KR100877716B1 - 인조피혁의 제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 인조피혁 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인조피혁의 제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 인조피혁에 관한 것으로서, 구체적으로는 제조 과정이 환경친화적이고, 천연피혁과 같은 질감을 가지면서도 방수는 물론, 통기성과 투습성이 우수하며, 내구성 및 내열성 향상을 통해 피혁의 관리가 용이한 인조피혁을 제공할 목적으로, 부직포 상에 수용성 수지가 포함된 약품을 도포하는 도포 단계와, 가압을 통해 상기 약품이 부직포에 스며들게 하는 함침 단계와, 자외선을 통해 상기 약품을 경화시키는 경화 단계와, 히터로 상기 약품을 건조시켜서 투습층을 형성하는 건조 단계 및 상기 투습층에 복수 개의 통기공을 천공하는 천공 단계를 포함하여 이루어지고, 상기 천공 단계는, 상기 투습층의 외면을 삼각패턴의 돌기로 성형하고, 상기 통기공은 삼각패턴의 첨단에 형성되게 하는 인조피혁의 제조방법에 개시된다.

Description

인조피혁의 제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 인조피혁{Manufacturing method of synthetic leather, and that synthetic leather}

본 발명은 통기성(通氣性)과 방수성(防水性)을 비롯하여 투습성(透濕性)을 가지는 인조피혁의 제조방법 및 그 방법에 의해 제조된 인조피혁에 관한 것이다.

일반적으로 피혁제품은 동물의 가죽을 가공하여 제조한 천연피혁과 부직포나 필름 등의 재료에 합성수지 등을 도포하여 제조한 인조피혁으로 구분되는데, 천연가죽의 경우 동물의 몇몇 종은 멸종 위기에 처해 있는 등, 그 개체 수가 한정되어 있기 때문에 대량 생산이 불가능하여 고가에 거래되고 있는 실정이므로, 그 대체 수단으로서 대량 생산이 가능한 인조피혁을 제조하고 있다.

인조피혁은 크게 습식과 건식 및 페이퍼방식으로 제조되며, 건식은 이형지 위에 톨루엔, 아세톤, 이소프로필, 알코올, 폴리우레탄 등을 배합한 화학약품을 도포한 후 접착제를 이용하여 섬유 원단에 부착하는 공정이고, 습식은 폴리우레탄, 디메틸포름알데히드 등을 배합한 화학약품을 섬유 원단에 도포하여 가죽층을 형성한 후 이를 고온의 물속으로 통과시켜서 경화시키는 공정이며, 페이퍼방식 역시 상기 건식과 비슷한 형태로 제조된다.

그러나 상기 천연피혁은 대량생산이 어려운 단점 외에도 동물의 털을 제거하기 위한 강산약품 처리 과정과 염색 처리 과정에서 맹독성 폐수가 유출되어 환경오염을 유발하는 문제점이 있으며, 통기성은 우수하나 습기와 열에 취약하기 때문에 관리에 어려움이 있고, 매우 고가에 거래되는 단점이 있다.

또한, 인조피혁의 경우 유기성 약품을 사용하기 때문에 제조 과정에서 화재 발생 위험이 있을 뿐 아니라, 악취와 공해가 발생하므로 별도의 처리시설이 요구되고, 특히 건식과 페이퍼방식으로 제조된 피혁은 가죽층과 원단을 접착제 등으로 부착한 형태이기 때문에 통기와 투습이 전혀 되지 않는 문제점이 있다. 다만 습식으로 제조된 인조피혁의 경우 통기성과 투습성이 있기는 하지만 이 역시 제조과정에서의 화학약품에 의한 환경오염 문제와 피혁의 관리가 어려운 단점은 여전히 해결되지 않고 있다.

이에 따라 상기의 종래 천연피혁과 인조피혁이 가지는 단점을 해결하기 위한 본 발명은 제조 과정이 환경친화적이고, 천연피혁과 같은 질감을 가지면서도 방수는 물론, 통기성과 투습성이 우수하며, 내구성 및 내열성 향상을 통해 피혁의 관리가 용이한 인조피혁 및 그 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적은, 부직포 상에 수용성 수지가 포함된 약품을 도포하는 도포 단계와, 가압을 통해 상기 약품이 부직포에 스며들게 하는 함침 단계와, 자외선을 통해 상기 약품을 경화시키는 경화 단계와, 히터로 상기 약품을 건조시켜서 투습층을 형성하는 건조 단계 및 상기 투습층에 복수 개의 통기공을 천공하는 천공 단계를 포함하여 이루어지고, 상기 천공 단계는, 상기 투습층의 외면을 삼각패턴의 돌기로 성형하고, 상기 통기공은 삼각패턴의 첨단에 형성되게 하는 인조피혁의 제조방법을 통해서 달성된다.

바람직한 실시로서 상기 천공 단계의 통기공은, 표면에 상기 삼각패턴 및 통기공과 대응하는 형태로 삼각 홈 패턴과 삼각 홈의 최 저부에 바늘이 돌출된 패턴을 가진 패턴 롤러에 의해 성형하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 인조피혁의 제조과정은, 수성 폴리우레탄, 사카라아제(saccharase), 물 등 무독성 물질을 배합하여 사용하므로, 제조과정에서 악취나 유독성 물질의 유출이 없어 환경 친화적이고, 또한 그 방법으로 제조된 인조피혁은 나노미터 크기의 삼각패턴 상에 나노미터 크기의 통기공이 형성되어 있어서 방수성뿐 아니라 통기성과 투습성이 우수한 이점이 있으며, 천연피혁과 같은 질감과 함께 내구성, 내열성이 있고 물세탁이 가능하여 관리가 매우 용이하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 인조피혁 제조방법과 인조피혁의 구조 및 작용에 관하여 더욱 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 인조피혁 제조 과정을 개략적으로 보인 공정도이고, 도 2는 도 1의 A부 확대 단면도로서 인조피혁의 구조를 보인 도면이며, 도 3은 도 1의 B부 확대 단면도로서 인조피혁의 구조 및 작용을 보인 도면이다.

도 1을 참조하는 바와 같이, 본 발명의 인조피혁 제조방법은, 인조피혁의 원단인 부직포(11)를 투입한 상태에서 부직포(11) 상에 약품 도포 단계(S1)와, 상기 약품의 함침 단계(S2)와, 상기 약품으로 형성된 투습층(12)의 경화 단계(S3)와, 상기 투습층(12)의 건조 단계(S4) 및 상기 투습층(12)에 나노미터 크기의 통기공(14)을 천공하는 천공 단계(S5)를 포함하여 이루어진다.

상기 도포 단계(S1)는, 부직포(11) 상에 인조피혁(10)을 제조하기 위한 약품을 도포하는 것으로, 상기 약품은 수용성의 폴리우레탄과 사카라아제(saccharase), 물 등을 배합한 것으로서, 무독성이면서도 유해물질을 배출하지 않기 때문에 별도의 집진시설이나 폐수 처리시설이 요구되지 않고 환경 친화적이다. 이와 같은 약품 도포 방식은 도시된 것과 같이 분사기(1)를 이용하여 살포 혹은 분사하여 도포하는 형태일 수 있고, 그 도포 방식에는 제한이 없다.

상기 함침 단계(S2)는, 부직포(11) 상에 도포된 약품이 부직포(11) 내에 균일하고 일정한 깊이로 스며들 수 있도록 적당한 압력으로 가압하는 것으로, 이를 위해 도시된 것과 같이 가압롤러(2)를 사용하여 가압하는 것이 바람직하지만, 그것에 한정되는 것은 아니다.

가압롤러(2)를 이용하여 적당한 압력으로 약품을 가압하면, 약품이 부직포(11) 내에 스며들어서 도 2를 참조하는 바와 같이 투습층(12)이 형성된다. 즉 상기 투습층(12)은 부직포(11)와 별도의 층을 이루는 것이 아니라, 부직포(11)의 일측 면으로 약품이 스며들어서 소정의 두께로 형성된 것이다.

상기 경화 단계(S3)는, 약품이 스며들어서 형성된 투습층(12)을 자외선 램프(3)에서 조사되는 자외선에 노출시켜서 급 경화시키는 것으로, 이때 상기 자외선이 외부로 유출되지 않도록 하기 위해 상기 경화 공정은 적절히 밀폐된 공간 내에서 이루어지는 것이 바람직하고, 또한 경화 단계의 공정 조건은, 종류에 따라 80~180℃ 온도 하에서 1~60초 시간 동안 경화시킬 수 있고, 이때 투습층(10)의 두께는 10~100㎛ 로 형성되게 하는 것이 바람직하다.

상기 건조 단계(S4)는, 경화된 투습층(12)을 비롯하여 부직포(11)를 약 40~70℃ 온도 하에서 건조하는 공정으로서, 그 공정의 연속성을 위해서는 터널 형태로 이루어진 공간에 히터(4)를 설치하여 상기 투습층(12)이 형성된 부직포(11)를 이동시키는 것이 바람직하다. 이와 같이 건조된 인조피혁(10)은 도 2와 같이 부직포(11) 일측 면에 투습층(12)이 함침되어 이루어지며, 이때 상기 투습층(12)의 함 침 두께는 부직포(11) 전체 두께에 대해 1/2 내지 1/4 범위에서 이루어지는 것이 바람직하다.

한편, 상기 천공 단계(S5)는 도 1 및 도 3을 참조하는 바와 같이 상기 투습층(12)에 미세한 나노 크기의 통기공(14)을 형성하는 공정이다. 이를 위해 표면에 나노미터의 바늘(침)이 무수히 많이 돌출된 패턴 롤러(5)를 제조한 뒤, 상기 패턴롤러(5)를 회전시켜서 상기 부직포(11)에 함침된 투습층(12)을 적당한 압력으로 가압하면, 투습층(12)에 상기 바늘에 의해서 눈에 보이지 않는 나노미터 직경을 가지는 미세한 통기공(14)이 형성된다.

더욱 바람직한 형태로서, 도 3과 같이 상기 투습층(12)은 복수 개의 삼각 패턴(13)이 연속적으로 성형되고, 상기 통기공(14)은 삼각 패턴(13)의 가장 뾰족한 부분, 즉 첨단(尖端)에 형성되게 하며, 이러한 패턴은 상기 패턴 롤러(5)의 표면 가공 형상에 의해 결정된다. 즉 패턴 롤러(5)의 표면은 상기 투습층(12)에 형성된 삼각패턴(13) 및 통기공(14)과 대응하는 형태로서 삼각 홈 패턴이 형성되는 한편, 그 삼각 홈의 최 저부에는 나노미터의 바늘이 돌출되어 있으며, 이러한 형태의 패턴 롤러(5)로 투습층(12)을 가압하면 도 3과 같이 삼각패턴(13)이 연속적으로 형성되고 첨단에 통기공(14)이 형성된 패턴의 투습층(12)이 성형된다.

이와 같이 제조된 인조피혁(10)은 통기공(14)을 통해서 양방향으로 공기가 유동하여 통기성(通氣性)이 우수하고, 또한 부직포(11) 측에 있는 습기가 통기공(14)을 통해 배출(도 3의 점선 화살표 참조)되므로 투습성(透濕性)이 양호하며, 반대로 투습층(12) 측에 있는 물은 투습층(12)의 삼각 패턴(13) 경사면을 타고 흘 러서 통기공(14)으로 유입되지 않고 차단(도 3의 실선 화살표 참조)되어 부직포(11) 측으로 유입되지 않으므로 방수성(防水性)이 양호하다.

도 4는 본 발명에 따른 인조피혁과 천연피혁의 구조를 확대 촬영한 사진으로서, 본 발명에 의해서 제조된 인조피혁(10)의 구조를 천연피혁과 대비하기 위해 확대 촬영해 본 결과, 도 4와 같이 본 발명의 인조 피혁(10)은 천연피혁과 매우 유사한 미세 구조를 가짐이 확인되며, 이를 통해 본 발명의 인조피혁(10)은 천연피혁과 거의 동일한 자연스러운 질감을 가지면서도, 방수, 투습 및 통기성이 우수하고 투습층(12)이 수용성 물질로 제조되었기 때문에 물세탁이 가능하여 관리가 용이한 이점이 있다.

따라서 본 발명에 의한 인조피혁(10)은 소파원단, 자동차시트는 물론, 군화, 제화, 장갑, 의복, 스포츠용품, 지갑, 가방, 벨트, 기타 소품류를 비롯하여, 바닥재와 벽지 등으로 활용될 수 있다.

이상과 같이 비록 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이며, 그러한 변경 및 타 실시예는 하기의 특허청구범위에 포함됨에 유의해야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 인조피혁 제조 과정을 개략적으로 보인 공정도.

도 2는 도 1의 A부 확대 단면도로서 인조피혁의 구조를 보인 도면.

도 3은 도 1의 B부 확대 단면도로서 인조피혁의 구조 및 작용을 보인 도면.

도 4는 본 발명에 따른 인조피혁과 천연피혁의 구조를 확대 촬영한 사진.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 >

10...인조피혁

11...부직포

12...투습층

13...삼각패턴

14...통기공

Claims (7)

1. 인조피혁의 제조방법으로서,

   부직포(11) 상에 수용성 수지가 포함된 약품을 도포하는 도포 단계(S1)와,

   가압을 통해 상기 약품이 부직포(11)에 스며들게 하는 함침 단계(S2)와,

   자외선을 통해 상기 약품을 경화시키는 경화 단계(S3)와,

   히터(4)로 상기 약품을 건조시켜서 투습층(12)을 형성하는 건조 단계(S4) 및

   상기 투습층(12)에 복수 개의 통기공(14)을 천공하는 천공 단계(S5)를 포함하며,

   상기 천공 단계(S5)는, 상기 투습층(12)의 외면을 삼각패턴(13)의 돌기로 성형하고, 상기 통기공(14)은 삼각패턴의 첨단에 형성되게 하는 것을 특징으로 하는 인조피혁의 제조방법.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,

   상기 경화 단계(S3)는 자외선 램프(3)가 장착된 공간 내에서 80~180℃ 온도 하에서 1~60초 시간 동안 경화시키는 것을 특징으로 하는 인조피혁의 제조방법.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 건조 단계(S4)는 히터(4)가 장착된 터널식 공간 내에서 40~70℃ 온도 하에서 건조하는 것을 특징으로 하는 인조피혁의 제조방법.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 천공 단계(S5)의 통기공은, 표면에 상기 삼각패턴(13) 및 통기공(14)과 대응하는 형태로 삼각 홈 패턴과 삼각 홈의 최저부에 바늘이 돌출된 패턴을 가진 패턴 롤러(5)에 의해 성형되는 것을 특징으로 하는 인조피혁의 제조방법.
6. 상기 청구항 1 기재의 제조방법에 의해 제조된 인조피혁으로서,

   부직포(11) 상에 수용성 합성수지를 포함하는 투습층(12)이 함침되고, 상기 투습층(12)의 표면은 복수의 삼각 돌기 형태의 삼각패턴(13)이 형성되며, 상기 각 삼각패턴(13)의 첨단에 통기공(14)이 천공된 것을 특징으로 하는 인조피혁.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 투습층(12)의 두께는 상기 부직포(11)의 전체 두께에 대하여 1/2 내지 1/4 두께로 형성된 것을 특징으로 하는 인조피혁.

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