KR102052464B1 - 합성피혁용 코팅액 및 이를 이용한 합성피혁 제조방법 - Google Patents

합성피혁용 코팅액 및 이를 이용한 합성피혁 제조방법 Download PDF

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Abstract

합성피혁용 코팅액과 이를 이용한 합성피혁의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 폴리에스테르 필러원사 및 고수축사 등으로 제직되는 원단을 이용하여 합성피혁을 제조하기 위한 코팅액과, 이를 이용한 합성피혁의 제조방법을 제공한다. 본 발명의 합성피혁용 코팅액은 폴리에스테르 75데니어 36필러원사, 30데니어 12필러 수축사 및 폴리에스테르 75데니어 144필러원사 중 선택되는 하나 이상으로 제직되며, 중량이 250~500g/m2인 원단을 이용해 합성피혁을 제조하기 위한, 실리콘고무를 주성분으로 하는 합성피혁용 코팅액이며, 이를 이용한 합성피혁의 제조방법 또한 개시한다.

Description

합성피혁용 코팅액 및 이를 이용한 합성피혁 제조방법{COATING LIQUID FOR SYNTHETIC LEATHER, AND ITS METHOD FOR MAKING SYNTHETIC LEATHER USING THE SAME}
본 발명은 합성피혁용 코팅액과 이를 이용한 합성피혁의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 폴리에스테르 필러원사 및 고수축사 등으로 제직되는 원단을 이용하여 합성피혁을 제조하기 위한 코팅액과, 이를 이용한 합성피혁의 제조방법에 관한 것이다.
합성피혁은 직물로 된 천에다 화학적으로 합성한 고분자물질을 도포하여 만드는데, 천연피혁과 비슷한 합성품으로서 다양한 용도로 사용되고 있다.
상기와 같은 합성피혁의 제조방법으로는 건식법과 습식법으로 대별된다. 건식법에서는 폴리우레탄 등을 사용하는 코팅액으로 이형지 위에 코팅 후, 건조하고 다시 폴리우레탄 접착제, 경화제 등의 코팅액으로 코팅한 다음 원단을 접착하고 경화시켜서 이형지를 박리하는 방법을 사용한다.
또한 습식법에서는 원단을 폴리우레탄 등으로 이루어지는 함침액에 함침한 후 응고조에서 응고시킨 다음, 폴리우레탄 등으로 만들어지는 코팅액으로 코팅하고 다시 응고조에서 응고한 다음 건조하고 엠보싱 등의 후가공을 통해 합성피혁을 제조하는 방법을 사용한다.
상기와 같은 종래 기술에서는 건식법이나 습식법 모두에서 폴리우레탄을 사용하고 있어서, 사용되는 유기용매인 디메틸포름아미드 등의 유해성, 폐기시의 처리곤란, 폴리우레탄의 특성에 따른 형태안정성의 불량, 고온에서의 열분해성, 내가수분해성의 약함, 내오염성의 불량 등의 많은 문제점을 갖고 있었다.
상기와 같은 문제점 등을 해결하고자, 등록특허 10-0474060호(2005.02.21.)에서는 새로운 소재의 함침재 또는 코팅재를 이용하고 있는데, 상기 등록특허에서는 수분산형 축합형 실리콘고무 또는 부가형 액상실리콘고무의 함침액에 원단함침, 가온 건조 경화시키는 함침공정; 부가형 액상실리콘고무의 코팅액으로 이형지에 1차코팅 후 가온하여 경화 후, 상기 1차경화된 이형지에 부가형 액상실리콘고무의 코팅액으로 2차코팅하는 이형지코팅공정; 원단과 이형지의 합포 후 가온하여 경화시키는 합포공정; 이형지 박리공정 등으로 구성되어 있는데, 코팅을 2회에 걸쳐 행하는 등 복잡한 구성을 하고 있다.
또한, 상기 특허의 경우 선박내장재용이나 가구용, 잡화용 등으로 사용할 경우 수직난연성 등의 물성을 만족시킬 수 없고, 적절한 접착강도, 방오성 등의 물성요구에 부합하기 어려운 단점을 갖고 있어서 상기 출원인은 이들 문제점을 해결하고자 서로 다른 액상실리콘고무 코팅액을 이용한 합성피혁의 제조방법을 공개특허 제10-2014-0011742호(2014.01.29.)에서 공개하였다.
그러나, 상기 공개특허 역시 이형지에서의 코팅을 두 번에 걸쳐서 행하고 있는데, 제1액상실리콘고무(LSR)를 포함하는 제1코팅액으로 이형지를 1차 코팅하고, 쇼어경도와 신율이 다른 제2액상실리콘고무를 포함하는 제2코팅액으로 1차코팅액이 코팅된 이형지를 2차코팅하는 단계를 거치고 있어서, 상기 공개특허는 본 발명이 추구하는 사상과는 전혀 다른 발명이다.
또한 본 출원인 명의의 등록특허 제10-1789886호(2015.10.28.)에서는 실리콘수지, 실리콘용매, 피그멘트잉크 등을 이용한 코팅액으로 세 번에 걸쳐 이형지 위에 코팅하여 이루어지는 실리콘수지 코팅액을 이용한 기재의 조성방법을 개시한 바도 있다.
한편, 최근 등록된 특허 제10-1789886호(2017.10.18.)에서는 상기 종래기술들에서 이형지를 사용하는데 따른 원재료비, 공정비 등의 절감 및 고강도 실리콘 사용으로 내마모성이 우수한 실리콘 고무를 이용한 합성피혁제조방법을 개시하고 있다.
그러나 상기의 등록특허 제10-1789886호는 미경화 실리콘을 원단에 코팅한 후 패턴이 있는 열롤러로 실리콘 표면을 눌러서 완전경화시킨 다음 표면처리제로 코팅하는 공정을 포함하되, 상기 표면처리제가 비닐펑셔널 실리콘 폴리머 등으로 조성된 것을 특징으로 하는 것으로서, 표면처리제가 발명의 주요구성성분으로 되어 있어서 본 발명이 추구하는 사상과는 전혀 다른 발명이다.
또한, 상기 등록특허 제10-1789886호와 동일한 출원인에 의해 동일자로 등록된 특허 제10-1789887호에서도 실리콘고무를 이용한 실리콘 합성피혁 제조방법을 개시하고 있으나, 이 특허에서는 이형지에 표면처리제를 코팅한 것과, 실리콘코팅제를 코팅한 원단을 합포한 다음 경화시키는 공정에서 표면처리제를 비닐펑셔널 실리콘 폴리머 등으로 조성된 것을 특징으로 하는 것으로서, 이 발명에서도 표면처리제가 발명의 주요구성성분으로 되어 있어서 역시 본 발명이 추구하는 사상과는 전혀 다른 발명이다.
또 다른 등록특허 10-1823758호(2018.01.24.)에서는 내오염합성피혁 및 이의 제조방법을 개시하고 있으나, 이 특허발명은 폴리우레탄 합성피혁에 실란계 코팅층과 그 위에 실리콘 코팅층을 형성하여 내오염성을 증대시킨 것을 특징으로 하고 있다.
본 발명은 종래의 2번 이상 코팅액으로 코팅하였던 공정을 1회의 코팅으로 줄여 공정이 단순하고 경제적이면서도 효과적으로 합성피혁을 제조할 수 있으며, 또한 고물성의 실리콘고무를 사용함으로서 내마모성 향상 및 표면 벗겨짐형상을 개선할 수 있는 합성피혁용 코팅액과 이를 이용한 합성피혁의 제조방법을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명은 상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여,
폴리에스테르 75데니어 36필러원사, 30데니어 12필러고수축사 및 폴리에스테르 75데니어 144필러원사 중 선택되는 하나 이상으로 제직되며, 중량이 250~500g/m2인 원단을 이용하여 합성피혁을 제조하기 위한, 실리콘고무를 주성분으로 하는 합성피혁용 코팅액으로서, 비닐관능기를 갖고 있으며 중량평균 분자량이 100,000~500,000이고, 쇼어경도가 40~80이며, 신율이 300~600%인 실리콘고무 100중량부에 대하여 경화제 1~5중량부, 반응지연제 0.5~3중량부, 안료 2~20중량부 및 백금촉매 0.1~5중량부를 함유하는 합성피혁용 코팅액을 제공한다.
상기에서의 원단은 75데니어 36필러원사 20~60중량%, 30데니어 12필러고수축사 5~30중량%, 그리고 75데니어 144필러원사 40~75중량%로 함유된 것으로 제직함이 바람직하다.
본 발명에서는 또한 상기의 코팅액으로 이형지에 코팅한 후 상기의 원단을 합포 압착한 다음, 경화건조한 후 이형지를 박리하고 통상의 실리콘 표면처리제로 표면처리하는 방법으로 구성되는 합성피혁의 제조방법을 제공한다.
상기에서의 코팅은 50~400미크론 두께로 1회 행함이 바람직하고, 상기의 경화건조는 100~170℃의 열풍온도에서 3~10m/min의 가공속도로 행함이 바람직하다.
본 발명은 또한, 상기의 코팅액을 상기 원단 위에 직접 코팅한 다음, 엠보롤에서 압착가공하여 표면 패턴형성 및 경화가공한 후, 텐더가공에서 추가 열풍경화가공하고, 통상의 실리콘 표면처리제로 표면처리하는 방법으로 구성되는 합성피혁의 제조방법을 제공한다.
상기에서의 직접코팅은 50~400미크론 두께로 1회 행함이 바람직하고, 상기 엠보롤에서의 압착가공은 120~250℃의 온도에서 3~5m/min의 가공속도로 행함이 바람직하다.
본 발명에서는 상기의 방법으로 제공되는 상기의 합성피혁은 가구용, 잡화용, 인테리어 내장재용, 자동차 또는 항공기 내장재용 중 어느 하나의 용도로 사용됨이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 종래의 합성피혁제조보다 간단하면서도 효과적으로 합성피혁을 제공할 수 있는 코팅액을 제공함은 물론, 본 발명의 코팅액으로 제조되는 합성피혁은 합성피혁에서 요구하는 특성값인 마모강도, 뜯김, 접착력 및 방오성 등이 우수하여 다양한 용도로 사용될 수 있는 합성피혁을 제공할 수 있게 된다.
이하에서는 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 하기의 설명은 본 발명의 이해와 실시를 돕기 위한 것이지 본 발명을 이에 한정하는 것은 아니다. 당업자들은 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 내에서 다양한 변형, 변경이나 수정이 있을 수 있음을 이해할 것이다.
또한 본 명세서에서 사용하는 용어는 본 발명의 설명을 위해 사용하는 것이고, 본 발명을 이에 한정하려는 의도는 아니며, 단수의 표현이라 할지라도 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
또한 본 발명에서 사용하는 용어 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소들로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 발명은 기본적으로 합성피혁의 표면층을 형성함에 있어서, 종래에 원단상에 바인더층을 형성하고 그 위에 코팅층을 형성한 다음 표면처리층으로 마감하는 방법의 번거로움이 없이 바인더 코팅층을 생략한 한번의 코팅제로 코팅하여 합성피혁을 제조하는 기술적 사상을 제공한다.
또한 본 발명은 코팅액을 원단에 직접 1회 코팅하고 원단에 패턴을 부여해 표면패턴이 부여되는 합성피혁을 제조하는 기술적 사상을 제공한다.
이하에서는 본 발명의 합성피혁용 코팅액이 적용되는 원단, 원단에 코팅하기 위한 코팅액, 상기 코팅액을 이용한 합성피혁의 제조에 대하여 상세히 설명한다.
[원단]
본 발명에서 사용하는 원단은 폴리에스테르 75데니어 36필러원사, 30데니어 12필러 고수축사 및 폴리에스테르 75데니어 144필러원사 중 하나 이상을 사용하여 제직한 경편원단으로서, 중량이 250~500g/m2인 것을 사용한다.
상기에서 3가지 원사를 접목하여 원단을 제직하는 경우, 75데니어 36필러원사는 약 20~60wt%, 30데니어 12필러고수축사는 약 5~30wt%, 그리고 75데니어 144필러원사는 약 35~75wt%를 함유시켜 원단을 직조하는 것이 바람직하다.
상기와 같이 하는 이유는 75데니어 36필러원사는 부드러운 정도가 낮은 원사로 제직된 원단에서 코팅제 등과의 접착력을 향상시킬 수 있어서 사용하며, 그 함량이 너무 적게 되면 접착력 정도가 낮아지고, 너무 많이 사용하면 원단 자체가 강직되어 피혁으로서의 기능이 약해질 수 있으며, 이에 따라 부드러운 정도가 높은 75데니어 144필러원사의 사용을 줄일 수밖에 없어 상기와 같이 사용함이 바람직하다.
또한 상기에서의 고수축사는 합성피혁의 신축성 확보와 가공 진행 시 수축을 통한 밀도 상승으로 보다 감성물성이 우수한 원단을 확보할 수 있기에 사용된다.
따라서 합성피혁으로서의 감성물성 및 일정한 신율과 강도를 확보하기에는 상기의 구조로 된 원단이 최적합한 것이며, 중량이 250~500g/m2으로 하는 것은 경제성과 합성피혁이 적용되는 분야인 가구, 잡화용, 인테리어나 차량, 비행기 등의 내장재에 따라 달리 할 수 있기 때문에 상기와 같은 중량의 원단을 사용한다.
[코팅액]
본 발명에서 사용하는 코팅액은 실리콘고무와 경화제, 반응지연제, 충진제, 안료 및 백금촉매가 함유된 것으로 한다.
상기에서의 실리콘고무는 비닐관능기(Vinyl Functional Group)를 갖고 있으며 중량평균 분자량이 100,000~700,000이고, 쇼어경도(Shore A)가 40~80이며, 신율이 300~600%정도인 것을 사용한다.
상기의 실리콘 고무는 제조하고자 하는 합성피혁의 마모강도등의 기계적 물성 등을 고려한 것으로 디메틸실록산, 디메틸비닐-터미네이티드(Dimethyl Siloxane ,Demethylvinyl-terminated)를 사용함이 바람직하다.
상기와 같은 실리콘고무를 롤밀을 사용하여 믹싱하면서 실리콘고무와의 부가경화반응으로 실리콘고무의 경화를 돕고, 또한 실리콘고무의 내열특성, 난연특성, 표면터치성 및 마모강도 등의 물리적 특성을 향상시키기 위한 충진제, 경화제, 반응지연제, 백금촉매 등을 첨가하고, 색상구현을 위한 안료를 첨가하여 코팅액을 만든다.
상기에서 본 발명의 코팅액은 상기의 실리콘고무 100중량부에 대하여, 경화제는 1~5중량부, 반응지연제는 0.5~3중량부, 충진제는 0.1~5중량부, 안료는 2~20중량부, 그리고 백금촉매는 0.1~5중량부를 첨가하여 밀볼링하여 고르게 분산시켜 만든다.
상기에서의 반응지연제는 큐어 인히비터(Cure Inhibitor)를, 경화제로는 디메틸, 메틸하이드로겐 실록산(Dimethyl, Methylhydrogen Siloxane)을, 충진제로는 트리메틸레이티드 실리카(Trimethylated Silica), 디메틸비닐레이티드 앤드 트리메틸레이티드 실리카(Dimethylvinylated and Trimethylated Silica), 알루미늄 하이드레이트(Alumina hydrate), 티타늄 다이옥사이드(Titanium dioxide)중에서 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.
상기에서의 경화제는 실리콘수지를 경화시키기 위한 것으로 함량이 너무 적으면 실리콘경화가 너무 느리거나 경화되지 않을 수 있고, 너무 많이 함유하면 후가공 전에 너무 빨리 경화될 수 있어서 바람직하지 않으므로 상기 범위로 함유시킨다.
그리고 상기 반응지연제는 실리콘이 너무 빨리 경화되면 후속작업에 영향을 줄 수 있으므로 작업시간을 확보하기 위한 것으로서 너무 적게 첨가하면 그 영향이 없게 되고 너무 많이 사용하면 작업시간이 맞지 않게 너무 느리게 경회될 수 있어서 바람직하지 못하기 때문에 상기와 같이 한다.
또한 상기에서의 충진제는 합성피혁에 코팅되는 코팅제의 내열특성, 난연특성, 표면터치성 및 마모강도 동의 물리적 특성을 향상시키는데 너무 적게 사용하면 더 이상의 효과는 없고 경제성만 낮추기 때문에 상기 범위로 사용한다.
[코팅]
상기와 같이 제조된 원단과 상기의 코팅액을 사용하여 합성피혁의 제조방법을 설명한다.
먼저 상기의 본 발명 코팅액을 이형지에 코팅하는데, 본 발명에서는 코팅액의 코팅은 1회로 한다.
상기에서의 코팅 두께는 50~400미크론 두께로 하는데, 코팅두께가 너무 얇으면 이후의 공정인 표면처리공정에서 문제가 있을 수 있고, 코팅두께가 너무 두껍게 되면 최종 합성피혁의 질감이 딱딱해질 수 있으므로 상기 범위로 코팅한다.
상기에서의 코팅방법은 롤코팅을 포함한 모든 가능한 코팅법이 사용 가능하다.
상기와 같이 코팅된 이형지에 상기의 원단을 합포한 후 압착가공하는데, 예를 들어 롤코팅하는 경우 롤간 간격을 0.1~0.5mm로 하여 원단이 이형지상에 코팅된 코팅액과 일정하면서도 정확히 합포되어지게 한다. 이때 압착가공 시 조건은 30~70kgf/cm으로 할 수 있다.
상기에서와 같이 이형지에 원단이 합포되어 압착가공되면 열풍오븐에서 가공속도 3~10m/min으로 하여 이형지에 영향을 주지 않으면서 코팅액을 경화건조시킨다.
상기에서 온도가 낮으면 코팅액의 경화가 일어나지 않을 수 있고, 온도가 너무 높으면 원하는 경화보다 더 딱딱해지거나 연소의 위험이 있으므로 상기와 같은 온도에서 상기의 가공속도로 하여 코팅액을 건조시킨 후 이형지를 박리하면 실리콘고무가 코팅된 합성피혁을 얻을 수가 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기에서와 같이 본 발명의 코팅액을 이형지에 코팅한 후 원단을 합포하고 경화, 건조가공하는 대신 본 발명의 코팅액을 원단에 직접 코팅하는 방법으로 합성피혁을 제조하게 된다.
즉, 상기와 같은 원단에 상기의 본 발명 코팅액을 50~400미크론 두께로 1회 코팅하고 엠보롤에서 압착가공하면서 표면 패턴형성 및 경화가공을 한 다음, 다시 추가 열풍건조하여 합성피혁을 제조할 수도 있다.
상기의 경우 코팅액의 코팅은 롤코팅을 포함하여 가능한 것은 모든 방법을 사용할 수 있고, 코팅 두께는 상기에서의 이유와 같이 50~400미크론으로 한다.
또한 코팅액의 코팅 후 엠보롤에서의 압착가공은 120~250℃의 엠보롤에서 3~5m/min의 가공속도로 행함이 바람직한데, 온도가 너무 낮고 속도가 느리면 엠보롤로의 표면 패턴형성이 너무 흐리거나 패턴형성이 안될 수 있으며, 코팅액이 경화가 잘 안될 수도 있고, 온도가 너무 높거나 가공속도가 빠르면 패턴형성이 번질 수 있어서 불량하게 될 수도 있으므로 상기와 같이 한다.
또한 엠보롤의 압착가공 시 압력은 30~70kgf/cm정도로 하는 것이 바람직한데, 상기의 압력범위가 표면패턴형성에 바람직하기 때문이다. 상기 압력이 너무 낮으면, 패턴형성이 흐릴 수 있고 압력이 너무 높으면 원단을 불량하게 할 수도 있기 때문에 상기 범위로 한다.
상기의 예에서는 그 다음 100~150℃의 열풍 오븐에서 추가의 경화건조과정을 거치는데, 코팅액을 원단에 직접 코팅하여서 내부경화가 미진할 수 있으므로 통상의 텐더가공기에서 추가 경화건조하면 합성피혁이 제조되는 것이다.
[표면처리]
상기에서와 같이 이형지를 이용한 합성피혁이나 원단에 직접 코팅하여 엠보패턴을 형성한 합성피혁의 경우, 코팅액의 주성분인 실리콘고무의 특성 상 표면층이 끈적이는 성질을 갖고 있어서 그대로 사용하거나 제품화하기는 어렵다.
따라서, 상기와 같이 제조되는 합성피혁의 표면은 표면의 특성이나 감촉 조절을 위해 표면처리를 행하는데, 본 발명에서는 실리카 등의 첨가제가 함유된 통상의 실리콘 표면처리제를 사용해 통상의 방법으로 표면처리한다.
[원단준비]
중량으로 폴리에스테르 75데니어 36필러원사 약 25%, 30데니어 12필러고수축사 약 10%, 그리고 폴리에스테르 75데니어 144필러원사 약 65%를 접목하여 중량이 약 270g/m2의 경편원단을 제직하였다.
[코팅액 준비]
상기 준비된 원단 위에 코팅하기 위한 코팅액을 제조하였다.
실리콘 고무로서 비닐관능기(Vinyl Functional Group)을 갖고 있으며 중량평균 분자량이 300,000이고 쇼어경도(Shore A)가 70이며 신율이 500%인 실리콘고무인 디메틸실록산, 디메틸비닐 터미네이티드를 롤밀에서 밀링하면서, 상기 실리콘고무 100중량부에 대하여 경화제로 디메틸, 메틸하이드로겐 실록산을 2중량부; 반응지연제로 큐어 인히비터를 0.7중량부; 충진제로 트리메틸레이티드실리카 0.3중량부; 디메틸비닐레이티드 앤드 트리메틸레이티드 실리카 0.5중량부 및 알루미늄 하이드레이트 0.5중량부; 안료 3중량부 및 백금촉매 0.3중량부를 첨가하여 코팅액을 준비하였다.
[합성피혁제조 : 코팅]
상기에서 준비된 코팅액을 롤간격 0.2mm로 하여 롤코팅방법으로 이형지에 약 55미크론 두께로 코팅하고 그 상부에 상기에서 준비된 원단을 합포하고 약 30kgf/cm정도의 조건으로 압착가공한 후 약 130℃의 열풍오븐에서 약 4m/min의 가공속도로 하여 경화건조한 다음 이형지를 코팅액층으로부터 박리하여 실리콘고무가 코팅된 합성피혁을 얻었다.
[마무리공정 : 표면처리]
상기와 같이 제조된 합성피혁에 표면의 특성 및 감촉조절을 위해 통상의 합성피혁 표면처리제를 130℃의 온도에서 100메쉬의 그라비아처리기를 이용하여 도막 두께 6미크론으로 표면처리하였다.
실시예 1과 동일한 원단을 사용하였고, 코팅액에 있어서만 실시예 1에서의 알루미늄 하이드레이트 대신에 티타늄 다이옥사이드를 동일 양 사용하고 실시예 1에서와 동일한 방법으로 코팅 및 표면처리하였다.
상기 실시예 1에서의 원단에 상기 실시예 1에서의 코팅액을 롤코팅법으로 약 200미크론 두께로 1회 코팅한 다음 초기온도 약 120℃의 엠보롤에서 약 3.5m/min의 속도로 하여 35kgf/cm의 조건으로 압착가공하면서 표면 패턴을 형성하면서 경화가공을 하였다.
그 다음 내부경화보완을 위해 통상적인 텐더가공법으로 약 130℃의 열풍오븐에서 추가 경화건조한 다음 실시예 1에서와 동일한 방법으로 마무리 표면처리를 하였다.
실시예 3에서와 같이 진행하였는데, 본 실시예에서는 실시예 2에서 사용된 코팅액을 이용하였다.
[비교예 1]
상기 실시예 1에서 사용한 원단을 이용하였으나, 본 발명의 실리콘 코팅액이 아닌 종래기술에 따른 폴리우레탄 코팅액을 이용하여 합성피혁을 제조하였다.
즉, 상기 실시예 1에서 사용한 원단에 이형지를 이용한 건식형 폴리우레탄 합성피혁 제조시 통상적으로 적용되는 가공방법으로 폴리우레탄 코팅액을 이용하여 1차 코팅 및 2차 코팅후 2액형 폴리우레탄 접착제를 이용하여 원단과 합포하였다. 1차, 2차 코팅 가공시 사용되는 폴리우레탄 수지는 비교적 내광성이 우수한 수지로 폴리카보네이트 타입의 폴리올과 실리콘 디올을 사용하여 제조된 폴리우레탄 수지를 사용하였고, 접착제 수지도 폴리카보네이트 폴리올을 사용한 2액형 타입의 폴리우레탄 접착제를 적용하였으며, 합포된 원단을 약 80℃ 정도의 숙성실에서 24시간 숙성후 이형지를 박리하여 합성피혁을 제조하였다.
[비교예 2]
기존의 액상 실리콘 고무(LSR)를 이용한 가공방법으로, 본 발명에서 제조된 합성피혁과 비교하고자 하였다.
[원단 준비]
상기 실시예 1에서 적용한 원단을 접목하였다.
[코팅액 제조]
본 발명에서와 달리 기존의 실리콘 코팅 방법에 의한 가공방법으로, 표면코팅층의 1차 코팅액과 바인더 코팅액액 2차 코팅액으로 구분하여 진행하였다. 하기 표 1에서와 같은 물성의 S1 수지를 표면코팅층에의 1차 코팅액의 주성분으로 하고, 현장 가공성을 고려하여 실리콘 희석제를 40부 적용하여 희석하였으며, 반응성 실리콘 오일을 이용하여 제조된 실리콘 토너(Toner)를 20부 적용하여, 코팅액의 점도가 약 40,000 cps/25℃인 1차 코팅액을 제조하였으며,
S2의 수지를 바인더 코팅액으로써 2차 코팅액으로 선정 접목하였다. 2차 코팅액의 경우는 추가 희석제를 10부 이하로 적용하였으며, 반응성 실리콘 오일을 이용하여 제조된 실리콘 토너를 10부 적용하여 코팅액의 점도가 약100,000 cps/25℃ 수준인 제2코팅액을 제조하였다.
실리콘 종류 경도
(Shore A)		 인장강도
(Mpa)		 인열강도
(kN/m)		 신율
(%)
S1 50 10 38 250
S2 30 8 13 600
[코팅 가공 및 표면처리 가공]
상기와 같이 제조된 1, 2차 코팅액으로 이형지를 이용한 건식 코팅 가공방법에 의해 코팅 가공을 진행하였다. 먼저 제조된 1차 코팅액을 이형지에 150 g/m2 의 도포량으로 1차 코팅을 진행 후 약 150℃ 정도의 오븐에서 경화 건조시키고, 상기에서 제조된 2차 코팅액을 건조 경화된 1차 코팅액 위에 2차 코팅하였다. 이후 상기 제조된 원단을 2차 코팅액의 웨트(Wet) 상태에서 합포하고 약 150℃ 정도의 오븐에서 경화 건조 진행하였다. 완전 경화 건조후에는 이형지와 1차 코팅액의 계면을 박리하여 표면에 LSR이 코팅된 합성피혁을 제조하였다. 그리고, 표면의 끈적임등을 조정하기 위해서 LSR과 첨가제로 조합되어 제조된 실리콘 표면 처리제를 20 g/m2 내외 정도로 코팅하여 표면의 끈적임이 없도록 조절하였다.
적용원단은 극세사원단을 사용하였고, 코팅방법은 비교예 1에서와 동일하게 적용하여 합성피혁을 제조하였다.
[실험예 1] 물성 평가
상기 실시예 1~4와 비교예 1~3에 의해 제조된 각각의 합성피혁 제품에 대하여, 하기 표 2에 나타난 바와 같은 평가방법에 의해 마모강도, 스커핑, 접착력, 방오성을 평가함으써 본 발명품의 합성피혁의 상품 적합성을 판단하고자 하였다.
항 목 평가 방법 평가 결과 표시
(횟수 or 급수)		 비 고
마모강도 ASTM 4157-02 횟수 높을수록 좋음
뜯김 MS-3231 횟수 높을수록 좋음
접착력 CFFA-3 Kgf/cm 높을수록 좋음
방오성 CFFA-141 급수 (1~5) 높을수록 좋음
그 결과는 하기 표 3에 나타난 바와 같다.
구분 내용 합성피혁의 특성값
마모강도 뜯김 접착력 방오성
실시예 1 PET원단+실시콘고무코팅액 30만 4~5 3.0 4~5
실시예 2 PET원단+실리콘고무코팅액 30만 4~5 3.0 4~5
실시예 3 PET원단+실리콘고무+엠보 30만 4~5 3.0 4~5
실시예 4 PET원단+실리콘고무+엠보 30만 5 3.5 4~5
비교예 1 PET원단+기존 실리콘 코팅 10만 2~3 1.0 1~2
비교예 2 PET원단+일반 용제형 PU 11만 3 2.5 4~5
상기 표 3에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예 1~4에 따른 합성피혁은 마모강도, 뜯김, 접착력, 방오성 등이 우수하여 기존의 가공방법(비교예 2)과 비교시 방오특성은 유사한 수준을 보였으나 마모강도, 뜯김, 접착력은 월등히 우수함을 확인하였으며, 이는 적용되는 실리콘 고무의 고물성이 가공 방법과 접목되어 우수한 물성을 확보할 수 있었다고 판단되었다.
따라서 가구, 잡화용이나 인테리어용품 및 자동차 내장재나 항공기 또는 선박용 내장재 용도로 적합하게 사용될 수 있음을 확인하였다. 이와 비교하여, 표면 코팅층이 폴리우레탄으로 코팅된 비교예 1∼2의 경우는 난연성이 우수한 기재를 사용하더라고 코팅층의 물성이 떨어진다면 항공기 또는 선박용 내장재 용도로 사용 가능한 물성을 만족시킬 수 없었다.
따라서 본 발명의 방법으로 제조되는 제품의 경우, 실리콘 소재의 방오 특성을 유지하면서 기존의 취약했던 물성을 보완함으로써 가구용, 잡화용, 자동차용 및 각종 인테리어 자재용도의 합성피혁 시장 분에 보다 확대 응용이 가능할 것으로 보이며, 각종 다양한 기재에의 응용 적용으로 다양한 산업군에의 접목도 확대 응용이 가능할 것으로 판단된다.

Claims (10)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 폴리에스테르 75데니어 36필러원사, 30데니어 12필러 수축사 및 폴리에스테르 75데니어 144필러원사 중 선택되는 하나 이상으로 제직되며, 중량이 250~500g/m2인 원단을 이용해 합성피혁을 제조하기 위한, 실리콘고무를 함유하는 합성피혁용 코팅액으로서, 비닐관능기를 갖고 중량평균 분자량이 100,000~700,000이며 쇼어경도가 40~80이고, 신율이 300~600%인 실리콘고무 100중량부에 대하여 경화제 1~5중량부, 반응지연제 0.5~3중량부, 안료 2~20중량부 및 백금촉매 0.1~5중량부를 함유하며, 상기 원단은 중량으로 폴리에스테르 75데니어 36필러원사가 20~60%, 30데니어 12필러 수축사가 5~30%, 그리고 폴리에스테르 75데니어 144필러원사가 35~75% 함유된 것으로 제직된 것인 합성피혁용 코팅액을 이용한 합성피혁의 제조방법으로서,
    상기 코팅액으로 이형지를 코팅한 후 상기 원단을 합포하고 압착한 다음 경화건조 후 상기 이형지를 제거하고 실리콘 표면처리제로 표면처리하되, 상기 코팅은 50~400미크론 두께로 1회 행하는 것이며, 상기 경화건조는 100~170℃의 열풍온도에서 3~10m/min 의 가공속도로 행하는 것임을 특징으로 하는 합성피혁 제조방법.
  4. 삭제
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  6. 폴리에스테르 75데니어 36필러원사, 30데니어 12필러 수축사 및 폴리에스테르 75데니어 144필러원사 중 선택되는 하나 이상으로 제직되며, 중량이 250~500g/m2인 원단을 이용해 합성피혁을 제조하기 위한, 실리콘고무를 함유하는 합성피혁용 코팅액으로서, 비닐관능기를 갖고 중량평균 분자량이 100,000~700,000이며 쇼어경도가 40~80이고, 신율이 300~600%인 실리콘고무 100중량부에 대하여 경화제 1~5중량부, 반응지연제 0.5~3중량부, 안료 2~20중량부 및 백금촉매 0.1~5중량부를 함유하며, 상기 원단은 중량으로 폴리에스테르 75데니어 36필러원사가 20~60%, 30데니어 12필러 수축사가 5~30%, 그리고 폴리에스테르 75데니어 144필러원사가 35~75% 함유된 것으로 제직된 것인 합성피혁용 코팅액을 이용한 합성피혁의 제조방법으로서,
    상기 코팅액을 상기 원단 위에 직접 코팅한 다음, 엠보롤에서 압착가공하여 표면패턴형성 및 경화가공한 후, 텐더가공기에서 추가 열풍경화가공하고, 실리콘 표면처리제로 표면처리하되, 상기 직접코팅은 50~400미크론 두께로 1회 행하는 것이고, 상기 엠보롤에서의 압착가공은 120~250℃의 온도에서 3~5m/min의 가공속도로 행하는 것이며, 상기 추가열풍경화가공은 100~150℃의 열풍온도에서 텐더가공하는 것임을 특징으로 하는 합성피혁 제조방법.
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  10. 제 3항 또는 제 6항 중 어느 한 항의 방법으로 제조되며, 상기 합성피혁은 가구용, 잡화용, 인테리어내장재용, 자동차내장재용, 항공기내장재용 중 어느 하나의 용도로 사용됨을 특징으로 하는 합성피혁.
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