KR102202658B1 - 인조 가죽 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인조 가죽에 관한 것으로 보다 상세하게는, 자동차 내장재, 건축자재 등에 사용되는 인조 가죽에 있어서, 상기 인조 가죽은 직물층; 상기 직물층의 상부에 적층되는 기능층; 및 상기 기능층의 상부에 적층되는 표피층을 포함한 3층 구조를 갖되, 상기 표피층 및 기능층은 폴리올레핀계 수지 재질로서 올레핀계 엘라스토머와 올레핀계 수지를 특정 비율로 포함하여 가죽스러운 느낌을 구현하면서 아울러 내열성을 확보하고, 상기 기능층은 비할로겐계 난연제를 더 포함하여 친환경적이면서 난연성을 갖으며, 전자선 가교를 통해 더 우수한 난연성을 갖는 인조 가죽 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

Description

인조 가죽 및 이의 제조방법{Artificial leather and a method for manufacturing the artificial leather}

본 발명은 인조 가죽에 관한 것으로 보다 상세하게는, 자동차 내장재, 건축자재 등에 사용되는 인조 가죽에 있어서, 상기 인조 가죽은 직물층; 상기 직물층의 상부에 적층되는 기능층; 및 상기 기능층의 상부에 적층되는 표피층을 포함한 3층 구조를 갖되, 상기 표피층 및 기능층은 폴리올레핀계 수지 재질로서 올레핀계 엘라스토머와 올레핀계 수지를 특정 비율로 포함하여 가죽스러운 느낌을 구현하면서 아울러 내열성을 확보하고, 상기 기능층은 비할로겐계 난연제를 더 포함하여 친환경적이면서 난연성을 갖으며, 전자선 가교를 통해 더 우수한 난연성을 갖는 인조 가죽 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

종래부터 자동차 내장재, 건축자재 등에 사용되는 인조 가죽은 내열성, 난연성 등의 각 성능이 우수하고 저가인 폴리염화비닐을 주로 이용하여 직물층; 상기 직물층 상부에 적층되는 폴리염화비닐 폼층; 상기 폴리염화비닐 폼층 상부에 적층되는 폴리염화비닐 스킨층을 포함한 인조 가죽을 사용하여 왔으나, 이러한 인조 가죽은 폐기물 처리 시 폴리염화비닐 소각에 의해 인체에 해로운 염소가스가 발생하여 전세계적으로 탈 폴리염화비닐 인조 가죽을 개발하는데 주력하고 있다.

종래 일본 공개특허 2010-285484호로 공개된 인조 가죽은 폴리염화비닐을 대체하기 위한 방안으로 폴리올레핀계 수지를 포함하여 자동차 내장재용 인조 가죽을 제조하였으나, 내열성, 난연성 및 가공성이 떨어지는 문제점을 지니고 있다.

JP 2010-285484 A (공개일: 2010.12.24)

본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 직물층; 상기 직물층의 상부에 적층되는 기능층; 및 상기 기능층의 상부에 적층되는 표피층을 포함한 3층 구조를 갖되, 상기 표피층 및 기능층은 폴리올레핀계 수지 재질로서 올레핀계 엘라스토머와 올레핀계 수지를 특정 비율로 포함하여 가죽스러운 느낌을 구현하면서 아울러 내열성을 확보하고, 상기 기능층은 비할로겐계 난연제를 더 포함하여 친환경적이면서 난연성을 갖으며, 전자선 가교를 통해 더 우수한 난연성을 갖는 인조 가죽 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은,

직물층; 상기 직물층의 상부에 적층되는 폴리올레핀계 수지 재질의 기능층; 및 상기 기능층의 상부에 적층되는 폴리올레핀계 수지 재질의 표피층을 포함하는 인조 가죽을 제공한다.

또한, 상기 기능층은 비할로겐계 난연제를 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명은 (A)직물층을 형성하는 단계; (B)상기 직물층의 상부에 기능층을 적층하는 단계; (C)상기 기능층의 상부에 표피층을 적층하는 단계; (D)상기 (C)단계의 층들을 열합착하는 단계; 를 포함하는 인조 가죽의 제조방법을 제공한다.

또한, 상기 (D)단계 이후에 전자선을 조사하여 전자선 가교를 할 수 있다.

본 발명에 따른 인조 가죽은 직물층; 상기 직물층의 상부에 적층되는 기능층; 및 상기 기능층의 상부에 적층되는 표피층을 포함한 3층 구조를 갖되, 상기 표피층 및 기능층은 폴리올레핀계 수지 재질로서 올레핀계 엘라스토머와 올레핀계 수지를 특정 비율로 포함하여 가죽스러운 느낌을 구현하면서 아울러 내열성을 확보 가능한 효과가 있다.

상기 기능층에 비할로겐계 난연제를 더 포함할 경우 친환경이면서 난연성을 구현할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 인조 가죽은 전자선 가교를 통해 더 우수한 난연성을 갖는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 인조 가죽은 폴리올레핀계 수지를 포함하여 종래의 폴리염화비닐 인조 가죽과 동등 수준 이상의 물성을 가지면서도, 사용 후 재 가공이 가능해 친환경적인 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 인조 가죽은 종래의 폴리염화비닐 인조 가죽에 비해 비중이 작아 경량화 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 인조 가죽의 적층 구조를 보여주는 측단면도이다.
도 2는 인장강도 및 신율을 측정하기 위한 시편이다.
도 3a는 인열강도를 측정하기 위한 시편이다.
도 3b는 인장시험기의 클램프이다.

이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 인조 가죽의 적층 구조를 보여주는 측단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 인조 가죽(1)은, 직물층(130); 상기 직물층(130)의 상부에 적층되는 폴리올레핀계 수지 재질의 기능층(120); 및 상기 기능층(120)의 상부에 적층되는 폴리올레핀계 수지 재질의 표피층(110)을 포함한다.

이러한 본 발명의 구성에 대해 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

상기 폴리올레핀계 수지 재질의 표피층(110) 및 기능층(120)은 올레핀계 엘라스토머 및 올레핀계 수지로 이루어진 폴리올레핀계 혼합수지를 포함한 폴리올레핀계 수지 조성물로 형성될 수 있다.

상기 올레핀계 엘라스토머는 에틸렌-프로필렌 고무, 에틸렌-프로필렌 디엔 고무, 에틸렌-부타디엔 고무, 에틸렌-부텐 고무, 에틸렌-옥텐 고무, 프로필렌-부텐 고무, 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌 및 에틸렌-프로필렌-부텐 고무 중 선택되는 1종 이상일 수 있다.

본 발명에서는 유연성 및 용융강도가 우수한 아이소택틱 프로필렌(isotactic propylene)의 반복적인 구조에 에틸렌이 랜덤 공중합된, 상기 에틸렌 함량이 5-25중량%, 바람직하게는 10-20중량%인 프로필렌계 엘라스토머(propylene based elastomer)를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 에틸렌 함량이 상기 범위 미만일 경우 유연성 및 용융강도가 저하되고, 상기 범위를 초과할 경우 성형가공성이 저하되므로 상기 범위 내의 에틸렌을 포함하는 프로필렌계 엘라스토머를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 올레핀계 엘라스토머는 용융 지수(MI)가 0.5-15g/10min(190℃, 2.16kg), 바람직하게는 1-10g/10min(190℃, 2.16kg)일 수 있다. 상기 범위 미만일 경우 흐름성이 너무 낮아 성형가공성이 저하되고, 상기 범위를 초과할 경우 생성하는 조성물의 용융강도 저하로 성형가공성이 저하되므로, 상기 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다.

상기 올레핀계 엘라스토머는 상기 폴리올레핀계 혼합수지 내에 55-85중량%, 바람직하게는, 60-85중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위 미만일 경우 수지 조성물이 딱딱해져 인조 가죽에 컬링(curling)이 발생되는 등 구조 안정성이 저하되고, 상기 범위를 초과할 경우 상대적으로 올레핀계 수지의 함량이 적어져 내열성 등의 물성이 저하되므로 상기 범위 내로 사용하는 것이 바람직하다.

상기 올레핀계 수지는 호모-프로필렌, 호모-에틸렌, 프로필렌을 에틸렌, 부텐, 펜텐, 헥센 및 옥텐으로 이루어진 그룹에서 선택되는 1종 이상의 공단량체와 공중합시킨 랜덤 공중합체 및 블록 공중합체 중 선택되는 1종 이상일 수 있다.

본 발명에서는 바람직하게 강도와 내광성이 우수한 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체 및/또는 강도와 내충격성이 우수한 프로필렌-에틸렌 블록 공중합체를 사용할 수 있다.

상기 올레핀계 수지는 에틸렌 함량이 1-20중량%, 바람직하게는 6-16중량%일 수 있다. 상기 범위 미만일 경우 수지 조성물이 딱딱해져 성형 시 깨질 수 있으며, 상기 범위를 초과할 경우 수지 조성물을 카렌더 롤에 시팅 시 롤에 점착될 수 있으므로 상기 범위 내의 에틸렌을 포함하는 프로필렌-에틸렌 공중합체를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 올레핀계 수지는 용융 지수(MI)가 0.1-50g/10min(230℃, 2.16kg), 바람직하게는 0.5-10g/10min(230℃, 2.16kg)일 수 있다. 상기 범위 미만일 경우 유연성이 떨어져 성형가공성 및 인조 가죽의 물성이 저하되고, 상기 범위를 초과할 경우 용융강도의 저하로 인한 성형가공성이 저하됨과 아울러 충격강도 및 내열성이 저하되므로 상기 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다.

상기 올레핀계 수지는 상기 폴리올레핀계 혼합수지 내에 15-45중량%, 바람직하게는 15-40중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위 미만인 경우 인조 가죽의 강도 등 물성이 저하되며, 상기 범위를 초과할 경우 수지 조성물이 딱딱해져 인조 가죽에 컬링(curling)이 발생되는 등 구조 안정성이 저하되므로 상기 범위 내로 사용하는 것이 바람직하다.

상기 폴리올레핀계 수지 조성물은 안료 및 가공조제를 상기 폴리올레핀계 혼합수지 100중량부에 대하여 각각 0.5-2중량부로 포함할 수 있다. 상기 범위 미만인 경우 색감의 저하 및 가공 안정성 확보가 어렵고, 상기 범위를 초과한 경우 인조 가죽 제조 후 용출(migration)이 될 수 있으므로 상기 범위 내로 사용하는 것이 바람직하다.

상기 기능층(120)은 난연제를 더 포함할 수 있으며 비발포 또는 발포된 것일 수 있다.

상기 난연제로는, 삼산화안티몬, 오산화안티몬 등의 안티몬계 난연제; 붕산아연, 황산아연, 주석산아연 등의 아연계 난연제; 브롬계, 염소계 등의 할로겐계 난연제; 트리페닐포스페이트, 크레실디페닐포스페이트, 페닐레조르신폴리포스페이트, 비스페놀-A-비스(디페닐포스페이트), 비스페놀-A-비스(디크레실포스페이트) 등의 인계 난연제; 수산화알루미늄, 수산화마그네슘 등의 금속 수산화물계 난연제; 트리아진계 화합물(멜라민) 등의 질소계 난연제; 폴리다이메틸실록산(PDMS), 흄드 실리카, 폴리실세스퀴옥산(POSS) 등의 실리콘계 난연제; 중 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.

본 발명에서는 바람직하게 친환경적인 비할로겐 난연제로 인계, 질소계, 또는 실리콘계 난연제를 사용할 수 있다.

상기 난연제는 기능층(120)에 상기 폴리올레핀계 혼합수지 100중량부에 대하여 15-40중량부, 바람직하게는 15-35중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위 미만인 경우 난연성이 저하되며, 상기 범위를 초과할 경우 인조 가죽의 물성이 저하됨과 아울러 원가가 상승할 우려가 있으므로 상기 범위 내로 사용하는 것이 바람직하다.

상기 폴리올레핀계 수지 조성물은 필요에 따라 통상적으로 공지된 첨가제를 더 포함하여 물성을 조절할 수 있고 예를 들어, 무기충전제, 광안정제, 열안정제, 산화방지제, 활제, 항균제 및 내가수분해제로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.

상기 첨가제의 함량은 인조 가죽의 물성에 영향을 미치지 않는 함량 범위 내에서 사용할 수 있다.

상기 표피층(110)의 두께는 0.1-0.3mm일 수 있으며, 상기 범위 미만인 경우 가공성이 저하됨과 아울러 색을 구현하기 위한 안료의 첨가량 증가로 재료비가 증가하고, 상기 범위를 초과할 경우 필요 이상으로 두껍게 형성됨에 따라 재료비가 많이 소요될 수 있다.

상기 기능층(120)의 두께는 0.1-0.3mm일 수 있으며, 상기 범위 미만인 경우 가공성이 저하되고, 상기 범위를 초과할 경우 필요 이상으로 두껍게 형성됨에 따라 재료비가 많이 소요될 수 있다.

상기 직물층(130)은 인조 가죽의 최하부층으로 직포, 부직포, 편직, 평직, 스퍼본드 등의 가요성 중합체 재료를 포함할 수 있고, 선택적으로 천연 섬유 및/또는 합성 섬유를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 사용할 수 있는 직물은 면, 비단, 폴리올레핀(예를 들어 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등), 나일론, 폴리에스테르, 폴리우레탄 등에 기초한 다양한 합성물일 수 있으며, 바람직하게, 난연성을 더 부여하기 위해 폴리에스테르 원사와 면사의 비율이 약 70:30-60:40으로 제직된 직물일 수 있다.

상기 직물층(130)의 두께는 0.4-0.7mm일 수 있으며, 상기 범위 미만인 경우 기계적 강도가 저하되며, 상기 범위를 초과할 경우 필요 이상으로 두껍게 형성됨에 따라 재료비가 많이 소요될 수 있다.

본 발명은 선택적으로 표피층(110)을 보호하기 위해 인조 가죽의 최상부에 탑 코팅층(100)을 더 포함할 수 있다.

상기 탑 코팅층(100)은 통상의 인조 가죽에 적용되는 표면처리제를 이용하여 형성될 수 있다.

다음은 본 발명에 따른 폴리올레핀계 수지 조성물을 이용하여 본 발명의 인조 가죽을 제조하는 과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 각 층의 제조용 조성물을 이용하여 이축압출기를 통해 재료를 균일하게 컴파운딩 후 반바리 믹서(banbury mixer)를 통해 재료를 겔링(gelling)시킨다. 이후 캘린더링(calendering) 또는 티다이(T-die) 압출 공정을 통해 표피층(110) 및 기능층(120)을 각각 형성한 후,

직물층(130) 상부에 기능층(120)을 1차 적층 후, 상기 기능층(120)의 상부에 표피층(110)을 2차 적층하고 상기 직물층(130), 기능층(120) 및 표피층(110)을 다시 한 번 롤을 통해 150-170℃온도에서 열 합착 후, 전자선 가교를 통해 인조 가죽을 제작할 수 있다.

상기 전자선 가교는 전자선 조사를 통한 가교 방식으로서, 이는 종래의 화학 가교 방식에 비해 친환경적이며, 경제성이 우수하고 공정 안정성을 확보할 수 있어 바람직하다.

상기 전자선 가교 시 전자선 조사량은 100-200KGy인 것이 바람직하며, 상기 범위 미만일 경우 가교 수준이 떨어져 우수한 난연성을 얻지 못하며, 상기 범위를 초과할 경우 고분자 사슬의 분해가 일어나 물성이 저하되므로 상기 범위 내로 사용하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 제작된 인조 가죽은 비중이 0.8-0.9일 수 있다. 이는 종래의 폴리염화비닐(경질 타입: 1.3-1.45, 연질 타입: 1.1-1.35)의 인조 가죽에 비해 작은 비중으로 경량화의 효과가 있다.

본 발명에 따른 인조 가죽은 직물층; 상기 직물층의 상부에 적층되는 기능층; 및 상기 기능층의 상부에 적층되는 표피층을 포함한 3층 구조를 갖되, 상기 표피층 및 기능층은 폴리올레핀계 수지 재질로서 올레핀계 엘라스토머와 올레핀계 수지를 특정 비율로 포함하여 가죽스러운 느낌을 구현하면서 아울러 내열성을 확보 가능한 효과가 있다.

상기 기능층에 비할로겐계 난연제를 더 포함할 경우 친환경이면서 난연성을 구현할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 인조 가죽은 전자선 가교를 통해 더 우수한 난연성을 갖는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 인조 가죽은 폴리올레핀계 수지를 포함하여 종래의 폴리염화비닐 인조 가죽과 동등 수준 이상의 물성을 가지면서도, 사용 후 재 가공이 가능해 친환경적인 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 인조 가죽은 종래의 폴리염화비닐 인조 가죽에 비해 비중이 작아 경량화 효과가 있다.

이하에서는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변경 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.

< 실시예 >

1. 폴리올레핀계 수지 조성물 제조

<실시예 1>

올레핀계 엘라스토머(Vistamaxx6102, Exxonmobil) 80중량%와 올레핀계 수지(SEETEC R3410, LG화학) 20중량%로 이루어진 폴리올레핀계 혼합수지 100중량부에 대해 안료 1중량부, 가공조제로 Montan wax(IL-102, 정인테크) 1중량부, 광안정제 0.1중량부 및 열안정제 0.1중량부를 이축 압출기로 컴파운딩 후 반바리 믹서로 혼련하여 폴리올레핀계 수지 조성물을 제조하였다.

<실시예 2>

올레핀계 엘라스토머 70중량%와 올레핀계 수지 30중량%로 이루어진 폴리올레핀계 혼합수지를 사용한 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일한 조성을 이용해 폴리올레핀계 수지 조성물을 제조하였다.

<비교예 1>

올레핀계 엘라스토머 90중량%와 올레핀계 수지 10중량%로 이루어진 폴리올레핀계 혼합수지를 사용한 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일한 조성을 이용해 폴리올레핀계 수지 조성물을 제조하였다.

<비교예 2>

올레핀계 수지를 사용하지 않고 올레핀계 엘라스토머만 사용한 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일한 조성을 이용해 폴리올레핀계 수지 조성물을 제조하였다.

<비교예 3>

올레핀계 엘라스토머 50중량%와 올레핀계 수지 50중량%로 이루어진 폴리올레핀계 혼합수지를 사용한 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일한 조성을 이용해 폴리올레핀계 수지 조성물을 제조하였다.

2. 폴리올레핀계 수지 조성물의 내열성 및 가공성 측정

상기 1에서 제조된 실시예 1, 2 및 비교예 1 내지 3의 내열성 및 가공성을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

-내열성은 120℃에서 96hr동안 열 조사 후 외관의 변화를 관찰하여 육안으로 평가하였다.

-가공성은 170℃의 2본 롤에서 30분이상 가공 후 롤에서의 접착성을 육안으로 평가하였다.

			실시예1	실시예2	비교예1	비교예2	비교예3
폴리올레핀계 수지 조성물	폴리올레핀계 혼합수지 (중량부)	올레핀계 엘라스토머 (중량%)	80	70	90	100	50
		올레핀계 수지 (중량%)	20	30	10	0	50
	안료 (중량부)		1	1	1	1	1
	가공조제(중량부)		1	1	1	1	1
	광안정제(중량부)		0.1	0.1	0.1	0.1	0.1
	열안정제 (중량부)		0.1	0.1	0.1	0.1	0.1
물성 측정	내열성		우수	우수	보통	미흡	우수
	가공성		만족	만족	만족	부족	부족

상기 표 1에서 확인된 바와 같이 올레핀계 엘라스토머가 70-80중량% 및 올레핀계 수지가 20-30중량%로 이루어진 폴리올레핀계 혼합수지를 포함한 폴리올레핀계 수지 조성물인 실시예 1, 2의 경우 내열성 및 가공성이 우수한 것을 알 수 있다.

또한, 올레핀계 엘라스토머가 90중량% 및 올레핀계 수지가 10중량%로 이루어진 폴리올레핀계 혼합수지를 포함한 폴리올레핀계 수지 조성물인 비교예 1의 경우 충분한 내열성을 확보하지 못하며, 올레핀계 수지가 전혀 포함되지 않은 폴리올레핀계 수지 조성물인 비교예 2의 경우 내열성 및 가공성이 부족하고, 올레핀계 엘라스토머가 50중량% 및 올레핀계 수지가 50중량%로 이루어진 폴리올레핀계 혼합수지를 포함한 폴리올레핀계 수지 조성물인 비교예 3의 경우 내열성은 우수하나 가공성이 떨어지는 것을 알 수 있다.

3. 인조 가죽 제조

<실시예 3>

(표피층)

상기 실시예 2의 폴리올레핀계 수지 조성물을 160℃의 온도에서 캘린더 성형하여 두께 0.2-0.25mm인 표피층을 형성한다.

(기능층)

상기 실시예 2의 폴리올레핀계 수지 조성물의 올레핀계 엘라스토머 및 올레핀계 수지로 이루어진 폴리올레핀계 혼합수지 100중량부에 대해 인 함량이 17-21%인 인-질소계 난연제(ID8010-4, 정인테크) 20중량부를 더 첨가한 폴리올레핀계 수지 조성물을 160의 온도에서 캘린더 성형하여 두께 0.2-0.25mm인 기능층을 형성한다.

(직포층)

폴리에스테르 원사와 면사의 비율이 약 65:35로 제직하여 두께 0.4-0.45mm인 직포층을 형성한다.

그 후, 직물층 상부에 기능층을 1차 적층 후, 상기 기능층의 상부에 표피층을 2차 적층하고 상기 직물층, 기능층 및 표피층을 다시 한 번 롤을 통해 160℃온도에서 열 합착하여 0.8-1.0mm의 두께를 가진 인조 가죽을 완성하였다.

<실시예 4>

상기 기능층에서 상기 폴리올레핀계 혼합수지 100중량부에 대해 인-질소계 난연제(ID8010-4, 정인테크)의 함량을 30중량부로 첨가하는 것을 제외하고 상기 실시예 2와 동일한 조성으로 0.8-1.0mm의 두께를 가진 인조 가죽을 완성하였다.

<비교예 4>

상기 기능층에서 난연제를 제외하고 상기 실시예 2와 동일한 조성으로 두께 0.8-1.0mm를 가진 인조 가죽을 완성하였다.

<비교예 5>

상기 기능층에서 상기 폴리올레핀계 혼합수지 100중량부에 대해 인-질소계 난연제(ID8010-4, 정인테크)의 함량을 10중량부로 첨가하는 것을 제외하고 상기 실시예 2와 동일한 조성으로 0.8-1.0mm의 두께를 가진 인조 가죽을 완성하였다.

4. 인조 가죽의 난연성 측정

-4.1 난연제의 함량에 따른 난연성 측정

3에서 제조된 실시예 및 비교예의 인조 가죽을 이용해 난연제의 함량에 따른 난연성을 측정하였다.

-난연성은 화염전파속도를 평가하는 방법으로 수평으로 샘플을 놓고, 한쪽 끝에 불을 붙여 화염이 전파되는 속도를 측정하였다.

화염전파속도가 느릴수록 난연성이 우수함을 의미한다.

	난연제 함량 (중량부)	1회 [mm/min]	2회 [mm/min]	3회 [mm/min]	평균 [mm/min]	기준 [mm/min]
비교예 4	0	120	121	132	124.3	100
비교예 5	10	118	102	104	108
실시예 3	20	75	80	69.3	75.7
실시예 4	30	55	52	58	55

상기 표 2에서 확인된 바와 같이, 폴리올레핀계 혼합수지 100중량부에 대해 난연제의 함량이 20-30중량부인 실시예 3, 4인 경우 화염전파속도가 100mm/min 이하로 난연성이 우수함을 알 수 있다.

반면, 폴리올레핀계 혼합수지 100중량부에 대해 난연제 함량이 0-10중량부인 비교예 4, 5의 경우 화염전파속도가 100mm/min 초과로 얻고자 하는 난연성이 충분하지 못함을 알 수 있다.

또한, 폴리올레핀계 혼합수지 100중량부에 대해 난연제 함량이 40중량부를 초과 시 난연성은 우수할 수 있으나, 물성 저하 및 원재료 값이 상승하여 바람직하지 않음을 알 수 있다.

-4.2 전자선 조사량에 따른 난연성 측정

상기에서 제조한 실시예 3의 인조 가죽에 전자선 조사량을 표 3과 같이 달리하여 화염전파속도를 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.

화염전파속도가 느릴수록 난연성이 우수한 것을 의미한다.

	조사량 [KGy]	1차 [mm/min]	2차 [mm/min]	3차 [mm/min]	평균 [mm/min]	기준 [mm/min]
비교예 6	0	75.78	-	-	75.78	100
비교예 7	60	80.89	69.90	71.28	74.02
비교예 8	90	77	72.36	71.6	73.65
실시예 5	150	72.3	63.4	66.7	67.47

상기 표 3에서 확인된 바와 같이, 전자선 조사량이 150KGy인 실시예 5의 경우 화염전파속도가 67.47mm/min으로, 전자선 조사량이 0-90KGy인 비교예 6 내지 8의 화염전파속도보다 느려 더 우수한 난연성을 갖는 것을 알 수 있다.

5. 인조 가죽의 친환경성 측정

<비교예 9>

하부에서 상부로 직물층; 폴리염화비닐 폼층; 폴리염화비닐 스킨층을 포함한 0.8-1.0mm의 두께를 가진 종래의 폴리염화비닐 인조 가죽을 제조하였다.

상기 비교예 9 및 실시예 3의 인조 가죽을 이용해, 냄새 및 Fogging value를 측정하였으며 그 결과는 하기의 표 4와 같다.

-냄새는 MS300-34에 기초한 실험 방법으로 선정된 냄새 관능 평가자가 6단계로 구분되어 있는 냄새 판정표를 기준으로 관능 평가하였으며, 급수가 작을수록 우수한 결과이다.

-Fogging Value는 휘발되는 물질의 양을 GMW-3235 규격에 따라 측정하였다.

평가방법	비교예 9 (폴리염화비닐 인조 가죽)	실시예 3 (폴리올레핀계 인조 가죽)
냄새평가	3급	2급
Fogging value(mg)	1.5	0.3

상기 표 4에서 확인된 바와 같이, 종래의 폴리염화비닐 인조 가죽인 비교예 9에 비해 본 발명의 폴리올레핀계 인조 가죽인 실시예 3의 냄새 평가결과가 더 우수하고 Fogging value 측정 시 실시예 3의 폴리올레핀계 인조 가죽의 휘발되는 양이 0.3mg으로 종래의 폴리염화비닐 인조 가죽인 비교예 9의 1.5mg에 비해 더 적어 친환경적인 것을 알 수 있다.

6. 인조 가죽 물성 측정

상기에서 제조된 비교예 9의 폴리염화비닐 인조 가죽과 실시예 3의 폴리올레핀계 인조 가죽의 물성을 측정하였으며, 그 결과를 다음의 표 5에 나타내었다.

-인장강도 및 신율은 인장시험기(UTM)를 사용하였으며, 도 2의 시편을 가로,

세로 방향 각각 5 개를 채취하여 표선 100mm을 그은 후, 시험기에 물려서 200mm/min으로 인장하여 시편이 파안할 때의 최대 중량을 구한다.

신율은 다음 식 1에 따라 산출한다.

[식 1]

L=(L1-L0)/L0*100

L: 신율(%)

L0: 시험 전의 표점 간 거리

L1 : 시험 후 파단한 때의 표점 간 거리

인조가죽에 있어서는 표피 또는 기포가 파단된 때의 표점 간 거리

-정하중신율 및 잔류줄음율은 상기 인조 가죽을 폭 50mm, 길이 250mm의 시편으로 제조한 후 가로, 세로 방향 각각 3개를 채취하여 그 중앙부에 거리 100mm의 표선을 긋는다. 이것을 클램프 간격 150mm로 하여 피로도시험기(Fatigue Test)에 장하중을 건 그대로 10분간 방치하여 표선 간 거리(L1)를 구한다.

하기 식 2에 따라 정하중신율 및 잔류줄음율을 산출할 수 있다.

[식 2]

정하중신율(%) = L1-100

잔류줄음율(%) = L2-100

L1 : 하중을 건 10분 후 표선의 거리

L2 : 하중을 제거한 10분 후 표선의 거리

-인열강도는 도 3의 시편을 가로, 세로 방향 각각 5개를 채취하여 인장시험기의 클램프에 시편을 물리고 200mm/min으로 인열할 때의 하중을 극대치의 평균치에서 구한다.

-박리강도는 상기 인조 가죽을 폭 30㎜, 길이 150㎜의 시편을 제조하여 가로, 세로 방향 각각 5개를 채취하여 기포 측에 메틸에틸케톤(MEK) 등의 용제를 함침시킨 후 표피에 응력이 걸리지 않도록 주의하면서 짧은 변과 평행하게 길이 50㎜만큼 표피와 기포를 강제적으로 박리한다.

박리 후 시험편을 실내에 2시간 이상 방치하여 용제를 충분히 휘발시킨 후 박리한 표피와 기포를 각각 인장시험기의 클램프에 고정한 후, 200㎜/min 으로 50㎜ 박리한 때의 하중을 극대치의 평균치로 구한다.

시험성적은 5개의 시편의 평균치를 구한다

-파열강도는 파열시험기(MULLEN형 파열강도 시험기)를 사용하여 상기 인조 가죽을 폭 100mm, 길이 100mm의 시편을 제조하여 가로, 세로 방향 각각 3개를 채취하여 파열시험기에 피막면을 아래로 하여 장착하고 압력을 가한다.

파열강도는 고무격막이 시험편을 돌파하는 때의 압력으로 나타난다.

결과는 3개 시편의 평균치를 가지고 나타낸다.

-내굴곡마찰성은 scott 형 굴곡 마찰시험기를 사용한다. 상기 인조 가죽을 폭 30㎜, 길이 120 ㎜의 시편을 제조하여 가로, 세로 방향 각각 4매를 채취하여 동일 방향의 시편 2매를 1개조로 하여 이면을 내측으로 합쳐서 굴곡마찰시험기의 클램프에 양끝을 고정한다.

클램프의 간격은 30 ㎜로 하며, 2개의 시편이 각각 반대방향으로 휘도록 한다. 클램프의 간격을 차차 좁혀서 2개의 시편의 이면이 가볍게 접촉한 후 하중을 걸어 하중이 1kgf(9.8 N)으로 되기까지 간격을 좁힌 후 왕복속도 120회/분, 이행거리 50 ㎜로 마찰시험을 행한다.

		비교예 9	실시예 3	기준
인장강도 (N/30mm)	세로	235	237.9	235 이상
	가로	117	146.6	117 이상
신율 (%)	세로	25	83.9	25 이상
	가로	120	210.2	120 이상
정하중신율 (%)	세로	6	26.0	6 이상
	가로	20	113	20 이상
잔류줄음율 (%)	세로	4	3	5 이하
	가로	14	13	15 이하
인열강도 (N)	세로	14.7	49.392	14 이상
	가로		50.3524
박리강도 (N/30mm)	세로	17.6	93.95	17이상
	가로		157.52
파열강도(Mpa)		0.88	1	0.8이상
내굴곡마찰성		2000회에서 합격일 것	10만회 이상 무	2000회 이상

상기 표 5에서 확인된 바와 같이, 본 발명의 폴리올레핀계 인조 가죽이 종래의 폴리염화비닐 인조 가죽에 비해 동등 수준 이상의 물성을 가짐을 알 수 있다.

특히, 신율, 정하중신율, 인열강도, 박리강도 및 내굴곡마찰성은 종래의 폴리염화비닐 인조 가죽에 비해 크게 증가한 것을 알 수 있다.

1: 인조 가죽
100: 탑 코팅층
110: 표피층
120: 기능층
130: 직물층

Claims (26)

1. 직물층;
   상기 직물층의 상부에 적층되는 폴리올레핀계 수지 재질의 기능층; 및
   상기 기능층의 상부에 적층되는 폴리올레핀계 수지 재질의 표피층을 포함하되,
   상기 폴리올레핀계 수지 재질의 표피층 및 기능층은 올레핀계 엘라스토머 70 내지 80 중량% 및 올레핀계 수지 20 내지 30 중량%로 이루어진 폴리올레핀계 혼합수지를 포함한 폴리올레핀계 수지 조성물로 형성된 것이고,
   상기 올레핀계 엘라스토머는 아이소택틱 프로필렌(isotactic propylene)의 반복적인 구조에 에틸렌이 랜덤 공중합된 프로필렌계 엘라스토머(propylene based elastomer)로 상기 에틸렌 함량이 10-20중량%인 것인 인조 가죽.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제 1항에 있어서,
   상기 올레핀계 엘라스토머는 용융 지수(MI)가 0.5-15g/10min(190℃, 2.16kg)인 것인 인조 가죽.
7. 삭제
8. 제 1항에 있어서,
   상기 올레핀계 수지는 호모-프로필렌, 호모-에틸렌, 프로필렌을 에틸렌, 부텐, 펜텐, 헥센 및 옥텐으로 이루어진 그룹에서 선택되는 1종 이상의 공단량체와 공중합시킨 랜덤 공중합체 및 블록 공중합체 중 선택되는 1종 이상인 것인 인조 가죽.
9. 제 8항에 있어서,
   상기 올레핀계 수지는 프로필렌-에틸렌 랜덤 공중합체 또는 프로필렌-에틸렌 블록 공중합체인 것인 인조 가죽.
10. 제 9항에 있어서,
    상기 올레핀계 수지는 에틸렌 함량이 1-20중량%인 것인 인조 가죽.
11. 제 1항에 있어서,
    상기 올레핀계 수지는 용융 지수(MI)가 0.1-50g/10min(230℃, 2.16kg)인 것인 인조 가죽.
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13. 삭제
14. 삭제
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16. 삭제
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20. 삭제
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23. 제 1항에 있어서,
    비중이 0.8-0.9인 것인 인조 가죽.
24. (A)직물층을 준비하는 단계;
    (B)상기 직물층의 상부에 폴리올레핀계 수지 재질의 기능층을 적층하는 단계;
    (C)상기 기능층의 상부에 폴리올레핀계 수지 재질의 표피층을 적층하는 단계;
    (D)상기 (C)단계의 층들을 열 합착하는 단계; 를 포함하되,
    상기 (D)단계 이후에 전자선 가교되고, 상기 전자선 가교 시에 조사된 전자선량은 100-200KGy이고,
    상기 폴리올레핀계 수지 재질의 표피층 및 기능층은 올레핀계 엘라스토머 70 내지 80 중량% 및 올레핀계 수지 20 내지 30 중량%로 이루어진 폴리올레핀계 혼합수지를 포함한 폴리올레핀계 수지 조성물로 형성된 것이고,
    상기 올레핀계 엘라스토머는 아이소택틱 프로필렌(isotactic propylene)의 반복적인 구조에 에틸렌이 랜덤 공중합된 프로필렌계 엘라스토머(propylene based elastomer)로 상기 에틸렌 함량이 10-20중량%인 것인 인조 가죽의 제조방법.
    
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