을 이용한 천연가죽 제조 시 단계별로 사용된 성분의 사용량을 나타낸 것으로, 배합비율은 전 단계 원피 중량에 대한 중량%로 나타낸다.

준비단계 (탈회, 효해, 침산)		유성단계		재유성단계		가지단계
성분	함량(%)	성분	함량(%)	성분	함량(%)	성분	함량(%)
세제	0.6∼1.0	크롬계 흡착증진제	2∼4	암모니아수	0.3∼0.6	천연동물 가지제	3∼6
비질소계 탈회제	2∼5	크롬	3∼5	염료	1∼4	천연식물성 가지제	2∼4
효해제	0.8∼1.4	중조	0.8∼1.2	페놀신탄	4∼6	개미산	0.8∼1.2
소금	8∼10	-	-	아크릴신탄	2∼5	-	-
개미산	0.6∼1.0	-	-	타라	2∼4	-	-
황산	0.6∼0.8	-	-	미모사	2∼4	-	-
-	-	-	-	천연동물성 가지제	2∼5	-	-
-	-	-	-	개미산	0.8~1.0	-	-

상기에서 사용된 성분은 본 발명의 기술구성상의 특징인 비질소계 탈회제와 크롬계 흡착증진제를 제외하고는 당 분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 본 발명에서 특별히 한정하지는 않으나, 본 발명에서는 준비단계에서 세제로는 비이온 계면활성제를 조절한 탈지제, 효해제는 pH 7 ∼ 9에서 효과를 나타내는 췌장효소, 박테리아나 균종에서 얻어지는 효소를 사용할 수 있다.

재유성 단계에서 합성 탄닝제는 방향족 화합물의 축합물로 나프탈렌(Naphthalene), 페놀(Phenol), 아크릴(Acryl) 등의 방향족 물질을 포름알데히드로 축합하고 용해력을 부여하기 위해 황산화를 시킨 것을 사용하고, 버핑성 및 충진감 등 기능성에 큰 영향을 미치는 식물성 탄닝제인 타라, 미모사 등을 사용할 수 있으며, 가지 단계에서는 천연 동물성 및 식물성 가지제를 사용할 수 있다.

상기에서 사용된 성분은 본 발명의 기술구성상의 특징인 비질소계 탈회제와 크롬계 흡착증진제를 제외하고는 당 분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 본 발명에서 특별히 한정하지는 않으나, 자동차 내장재용 육면혁 제조에 있어서 최적의 적합한 기술공정이다.

또한, 상기 사용량도 당 분야에서 일반적으로 사용되는 양으로 특별히 한정하지는 않으나, 본 발명에서는 각각 상기와 같은 표에 나타낸 범위로 사용하는 것이 좋다. 각 성분의 함량이 상기 범위를 벗어나는 경우에는 다소 함량의 조절로 인해 부분적인 보완작용을 할 수는 있으나, 윈피인 육면혁 자체의 물성이 자동차 내장재로서 만족하지 못하므로 상기 양을 유지하는 것이 바람직하다.

상기와 같은 단계로 제조된 육면혁을 샌드 페이퍼(Sand Paper)로 표면을 연마하는 공정인 버핑을 통해 육면혁 표면을 최대한 고르게 한 다음 수분산형 폴리우레탄 코팅제 및 접착제의 혼합액을 압축 공기를 이용, 액을 미세한 분말로 분사하여 필름 스타일의 육면혁 자동차 내장재를 제조한다. 이는 일반적인 육면혁 도장공정에서 사용하는 유기용매를 사용하는 용제형 폴리우레탄 코팅제의 사용을 전면 배제하여 휘발성유기화합물질(VOC)에 따른 포깅(Fogging)을 줄일 수 있다.

또한, 상기와 같이 단계로 제조된 육면혁은 가죽의 일반적인 스타일로 가공될 수 있는 바, 구체적으로 은면 기모를 살린 누벅(Nubuck)스타일, 버핑(Buffing) 후 도막 처리한 필름(Film) 스타일, 및 약간의 무늬를 넣은 엠보(Embo) 스타일 등으로 가공이 가능하다.

본 발명은 상기와 같은 공정으로 상대적으로 저가인 육면혁을 원피로 사용하여 자동차 내장용으로 적합한 가죽의 제조가 가능하다. 상기 자동차 내장재의 표준 물성은 다음 실시예를 통하여 확인할 수 있는 바, 본 발명은 이를 만족하는 것을 확인할 수 있다.

이하, 본 발명을 다음의 실시예에 의하여 더욱 상세하게 설명하겠는 바, 본 발명이 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 통상적인 방법으로 준비공정을 수행한 육면혁의 유성 및 염색 단계를 거친 후 시험용 천연가죽으로 제조하였다.

상기 실시예 1에서 제조된 육면혁 천연가죽의 물성을 다음과 같은 방법으로 측정하여 그 결과를 다음 표 3에 나타내었다.

상기 표 3에서 살펴본 바와 같이, 실시예 1에서 제조된 육면혁을 이용한 천연가죽은 자동차 내장재용으로 적합한 물성을 갖는다는 것을 확인할 수 있었다.

비교예 1

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 탈회공정에서 비질소계 탈회제 대신에 황산암모늄을 사용하여 육면혁 천연가죽을 제조하였다.

상기 실시예 1 및 비교예 1에서 제조된 육면혁 천연가죽의 포깅(fogging) 테스트를 실시하여 다음 표 4에 나타내었다.

상기 표 4에 나타낸 바와 같이, 종래의 질소계 탈회제인 황산암모늄을 사용한 비교예 1은 포깅성이 낮아 자동차 내장재용으로 적합하지 못한 물성을 갖는다는 것을 확인할 수 있었다.

비교예 2

상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 크롬증진제의 사용이 배제된 조건하에서 자동차 내장재용 육면혁 가죽을 제조하였다.

상기 실시예 1 및 비교예 2에서 제조된 육면혁 천연가죽의 액중열수축온도, 유연성, 내열성 및 가죽내 크롬 함유량 테스트를 실시하여 다음 표 5에 나타내었다.

상기 표 5에 나타낸 바와 같이, 크롬증진제를 사용하지 않은 비교예 2의 경우 실시예 1에 비해 물성이 현저히 낮아 이는 자동차 내장재용 가죽의 물성을 만족하지 못하고 있음을 확인할 수 있었다.

상기에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따라 종래에 비해 단가가 저렴한 육면혁을 특정의 공정을 거쳐 제조된 가죽은 시트후면, 도어 트림 등의 자동차 내장재용에 적용하는 경우 종래와 동등 이상의 인장강도, 신장, 포깅(Fogging)성, 내열성 등의 물성 유지가 가능하여 고부가가치가 기대된다.

Claims (3)

1. 탈모된 나피를 화학적·물리적 처리하는 준비단계, 안정한 구조의 단백질로 변화시키는 유성단계, 충진감 및 염색성을 부여해주는 재유성 단계, 나피에 유연성을 부여하는 가지 단계 및 표면을 처리하는 도장 단계를 포함하여 이루어진 천연가죽의 제조방법에 있어서,

   나피로부터 분할된 육면혁을 사용하고,

   상기 준비공정에서 원피에 대하여 비질소계 탈회제 2 ∼ 5 중량%를 사용하고,

   상기 유성공정에서 준비단계 후의 나피에 대하여 크롬흡착증진제 2 ∼ 4 중량% 사용하는 것을 특징으로 하는 자동차 내장재용 천연가죽의 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 비질소계 탈회제는 락틱산(Lactic acid), 보릭산(Boric acid) 및 실리케이트 1,2-프로판디올 사이클릭 카보네이트(Silicate 1,2-Propandiol cyclic carbonate) 중에서 선택된 것을 특징으로 하는 천연가죽의 제조방법.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 크롬흡착증진제는 카르복실레이트계, 설폰이미드계, 및 알데하이드계 중에서 선택된 것을 특징으로 하는 천연가죽의 제조방법.

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