KR102521018B1

KR102521018B1 - 실리콘 인조 피혁

Info

Publication number: KR102521018B1
Application number: KR1020200124129A
Authority: KR
Inventors: 신무현
Original assignee: 신무현
Priority date: 2020-09-24
Filing date: 2020-09-24
Publication date: 2023-04-11
Also published as: KR20220040873A

Abstract

본 발명은, 실리콘 수지 및 상기 실리콘 수지의 경화를 촉진시키기 위한 촉매를 포함하는 1차 코팅액을 경화하여 형성한 1차 실리콘층; 상기 실리콘 수지, 상기 촉매, 상기 실리콘 수지의 상온 경화를 지연시키기 위한 지연제 및 유색 무기안료를 포함하는 2차 코팅액을 상기 1차 실리콘층 상에서 경화하여 형성한 2차 실리콘층; 상기 2차 코팅액을 상기 2차 실리콘층 상에서 경화하여 형성한 3차 실리콘층; 및 상기 3차 실리콘층 상에 적층된 유색 직물로서, 탄력성을 갖는 내피층;을 포함하는 실리콘 인조 피혁을 제공한다. 여기서, 상기 실리콘 수지로는 상기 1차 내지 3차 실리콘층의 탄력성 및 표면 슬립성을 위해 가루 형태의 실리카와, 폴리디메틸실록산과, 경화제를 혼합한 것이 사용된다.

Description

실리콘 인조 피혁{SILICONE ARTIFICIAL LAETHER}

본 발명은 실리콘 인조 피혁에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자동차 시트(seat)와 같은 내장재에 적용되기에 적합한 실리콘 인조 피혁에 관한 것이다.

자동차 내장재, 예컨대 자동차 시트(seat)에는 고가의 천연 피혁이 사용되기도 하지만 대부분의 경우에는 생산이 용이하고 제조비용이 저렴한 인조 피혁이 사용되고 있다.

자동차의 내장재로 사용되기 위한 인조 피혁의 일 예가 한국공개특허 10-2012-0133210호(자동차 내장재용 폴리우레탄 인조피혁 제조방법)에 개시되어 있다. 이 공개특허에서는 릴리즈페이퍼의 상면에 폴리우레탄 수지를 복수 회 반복적으로 도포 및 건조하는 단계를 통해 복수 층으로 적층된 표면층을 형성하고, 이후 표면층의 상면에 접착제를 도포하여 접착층을 형성하며, 마지막으로 접착층의 상면에 직물, 편물 또는 부직포를 접착하여 원단층을 형성한다.

위 표면층을 형성하는 과정은 릴리즈페이퍼의 상면에 제 1폴리우레탄 수지를 도포 및 건조하여 가장 외부의 표면을 이루게 되는 제 1표면층을 형성하는 단계와, 제 1표면층의 상면에 제 2폴리우레탄 수지를 도포 및 건조하여 제 2표면층을 형성하는 단계와, 제 2표면층의 상면에 제 3폴리우레탄 수지 및 안료를 도포한 후 건조하여 색상을 발현시키는 제 3표면층을 형성하는 단계를 통해 이루어진다.

인조 피혁을 사용할 때는 릴리즈페이퍼를 제거하고 사용한다.

공개특허공보 제10-2012-0133210호(자동차 내장재용 폴리우레탄 인조피혁 제조방법)

위 공개특허공보 제10-2012-0133210호에 개시된 종래 기술에서는 인조 피혁의 표면층이 폴리우레탄을 기반으로 한다. 그런데 폴리우레탄은 자외선에 취약하기 때문에 폴리우레탄을 기반으로 하는 위 공개특허공보의 인조 피혁은 자동차의 내장재로 사용될 경우 그 수명이 매우 짧은 문제를 갖는다. 또한, 위 공개특허공보의 인조 피혁에서는 제 3표면층과 원단층 간 결합에 접착제가 사용되기 때문에 제조 공정 및 제조 비용의 면에 있어서 그다지 효율적이지 않다.

따라서 본 발명은 위와 같은 종래 기술의 문제점을 해결할 수 있는 실리콘 인조 피혁을 제공하고자 한다.

상기 촉매로는 녹인 백금과 오가노폴리실록산을 혼합한 것이 사용된다.

상기 내피층을 구성하는 유색 직물은 상기 무기안료가 용해된 용제에 함침시킨 폴리에스터 재질의 원사 및 스판 재질의 원사를 직조하여 형성된다.

상기 내피층의 적층은 상기 2차 실리콘층에 도포된 상기 2차 코팅액에 상기 직물이 합쳐진 상태에서 상기 2차 코팅액이 경화됨으로써 이루어진다.

상기 1차 코팅액은 고분자 수지 또는 종이 재질의 기재 시트에 도포된 후 경화되고, 그러면 상기 1차 실리콘층이 기재 시트 상에 형성된다. 실리콘 인조 피혁의 사용 시에는 기재 시트가 1차 실리콘층으로부터 제거된다.

상기 실리콘 인조 피혁의 사용 시, 상기 내피층은 가장 내측의 층을 구성하고, 상기 1차 실리콘층은 사용자에게 직접 노출되는 가장 외측의 층을 구성한다.

본 발명에 따른 실리콘 인조 피혁은 자외선에 강한 특성을 갖는 실리콘을 기반으로 하면서도 탄력성, 색상 및 내광성을 갖고, 외부에 노출되는 가장 외측의 1차 실리콘층의 표면이 슬립성을 갖는다. 따라서 상기 실리콘 인조 피혁은 자외선 노출이 잦은 자동차용 내장재로 장기간 사용될 수 있고, 탄력성으로 인해 자동차용 내장재로 사용하기가 매우 편리하며, 다양한 색상의 구현이 가능하여 고객의 색상 요구를 충족시킬 수 있고, 슬립성으로 인해 우수한 표면 질감을 갖는다.

또한, 본 발명에 따르면, 2차 실리콘층, 3차 실리콘층 및 내피층이 모두 색상을 가지므로 실리콘 인조 피혁의 색상이 확실하고 선명하게 구현되고, 3차 실리콘층과 내피층 간 결합에 접착제가 전혀 사용되지 않는다.

도 1은 본 발명에 따른 실리콘 인조 피혁을 도시한 단면도이다.
도 2는 도 1의 실리콘 인조 피혁의 제조 과정을 도시한 공정도이다.

이하, 본 발명에 따른 실리콘 인조 피혁의 바람직한 실시예들을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 이하에서 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야할 것이다.

본 발명에 따른 실리콘 인조 피혁(100)은 도 1에 도시된 바와 같이 1차 실리콘층(110)과, 2차 실리콘층(120)과, 3차 실리콘층(130)과, 내피층(140)을 포함한다.

1차 실리콘층(110)은 실리콘 수지 및 촉매를 혼합한 1차 코팅액을 경화시킨 층으로서, 탄력성 및 표면 슬립성을 갖는다. 실리콘 인조 피혁(100)을 사용할 때, 1차 실리콘층(110)은 가장 외측에 위치하여 사용자에게 직접 노출된다.

위 1차 코팅액의 실리콘 수지는 가루 형태의 실리카와, 폴리디메틸실록산(PDMS, polydimethylsiloxane)과, 경화제를 혼합한 것이다. 위 실리카는 1차 실리콘층(110)의 표면에 슬립성(slip)을 부여하기 위해 사용되고, 폴리디메틸실록산은 1차 실리콘층(110)에 탄력성을 부여하기 위해 사용되며, 경화제는 1차 코팅액의 경화를 위해 사용된다.

위 실리콘 수지 100 중량 대비 실리카는 10~40 중량 범위, 폴리디메틸실록산은 20~60 중량 범위, 경화제는 10~60 중량 범위 내에서 혼합되고, 실리카, 폴리디메틸실록산 및 경화제는 위 중량 범위 내에서 실리콘 수지가 100 중량이 되도록 적절히 혼합된다. 실리카의 함량이 너무 적고 폴리디메틸실록산의 함량이 너무 많으면 1차 실리콘층(110) 표면이 슬립성을 갖지 못하고 끈적거리는 문제가 생긴다. 그리고 실리카의 함량이 너무 많으면 1차 실리콘(110)을 늘렸을 때 표면 갈라짐이 발생하는 문제가 생기고, 폴리디메틸실록산의 함량이 너무 적으면 1차 실리콘층(110)의 탄력성(특히, 늘어난 후 다시 원래대로 축소되려는 복원력)이 저하되는 문제가 생긴다. 바람직한 함량 조합은 실리콘 수지 100 중량 대비 실리카 30 중량, 폴리디메틸실록산 45 중량, 경화제 25 중량 조합, 또는 실리콘 수지 100 중량 대비 실리카 25 중량, 폴리디메틸실록산 55 중량, 경화제 20 중량 조합이다.

위 1차 코팅액의 촉매는 실리콘 수지의 경화를 촉진하기 위한 것으로서, 백금을 녹여 오가노폴리실록산을 혼합한 것이다. 1차 코팅액의 촉매의 함량은 실리콘 수지 100 중량 대비 5~35 중량 범위 내가 적당하다. 촉매의 함량이 너무 적으면 1차 코팅액의 경화 속도가 느려 생산성이 저하되고, 너무 많으면 1차 코팅액의 경화가 너무 빨라 1차 실리콘층(110)에 갈라짐과 같은 문제가 발생할 수 있다. 바람직한 촉매 함량은 실리콘 수지 100 중량 대비 10 중량 정도이다.

2차 실리콘층(120) 및 3차 실리콘층(130)은 실리콘 수지, 촉매, 지연제 및 무기안료를 혼합한 2차 코팅액을 경화시킨 층으로서, 2차 실리콘층(120)은 1차 실리콘층(110) 상에 적층되고, 3차 실리콘층(130)은 2차 실리콘층(120) 상에 적층된다.

2차 코팅액의 실리콘 수지 및 촉매는 1차 코팅액의 실리콘 수지 및 촉매와 동일하다. 따라서 2차 실리콘층(120) 및 3차 실리콘층(130)도 탄력성 및 표면 슬립성을 갖는다.

실리콘 인조 피혁(100)에서 1차 실리콘층(110)은 약 0.02mm 정도의 두께로 형성되고, 2차 실리콘층(120)은 약 0.2mm 정도의 두께로 형성되며, 3차 실리콘층(130)은 약 0.25mm 정도의 두께로 형성된다. 따라서 실리콘 인조 피혁(100)을 제조할 때는 1차 코팅액의 사용량보다 2차 코팅액의 사용량이 22.5배(0.45/0.02) 정도 많다. 이에 2차 코팅액에는 상온에서 실리콘 수지가 경화되는 것을 지연시키기 위해 지연제가 혼합된다. 지연제의 함량은 실리콘 수지 100 중량 대비 1~5 중량 정도가 적당하다.

2차 코팅액에 무기안료가 혼합되면 실리콘 인조 피혁(100)이 색을 띠게 되어 미감을 가질 수 있고, 또한 유기안료가 사용된 경우에 비해 우수한 내광성(가시광선에 노출되었을 때 열화, 변색, 퇴색에 견디는 성질)도 가질 수 있다. 무기안료의 함량은 실리콘 인조 피혁(100)의 색상이 뚜렷하게 구현될 수 있는 선에서 적절하게 선택될 수 있는데, 실리콘 수지 100 중량 대비 3~15 중량 정도가 적당하다.

상기 내피층(140)은 3차 실리콘층(130) 상에 적층된 층으로서, 실리콘 인조 피혁(100)의 사용 시 가장 내측에 위치하게 된다. 내피층(140)은 2차 코팅액의 무기안료와 동일한 무기안료가 용해된 용제(예컨대, 디메틸포름알데히드)에 함침한 원사를 직조한 직물(20, 도 2 참조) 형태로 구성된다. 그리고 원사로는 폴리에스터 재질의 원사와 탄력성을 부여하기 위한 스판 재질의 원사가 함께 사용된다. 스판 재질의 원사는 총 사용 원사 100 중량 대비 10~40 중량이 사용되고, 폴리에스터 재질의 원사가 나머지 중량으로 사용된다. 스판 재질의 원사가 너무 적게 사용되면 신율(늘어나는 정도)이 저하되고 너무 많이 사용되면 복원성이 저하된다. 바람직한 스판 재질 원사의 함량은 15 중량 정도이다. 이러한 내피층(140)은 탄력성 및 색상을 갖게 된다.

이상과 같은 실리콘 인조 피혁(100)의 제조 방법을 도 2을 참조하여 설명하면 아래와 같다.

실리콘 인조 피혁(100)의 제조 과정에서는 언와인딩롤(30)로부터 풀리면서 와인딩롤(40)에 감기는 방식으로 기재 시트(10)가 연속적으로 이동하고, 연속적으로 이동하는 기재 시트(10) 상에 1차 실리콘층(110)을 적층하는 과정, 2차 실리콘층(120)을 적층하는 과정, 그리고 3차 실리콘층(130) 및 내피층(140)을 동시에 적층하는 과정이 차례대로 이루어진다. 상기 기재 시트(10)로는 수지 필름(PET 필름 등), 종이 등이 사용될 수 있다.

1차 실리콘층(110)의 적층 과정에서는 기재 시트(10) 상에 1차 코팅액이 도포된 후 나이프(50)에 의해 고르게 펴지고, 이 상태로 기재 시트(10)가 오븐(60)을 통과하면, 1차 코팅액이 경화되어 1차 실리콘층(110)이 형성된다. 한편, 실리콘 인조 피혁(100)이 사용될 때는 기재 시트(10)가 1차 실리콘층(110)으로부터 제거된다.

2차 실리콘층(120)의 적층 과정에서는 1차 실리콘층(110) 상에 2차 코팅액이 도포된 후 나이프(50)에 의해 고르게 펴지고, 이 상태로 기재 시트(10)가 오븐(60)을 통과하면, 2차 코팅액이 경화되어 2차 실리콘층(120)이 형성된다.

3차 실리콘층(130) 및 내피층(140)을 동시에 적층하는 과정에서는 2차 실리콘층(120) 상에 2차 코팅액이 도포된 후 나이프(50)에 의해 고르게 펴지고, 이후 내피층(140)을 구성할 직물(20)이 2차 코팅액 상에 합쳐지며, 이 상태로 기재 시트(10)가 오븐(60)을 통과하면, 2차 코팅액이 직물(20)을 고정시키면서 경화되어 3차 실리콘층(130) 및 내피층(140)이 형성된다.

한편, 실리콘 인조 피혁(100)은 자외선에 강한 특성을 갖는 실리콘을 기반으로 하면서도 탄력성, 색상 및 내광성을 갖고, 외부에 노출되는 외곽층인 1차 실리콘층(110)의 표면이 슬립성을 갖는다.

따라서 실리콘 인조 피혁(100)은 폴리우레탄을 기반으로 하는 종래 기술과 달리 자외선 노출이 잦은 자동차용 내장재로 장기간 사용될 수 있고, 그 외, 탄력성으로 인해 자동차용 내장재로 사용하기가 매우 편리하며, 다양한 색상의 구현이 가능하여 고객의 색상 요구를 충족시킬 수 있고, 슬립성으로 인해 우수한 표면 질감을 가지며, 2차 실리콘층, 3차 실리콘층 및 내피층이 모두 색상을 가지므로 실리콘 인조 피혁의 색상이 확실하고 선명하게 구현되고, 3차 실리콘층과 내피층 간 결합에 접착제가 전혀 사용되지 않아 제조 비용 및 제조 공정의 면에 있어서 효율적이다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등범위 내에서 다양하게 수정 및 변형될 수 있고, 상술한 실시예들이 다양하게 조합될 수 있음은 물론이다.

100 : 실리콘 인조 피혁 110 : 1차 실리콘층
120 : 2차 실리콘층 130 : 3차 실리콘층
140 : 내피층
10 : 기재 시트 20 : 직물
30 : 언와인딩롤 40 : 와인딩롤
50 : 나이프 60 : 오븐

Claims

실리콘 수지 및 상기 실리콘 수지의 경화를 촉진시키기 위한 촉매를 포함하는 1차 코팅액을 경화하여 형성한 1차 실리콘층;
상기 실리콘 수지, 상기 촉매, 상기 실리콘 수지의 상온 경화를 지연시키기 위한 지연제 및 유색 무기안료를 포함하는 2차 코팅액을 상기 1차 실리콘층 상에서 경화하여 형성한 2차 실리콘층;
상기 2차 코팅액을 상기 2차 실리콘층 상에서 경화하여 형성한 3차 실리콘층; 및
상기 3차 실리콘층 상에 적층된 유색 직물로서, 탄력성을 갖는 내피층;을 포함하고,
상기 실리콘 수지로는 상기 1차 내지 3차 실리콘층의 탄력성 및 표면 슬립성을 위해 가루 형태의 실리카와, 폴리디메틸실록산과, 경화제를 혼합한 것이 사용되며,
상기 내피층을 구성하는 유색 직물은 상기 2차 코팅액이 포함하는 상기 유색 무기안료가 용해된 용제에 함침시킨 폴리에스터 재질의 원사 및 스판 재질의 원사를 직조하여 형성되는 실리콘 인조 피혁.
제1항에 있어서,
상기 촉매는 녹인 백금과 오가노폴리실록산을 혼합한 것인 실리콘 인조 피혁.
삭제
제1항에 있어서,
상기 내피층의 적층은 상기 2차 실리콘층에 도포된 상기 2차 코팅액에 상기 직물이 합쳐진 상태에서 상기 2차 코팅액이 경화됨으로써 이루어지는 실리콘 인조 피혁.
제1항에 있어서,
상기 1차 코팅액은 고분자 수지 필름 또는 종이 재질의 기재 시트에 도포된 후 경화되는 실리콘 인조 피혁.
제1항 또는 제2항 또는 제4항 또는 제5항에 있어서,
상기 내피층은 가장 내측의 층이고 상기 1차 실리콘층은 사용자에게 직접 노출되는 가장 외측의 층인 실리콘 인조 피혁.