KR102128227B1 - 인라인으로 구성된 인조가죽 제조장치 및 인조가죽 제조방법 - Google Patents

인라인으로 구성된 인조가죽 제조장치 및 인조가죽 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 인조가죽의 제조공정 중 표면처리부와 엠보성형부를 인라인(in-line)으로 구성해줌으로써 생산효율을 향상시킬 수 있는 인조가죽 제조장치 및 인조가죽 제조방법에 관한 것이다.

Description

인라인으로 구성된 인조가죽 제조장치 및 인조가죽 제조방법{Artificial leather manufacturing apparatus and manufacturing method thereof}
본 발명은 인조가죽 제조장치 및 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 본 발명은 인조가죽의 제조공정 중 표면처리부와 엠보성형부를 인라인(in-line)으로 구성해줌으로써 생산효율을 향상시킬 수 있는 인조가죽 제조장치 및 인조가죽 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차 내부는 제2의 주거공간으로 인식되고 있다. 최근에는 자동차 내부 공간에서 편안하고 쾌적한 운전을 위한 기능성 시트가 각광받고 있다.
이러한 자동차 시트용 소재로는 천연가죽이나 PVC, PU 인조가죽이 많이 사용된다. 인조가죽은 천연가죽에 비해 저렴한 장점이 있지만, 고급스러운 감성과 운전 시 쾌적한 상태를 유지해주기 위한 기능적인 부분이 천연가죽에 비해 많이 떨어진다.
따라서 가격이 비교적 저렴함과 아울러 천연가죽의 감성과 기능적인 면을 만족시킬 수 있는 인조가죽이 꾸준히 개발되어 오고 있다. 즉 천연가죽의 기능성 측면에서의 장점으로 높은 투습도와 여름철 시트의 표면온도 저감과 같은 것이 있다. 이는 천연가죽의 표면과 내부에 형성된 수많은 기공을 통해 습도와 열이 통과됨으로써 생기는 특징이다.
이러한 천연가죽과 유사한 특징을 구현하기 위한 발포층을 가진 인조가죽에 대하여 종래 대한민국 등록특허 제10-0328301호(공고일: 2002년 03월 16일)등으로 선 출원된 바 있다.
구체적으로, 종래의 인조가죽은 아래로부터 이면층, 발포층, 스킨층, 표면처리층을 포함한 적층구조로 이루어진다.
이 경우 상기 발포층과 스킨층은 주로 PVC(polyvinyl chloride), TPU(Thermoplastic Poly Urethane) 재질로 이루어지며, 캘린더(Calendar) 성형방식을 통해 소정의 두께로 적층 형성된다. 그런 후 발포공정을 거치면서 상기 발포층이 일정배율로 발포 성형된다.
아울러 스킨층의 상면에는 천연가죽과 같은 느낌을 부여해줌과 아울러 쿠션을 부가해줄 수 있도록 엠보를 성형해주게 된다.
기존에는 엠보의 성형을 위해 발포층과 스킨층이 적층된 반제품을 회전하는 롤러 사이를 통과시켜 엠보를 전사해주는 롤러 압착식을 주로 사용해왔다.
그러나 상기 롤러 압착식을 이용한 엠보 성형방식은, 발포층 내의 발포셀이 불규칙적이면서 숫자가 적다. 특히 엠보롤의 압력에 의해 발포셀의 형상이 원형 구조가 아닌 찌그러진 형태의 닫힌셀(close cell)로 형성되는 문제점이 있다.
한편, 상기 엠보 성형공정은 발포공정을 거친 직후의 가열된 인조가죽의 스킨층 상면에 엠보롤이 지속적으로 면접촉하여 엠보를 성형해줌에 따라, 엠보롤 자체의 온도가 상승하게 된다.
그러나 상기 엠보롤은 엠보 성형에 적합하도록 적정 온도를 유지해야 하며, 이를 위해 기존에는 엠보롤 내에 공랭식(空冷式, air cooling type)의 냉각장치를 적용하여 적정온도를 유지하였다. 이 경우 상기 공랭식의 엠보롤은 소정의 냉각시간이 반드시 필요하다.
이처럼 종래에는 엠보 성형의 공정 속도와 그 이전 단계의 인조가죽 제조에 소요되는 공정속도가 서로 맞지 않아 별도의 장비를 통해 해당 공정을 아웃라인(out-line)으로 제각기 진행할 수밖에 없으며, 이에 따라 인조가죽의 생산효율이 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 엠보 성형장치의 엠보롤 냉각방식을 기존의 공랭식에서 수랭식으로 변경 적용해줌으로써 엠보롤의 냉각속도를 향상시킬 수 있으며, 이에 따라 인조가죽의 제조공정 중 표면처리부와 엠보성형부를 인라인(in-line)으로 구성해줌으로써 생산효율을 향상시킬 수 있도록 한 인조가죽 제조장치 및 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은, 인조가죽의 스킨층에 엠보를 성형해주는 엠보롤을 진공을 이용한 흡착방식을 적용해줌으로써 발포층을 구성하는 발포셀이 찌그러지거나 파손되는 것을 방지할 수 있도록 한 인조가죽 제조장치 및 제조방법을 제공하는 데 있다.
상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명에 따른 인조가죽 제조장치는, 발포 성형된 반제품의 스킨층(15) 상부에 표면처리층(17)을 형성해주는 표면처리부(150); 및 상기 표면처리부(150)와 인라인(in-line)으로 배치되며, 상기 스킨층(15) 및 표면처리층(17)의 표면에 진공을 이용한 엠보 성형장치를 통해 엠보(19)를 흡착 성형해주는 엠보성형부(200);를 포함한다.
아울러, 본 발명에 따른 인조가죽 제조방법은 발포 성형된 반제품의 스킨층(15) 상부에 표면처리층(17)을 형성해주는 단계; 및 상기 표면처리층(17) 형성단계와 인라인(in-line)으로 배치되며, 상기 스킨층(15) 및 표면처리층(17)의 표면에 진공을 이용하여 엠보(19)를 흡착 성형해주는 단계;를 포함한다.
이상과 같은 구성에 따른 본 발명은, 엠보 성형장치의 엠보롤 냉각방식을 기존의 공랭식에서 수랭식으로 변경 적용해줌으로써 엠보롤의 냉각속도를 향상시킬 수 있으며, 이에 따라 인조가죽의 제조공정 중 표면처리부와 엠보성형부를 인라인(in-line)으로 구성해줌으로써 생산효율을 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명의 인조가죽에서 발포층을 구성하는 발포 셀이 찌그러지거나 파손되는 것을 방지하여 쿠션감이 우수한 효과를 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 인조가죽 제조장치를 보여주는 개략적인 전체구성도,
도 2는 본 발명에 따른 진공을 이용한 엠보 성형장치의 전체구조를 보여주는 정면도,
도 3은 본 발명에 따른 롤러본체부와 엠보롤러부의 결합상태를 보여주는 분해사시도,
도 4는 본 발명에 따른 엠보롤러부를 보여주는 도면대용 사진,
도 5는 도 3의 I-I선 단면도,
도 6은 본 발명에 따른 진공바조립체의 조립구조를 보여주는 도면,
도 7은 도 6의 'A' 부분 상세도,
도 8은 도 6의 'B' 부분 상세도,
도 9는 본 발명에 따른 인조가죽의 적층구조를 보여주는 측단면도,
도 10은 본 발명에 따른 인조가죽 제조장치를 이용한 인조가죽 제조과정을 보여주는 흐름도이다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.
여기서, 각 도면의 구성요소들에 대해 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 인조가죽 제조장치를 보여주는 개략적인 전체구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 인조가죽 제조장치는, 발포 성형된 반제품의 스킨층(15) 상부에 표면처리층(17)을 형성해주는 표면처리부(150)와, 표면처리부(150)와 인라인(in-line)으로 배치되어 스킨층(15) 및 표면처리층(17)의 표면에 진공을 이용한 엠보 성형장치를 통해 엠보(19)를 흡착 성형해주는 엠보성형부(200)를 포함한다.
이 경우 상기 표면처리부(150)의 이전에는, 반죽상태인 원재료를 캘린더롤(111)에 통과시켜 예비발포층(13a)과 스킨층(15)을 제각기 형성해주는 캘린더성형부(110)와, 예비발포층(13a)의 저면에 직포 또는 부직포를 적층하여 이면층(11)을 형성해주는 이면층적층부(120)와, 예비발포층(13a)의 상면에 상기 스킨층(15)을 적층해주는 스킨층적층부(130)와, 스킨층(15)이 적층된 반제품을 오븐(141)에 통과시켜 발포제가 포함된 예비발포층(13a)을 일정배율로 발포시켜 발포층(13b)을 형성해주는 발포성형부(140)를 더 포함할 수 있다.
아울러 상기 표면처리부(150)와 엠보성형부(200) 사이에는 표면처리층(17)이 적층된 반제품 표면에 적외선을 조사하여 가열해주는 적외선가열부(160)가 구비될 수 있다.
이 경우 상기 적외선가열부(160)는 소정 속도로 이송되는 인조가죽 반제품을 150 ~ 180℃(바람직하게는 160 ~ 170℃)의 환경에서 원활하게 가열 연화시킬 수 있도록 하고, 적외선 조사 시간이 최소 10초 이상이 되도록 구비하는 것이 바람직하다. 일 예로 반제품의 공정 속도가 13 ~ 17m/min, 바람직하게는 15m/min 인 경우에는 이송방향을 따라 3 ~ 4m의 길이로 구성하는 것이 바람직하다.
즉 적외선가열부(160)를 짧게 하여 적외선 조사가 충분하지 않도록 구성하는 경우 엠보 성형에 적합한 상태로 예열하기 어렵다. 예컨대, 적외선가열부(160)를 짧은 길이로 구성하고 열온도를 190℃ 이상으로 높게 설정하는 경우 반제품의 스킨층(15)이 녹아 파손될 수 있는 우려가 있다.
적외선 가열부의 길이를 길게 하고 열온도를 낮추는 방법도 있지만, 이 경우 설비 비용이 급격히 증가하게 된다. 또한 공정 속도를 늦추는 경우, 3m 이하에서도 필요한 만큼의 적외선을 조사할 수 있는 바, 그 하한에도 한정이 되지 않는다. 당 발명의 기준이 되는 공정 속도는 12 ~ 15m/min이며, 이 경우 가장 적절한 길이는 3 ~ 4m로 볼 수 있다. 일 예로 공정 속도가 15m/min 일 경우, 적외선 조사 존(zone)의 길이는 3.5m가 바람직하다.
한편, 다른 실시예로 상기 표면처리부(150)는 엠보성형부(200) 후에 인라인(in-line) 또는 아웃라인(out-line)으로 구성될 수 있다. 바람직하게는, 상기 표면처리부(150)를 발포성형부(140)와 엠보성형부(200) 사이에 인라인으로 구성되도록 함으로써 표면처리층(17)의 두께가 균일하게 형성될 수 있으며, 이에 따라 얼룩덜룩함 없는 우수한 외관을 가질 수 있다.
또 다른 실시예로, 상기 발포성형부(140), 표면처리부(150), 적외선가열부(160) 및 엠보성형부(200)는 인라인으로 이루어질 수 있다.
또 다른 실시예로, 예비발포층(13a)과 스킨층(15)의 캘린더성형부(110), 이면층적층부(120), 스킨층적층부(130), 발포성형부(140), 표면처리부(150), 적외선가열부(160) 및 엠보성형부(200)는 인라인으로 이루어질 수 있다.
도 2는 본 발명에 따른 진공을 이용한 엠보 성형장치의 전체구조를 보여주는 정면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 엠보성형부(200)를 구성하는 엠보 성형장치는, 롤러본체부(210), 엠보롤러부(220), 진공발생부(230), 수랭식냉각부(240)를 포함한다.
이러한 본 발명의 구성에 대해 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 롤러본체부(210)는 원통 형상으로 형성되며, 거치대(201) 상에 회전 가능하게 설치된다. 이러한 롤러본체부(210)는 모터(203)의 동력을 전달받아 소정의 속도로 회전된다.
엠보롤러부(220)는 반제품 상태로 이송 공급되는 인조가죽(10)의 스킨층(15) 표면에 엠보(19)를 형성해준다. 엠보롤러부(220)는 롤러본체부(210)의 외주면에 결합될 수 있도록 관체 형상으로 형성된다.
도 3 및 도 4을 참조하면, 엠보롤러부(220)의 외주면에는 엠보 성형용 진공홀(221)과 소정의 엠보무늬(223)(도 4 참조)가 구비된다.
이 경우 진공홀(221)은 별도의 공정을 통해 관통 형성될 수도 있으나, 상기 엠보롤러부(220) 자체가 다공질로 형성됨에 따라 진공홀(221)의 기능을 수행할 수 있다. 본 발명에서는 엠보롤러부(220)가 다공질로 형성되어 진공홀(221) 기능을 수행하는 경우의 일례를 들어 설명하기로 한다. 물론 이에 한정되는 것은 아니다.
이와 같은 상기 엠보롤러부(220)는 사용자가 원하는 소정의 엠보무늬(223)를 선택적으로 적용하여 인조가죽(10)을 제조할 수 있도록 복수 개가 마련된다. 다시 말해 복수의 엠보롤러부(220) 중 어느 하나가 롤러본체부(210)의 외주면에 교체 가능하게 결합된다.
이를 구현할 수 있도록 상기 롤러본체부(210)에는 엠보롤러부(220)의 교체 및 일체로 고정이 가능한 구조가 적용된다.
도 5를 참조하여 구체적으로 설명해보면, 상기 롤러본체부(210)는 공기공급부(미도시)를 통한 공기 공급 시 외주면에 구비된 복수의 분사공(211a)을 통해 공기를 외부로 분사해주는 메인롤러(211)와, 메인롤러(211)의 외주면에 끼움 결합되며 분사공(211a)을 통해 분사되는 공기 압력에 의해 외측으로 팽창되는 튜브 형상의 고무커버(213)와, 고무커버(213)의 외주면에 메인롤러(211)의 중심축을 회전중심으로 복수의 진공바(215a)가 방사상으로 결합되며 외주면에 상기 진공홀(221)과 연통되는 복수의 흡입홀(215b)이 구비되는 진공바조립체(215)를 포함한다.
도 6을 참조하면, 상기 메인롤러(211)의 양측에는 진공바(215a)의 양단을 고정해줄 수 있도록 대향면에 결합홈(215d)이 구비된 한 쌍의 고정판(215c)이 결합된다. 따라서 복수의 진공바(215a)를 메인롤러(211)의 외주면에 방사상으로 끼움 결합하는 것이 가능해진다.
이 경우 바람직하게 상기 진공바(215a)는 알루미늄 재질로 형성될 수 있다.
한편, 상기 엠보롤러부(220)는 공기공급부의 미작동 시 교체가 가능하도록 진공바조립체(215)의 외주면에 헐거운 끼워맞춤으로 결합된다.
이러한 엠보롤러부(220)는 금속에 비해 높은 내열성과 경도를 가지고 있는 세라믹 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 구체적으로, 상기 엠보롤러부(220)는 이산화규소(SiO2), 경화제, 유리섬유(Glass fiber)를 포함한 재질로 형성될 수 있다.
도 7을 참조하면, 이러한 구조의 롤러본체부(210)는 공기공급부를 통한 공기 공급 시 고무커버(213)가 팽창됨과 동시에 진공바조립체(215)가 연동되면서 방사상으로 확장된다. 이에 따라 확장되는 진공바조립체(215)가 엠보롤러부(220)의 내주면(220a)을 가압해줌으로써 교체된 엠보롤러부(220)를 견고하게 고정해줄 수 있다.
도 8을 참조하면, 진공발생부(230)는 롤러본체부(210)를 구성하는 진공바(215a)의 흡입홀(215b)을 통해 엠보롤러부(220)의 진공홀(221)과 연결되며, 발생되는 진공을 통해 공급 이송되는 반제품 상태의 인조가죽(10) 표면에 엠보(19)를 흡착 성형해준다.
즉 진공발생부(230)는 외주면에 엠보무늬(223)가 형성된 엠보롤러부(220)를 인조가죽(10)의 표면에 맞댄 상태에서 진공을 이용하여 흡착해줌으로써, 인조가죽(10)의 표면에 엠보(19)를 성형하는 것이 가능해진다.
이 경우 도면에 도시된 진공홀(221)과 엠보(19)의 형상은 진공을 이용한 흡착 성형원리를 쉽게 설명하기 위하여 실제보다 과장하여 도시한 것으로, 실제 형상은 이와 다를 수 있다.
수랭식냉각부(240)는 롤러본체부(210) 내에 설치되어 엠보롤러부(220)를 소정온도로 냉각시켜준다.
즉 엠보 성형공정은 발포공정을 거친 직후의 가열된 인조가죽(10) 표면에 엠보롤러부(220)가 지속적으로 면접촉하면서 엠보(19)를 성형해줌에 따라, 롤러본체부(210)와 엠보롤러부(220)의 온도가 적정치 이상으로 상승하게 된다. 따라서 수랭식냉각부(240)를 통해 엠보롤러부(220)의 온도를 소정 수치 이하로 냉각시켜줄 필요가 있다.
구체적으로, 상기 수랭식냉각부(240)는 냉각수공급부(240a)를 통해 공급되는 냉각수를 순환시킬 수 있도록 진공바(215a)의 내부 길이방향을 따라 제1냉각수파이프(241)가 설치된 구조로 구성된다.
아울러 상기 제1냉각수파이프(241)는 메인롤러(211) 내부에 구비된 제2냉각수파이프(243)(도 5 참조)와 연결되어 냉각수가 순환되도록 구성하여 냉각효율을 향상시킬 수 있다.
이러한 수랭식냉각부(240)의 구조를 통해 엠보롤러부(220)의 온도를 적정치인 60 ~ 80℃로 냉각시켜줄 수 있게 된다.
상기와 같은 인조가죽 제조장치를 이용하여 제조되는 인조가죽(10)의 적층구조에 대하여 살펴보기로 한다.
도 9를 참조하면, 인조가죽(10)은 아래에서 위로 이면층(11), 발포층(13b), 스킨층(15), 표면처리층(17)을 포함하고, 상기 스킨층(15) 및 표면처리층(17) 상부에 형성된 엠보(19)를 포함할 수 있다.
좀 더 구체적으로 설명해보면, 이면층(11)은 기계적 물성을 보조하고, 인조가죽의 형태 유지 및 주름 방지 역할을 수행하는 것으로, 면, 레이온, 비단, 폴리올레핀(예를 들어 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등), 나일론, 폴리에스테르, 폴리우레탄 등에 기초한 다양한 합성물의 직포, 부직포, 편직, 평직, 스펀본드 등의 가요성 중합체일 수 있으며, 선택적으로 천연 섬유 및/또는 합성 섬유를 더 포함할 수 있다.
발포층(13b)은 인조가죽에 부드러운 특성 및 쿠션감을 부여하는 것으로, 열가소성 수지, 가소제 및 발포제를 포함하는 발포층 제조용 조성물로 형성될 수 있다.
이 경우 상기 열가소성 수지는 우수한 쿠션감과 높은 신율 및 우수한 내구성을 동시에 확보할 수 있는 PVC 수지일 수 있다.
스킨층(15)은 표면 평활도를 확보하고 색상을 구현하기 위한 것으로, 열가소성 수지, 가소제 및 안료를 포함하는 스킨층 제조용 조성물로 형성될 수 있다.
또한 상기 스킨층(15) 제조용 조성물은 용융강도 및 물성 조절을 위해 열안정제, 난연제, 충전제를 더 포함할 수 있다.
표면처리층(17)은 상기 스킨층(15)에 2액형 수성 표면처리제를 코팅한 후 건조 및 에이징하여 형성된 것일 수 있다.
구체적으로, 상기 2액형 수성 표면처리제를 상기 스킨층(15) 상부에 도포함으로써, 두께가 4 ~ 30㎛인 표면처리층(17)을 형성할 수 있고, 상기 표면처리층(17)의 두께를 상기 범위 내로 유지함으로써 인조가죽의 유연성을 유지한 상태로 내오염성을 동시에 확보할 수 있다. 상기 범위 미만일 경우 두께가 너무 얇아 내구성이 저하되며, 상기 범위를 초과할 경우 수성 표면처리제 소요가 증가하여 재료비가 많이 소요될 수 있으므로 상기 범위 내의 두께를 가지는 것이 바람직하다.
엠보(19)는 적외선 조사를 통해 가열된 반제품의 스킨층(15) 및 표면처리층(17) 표면에 형성되는 것으로, 본 발명에 따른 엠보 성형장치에 의해 소정의 엠보 무늬로 형성될 수 있다.
그러면, 상기 적층구조와 같은 인조가죽(10)의 제조과정에 대하여 설명해보기로 한다.
도 10은 본 발명에 따른 인조가죽 제조장치를 이용한 인조가죽 제조과정을 보여주는 흐름도이다.
도 10을 참조하면, 먼저 캘린더성형부(110)를 통해 반죽 상태의 원재료를 캘린더롤(111)에 통과시켜 예비발포층(13a)과 스킨층(15)을 제각기 형성한다(S1).
그런 다음, 상기 예비발포층(13a)의 저면에 직포 또는 부직포를 적층하여 이면층(11)을 형성한다(S3).
그리고 이면층(11)이 형성된 예비발포층(13a)의 상부에 상기 스킨층(15)을 적층한다(S5).
상기 적층된 반제품을 오븐에 통과시켜 발포제가 포함된 예비발포층(13a)을 일정배율로 발포시켜 발포층(13b)를 형성한다(S7).
그리고 상기 발포과정을 거친 반제품의 스킨층(15) 상부에 표면처리제를 도포하여 표면처리층(17)을 형성해준다(S9).
상기 표면처리층(17)이 형성된 반제품 표면에 적외선을 조사하여 가열해준다(S11).
그런 후, 상기 적외선 조사를 통해 가열된 반제품의 스킨층(15) 및 표면처리층(17) 표면에 진공을 이용하여 엠보(19)를 흡착 성형해주면 본 발명에 따른 인조가죽의 제조가 완성된다(S13).
본 발명에 따른 인조가죽 제조방법은, 상기 발포 성형단계(S7), 표면처리층 형성단계(S9), 적외선 조사단계(S11) 및 엠보 성형단계(S13)가 인라인으로 이루어질 수 있다.
또는 상기 발포 성형단계(S7), 표면처리층 형성단계(S9), 적외선 조사단계(S11) 및 엠보 성형단계(S13)가 인라인으로 이루어질 수 있다.
또는 상기 예비발포층(13a)과 스킨층(15)의 캘린더 성형단계(S1), 이면층 적층단계(S3), 스킨층 적층단계(S5), 발포 성형단계(S7), 표면처리층 형성단계(S9), 적외선 조사단계(S11) 및 엠보 성형단계(S13)가 인라인으로 이루어질 수 있다.
상기 진공을 이용하여 엠보(19)를 흡착 성형하는 단계는 0.02 ~ 0.08Mpa, 바람직하게는 0.04 ~ 0.07Mpa의 압력하에서 수행하는 것이 바람직하다. 상기 단계가 상기 압력 범위 미만에서 수행 시 엠보(19)를 형성하기 어려워 쿠션감이 저하될 수 있으며, 상기 범위를 초과하여 수행 시 표면처리층(17)이 손상되거나, 표면 물성이 저하될 수 있으므로 상기 압력 범위 내에서 수행하는 것이 바람직하다.
또한 상기 공정은 150 ~ 190℃, 바람직하게는 160 ~ 180℃의 온도에서 수행될 수 있다. 상기 공정이 상기 온도 범위 미만에서 수행 시 엠보(19)를 충분히 형성하기 어렵고, 상기 범위를 초과하여 수행 시 고온에 의해 인조가죽의 표면 물성이 거칠어지거나 찢기는 등의 문제점이 발생하므로 상기 온도 범위 내에서 수행하는 것이 바람직하다.
선택적으로 상기 발포과정을 거친 반제품의 스킨층(15)의 상부에 적외선 조사를 통해 가열된 반제품의 스킨층(15) 표면에 진공을 이용하여 엠보(19)를 흡착 성형한 후, 표면처리제를 도포하여 표면처리층(17)을 형성함으로써 인조가죽의 제조를 완성할 수도 있다.
이상과 같은 본 발명은, 엠보 성형장치의 엠보롤 냉각방식을 기존의 공랭식에서 수랭식으로 변경 적용해줌으로써 엠보롤의 냉각속도를 향상시킬 수 있으며, 이에 따라 인조가죽의 제조공정 중 표면처리부(150)와 엠보성형부(200)를 인라인(in-line)으로 구성해줌으로써 생산효율을 향상시킬 수 있다.
좀 더 구체적으로, 상기 엠보롤러부(200)의 냉각방식에 따른 엠보(19) 성형 속도에 대하여 살펴보기로 한다.
본 발명에 따른 수랭식냉각부(400)를 포함한 엠보 성형장치에 의해 제조되는 실시예와, 공랭식냉각부를 포함한 기존의 엠보 성형장치에 의해 제조되는 비교예에서의 인조가죽 엠보 성형 속도는 아래의 [표 1]과 같다.
실시예 비교예
생산속도[m/min] ~ 30 ~ 9
상기 [표 1]에서 확인된 바와 같이, 본 발명에 따른 수랭식냉각부(400)가 구비된 실시예의 엠보 성형장치는, 공랭식냉각부가 구비된 비교예의 엠보 성형장치에 비해 엠보 성형속도가 약 3.3배로 현저히 빠른 것을 알 수 있다.
한편, 상기 비교예의 공랭식냉각부가 구비된 기존의 엠보 성형장치는 엠보롤을 냉각하는데 상당한 시간이 소요된다. 즉 상기 기존의 엠보 성형장치는 인조가죽 제조장치를 구성하는 다른 장치들과 생산속도가 서로 달라 인라인으로 구비될 수 없다.
이에 반해, 본 발명에 따른 수랭식냉각부(400)가 구비된 엠보 성형장치는 엠보롤의 냉각속도가 기존의 엠보 성형장치에 비해 빠르다. 즉 본 발명의 엠보 성형장치는 인조가죽 제조장치를 구성하는 다른 장치들과 생산속도를 맞출 수 있어 인라인으로 구비될 수 있다. 이에 따라 인조가죽의 생산효율을 향상시킬 수 있다.
다른 한편, 기존의 롤 압착방식의 엠보 성형장치는 엠보 전사효율이 80 ~ 90%인데 반해, 본 발명에 따른 진공을 이용한 엠보 성형장치는 엠보 전사효율 100%의 구현이 가능하다.
이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않으며 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변경과 수정이 가능함은 물론이다.
10 : 인조가죽 11 : 이면층
13a : 예비발포층 13b : 발포층
15 : 스킨층 17 : 표면처리층
19 : 엠보 110 : 캘린터성형부
111 : 캘린더롤 120 : 이면층적층부
130 : 스킨층적층부 140 : 발포성형부
141 : 오븐 150 : 표면처리부
160 : 적외선가열부 200 : 엠보성형부
210 : 롤러본체부 211 : 메인롤러
211a : 분사공 213 : 고무커버
215 : 진공바조립체 215a : 진공바
215b : 흡입홀 215c : 고정판
215d : 결합홈 220 : 엠보롤러부
221 : 진공홀 223 : 엠보무늬
230 : 진공발생부 240 : 수랭식냉각부
241 : 제1냉각수파이프 243 : 제2냉각수파이프

Claims (15)

  1. 발포 성형된 반제품의 스킨층(15) 상부에 표면처리층(17)을 형성해주는 표면처리부(150); 및
    상기 표면처리부(150)와 인라인(in-line)으로 배치되며, 상기 스킨층(15) 및 표면처리층(17)의 표면에 진공을 이용한 엠보 성형장치를 통해 엠보(19)를 흡착 성형해주는 엠보성형부(200);를 포함하며,
    상기 엠보 성형장치는,
    원통 형상으로 형성되며, 모터(203)의 동력을 전달받아 회전되는 롤러본체부(210);
    상기 롤러본체부(210)의 외주면에 결합될 수 있도록 관체 형상으로 형성되며, 표면에 엠보 성형용 진공홀(221)과 소정의 엠보무늬(223)가 구비되는 엠보롤러부(220);
    상기 롤러본체부(210)를 통해 상기 진공홀(221)과 연결되며, 진공을 발생시켜 공급 이송되는 인조가죽의 표면에 엠보(19)를 흡착 성형해주는 진공발생부(230); 및
    상기 롤러본체부(210) 내에 설치되어 상기 엠보롤러부(220)를 소정온도로 냉각시켜주는 수랭식냉각부(240);를 포함하고,
    상기 롤러본체부(210)는,
    공기공급부를 통한 공기 공급 시 외주면에 구비된 복수의 분사공(211a)을 통해 상기 공기를 외부로 분사해주는 메인롤러(211);
    상기 메인롤러(211)의 외주면에 끼움 결합되며, 상기 분사공(211a)을 통해 분사되는 공기 압력에 의해 외측으로 팽창되는 튜브 형상의 고무커버(213); 및
    상기 고무커버(213)의 외주면에 상기 메인롤러(211)의 중심축을 회전중심으로 복수의 진공바(215a)가 방사상으로 결합되며, 외주면에 상기 진공홀(221)과 연통되는 복수의 흡입홀(215b)이 구비되는 진공바조립체(215);를 포함하여, 상기 고무커버(213)의 팽창 시 진공바조립체(215)가 연동 확장되면서 상기 엠보롤러부(220)의 내주면을 가압 고정해주는 것인 인조가죽 제조장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 표면처리부(150) 이전에는,
    반죽상태인 원재료를 캘린더롤(111)에 통과시켜 예비발포층(13a)과 스킨층(15)을 제각기 형성해주는 캘린더성형부(110);
    상기 예비발포층(13a)의 저면에 직포 또는 부직포를 적층하여 이면층(11)을 형성해주는 이면층적층부(120);
    상기 예비발포층(13a)의 상면에 상기 스킨층(15)을 적층해주는 스킨층적층부(130); 및
    상기 스킨층(15)이 적층된 반제품을 오븐(141)에 통과시켜 발포제가 포함된 예비발포층(13a)을 일정배율로 발포시켜 발포층(13b)을 형성해주는 발포성형부(140);를 더 포함하는 인조가죽 제조장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 표면처리부(150)와 엠보성형부(200)의 사이에는,
    상기 표면처리층(17)이 적층된 반제품 표면에 적외선을 조사하여 가열해주는 적외선가열부(160);를 더 포함하는 인조가죽 제조장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 메인롤러(211)의 양측에는,
    상기 진공바(215a)의 양단을 고정해줄 수 있도록 대향면에 결합홈(215d)이 구비된 한 쌍의 고정판(215c)이 결합되는 것인 인조가죽 제조장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 엠보롤러부(220)는,
    상기 공기공급부의 미작동 시 교체가 가능하도록 상기 진공바조립체(215)의 외주면에 헐거운 끼워맞춤으로 결합되는 것인 인조가죽 제조장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 수랭식냉각부(240)는,
    냉각수공급부(240a)를 통해 공급되는 냉각수를 순환시킬 수 있도록 상기 진공바(215a)의 내부 길이방향을 따라 제1냉각수파이프(241); 및
    상기 메인롤러(211) 내부에 구비되어 제1냉각수파이프(241)와 연결되는 제2냉각수파이프(243);를 포함하는 인조가죽 제조장치.
  9. 제1항 내지 제3항 또는 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 인조가죽 제조장치를 이용한 인조가죽 제조방법에 있어서,
    발포 성형된 반제품의 스킨층(15) 상부에 표면처리층(17)을 형성해주는 단계; 및
    상기 표면처리층(17) 형성단계와 인라인(in-line)으로 배치되며, 상기 스킨층(15) 및 표면처리층(17)의 표면에 진공을 이용하여 엠보(19)를 흡착 성형해주는 단계;를 포함하는 인조가죽 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 표면처리층(17) 형성단계 이전에는,
    반죽상태인 원재료를 예비발포층(13a)과 스킨층(15)으로 제각기 형성해주는 단계;
    상기 예비발포층(13a)의 저면에 직포 또는 부직포를 적층하여 이면층(11)을 형성해주는 단계;
    상기 예비발포층(13a)의 상면에 상기 스킨층(15)을 적층해주는 단계; 및
    발포제가 포함된 상기 예비발포층(13a)을 일정배율로 발포시켜 발포층(13b)을 형성해주는 단계;를 더 포함하는 인조가죽 제조방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 표면처리층(17) 형성단계와 엠보(19) 성형단계 사이에는,
    상기 표면처리층(17)이 적층된 반제품 표면에 적외선을 조사하여 가열해주는 단계;를 더 포함하는 인조가죽 제조방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 적외선 조사 단계는,
    적외선 조사 시간이 적어도 10초 이상인 것인 인조가죽 제조방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 적외선 조사 단계는,
    상기 반제품을 150 ~ 180℃ 또는 160 ~ 170℃의 환경에서 가열 연화시키는 것인 인조가죽 제조방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 반제품의 공정속도는 13 ~ 17m/min이며,
    상기 적외선 조사 공정은 상기 반제품의 공정속도와 대응되도록 3 ~ 4m 길이로 배치되는 것인 인조가죽 제조방법.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 엠보 성형단계는 0.02 ~ 0.08Mpa의 압력과 150 ~ 190℃의 온도하에서 수행되는 것인 인조가죽 제조방법.
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