KR102088736B1 - 디지털 프린팅된 천연가죽의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 디지털 프린팅된 천연가죽의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 디지털 프린팅된 천연가죽은 기존 날염공정에 대신 디지털 프린팅 공정을 수행함으로써 획기적으로 제조공정을 단축시킬 수 있으며, 디지털 프린팅 공정에 적합하도록 연마 공정, 특정 성분의 가지제를 이용한 가지 공정 및 안료타입의 잉크를 이용한 프린팅 공정의 조건을 최적화 함으로써 가죽에 우수한 유연성 및 일광견뢰도를 부여하는 동시에 프린팅된 출력물의 잉크 번짐 현상을 방지하고 출력물의 선명도가 향상된 디지털 프린팅된 천연가죽의 제조방법에 관한 것이다.

Description

디지털 프린팅된 천연가죽의 제조방법{MANUFACTURING METHOD OF DIGITAL PRINTED NATURAL LEATHER}
본 발명은 기존의 날염방식 대신 가죽 원단에 디지털 이미지를 직접 프린팅하되, 디지털 프린팅 공정에 적합하도록 연마, 가지 및 프린팅 공정을 최적화함으로써 가죽에 우수한 유연성 및 일광견뢰도를 부여하는 동시에 프린팅된 출력물의 잉크 번짐 현상을 방지하고 출력물의 선명도를 향상시킨 고선명 및 고품질의 디지털 프린팅된 천연가죽의 제조방법에 관한 것이다.
세계적인 패션 컬렉션에 나타난 피혁 디자인의 경향은 원피의 색상이나 재질감을 그대로 살린 것보다 디지털 프린팅에 의한 표현 기법을 통해 피혁 소재 의상에 있어 독창적이고 창조적인 새로움을 갖게 하는 디자인이 주류를 이루고 있다. 이러한 디지털 프린팅된 하이패션 가죽은 고선명 및 고품질을 가지며 새로운 창작 디자인의 아이디어 개발에 폭 넓게 활용될 수 있다. 또한 다양한 표현 기법으로 독창적이고 고부가가치를 갖는 패션 제품(의류, 핸드백, 신발 등) 개발을 가능하게 한다.
그러나 국내 가죽산업은 대량 생산이나 획일적인 디자인이 대부분이며, 중국, 동남아시아 등 개발도상국의 등장으로 고부가가치 피혁 원단 제조가 필요한 실정이다. 또한 전통적인 날염방식(Silk Screen)으로 제작되고 있어 디자인, 선명도, 복잡한 공정 등 많은 문제점으로 새로운 방식이 요구되고 있다.
최근 피혁 선진국인 이태리에서는 환경 친화적이고 부가 가치가 높은 디지털 프린팅 기술개발에 박차를 가하고 있다. 특히 필름에 디지털 프린팅한 후 고열로 피혁에 필름을 코팅하는 전사방법이 아닌 피혁 표면에 직접 디지털 프린팅기를 이용하는 방법인 DLP(Digital Leather Printing) 시스템이 개발되어 세계 최초로 피혁분야에서 선보이고 있다.
하지만, 국내 피혁산업에서는 기술적 한계점으로 디지털 프린팅 연구 및 실용화가 전무한 실정이다. 이에 따라 DLP 시스템을 이용한 고부가 가치성 하이패션 천연피혁의 제조기술을 통해 위축된 피혁산업의 활성화를 도모하는 것이 반드시 필요하다.
DLP 시스템은 대면적 가죽 원단에 무늬를 전처리 없이 원-스톱(One-stop)으로 찍어낼 수 있는 직접 프린팅 기술이다. 이러한 DLP 시스템은 기존 날염공정의 획기적 공정 단축과 공해감축 효과가 있다. 그러나 디지털 프린팅 기술을 피혁원단에 접목시키기 위해서는 잉크의 이염(번짐)현상을 방지하면서도 프린팅된 출력물의 내구성 및 선명도를 향상시키고 출력 시 공정단축을 통한 작업성을 확보하기 위해 새로운 기술 개발이 필요하다.
한국공개특허 제2000-0036264호
상기와 같은 문제 해결을 위하여, 본 발명은 가죽 원단에 직접 프린팅하기 위해 가죽 원단의 부위별 두께를 최소화는 연마공정, 야자유 지방산 아민화합물 및 황산화 트리아진계 음이온 화합물을 포함한 가지공정과 안료타입의 폴리우레탄계 잉크를 사용한 프린팅 공정을 포함한 디지털 프린팅된 천연가죽의 제조방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않는다. 본 발명의 목적은 이하의 설명으로 보다 분명해 질 것이며, 특허청구범위에 기재된 수단 및 그 조합으로 실현될 것이다.
본 발명은 위와 같은 목적을 달성하기 위하여 다음과 같은 구성을 포함할 수 있다.
본 발명의 디지털 프린팅된 천연가죽의 제조방법은 은면가죽의 수적, 탈모, 탈회, 침산 및 유성 공정 중 적어도 하나의 공정을 포함하는 원단 준비단계; 상기 준비된 원단의 표면을 연마하는 연마 단계; 상기 연마된 원단을 재크롬하는 재크롬 단계; 상기 재크롬된 원단을 중화하는 중화 단계; 상기 중화된 원단을 야자유 지방산 아민화합물 및 황산화 트리아진계 음이온 화합물을 포함하는 가지제로 가지하는 가지 단계; 상기 가지처리된 원단 상에 폴리우레탄계 잉크로 디지털 프린팅(digital printing)하는 프린팅 단계; 및 상기 프린팅된 원단을 도장하는 도장 단계;를 포함할 수 있다.
상기 은면가죽은 돈피, 양피, 마피 및 우피로 이루어진 군에서 선택된 1종인 것일 수 있다.
상기 연마 단계에서는 원단의 가죽 부위별 두께 편차가 0.03 mm 이하가 되도록 원단 표면을 연마하는 것일 수 있다.
상기 가지제는 원단 100 중량부를 기준으로 야자유 지방산 아민화합물 4~15 중량부 및 황산화 트리아진계 음이온 화합물 2~8 중량부가 사용될 수 있다.
상기 야자유 지방산 아민화합물은 야자유에 알킬트리메틸 암모늄 클로라이드(Alkyltrimethyl ammonium chloride), 알킬디메틸벤질 암모늄 클로라이드(Alkyldimethylbenzyl ammonium chloride), 알킬디메틸메탈아크릴 암모늄 클로라이드(Alkyldimethylmethacryl ammonium chloride)로 이루어진 군에서 선택된 1종의 4급 암모늄염이 반응된 것일 수 있다.
상기 황산화 트리아진계 음이온 화합물은 2-(4,6-디페닐-1,3,5-트리아진-2-일)-5-(2-(2-하이드록시에톡시)에톡시)페놀), 4-(4,6-디페닐-1,3,5-트리아진-2-일)벤젠-1,3-디올 및 5-(2-(디메틸아미노)에톡시)-2-(4,6-디페닐-1,3,5-트리아진-2-일)페놀로 이루어진 군에서 선택된 1종의 트리아진계 음이온 화합물을 황산화시킨 것일 수 있다.
상기 가지 단계 및 프린팅 단계 사이에, 상기 가지처리된 원단을 표면코팅액으로 코팅시키는 표면처리 단계;를 더 포함할 수 있다.
상기 표면코팅액은 접착제 6~15 중량%, 카제인 1~8 중량%, 침투제 3~10 중량% 및 물 67~90 중량%를 포함할 수 있다.
상기 표면코팅액의 단위면적당 코팅량은 0.1~1.0 g/m2인 것일 수 있다.
상기 접착제는 폴리아크릴, 폴리우레탄 및 폴리비닐아세테이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것일 수 있다.
상기 침투제는 이소프로필알코올(Isopropyl alcohol, IPA), 에탄올(Ethanol) 및 아세톤(Acetone)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것일 수 있다.
상기 프린팅 단계에서는 원단 100 중량부를 기준으로 폴리우레탄계 잉크 0.5~10 중량부를 사용하는 것일 수 있다.
본 발명의 디지털 프린팅된 천연가죽은 기존의 날염방식 대신 가죽 원단에 디지털 이미지를 직접 디지털 프린팅함으로써 일반 날염에서는 표현하기 어려운 디자인을 프린팅하여 가죽제품의 부가가치를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 디지털 프린팅된 천연가죽은 가죽 원단을 부위별 두께 편차가 최소화 되도록 연마함으로써 디지털 프린팅 시 헤드 손상을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 디지털 프린팅된 천연가죽은 연마된 원단을 재크롬 및 중화 공정을 거친 후 야자유 지방산 아민화합물 및 황산화 트리아진계 음이온 화합물을 포함한 가지제로 가지함으로써 가죽의 백도가 증진되어 디지털 프린팅 시 선명도를 향상시키고, 가죽에 우수한 유연성 및 일광견뢰도와 자외선 차단효과를 부여할 수 있다.
또한, 본 발명의 디지털 프린팅된 천연가죽은 디지털 프린팅 시 기존의 산성 또는 분산 잉크 대신 안료 타입의 폴리우레탄계 잉크를 사용함으로써 잉크 번짐 현상을 방지할 수 있으며, 잉크 흐름성을 조절할 수 있어 연속 공정이 가능한 이점이 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과로 한정되지 않는다. 본 발명의 효과는 이하의 설명에서 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 디지털 프린팅된 천연가죽의 제조방법에 대한 흐름도이다.
이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "하부에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
달리 명시되지 않는 한, 본 명세서에서 사용된 성분, 반응 조건, 폴리머 조성물 및 배합물의 양을 표현하는 모든 숫자, 값 및/또는 표현은, 이러한 숫자들이 본질적으로 다른 것들 중에서 이러한 값을 얻는 데 발생하는 측정의 다양한 불확실성이 반영된 근사치들이므로, 모든 경우 "약"이라는 용어에 의해 수식되는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 기재에서 수치범위가 개시되는 경우, 이러한 범위는 연속적이며, 달리 지적되지 않는 한 이러한 범위의 최소값으로부터 최대값이 포함된 상기 최대값까지의 모든 값을 포함한다. 더 나아가, 이러한 범위가 정수를 지칭하는 경우, 달리 지적되지 않는 한 최소값으로부터 최대값이 포함된 상기 최대값까지를 포함하는 모든 정수가 포함된다.
본 명세서에 있어서, 범위가 변수에 대해 기재되는 경우, 상기 변수는 상기 범위의 기재된 종료점들을 포함하는 기재된 범위 내의 모든 값들을 포함하는 것으로 이해될 것이다. 예를 들면, "5 내지 10"의 범위는 5, 6, 7, 8, 9, 및 10의 값들뿐만 아니라 6 내지 10, 7 내지 10, 6 내지 9, 7 내지 9 등의 임의의 하위 범위를 포함하고, 5.5, 6.5, 7.5, 5.5 내지 8.5 및 6.5 내지 9 등과 같은 기재된 범위의 범주에 타당한 정수들 사이의 임의의 값도 포함하는 것으로 이해될 것이다. 또한 예를 들면, "10% 내지 30%"의 범위는 10%, 11%, 12%, 13% 등의 값들과 30%까지를 포함하는 모든 정수들뿐만 아니라 10% 내지 15%, 12% 내지 18%, 20% 내지 30% 등의 임의의 하위 범위를 포함하고, 10.5%, 15.5%, 25.5% 등과 같이 기재된 범위의 범주 내의 타당한 정수들 사이의 임의의 값도 포함하는 것으로 이해될 것이다.
앞서 설명한 바와 같이, 기존의 날염 방식으로 가죽에 프린팅 하는 방식은 디자인 및 선명도가 떨어지고 공정이 복잡한 기술적 한계가 있었다. 본 발명에서는 기존의 날염방식과는 달리 디지털화에 의해 가죽 원단에 직접 디지털 프린팅하는 공정을 적용하여 이를 최적화 함으로써 공정시간을 단축하고, 원가절감을 실현하는 동시에 디지털 프린팅에 의해 일반 날염에서는 표현하기 어려운 디자인을 프린팅함으로써 고품질 및 고선명의 가죽제품을 제조할 수 있다.
구체적으로 본 발명은 유성 처리된 가죽 원단을 부위별 두께 편차가 최소화 되도록 연마함으로써 디지털 프린팅 시 헤드 손상을 방지할 수 있다. 또한 연마된 원단을 재크롬 및 중화 공정을 거친 후 야자유 지방산 아민화합물 및 황산화 트리아진계 음이온 화합물을 포함한 가지제로 가지함으로써 가죽의 백도가 증진되어 디지털 프린팅 시 선명도를 향상시키고, 가죽에 우수한 유연성 및 일광견뢰도, 자외선 차단효과를 부여할 수 있다. 이 외에도 디지털 프린팅 시 기존의 산성 또는 분산 잉크 대신 안료 타입의 폴리우레탄계 잉크를 사용함으로써 잉크 번짐 현상을 방지할 수 있으며, 잉크 흐름성을 조절할 수 있어 연속 공정이 가능한 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 디지털 프린팅된 천연가죽의 제조방법에 대한 흐름도이다. 이를 참조하면, 상기 디지털 프린팅된 천연가죽의 제조방법은 원단준비 단계(S1), 연마 단계(S2), 재크롬 단계(S3), 중화 단계(S4), 가지 단계(S5), 프린팅 단계(S6) 및 도장 단계(S7)을 포함한다.
보다 상세하게는 본 발명은 은면가죽의 수적, 탈모, 탈회, 침산 및 유성 공정 중 적어도 하나의 공정을 포함하는 원단 준비단계; 상기 준비된 원단의 표면을 연마하는 연마 단계; 상기 연마된 원단을 재크롬하는 재크롬 단계; 상기 재크롬된 원단을 중화하는 중화 단계; 상기 중화된 원단을 야자유 지방산 아민화합물 및 황산화 트리아진계 음이온 화합물을 포함하는 가지제로 가지하는 가지 단계; 상기 가지처리된 원단 상에 폴리우레탄계 잉크로 디지털 프린팅(digital printing)하는 프린팅 단계; 및 상기 프린팅된 원단을 도장하는 도장 단계;를 포함하는 디지털 프린팅된 천연가죽의 제조방법을 제공한다.
이하, 상술한 바와 같은 본 발명의 디지털 프린팅된 천연가죽을 제조하기 위한 각 단계는 도 1과 함께 상세히 설명한다.
1) 원단준비 단계(S1)
상기 원단준비 단계(S1)는 은면가죽의 수적, 탈모, 탈회, 침산 및 유성 공정 중 적어도 하나의 공정을 포함하는 원단 준비단계일 수 있다. 상기 은면가죽은 돈피, 양피, 마피 및 우피로 이루어진 군에서 선택된 1종인 것일 수 있다. 특히, 상기 은면가죽은 원피 중 털이 붙어있는 피혁으로 신장력, 내마모성 등이 뛰어나 주로 의복, 신발재료에 사용될 수 있다.
상기 수적은 원료피에 부착되어 있는 오물과 혈액 등의 부패를 방지하기 위해 염장 처리하였던 소금과 염장피 내 가용성 단백질을 제거하고, 흡수 연화시켜 생피 상태로 환원시키는 작업을 하는 과정이다.
상기 탈모는 나피에 남아있는 털을 제거하는 과정으로, 강알카리성인 석회를 이용하여 원피의 털, 표피층, 섬유간 수용성 단백질, 지방 등을 용출시킨다. 또한 용출된 지방은 알칼리 화합물로 인하여 검화반응을 통해 고체화되고, 상기 탈지제의 사용으로 제거될 수 있다. 상기 석회 이외에도 폴리옥시에틸렌알칼에테르, 아황산나트륨, 탄산나트륨 또는 수산화나트륨 등을 사용할 수 있다.
상기 탈회(deliming)는 상기 탈모 과정에서 사용된 강알카리성 약품을 제거하는 과정으로, 산, 산성염, 암모늄염 등의 약품을 가하여 중화시킴으로써 강알카리성 약품에 의해 팽윤된 나피를 본래의 상태로 되돌아오게 하는 과정이다. 바람직하게는 탈회제로는 질소계 탈회제를 사용할 수 있다. 상기 질소계 탈회제로는 염화암모늄, 황산암모늄 등과 같은 암모늄을 포함할 수 있다.
상기 침산은 상기 탈회된 가죽 원단을 산에 침적하는 과정이다. 상기 침산에 사용되는 산은 젖산, 포름산, 아세트산, 부티르산, 프로피온산 등과 같은 유기산이나 황산, 중아황산나트륨 등과 같은 무기산을 사용할 수 있다.
상기 유성 공정은 산이 침적된 가죽 원단을 크롬 탄닝제로 탄닝하는 과정이다. 상기 유성 공정은 가죽 원단 내 불안정한 구조의 콜라겐 단백질을 탄닝 물질인 크롬과 결합시켜 안정한 구조의 단백질로 변화시키는 과정이다.
2) 연마 단계(S2)
상기 연마 단계(S2)는 상기 준비된 원단의 표면을 연마하는 연마 단계일 수 있다. 상기 (S2) 단계는 고정밀 유압식 셰이빙 기계(Shaving machine)를 이용하여 가죽 원단의 육면 부분을 깎아내어 두께를 조절하는 과정이다. 상기 고정밀 유압식 셰이빙 기계는 Rizzi사의 LWI 또는 RC 모델인 것일 수 있다. 가죽 원단은 가죽 부위별로 두께가 불균일한데, 이 경우 디지털 프린트 장비의 헤드를 손상시킬 위험성이 있다. 여기서, 가죽 부위라 함은 어깨, 등, 배 및 엉덩이를 의미한다. 대개, 가죽은 부위별로 두께 차이가 있기 때문에 균일한 두께가 요구되는 디지털 프린트 장비에서는 가죽 부위별 두께 편차를 최소화하는 것이 좋다. 상기 (S2) 단계에서는 헤드 손상을 방지하기 위해 가죽 원단의 가죽 부위별 두께 편차가 0.03 mm 이하가 되도록 원단 표면을 연마할 수 있다. 이때, 상기 가죽 부위별 두께 편차가 0.03 mm 초과인 경우 가죽 부위별 두께가 일정하지 않아 얇고 균일한 두께가 요구되는 디지털 프린트 장비의 헤드 부분이 손상될 수 있다. 바람직하게는 상기 가죽 부위별 두께 편차가 0.01~0.03 mm인 것이 좋다.
3) 재크롬 단계(S3)
상기 재크롬 단계(S3)는 상기 연마된 원단을 재크롬하는 재크롬 단계일 수 있다. 상기 (S3) 단계에서는 상기 연마된 원단의 표면과 내부에 고르게 크롬이 결합되도록 하기 위해 재크롬하는 과정이다.
4) 중화 단계(S4)
상기 중화 단계(S4)는 상기 재크롬된 원단을 중화하는 중화 단계일 수 있다. 상기 (S4) 단계는 상기 재크롬된 원단을 중화시켜 염색 및 가지공정 작업을 할수 있도록 전처리하는 과정이다.
5) 가지 단계(S5)
상기 가지 단계(S5)는 상기 중화된 원단을 야자유 지방산 아민화합물 및 황산화 트리아진계 음이온 화합물을 포함하는 가지제로 가지하는 가지 단계일 수 있다. 상기 (S5) 단계는 상기 단계들을 통해 색상이 변화된 가죽원단의 백도와 유연성을 증진시키기 위해 야자유 지방산 아민화합물 및 황산화 트리아진계 음이온 화합물을 포함하는 가지제로 가지할 수 있다. 기존에는 백도 및 유연성을 증진시키기 위해 주로 이산화타이타늄(TiO2), 페놀계 합성탄닝제 또는 아류산화 가지제를 사용하였으나, 디지털 프린팅 시에는 잉크 번짐 현상이 발생하는 문제가 있었다. 본 발명에서는 상기 가지제로 야자유 지방산 아민화합물 및 황산화 트리아진계 음이온 화합물을 포함하는 가지제를 사용함으로써 가죽원단의 백도 및 유연성 증진과 동시에 잉크 번짐현상을 방지할 수 있다.
특히, 상기 야자유 지방산 아민화합물은 상기 가죽원단 표면의 카르복시기와 이온반응을 통해 가죽의 백도를 향상시킬 수 있다. 또한 야자유로 인해 가죽 원단 표면에 오일막을 형성하여 가죽 내에 수분이 침투하는 것을 방지하며 유연성을 향상시킬 수 있다. 구체적으로 상기 야자유 지방산 아민화합물은 야자유에 알킬트리메틸 암모늄 클로라이드(Alkyltrimethyl ammonium chloride), 알킬디메틸벤질 암모늄 클로라이드(Alkyldimethylbenzyl ammonium chloride), 알킬디메틸메탈아크릴 암모늄 클로라이드(Alkyldimethylmethacryl ammonium chloride)로 이루어진 군에서 선택된 1종의 4급 암모늄염이 반응된 것일 수 있다. 바람직하게는 상기 야자유 지방산 아민화합물은 상기 야자유 및 4급 암모늄염을 1: 0.1 ~ 0.3 중량비로 반응시킨 것일 수 있다. 특히, 야자유의 경우 친수성기를 가지고 있지 않아 가죽과 이온 결합이 어렵기 때문에 상기 4급 암모늄염과 반응시켜 야자유 지방산 아민화합물을 사용하는 것이 좋다.
상기 황산화 트리아진계 음이온 화합물은 가죽과 결합하여 자외선에 의해 생성되는 자유라디칼을 제거하여 광산화 반응을 정지시키는 특성이 있어 가죽의 일광견뢰도 및 자외선 차단 특성을 향상시킬 수 있다. 여기서, 일광견뢰도라 함은 염색물이 일광 등에 노출되었을 때 퇴색되지 않고 견디는 성질(저항성)을 의미한다. 또한 자외선 차단 특성이라 함은 자외선 파장의(UV-R, UV-A, UV-B)의 차단율을 의미한다.
구체적으로 상기 황산화 트리아진계 음이온 화합물은 2-(4,6-디페닐-1,3,5-트리아진-2-일)-5-(2-(2-하이드록시에톡시)에톡시)페놀) (2-(4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)-5-(2-(2-hydroxyethoxy)ethoxy)phenol), 4-(4,6-디페닐-1,3,5-트리아진-2-일)벤젠-1,3-디올 (4-(4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)benzene-1,3-diol) 및 5-(2-(디메틸아미노)에톡시)-2-(4,6-디페닐-1,3,5-트리아진-2-일)페놀 (5-(2-(dimethylamino)ethoxy)-2-(4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)phenol)로 이루어진 군에서 선택된 1종의 트리아진계 음이온 화합물을 황산화시킨 것일 수 있다. 바람직하게는 상기 황산화 트리아진계 음이온 화합물은 상기 트리아진계 음이온 화합물 및 황산을 1: 0.1 ~ 0.3 중량비로 반응하여 황산화시킨 것일 수 있다. 상기 트리아진계 음이온 화합물은 소수성이 강하기 때문에 황산화 반응을 통해 친수성을 부여함으로써 가죽과의 결합력을 향상시킬 수 있다.
상기 가지제는 원단 100 중량부를 기준으로 야자유 지방산 아민화합물 4~15 중량부 및 황산화 트리아진계 음이온 화합물 2~8 중량부가 사용되는 것일 수 있다. 이때, 상기 야자유 지방산 아민화합물의 사용량이 4 중량부 미만이면 가죽의 백도 및 유연성을 부여하는 효과가 미미할 수 있고, 반대로 15 중량부 초과이면 제조원가가 상승하고 더 이상의 백도 및 유연성 효과를 기대할 수 없다. 바람직하게는 상기 야자유 지방산 아민화합물은 원단 100 중량부를 기준으로 11~14 중량부가 사용될 수 있다. 또한 상기 황산화 트리아진계 음이온 화합물의 사용량이 2 중량부 미만이면 일광견뢰도 및 자외선 차단 효과가 떨어질 수 있고, 반대로 8 중량부 초과이면 포화 상태로 더 이상의 향상된 일광견뢰도 및 자외선 차단 효과를 기대할 수 있다.
상기 가지 단계 및 프린팅 단계 사이에, 상기 가지처리된 원단을 표면코팅액으로 코팅시키는 표면처리 단계;를 더 포함할 수 있다. 상기 표면처리 단계는 가죽 원단의 인장강도, 인열강도, 마찰견뢰도 및 내마모도의 물성 특성을 향상시킬 수 있다.
상기 표면코팅액은 접착제 6~15 중량%, 카제인 1~8 중량%, 침투제 3~10 중량% 및 물 67~90 중량%를 포함할 수 있다. 특히, 상기 접착제는 상기 가지처리된 원단에 상기 침투제가 결착되도록 하기 위해 혼합될 수 있다. 상기 접착제는 폴리아크릴, 폴리우레탄 및 폴리비닐아세테이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것일 수 있다. 상기 카제인은 윤활 특성이 있어 가죽 원단을 유연하게 할 수 있다. 상기 침투제는 상기 가지처리된 원단에 마찰견뢰도 및 내마모성을 향상시킬 수 있다. 상기 침투제로는 이소프로필알코올(Isopropyl alcohol, IPA), 에탄올(Ethanol) 및 아세톤(Acetone)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것일 수 있다.
상기 표면코팅액의 단위면적당 코팅량은 0.1 ~ 1.0 g/m2인 것일 수 있다. 상기 표면코팅액의 코팅량이 0.1 g/m2 미만이면 가죽 원단에 부여하는 마찰견뢰도 및 내마모성 효과가 저하될 수 있고, 반대로 1.0 g/m2인 초과이면 마찰견뢰도 및 내마모성은 우수하나 가죽 원단의 유연성이 저하될 수 있다.
상기 표면처리 단계 전에 가지처리된 원단을 건조시키는 건조 공정 및 상기 건조된 원단을 유연하게 하는 밀링 공정을 더 포함할 수 있다. 상기 밀링 공정은 가죽을 유연하게 하여 디지털 프린팅 시 헤드 손상을 방지하는 과정이다
6) 프린팅 단계(S6)
상기 프린팅 단계(S6)는 상기 가지처리된 원단 상에 폴리우레탄계 잉크로 디지털 프린팅(digital printing)하는 프린팅 단계일 수 있다. 상기 (S6) 단계는 가지처리된 원단 표면에 직접 디지털 이미지를 프린팅하여 기존 날염공정에 비해 제조공정을 단축시키는 이점이 있다. 여기서, 상기 디지털 프린팅이라 함은 필름에 디지털 프린팅한 후 고열로 피혁에 필름을 코팅하는 전사방법이 아닌 가죽 원단 표면에 직접 디지털 프린팅기로 프린팅하는 것을 의미한다. 상기 가죽 원단을 상기 디지털 프린팅기에 투입하기 위해서는 앞서 설명한 바와 같이 상기 (S2) 단계가 필수로 선행되어야 한다. 즉, 상기 (S2) 단계를 통해 가죽 부위별 두께 편차를 최소화함으로써 가죽 원단을 디지털 프린팅기에 효과적으로 투입할 수 있는 것이다.
상기 (S6) 단계에서는 원단 100 중량부를 기준으로 폴리우레탄계 잉크 0.5 ~ 10 중량부를 사용하는 것일 수 있다. 바람직하게는 0.5~2.0 중량부를 사용하는 것일 수 있다. 기존의 산성 또는 분산 잉크의 경우 번지거나 잉크 흐름성이 좋지 않아 연속공정이 어렵고 가죽에 침투되는 문제가 있다. 이에 반해, 상기 폴리우레탄계 잉크는 안료 타입으로 잉크 흐름성을 조절할 수 있어 연속 공정이 가능한 이점이 있다. 또한 상기 폴리우레탄계 잉크는 가죽 표면과의 반응성이 적어 상기 가죽 원단에 선명하게 프린팅할 수 있다.
7) 도장 단계(S7)
상기 도장 단계(S7)는 상기 프린팅된 원단을 도장하는 도장 단계일 수 있다. 상기 (S7) 단계는 상기 프린팅된 원단의 출력물에 대해 잉크 번짐 현상을 방지하고 출력물의 선명도를 오래 유지시키기 위해 표면을 도장할 수 있다. 상기 (S7) 단계에서는 상기 프린팅된 원단 표면에 광택제를 스프레이 코팅하여 도장할 수 있다. 이때, 상기 광택제는 용제 75 중량%에 니트로셀룰로오스 20 중량% 및 가소제 5 중량%가 희석된 유성 래커(Lacquer)를 사용할 수 있다. 상기 용제로는 톨루엔, 자일렌, 나프타인 것일 수 있다. 또한 상기 가소제는 필름 유연성을 부여하기 위해 혼합할 수 있으며, 구체적으로 당류계 이소소르비드(Isosorbide)를 지방산으로 에스테르화 반응시킨 것을 사용하였다.
이와 같이, 본 발명의 디지털 프린팅된 천연가죽은 기존 날염공정에 비해 디지털 프린팅 공정을 수행함으로써 획기적으로 공정을 단축시킬 수 있으며, 프린팅 전 전처리로 특히 연마 단계, 특정 성분의 가지제를 이용한 가지 단계 및 안료타입 잉크를 이용한 프린팅 단계를 실시함으로써 고선명 및 고품질의 디지털 프린팅된 천연가죽을 제조할 수 있다.
이하 본 발명을 실시예에 의거하여 더욱 구체적으로 설명하겠는 바, 본 발명이 다음 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
원피로 일본산 돈피를 준비하였다. 그 다음 상기 돈피 100 중량부를 기준으로 하기 표 1에 나타낸 성분 및 각 단계로 실시하여 천연가죽 원단을 제조하였다. 하기 표 1에서 연마 공정은 유성처리된 돈피를 고정밀 유압방식 셰이빙 기계(shaving machine)로 40마력 조건에서 부위별(어깨, 등, 배, 엉덩이)로 연마하였다.
Figure 112018100139344-pat00001
비교예 1
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 유성처리된 돈피 은면혁을 수동식 셰이빙 기계(shaving machine, 상곡기계)로 20마력 조건에서 부위별(어깨, 등, 배, 엉덩이)로 연마하였다.
비교예 2
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 가지공정에서 황산화 트리아진계 음이온 화합물을 사용하지 않고 천연가죽 원단을 제조하였다.
비교예 3
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 가지공정에서 야자유 지방산 아민화합물 대신 아황산 가지제를 사용하여 천연가죽 원단을 제조하였다.
실험예 1: 천연가죽 원단의 부위별 두께편차 및 물성특성 분석
상기 실시예 1 및 비교예 1-3에서 제조된 천연가죽 원단의 부위별 두께편차 및 물성특성을 평가하였다. 그 결과는 하기 표 2~4에 나타내었다.
Figure 112018100139344-pat00002
상기 표 3의 결과에 의하면, 상기 실시예 1의 경우 고정밀 유압식 셰이빙 기계를 사용하여 정밀도 및 빠른 작업 속도가 가능하며, 은면혁의 부위별 두께편차가 0.03 mm 이하로 매우 낮은 것을 확인하였다. 이에 반해, 기존의 수동식 셰이빙 기계는 은면혁의 부위별 두께편차가 0.08 mm 이상이어서 디지털 프린팅 시 헤드를 손상시키는 문제가 발생하였다.
Figure 112018100139344-pat00003
상기 표 3의 결과에 의하면, 상기 비교예 2의 경우 황산화 트리아진계 음이온 화합물을 첨가하지 않으면 자외선에 의해 생성되는 자유라디칼로 인하여 일광견뢰도가 현저하게 저하되어 디지털 프린팅용 가죽의 물성을 만족하지 못하는 것을 확인하였다.
Figure 112018100139344-pat00004
상기 표 4의 결과에 의하면, 상기 실시예 1의 경우 야자유 지방산 아민화합물의 가지제를 사용함으로써 가죽원단 표면의 카르복시기와 이온반응을 통해 가죽의 유연성이 우수하며, 백도가 향상되어 디지털 프린팅 시 선명한 무늬 표현을 나타낼 수 있음을 짐작할 수 있었다.
이에 반해, 상기 비교예 3의 경우 유성 공정에서 사용된 크롬으로 인해 형성된 푸른 색상이 아황산 가지제와 섞이면서 색상이 불투명해져서 가죽의 백도가 저하된 것을 확인하였다.
실시예 2
상기 실시예 1을 통해 제조된 천연가죽 원단 상에 왁스가 도포된 종이를 부착한 후 폴리우레탄 잉크를 사용하여 720 x 720 dpi의 프린팅 해상도 조건에서 10~12 m/hr의 원단 피딩(feeding) 속도로 디지털 프린팅기(Fabric T-1806)을 이용하여 프린팅을 실시하였다. 이때, 상기 폴리우레탄 잉크는 천연가죽 원단 100 중량부를 기준으로 2 중량부를 사용하였다.
비교예 4
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 천연가죽 원단을 제조하되, 가지 공정에서 황산화 트리아진계 음이온 화합물 대신 이산화타이타늄(TiO2)을 투입하였다. 그 다음 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 폴리우레탄 잉크를 이용하여 가죽 상에 프린팅을 실시하였다.
비교예 5
상기 실시예 2와 동일한 방법으로 가죽 상에 프린팅을 실시하되, 폴리우레탄 잉크 대신 산성 잉크인 안트라퀴논계를 사용하였다.
비교예 6
상기 실시예 2와 동일한 방법으로 가죽 상에 프린팅을 실시하되, 폴리우레탄 잉크 대신 분산 잉크인 아조메틴 나이트로계를 사용하였다.
실험예 2: 디지털 프린팅된 천연가죽 원단의 물성특성 분석
상기 실시예 2 및 비교예 4~6에서 제조된 디지털 프린팅된 천연가죽 원단의 물성특성을 평가하였다. 그 결과는 하기 표 5에 나타내었다.
Figure 112018100139344-pat00005
상기 표 5의 결과에 의하면, 상기 비교예 4의 경우 백도를 증진시키기 위해 사용된 이산화타이타늄(TiO2)에 폴리우레탄 잉크가 흡습되어 선명도가 낮아지고 잉크가 번지는 것을 확인하였다.
상기 비교예 5의 경우, 섬유에 주로 사용되는 염료타입의 분산 잉크를 사용함으로 인해 가죽 표면과 반응하거나 번짐성으로 인해 불량 발생률이 높고 특히 장시간 일광 노출 시 선명도 유지가 어려운 것을 확인하였다.
상기 비교예 6의 경우, 실크 또는 양모에 사용되는 염료타입의 산성 잉크를 사용함으로 인해 프린팅된 천연가죽의 원단의 일광견뢰도는 우수하였으나, 산성 잉크가 가죽에 침투되어 프린팅된 출력물의 표면 번짐 현상이 심하고, 선명도가 떨어지는 것을 확인하였다.
이에 반해, 상기 실시예 2의 경우 가지 공정 시 황산화 트리아진계 음이온 화합물을 사용하고 안료타입의 폴리우레탄 잉크로 프린팅함으로써 잉크 번짐 현상이 없어 선명도가 우수하며, 특히 장기간 일광 노출 시에도 선명도가 유지됨을 확인하였다. 또한 잉크의 흐름성 조절이 가능하여 연속 공정이 가능하여 업무 효율이 우수하였다.
실시예 3
상기 실시예 2와 동일한 방법으로 프린팅된 천연가죽 원단을 제조한 후 상기 가죽 원단 상에 광택제로 스프레이 코팅하는 방식으로 도장하였다. 상기 광택제로는 용제 75 중량%에 니트로셀룰로오스 20 중량% 및 가소제 5 중량%가 희석된 유성 래커(Lacquer)를 사용하였다. 여기서, 가소제로는 당류계 이소소르비드(Isosorbide)를 지방산으로 에스테르화 반응시킨 것을 사용하였다.
실시예 4
상기 실시예 1과 동일한 방법으로 천연가죽 원단을 제조한 후 상기 천연가죽 원단 상에 표면코팅액으로 스프레이 코팅하였다. 그 다음 가죽 표면을 매끄럽게 하고 평활하게 하기 위해 75 ℃에서 Iron M/C(Nanopress, Iron M/c)을 이용하여 가죽 원단을 표면처리하였다. 이때, 상기 가죽 원단의 표면코팅액의 코팅량은 0.2 g/m2 였다. 그런 다음 상기 표면처리된 천연가죽 원단 상에 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 디지털 프린팅을 실시하였다. 그 다음 상기 실시예 3과 동일한 방법으로 광택제를 이용하여 도장 공정을 실시하였다. 이때, 상기 표면처리제는 접착제(SUT-3030, 삼성화학) 10 중량%, 카제인(Luster, 삼성화학) 5 중량%, 침투제(IPA, 삼성화학) 7 중량% 및 물 78 중량%를 혼합하여 제조하였다. 여기서, 상기 접착제는 폴리아크릴 수지를 사용하였고, 침투제는 IPA를 사용하였다.
실험예 3: 천연가죽 원단의 프린팅 전후 표면처리에 따른 물성특성 분석
상기 실시예 3 및 4에서 제조된 천연가죽 원단의 표면코팅제 처리에 따른 물성특성을 평가하였다. 그 결과는 하기 표 6에 나타내었다. 하기 표 6에서 잉크 번짐성은 농도 100%의 잉크로 가죽 표면에 1 mm선을 출력한 후 광학 현미경 또는 주사전자현미경으로 관찰 시 ± 0.1 mm 범위 내의 번짐성을 확인하였다.
Figure 112018100139344-pat00006
상기 표 6의 결과에 의하면, 상기 실시예 3의 경우 상기 실시예 4에 비해 공정이 간단하여 작업시간을 단축시킬 수 있으며, 유연성이 우수하나 마찰견뢰도가 떨어지는 것을 확인하였다.
상기 실시예 4의 경우 상기 실시예 3에 비해 천연가죽을 디지털 프린팅 전에 표면코팅액으로 표면처리함으로써 특히 인장강도, 마찰견뢰성 및 내마모도가 우수하였으며 잉크 번짐 현상이 발생하지 않아 색상이 선명함을 확인하였다.
이를 통해, 천연가죽 원단 상에 디지털 프린팅 전 표면처리 유무에 따라 공정의 용이성, 인장강도 또는 마찰견뢰성의 물성특성과 잉크 번짐현상 방지를 제어할 수 있음을 확인하였다. 바람직하게는 디지털 프린팅 전 표면처리 공정을 수행하는 것이 우수함을 확인하였다.

Claims (12)

  1. 은면가죽의 수적, 탈모, 탈회, 침산 및 유성 공정 중 적어도 하나의 공정을 포함하는 원단 준비단계;
    상기 준비된 원단의 표면을 연마하는 연마 단계;
    상기 연마된 원단을 재크롬하는 재크롬 단계;
    상기 재크롬된 원단을 중화하는 중화 단계;
    상기 중화된 원단을 야자유 지방산 아민화합물 및 황산화 트리아진계 음이온 화합물을 포함하는 가지제로 가지하는 가지 단계;
    상기 가지처리된 원단 상에 폴리우레탄계 잉크로 디지털 프린팅(digital printing)하는 프린팅 단계; 및
    상기 프린팅된 원단을 도장하는 도장 단계;
    를 포함하고,
    상기 황산화 트리아진계 음이온 화합물은 2-(4,6-디페닐-1,3,5-트리아진-2-일)-5-(2-(2-하이드록시에톡시)에톡시)페놀), 4-(4,6-디페닐-1,3,5-트리아진-2-일)벤젠-1,3-디올 및 5-(2-(디메틸아미노)에톡시)-2-(4,6-디페닐-1,3,5-트리아진-2-일)페놀로 이루어진 군에서 선택된 1종의 트리아진계 음이온 화합물을 황산화시킨 것인 디지털 프린팅된 천연가죽의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 은면가죽은 돈피, 양피, 마피 및 우피로 이루어진 군에서 선택된 1종인 것인 디지털 프린팅된 천연가죽의 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 연마 단계에서는 원단의 가죽 부위별 두께 편차가 0.03 mm 이하가 되도록 원단 표면을 연마하는 것인 디지털 프린팅된 천연가죽의 제조방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 가지제는 원단 100 중량부를 기준으로 야자유 지방산 아민화합물 4~15 중량부 및 황산화 트리아진계 음이온 화합물 2~8 중량부가 사용되는 것인 디지털 프린팅된 천연가죽의 제조방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 야자유 지방산 아민화합물은 야자유에 알킬트리메틸 암모늄 클로라이드(Alkyltrimethyl ammonium chloride), 알킬디메틸벤질 암모늄 클로라이드(Alkyldimethylbenzyl ammonium chloride), 알킬디메틸메탈아크릴 암모늄 클로라이드(Alkyldimethylmethacryl ammonium chloride)로 이루어진 군에서 선택된 1종의 4급 암모늄염이 혼합된 것인 디지털 프린팅된 천연가죽의 제조방법.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 가지 단계 및 프린팅 단계 사이에,
    상기 가지처리된 원단을 표면코팅액으로 코팅시키는 표면처리 단계;를 더 포함하는 것인 디지털 프린팅된 천연가죽의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 표면코팅액은 접착제 6~15 중량%, 카제인 1~8 중량%, 침투제 3~10 중량% 및 물 67~90 중량%를 포함하는 것인 디지털 프린팅된 천연가죽의 제조방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 표면코팅액의 단위면적당 코팅량은 0.1~1.0 g/m2인 것인 디지털 프린팅된 천연가죽의 제조방법.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 접착제는 폴리아크릴, 폴리우레탄 및 폴리비닐아세테이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것인 디지털 프린팅된 천연가죽의 제조방법.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 침투제는 이소프로필알코올(Isopropyl alcohol, IPA), 에탄올(Ethanol) 및 아세톤(Acetone)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것인 디지털 프린팅된 천연가죽의 제조방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 프린팅 단계에서는 원단 100 중량부를 기준으로 폴리우레탄계 잉크 0.5~10 중량부를 사용하는 것인 디지털 프린팅된 천연가죽의 제조방법.
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