KR101201531B1 - 기능성 가죽 및 그의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명에서는, 키토산만을, 또는 키토산과 키토산 유도체를, 산용액에 용해하여 제 1 혼합액을 제조하는 단계, 음이온 방사물질과 상기 키토산 용액을 함유하는 제 2 혼합액을 제조하는 단계, 및 상기 제 2 혼합액에 가죽을 침적하는 단계를 포함하는, 기능성 가죽의 제조 방법 및 상기 방법에 의하여 제조되는 기능성 가죽이 제공되며, 강력한 항균, 탈취 효과를 가지는 기능성 가죽 제품으로 인체건강에 이바지할 수 있다.

Description

기능성 가죽 및 그의 제조 방법{FUNCTIONAL LEATHER AND THE METHOD OF PREPARING THEREOF}

본 발명은 천연가죽의 제조 방법에 관한 것으로서, 준비, 탄닝, 유성, 염색, 및 도장 단계로 이루어지는 천연가죽의 제조시, 가죽에 음이온 방사물질을 포함시키고 키토산 및 유도체를 이용하여 음이온 방사물질을 고정화시킴과 동시에 강력한 항균, 항취기능을 가짐으로써 인체의 신진대사를 활발하게 하고, 피로회복을 촉진시키고 쾌적성을 가지는 천연가죽의 제조 방법에 관한 것이다.

구체적으로, (a) 키토산만을, 또는 키토산과 키토산 유도체를, 산용액에 용해하여 제 1 혼합액을 제조하는 단계, (b) 음이온 방사물질과 상기 키토산 용액을 함유하는 제 2 혼합액을 제조하는 단계, 및 (c) 상기 제 2 혼합액에 가죽을 침적하는 단계를 포함하는, 기능성 가죽의 제조 방법 및 상기 방법에 의하여 제조되는 기능성 가죽에 관한 것이다.

일반적으로 가죽은 고급 제품으로 인식되는 동물의 천연가죽과 근래에 들어 생산되는 인조가죽으로 대별되는데, 인조가죽에 비하여 천연가죽이 질감이 우수하고, 고급스러울 뿐만 아니라 내구성이 좋기 때문에 선호가 높지만 가격이 비싸고 양이 한정되어 있는 단점이 있다.

상기와 같은 동물의 천연가죽은 원피를 얻기가 어려울 뿐만 아니라 그 가공 공정이 복잡하여 고가인 경우가 대부분이고, 가죽 제품을 얻기 위한 원피의 가공을 위해 많은 약품과 여러 공정이 필요하며 다량의 약품 사용으로 인하여 가죽 표면에 약품 냄새가 나는 등 소비자에게 불쾌감을 준다.

또한, 종래에 알려진 직물 또는 섬유 제품에 기능성을 부여하는 기술 이외에 천연가죽 제품에도 다양한 기능성을 부여할 필요성이 제기되었다. 그러나, 천연가죽은 다수의 복잡한 단계로 이루어지는 가공 공정을 수반하며, 그 과정에서 기능성 성분을 효과적으로 적용하기 위하여는 상당한 고려 사항이 요구된다. 대한민국 공개특허 제2000-17782호는 천연가죽에 원적외선 방사 및 항균 효과를 부여하기 위하여, 옥돌, 맥반석, 황토 등을 미립화하여 혼합한 혼합물을 염색액에 첨가하고, 이러한 혼합물이 첨가된 염색액에 침적된 상태의 염색 대상 가죽을 회전시켜, 미립화된 성분을 진피층과 망상층 내의 공극에 강제 함입시키는 공정을 개시하고 있다. 또한, 대한민국 등록특허 제489725호는 천연가죽의 가공시 음이온 세라믹(토르말린, 황토, 견운모, 자수정, 생광석, 의왕석, 맥반석 등) 및 무기 향균 세라믹(Ag으로 표면을 코팅한 세라믹)을 가지 공정 또는 중화 공정 중에 첨가하는 천연가죽의 가공 방법을 제시하고 있다.

그러나, 음이온 파우더나 항균물질이 사용 도중 또는 세탁시에 가죽으로부터 떨어져 나와 기능이 상실되는 단점이 있다.

따라서 본 발명은 현대사회에서 필요로 하는 인체건강에 유익을 주고, 천연가죽의 질감과 촉감을 그대로 유지한 상태로 다양한 가죽제품 양산이 가능하도록 기능성 가죽을 만드는데 일차적인 목적을 두고 있다.

본 발명자들은 천연가죽 제조 공정 단계 중 도장 단계에서 백탄, 칠보석, 음이온 방사물질, 키토산 및 키토산 유도체 함유 조성물에 가죽을 침적하여 제조함으로써 가죽에서 음이온이 발생하여 인체의 면역력을 높여주고 신진대사를 활발하게 하며, 피로회복을 촉진시킬 수 있는 방법을 제시하고자 한다.

이에, 본 발명은, (a) 키토산만을, 또는 키토산과 키토산 유도체를, 산용액에 용해하여 제 1 혼합액을 제조하는 단계, (b) 음이온 방사물질과 상기 키토산 용액을 함유하는 제 2 혼합액을 제조하는 단계, 및 (c) 상기 제 2 혼합액에 가죽을 침적하는 단계를 포함하는, 기능성 가죽의 제조 방법 및 상기 방법에 의하여 제조되는 기능성 가죽을 제공한다.

그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들도 포함함은 물론이고 모두 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 측면은, 키토산만을, 또는 키토산과 키토산 유도체를, 산용액에 용해하여 제 1 혼합액을 제조하는 단계, 음이온 방사물질과 상기 키토산 용액을 함유하는 제 2 혼합액을 제조하는 단계, 및 상기 제 2 혼합액에 가죽을 침적하는 단계를 포함하는, 기능성 가죽의 제조 방법을 제공한다.

또한, 본 발명의 다른 측면은, 상기 방법에 의하여 제조되는 기능성 가죽을 제공한다.

본 발명에 따르면, 인체에 무해하고 살균ㆍ항균작용, 탈취작용, 세균으로부터의 질병예방 효과가 뛰어난 수용성 키토산 용액을 주매체로 하고, 공기 속의 비타민으로서 피로예방, 체력회복, 노화예방 효과가 있는 음이온 고분자 파우더를 혼합하여, 인체에 가장 적절한 양의 음이온 방출이 가능한 기능성 가죽을 제공할 수 있다. 따라서, 천연적인 가죽의 질감이나 촉감의 변동 없이 기능성 가죽을 제공하여, 강력한 항균, 탈취 효과를 가지는 기능성 가죽 제품으로 인체건강에 이바지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 가죽의 제조 방법의 절차도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 기능성 가죽 제조 공정도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 구현예 및 실시예를 상세히 설명한다.

그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구현예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.

또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

본 발명 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 “~ (하는) 단계” 또는 “~의 단계”는 “~를 위한 단계”를 의미하지 않는다.

이하, 도 1 및 도 2를 참조하여, 기능성 가죽 및 그의 제조 방법에 대하여 구체적으로 설명하도록 한다.

본 발명의 일 측면은, 키토산만을, 또는 키토산과 키토산 유도체를, 산용액에 용해하여 제 1 혼합액을 제조하는 단계, 음이온 방사물질과 상기 키토산 용액을 함유하는 제 2 혼합액을 제조하는 단계, 및 상기 제 2 혼합액에 가죽을 침적하는 단계를 포함하는, 기능성 가죽의 제조 방법을 제공한다.

상기 기능성 가죽의 제조 방법의 과정은 도 1에 도시되어 있다.

일반적으로 천연가죽의 제조는 간단하게는 준비, 탄닝, 유성, 염색, 및 도장단계로 이루어지는데, 도 2에 도시한 바와 같은 단계를 거친다. 본 발명은 완전한 기능성 가죽을 위하여 가죽섬유질 내부 및 가죽 표면 부분까지 침적을 위한 염색후 공정에서 일차 침적하고 코팅 공정에서 표면 부분의 침적으로 이루어진다.

본 발명에서 사용한 키토산 및 키토산 유도체는 인간 피부와 접촉하는 동안 피부에 존재하는 효소나 산과 반응하여 키토산의 항균작용, 보습성분, 면역력 증강 효과를 얻을 수 있어 알레르기, 아토피성 등 피부질환을 개선하고 땀 냄새, 정전기 등을 방지하는 효과를 얻을 수 있다. 아울러 보온성이 훌륭하고 산성 염료에 대하여 염착성이 아주 좋다. 키토산은 키틴에서 아세틸기가 떨어져 나간 단위체가 무수히 결합하여 이루어진 다당류 고분자 물질로서, 물에 녹지 않으나, 젖산, 구연산, 초산 등의 유기산이나 약산에 잘 용해된다.

예시적 구현예에 있어서, 상기 제 1 혼합액의 키토산, 또는 키토산과 키토산 유도체의 함량이 3 중량% 내지 20 중량%일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

예시적 구현예에 있어서, 상기 음이온 방사물질은 음이온 세라믹일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

상기 음이온 세라믹은 음이온의 발생량이 많은 세라믹을 의미하며, 천연석 또는 숯탄으로 이루어져 있다. 상기 음이온 세라믹 외에도 옥돌, 게르마늄, 황토 및 무기 향균 세라믹을 사용할 수도 있다. 무기 항균 세라믹이란 은(Ag)으로 표면을 코팅한 세라믹을 의미하며, 은으로 코팅 처리한 세라믹의 경우, 항균 및 항곰팡이 효과가 높아진다. 특히 은을 코팅한 제올라이트를 사용하는 경우가 많다.

예시적 구현예에 있어서, 상기 음이온 세라믹은 백탄, 칠보석, 토르말린, 황토, 견운모, 자수정, 생광석, 의왕석, 및 맥반석으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 어느 하나 또는 이들의 혼합물일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

상기 이외에도 죽탄, 귀양석, 흑요석, 해조탄, 비장탄, 용왕석, 광명석 및 용암 등이 사용될 수도 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

상기 백탄은 대개 참나무를 1000℃ 이상의 고온에 구운 백탄으로 보통 탄소가 90%, 수분이 9% 정도이며, 미량의 회분으로 조성되어 있다. 숯의 산도는 pH 8 내지 pH 9의 약알칼리로서 숯 1 g의 내부 면적이 약 100평의 다공질로 조성되어 있으며 230 여종의 미네랄을 함유한다. 백탄의 효과는 자체에서도 음이온 발생으로 공기의 정화작용을 하고, 원적외선을 발산하여 인체의 신진대사를 촉진시키며 다공질로써 냄새와 수분을 흡수한다. 또한 방부효과 및 여과효과가 뛰어난 장점이 있다.

상기 칠보석은 일곱 가지 이상의 빛깔을 가진 광물질로 옥보다 250 배의 강력한 기를 방사하며 36 개의 고유특성 에너지를 방사하는 물질로 화강암류, 편암류, 편마암류, 석회암류, 규암, 세일, 및 안산암 등으로 이루어진 물질이다.

예시적 구현예에 있어서, 상기 음이온 방사물질의 입자경은 0.1 내지 100 ㎛일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

상기 음이온 방사 물질의 입도가 0.7 ㎛ 미만이면 경제적으로 제품단가에 영향을 주게 되고, 50 ㎛ 초과하면 부착력이 떨어지며 도장표면이 거칠고 둔탁해지는 등 물성에 악영향을 주고 특히 천연가죽의 질감을 떨어지게 하는 문제점이 발생한다. 따라서 적절한 입자경을 선택하는 것이 중요하다.

예시적 구현예에 있어서, 상기 산용액은 다가산을 사용한 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

예시적 구현예에 있어서, 상기 상기 다가산은 황산, 인산, 구연산, 주석산, 아디픽산, 옥살산, 숙신산, 세바식산, 말레인산으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 어느 하나 또는 이들의 혼합물일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

상기 키토산 및 상기 키토산 유도체의 용액에 음이온 방사물질을 혼합하여 사용함으로써 음이온 방사물질을 가죽에 고정화시키는데 있어서 상기 키토산 용액을 제조할 때 희산용액에 키토산 및 키토산 유도체를 용해시키는 단계에서 사용하는 산은 무기산, 유기산 어느 것이나 사용해도 무방하나 키토산에 의해서 음이온 방사물질을 고정시키기 위해서는 다가산을 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명에서 사용하는 다가산으로는 특히 인체에 안정하고 고정화가 용이한 인산, 주석산, 구연산을 사용하는 것이 바람직하다.

예시적 구현예에 있어서, 상기 키토산은 분자량이 15,000 g/mol 내지 1,000,000 g/mol일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

상기 키토산은 어느 것이나 사용 가능하나 분자량이 15,000 g/mol 이상 1,000,000 g/mol 이하의 키토산을 사용하되, 바람직하게는 분자량이 15,000 g/mol 내지 200,000 g/mol, 더욱 바람직하게는 분자량이 30,000 g/mol 내지 100,000 g/mol의 것을 사용하면 더욱 효과적이다. 이는 키토산의 향균성이 우수하고 음이온물질을 용이하게 고정화할 수 있기 때문이다.

예시적 구현예에 있어서, 상기 키토산 유도체는 4급 아민화 키토산일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

상기 키토산 유도체는 항균성 및 항곰팡이성을 향상시키기 위하여 4급 아민화 키토산을 사용하되, 역시 분자량은 키토산과 동일한 분자량을 사용하는 것이 바람직하다. 이는 향균성이 우수하고 음이온물질을 용이하게 고정화할 수 있기 때문이다. 또한 키토산 단독으로 사용해도 무방하나 키토산과 4급 아민화 키토산을 혼합하여 사용해도 상관없다.

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본 발명의 다른 측면은, 상기 방법으로 제조되는 기능성 가죽을 제공한다.

상기 기능성 가죽은 음이온 방출량이 인체에 가장 적절한 700 이온/cc 내지 2,000 이온/cc로서, 강력한 향균기능 및 음이온 효과를 갖는다. 상기 기능성 가죽은 가죽장갑, 가죽구두, 가죽의류, 혁대, 의자 등받이, 시트 등 다양한 용도로 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

< 실시예 1>

기능성을 함유하는 천연가죽 제조

분자량이 30,000 g/mol 내지 100,000 g/mol의 키토산과 키토산 유도체 각 5%씩을 다가산의 일종인 유기산용액 10%에 용해함으로써 아민화 키토산 혼합액(제 1 혼합액)을 제조하였다, 다음으로 음이온 방사가 되는 음이온 파우더를 입자경 0.1 내지 100 um으로 분쇄한 후 상기 제 1 혼합액에 상기 분쇄된 음이온 파우더 5%를 함께 실온에서 회전조건(500 rpm)으로 충분히 교반하여 음이온 방사가 되는 키토산 혼합액(제 2 혼합액)을 완성하였다.

일반적인 가죽의 제조공정 중에서 준비공정으로 원피(raw hide)에 있는 불순물, 박테리아, 염분을 제거하는 수적 작업(drity soaking)을 수행한 다음 기름을 제거하기 위한 이타 작업(fleshing) 후에 원피를 물피 상태로 전환시키는 재수적 작업(main soaking), 석회 작업(liming) 등의 준비공정을 수행하였다.

이러한 준비 공정 후에 무두질이라고 표현되며, 동물피(스킨, 하이드)를 가죽으로 전환시키는 공정인 탄닝공정(tanning)을 수행하였다.

준비공정 및 탄닝공정을 거친 가죽은 광물성 탄닌(예: Ecotan Cr) 등이 함유된 염색 전처리제에 함침시킨 다음, 물을 짜내고 염료와 염색조제가 들어있는 용액에 담구어 염색한 다음, 염색된 가죽을 탈수한 후에 식물성 탄닌제 및 충진제 등으로 후처리하고 일차 진공건조공정 후 이차 열풍공정으로 피혁내 수분함량이 최소화된 상태에서 일차 혼합액 침적 과정을 거치는데, 건조된 피혁을 다시 회전드럼에 물을 5:5로 넣고 회전조건(15 rpm)으로 상기에서 준비된 키토산을 포함한 혼합물을 총 중량의 10% 미만으로 30 분의 시간을 두고 2 번에 나누어 투입하여 약 180 분간 회전드럼으로 기능성 혼합물이 가죽섬유질 내에 골고루 투입되고, 다시 한번 탈수공정 및 자연건조공정을 거쳐 일차적으로 피혁내 안정고착 처리를 완성하였다.

다음으로 마무리 도장단계가 수행되는 바 도장 공정으로 가죽 원단의 촉감을 부드럽게 하는 1 차 베이스 코팅 공정, 가죽이 필요로 하는 성질을 가지도록 하기 위하여 약품을 가죽에 묻게 하는 2차 베이스 코팅 공정, 상기 1 차 및 2 차 베이스 코팅 공정에서 미흡한 부분의 추가 작업을 실시하는 재작업 공정, 색이 묻어나지 않게 하는 탑코팅 공정으로 이루어지는데, 본 발명에서는 이 탑코팅제에 상기 제 2 혼합액을 10 내지 15%로 희석하여 원피 표면 부분에 다시 한번 코팅을 하였다.

상기 도장 공정 후 마지막 열아이론 공정에서 고온과 강한 압력의 롤러 열아이론으로 다림질을 함으로써 피혁섬유질 내 및 표면에 완전한 고착이 되었고 이로서 천연가죽의 질감이나 촉감을 그대로 유지하는 음이온 효과 및 강력한 항균력을 가지는 일반적으로 사용할 수 있는 기능성 가죽으로 완성되었다.

< 실시예 2>

항균 테스트

실시예 1에 따라 가공처리된 천연가죽에 대하여 한국 원적외선 응용평가 연구원에 의뢰하여 항균 성능을 평가하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

1) 시험방법: KS K 0693-2006

2) 사용균주: 황색포도상구균(Staphylococcus aureus)(ATCC 6538), 폐렴간균(Klebsiella pneumonia)(ATCC 4352)

음이온 방출 테스트

또한 실시예 1에 따라 가공처리된 천연가죽에 대하여 음이온 방출량을 한국 건자재 시험 연구원에 의뢰하여 측정하였으며, 그 결과는 하기 표 2와 같이 강력한 음이온 효과를 나타내었다.

Claims (10)

1. 키토산만을, 또는 키토산과 키토산 유도체를, 산용액에 용해하여 제 1 혼합액을 제조하는 단계;
   음이온 방사물질과 상기 키토산 용액을 함유하는 제 2 혼합액을 제조하는 단계; 및
   상기 제 2 혼합액에 가죽을 침적하는 단계를 포함하는, 기능성 가죽의 제조 방법.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제 1 혼합액의 키토산, 또는 키토산과 키토산 유도체의 함량이 3 중량% 내지 20 중량%인 것인, 기능성 가죽의 제조 방법.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 음이온 방사물질은 음이온 세라믹인 것인, 기능성 가죽의 제조 방법.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 음이온 세라믹은 백탄, 칠보석, 토르말린, 황토, 견운모, 자수정, 생광석, 의왕석, 및 맥반석으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 어느 하나 또는 이들의 혼합물인 것인, 기능성 가죽의 제조 방법.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 음이온 방사물질의 입자경은 0.1 내지 100㎛인 것인, 기능성 가죽의 제조 방법.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 산용액은 다가산을 사용하는 것인, 기능성 가죽의 제조 방법.
7. 제 6 항에 있어서, 상기 다가산은 황산, 인산, 구연산, 주석산, 아디픽산, 옥살산, 숙신산, 세바식산, 말레인산으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 어느 하나 또는 이들의 혼합물인 것인, 기능성 가죽의 제조 방법.
8. 제 1 항에 있어서,
   상기 키토산은 분자량이 15,000 g/mol 내지 1,000,000 g/mol인 것인, 기능성 가죽의 제조 방법.
9. 삭제
10. 제 1 항 내지 제 8 항의 기능성 가죽의 제조 방법 중에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 조합으로 이루어지는 방법으로 제조되는 기능성 가죽.

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