KR102473903B1 - 식물성 탄닌을 이용한 친환경 식물성 가죽 제조방법 - Google Patents
식물성 탄닌을 이용한 친환경 식물성 가죽 제조방법 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 식물성 탄닌을 이용한 친환경 식물성 가죽 제조방법에 관련되며, 이때, 식물성 탄닌을 이용한 친환경 식물성 가죽 제조방법은 감이 지니고 있는 단백질 성분과 탄닌산의 반응 및 알칼리 금속이온과의 반응을 이용하여 친환경적으로 가죽 형태의 직물을 제조할 수 있도록, 베이스원단 준비단계(S10); 식물성 수지 준비단계(S20);식물성수지 코팅단계(S30);탄닌 코팅단계(S40)를 포함하여 주요구성으로 한다.
Description
본 발명은 식물성 탄닌을 이용한 친환경 식물성 가죽 제조방법에 관련되며, 보다 상세하게는 감이 지니고 있는 단백질 성분과 탄닌산의 반응 및 알칼리 금속이온과의 반응을 이용하여 친환경적으로 가죽 형태의 직물을 제조할 수 있는 식물성 탄닌을 이용한 친환경 식물성 가죽 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로 가죽은 고급 제품으로 인식되는 동물의 천연가죽과 근래에 들어 생산되는 인조가죽으로 대별되는 데, 인조가죽에 비하여 천연가죽이 질감이 우수하고 고급스러울 뿐만 아니라 내구성이 좋기 때문에 선호가 높지만 대개는 동물의 도살에 의해 얻어지는 가죽의 원피를 가공하여 각종 의류나 악세서리 및 생활용품 등으로 제작되기 때문에 가격이 비싸고 양이 한정되어 있다는 단점이 있다.
또, 천연가죽은 질기면서도 부드러운 질감 때문에 오랫동안 사람들의 사랑을 받아온 소재지만, 동물을 보호하자는 사회적 분위기가 확산되면서 천연가죽을 사용하는 것에 거부감을 느끼면서 불매운동으로 확산되는 추세이다.
이로 인해 천연가죽을 대체하기 위해 인공적으로 제조되는 합성 피혁(Artificial Leather)의 수요가 증가하는 추세이며, 합성 피혁은 가방 등의 생활소재, 지갑과 벨트 등의 패션소재, 소파 등과 같은 가구의 피복 소재, 벽재 또는 바닥재, 의료 소재, 또는 자동차 내장재 등과 같은 각종 인테리어 소재 등 다양한 분야의 재료로 사용되고 있지만, 소재의 특성상 환경오염의 문제가 제기되고 있다.
이에 종래에 개시된 공개특허 10-2021-0106643호에서, 천연가죽의 대체품인 식물성 가죽소재의 표면에 천연가죽의 질감을 형성하는 식물성 가죽용 가죽질감 형성 조성물로서: 상기 식물성 가죽의 표면에 도포되며 입자 크기가 100㎚ 내지 1500㎚인 수분산폴리우레탄을 포함하는 식물성 가죽용 가죽질감 형성 조성물이 선 제시된바 있다.
그러나, 상기 종래기술은 다양한 식물재료를 이용하여 천연가죽 및 인조 피혁을 대체하기 위한 식물성 가죽을 제공하려는 것이나, 인조 피혁 제조과정에서 6가크롬을 포함한 유해물질(아릴아민, 폼알데히드, 염소화페놀류, DMF 등)이 주로 사용되므로 인체에 유해하고 폐기시 환경오염을 유발하고, 특히, 염색공정에서 다량의 물 사용으로 오폐수에 의한 수질 오염이 심각한 문제점이 따랐다.
이에 따라 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 착안 된 것으로서, 감이 지니고 있는 단백질 성분과 탄닌산의 반응 및 알칼리 금속이온과의 반응을 이용하여 친환경적으로 가죽 형태의 직물을 제조할 수 있는 식물성 탄닌을 이용한 친환경 식물성 가죽 제조방법을 제공하는 것에 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 특징은, 감 착즙액이 포함된 염료혼합액에 원단을 침지한 후, 탈수 및 건조과정을 거쳐 감물염색된 베이스원단(10)을 제조하는 베이스원단 준비단계(S10); 강알카리 금속이온용액 100중량부 기준 식물성 단백질 1~4중량부, 액상 천연고무 1~4중량부를 포함하는 첨가제를 혼합하여 식물성 수지를 제조하는 식물성 수지 준비단계(S20); 상기 베이스원단(10)에 식물성 수지를 도포하고, 건조과정을 거쳐 식물성수지 코팅층(20)을 형성하는 식물성수지 코팅단계(S30); 및 상기 식물성수지 코팅층(20)에 감 착즙액을 도포하고, 건조과정을 거쳐 탄닌층(30)을 형성하는 탄닌 코팅단계(S40);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 식물성수지 코팅단계(S30)와 탄닌단계(S40)를 1 ~ 20회 수행하도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 베이스원단 준비단계(S10)에서 원단은 면섬유로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 베이스원단(10)은 발색이 완료된 상태로 준비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 식물성 수지 준비단계(S20)에서, 강알카리 금속이온용액에 식물성 단백질을 혼합하고, 상온에서 1000∼1500rpm, 25~35분 교반하여 용해한 후, 액상 천연고무를 첨가한 상태로 상온에서 800∼1000rpm, 25~35분 교반하여 용해하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 식물성 수지 준비단계(S20)에서, 식물성 수지 100 중량부 기준 송진 1∼2중량부, 건성유 0.5∼1.0중량부, 유화제 1∼2중량부를 포함하는 첨가제를 더 혼합하여 상온에서 500∼1500rpm, 40~50분 교반하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 송진은 에탄올에 용해시킨 후 사용하고, 에탄올은 송진을 용해시키는 용제이면서 침투제 및 소포제 기능을 수행하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 식물성 수지는 pH 10 이상인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 강알카리 금속이온용액은 수산화나트륨(NaOH), 탄산칼륨(K2CO3), 수산화칼륨(KOH) 중 1종 이상의 혼합물로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 식물성 단백질은 분리대두단백, 식물성아미노산, 가수분해단백 중 1종 이상의 혼합물로 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 식물성수지 코팅단계(S30)에서, 식물성 수지가 도포된 베이스원단(10)은 자외선을 조사하여 120∼170℃ 조건에서 경화처리되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 탄닌 코팅단계(S40)에서, 감 착즙액은 pH 3.0∼3.7이고, 상기 감 착즙액을 도포된 베이스원단(10)은 150~200℃에서 건조한 후, 자외선을 조사하여 120~170℃ 조건에서 경화되도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
이상의 구성 및 작용에 의하면, 본 발명은 감이 지니고 있는 단백질 성분과 탄닌산의 반응 및 알칼리 금속이온과의 반응을 이용하여 친환경적으로 가죽 형태의 직물을 제조할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 식물성 탄닌을 이용한 친환경 식물성 가죽 제조방법을 순차적으로 나타내는 블록도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 식물성 탄닌을 이용한 친환경 식물성 가죽 제조방법을 개략적으로 나타내는 구성도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 식물성 탄닌을 이용한 친환경 식물성 가죽 제조방법으로 제조된 친환경 식물성 가죽을 나타내는 사진.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 식물성 탄닌을 이용한 친환경 식물성 가죽 제조방법으로 제조된 친환경 식물성 가죽의 단면을 SEM촬영하여 200배 확대사진.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 식물성 탄닌을 이용한 친환경 식물성 가죽 제조방법으로 제조된 친환경 식물성 가죽을 이용하여 만든 식물성 가죽 제품 사진.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 식물성 탄닌을 이용한 친환경 식물성 가죽 제조방법을 개략적으로 나타내는 구성도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 식물성 탄닌을 이용한 친환경 식물성 가죽 제조방법으로 제조된 친환경 식물성 가죽을 나타내는 사진.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 식물성 탄닌을 이용한 친환경 식물성 가죽 제조방법으로 제조된 친환경 식물성 가죽의 단면을 SEM촬영하여 200배 확대사진.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 식물성 탄닌을 이용한 친환경 식물성 가죽 제조방법으로 제조된 친환경 식물성 가죽을 이용하여 만든 식물성 가죽 제품 사진.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 식물성 탄닌을 이용한 친환경 식물성 가죽 제조방법을 순차적으로 나타내는 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 식물성 탄닌을 이용한 친환경 식물성 가죽 제조방법을 개략적으로 나타내는 구성도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 식물성 탄닌을 이용한 친환경 식물성 가죽 제조방법으로 제조된 친환경 식물성 가죽을 나타내는 사진이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 식물성 탄닌을 이용한 친환경 식물성 가죽 제조방법으로 제조된 친환경 식물성 가죽의 단면을 SEM촬영하여 200배 확대사진이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 식물성 탄닌을 이용한 친환경 식물성 가죽 제조방법으로 제조된 친환경 식물성 가죽을 이용하여 만든 식물성 가죽 제품 사진이다.
본 발명은 식물성 탄닌을 이용한 친환경 식물성 가죽 제조방법에 관련되며, 이때 식물성 탄닌을 이용한 친환경 식물성 가죽 제조방법은 감이 지니고 있는 단백질 성분과 탄닌산의 반응 및 알칼리 금속이온과의 반응을 이용하여 친환경적으로 가죽 형태의 직물을 친환경 적으로 가수분해단백 수 있도록 베이스원단 준비단계(S10), 식물성 수지 준비단계(S20), 식물성수지 코팅단계(S30), 탄닌 코팅단계(S40)를 포함하여 주요구성으로 한다.
1. 베이스원단 준비단계(S10)
본 발명에 따른 베이스원단 준비단계(S10)는 감 착즙액이 포함된 염료혼합액에 원단을 침지한 후, 탈수 및 건조과정을 거쳐 감물염색된 베이스원단(10)을 제조하는 단계이다. 도 2 (b)는 감물염색된 베이스원단(1)을 나타낸다.
상기 베이스원단(10)은 면섬유로 형성되고, 감물염색시, 탄닌은 폴리페놀 성분으로 면섬유와의 친화력이 우수하여 염색효율이 향상된다.
그리고, 상기 감물염색과정에서 탄닌이 섬유상의 작은 기공을 막고 섬유를 뭉치게 함으로써 후술하는 식물성 수지 준비단계(S20)에서 베이스원단(10)의 수축률을 방지하고 사행도를 안정화하여 직물에 코팅되는 식물성 수지의 박리현상이 방지된다.
또한, 상기 베이스원단(10)은 감물염색 후, 발색이 완료된 상태로 준비된다.
2. 식물성 수지 준비단계(S20)
본 발명에 따른 식물성 수지 준비단계(S20)는, 강알카리 금속이온용액 100중량부 기준 식물성 단백질 1~4중량부, 액상 천연고무 1~4중량부를 포함하는 첨가제를 혼합하여 식물성 수지를 제조하는 단계이다.
상기 식물성 수지 준비단계(S20)에서, 강알카리 금속이온용액에 식물성 단백질을 혼합하고, 상온에서 1000∼1500rpm, 25~35분 교반하여 용해한 후, 액상 천연고무를 첨가한 상태로 상온에서 800∼1000rpm, 25~35분 교반하여 용해하게 된다.
여기서, 상기 강알카리 금속이온용액은 수산화나트륨(NaOH), 탄산칼륨(K2CO3), 수산화칼륨(KOH) 중 1종 이상의 혼합물로 형성되고, 강알카리 금속이온용액의 혼합량을 조절하는 방식으로 식물성 수지를 pH 10 이상으로 유지된다.
이때, 상기 식물성 수지를 pH 10 이상으로 유지함에 따라 이후 혼합되는 천연고무가 응고되지 않고 액상형태로 안정적으로 유지된다.
또한, 상기 식물성 단백질은 분리대두단백, 식물성아미노산, 가수분해단백 중 1종 이상의 혼합물로 형성된다.
그리고, 상기 액상 천연고무 함량이 1중량부 미만이면 가죽 질감에 미흡하고, 4중량부를 초과하면 고무질감이 강화되어 가죽질감을 표현할 수 없는 문제점이 있다.
한편, 상기 액상 천연고무는 고무나무 껍질의 흰색액즙에 응고방지제인 암모니아를 첨가하여 pH 10이상의 액체형태를 유지되는 라텍스 용액이다.
이후, 상기 식물성 수지 100 중량부 기준 송진 1∼2중량부, 건성유 0.5∼1.0중량부, 유화제 1∼2중량부를 포함하는 첨가제를 더 혼합하여 상온에서 500∼1500rpm, 40~50분 교반한다.
이때, 상기 송진, 건성유, 유화제를 포함하는 첨가제에 의해 식물성 수지의 점성 및 접착성이 향상된다.
여기서, 상기 송진은 에탄올에 용해시킨 후 사용하는바, 에탄올은 송진을 용해시키는 용제이며, 동시에 침투제 및 소포제 역할을 한다. 또, 상기 건성유는 아마인유, 오동유, 양귀비씨오일, 들기름, 콩기름, 대마씨기름 등 중에서 1종선택 또는 혼용하여 사용한다. 그리고 유화제는 소이레시틴, 솔루빌라니저(TWEEN80), 애플계면활성제, 올리브리퀴드 중에서 선택사용 한다.
일예로서, 상기 식물성 수지 준비단계(S20)를 통하여 제조된 식물성 수지는 pH 10∼12정도의 강알칼리 성질을 보이며, 감 탄닌과 강하게 중축합 할 수 있는 금속이온을 함유하고, 건조 및 경화된 후에는 피막을 형성하여 광택을 지니게 되고, 함유된 천연고무에 의해 탄성 및 유연성이 부여되는 특성을 가진다.
3. 식물성수지 코팅단계(S30)
본 발명에 따른 식물성수지 코팅단계(S30)는, 상기 베이스원단(10)에 식물성 수지를 도포하고, 건조과정을 거쳐 식물성수지 코팅층(20)을 형성하는 단계이다.
상기 식물성수지 코팅단계(S30)에서, 식물성 수지가 도포된 베이스원단(10)은 자외선을 조사하여 120∼170℃ 조건에서 경화처리된다.
이처럼 상기 베이스원단(10)이 120∼170℃ 조건에서 건조되는 과정 중에 탄닌과의 축합반응이 촉진되고, 고무분자의 가교결합을 증대된다.
4. 탄닌 코팅단계(S40)
본 발명에 따른 탄닌 코팅단계(S40)는, 상기 식물성수지 코팅층(20)에 감 착즙액을 도포하고, 건조과정을 거쳐 탄닌층(30)을 형성하는 단계이다. 도 2 (c) 내지 도 3은 식물성수지 코팅층(20)과 탄닌층(30)이 형성되는 식물성 가죽을 나타내는 사진이고, 도 3의 확대도는 식물성 가죽 표면을 SAM촬영으로 200배 확대 촬영한 상태를 나타내는 사진이다.
상기 탄닌 코팅단계(S40)에서, 감 착즙액은 pH 3.0∼3.7이고, 상기 감 착즙액을 도포된 베이스원단(10)은 150~200℃에서 건조한 후, 자외선을 조사하여 120~170℃ 조건에서 경화되도록 구비된다.
이로 인해, 도 4의 식물성 가죽 단면 확대도와 같이 상기 식물성수지 코팅단계(S30)를 거친 베이스원단(10) 표면에 잔존하는 강알칼리 성분이 강하게 고착되고, 산-알칼리 중화반응으로 식물성수지 코팅층(20)과 탄닌층(30)이 안정화된다.
한편, 상기 식물성수지 코팅단계(S30)와 탄닌단계(S40)를 1 ~ 20회 수행하도록 구비되는 바, 코팅 반복 회수가 증가할수록 코팅두께가 증가되면서 질감이 다양하게 표현된다.
도 5 (a)는 식물성 가죽으로 만든 가방 사진이고, 도 5 (b)는 식물성 가죽으로 만든 벨트 사진으로서, 동물성 가죽과 같거나 그에 상응하는 질감을 표현하게 된다.
10: 베이스원단
20: 식물성수지 코팅
30: 탄닌층
20: 식물성수지 코팅
30: 탄닌층
Claims (12)
- 감 착즙액이 포함된 염료혼합액에 원단을 침지한 후, 탈수 및 건조과정을 거쳐 감물염색된 베이스원단(10)을 제조하는 베이스원단 준비단계(S10);
강알카리 금속이온용액 100중량부 기준 식물성 단백질 1~4중량부, 액상 천연고무 1~4중량부를 포함하는 첨가제를 혼합하여 식물성 수지를 제조하는 식물성 수지 준비단계(S20);
상기 베이스원단(10)에 식물성 수지를 도포하고, 건조과정을 거쳐 식물성수지 코팅층(20)을 형성하는 식물성수지 코팅단계(S30); 및
상기 식물성수지 코팅층(20)에 감 착즙액을 도포하고, 건조과정을 거쳐 탄닌층(30)을 형성하는 탄닌 코팅단계(S40);를 포함하는 것을 특징으로 하는 식물성 탄닌을 이용한 친환경 식물성 가죽 제조방법. - 제 1항에 있어서,
상기 식물성수지 코팅단계(S30)와 탄닌단계(S40)를 1 ~ 20회 수행하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 식물성 탄닌을 이용한 친환경 식물성 가죽 제조방법. - 제 1항에 있어서,
상기 베이스원단 준비단계(S10)에서 원단은 면섬유로 형성되는 것을 특징으로 하는 식물성 탄닌을 이용한 친환경 식물성 가죽 제조방법. - 제 1항에 있어서,
상기 베이스원단(10)은 발색이 완료된 상태로 준비되는 것을 특징으로 하는 식물성 탄닌을 이용한 친환경 식물성 가죽 제조방법. - 제 1항에 있어서,
상기 식물성 수지 준비단계(S20)에서, 강알카리 금속이온용액에 식물성 단백질을 혼합하고, 상온에서 1000∼1500rpm, 25~35분 교반하여 용해한 후, 액상 천연고무를 첨가한 상태로 상온에서 800∼1000rpm, 25~35분 교반하여 용해하는 것을 특징으로 하는 식물성 탄닌을 이용한 친환경 식물성 가죽 제조방법. - 제 1항에 있어서,
상기 식물성 수지 준비단계(S20)에서, 식물성 수지 100 중량부 기준 송진 1∼2중량부, 건성유 0.5∼1.0중량부, 유화제 1∼2중량부를 포함하는 첨가제를 더 혼합하여 상온에서 500∼1500rpm, 40~50분 교반하는 것을 특징으로 하는 식물성 탄닌을 이용한 친환경 식물성 가죽 제조방법. - 제 6항에 있어서,
상기 송진은 에탄올에 용해시킨 후 사용하고, 에탄올은 송진을 용해시키는 용제이면서 침투제 및 소포제 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는 식물성 탄닌을 이용한 친환경 식물성 가죽 제조방법. - 제 1항에 있어서,
상기 식물성 수지는 pH 10 이상인 것을 특징으로 하는 식물성 탄닌을 이용한 친환경 식물성 가죽 제조방법. - 제 1항에 있어서,
상기 강알카리 금속이온용액은 수산화나트륨(NaOH), 탄산칼륨(K2CO3), 수산화칼륨(KOH) 중 1종 이상의 혼합물로 형성되는 것을 특징으로 하는 식물성 탄닌을 이용한 친환경 식물성 가죽 제조방법. - 제 1항에 있어서,
상기 식물성 단백질은 분리대두단백, 식물성아미노산, 가수분해단백 중 1종 이상의 혼합물로 형성되는 것을 특징으로 하는 식물성 탄닌을 이용한 친환경 식물성 가죽 제조방법. - 제 1항에 있어서,
상기 식물성수지 코팅단계(S30)에서, 식물성 수지가 도포된 베이스원단(10)은 자외선을 조사하여 120∼170℃ 조건에서 경화처리되는 것을 특징으로 하는 식물성 탄닌을 이용한 친환경 식물성 가죽 제조방법. - 제 1항에 있어서,
상기 탄닌 코팅단계(S40)에서, 감 착즙액은 pH 3.0∼3.7이고, 상기 감 착즙액을 도포된 베이스원단(10)은 150~200℃에서 건조한 후, 자외선을 조사하여 120~170℃ 조건에서 경화되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 식물성 탄닌을 이용한 친환경 식물성 가죽 제조방법.
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