KR102475440B1 - 재활용이 가능한 인조가죽 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 예는 폴리올레핀계 소재로 이루어진 베이스 원단; 상기 베이스 원단의 상부 면에 적층되고 적어도 하나 이상의 폴리올레핀계 소재의 필름으로 이루어진 중간층; 상기 중간층의 상부 면에 적층되고 폴리올레핀계 프라이머로 이루어진 프라이머층; 상기 프라이머층의 상부 면에 적층되고 우레탄 수지 또는 아크릴 수지로 이루어진 제1 표피층; 상기 제1 표피층의 상부 면에 적층되고 소정의 무늬를 가진 전사필름으로 이루어진 제2 표피층; 및 상기 제2 표피층의 상부면에 적층되고 우레탄 수지 또는 아크릴 수지로 이루어진 표피 보호층을 포함하는 인조가죽을 제공한다. 본 발명의 일 예에 따른 인조가죽은 대부분의 구성요소가 폴리올레핀계 소재로 이루어져 있고 우레탄 수지 또는 아크릴 수지의 양은 상대적으로 아주 미량이므로 재활용이 가능하다. 또한, 본 발명의 일 예에 따른 인조가죽은 대부분의 구성요소가 낮은 폴리올레핀계 소재이므로 무게가 가볍다.

Description

재활용이 가능한 인조가죽{Recyclable artificial leather}
본 발명은 가방 등의 소재로 사용될 수 있는 인조가죽에 관한 것으로서, 더 상세하게는 재활용이 가능하고 무게가 가벼운 인조가죽에 관한 것이다.
일반적으로 천연가죽은 신발, 가방, 지갑, 각종 파우치, 소파, 의류 등의 제품에 광범위하게 사용되고 있지만, 그 자원이 한정되어 수요를 충분히 충족시키지 못할 뿐만 아니라 각종 환경문제와 유럽 등지에서 시작된 동물보호운동의 확산으로 수급이 점차 감소하는 추세이다. 따라서, 그 대체품으로 표면에 각종 문양이 형성된 인조가죽이 널리 이용되고 있다.
인조가죽(Synthetic Leather)은 얇은 직물, 편성물 또는 부직포에 PU(Poly Urethane), PVC(Poly Vinyl Chloride) 등의 합성 수지로 피막을 입힌 것을 말하며, 신발 갑피나 벨트를 비롯하여 가방, 의류 등을 제작하기 위한 소재로 널리 사용되고 있다. 인조가죽은 통상적으로 표피층이 PVC(Poly Vinyl Chloride) 또는 열가소성 폴리우레탄(Thermoplastic polyurethane, TPU)으로 이루어져 있고 바탕지(backing cloth)가 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 솜(cotton), 나일론(nylon) 등으로 이루어져 있다. 예를 들어, 대한민국 공개특허공보 제10-2010-0008925호에는 폴리우레탄배합액을 엠보싱이 형성되어있는 이형지 상에 도포하여 표피층을 형성시키는 폴리우레탄 표피층 형성단계; 상기 표피층에 열가소성수지 접착제를 도포하여 접착제층을 형성하는 접착제층 형성단계; 상기 접착제층에 원단을 압압롤러로 압압하여 접합시키는 원단접합단계; 상기 표피층으로부터 이형지를 박리하는 이형지 박리단계; 상기 이형지가 박리된 표피층에 무늬가 각인된 가열엠보싱롤러로 압압하여 무늬를 형성시키는 엠보싱가공단계;로 이루어진 것을 특징으로 하는 폴리우레탄을 이용한 입체감 있는 건식 합성피혁의 제조방법이 개시되어 있다. 또한, 대한민국 등록특허공보 제10-1450604호에는 내광성이 우수한 무황변 타입의 TPU 필름을 표피층으로 하고, 상기 표피층에 합지된 이면층은 인조피혁용 백킹 클로스(Backing Cloth)로 이루어진 것을 특징으로 하는 인조가죽이 개시되어 있다. 또한, 대한민국 등록특허공보 제10-1155519호에는 a) 폴리에스테르 원단이 열처리 되는 열처리 공정 단계; b) 상기 열처리된 폴리에스테르 원단이 대전 방지액에 함침되는 함침 공정 단계; c) 상기 대전 방지액에 함침된 폴리에스테르 원단의 배면에 폴리우레탄이 코팅되는 PU(polyurethane)코팅 공정 단계; d) 승화잉크로 사진, 그림, 도형 및 텍스트 중 어느 하나 이상이 전사지에 배면인쇄되고, 상기 전사지를 상기 배면이 PU코팅된 폴리에스테르 원단의 상면에 가열된 롤러로 가압하여 상기 승화잉크를 가열 기화시켜 상기 폴리에스테르 원단의 상면에 사진, 그림, 도형 및 텍스트 중 어느 하나 이상을 염착 하되, 상기 폴리에스테르 원단의 진행방향으로 소정의 장력이 가해지는 열 승화전사 프린팅 공정 단계; e) 상기 열 승화전사 프린팅 된 폴리에스테르 원단의 상면에 합성 수지제 필름을 적층한 후, 롤링기에 롤링시키며 열처리하여 표면 코팅 처리하는 제1코팅 공정 단계; f) 상기 제1코팅 공정 된 폴리에스테르 원단에 수성 코팅제에 의해 표면 코팅 처리하여 합성피혁 원단을 수득하는 제2코팅 공정 단계를 포함하는 합성피혁 원단 제조방법이 개시되어 있다. 또한, 대한민국 등록특허공보 제10-1354945호에는 부직포의 상부면에 2층필름을 적층하는 2층필름 적층단계(S1); 표면에 문양이 형성된 이형지를 상기 2층필름의 상부면에 적층하되, 이형지의 문양이 형성된 부분이 2층필름과 접촉하도록 적층하는 이형지 적층단계(S2); 및 상기 적층된 부직포, 2층필름 및 이형지를 열 프레스(press)장치를 이용하여 온도 120 ~ 140℃, 압력 30 ~ 50kg/cm2 에서 15 ~ 30초간 가열, 가압하여 상기 이형지의 표면에 형성된 문양이 상기 2층필름으로 전이되도록 하는 문양형성단계(S3);를 포함하여 구성되되, 상기 2층 필름은, 색상을 가지는 제 1필름; 및 상기 제 1필름과 합지되는 것으로, 상기 제 1필름보다 높은 경도 및 녹는점을 가지는 투명재질의 제 2필름;을 롤(roll) 합지장치를 이용하여 온도 120 ~ 125℃, 압력 1.5 ~ 2.0kg/cm2, 속도 1.5 ~ 2.0m/분(min)으로 합지하여 구성되며, 상기 제 1필름 및 제 2필름은, 열가소성 폴리우레탄(Thermoplastic Polyurethane, TPU)로 이루어지며, 상기 부직포와의 적층 시, 제 1필름이 부직포와 접촉되도록 적층되는 것을 특징으로 하는 문양이 형성된 합성피혁의 제조방법이 개시되어 있다.
일반적인 인조가죽은 위와 같이 이종 복합소재로 이루어져 있어서 재활용에 한계가 있다. 또한, 일반적인 인조가죽은 비중이 비교적 높아서, 인조가죽을 적용한 제품을 사용자가 사용하기에는 다소 무겁다는 단점이 있다.
본 발명은 종래의 기술적 배경하에서 도출된 것으로서, 본 발명의 목적은 재활용이 가능하여 친환경적이고 통상적인 천연가죽 또는 인조가죽에 비해 비중이 작아서 사용자의 소지시 무게 부담을 덜어줄 수 있는 인조가죽을 제공하는데에 있다.
상기 목적을 해결하기 위하여, 본 발명의 일 예는 폴리올레핀계 소재로 이루어진 베이스 원단; 상기 베이스 원단의 상부 면에 적층되고 적어도 하나 이상의 폴리올레핀계 소재의 필름으로 이루어진 중간층; 상기 중간층의 상부 면에 적층되고 폴리올레핀계 프라이머로 이루어진 프라이머층; 상기 프라이머층의 상부 면에 적층되고 우레탄 수지 또는 아크릴 수지로 이루어진 제1 표피층; 상기 제1 표피층의 상부 면에 적층되고 소정의 무늬를 가진 전사필름으로 이루어진 제2 표피층; 및 상기 제2 표피층의 상부면에 적층되고 우레탄 수지 또는 아크릴 수지로 이루어진 표피 보호층을 포함하는 인조가죽을 제공한다.
본 발명의 일 예에 따른 인조가죽은 대부분의 구성요소가 폴리올레핀계 소재로 이루어져 있고 우레탄 수지 또는 아크릴 수지의 양은 상대적으로 아주 미량이므로 재활용이 가능하다. 또한, 본 발명의 일 예에 따른 인조가죽은 대부분의 구성요소가 낮은 폴리올레핀계 소재이므로 무게가 가볍다. 따라서, 본 발명의 일 예에 따른 인조가죽은 친환경적이고 인조가죽이 적용된 제품을 사용자가 장시간 소지하여도 무게의 부담에 따른 피로도를 감소시켜 줄 수 있다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명한다.
본 발명은 재활용이 가능하고 무게가 가벼운 인조가죽에 관한 것으로서, 본 발명의 일 예에 따른 인조가죽은 폴리올레핀계 소재로 이루어진 베이스 원단; 상기 베이스 원단의 상부 면에 적층되고 적어도 하나 이상의 폴리올레핀계 소재의 필름으로 이루어진 중간층; 상기 중간층의 상부 면에 적층되고 폴리올레핀계 프라이머로 이루어진 프라이머층; 상기 프라이머층의 상부 면에 적층되고 우레탄 수지로 이루어진 제1 표피층; 상기 제1 표피층의 상부 면에 적층되고 소정의 무늬를 가진 전사필름으로 이루어진 제2 표피층; 및 상기 제2 표피층의 상부면에 적층되고 우레탄 수지 또는 아크릴 수지로 이루어진 표피 보호층을 포함한다. 이하, 본 발명의 일 예에 따른 인조가죽을 구성요소별로 나누어 설명한다.
베이스 원단
본 발명의 일 예에 따른 인조가죽에서 베이스 원단은 폴리올레핀계 소재로 이루어진 것이라면 그 종류나 형태가 크게 제한되지 않으며, 예를 들어 직물, 편성물 또는 부직포에서 선택될 수 있다. 예를 들어, 베이스 원단의 조직은 직물의 평직, 기모 형태의 주자직, 능직일 수도 있고, 트리코트, 더블라셀, 니트 등의 형태를 가질 수도 있다. 또한, 베이스 원단의 재료인 폴리올레핀계 소재는 고밀도 폴리에틸렌, 직쇄형 저밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌(프로필렌 단독 중합체), 에틸렌-프로필렌 공중합체, 에틸렌프로필렌부텐-1 공중합체, 폴리부텐-1, 폴리헥센-1, 폴리옥텐-1, 폴리 4-메틸펜텐-1, 폴리메틸펜텐, 1,2-폴리부타디엔, 1,4-폴리부타디엔, 에틸렌계 중합체의 무수 말레산 변성물, 프로필렌계 중합체의 무수 말레산 변성물 등에서 선택되는 1종 이상일 수 있다. 본 발명의 바람직한 일 예에 따른 인조가죽에서 베이스 원단은 폴리프로필렌 필라멘트 섬유 또는 폴리프로필렌 방적사와 같은 폴리프로필렌 원사에 의해 형성된 직물(특히, 평직)이다.
중간층
본 발명의 일 예에 따른 인조가죽에서 중간층은 적어도 하나 이상의 폴리올레핀계 소재의 필름으로 이루어진다. 상기 중간층을 구성하는 폴리올레핀계 소재의 필름은 고밀도 폴리에틸렌, 직쇄형 저밀도 폴리에틸렌, 저밀도 폴리에틸렌, 폴리프로필렌(프로필렌 단독 중합체), 에틸렌-프로필렌 공중합체, 에틸렌프로필렌부텐-1 공중합체, 폴리부텐-1, 폴리헥센-1, 폴리옥텐-1, 폴리 4-메틸펜텐-1, 폴리메틸펜텐, 1,2-폴리부타디엔, 1,4-폴리부타디엔, 에틸렌계 중합체의 무수 말레산 변성물, 프로필렌계 중합체의 무수 말레산 변성물, 헥센-1, 옥텐-1 또는 4-메틸펜텐-1 등의 α-올레핀이 공중합 성분으로 함유되어 있는 공중합체 등에서 선택되는 1종 이상의 성분을 포함하는 조성물 형태이다. 또한 본 발명의 바람직한 일 예에 따른 인조가죽에서 상기 중간층을 구성하는 폴리올레핀계 소재의 필름은 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌 공중합체 및 열가소성 폴리올레핀 엘라스토머(Thermoplastic Polyolefin Elastomer, TPE)를 포함하는 조성물 형태의 필름이다. 상기 열가소성 폴리올레핀 엘라스토머(Thermoplastic Polyolefin Elastomer, TPE)는 더 바람직하게는 에틸렌-옥텐 공중합체이다.
또한, 본 발명의 바람직한 일 예에 따른 인조가죽에서 중간층은 폴리올레핀계 소재의 하부 필름과 폴리올레핀계 소재의 상부 필름으로 이루어질 수 있다. 본 발명의 바람직한 일 예에 따른 인조가죽에서 중간층을 2개의 폴리올레핀계 소재 필름으로 구성하는 경우 인조가죽에 소정의 두께, 회복력, 탄성 등을 부여할 수 있다. 상기 폴리올레핀계 소재의 하부 필름은 더 바람직하게는 폴리프로필렌 5~10 중량%, 에틸렌-프로필렌 공중합체 65~80 중량% 및 에틸렌-옥텐 공중합체 10~20 중량%를 포함하는 조성물 형태의 필름이다. 또한, 상기 폴리올레핀계 소재의 상부 필름은 더 바람직하게는 폴리프로필렌 5~10 중량%, 에틸렌-프로필렌 공중합체 60~75 중량% 및 에틸렌-옥텐 공중합체 10~20 중량%를 포함하는 조성물 형태의 필름이다.
또한, 본 발명의 바람직한 일 예에 따른 인조가죽에서 중간층의 상부 면은 코로나 처리에 의해 표면이 개질될 수 있다. 코로나 처리는 코로나 방전 수단에서 발생하는 저온 플라즈마를 이용하여 폴리올레핀 필름의 표면을 접합강도가 향상되도록 처리하는 것이다. 중간층의 상부 면을 코로나 처리하는 경우 후술하는 프라이머층 또는 제1 표피층의 형성을 원활하게 할 수 있다.
프라이머층
본 발명의 일 예에 따른 인조가죽에서 프라이머층은 후술하는 제1 표피층의 형성을 원활하게 하는 역할을 한다. 본 발명의 일 예에 따른 인조가죽에서 중간층은 비극성의 폴리올레핀계 소재 필름으로 구성되기 때문에 중간층 상부 면에 바로 우레탄 수지로 이루어진 제1 표피층을 형성하는데에 어려움이 있다. 상기 프라이머층을 구성하는 폴리올레핀계 프라이머는 공지의 프라이머에서 선택될 수 있고, 바람직하게는 염소화 폴리에틸렌, 염소화 폴리프로필렌 등과 같은 염소화 폴리올레핀(Chlorinated Polyolefin)이고, 더 바람직하게는 염소화 폴리프로필렌(Chlorinated Polypropylene)이다.
제1 표피층
본 발명의 일 예에 따른 인조가죽에서 제1 표피층은 후술하는 전사필름의 전사를 원활하게 하는 역할을 한다. 상기 제1 표피층은 우레탄 수지 또는 아크릴 수지로 이루어질 수 있고, 후술하는 전사필름이 대부분 우레탄 수지 필름인 점을 고려할 때 우레탄 수지인 것이 바람직하다.
제2 표피층
본 발명의 일 예에 따른 인조가죽에서 제2 표피층은 인조가죽에 소정의 무늬를 제공하는 역할을 한다. 본 발명의 일 예에 따른 인조가죽에서 제2 표피층은 선택적으로 포함하지 않을 수도 있다. 상기 전사필름에는 사진, 도형, 글미, 텍스트 등 다양한 무늬가 인쇄되어 있을 수 있다.
표피 보호층
본 발명의 일 예에 따른 인조가죽에서 표피 보호층은 제2 표피층을 보호하기 위한 것으로서, 본 발명의 일 예에 따른 인조가죽이 제2 표피층을 포함하지 않는 경우 표피 보호층도 선택적으로 포함하지 않을 수 있다. 상기 표피 보호층은 제2 표피층의 보호 기능을 강화하는 측면에서 아크릴 수지로 이루어진 제1 표피 보호층 및 상기 제1 표피 보호층의 상부 면에 적층되고 우레탄 수지로 이루어진 제2 표피 보호층으로 구성될 수 있다.
기타 인조가죽의 특징
본 발명의 바람직한 일 예에 따른 인조가죽은 엠보싱 가공에 의해 상부 표면에 형성된 입체적인 무늬를 더 포함할 수 있다.
이하, 발명의 바람직한 일 예에 따른 인조가죽의 제조방법을 설명한다. 먼저, 폴리프로필렌 필라멘트 원사를 직조하여 제조한 평직 형태의 베이스 원단을 준비한다. 이후, 베이스 원단 상부 면에 폴리프로필렌 5~10 중량%, 에틸렌-프로필렌 공중합체 65~80 중량% 및 에틸렌-옥텐 공중합체 10~20 중량%를 포함하는 조성물 형태의 하부 필름을 위치시키고 캘린더 가공(calendering)을 이용하여 접합시킨다. 이후, 하부 필름 상부 면에 폴리프로필렌 5~10 중량%, 에틸렌-프로필렌 공중합체 60~75 중량% 및 에틸렌-옥텐 공중합체 10~20 중량%를 포함하는 조성물 형태의 상부 필름을 위치시키고 캘린더 가공(calendering)을 이용하여 접합하고 중간층을 형성한다. 중간층의 형성을 위한 캘린더 가공시 가열 롤러의 온도는 약 160~180℃이다. 이후, 상부 필름의 상부 면을 코로나 처리하여 표면을 개질한다. 이후, 상부 필름의 상부 면에 염소화 폴리프로필렌(Chlorinated Polypropylene) 프라이머를 도포하고 건조하여 프라이머층을 형성한다. 이후, 프라이머층의 상부면에 우레탄 수지 에멀젼을 도포하고 건조하여 제1 표피층을 형성한다. 이후, 제1 표피층 상부 면에 전사필름을 위치하고 소정의 열과 압력을 가해 제2 표피층을 형성한다. 이후, 제2 표피층 상부 면에 아크릴 수지 에멀젼을 도포하고 건조하여 제1 표피 보호층을 형성하고, 제1 표피 보호층의 상부 면에 우레탄 수지 에멀젼을 도포하고 건조하여 제2 표피 보호층을 형성한다. 이후, 제2 표피 보호층의 상부 면을 엠보싱 가공하여 인조가죽의 상부 면에 입체적인 무늬를 형성한다.
이상에서와 같이 본 발명을 상기 실시예를 통해 설명하였지만 본 발명이 반드시 여기에만 한정되는 것은 아니며 본 발명의 범주와 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형실시가 가능함은 물론이다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 본 발명에 첨부된 특허청구의 범위에 속하는 모든 실시 형태를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (10)

  1. 폴리올레핀계 소재로 이루어진 베이스 원단; 상기 베이스 원단의 상부 면에 적층되고 적어도 하나 이상의 폴리올레핀계 소재의 필름으로 이루어진 중간층; 상기 중간층의 상부 면에 적층되고 폴리올레핀계 프라이머로 이루어진 프라이머층; 상기 프라이머층의 상부 면에 적층되고 우레탄 수지 또는 아크릴 수지로 이루어진 제1 표피층; 상기 제1 표피층의 상부 면에 적층되고 소정의 무늬를 가진 전사필름으로 이루어진 제2 표피층; 및 상기 제2 표피층의 상부면에 적층되고 우레탄 수지 또는 아크릴 수지로 이루어진 표피 보호층을 포함하는 인조가죽으로서,
    상기 베이스 원단은 폴리프로필렌 원사에 의해 형성된 직물이고,
    상기 중간층은 폴리올레핀계 소재의 하부 필름과 폴리올레핀계 소재의 상부 필름으로 이루어지고,
    상기 중간층을 구성하는 폴리올레핀계 소재의 필름은 폴리프로필렌, 에틸렌-프로필렌 공중합체 및 열가소성 폴리올레핀 엘라스토머(Thermoplastic Polyolefin Elastomer, TPE)를 포함하는 조성물 형태의 필름이고,
    상기 중간층의 상부면은 코로나 처리에 의해 표면이 개질된 것이고,
    상기 폴리올레핀계 프라이머는 염소화 폴리올레핀(Chlorinated Polyolefin)이고,
    상기 표피 보호층은 아크릴 수지로 이루어진 제1 표피 보호층 및 상기 제1 표피 보호층의 상부 면에 적층되고 우레탄 수지로 이루어진 제2 표피 보호층으로 구성되는 것을 특징으로 하는 인조가죽.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 폴리프로필렌 원사에 의해 형성된 직물은 평직인 것을 특징으로 하는 인조가죽.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 열가소성 폴리올레핀 엘라스토머(Thermoplastic Polyolefin Elastomer, TPE)는 에틸렌-옥텐 공중합체인 것을 특징으로 하는 인조가죽.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 폴리올레핀계 소재의 하부 필름은 폴리프로필렌 5~10 중량%, 에틸렌-프로필렌 공중합체 65~80 중량% 및 에틸렌-옥텐 공중합체 10~20 중량%를 포함하는 조성물 형태의 필름인 것을 특징으로 하는 인조가죽.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 폴리올레핀계 소재의 상부 필름은 폴리프로필렌 5~10 중량%, 에틸렌-프로필렌 공중합체 60~75 중량% 및 에틸렌-옥텐 공중합체 10~20 중량%를 포함하는 조성물 형태의 필름인 것을 특징으로 하는 인조가죽.
  6. 폴리프로필렌 필라멘트 원사를 직조하여 제조한 평직 형태의 베이스 원단을 준비하는 단계;
    상기 베이스 원단 상부 면에 폴리프로필렌 5~10 중량%, 에틸렌-프로필렌 공중합체 65~80 중량% 및 에틸렌-옥텐 공중합체 10~20 중량%를 포함하는 조성물 형태의 하부 필름을 위치시키고 캘린더 가공(calendering)을 이용하여 접합한 후, 상기 하부 필름 상부 면에 폴리프로필렌 5~10 중량%, 에틸렌-프로필렌 공중합체 60~75 중량% 및 에틸렌-옥텐 공중합체 10~20 중량%를 포함하는 조성물 형태의 상부 필름을 위치시키고 캘린더 가공(calendering)을 이용하여 접합하고 중간층을 형성하는 단계;
    상기 상부 필름의 상부 면을 코로나 처리하여 표면을 개질하는 단계;
    표면 개질된 상부 필름의 상부 면에 염소화 폴리프로필렌(Chlorinated Polypropylene) 프라이머를 도포하고 건조하여 프라이머층을 형성하는 단계;
    상기 프라이머층의 상부면에 우레탄 수지 에멀젼을 도포하고 건조하여 제1 표피층을 형성하는 단계;
    상기 제1 표피층 상부 면에 소정의 무늬를 가진 전사필름을 위치하고 열과 압력을 가해 제2 표피층을 형성하는 단계; 및
    상기 제2 표피층 상부 면에 아크릴 수지 에멀젼을 도포하고 건조하여 제1 표피 보호층을 형성하고, 제1 표피 보호층의 상부 면에 우레탄 수지 에멀젼을 도포하고 건조하여 제2 표피 보호층을 형성하는 단계를 포함하는 인조가죽의 제조방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 중간층의 형성을 위한 캘린더 가공시 가열 롤러의 온도는 160~180℃인 것을 특징으로 하는 인조가죽의 제조방법.
  8. 제6항에 있어서, 상기 제2 표피 보호층의 상부 면을 엠보싱 가공하여 입체적인 무늬를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인조가죽의 제조방법.
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