KR101427068B1 - 텍스타일원단의 질감이 전이된 표피면을 갖는 방수 합성피혁원단 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

텍스타일원단의 질감이 전이된 표피면을 갖는 방수 합성피혁원단의 제조방법이 개시된다. 개시된 방수 합성피혁원단 제조방법은, 텍스타일원단, 상기 텍스타일 원단 상의 접착제층 및 상기 접착제층 상의 우레탄층을 차례로 포함하는 적층물을 형성하는 적층물 형성 단계와; 제1 온도의 가열챔버 내에 상기 적층물을 넣고 상기 적층물을 가열하여, 상기 접착제층에서 녹은 접착제를 상기 텍스타일원단 내에 깊이 방향으로 침투시키고 상기 텍스타일원단과 상기 우레탄층 사이에 상기 텍스타일원단의 굴곡을 따르는 접착제 계면층을 형성하는 제1 가열 단계와; 제2 온도의 가열챔버 내에 상기 적층물을 넣고 상기 적층물을 가열하여, 상기 우레탄층에서 녹은 우레탄을 상기 텍스타일원단 내에 깊이 방향으로 침투시키고 상기 텍스타일원단의 굴곡을 따르는 우레탄 표피층을 형성하는 제2 가열 단계를 포함한다.

Description

텍스타일원단의 질감이 전이된 표피면을 갖는 방수 합성피혁원단 및 그 제조방법{WATER PROOF SYNTHETIC LEATHER MATERIAL HAVING OUTMOST SKIN SURFACE TEXTURE-SHIFTED FROM TEXTILE MATERIAL AND ITS FABRICATION METHOD}
본 발명은 합성피혁원단의 제조기술에 관한 것으로서, 더 상세하게는, 텍스타일원단의 질감이 우레탄 코팅층의 표피면에 거의 그대로 전이되어 이루어진 방수 구조의 합성피혁원단 및 그 제조방법에 관한 것이다.
합성피혁원단이 다양한 용도 그리고 다양한 분야에서 널리 이용되고 있다. 통상, 합성피혁원단은 합성 실 또는 천연 실로 만들어진 텍스타일원단 및 우레탄 코팅층과 이들 사이에 개재된 접착제층을 포함한다. 이와 같은 합성피혁원단은 건식 방법에 의해 제조될 수 있는데, 이 건식 방법은 텍스타일원단 표면에 접착제를 도포하고 이형지에 우레탄을 도포하여, 우레탄과 접착제를 접합시키는 방식을 포함한다. 텍스타일원단은 실이 교차 부위에 생기는 굴곡을 포함하지만, 접착제층과 우레탄 코팅층이 그 굴곡을 거의 메우므로, 우레탄 코팅층의 표피면에서는 텍스타일원단의 굴곡과 그로 인한 질감이 거의 나타나지 않는다.
위와 같은 합성피혁원단은 방수 성능이 크게 떨어지므로 방수 성능이 요구되는 용도, 예컨대, 핸드백, 가방지, 지갑, 신발 등 특정 용도에서 그 사용이 제한적이거나 또는 성능이 떨어진다. 이러한 이유로 제작이 완료된 합성피혁원단의 표피면에 방수막 처리를 하는 후가공이 추가되고 있으나, 이러한 방수막 처리를 한 합성피혁원단은 제품에 적용되어 사용되는 기간이 길어지면 방수막이 손상되거나 오염되어 방수 효과가 크게 떨어지는 단점을 갖고 있다. 또한, 종래의 합성피혁원단은 기본적인 텍스타일원단의 두께에 더하여 접착제층의 두께와 우레탄 코팅층의 두께가 거의 그대로 적용되므로 얇고 내구성 있게 제작될 수 없는 단점을 갖는다.
공개번호 특1998-702847(공개일자 1998년08월05일)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 텍스타일원단, 접작제층 및 우레탄층을 차례로 포함하는 적층물을 형성한 후, 1, 2차 가열을 통해 접착제층에서 녹은 접착제와 우레탄층에서 녹은 우레탄이 텍스타일원단 내로 침투되게 하고, 이를 통해, 텍스타일원단의 질감이 우레탄층의 표피면에 거의 그대로 전이된 개선된 방수 구조의 합성피혁원단 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 일측면에 따라 텍스타일원단의 질감이 전이된 표피면을 갖는 방수 합성피혁원단의 제조방법이 제공되며, 상기 방수 합성피혁원단 제조방법은, 텍스타일원단, 상기 텍스타일 원단 상의 접착제층 및 상기 접착제층 상의 우레탄층을 차례로 포함하는 적층물을 형성하는 적층물 형성 단계와; 제1 온도의 가열챔버 내에 상기 적층물을 넣고 상기 적층물을 가열하여, 상기 접착제층에서 녹은 접착제를 상기 텍스타일원단 내에 깊이 방향으로 침투시키고 상기 텍스타일원단과 상기 우레탄층 사이에 상기 텍스타일원단의 굴곡을 따르는 접착제 계면층을 형성하는 제1 가열 단계와; 제2 온도의 가열챔버 내에 상기 적층물을 넣고 상기 적층물을 가열하여, 상기 우레탄층에서 녹은 우레탄을 상기 텍스타일원단 내에 깊이 방향으로 침투시키고 상기 텍스타일원단의 굴곡을 따르는 우레탄 표피층을 형성하는 제2 가열 단계를 포함한다.
일 실시예에 따라, 상기 적층물 형성 단계는, 상기 텍스타일원단 상에 접착제층을 형성하는 접착제 도포 단계와, 이형지 상에 우레탄층을 형성하는 우레탄 도 포 단계와, 상기 우레탄층과 상기 접착제층을 접합하여, 상기 텍스타일원단, 상기 접착제층, 상기 우레탄층 및 상기 이형지를 차례로 포함하는 적층물을 형성하는 합지 단계를 포함하며, 상기 제1 가열 단계는 상기 이형지가 부착된 상태로 상기 적층물이 상기 제1 가열챔버 내에 투입되어 가열되고, 상기 제2 가열 단계는 상기 이형지가 상기 적층물로부터 제거된 상태로 상기 제2 가열챔버 내에 투입되어 가열된다.
일 실시예에 따라, 상기 제1 온도는 100 ~ 200℃이고, 상기 제2 온도는 210 ~ 250℃인 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 측면에 따라 전술한 방법에 의해 제조된 방수 합성피혁원단이 제공되며, 상기 방수 합성피혁원단은, 상기 텍스타일원단 내에 상기 접착제만이 존재하는 접착제 침투층과, 상기 접착제와 상기 우레탄이 함께 존재하는 접착제-우레탄 침투층을 포함한다.
본 발명에 따르면, 텍스타일원단, 접작제층 및 우레탄층을 차례로 포함하는 적층물을 형성한 후, 1, 2차 가열을 통해 접착제에서 녹은 접착제와 우레탄층에서 녹은 우레탄이 텍스타일원단 내로 침투되게 하고, 이를 통해, 텍스타일원단의 질감이 우레탄층의 표피면에 거의 그대로 전이된, 방수성 뛰어난 합성피혁원단이 구현된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 방수 합성피혁원단 제조방법을 전반적으로 설명하기 위한 순서도이다.
도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 실시예에 따른 방수 합성피혁원단 제조방법의 적층물 형성 단계를 설명하기 위한 도면들이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 방수 합성피혁원단 제조방법의 제1 가열 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 방수 합성피혁원단 제조방법의 1차 가열 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 방수 합성피혁원단 제조방법의 2차 가열 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 방법에 의해 제조된 방수 합성피혁원단의 사진이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 방수 합성피혁원단과 종래 합성피혁원단을 비교하기 위한 도면이다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위한 예로서 제공되는 것이다. 따라서 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고 도면에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위해 과장되어 표현될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 방수 합성피혁원단 제조방법을 전반적으로 설명하기 위한 순서도이고, 도 2a 내지 도 2c는 본 발명의 실시예에 따른 방수 합성피혁원단 제조방법의 적층물 형성 단계를 설명하기 위한 도면들이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 방수 합성피혁원단 제조방법의 제1 가열 단계를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 방수 합성피혁원단 제조방법의 2차 가열 단계를 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 방법에 의해 제조된 방수 합성피혁원단의 사진이며, 도 6은 본 발명의 실시예에 따라 제조된 방수 합성피혁원단과 종래 합성피혁원단을 비교하기 위한 도면이다.
도 1에 도시된 것과 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 방수 합성피혁원단 제조방법은 적층물 형성 단계(s1)와, 1차 가열 단계(s2)와, 2차 가열 단계(s3)를 포함한다. 또한, 상기 적층물 형성 단계(s1)는 접착제 도포 단계(s11)와, 우레탄 도포 단계(s12)와, 합지 단계(s13)를 포함한다.
접착제 도포 단계(s11)에서는, 도 2a에 도시된 것과 같은, 텍스타일원단(1)의 일면에 접착제가 도포되어 접착제층(2)이 형성된다. 본 실시예에서, 텍스타일원단(1)은 대략 100㎛ 두께를 가질 수 있으며, 접착제층(2)은 텍스타일원단(1)에 대략 30㎛ 두께로 도포되어 형성될 수 있다. 자세히 도시하지는 않았지만, 상기 텍스타일원단(1)은 실(예컨대, 횡사와 경사)을 이용한 직조 공정에 의해 제작된 것일 수 있다. 실은 폴리에스테르, 모다크릴릭(modacrylic), 면, 레이온, PP, 나일론 또는 기타 천연 또는 합성 섬유일 수 있다. 텍스타일원단(1)은 실이 교차하여 형성되는 굴곡들, 즉 표면 질감을 포함하는데, 도면에서 실을 구체적으로 나타내지는 않았지만 실의 교차에 의해 형성되는 굴곡들은 개략적으로 표시하였다. 상기 접착제는 상기 텍스타일원단 100 내지 200℃ 사이의 임의의 온도인 제1 온도에서 텍스타일원단(1) 내 기공을 원활하게 흐를 수 있는 유동성을 가질 정도로 녹는다.
우레탄 도포 단계(s12)에서는, 도 2b에 도시된 것과 같이, 이형지(p) 상에 우레탄이 균일한 두께로 도포되어 우레탄층(3)이 형성된다. 이형지(p)는 이하 설명되는 합지 단계에서 우레탄층(3)을 유지하기 위해 임시로 제공되는 것으로 중간에 제거될 수 있다. 우레탄층(3)은 대략 30㎛ 두께로 형성되는 것으로, 전술한 제1 온도보다 높은, 210 내지 250℃ 사이의 임의의 온도인 제2 온도에서 텍스타일원단(1) 내 기공을 원활하게 흐를 수 있는 유동성을 가질 정도로 녹는다.
합지 단계(s13)에서는 이형지(p)에 도포되어 형성된 우레탄층(3)이 텍스타일원단(1) 상의 접착제층(2)에 접합되어 합지된다. 합지 단계(s13) 후, 텍스타일원단(1), 접착제층(2), 우레탄층(3)을 차례로 포함하는 적층물이 형성된다. 이때, 상기 적층물은 우레탄층(3) 상에 이형지(p)를 포함하므로, 전체적으로 볼 때, 텍스타일원단(1), 접착제층(2), 우레탄층(3) 및 이형지(p)가 차례로 적층된 구조로 되어 있다.
상기 1차 가열 단계(s2)에서는, 도 3에 도시된 바와 같이, 텍스타일원단(1), 접착제층(2), 우레탄층(3) 및 이형지(p)를 차례로 포함하는 적층물이 제1 온도(100~200℃)로 유지된 제1 가열챔버 내로 투입된다. 상기 적층물은 상기 제1 가열챔버 내에서 24시간 ~ 48 시간 유지, 숙성되는 것이 좋다. 이 과정에서, 접착제층(2)이 녹아 유동성을 가지며, 접착제층(2)을 형성하였던 접착제가 텍스타일원단(1) 내로 깊게 침투하며, 이에 따라, 텍스타일원단(1) 내에는 접착제가 깊이 방향으로 침투된 후 경화된 접착제 침투층(21)이 형성된다. 또한, 텍스타일원단(1)과 우레탄층(3) 사이에는 텍스타일원단(1)의 굴곡을 그대로 따르는 접착제 계면층(22)이 형성될 수 있다
우레탄층(3)은 제1 온도에서는 충분한 유동성을 갖지 못하므로 1차 가열 단계에서는 거의 변화 없이 유지된다. 상기 1차 가열 단계(s3)를 마친 적층물을 제1 가열챔버로부터 꺼내어 냉각한다. 냉각은 상온에서 이루어질 수 있다.
또한 2차 가열 단계(s4) 전에 상기 적층물에서 이형지(p)를 제거하는 작업을 수행하는 것이 좋다.
이형지(p)는 2차 가열 단계(s3)보다 낮은 온도에서 수행되는 1차 가열 단계에서는 견딜 수 있지만, 그보다 높은 온도에서 수행되는 2차 가열 단계에서는 타거나 손상되어 제품에 악영향을 미칠 수 있다. 이러한 이유 2차 가열 단계 전에 이형지(p)를 제거해 두는 것이 좋다.
상기 2차 가열 단계(s3)에서는 도 4에 도시된 바와 같이 접착제가 침투된 텍스타일원단(1)과 우레탄층(3)을 차례로 포함하는 적층물이 제1 온도보다 높은 제2 온도(210~200℃)로 유지된 제2 가열챔버 내로 투입된다. 상기 적층물은 상기 제2 가열챔버 내에서 24시간 ~ 48 시간 유지, 숙성되는 것이 좋다. 이 과정에서, 우레탄(3)이 텍스타일원단(1)의 기공을 통과할 정도의 유동성을 갖도록 녹으며, 이에 따라, 우렌탄층(3)을 형성하였던 우레탄 일부가 텍스타일원단(1) 내로 깊게 침투하며, 이에 따라, 텍스타일원단(1) 내에는 접착제와 우레탄이 공존하는 우레탄-접착제 침투층(31)이 형성된다. 그리고, 텍스타일원단(1)의 표면에 남아 경화된 우레탄이 텍스타일원단(1)의 굴곡을 그대로 포함하는 미세 두께의 우레탄 표피층(32)을 형성한다. 1차 가열 단계를 통해 녹은 후 경화된 접착제는 2차 가열 단계에서는 거의 변화 없이 그대로 유지된다.
이에 따라, 우레탄은, 2차 가열 단계 후에, 접착제와 함께 텍스타일원단(1)에 깊이 방향으로 침투되어 이루어진 우레탄-접착제 침투층(31)과, 텍스타일원단(1)의 굴곡을 그대로 따르면서 텍스타일(1) 원단 표면 또는 접착제 계면층(22) 상에 남은 우레탄 표피층(32)을 형성한다.
1, 2차 가열 단계를 통합하여 우레탄이 충분히 유동될 수 있는 온도를 포함하는 제2 온도로 적층물을 처리하는 것도 고려될 수 있지만, 이 경우, 접착제의 원치 않는 분해가 이루어질 수 있다.
한편, 전술한 방법으로 제조된 합성피혁원단은, 굴곡 및 그에 따른 질감을 갖는 텍스타일원단(1) 위로 접착제층(2)과 우레탄층(3)이 미리 형성됨에도 불구하고, 1차 가열 단계와 2차 가열 단계에서, 접착제와 우레탄이 대부분이 텍스타일원단(1) 내로 침투하여, 텍스타일원단(1)의 굴곡이 우레탄 표피층(32)으로 그대로 전이된다. 이는 전술한 방법으로 제조된 합성피혁원단을 보여주는 도 5의 사진으로부터 더 명확히 이해할 수 있을 것이다. 또한, 접착제와 우레탄이 텍스타일원단(1)에 깊게 침투하면 텍스타일원단(1)에 존재하는 미세 기공들을 신뢰성 있게 막아주므로, 본 실시예에 따라 제조된 합성피혁원단은 우수한 방수 성능을 갖는다.
도 6은 본 발명에 따라 제조된 방수 합성피혁원단과 종래 합성피혁원단을 비교하기 위한 도면으로서, 도 6의 (a)는 본 발명에 따라 제조된 합성피혁원단의 단면을 보여주고, 도 8의 (b)는 전술한 1가 가열 단계와 2차 가열 단계가 생략된 방법에 의해 제조된 종래 합성피혁원단을 보여준다.
도 6의 (b)에 도시된 종래의 합성피혁원단은 100㎛ 두께의 텍스타일원단(1)과, 접착제층(2)과, 우레탄층(3)의 단순 적층 구조를 포함한다. 접착제층(2)과 우레탄층(3)이 각각 30㎛ 두께를 가져, 종래 합성피혁원단은 대략 160㎛ 두께로 형성된다. 종래 합성피혁원단은 텍스타일원단(1)의 기공들이 오픈된 상태로 존재하므로 방수가 잘 되지 않는다.
반면, 도 6의 (a)에 도시된 본 발명에 따는 합성피혁원단은 1차 가열과 2차 가열에 의해 텍스타일원단(1) 안에 접착제 침투층(21) 및 접착제-우레탄 침투층(31)이 존재하게 되므로, 총 110㎛ 두께로 형성된다. 상기 접착제 침투층(21) 및 접착제-우레탄 침투층(31)은 텍스타일원단(1) 내측에서 텍스타일원단(1)의 기공을 막아 방수 성능을 높이는데 기여한다.
1: 텍스타일원단 2: 접착제층
3: 우레탄층 p: 이형지
21: 접착제 침투층 31: 접착제-우레탄 침투층
s1: 적층물 형성 단계 s2: 1차 가열 단계
s3: 2차 가열 단계

Claims (4)

  1. 텍스타일원단의 질감이 전이된 표피면을 갖는 방수 합성피혁원단의 제조방법으로서,
    텍스타일원단, 상기 텍스타일 원단 상의 접착제층 및 상기 접착제층 상의 우레탄층을 차례로 포함하는 적층물을 형성하는 적층물 형성 단계와;
    제1 온도의 가열챔버 내에 상기 적층물을 넣고 가열하여, 상기 접착제층에서 녹은 접착제를 상기 텍스타일원단 내에 깊이 방향으로 침투시키는 제1 가열 단계와;
    상기 제1 온도보다 높은 제2 온도의 가열챔버 내에 상기 제1 가열 단계를 거친 적층물을 넣고 가열하여, 상기 우레탄층에서 녹은 우레탄을 상기 텍스타일원단 내에 깊이 방향으로 침투시키는 제2 가열 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방수 합성피혁원단 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 적층물 형성 단계는, 상기 텍스타일원단 상에 접착제층을 형성하는 접착제 도포 단계와, 이형지 상에 우레탄층을 형성하는 우레탄 도 포 단계와, 상기 우레탄층과 상기 접착제층을 접합하여, 상기 텍스타일원단, 상기 접착제층, 상기 우레탄층 및 상기 이형지를 차례로 포함하는 적층물을 형성하는 합지 단계를 포함하며, 상기 제1 가열 단계는 상기 이형지가 부착된 상태로 상기 적층물이 상기 제1 가열챔버 내에 투입되어 가열되고, 상기 제2 가열 단계는 상기 이형지가 상기 적층물로부터 제거된 상태로 상기 제2 가열챔버 내에 투입되어 가열되는 것을 특징으로 하는 방수 합성피혁원단 제조방법.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 온도는 100 ~ 200℃이고, 상기 제2 온도는 210 ~ 250℃인 것을 특징으로 하는 방수 합성피혁원단 제조방법.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 따른 방법에 의해 제조된 방수 합성피혁원단으로서, 상기 텍스타일원단 상에는 각각 상기 텍스타일원단의 굴곡을 따르는 접착제 계면층 및 우레탄 표피층이 형성되고, 상기 텍스타일원단 내에는 상기 접착제만이 존재하는 접착제 침투층과, 상기 접착제와 상기 우레탄이 함께 존재하는 접착제-우레탄 침투층을 포함하는 것을 특징으로 하는 방수 합성피혁원단.
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