KR101840731B1 - 통기성능이 확보된 하이브리드 가죽 제조방법 - Google Patents

통기성능이 확보된 하이브리드 가죽 제조방법 Download PDF

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KR101840731B1
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leather
ironing
fabric
coating
layer
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최봉진
최영현
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Abstract

본 발명은 통기성능이 확보된 하이브리드 가죽 제조 방법 및 그 하이브리드 가죽에 관한 것이다. 본 발명의 하이브리드 가죽 제조방법은 재생가죽의 천연가죽 피혁을 공급하는 원자재 공급 단계, 상기 원자재 피혁의 상부면에 핫멜트 접착제를 도포하는 단계, 상기 접착층 상부면에 직물원단을 공급하여 상기 원자재 피혁, 접착층 및 직물원단에 열과 압력을 가하여 합포하는 단계 및 상기 합포 원단에 대한 복수회의 다림 및 피막 공정 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 일 실시예에 따를 때, 통기성을 확보하면서도 자동차 산업에서 요구하는 물리, 화학적 성능을 만족하는 자동차 내장재용 하이브리드 가죽을 제공할 수 있다.

Description

통기성능이 확보된 하이브리드 가죽 제조방법 {MANUFACTURING METHOD OF BREATHABLE HYBRID-LEATHER}
본 발명은 통기성능이 확보된 하이브리드 가죽 제조방법 및 그를 통해 얻어진 하이브리드 가죽에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 가죽 폐기물에서 획득한 천연가죽 피혁 원자재, 직물 원단을 합포하여 소프트한 촉감 및 물리적, 화학적 성능을 향상시킨 가죽에 관한 것이다.
피혁은 크게 천연가죽과 인조가죽으로 구분이 되는데, 천연가죽은 합성 인조가죽과 달리 모공이 있어 사람의 피부와 마찬가지로 통기성이 뛰어나 인조가죽처럼 땀이 흡수되지 않거나 끈적거리는 현상이 나타나지 않아 고가 생필품 및 자동차 등의 내장재로 많이 사용되고 있다. 천연 가죽은 동물의 몸을 감싸고 있는 질긴 껍질로 뛰어난 물성으로 인해 가방, 신발, 가구 등 다양한 분야에서 널리 사용하고 있다.
인조가죽은 부직포나 직포와 같은 섬유재를 기포지로 사용하여, 그 위에 유기화합물 합성수지 층을 올림으로서 가능한 한 천연가죽에 가깝게 제조한 것을 의미하며, 천연가죽이 가지고 있는 가격적 측면, 생산량의 측면 및 제품 균등화 측면 등과 같은 단점을 보완할 수 있다.
천연 가죽은 동물의 몸으로부터 분리된 후 화학적, 물리적인 가공과정을 통해 제품으로 제조되는데, 여러 단계의 가공과정 중 원하는 제품의 디자인에 맞게 재단하는 공정은 필수이다. 이러한 재단 공정을 거치면서 다량의 가죽 폐기물이 발생되며, 가죽 폐기물의 대부분은 소각 및 매립으로 처리되어, 이로 인한 환경적인 문제가 심각하게 대두되고 있다.
환경 문제를 최소화하기 위해서 소각 및 매립되는 가죽 폐기물을 재활용하기 위한 다양한 연구가 진행되고 있으며, 대한민국 등록특허공보 제 10-1022828호에서는 가죽 폐기물을 분쇄하고 합성수지 접착제를 사용해 인조피혁을 제조하는 기술을 소개하고 있다. (건식 합성피혁원단의 제조방법, 제조시스템 및 이에 의해 제조된 건식 합성피혁원단, 2011.03.09.)
그러나, 상기 등록특허공보 제 10-1022828호는 가죽 폐기물을 분쇄하고 합성수지 접착제를 사용하여 재활용 가죽시트를 제조하는 단계에서, 합성수지 접착제를 경화하고 가열, 압연하는 과정에서 생성되는 유독가스로 인해 여전히 환경오염이 존재한다는 한계가 있다.
소비자들은 환경오염을 최소화하는 천연 가죽 원자재이면서도, 부드러운 감촉 및 악취, 정전기, 먼지 등으로부터 자유로운 천연 피혁 내장재에 대한 니즈(Needs)가 높아지고 있으며, 수요를 맞추기 위한 가죽 피혁 가공 방법에 대한 연구도 활발하다.
자동차 시트, 가구 내장재 제품 등은 각각 고유의 재단된 디자인 가죽이 필요하며, 천연가죽 원피를 모두 적용할 경우 지나치게 고가로 책정될 수 있다. 또한 천연가죽은 생산량에 한계가 있고, 낱장으로 되어 있어서 연속작업이 불가능하고 색상의 다양화나 품질의 균등화를 기대하기가 어렵다. 예를 들면 기존의 자동차 시트용 천연가죽은 자연에서 얻어지는 가죽의 은면층과 육면층으로 구분층 중에서 은면층만이 자동차 시트용 커버 재료로 적용된다. 원피를 기준으로 단면 분할을 실시하여 최상층부 층을 은면이라고 하며, 그 아랫 부분을 육면이라고 하는데, 은면층은 가죽 표면의 자연스러운 엠보가 존재하며 표면특성이 우수한 장점을 가지나, 고가이며, 생산량의 한계 때문에 산업적 활용도에 있어서 많은 단점을 가지게 된다.
따라서 보다 합리적으로 천연가죽 원피를 자동차 시트 또는 각종 내장재 제품 등에 적용하기 위해 천연가죽, 접착제 및 기타 원자재를 섞어 재생 가죽으로서 천연가죽의 형태로 재가공하여 제공하고 있다. 이와 같이 재가공한 재생가죽은 천연가죽과 흡사하지만 가격이 저렴하고 낭비되는 가죽을 줄여 친환경적인 장점을 가지지만, 폴리에스테르, 면 등을 합성 혼방하여 가공하게 되어 본래의 원피 대비 제품의 질감이 다소 떨어지게 되어 고급 제품이 아닌 저가 제품에서만 통용되고 있는 것이 현실이다.
결국, 천연피혁에서 은면층을 이용한 그레인 원단으로는 자동차 시장의 증대에 따른 내장재에 사용되는 원단 생산량을 맞출 수 없어 가죽 피혁의 가격을 낮추는데 한계가 있었던 바, 은면혁을 이용한 그레인 원단은 고급차에만 사용되었다. 따라서 여전히 중저가 자동차와 고급차 사이의 자동차 시트 내장재간의 갭(gap)으로 인한 상대적 박탈감 및 불만이 지속되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 하는 발명자의 요구를 반영한 것으로, 환경오염을 최소화하고 가격적 부담을 낮추면서도, 통기성과 소프트한 감촉을 증진시킨 하이브리드 가죽시트의 제조방법을 제공하는 데 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명자는 환경오염을 최소화하고, 경제적이면서도, 품질의 균등화 및 천연가죽 원피의 장점을 살린 하이브리드 가죽의 개발을 위해 예의 노력한 결과, 가죽폐기물에서 원자재 가죽 섬유를 획득하여, 혼섬 정렬, 시트화 및 직물원단과의 합포 단계를 거쳐 최종적으로 통기성능이 확보되면서도 경제적인 하이브리드 가죽을 수득하였다.
전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일측면에 따른 통기성능이 확보된 하이브리드 가죽 제조방법은 재생가죽의 천연가죽 피혁을 공급하는 원자재 공급 단계; 상기 원자재 피혁의 상부면에 핫멜트 접착제를 도포하는 단계; 상기 접착층 상부면에 직물원단을 공급하여 상기 원자재 피혁, 접착층 및 직물원단에 열과 압력을 가하여 합포하는 단계; 및 상기 합포 원단에 대한 복수회의 다림 및 피막 공정 단계; 를 포함한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 다림 및 피막 공정 단계는 상기 합포 단계를 통해 제공된 합포원단을 다림 작업한 이후, 합포원단의 직물원단 상부면에 침투형 피막재를 도포하는 1차 다림 및 피막 공정 단계; 및 상기 1차 다림 및 피막 공정 단계 이후, 합포 원단 및 침투형 피막재를 다림작업하고, 침투형 피막재 상부면에 연질발포폼을 도포하는 2차 다림 및 피막 공정 단계(S620); 인 것 일 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 1차 다림 및 피막 공정 단계의 1차 다림 작업은 100 내지 140℃의 온도, 100 내지 140kg/cm2의 압력 및 7 내지 9m/min 의 속도로 다림작업 하는 것 일 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 1차 다림 및 피막 공정 단계의 1차 피막 도포 작업은 침투형 피막재를 4 내지 8g/sf 속도로 도포하는 것 일 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 2차 다림 및 피막 공정 단계의 2차 다림 작업은 100 내지 150℃의 온도, 30 내지 100kg/cm2의 압력 및 3 내지 8m/min 의 속도로 다림작업하는 것 일 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 2차 다림 및 피막 공정 단계의 2차 피막 도포 작업은 연질발포폼을 10 내지 14g/sf 속도로 도포하는 것 일 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 연질발포폼이 도포된 합포원단을 다림작업하면서 2차 피막에 엠보싱 작업하여 무늬를 형성하는 3차 다림 공정 단계를 더 포함하는 것 일 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 3차 다림 공정 단계는 120 내지 150℃의 온도, 40 내지 180kg/cm2의 압력 및 3 내지 8m/min의 속도로 다림작업 및 엠보싱 작업이 이루어지는 것 일 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 3차 다림 공정 단계 이후에 안료가 희석된 수지액을 2차 피막 표면에 스프레이하여 색상을 부여하는 도색 단계; 및 도색 표면에 탑 프로텍트 수지를 스프레이하여 도색 표면을 보호하는 단계; 를 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 안료가 희석된 수지액은 충전재(filler) 13 내지 19 중량부, 아크릴수지 7 내지 13 중량부 및 폴리우레탄 62 내지 72 중량부로 구성되는 것을 특징으로 하는 것 일 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 안료가 희석된 수지액을 1 내지 3g/sf 속도로 도포하는 것 일 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 탑 프로텍트 수지를 1 내지 3g/sf 속도로 도포하는 것 일 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 원자재 공급 단계는 가죽폐기물에서 가죽섬유를 획득하는 단계; 상기 획득한 가죽섬유와 인장강도 향상을 위한 섬유를 혼섬 및 정렬하는 단계; 및 상기 혼섬된 가죽섬유를 바닥지원단과 결합하여 물리적 타격 또는 압착을 이용하여 접착제 없이 시트를 형성하는 단계; 를 포함하는 것 일 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 가죽섬유를 획득하는 단계 이전에 가죽폐기물 전처리 단계를 더 포함하는 것 일 수 있다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 다른 측면은 표면보호층; 도색층; 1차 및 2차 피막층; 및 합포원단을 포함하는 하이브리드 가죽으로서, 상기 합포원단은, 직물원단층; 가죽섬유 및 상기 가죽섬유와 혼섬된 섬유를 포함하는 섬유층; 및 상기 섬유층의 하면에 위치하는 바닥지 원단층; 을 포함하는 하이브리드 가죽을 제공한다.
본 발명의 실시예에 있어서, 상기 바닥지 원단층은 물리적 타격 또는 압착에 의해 접착제 없이 섬유층과 결합된 것 일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 천연가죽을 재활용한 원자재에 직물원단, 등을 합포하여, 통기성을 확보하면서도 자동차 산업에서 요구하는 물리, 화학적 성능을 만족하는 자동차 내장재용 하이브리드 가죽을 제공할 수 있다. 또한 본 발명의 일 실시예에 따를 때 기존의 은면혁에 비해 원가를 절감시켜 가격 경쟁력을 갖추면서도, 인열, 인장 및 신율 등 물성을 확보할 수 있다. 천연가죽의 장점은 살리면서도, 직물원단에 피막재를 수성 도장 처리하여 통기성능이 확보된 하이브리드 가죽을 제공할 수 있다.
본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 가죽 제조방법 전체 공정 단계를 도시하는 도면이다.
도2는 다림 및 피막 공정 단계(S40)의 세부 공정 단계에 대한 도면이다.
도3은 가죽폐기물을 전처리하는 단계(S70)의 세부 공정 단계에 대한 도면이다.
도4는 가죽섬유를 획득하는 단계(S100)의 세부 공정 단계에 대한 도면이다.
도5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따라 제조된 하이브리드 가죽 구조의 단면도 도면이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니고 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결(접속, 접촉, 결합)"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 일 측면에 따른 하이브리드 가죽 제조방법은 재생가죽의 천연가죽 피혁을 공급하는 원자재 공급 단계, 상기 원자재 피혁의 상부면에 핫멜트 접착제를 도포하는 단계, 상기 접착층 상부면에 직물원단을 공급하여 상기 원자재 피혁, 접착층 및 직물원단에 열과 압력을 가하여 합포하는 단계 및 상기 합포 원단에 대한 복수회의 다림 및 피막 공정 단계를 포함한다.
상기 가죽 폐기물은 동물의 가죽 가운데 폐기물로 분류된 가죽으로서 바람직하게는 소가죽, 돼지가죽, 양가죽, 말가죽 및 타조가죽으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
상기 재생가죽의 천연가죽 피혁을 공급하는 원자재 공급 단계를 통한 원자재 피혁이 제공되면, 본 발명의 실시예에 따라 시트화된 원자재 피혁의 상부면에 핫멜트 접착제를 적층 도포하는 단계(S20)가 진행된다. 상기 핫멜트 접착제는 물이나 용제를 전혀 사용하지 않고, 상온에서 100% 고체인 불휘발성, 불연성, 열가소성(Thermoplastic)수지를 사용하여, 고온에서 액상으로 피착제에 도포, 압착한 후 수초내에 냉각 고화되면서 접착력을 발휘하는 열용융성 접착제로서, 이와 같은 특징을 갖는 핫멜트 접착제는 접착소재의 종류와 특성에 따라 융합하여 소재와 부품간의 접합을 용이하게 할 수 있는 것이면 특별히 종류에 한정되지는 않으나, 바람직하게는 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA)계열, 폴리아마이드(PA) 계열, 폴리에스테르 계열, rubber계열, 폴레에테르 술폰(PES), 열가소성 폴리우레탄(TPU) 및 폴리우레탄(PU) 계열로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다. 상기 핫멜트 접착제는 용제형 및 수용성 접착제에 비해 접착의 속도가 빠르며, 접착의 범위가 넓어 용도가 광범위하고, 용제를 사용하지 않아서 인체에 무해하고 친환경적이다. 또한 핫멜트 접착제는 적은 도포량으로 강력한 접착층을 형성하여 인건비 및 생산성에 있어서 경제적이고 내수성 및 광택성을 갖는다.
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시트화된 원자재 피혁의 상부면에 핫멜트 접착제를 도포한 접착층이 형성된 이후, 상기 접착층 상부면에 직물원단을 공급하고 열과 압력을 가하여 합포하는 단계(S30)가 진행된다. 상기 직물원단은 통기성능을 증가시키는 원단일 경우 특별히 종류에 한정하지는 않으나, 바람직하게는 공지된 기술을 이용해 제조된 트리코트 또는 더블라셋 일 수 있다. 합포하는 단계(S30)는 상기 원자재 피혁, 접착층 및 직물원단에 일정한 열과 압력을 가하여 원자재 피혁과 직물원단을 강력한 접착상태를 갖추게 하는 단계이다.
상기 합포 단계(S30)를 완료한 이후에, 합포된 원단을 일정 온도, 압력 및 속도로 다림 작업 및 피막 작업하는 다림 및 피막 공정 단계(S40)를 복수회 더 포함할 수 있다.
상기 다림 및 피막 공정 단계(S40)는 상기 합포 단계를 통해 제공된 합포원단을 다림작업한 이후, 합포원단의 직물원단 상부면에 침투형 피막재를 도포하는 1차 다림 및 피막 공정 단계 (S400, S401)및 상기 1차 다림 및 피막 공정 단계 이후, 합포원단 및 침투형 피막재를 다림작업하고, 침투형 피막재 상부면에 연질발포폼을 도포하는 2차 다림 및 피막 공정 단계(S402, S403)를 포함할 수 있다.
상기 1차 다림 및 피막공정 단계에 있어서, 1차 다림 작업은(S400) 100 내지 140℃의 온도, 100 내지 140kg/cm2의 압력 및 7 내지 9m/min의 속도로 다리는 것 일 수 있다. 상기 다림 작업은 합포원단을 다림 작업하면서 부위별 편차 해소 및 두께의 균일성을 확보하기 위한 것이다.
상기 1차 다림 및 피막 공정 단계에 있어서, 1차 피막 도포 작업은 상기 1차 공정 단계(S400) 이후에 합포원단에서 직물원단 상면에 침투형 피막재를 적층 도포시킨다. 이때, 상기 침투형 피막재는 충전재(filler) 75 내지 95 중량부, 침투성 아크릴수지 레진 바인더 7 내지 13 중량부 및 마이크로 우레탄 바인더 3 내지 7 중량부로 구성될 수 있으며, 4 내지 8g/sf 속도로 적층 도포하는 것이 바람직하다.
상기 침투성 아크릴수지 레진 바인더는 상기 충전재(filler)를 직물원단에 부착하는 것으로, 직물원단 내부에 아크릴수지 레진 바인더가 침투되게 하고, 우레탄계 마이크로 입자의 바인더를 혼합해 후공정하여 사용 및 세탁시 탈락되지 않도록 한다.
상기 침투형 피막재는 스투코 리버스 롤 코팅(stucco reverse roll coating)방식으로 회전하는 롤이 합포원단의 진행방향과 역행되게 회전하면서 회전하는 코팅 롤에 묻은 1차 피막재가 직물원단 상부면에 압력을 주면서 코팅되게 한다.
상기 2차 다림 및 피막 공정 단계의 2차 다림 작업은 상기 1차 피막 공정 단계(S410) 이후에, 침투형 피막재가 도포된 합포원단을 다림 작업하여 부위별 편차 해소 및 두께의 균일성을 확보할 수 있도록 한 것으로, 바람직하게는 100 내지 150℃의 온도, 30 내지 100kg/cm2의 압력 및 3 내지 8m/min의 속도로 다림 작업하는 것 일 수 있다.
상기 2차 다림 및 피막 공정 단계의 2차 피막 도포 작업은 2차 다림 공정 단계(S402) 이후에, 1차 피막층인 침투형 피막재 상면에 연질발포폼을 도포하는 공정 단계로서, 상기 연질발포폼은 충전재(filler) 14 내지 20 중량부, 아크릴수지 7 내지 13 중량부 및 폴리우레탄 60 내지 80 중량부로 구성되고, 10 내지 14g/sf 속도로 도포하는 것이 바람직할 수 있다.
상기 다림 및 피막 공정 단계의 충전재(filler)는 특별히 한정하지는 않으나, 바람직하게는 통기성을 가지는 폴리우레탄 폼으로 이루어지는 것 일 수 있다. 상기 폴리우레탄은 알코올기와 아이소사이언산기의 결합으로 만들어진 우레탄 결합으로 이루어진 고분자 화합물을 의미하며, 열경화성과 열가소성, 고무탄성, 내마모성, 내노화성 및 내유성이 뛰어나 합성 피혁에 많이 이용된다.
상기 충전재의 아크릴수지는 아크릴로니트릴(AN)을 원료로 하는 액체로서 아크릴섬유에 제공되며, 상기 충전재의 폴리우레탄은 발포 폴리우레탄 또는 무발포 폴리우레탄 중 하나일 수 있다.
상기 1차 및 2차 다림 및 피막 공정 단계 이후에 3차 다림 공정 단계(S404)를 더 포함할 수 있다. 상기 3차 다림 공정 단계의 3차 다림 작업은 연질발포폼이 도포된 합포원단을 다림 작업하면서, 동시에 2차 피막인 연질발포폼에 엠보싱 작업하여 무늬를 형성하는 작업이다.
상기 3차 다림 공정단계(S404)는 2차 피막 공정 단계(S403) 이후에 상기 연질발포폼이 도포된 2차 피막층을 다림 작업하면서, 상기 2차 피막층에 엠보싱 작업하여 무늬를 형성하는 단계로서, 120 내지 150℃의 온도, 40 내지 180kg/cm2의 압력 및 3 내지 8m/min의 속도로 압연롤러에 의해 다림작업을 하면서, 2차 피막층에는 엠보싱 작업이 동시에 이루어지게 하는 것 일 수 있다.
상기 3차 다림 공정 단계 이후에 도색 단계(S50) 및 도색 표면을 보호하는 단계(S60)를 더 포함할 수 있다. 상기 도색 단계(S50)는 3차 다림 공정 단계(S404) 이후에 안료가 희석된 수지액을 2차 피막 표면에 스프레이하여 색상을 부여하는 단계로서, 상기 안료가 희석된 수지액은 바람직하게는 충전재(filler) 13 내지 19 중량부, 아크릴수지 7 내지 13중량부 및 폴리우레탄 62 내지 72 중량부로 구성될 수 있으며, 1 내지 3g/sf 속도로 도포될 수 있다.
상기 안료가 희석된 수지액은 상기 충전재, 아크릴 수지 및 폴리우레탄이 혼합된 수용성 액체로서, 다양한 색상을 갖는 안료가 희석된 상태로 2차 피막층에 도포하여 균일하게 착색하는 것이 바람직할 수 있다. 상기 수지액은 1차 도포에 의해 색을 부여한 후, 필요에 의해 색을 얻기 위해서 복수회 더 도포할 수 있다.
상기 도색 표면을 보호하는 단계(S60)는 상기 도색 단계 이후(S50), 탑 프로텍트 수지를 스프레이하는 단계로서, 상기 탑 프로텍트 수지는 매트폴리우레탄 8 내지 10 중량부, 폴리우레탄 40 내지 60 중량부, 수용성 실리콘 5 내지 9 중량부, 아크릴수지 8 내지 12 중량부, 크로스링커 5 내지 9 중량부 및 UV차단제 2 내지 4 중량부로 구성될 수 있다. 상기 탑 프로텍트 수지는 바람직하게는 도색 표면을 1 내지 3g/sf속도로 도포할 수 있다.
상기 매트폴리우레탄은 폴리우레탄의 용제가 물로 된 수성 폴리우레탄 제품으로서 무광을 띈다. 상기 매트폴리우레탄은 투명한 도막을 입힐 수 있으며 2시간 정도 간격으로 재도장을 할 수 있고, 가죽의 색에 변화를 가져오지 않는다. 상기 매트폴리우레탄은 30 내지 35%의 고형분을 가지며, 상기 고형분이 보호 도막을 만들기 때문에 수회, 바람직하게는 4회 이상의 재도장을 거쳐 도막을 만드는 것이 바람직 할 수 있다.
상기 폴리우레탄은 아이소시아네이트(isocyanate)기 와 하이드록시기(hydroxyl)기가 반응하여 -NHCOO-(우레탄 결합)을 도막 속에 포함할 수 있는 프로텍트형 도료를 의미한다.
상기 수용성 실리콘(silicon)은 규소를 원료로 하여 합성한 규소 수지로서, 온도에 따라 변화하는 일이 적은 내열성, 산화되지 않는 내산화성, 각종 약품에 대한 저항성, 물에 대한 발수성 또는 내수성 및 전기의 절연성 등의 효과가 있다.
상기 크로스링커는 표면 보호기능이 있는 도료 등에 가교제로 사용되는 특수 수지로서, 가교제로 사용할 수 있는 것이라면 특별히 종류에 한정되지는 않으나, 바람직하게는 메틸화 멜라민(Methylated melamine) 수지, 부틸화 멜라민(Butylated melamine) 수지 또는 우레아 멜라민(Urea melamine) 수지 중 어느 하나 이상 일 수 있다.
상기 UV차단제는 상기 도료가 자외선 등의 빛 에너지를 흡수해 변질 또는 변색되는 것을 방지하기 위하여 빛을 차단하는 기능을 갖는 것이라면 특별히 종류에 한정되지는 않으나, 바람직하게는 폴리카보네이트 수지를 포함할 수 있다.
상기 도색 표면을 보호하는 단계(S60)는 상기 제조 단계를 통해 제조된 하이브리드 가죽의 표면 물성을 증가시키고, 스크래칭 방지, 천연가죽의 질감 유지, 색상의 유지, 방수성, 통기성, 감촉 및 탄력도의 증진 및 내구성 향상을 기대할 수 있다.
본 발명의 다른 일 측면에 따라 제조된 하이브리드 가죽은 전술한 바와 같은 제조 단계에 따라 제조될 수 있으며, 상기 하이브리드 가죽은 상단부터 표면보호층(80), 도색층(70), 1차 및 2차 피막층(50, 60) 및 합포원단을 포함한다.
여기에서 상기 합포원단은 직물원단층(40), 접착층(30) 및 원단지 피혁층으로 구성될 수 있으며 상기 원단지 피혁층은 가죽섬유 및 상기 가죽섬유와 혼섬된 섬유를 포함하는 섬유층(20), 상기 섬유층의 하면에 위치하는 바닥지 원단층(10)을 포함한다.
상기 바닥지 원단층(10)은 물리적 타격 또는 압착에 의해서 접착제 없이 섬유층과 결합된 것일 수 있으며, 바람직하게는 정렬된 섬유층(20)과 상기 바닥지 원단층(10)을 교차하여 10내지 20cm의 높이로 쌓고, 니들펀치로 900내지 3000회 물리적 타격하여 접착한 것 일 수 있다.
상기 섬유층(20)과 바닥지 원단층(10)이 합포된 원자재 피혁의 합포 두께는 바람직하게는 1.0 내지 1.8mm일 수 있으며, 두께가 1.0mm 미만일 경우, 추후 하이브리드 가죽 가공시에 원자재로서 사용되는 시트가 너무 얇아서 내구성이 저하될 수 있으며, 1.8mm를 초과하는 경우 전체적으로 하이브리드 가죽이 지나치게 두꺼워져 가공에 어려움이 있을 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예 및 시험예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시예 및 시험예에 한정되지 않는다.
실시예1 . 가죽 폐기물의 전처리 단계
가죽폐기물 1000g, 40℃의 증류수 950g 및 의산소다 30g을 드럼에 넣고 30분 동안 혼합하여 1차 중성화 작업을 하고, 중조 30g을 첨가하여 115분 동안 혼합하여 2차 중성화 작업을 진행하였다.
상기 중성화된 가죽폐기물을 냉수에서 불순물이 제거될 때까지 혼합하여 수세작업을 진행하였다.
수세작업이 완료된 가죽폐기물과 55℃의 증류수 1000g, 암모니아수 10g 및 가지제 170g을 드럼에 넣고 60분 동안 혼합하여 가지제 결합 작업을 진행하였다.
이후, 개미산 20g을 첨가하여 20분 동안 혼합하는 가지제 고착작업을 진행하였다.
상기 가지제가 고착된 가죽폐기물을 냉수에서 25분동안 혼합하여 수세작업을 진행하였다.
수세작업이 완료된 가죽 폐기물을 가죽 분쇄기를 이용해 7cm의 길이로 커팅작업을 진행한 후, 분해하여 균일하지 않은 짧은 단섬유를 얻었다.
실시예2 . 원자재 피혁 시트 제조 단계
상기 실시예1을 통해 획득한 가죽섬유를 PET, PP, PE 또는 필라멘트사 150g과 혼섬하고, 카딩기를 이용해 혼섬된 가죽섬유를 정렬하였다. 정렬된 가죽섬유와 바닥지 원단을 교차하여 15 내지 20cm의 높이로 쌓은 후, 니들펀치로 900내지 3000회 타격하여 바닥지 원단과 혼섬된 가죽섬유를 물리적으로 결합하여 시트를 제조하였다.
실시예3 . 원자재 피혁과 직물원단을 합포하여 하이브리드 가죽을 제조하는 단계
상기 실시예2를 통해 제조된 원자재 피혁의 상부면에 핫멜트 접착제를 도포한 다음, 도포된 접착층 상부에 발수 처리된 공지의 트리코트 직물원단 또는 더블라셋 직물원단을 적층하였다.
상기 원자재 피혁, 접착층 및 직물원단이 적층된 상태에서 상, 하 방향에서 일정한 열과 압력을 가하여 원자재 피혁과 직물원단이 상호 견고하게 접착된 합포원단을 제조하였다.
상기 합포원단을 120℃의 온도, 120kg/cm2의 압력 및 8m/min의 이동속도를 갖고 서로 마주보는 원형롤러 사이에 끼워 통과되는 1차 다림작업을 실시하였다. 이와 같은 1차 다림작업을 통해 상기 합포원단이 균일한 두께를 가질 수 있었다.
1차 다림 작업 이후, 직물원단의 상부면에 침투형 피막재를 도포하여 1차 피막층을 형성하였고, 상기 침투형 피막재는 충전재 85 중량부, 침투성 아크릴수진 레진 바인더 10 중량부 및 마이크로 우레탄 바인더 5 중량부로 제조하였고, 6g/sf 속도로 도포하였다.
상기 1차 피막층을 도포한 합포원단을 125℃의 온도, 65kg/cm2 의 압력 및 5.5m/min의 이동속도를 갖고 서로 마주보는 원형롤러 사이를 통과시키면서 2차 다림작업을 실시하였다.
2차 다림 작업을 마친 상기 침투형 피막재 상부면에 연질발포폼을 도포하여 2차 피막층을 형성하였다. 상기 2차 피막층의 연질발포폼은 충전재 17 중량부, 아크릴수지 10중량부 및 폴리우레탄 70 중량부로 제조되었고, 12g/sf의 속도로 도포하였다.
상기 2차 피막 공정 단계 이후, 상기 연질발포폼이 도포된 합포원단에 125℃의 온도, 110kg/cm2의 압력 및 5.5m/min의 이동속도를 갖고 서로 마주보는 압연롤러에 의해 3차 다림작업을 수행하였다. 이와 동시에 2차 피막층에서는 엠보싱 작업이 동시에 이루어지게 하였다.
상기 3차 다림 공정 단계 이후, 2차 피막층 표면에 안료가 희석된 수지액을 도포한 도색 작업을 하였고, 상기 도색층 표면에 탑 프로텍트 수지를 스프레이하여 표면보호층을 형성하였다.
상기 도색층의 안료가 희석된 수지액은 충전재 16 중량부, 아크릴수지 10중량부 및 폴리우레탄 67 중량부로 제조하였고, 2g/sf의 속도로 도포하였다. 또한 표면보호층의 탑 프로텍트 수지는 매트폴리우레탄 9 중량부, 폴리우레탄 50 중량부, 수성 실리콘 7중량부, 아크릴수지 10 중량부, 크로스링커 7 중량부 및 UV 차단제 3 중량부로 혼합하여 제조하였고, 2g/sf의 속도로 도포하였다.
10. 바닥지 원단층 20. 섬유층
30. 접착층 40. 직물원단층
50. 1차 피막층 60. 2차 피막층
70. 도색층 80. 표면보호층
S10. 원자재 공급 단계 S20. 핫멜트 접착제 도포 단계
S30. 합포 단계 S40. 다림 및 피막 공정 단계
S50. 도색 단계 S60. 표면 보호 단계
S70. 전처리 공정 단계 S100. 가죽섬유 획득 단계
S110. 혼섬 및 정렬 단계 S120. 시트 형성 단계
S400. 1차 다림 공정 단계 S401. 1차 피막 공정 단계
S402. 2차 다림 공정 단계 S403. 2차 피막 공정 단계
S404. 3차 다림 공정 단계 S700. 중성화 단계
S710. 수세 단계 S720. 가지제 결합 단계
S730. 가지제 고착 단계 S740. 수세 단계
S101. 커팅단계 S102. 결합 파괴단계
S103. 획득(분리) 단계

Claims (16)

  1. 재생가죽의 천연가죽 피혁을 공급하는 원자재 피혁 공급 단계(S10);
    상기 원자재 피혁의 상부면에 핫멜트 접착제를 도포하여 접착층을 형성하는 단계(S20);
    상기 접착층 상부면에 직물원단을 공급하여 상기 원자재 피혁, 접착층 및 직물원단에 열과 압력을 가하여 합포 원단을 제공하는 합포 단계(S30); 및
    상기 합포 원단에 대한 복수회의 다림 및 피막 공정 단계(S40);를 포함하되,
    상기 원자재 피혁 공급 단계(S10)는,
    가죽폐기물에서 가죽섬유를 획득하는 단계;
    상기 획득된 가죽섬유와 인장강도 향상을 위한 섬유를 혼섬 및 정렬하는 단계; 및
    상기 혼섬된 가죽섬유를 바닥지원단과 결합하여 물리적 타격 또는 압착을 이용하여 접착제 없이 시트를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하고,
    상기 다림 및 피막 공정 단계(S40)는 상기 합포 단계를 통해 제공된 합포원단을 다림 작업한 이후, 합포원단의 직물원단 상부면에 침투형 피막재를 도포하는 1차 다림 및 피막 공정 단계; 및
    상기 1차 다림 및 피막 공정 단계 이후, 합포 원단 및 침투형 피막재를 다림작업하고, 침투형 피막재 상부면에 연질발포폼을 도포하는 2차 다림 및 피막 공정 단계를 포함하는 것을 특징으로 하며,
    상기 1차 다림 및 피막 공정 단계의 1차 다림 작업은 100 내지 140℃의 온도, 100 내지 140kg/cm2의 압력 및 7 내지 9m/min 의 속도로 다림작업 하는 것을 특징으로 하고,
    상기 1차 다림 및 피막 공정 단계의 1차 피막 도포 작업은 침투형 피막재를 4 내지 8g/sf 속도로 도포하는 것을 특징으로 하며,
    상기 2차 다림 및 피막 공정 단계의 2차 다림 작업은 100 내지 150℃의 온도, 30 내지 100kg/cm2의 압력 및 3 내지 8m/min 의 속도로 다림작업 하는 것을 특징으로 하고,
    상기 2차 다림 및 피막 공정 단계의 2차 피막 도포 작업은 연질발포폼을 10 내지 14g/sf 속도로 도포하는 것을 특징으로 하는 통기성능이 확보된 하이브리드 가죽 제조방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    연질발포폼이 도포된 합포원단을 다림작업하면서 2차 피막에 엠보싱 작업하여 무늬를 형성하는 3차 다림 공정 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통기성능이 확보된 하이브리드 가죽 제조방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 3차 다림 공정 단계는 120 내지 150℃의 온도, 40 내지 180kg/cm2의 압력 및 3 내지 8m/min의 속도로 다림작업 및 엠보싱 작업이 이루어지는 것을 특징으로 하는 통기성능이 확보된 하이브리드 가죽 제조방법.
  9. 제7항에 있어서,
    3차 다림 공정 단계 이후에 안료가 희석된 수지액을 2차 피막 표면에 스프레이하여 색상을 부여하는 도색 단계; 및
    도색 표면에 탑 프로텍트 수지를 스프레이하여 도색 표면을 보호하는 단계;
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통기성능이 확보된 하이브리드 가죽 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 안료가 희석된 수지액은 충전재(filler) 13 내지 19 중량부, 아크릴수지 7 내지 13 중량부 및 폴리우레탄 62 내지 72 중량부로 구성되는 것을 특징으로 하는 통기성능이 확보된 하이브리드 가죽 제조방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 안료가 희석된 수지액을 1 내지 3g/sf 속도로 도포하는 것을 특징으로 하는 통기성능이 확보된 하이브리드 가죽 제조방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 탑 프로텍트 수지를 1 내지 3g/sf 속도로 도포하는 것을 특징으로 하는 통기성능이 확보된 하이브리드 가죽 제조방법.
  13. 삭제
  14. 제1항에 있어서,
    상기 가죽섬유를 획득하는 단계 이전에 가죽폐기물 전처리 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통기성능이 확보된 하이브리드 가죽 제조방법.
  15. 표면보호층;
    도색층;
    침투형 피막재를 포함하는 1차 피막층;
    연질발포폼을 포함하는 2차 피막층; 및
    합포원단을 포함하는 하이브리드 가죽으로서,
    상기 합포원단은,
    직물 원단층;
    가죽섬유 및 상기 가죽섬유와 혼섬된 섬유를 포함하는 섬유층; 및
    상기 섬유층의 하면에 위치하는 바닥지 원단층;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 가죽.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 바닥지 원단층은 물리적 타격 또는 압착에 의해 접착제 없이 섬유층과 결합된 것을 특징으로 하는 하이브리드 가죽.
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