KR101825372B1 - 천연피혁 폐기물을 재활용한 피혁원단의 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 피혁원단 - Google Patents

Abstract

본 발명은 천연피혁 폐기물을 재활용한 피혁원단의 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 피혁원단에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 고무 라텍스와 수성 에멀젼을 혼합한 기재, 또는 수성 에멀젼을 단독으로 하는 기재에 가교제, 공가교제 및 충전제를 첨가하여 바인더를 제조하고, 상기 바인더와 분쇄된 천연피혁 폐기물을 혼합하여 피혁원단을 제조함으로써, 고무 라텍스의 고형분 함량이나 바인더의 함량을 증가시키지 않고도 인장 및 인열강도 등의 기계적 강도와 내가수분해특성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 고무 라텍스의 고형분 함량이나 바인더의 함량을 증가시키지 않음에 따라 그 질감 또한 향상시키고 피혁느낌을 그대로 발현시킬 수 있도록 하는, 천연피혁 폐기물을 재활용한 피혁원단의 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 피혁원단에 관한 것이다.

Description

천연피혁 폐기물을 재활용한 피혁원단의 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 피혁원단{MANUFACTURING METHOD OF LEATHER FABRIC RECYCLING NATURAL LEATHER WASTES AND LEATHER FABRIC USING THE SAME}

본 발명은 천연피혁 폐기물을 재활용한 피혁원단의 제조 시, 분쇄된 천연피혁 폐기물과 고무 라텍스를 단순히 혼합하여 제조하는 종래기술에 비하여 인장 및 인열강도 등의 기계적 강도와 내가수분해특성을 향상시키면서도 그 질감 또한 향상시킬 뿐만 아니라 피혁느낌을 그대로 발현시킬 수 있도록 하는, 천연피혁 폐기물을 재활용한 피혁원단의 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 피혁원단에 관한 것이다.

일반적으로 천연피혁을 이용한 각종 제품의 제조 시, 두께 조절을 위하여 불가피하게 그 뒷면을 깍아낸 쉐이빙조각(shaving scrap)이 발생하거나 또는 크기 조절을 위하여 일정 부분을 재단한 조각 등이 발생하며 이는 폐기물로 분류한다.

한편, 상기와 같은 천연피혁의 폐기물은 원료피 기준 약 50%에 육박하는데 대량 배출되는 폐기물이 귀중한 자원이 될 수 있음에도 불구하고, 재활용 없이 대부분 산업 폐기물로 소각되거나 매립처리 되고 있어 폐피혁 유기성 폐기물의 부패로 발생되는 악취, 오수 누출 등에 의한 2차적인 오염이 발생하여 인체에 유해한 요소로 작용하므로 매우 심각한 환경문제가 되고 있음은 물론 폐기물에 과대 처리비용(4~6만원/톤)의 상승요인이 되고 있다.

그리하여 최근에는 천연가죽의 폐피혁을 수집하여 분쇄화하고 상기 분쇄화된 폐피혁 원료를 합성수지 접착제를 사용하여 접착처리 및 가공하여 인조피혁을 제조하는 것에 관한 기술과 피혁파일을 부직포 등의 기재에 식모함으로써 인조가죽을 제조하는 것에 관한 기술 등이 대부분으로 알려져 있다.

이와 같이, 종래의 인조가죽을 제조하는 선행 기술을 살펴보면, 특허문헌 1에서는 합성피혁원단의 외피를 형성하는 피막용 합성수지와 합성피혁원단의 베이스를 구성하는 합성피혁시트를 결합시키되, 상기 피막용 합성수지와 합성피혁시트에 열을 가하여 두 소재의 합포시 발생될 수 있는 가스를 외부로 강제 배출시키는 합지단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 건식 합성피혁원단의 제조방법, 제조시스템 및 이에 의해 제조된 건식 합성피혁원단에 관한 것이다. 그러나 상기의 기술에서는 합성 수지와 합성피혁시트의 결합시 많은 단계를 거쳐 제조되어 공정상 소요시간이 길고, 접착용합성수지의 경화단계, 가열 압연하는 단계가 다수 포함되어 있어 환경오염이 유발되고 별도의 접착제를 사용하여야 하고, 제품이 탈모되는 현상이 발생되는 문제점이 있었다.

이를 해결하기 위하여, 특허문헌 2에서는 육면층의 뒷면 가죽에서 발생되는 쉐이빙조각을 원료로 하여 최종 제품의 용도 및 두께에 맞게끔 분쇄기에 투입하여 물리적 미분화 처리하는 단계와, 전처리 개념의 피혁처리제를 단계별로 0.1-10.0% 처리한 다음 pH 3.0-6.5 범위로 조절하는 단계, 및 접착성 물질인 NR 및 SBR라텍스 합성물을 0.1-20.0% 혼용 투입하여 1시간 이상 교반한 다음 방수성·흡음성·항균성 및 난연성 기능을 가지는 특수 약품과 재차 혼합하여 상기 공정을 거친 혼합물에 황산알루미늄을 0.1-20.0% 투입하여 응고 처리한 상태에서 시트 제조 기계를 통과하여 압착·탈수·건조 처리하는 피혁 폐기물을 이용한 시트 제조방법을 제안하였다.

그리고 특허문헌 3에서는 1) 폐피혁을 이용하여 분쇄, 약품 배합, 접착제(NR 라텍스)와 응집제 투입과정으로 진행되어져 폐피혁을 원료로 사용하도록 준비하는 폐피혁원료(A) 준비과정과, 2) 섬유를 이용하여 섬유에 함침제 배합으로 함침제가 함침된 섬유를 준비하는 함침된 섬유(B) 준비과정과, 3) 1단계와 2단계에서 각각 준비된 폐피혁 원료(A)와 함침된 섬유(B)를 이용하여 와이어 메쉬로 이송하여 폐피혁 원료(A)와 함침제가 함침된 섬유(B)를 동시에 일체형으로 합지, 압착, 건조, 카렌딩, 와인딩과정으로 진행되어 피혁원단(C)을 제조하는 것을 특징으로 하는 피혁부산물을 이용하여 제조된 피혁원단의 제조방법을 제안하였다.

하지만, 상기 특허문헌 2 및 3의 경우, 모두 피혁 폐기물을 미세화하고 접착물질인 NR 라텍스 또는 SBR라텍스를 믹싱하여 접착하는 습식 방식의 제조방법에 관한 것으로, 인장 및 인열강도 등 그 기계적 강도와 내가수분해특성이 매우 취약한 문제점이 있었다.

이를 해결하기 위하여 상기 라텍스의 고형분 함량이나 라텍스 함량 자체를 증가시킴으로써 기계적 강도 등을 보완하고자 하는 시도가 있었으나, 라텍스의 고형분이나 그 함량 자체가 증가될 경우 고무량이 많아짐에 따라 그 질감이 저하(뻣뻣해짐)되고 특히 피혁느낌을 발현시키기 어려운 문제점이 있었으며, 이로 인해 각종 패션소재(예를 들면, 의류, 신발 갑피나 장식품, 소파, 가방 지갑 등)에 적용하기 부적합하여 표면에 직접적으로 노출되지 않는 신발용 인솔이나 백카운트(back counter) 또는 벨트의 후면부에 형성되는 보강원단 등에만 한정적으로 사용되는 문제점이 있었다.

특허문헌 1 : 대한민국 등록특허공보 제10-1022828호 "건식 합성피혁원단의 제조방법, 제조시스템 및 이에 의해 제조된 건식 합성피혁원단" 특허문헌 2 : 대한민국 등록특허공보 제10-0815634호 "피혁 폐기물을 이용한 시트 제조방법" 특허문헌 3 : 대한민국 등록특허공보 제10-1333133호 "피혁부산물을 이용하여 제조된 피혁원단의 제조방법"

따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 고무 라텍스와 수성 에멀젼을 혼합한 후 여기에 가교제, 공가교제 및 충전제를 첨가하여 바인더를 제조하고, 상기 바인더와 분쇄된 천연피혁 폐기물을 혼합하여 피혁원단을 제조함으로써, 고무 라텍스의 고형분 함량이나 바인더의 함량을 증가시키지 않고도 인장 및 인열강도 등의 기계적 강도와 내가수분해특성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 고무 라텍스의 고형분 함량이나 바인더의 함량을 증가시키지 않음에 따라 그 질감(유연성 등) 또한 향상시키고 피혁느낌을 그대로 발현시킬 수 있도록 함을 과제로 한다.

아울러, 본 발명은 수성 에멀젼을 단독 기재로 하고 여기에 가교제, 공가교제 및 충전제를 첨가하여 바인더를 제조한 후, 상기 바인더와 분쇄된 천연피혁 폐기물을 혼합하여 피혁원단을 제조하더라도, 상술한 바와 같이 기계적 강도와 내가수분해특성 및 질감을 향상시키면서도 피혁느낌을 그대로 발현시킬 수 있도록 함을 다른 과제로 한다.

본 발명은 천연피혁 폐기물을 재활용한 피혁원단의 제조방법에 있어서, 천연피혁 폐기물을 분쇄하는 단계(S100); 고무 라텍스와 수성 에멀젼을 혼합한 기재, 또는 수성 에멀젼을 단독으로 하는 기재에 가교제, 공가교제 및 충진제를 첨가하여 바인더를 제조하는 단계(S200); 상기 분쇄된 천연피혁 폐기물과 바인더를 혼합하는 단계(S300); 및 상기 천연피혁 폐기물과 바인더의 혼합물을 시트상으로 제조하는 단계(S400);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 천연피혁 폐기물을 재활용한 피혁원단의 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 피혁원단을 과제의 해결 수단으로 한다.

여기서, 상기 S200 단계는, 고무 라텍스 1 ~ 75 중량% 및 수성 에멀젼 25 ~ 99 중량%로 이루어지는 기재 100 중량부, 또는 수성에멀젼 100 중량%로 이루어지는 기재 100 중량부에 대하여, 가교제 1 ~ 5 중량부, 공가교제 1 ~ 15 중량부 및 충진제 5 ~ 10 중량부를 혼합하여 바인더를 제조할 수 있다.

한편, 상기 고무 라텍스는, NR(natural rubber) 라텍스, SBR(styrene butadiene rubber) 라텍스, CR(chloroprene) 라텍스 또는 NBR(nitrile butadiene rubber) 라텍스 등으로 특별한 제한은 없으나, 질감을 위해서 NR 라텍스가 가장바람직하나 SBR 라텍스를 사용하여도 무방하다.

또한, 상기 수성 에멀젼은, 폴리우레탄 에멀젼, 아크릴 에멀젼, 에틸렌비닐아세테이트 에멀젼 또는 폴리에틸렌옥사이드, 폴리에틸렌이민 등의 수용성 폴리머 에멀젼 중에서 단독 또는 2종 이상 병용하여 이루어지는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 가교제는, 황 가교제, 이소시아네이트 가교제 또는 멜라민 가교제 중에서 단독 또는 2종 이상 병용하여 이루어지는 것이 바람직하다.

아울러, 상기 공가교제(co-crosslinking agent)로는 삼관능 단량체(tri-functional monomer)를 사용할 수 있으며, 예를들면, 트리알릴 시아누레이트(triallyl cyanurate), 트리알릴 이소시아누레이트 (triallyl isocyanurate), 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트(trimethylol- propane trimethacylate), 디에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트(diethylene glycol dimethacrylate), 설파이드계 또는 구아니딘계 가교조제 중에서 단독 또는 2종 이상 병용하여 이루어지는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 충진제는, 탄산마그네슘, 탄산칼슘, 염화알루미늄, 염화마그네슘 또는 염화바륨 중에서 단독 또는 2종 이상 병용하여 이루어지는 것이 바람직하다.

한편, 상기 수성 에멀젼은, 고형분 함량이 20 ~ 60 중량%이고, 유리전이온도가 -30 ~ 30℃인 것이 바람직하며, 카르복시기, 아미드기 및 하이드록시기 등의 가교성 반응기를 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면, 고무 라텍스와 수성 에멀젼을 혼합한 후 여기에 가교제, 공가교제 및 충전제를 첨가하여 바인더를 제조하고, 상기 바인더와 분쇄된 천연피혁 폐기물을 혼합하여 피혁원단을 제조함으로써, 고무 라텍스의 고형분 함량이나 바인더의 함량을 증가시키지 않고도 인장 및 인열강도 등의 기계적 강도와 내가수분해특성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 고무 라텍스의 고형분 함량이나 바인더의 함량을 증가시키지 않음에 따라 그 질감 또한 향상시키고 피혁느낌을 그대로 발현시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.

아울러, 특허문헌 2 또는 3의 경우 고무 라텍스의 고형분 함량이 15 중량% 이상이어야만 충분한 기계적 강도를 얻을 수 있는데, 이 경우 피혁원단의 질감이 뻣뻣해지고 피혁느낌을 발현하기 어렵다. 하지만 본 발명에서는 후술되어질 수성 에멀젼 및 가교제의 혼용에 의해 고무 라텍스의 고형분 함량이 7.5 중량% 미만이 되어도 충분한 기계적 강도와 피혁느낌을 발현할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 고무 라텍스를 사용하지 않고, 수성 에멀젼을 단독 기재로 하고 여기에 가교제, 공가교제 및 충전제를 첨가하여 바인더를 제조한 후, 상기 바인더와 분쇄된 천연피혁 폐기물을 혼합하여 피혁원단을 제조하더라도 상술한 바와 같이 기계적 강도와 내가수분해특성 및 질감을 향상시키면서도 피혁느낌을 그대로 발현시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 천연피혁 폐기물을 재활용한 피혁원단의 제조방법을 나타낸 공정 흐름도

상기의 효과를 달성하기 위한 본 발명은 천연피혁 폐기물을 재활용한 피혁원단의 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 피혁원단에 관한 것으로서, 본 발명의 기술적 구성을 이해하는데 필요한 부분만이 설명되며 그 이외 부분의 설명은 본 발명의 요지를 흩트리지 않도록 생략될 것이라는 것을 유의하여야 한다.

이하, 본 발명에 따른 천연피혁 폐기물을 재활용한 피혁원단의 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 피혁원단을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 천연피혁 폐기물을 재활용한 피혁원단의 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 피혁원단은 도 1에 도시된 바와 같이, 천연피혁 폐기물을 분쇄하는 단계(S100)와, 고무 라텍스와 수성 에멀젼을 혼합한 기재, 또는 수성 에멀젼을 단독으로 하는 기재에 가교제 및 공가교제를 첨가하여 바인더를 제조하는 단계(S200)와, 상기 분쇄된 천연피혁 폐기물과 바인더를 혼합하는 단계(S300)와, 상기 천연피혁 폐기물과 바인더의 혼합물을 시트상으로 제조하는 단계(S400) 및, 상기 시트상 혼합물을 가교하는 단계(S500)를 포함하여 이루어진다.

상기 S100 단계는, 천연피혁 폐기물을 분쇄하는 단계로써, 천연피혁으로부터 발생되는 폐기물(예를들면, 쉐이빙조각 또는 재단조각 등)을 함마밀(hamma mill) 또는 비팅(beating)처리하여 분쇄시키며, 분쇄물을 그대로 사용하거나 또는 통상 물에 분산하여 사용할 수 있다.

상기 S200 단계는, 고무 라텍스와 수성 에멀젼을 혼합한 기재 또는 수성 에멀젼을 단독으로 하는 기재에 가교제 및 공가교제를 첨가하여 바인더를 제조하는 단계로써, 구체적으로 고무 라텍스 1 ~ 75 중량% 및 수성 에멀젼 25 ~ 99 중량%로 이루어지는 기재 100 중량부, 또는 수성에멀젼 100 중량%로 이루어지는 기재 100 중량부에 대하여, 가교제 1 ~ 5 중량부, 공가교제 1 ~ 15 중량부 및 충진제 5 ~ 10 중량부를 혼합하여 바인더를 제조한다.

상기 고무 라텍스는, 분쇄된 천연피혁 폐기물을 결합 시 유연성을 향상시키기 위해 첨가되는 것으로, NR 라텍스, SBR 라텍스, CR 라텍스 또는 NBR 라텍스를 사용할 수 있으나, 여기에 한정되는 것은 아니고 이미 공지된 다양한 고무 라텍스의 사용이 가능하며, 기재를 이루기 위한 함량이 75 중량%를 초과할 경우 피혁원단의 제조 시 그 질감이 뻣뻣해질 우려가 있다.

한편, 특허문헌 2 또는 3의 경우 고무 라텍스의 고형분 함량이 15 중량% 이상이어야만 충분한 기계적 강도를 얻을 수 있는데, 이 경우 피혁원단의 질감이 뻣뻣해지고 피혁느낌을 발현하기 어렵다. 하지만 본 발명에서는 후술되어질 수성 에멀젼 및 가교제의 혼용에 의해 고무 라텍스의 고형분 함량이 7.5 중량% 미만이 되어도 충분한 기계적 강도와 피혁느낌을 발현할 수 있다.

상기 수성 에멀젼은, 피혁원단의 기계적 강도를 향상시키기 위해 첨가되는 것으로, 고형분 함량이 20 ~ 60 중량%이고, 유리전이온도가 -30 ~ 30℃이며, 카르복시기, 아미드기 및 하이드록시기 중에서 선택된 하나 또는 둘 이상의 가교성 반응기를 갖는 수성 에멀젼을 사용할 수 있으며, 좀 더 구체적으로 폴리우레탄 에멀젼, 아크릴 에멀젼, 에틸렌비닐아세테이트 에멀젼 또는 폴리에틸렌옥사이드, 폴리에틸렌이민 등의 수용성 폴리머 에멀젼 중에서 단독 또는 2종 이상 병용하여 사용할 수 있다.

여기서, 상기 고형분 함량 및 유리전이 온도가 상기 범위 미만이거나 기재를 이루기 위한 함량이 25 중량% 미만일 경우 피혁원단의 기계적 강도를 저하시킬 우려가 있으며, 상기 고형분 함량 및 유리전이 온도가 상기 범위를 초과할 경우 피혁원단의 질감을 저하시킬 우려가 있다.

상기 가교제는 수성 에멀젼의 가교반응을 통해서 피혁원단의 기계적 강도와 내가수분해성를 향상시키기 위해 첨가되고, 상기 공가교제는 기계적 강도의 향상과 동시에 압축회복성의 개선을 위해 첨가되는 것으로, 가교제의 경우 황 가교제, 이소시아네이트 가교제 또는 멜라민 가교제 중에서 단독 또는 2종 이상 병용하여 사용할 수 있고, 공가교제의 경우 삼관능 단량체를 사용할 수 있으며, 예를들면, 트리알릴 시아누레이트(triallyl cyanurate), 트리알릴 이소시아누레이트 (triallyl isocyanurate), 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트(trimethylolpropane trimethacylate), 디에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트(diethylene glycol dimethacrylate), 설파이드계 또는 구아니딘계 가교조제 중에서 단독 또는 2종 이상 병용하여 사용할 수 있다.

좀 더 구체적으로 상기 이소시아네이트 가교제는, 헥사메틸렌디이소시아네이트 뷰렛(hexamethylene diisocyanatebiuret), 헥사메틸렌디이소시아네이트 이소시아누레이트(hexamethylene diisocyanate isocyanurate), 톨루엔디이소시아네트/트리메틸올프로판 반응물(toluene diisocyanate/trimethylolpropane adduct), 톨루엔디이소시아네트 이소시아누레이트(toluene diisocyanate isocyanurate), 이소포론디이소시아네이트 이소시아누레이트(isophorone diisocyanate isocyanurate) 등이 있고, 멜라민계 가교제로는 멜라민수지, 메틸화된 멜라민수지, 부틸화된 멜라민수지 및 이소부틸화된 멜라민수지 등이 있다.

한편, 상기 가교제의 경우 기재 100 중량부에 대하여, 1 ~ 5 중량부를 사용하는데, 가교제의 함량이 1 중량부 미만일 경우 피혁원단의 제조 시 수축이 발생되고 기계적 강도 및 내가수분해성이 저하될 우려가 있으며, 5 중량부를 초과할 경우 질감이 저하될 우려가 있다.

아울러, 상기 공가교제의 경우 기재 100 중량부에 대하여 1 ~ 15 중량부를 사용하는데, 공가교제의 함량이 1 중량부 미만일 경우 압축회복특성이 저하될 우려가 있으며, 15 중량부를 초과할 경우, 성형성이 저하되고 피혁원단의 수축이 발생할 우려가 있다.

상기 충진제는, 피혁원단의 기계적 강도를 향상시키기 위해 첨가되는 것으로, 탄산마그네슘, 탄산칼슘, 염화알루미늄, 염화마그네슘 또는 염화바륨 중에서 단독 또는 2종 이상 병용하여 사용할 수 있으며, 그 함량이 5 중량부 미만일 경우, 기계적 강도의 향상효과가 미비해질 우려가 있으며, 10 중량부를 초과할 경우 피혁원단의 표면이 거칠어질 우려가 있다.

상기 S300 단계는, 상기 분쇄된 천연피혁 폐기물과 바인더를 혼합하는 단계로써, 분쇄된 천연피혁 폐기물 100 중량부에 대하여, 바인더 10 ~ 50 중량부를 혼합하여 이루어지며, 상기 바인더의 함량이 10 중량부 미만일 경우 천연피혁 폐기물의 결합이 제대로 이루어지지 않아 불량이 발생할 우려가 있으며, 50 중량부를 초과할 경우 피혁느낌이 제대로 발현되지 못할 우려가 있다.

상기 S400 단계는, 상기 천연피혁 폐기물과 바인더의 혼합물을 시트상으로 제조하는 단계이며, 상기 S500 단계는 이를 열처리하여 가교하는 것으로, 시트상으로 제조하는 동시에 가교하거나 또는 시트 제조 후 가교할 수 있으며, 구체적으로는 통상의 탈수 또는 건조공정을 통해 상기 혼합물의 수분 함량을 20% 미만으로 낮추고 온도 70 ~ 120℃, 압력 30 ~ 200kgf/㎠으로, 10 ~ 30분간 압착하여 처리하거나 또는 단순히 열처리(온도 70 ~ 120℃)하여 가교한다. 이후 추가적인 통상의 건조공정을 거쳐 수분 함량을 8% 미만으로 낮추고, 각 제품이나 목적에 맞게 재단 또는 가공하여 사용한다. 여기서, 상기 조건 및 수분 함량은 상기 범위에 한정되는 것은 아니고 해당 제품의 종류나 사용환경 등에 가변적일 수 있다.

이하, 본 발명의 실시 예를 들면서 상세히 설명하는바 본 발명이 다음의 실시예에 의해서만 반드시 한정되는 것은 아니다.

1. 천연피혁 폐기물을 재활용한 피혁원단의 제조

(실시예 1)

천연피혁으로부터 발생되는 쉐이빙조각과 재단조각 등의 폐기물을 함마밀 및 비팅 처리하여 분쇄한 후 물에 분산하였다(S100). 그리고 별도로 SBR 라텍스 75 중량% 및 수성 에틸렌비닐아세테이트 에멀젼(고형분 함량: 40%) 25 중량%로 이루어지는 기재 100 중량부에 대하여, 헥사메틸렌디이소시아네이트 이소시아누레이트 가교제 1 중량부, 트리알릴 이소시아누레이트 공가교제 15 중량부 및 탄산칼슘 10 중량부를 혼합하여 바인더를 제조하였다(S200). 그리고 상기 분쇄된 천연피혁 폐기물 100 중량부에 대하여, 바인더 10 중량부를 혼합하고(S300), 상기 혼합물을 시트상으로 제조한 후(S400), 열처리(온도 70℃)하여 가교(S500)하였다.

(실시예 2)

천연피혁으로부터 발생되는 쉐이빙조각과 재단조각 등의 폐기물을 함마밀 및 비팅 처리하여 분쇄해서 물에 분산된 분쇄피혁 분산액을 제조하였다(S100). 그리고 별도로 NR 라텍스 35 중량% 및 수성 폴리우레탄 에멀젼(고형분 함량: 50%) 65 중량%로 이루어지는 기재 100 중량부에 대하여, 황 가교제 5 중량부, 트리알릴 시아누레이트 공가교제 1 중량부 및 탄산마그네슘 5 중량부를 혼합하여 바인더를 제조하였다(S200). 그리고 상기 분쇄된 천연피혁 폐기물 100 중량부에 대하여, 바인더 50 중량부를 혼합하고(S300), 상기 혼합물을 시트상으로 제조한 후(S400), 열처리(온도 120℃)하여 가교(S500)하였다.

(실시예 3)

천연피혁으로부터 발생되는 쉐이빙조각과 재단조각 등의 폐기물을 함마밀 및 비팅 처리하여 분쇄해서 물에 분산된 분쇄피혁 분산액을 제조하였다(S100). 그리고 별도로 수성 폴리우레탄 에멀젼(고형분 함량: 50%) 100 중량부에 대하여, 황 가교제 5 중량부, 트리알릴 시아누레이트 공가교제 1 중량부 및 탄산마그네슘 5 중량부를 혼합하여 바인더를 제조하였다(S200). 그리고 상기 분쇄된 천연피혁 폐기물 100 중량부에 대하여, 바인더 50 중량부를 혼합하고(S300), 상기 혼합물을 시트상으로 제조한 후(S400), 열처리(온도 120℃)하여 가교(S500)하였다.

(비교예 1)

실시예 1과 동일하게 제조하되, 수성 에멀젼, 가교제 및 공가교제를 혼합하지 않고 분쇄된 천연피혁 폐기물과 SBR 라텍스만으로 제조하였다.

(비교예 2)

실시예 2와 동일하게 제조하되, 수성 에멀젼, 가교제 및 공가교제를 혼합하지 않고 분쇄된 천연피혁 폐기물과 NR 라텍스만으로 제조하였다.

2. 피혁원단의 평가

상기 시트상의 피혁원단을 두께 3.0mm로 카렌딩한 후 이에 대한 인장강도, 인열강도, 신장율, 유연도 및 파열강도 및 내가수분해성을 평가하였으며, 그 평가 기준 및 결과는 아래 [표 1]과 같다.

테스트항목	실시예 1	실시예 2	실시예 3	비교예 1	비교예 2	테스트방법
두께 (mm)	3.0	3.0	3.0	3.0	3.0	ASTM D 1814
인장강도 (kgf/cm2)	11.8	20.5	24.7	5.9	8.7	ASTM D 2209
인열강도 (kgf/cm)	2.7	4.2	5.5	1.0	1.8	ASTM D 2262
신 장 율 (%)	60	80	90	40	60	ASTM D 2211
유 연 도 (mm)	11.3	9.1	9.0	8.8	4.5	IUP 36
파열강도 (kgf/cm2)	12	15	17	8	10	ASTM D 2210
내가수분해성 (평가 후 인장강도 유지율, %)	80%	86%	85%	40%	44%	70℃,95%습도, 7일 방치 후 인장강도 평가

상기 [표 1]에서와 같이, 비교예 1의 경우 단순히 분쇄된 천연피혁 폐기물과 SBR 라텍스만으로 제조된 피혁원단으로써, 기계적 강도가 현저히 낮음을 알 수 있으며, 비교예 2에서와 같이 최종제품 내의 바인더수지 함량을 비교예 1에 비하여 늘린 경우 기계적 강도는 향상되었지만 실시예에 비해서는 낮은 수준이었으며, 유연성 또한 저하됨을 알 수 있다. 하지만, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 3의 경우 수성 에멀젼과 가교제 및 공가교제의 혼용으로 인해 유연성이 우수하면서도 그 기계적강도 및 내가수분해특성 역시 우수함을 알 수 있다.

상술한 바와 같은, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 천연피혁 폐기물을 재활용한 피혁원단의 제조방법 및 이 방법에 의해 제조된 피혁원단을 상기한 설명 및 도면에 따라 설명하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하며 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능하다는 것을 이 분야의 통상적인 기술자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.

S100 : 천연피혁 폐기물을 분쇄하는 단계
S200 : 고무 라텍스와 수성 에멀젼을 혼합한 기재, 또는 수성 에멀젼을 단독으로 하는 기재에 가교제, 공가교제 및 충진제를 첨가하여 바인더를 제조하는 단계
S300 : 상기 분쇄된 천연피혁 폐기물과 바인더를 혼합하는 단계
S400 : 상기 천연피혁 폐기물과 바인더의 혼합물을 시트상으로 제조하는 단계
S500 : 상기 시트상 혼합물을 가교하는 단계

Claims (8)

1. 천연피혁 폐기물을 재활용한 피혁원단의 제조방법에 있어서,
   천연피혁 폐기물을 분쇄하는 단계(S100);
   고무 라텍스와 수성 에멀젼을 혼합한 기재, 또는 수성 에멀젼을 단독으로 하는 기재에 가교제, 공가교제 및 충진제를 첨가하여 바인더를 제조하는 단계(S200);
   상기 분쇄된 천연피혁 폐기물과 바인더를 혼합하는 단계(S300);
   상기 천연피혁 폐기물과 바인더의 혼합물을 시트상으로 제조하는 단계(S400); 및
   상기 시트상 혼합물을 가교하는 단계(S500);를 포함하여 이루어지되,
   상기 S200 단계는, 고무 라텍스 1 ~ 75 중량% 및 수성 에멀젼 25 ~ 99 중량%로 이루어지는 기재 100 중량부, 또는 수성에멀젼 100 중량%로 이루어지는 기재 100 중량부에 대하여, 가교제 1 ~ 5 중량부, 공가교제 1 ~ 15 중량부 및 충진제 5 ~ 10 중량부를 혼합하여 바인더를 제조하고,
   상기 고무 라텍스는, NR(natural rubber) 라텍스, SBR(styrene butadiene rubber) 라텍스, CR(chloroprene) 라텍스 또는 NBR(nitrile butadiene rubber) 라텍스를 사용하며,
   상기 수성 에멀젼은, 폴리우레탄 에멀젼, 아크릴 에멀젼, 에틸렌비닐아세테이트 에멀젼 또는 폴리에틸렌옥사이드, 폴리에틸렌이민 중에서 단독 또는 2종 이상 병용하여 이루어지고,
   상기 가교제는, 황 가교제, 이소시아네이트 가교제 또는 멜라민 가교제 중에서 단독 또는 2종 이상 병용하여 이루어지며,
   상기 공가교제는, 삼관능 단량체(tri-functional monomer)를 사용하고,
   상기 충진제는, 탄산마그네슘, 탄산칼슘, 염화알루미늄, 염화마그네슘 또는 염화바륨 중에서 단독 또는 2종 이상 병용하여 이루어지는 것을 특징으로 하는, 천연피혁 폐기물을 재활용한 피혁원단의 제조방법.
   
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8. 제 1항에 따른 제조방법에 의해 제조된 피혁원단.

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