KR100963835B1 - 아크릴 발포 인조가죽 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

탈 PVC소재로 되어 환경호르몬 의심물질의 배제가 실현된 아크릴발포인조가죽 그 제조방법이 개시된다. 본 발명에 의하면

아크릴발포 인조 가죽으로서,

아크릴수지, 가소제 및 점도저하제를 포함하는 표지층과 ; 아크릴수지, 가소제 및 아크릴발포제를 포함하는 발포층과 ; 상기 표지층과 동일한 구성의 접착제층 ; 그리고 직물층으로 이루어짐을 특징으로 하는 아크릴발포 인조 가죽과 그 제조방법을 제공함으로서 그 목적을 달성할 수가 있게 된다.

Description

아크릴 발포 인조가죽 및 그 제조방법{Acrylic foam artificial leather and manufacturing method thereof}

본 발명은 인조가죽 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 가구/벽/도어 등 인테리어, 가정/사무용 가구원단, 가방, 자동차 시트카바, 제화용 원단으로 사용될 수 있으며, 탈 PVC 소재로 되는 아크릴발포 인조가죽 및 그 제조방법에 관한 것이다.

종래의 인조가죽 제조에서 PVC가 차지하는 비중은 절대적이었다. 그러나 PVC에 대한 환경적 의식 악화 및 인체유해성 등의 논란이 가중되어지고 있어 현재는 탈PVC 소재로의 개발이 활발히 진행중이다. 현재 탈PVC 소재로 개발진행 중이며 개발되어진 소재로는 PU(폴리우레탄), TPU, TPO, PE 등이 개발 및 시판중이다. PVC제품에 대한 시장규제로 인하여 탈PVC제품이 대체 적용되어 지고 있는 상황이나, 각 소재별 물성적 한계로 인하여 PVC제품의 물성 재현이 힘든 상황이다.

또한 종래의 탈PVC 제품은 발포가 어려우며, 발포 후 엠보성형 및 2차 가공이 까다롭고, 딱딱한 경도 특성을 보이며 햇빛 노출에 의한 변색 등의 물성적 한계를 지니고 있어 PVC 제품이 가지고 있는 후도(두께), 발포폼에 의한 부드러운 경 도(Softness), 가공의 용이성, 다양한 엠보무늬 성형 등의 장점 재현이 어려워 시장의 요구사항을 맞추지 못하는 실정이다.

이들과 관련하여 선행기술로서 일본공개특허 2003-003380호에서는 가죽의 가공성이 우수하고 소각시 염화수소나 블리딩에 문제가 없는 아크릴계 레더의 제조방법에 관한 기술이 공개되어 있고, 또 다른 일본공개특허 2005-060438호에서는 염화비닐수지 및 염화비닐수지에 사용되는 가소제를 포함하지 않으면서 가공성 및 물성이 우수한 아크릴계 시트의 제조방법에 관한 기술이 공개 되어져 있으나, 이들 종래의 기술의 인조가죽시트는 발포셀을 구성하지 않는 경도가 높은 형태로 아크릴시트의 두께가 낮으며 다양한 엠보무늬 성형의 한계로 시장요구사항에 부합되지 않아 활성화 되지 못하고 있는 실정이다.

본 발명의 목적은 종래의 PVC발포 인조가죽의 할로겐원료에 대한 사회적 불신과 환경적 규제와 관련하여 탈PVC 소재인 아크릴수지 및 NONPHTHALATE 가소제를 사용한 인조가죽시트의 제조로 주원료 수지에 대한 PVC대체와 환경호르몬 의심물질의 배제를 실현하고, 기존의 탈PVC 소재 인조가죽시트의 단점인 발포 폼을 형성하여 고중량, 고후도에서도 부드러우며 볼륨감 및 쿠션감 부여와 후가공 엠보무늬 부여가 어려웠던 점을 개선하여, 발포 및 후 엠보성형이 가능한 아크릴 발포 인조가죽과 그 제조방법을 제공함에 있다. 또한, 별도의 설비를 사용치 아니하고 기존의 캐스팅(CASTING) 설비를 사용한다는 장점도 지니고 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

아크릴발포 인조 가죽으로서,

아크릴수지, 가소제 및 점도저하제를 포함하는 표지층과 ; 아크릴수지, 가소제 및 아크릴발포제를 포함하는 발포층과 ; 상기 표지층과 동일한 구성의 접착제층 ; 그리고 직물층으로 이루어지는 아크릴발포 인조 가죽을 제공한다.

여기서, 상기 표지층은 아크릴수지 100PHR에 대해 가소제 80~110PHR, 그리고 점도저하제가 소량 첨가 된 후 혼합하여 밀링 공정을 통하여 만들어짐이 바람직하고, 상기 발포층은 아크릴 수지 100PHR에 대해 가소제 80~110PHR, 그리고 아크릴발포제 1~3PHR을 혼합 후 밀링공정을 통하여 만들어짐이 바람직하다.

또한, 본 발명에서의 상기 표지층의 아크릴수지는 코어셀구조의 메타크릴레이트를 사용함이 바람직하고 상기 표지층의 가소제는 논-프탈레이트 가소제인 말리에트계 가소제를, 상기 표지층의 점도저하제는 징크옥틸애시드를 사용함이 바람직하다.

본 발명에서의 상기 밀링공정은 3-롤 밀링공정으로 행할 수 있다.

본 발명은 또한, 상기 아크릴발포 인조 가죽 제조방법으로서, 이형지 위에 표지층을 코팅 후 겔링하는 단계(S1),

상기 단계(S1) 후 표지층 위에 발포층을 적층 코팅 후 발포시키는 단계(S2), 상기 단계(S2) 후 발포층 위에 점착제 층을 적층 코팅하는 단계(S3),그리고 상기 단계(S3) 후 점착제 층 상부에 직물을 적층 후 겔링하는 단계(S4)를 포함하는, 아크릴발포 인조 가죽 제조방법을 제공한다.

상기 방법에서, 상기 단계(S1)에서의 표지층 코팅은 0.1~0.2mm로 하고, 상기 겔링은 150~170℃로 함이 바람직하고, 상기 단계(S2)에서의 발포층의 적층 코팅은 0.3~0.6mm로 하고, 발포는 150~190℃로 150~250%행함이 바람직하며, 상기 단계(S3)에서의 접착제 층의 적층 코팅은 0.07~0.1mm로 하고, 상기단계(S4)에서의 겔링은 150~170℃로 행함이 바람직하다.

또한, 본 발명의 제조방법에서는 상기단계(S4) 후 표면처리제 코팅 및 잉크코팅 하여 표면 색상을 구현하는 단계(S5)를 더 포함할 수도 있으며, 상기단계(S5) 후 엠보무늬 성형단계(S6)를 더 포함할 수도 있는데, 이 경우, 상기 표면처리제 코팅 및 잉크 코팅은 그라비아 인쇄방법으로 행할 수 있으며, 상기 엠보무늬 성형은 IR히터로 150~180℃의 열을 가한 후 행할 수가 있다.

상기한 바와 같이 본 발명에 의하면 별도의 설비장치를 사용하지 아니하고 종래의 캐스팅(Casting) 가공공법으로 기존설비 및 가공방법을 그대로 사용 가능하며, 아크릴수지의 사용 및 친환경 원재료(탈PVC소재 아크릴수지 사용, NONPHTHALATE 가소제 사용)의 사용으로 제품을 제조 및 기존 PVC발포 인조가죽의 물성을 그대로 재현하여 시장 요구사항에 부합되게 제조되어 인테리어 내장재 및 가구용 표면재, 가방/자동차용 인조가죽 원단으로 유용하게 사용될 수 있다.

이하에서는 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 물론 이하의 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 것이지 본 발명이 여기에 한정되는 것은 아니다.

실시예를 설명하기에 앞서 본 발명에서의 구성들에 대하여 설명한다.

먼저, 본 발명에서의 PHR은 Part per Hundred Resin의 약자로서 주수지 100에 대한 첨가물의 Part(중량부)를 나타낸다. 따라서, 아크릴수지 100PHR을 넣는 이유는 주수지가 아크릴수지이기 때문에 기준 주수지를 100으로 한다.

또한, 가소제의 사용범위에 대한 일차적 이유는 우선 캐스팅(Casting)가공공정이 원료배합졸의 코팅으로 이루어지기 때문에 유동특성을 지니며 가공 가능한 점도를 만들기 위한 가소제의 첨가 함량이고 또한, 기존의 PVC발포 인조가죽의 물성을 재현하기 위하여 적용 첨가된 양이다.

본 발명에서의 발포제의 함량은 발포제의 함량에 따라 발포배율(%)이 달라지게 되므로 일반적 PVC발포 인조가죽의 발포배율이 150~350% 수준의 발포가 이루어지는데 너무 발포가 많이 이루어지면 제품의 내구성 및 강도가 약해지며, 너무 적은 배율에서는 제품의 Softness(부드러움)가 부족하게 된다. 따라서 기존 PVC제품에 대한 아크릴원단으로의 대체에서 친환경 소재 대체에 따른 물성저하를 막기 위한 함량으로 첨가한다.

또한, 본 발명에서는 3-롤 밀링공정을 사용하는데 이는 코어셀 구조의 아크릴수지의 배합에 있어서, 수지의 코어와 셀의 균일한 배열이 중요하며 가소제의 흡유 및 수지의 엉김 방지를 위하여 3-롤 밀링공정 하는 것이다. 이 경우 시간에 대한 언급이 없는 것은 3-롤 밀링공정은 별도의 시간에 구애를 받는 공정이 아니라 롤 사이의 간격 및 속도에 영향을 받으며, 간단히 말하여 롤 3개를 배합졸이 통과하는 것이므로 밀링 시간 등은 의미가 없다.

또한 본 발명의 방법을 실시함에 있어서 표지코팅층의 코팅 범위를 0.10~0.20mm로 하는 이유는, 인조가죽시트에서 표지층의 존재는 표면마찰 및 스크레치 등에 대한 외부 조건으로부터 제품을 보호하기 위한 물리적 강도의 상승과 평활성으로 제품 표면에 인쇄 등의 표면처리가 자연스럽게 되게 하기 위함으로서, 이러한 이유로 비발포 표지층을 형성하는데 비발포층이기 때문에 너무 두꺼우면 제품의 경도가 상승하게 되고, 너무 얇으면 제품보호의 물리적 강도가 부족하게 되기 때문에 상기와 같이 정한다.

또한 본 발명에서, 겔링온도를 150~170℃로 한정하는 것은 기존 PVC 가공시 의 열조건 겔링은 약 170℃이상, 발포 약 200℃ 가량의 온도가 필요하나, 본 발명은 아크릴원단 제조시 보다 낮은 온도에서의 가공이 가능하므로 상기와 같이 해도 좋고, 여기서의 겔링 방법은 열풍 건조 오븐을 통한 겔링이다.

본 발명에서의 발포방법은, 이하의 실시예에서 설명하듯이 기존의 화학적 발포가 아닌, 물리적 발포를 이용한다. 이는 기존 화학 발포제의 단점인 가스 발생으로 인한 인체 유해와 냄새 문제 등을 해결하기 위하여 아크릴 물리 발포제를 이용하여 화학반응 및 분해가 아닌 물리적 체적증가에 의한 발포를 하는 것이며, 발포시간 조건은 온도 150~190℃에서 약 50초가량 행한다.

또한 본 발명에서 발포를 150~250%로 하는 이유는 내부셀 형성으로 인하여 볼륨감 및 부드러움, 쿠션감을 부여하기 위한 것으로서, 150% 미만 발포시 제품의 경도가 상승하여 단지 코팅량만 늘린 형상이 되고, 너무 과량 발포시 제품의 내구성 및 강도가 약해져 제품 물성 저하를 초래하게 되므로 위 범위로 하고 발포층 두께를 0.30~0.60mm 코팅하는 것은, 인조가죽시트의 사용 특성상 현재 유통되고 있는 가죽 및 인조 가죽제품의 일반적인 두께가 0.60~3.00mm이기 때문으로서, 이 두께에서 직물이 차지하는 비율은 약 40~60%가량이며, PU제품의 경우는 얇은 표지층을 제외하고는 대부분 직물이 차지하게 되고, 본 발명에서 직물을 사용하는 이유는 수지 자체의 물리적물성(인장/인열/신장 등)으로는 가구 및 표면제, 자동차용 시트 등의 용도로 사용하기에 부족하기 때문에 직물의 물리적 강도에 의지하기 때문으로서, 따라서 주제품의 형성이 0.80~2.50mm 수준이고 이중 직물이 차지하는 두께가 0.40~1.20mm가량 된다. 그래서 수지층의 두께는 0.40~1.00mm가량이 바람직하고, 발 포배율에 따른 부피팽창이 있으므로 초기 코팅두께는 0.30.~0.60mm가량이 가장 바람직하다.

또한 접착제 코팅의 두께 0.07~0.10mm는 별다른 이유가 있는 것이 아니며 단지 직물을 합판하기 위한 수단으로서, 코팅두께가 낮으면 낮을수록 유리하게 되는데, 이는 접착제의 코팅이 많아질수록 제품의 경도는 상승하게 된다. 부드러운 제품생산이 목적인 관계로 적게 코팅할수록 전체적 제품물성은 시장 요구사항과 부합하는 상황이나 수지 및 졸의 특성상 상기 두께보다 적게 코팅을 하게 되면 접착력 문제가 발생 소지가 있으며 그 이상 코팅시 제품경도에 영향을 주게 되므로 상기 범위로 한다.

본 발명에서의 엠보무늬 형성은 IR히터로 150~180℃의 열을 가한 후 행하는데, 이는 겔링되어진 수지를 다시 가소화하여 무늬를 성형하기 위함으로서 150~180℃의 고온으로 가열하여 표면을 가소화시켜 무늬성형 후 열을 식혀주어 무늬를 유지케하는 방법으로 이러한 방법은 PVC, TPU, TPO의 가공과 관련한 캐스팅(Casting), 카렌다(Calender) 등의 가공방법에서 일반적으로 널리 사용되는 무늬성형 방법이다.

또한, 엠보무늬 성형방법은 여러 가지 방법이 사용되어지고 있으나, 그 중에서 가장 많이 사용되는 방법이 표면을 가열하여 가소화를 시킨 후 스틸롤이나 실리콘롤을 이용하여 압착에 의한 무늬성형이 있고 표면 가소화 후 진공롤(Vacuum Embo-Roll)을 이용하여 흡착에 의한 성형 방법이 있는데, 본 발명에서는 이들 모두를 사용할 수 있다.

따라서 본 발명은 PVC발포 인조가죽의 대체 소재 중 현재까지 인조가죽의 원료로 사용되지 않았던 아크릴수지(Acrlyic Resin Powder)를 사용하여 플라스티졸을 만들어 유동특성을 부여한 후 기존의 PVC 캐스팅 발포가공 공정과 동일한 방법으로 가공 및 물성재현을 할 수 있는 원재료의 배합처방 및 가공성 부여를 통하여 아크릴 발포 인조가죽시트 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.

(실시예)

열에 의하여 용해되어 필름 형태를 만드는 Core와 Potlife 및 수지의 강도와 경도에 영향을 주는 Shell로 이루어진 Core-Shell 구조의 Methacrylate Copolymer 아크릴수지에 플라시트졸의 유동특성을 부여하기 위하여 별도의 용제가 아닌 상용성이 확인된 Non-Pgthalate가소제인 MALEATE계 가소제를 사용하여 배합 후 물리적 분산을 위하여 3-Roll 밀링공정을 통하여 아크릴 수지를 분산시켰다.

또한, 아크릴수지의 원료 배합시 고점도의 특성을 지녀 코팅 가공이 어려운 단점을 가소제의 증량이 아닌 Zinc Octyl Acid를 사용하여 새로운 개념의 점도 저하 효과를 위하여 코팅가공이 가능한 유동특성을 부여하였다.

표지층은 아크릴수지 100PHR에 가소제 80~110PHR, 점도저하제(Zinc Octyl Acid) 소량첨가의 배합비로 혼합을 하여 밀링공정을 거쳐 표지층(SKIN)에 적용하고, 발포층은 아크릴수지 100PHR에 가소제 80~100PHR, 아크릴발포제 1~3PHR을 혼합 후 밀링공정을 거쳐 배합하였다. 기존의 발포시스템은 Azo Di Carbone Amide 발포 혹은 OBSH를 사용하여 화학적 분해에 의하여 발포셀을 형성하나 본 발명에서는 아크릴을 사용하여 아크릴수지의 물리적 체적증가로 발포셀을 형성하였다. 따라서 기 존 발포시스템의 단점으로 지적되어온 화학발포시의 가스발생과 냄새문제 및 고온에서의 가공 등을 해결하였다.

바인더 또한 표지층과 동일한 구성으로 배합하여 적용한다.

상기 표지층 배합원료를 이형지(Release Paper) 위에 0.10~0.20mm로 코팅 후 150~170℃로 겔링 시킨 후 표지층의 상부에 발포층 원료를 0.30~0.60mm로 적층하여 코팅 후 150~190℃로 약 150~250% 발포시키고, 발포층의 상부에 다시 바인더층을 적층하여 0.07~0.10mm로 코팅한 후 바인더층의 상부에 직물을 적층 후 150~170℃로 겔링 시켜 직물의 합판공정을 이룬다. 직물의 합판공정을 거친 후 이형지에서 제품을 박리시켜 후 가공설비로 인계한다. 상기와 같은 방식으로 발포 폼을 생성하여 제조한 반제품은 후 엠보성형이 가능한 형태의 구조를 이룬다.

후 가공은 기존의 그라비아 인쇄방식으로 표면처리제 코팅 및 잉크(INK)를 코팅하여 외관 표면색상을 구현한 다음 후 엠보무늬 성형을 IR Heater를 사용하여 150~180℃의 열을 가한 후 엠보무늬 성형을 하였다.

(시험예 1)

상기 실시예에서 제조한 아크릴발포 인조가죽시트의 유럽 완규규격(EN 71 Par3)에 따른 8대 중금속(As, Pb, Hg, Sb, Ba, Se, Cr, Cd) 검출 시험에서 8대 중금속 모두 전혀 검출되지 않았다.

항목	결과
Pb(납)	N.D
Sb(안티몬)	N.D
As(비소)	N.D
Cd(카드뮴)	N.D
Cr(크롬)	N.D
Hg(수은)	N.D
Se(셀레늄)	N.D

(시험예 2)

상기 실시예에서 제조한 아크릴발포 인조가죽시트의 프탈레이트(Phthalte) 검출 시험에서 어떠한 프탈레이트 가소제도 검출되지 않았다.

항목	결과
DINP(Diisononyl phthalate)	N.D
DNOP(Di-n-octyl phthalate)	N.D
DEHP(Di-2-ethylhexyl phthalate)	N.D
DIDP(Diisodecyl phthalate)	N.D
BBP(Butyl benxyl phthalate)	N.D
DBP(Di butyl phthalate)	N.D

Claims (11)

1. 아크릴발포 인조 가죽으로서,

   아크릴수지, 아크릴수지 100PHR에 대해 80~110PHR의 가소제 및 점도저하제를 포함하는 표지층과 ; 아크릴수지, 가소제 및 아크릴발포제를 포함하는 발포층과 ; 상기 표지층과 동일한 구성의 접착제층 ; 그리고 직물층으로 이루어짐을 특징으로 하는 아크릴발포 인조 가죽.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서, 상기 발포층은 아크릴 수지 100PHR에 대해 가소제 80~110PHR, 그리고 아크릴발포제 1~3PHR을 혼합 후 밀링공정을 통한 것임을 특징으로 하는 아크릴발포 인조 가죽.
4. 제 1항에 있어서, 상기 표지층의 아크릴수지는 코어셀구조의 메타크릴레이트이고, 상기 표지층의 가소제는 논-프탈레이트 가소제인 말리에트계 가소제이며, 상기 표지층의 점도저하제는 징크옥틸애시드 임을 특징으로 하는 아크릴발포 인조 가죽.
5. 제 1항, 제 3항, 제 4항 중 어느 한 항의 아크릴발포 인조 가죽 제조방법으로서, 이형지 위에 표지층을 코팅 후 겔링하는 단계(S1),

   상기 단계(S1) 후 표지층 위에 발포층을 적층 코팅 후 발포시키는 단계(S2), 상기 단계(S2) 후 발포층 위에 점착제 층을 적층 코팅하는 단계(S3),그리고 상기 단계(S3) 후 점착제 층 상부에 직물을 적층 후 겔링하는 단계(S4)를 포함함을 특징으로 하는, 아크릴발포 인조 가죽 제조방법.
6. 제 5항에 있어서, 상기 단계(S1)에서의 표지층 코팅은 0.1~0.2mm로 하고, 상기 겔링은 150~170℃로 30초간 행함을 특징으로 하는, 아크릴발포 인조 가죽 제조방법.
7. 제 5항에 있어서, 상기 단계(S2)에서의 발포층의 적층 코팅은 0.3~0.6mm로 하고, 발포는 150~190℃로 50초간 행하여 150~250%발포하는 물리적 발포방법임을 특징으로 하는, 아크릴발포 인조 가죽 제조방법.
8. 제 5항에 있어서, 상기 단계(S3)에서의 접착제 층의 적층 코팅은 0.07~0.1mm로 함을 특징으로 하는, 아크릴발포 인조 가죽 제조방법.
9. 제 5항에 있어서, 상기단계(S4)에서의 겔링은 150~170℃로 행하는 것임을 특징으로 하는, 아크릴발포 인조 가죽 제조방법.
10. 제 5항에 있어서, 상기단계(S4) 후 표면처리제 코팅 및 잉크코팅 하여 표면 색상을 구현하는 단계(S5)를 더 포함함을 특징으로 하는, 아크릴발포 인조 가죽 제조방법.
11. 제 10항에 있어서, 상기단계(S5) 후 IR히터로 150~180℃의 열을 가한 후 엠보무늬를 성형하는 단계(S6)를 더 포함함을 특징으로 하는, 아크릴발포 인조 가죽 제조방법.