KR101914860B1 - 폴리올레핀을 이용한 합성 피혁 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 합성피혁의 이형지(이형시트)로 사용되는 폴리올레핀을 합성피혁의 코팅제 또는 함침재로 사용한 합성 피혁 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 합성 피혁 제조방법은 종래 이형지 박리필름으로 사용되어 오던 저가의 폴리올레핀 필름을 원단의 코팅제 또는 함침재로 사용하므로 합성 피혁의 제조원가를 낮출 수 있다. 또한, 본 발명의 합성 피혁 제조방법은 폴리올레핀을 독성의 유기용매 없이 용융시킨 후 이를 코팅한 후 무독성의 실리콘으로 표면 처리하므로 무독성이면서도 친환경적인 합성피혁을 제공할 수 있다.

Description

폴리올레핀을 이용한 합성 피혁 제조방법{Method of preparing synthesis leather using polyolefin}

본 발명은 폴리올레핀을 이용한 합성 피혁 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 합성피혁의 이형지(이형시트)로 사용되는 폴리올레핀을 합성피혁의 코팅제 또는 함침재로 사용한 합성 피혁 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 합성피혁(Synthetic Leather)이라 함은, 얇은 직물, 편성물에 PU(Poly Urethane), PVC(Poly Vinyl Chloride) 등의 합성 수지로 피막을 입힌 것을 말하며, 신발 갑피나 벨트를 비롯하여 가방, 의류 등을 제작하기 위한 합성피혁 원단으로 널리 사용되고 있다.

도 1은 현재 일반적으로 사용되고 있는 우레탄계 합성 피혁을 제조하는 공정도이다.

도 1을 참고하면, 이형지(1)위에 폴리우레탄 배합액을 도포한 후(2) 건조하고 다시 경화성 폴리우레탄 접착제(3)를 도포하여 직. 편물(4)을 접합한 다음 용제를 열로써 제거하여 우레탄 피막을 형성한다. 최종적으로 이형지(1)를 제거한다.

도 1과 같이, 폴리우레탄을 이용하는 방법은 배합액과 접착제로 사용되는 열경화성 폴리우레탄 접착제를 두 번 코팅하고 두 번의 열처리를 수행하는데, 이 과정에서 디메틸포름아미드나 메틸에틸케톤과 같은 독성의 유기용매가 사용되고, 물에 대한 내가수분해성이 약하며, 내오염성이 좋지 않아 특히 밝은 색깔의 경우 쉽게 오염되어 세탁을 자주 필요로 하는 단점이 있었다.

도 1과 같은 폴리우레탄 수지를 이용한 합성피혁의 단점을 해결하기 위해, 등록특허 10-1170930호는 실리콘을 두 번 코팅하여 합성피혁으로 사용하고 있다. 하지만, 이러한 등록특허는 고가의 실리콘을 두 개의 층으로 코팅하여 사용하므로 합성피혁의 원가를 높이는 문제점이 있었다.

한편, 폴리올레핀계 수지는, 일반적으로 생산성이 좋고 각종 성형성도 우수하며, 더구나 녹이 방지되며 내충격성이 있는 등 많은 이점이 있으므로, 자동차나 선박 등의 내장이나 외장 및 가전이나 가구, 잡화, 건축의 재료 등으로서 광범위하게 사용되고 있다. 이러한 폴리올레핀계의 수지 성형물은, 일반적으로 폴리우레탄계 수지나 폴리아마이드계 수지, 아크릴계 수지 및 폴리에스터계 수지 등으로 대표되는 극성을 갖는 합성수지와는 달리, 비극성이고, 또한 결정성이므로, 다른 수지와의 부착이 어렵고, 또한, 제품 자체가 너무 뻣뻣하고, 유연성이 없기 때문에 주로 종이코팅, 플라스틱 코팅, 이형시트로 사용되어 왔다.

본 발명은 유독성을 가진 폴리우레탄 합성피혁을 대체할 수 있는 무독성, 친환경성의 새로운 합성 피혁 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 고가의 실리콘 합성피혁을 대체할 수 있는 저가이면서도 내화학성 내오염성 등이 우수한 새로운 합성 피혁 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 부착성과 유연성이 떨어져 주로 이형시트나 플라스틱 코팅용으로 사용되는 폴리올레핀을 섬유원단에 부착한 합성피혁을 제공하는 것이다.

본 발명의 하나의 양상은

원단에 용융된 폴리올레핀을 도포하는 단계 ;

도포된 상기 폴리올레핀을 건조시키는 단계 ;

상기 폴리올레핀 상에 프라이머를 도포하는 단계 ;

상기 프라이머 상에 실리콘 수지를 코팅하는 표면 처리 단계 ;

무늬가 형성된 엠보싱 롤러로 압입하여 무늬를 형성하는 단계를 포함하고,

상기 건조단계는 상기 폴리올레핀의 일부가 상기 원단에 스며드는 단계를 포함하는 합성 피혁의 제조방법에 관련된다.

본 발명의 합성 피혁 제조방법은 종래 이형지 박리필름으로 사용되어 오던 저가의 폴리올레핀 필름을 원단의 코팅제 또는 함침재로 사용하므로 합성 피혁의 제조원가를 낮출 수 있다. 또한, 본 발명의 합성 피혁 제조방법은 폴리올레핀을 독성의 유기용매 없이 용융시킨 후 이를 코팅한 후 무독성의 실리콘으로 표면 처리하므로 무독성이면서도 친환경적인 합성피혁을 제공할 수 있다.

도 1은 현재 일반적으로 사용되고 있는 올레핀 합성 피혁을 제조하는 공정도이다.
도 2는 본 발명의 합성 피혁 제조 공정을 나타낸다.
도 3은 본 발명에서 제조된 합성 피혁의 개념도이다.
도 4와 5는 본 발명에서 제조된 합성피혁의 사진이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명한다. 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 2는 본 발명의 합성 피혁을 제조하는 방법을 도시한 것이다. 도 2를 참고하면, 본 발명은 도포 단계, 건조 단계, 프라이머 도포단계, 표면 처리단계 및 무늬 형성 단계를 포함한다.

상기 도포 단계는 원단(10)에 용융된 폴리올레핀(20)을 도포하는 단계이다. 본 발명에 사용가능한 원단은 폴리올레핀이 소정량 함침 가능한 공극을 가지면서도 투과하여 아래로 누수되지 않을 정도로 촘촘하게 짜여 있는 직물을 사용할 수 있다.

상기 직물에 사용되는 섬유는 천연섬유, 합성섬유 또는 이들을 혼합한 혼합섬유를 사용할 수 있다. 상기 섬유의 두께는 폴리에틸렌이 투과하지 않도록 200데니어 이상 인 것을 사용하고, 또한, 적절한 함침을 유도하기 위해 1,000데니어 이하인 것을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 직물 원단의 두께는 합성 피혁 용도에 따라 적절하게 조절될 수 있다. 예를 들면, 상기 직물의 두께는 200~3,000㎛, 바람직하게는 300~ 2,000㎛범위일 수 있다.

상기 방법은 용융된 폴리올레핀을 100~1000㎛, 바람직하게는 200~500㎛, 보다 바람직하게는 200~400㎛로 도포할 수 있다.

상기 용융 폴리올레핀은 공지된 폴리올레핀 칩을 130~250℃로 가열 용융시킨 것을 사용할 수 있다.

상기 폴리올레핀 칩은, 예를 들면, 폴리프로필렌 칩을 사용할 수 있다. 상기 폴리올레핀 칩은 용융지수가 15∼60g/10분, 바람직하게는 20~50g/10분 범위의 것을 사용할 수 있다.

상기 방법은 상기 폴리올레핀 칩에 첨가제로 유연성을 높일 수 있는 가소제를 혼합할 수 있다. 상기 가소제는 프로필렌 글리콜, 글리세린, 폴리에틸렌글리콜 또는 에틸렌 비닐 아세테이트 공중합수지일 수 있다.

상기 에틸렌 비닐아세테이트 공중합수지는 비닐아세테이트의 함량이 5이상이고, 밀도는 0.910 내지 0.940이며, 용융지수는 1.0 내지는 20인 것을 사용할 수 있다.

상기 가소제는 상기 폴리올레핀 100중량부 대비 1~10중량부를 사용할 수 있다.

상기 건조단계는 소정시간 동안 상기 용융 폴리올레핀을 적절한 온도로 건조시키는 단계이다. 상기 건조단계는 소정시간 동안은 상기 용융 폴리올레핀이 액체 상태를 유지하고 급격히 냉각 응고되지 않도록 80~130℃로 가열건조하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 가열 건조 단계를 통해 상기 폴리올레핀은 상기 원단 내부로 일부(20')가 스며들어 함침된다(원단 내에 함침된 폴리올레핀 20'로 표시함).

또한, 상기 건조단계를 통해 상기 용융 폴리올레핀의 두께가 감소하고, 상기 용융 폴리올레핀층의 두께가 20% ~ 50% 정도 감소하면 가열건조를 중단하고 10~30℃, 바람직하게는 15~25℃로 폴리올레핀을 응고시키는 저온 건조 단계를 포함할 수 있다.

본 발명은 상기 건조단계를 통해 폴리올레핀층의 두께를 최초 도포된 용융 폴리올레핀층의 두께 대비 20% ~ 50%, 바람직하게는 25~40% 감소시킬 수 있다. 따라서, 건조단계 이후에 상기 폴리올레핀층(20)의 두께는 50~400㎛, 바람직하게는 80~300㎛ 더욱 바람직하게는 100~250㎛로 형성될 수 있다.

상기 프라이머(30) 도포단계는 프라이머를 상기 폴리올레핀 상에 2~50㎛, 바람직하게는 2~10㎛, 더욱 바람직하게는 2~5㎛로 도포하는 단계이다. 상기 프라이머는 폴리올레핀(30)과 실리콘(40) 층 사이의 접착력을 높일 수 있다.

상기 프라이머(30)는 폴리올레핀 상에 도포 가능한 공지된 프라이머를 사용할 수 있다. 바람직하게는, 상기 프라이머(30)로 폴리에틸렌이나 프로필렌 에틸렌 공중합체에 말레인산을 도입한 그라프트 공중합체를 톨루엔이나 헥산, 헵탄, 옥탄, 케톤, 메틸에틸케톤 등의 유기 용제에 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 프라이머 100중량부 대비 상기 유기용제 200~1,000중량부를 사용할 수 있다.

상기 표면처리 단계는 상기 프라이머 상에 실리콘 수지(40)를 코팅하는 단계이다. 상기 실리콘 수지(40)는 합성 피혁용으로 공지된 액상 실리콘 고무(LSR)를 사용할 수 있다. 예를 들면, 액상 실리콘 고무는 축합형 액상 실리콘 고무나 부가형 액상 실리콘 고부를 사용할 수 있다.

상기 실리콘 수지(40)는 상기 프라이머 상에 2~50㎛, 바람직하게는 2~10㎛, 더욱 바람직하게는 2~5㎛로 도포될 수 있다.

상기 표면처리 단계는 소정 온도로 상기 실리콘 수지를 경화하는 단계를 포함한다. 상기 표면처리 단계는 폴리올레핀의 재용융을 방지하기 위해, 실리콘 수지의 경화온도를 100℃ 이내로 유지하는 것이 바람직하다.

상기 무늬 형성 단계는 무늬가 형성된 엠보싱 롤러로 압입하여 무늬를 형성하는 단계이다. 상기 무늬 형성은 그라비아 롤 코팅 방법이 사용될 수 있다. 에를 들면, 무늬가 인쇄된 롤을 100~250℃로 가열하여 상기 실리콘(40) 상부면에 압입하면 무늬를 형성할 수 있다.

본 발명은 종래 이형지 박리필름으로 사용되어 오던 저가의 폴리올레핀 필름을 원단의 코팅제 또는 함침재로 사용한 합성 피혁을 제공할 수 있다. 본 발명은 폴리올레핀을 독성의 유기용매 없이 용융시킨 후 이를 코팅한 후 무독성의 실리콘으로 표면 처리하므로 무독성이면서도 친환경적인 합성피혁을 제공할 수 있다.

도 3은 본 발명에서 제조된 합성 피혁의 개략도이고, 도 4와 도5는 제조된 합성 피혁의 사진이다. 도 3 내지 도 5를 참고하면, 본 발명의 합성피혁은 원단층(10), 폴리올레핀층(20), 프라이머층(30) 및 무늬가 형성된 실리콘층(40)을 포함한다.

각각의 층에 대해서는 앞에서 상술한 내용을 참고할 수 있다.

도 4와 도 5를 참고하면, 본 발명의 합성 피혁은 폴리올레핀을 사용하였음에도 불구하고 유연성과 표면 접착성이 현저히 향상되었음을 확인할 수 있다.

본 발명의 합성피혁은 고가의 실리콘을 박층의 표면층으로만 사용하여 단가를 낮출 수 있으며, 프라이머를 사용하여 폴리올레핀과 실리콘의 접착성을 높였으며, 용융 폴리올레핀을 섬유 내부에 소정 깊이로 함침시키고 가소제를 첨가하여 섬유와의 부착성과 유연성을 높일 수 있다.

본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 따라서 본 발명의 범위는 전술한 실시예에 한정되지 않고 특허청구범위에 기재된 내용 및 그와 동등한 범위 내에 있는 다양한 실시 형태가 포함되도록 해석되어야 할 것이다.

Claims (4)

1. 원단에 130~250℃로 가열 용융된 폴리올레핀을 소정 두께로 도포하는 단계 ;
   도포된 상기 폴리올레핀을 80~130℃로 가열 건조시키는 단계 ;
   상기 가열 건조 단계를 통해 폴리올레핀의 두께가 상기 도포단계에서의 두께 대비 20~50%가 감소되면, 상기 가열 건조단계를 중단하고, 10~30℃로 온도를 낮추어 상기 폴리올레핀을 응고시키는 저온 건조 단계 ;
   상기 폴리올레핀 상에 프라이머를 도포하는 단계 ;
   상기 프라이머 상에 실리콘 수지를 코팅하는 표면 처리 단계 ; 및
   무늬가 형성된 엠보싱 롤러로 압입하여 무늬를 형성하는 단계를 포함하고,
   상기 가열 건조단계는 상기 폴리올레핀의 일부가 상기 원단에 스며드는 단계이고, 상기 프라이머는 상기 폴리올레핀과 실리콘 층 사이의 접착력을 높이고,
   상기 도포단계에서 폴리올레핀은 200~1,000㎛ 두께로 도포되고,
   상기 프라이머와 상기 실리콘은 각각 2~50㎛로 도포되는 것을 특징으로 하는 합성 피혁의 제조방법.
   
   
   
   
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