KR20010084982A - 인조피혁용 고무 조성물 및 그 조성물을 사용하여 제조된제품 - Google Patents

인조피혁용 고무 조성물 및 그 조성물을 사용하여 제조된제품 Download PDF

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Abstract

본 발명은 고무에 운모 또는 황동, 은, 금을 첨가하여 제작되는 고무 조성물에 관한 것이다. 본 발명은 고무에 운모를 첨가하여 아름다운 이중 색상을 띄게 하고, 황동 또는 은, 금을 첨가하여 실버 및 금속 적인 색상이 나타나게 한다.
고무를 사용하여 제작할 수 있는 신발 및 의류 가방 등에 사용되는 고무의 용도범위를 증대하기 위하여 고무시트의 색상을 화려하게 표현하기 위하여 기존 화학안료대신 진주 또는 운모를 사용하여 이중적인 색상 및 금속 적인 색상 등의 화려한 색상을 고무시트가 가질 수 있도록 하는 것이다.
특히, 신발 및 의류의 소재로 사용되는 우레탄 또는 PVC의 경우 표면 스키밍 코팅 수준으로 제품을 제작하여 왔지만 본 발명은 고무 원재료에 진주 또는 운모를 브랜딩하여 일정한 열과 압력으로 가황 프레스에서 제작하여 고무시트에서 화려한 이중 칼라가 나타나며, 고무 원재료에 황동, 은, 금을 브랜딩 하여 일정한 열과 압력으로 가황하면 실버 및 금속적인 색상이 나타나게 된다.

Description

인조 피혁용 고무 조성물 및 그 조성물을 사용하여 제조된 제품 {Rubber composition for artificial leather and the product using said rubber composition}
과거부터 아름다운 색상을 내기 위한 방법으로 다양한 연구가 있었으며, 대표적으로 진주 또는 운모(6)를 첨가하여 개발이 진행되어왔다. 최초 물고기 비늘을 이용한 은색 진주였었으나 생산성 문제와 높은 가격 때문에, 사용이 어렵게된 이후 인조 진주를 개발하였으나 합성과정에서 생겨나는 독성의 문제로 사용이 불가능하였다.
그러나 최근 이러한 문제를 이산화 티타늄으로 코팅한 운모(6)가 개발되어 안료나 염료로는 도저히 재현할 수 없는 수많은 매력적인 진주 색깔을 낼 수 있게되었으며, 양호한 안정성을 가진 진주가 개발되었다.
오늘날 진주나 운모가 적용되고 있는 제품으로는 도료용으로는 자동차용 도료, 일반 산업용 도료, 프린터용 잉크 등에 사용되고 있으며, 일반 산업용으로는 플라스틱에 적용되고 있을 정도로 광범위하다. 그러나 일반적인 의류나 신발, 가방 등에 사용할 수 있는 내굴곡성, 탄성, 마모성을 가질 수 고무에 진주나 운모를 첨가하여 매력적인 색깔을 낼 수 있도록 개발된 제품은 없다.
본 발명에서는 고무에 진주나 운모를 적용하여, 산업용뿐만 아니라, 일반적인 의류나 신발, 가방 등의 품질을 향상시키고, 보다 매력적인 색깔을 지닐 수 있게 하였다.
본 발명은 가방 및 신발 의류 등의 소재로 사용되고 있는 우레탄 및 PVC소재시트가 환경에 문제가 됨에 따라 대체할 수 있는 물질로 고무소재를 사용함으로써 적용분야를 확대하고 그 가치를 증대하기 위하여 화려한 색상을 나타내도록 배합하는 것에 관한 것이다.
최근 세계적으로 환경 문제를 중요시 하게되었으나, 신발, 가방, 또는 의류 등의 소재를 이용하여 화려한 색상을 낼 수 있는 것은 가죽이나 인조 피혁표면에 플라스틱이나 폴리우레탄 등으로 코팅하는 것 등에 국한되어 왔다.
플라스틱 경우는 제조 공정의 융해단계(Gelling) 단계에서 유해가스가 발생하여 인체에 치명적인 피해를 초래할 뿐만 아니라, 유독가스가 대기 중에 확산되고, 우레탄의 경우는 유독 성분인 디메틸포름 알데히드(DMF)를 사용함으로서 환경오염의 주범이 되어 환경적인 측면에서 대체 품이 필요하다.
가죽제품의 경우 표면에 화려한 색상을 만들기 위하여 화학약품 유독성 약품 등을 사용하여 색상을 만들거나 또는 우레탄과 PVC를 사용하여 코팅을 함으로서 환경 오염의 주범이 되고 있다. 또한 가죽 및 인조피혁의 경우 표면에 색상을 단순히 코팅하는 수준이기 때문에 사용시 발생될 수 있는 마모 등의 원인으로 색상의 일부가 떨어져나가 소재내부의 다른 색이 나타나는 등의 문제점이 있었다.
본 발명품은 고무시트 소재를 이용하여 환경 문제를 해결할 수 있으며, 성능 적인 측면을 보더라도 단순히 코팅으로 이루어진 소재가 아니기 때문에 소재 사용시 발생할 수 있는 마모에 의해 색상이 떨어져나가서 다른 색상이 나타나는 경우는 발생하지 않는다. 즉 표면의 일부가 마모되더라도 본래 소재가 지녔던 색상이 그대로 나타나기 때문에 제품의 질을 높게 유지시킬 수 있도록 발명된 특수한 제품이며, 고 내마모 성능으로 표면의 벗겨짐을 최대한 억제할 수 있는 소재이다.
이러한 고무 시트 표면에 화려한 색상을 만들어 기존 가죽제품 및 합성 피혁 또는 플라스틱 등을 대체할 수 있는 환경 친화성 신소재로써 신발, 가방, 의류 등의 소재로 활용할 수 있다.
원재료 적인 측면에서 보면, 플라스틱류의 경우 원재료 자체가 투명하거나 반투명하여 진주 또는 운모(6)를 0.5∼15중량부 투입시 빛의 굴절(5) 효과를 충분히 나타낼 수 있으나, 고무에 적용할 경우 고무 물리적 성능을 향상시키기 위한 배합약품에 의해서 불투명 소재가 되기 때문에, 빛의 굴절 효과(5)를 기대하기 어렵다.
배합공정의 측면에 보면, 자동차용도료, 일반 산업용 도료, 프린터용 잉크,플라스틱류에 적용시 진주 또는 운모(6)를 페인트 또는 플라스틱 졸에 투입하여 혼련하는 방법이므로 진주 또는 운모(6)의 원형 그대로 보존이 되나, 고무에 진주 또는 운모(6)를 배합에 이용할 경우 원재료와 혼련 공정에서 진주 또는 운모(6) 입자가 분쇄됨으로 인해 매력적인 색깔을 내기는 불가능하다.
환경적인 측면에서 보면, 최근 전 세계적으로 환경문제를 중요시하게 되었으며 플라스틱류는 투명성이 좋고 원재료와 혼합 공정에서 입자의 깨어짐이 없는 원형 그대로 보존되므로 빛의 굴절 효과(5)를 충분히 나타낼 수 있으나, 플라스틱의 제조 공정상 융해될 때 발생되는 유해가스 생성 문제로 인체 및 환경 적인 측면에서 대체 상품이 절실히 요구된다.
제품의 용도적인 측면에서 보면, 진주 또는 운모(6)를 플라스틱류에 첨가하여 매력적인 색깔을 가질 수 있지만, 제품 자체의 내마모성 그리고 내열성 문제 그리고 내굴곡성이 필요한 용도로 사용되는 제품에서는 매력적인 색깔을 내는 고무제품이 절실하게 요구되고 있다.
제품의 내구성 측면에서 고려한다면 플라스틱(PVC)이나 우레탄 시트 가죽시트 코팅부분의 경우 조그마한 충격에도 코팅부분이 깨어지고, 가죽제품의 코팅부분은 장시간 굴곡할 때 표면의 굽힘 자국이 영구적으로 남게되지만, 고무는 고무자체의 탄성모듈러스(Elastic Modulus)라는 물리적인 성질을 가지고 있기 때문에, 외부의 충격 및 반복 굽힘 자국에 대해서 고무의 탄성변형에 의해서, 외관을 원래의 상태와 동등하게 유지시켜 준다.
본 발명의 목적은 환경 친화적인 소재로 기존 인조피혁의 성능을 대신할 화려한 색상 고무시트를 만들기 위한 것으로 일반적으로 미가황고무 시트를 만드는 과정은 폴리머를 소련 시킬 수 있는 기계에서 소련 시킨 후 일정량의 오일, 충진제 및 보강제를 혼합하여 믹싱 공정을 통한 후, 롤에서 촉진제를 첨가하여 미가황고무 시트를 제작한다. 이 때, 소련된 고무 시트에 진주 또는 운모, 황동, 은, 금 분말을 첨가할 경우 믹싱 기계 또는 롤에 의해 분쇄되어 진주 또는 운모, 황동, 은, 금의 고유 색깔을 낼 수 없었다. 그리고 기존의 안료만 사용함으로서 일반적인 색상만 가능하였다.
화려한 금속색깔 및 보는 시각에 따라서 표면 색상이 변화하는 등의 화려한 색상을 연출하는 것은 불가능하였다. 하지만 고무, 약품 및 운모, 황동, 은, 금 등을 일정한 비율로 브랜딩하여 고무시트가 화려한 색상을 가지도록 하는 것이다.
제1도는 운모 원재료의 적층 구조를 나타내는 단면 형상
제2도는 혼련 고무에 제1도의 운모 또는 황동, 은, 금을 첨가하여 빛의 굴절(5)에 의해서 아름다운 칼라가 나타난 도면
제3도는 하면 포(8)의 색상에 의해서 빛의 굴절차이로 인해 다양한 칼라를 나타내는 도면
제4도는 액상 고무(9)에 운모 또는 황동, 은, 금(10)을 첨가하여 혼합한 액상 배합물
제5도는 하면 포(8)에 제4도의 액상 배합물을 도포하여 빛의 굴절차이로 인해 아름다운 칼라가 나타난 도면
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 진주 또는 운모의 중심핵
2 : 단백질층
3 : 탄산칼슘 층
4 : 적층된 단백질층
5 : 빛의 굴절
6 : 고무배합에 투입하는 운모 첨가물
7 : 운모 또는 황동, 은, 금이 첨가된 배합 고무
8 : 하부 보강포
9 : 액상 고무
10 : 고무 배합에 투입하는 운모 또는 황동, 은, 금
11 : 운모 또는 황동, 은, 금이 첨가된 액상 배합 고무를 하부 보강포 위에 도포된 고무시트
본 발명의 목적을 달성하기 위하여
첫 번째는 일반 고체상태의 고무를 이용하여 색깔을 내기 위한 경우의 혼련 조건 경우 반바리 믹서 혼련공정에서 고무를 투입하여 고무자체의 전단 응력을 최소화 하기 위해 일정 시간동안 혼련후, 산화 아연과 충진제 , 오일 및 이산화 티타늄 일정량을 투입하여 완전한 혼합을 위해 일정시간 동안 브렌딩한 후, 가황제 및 촉진제를 투입하여 일정시간 동안 믹싱 한다. 이때의 믹싱 공정에 이용된 믹서기의내부 온도는 80∼120℃ 이어야 한다. 다시 믹싱공정을 거친 후 진주 또는 운모, 황동, 은, 금(6) 등을 첨가하는 것 보다 믹싱공정의 믹서기내에 일정량을 첨가하여 일정 시간동안 브랜딩 한다. 진주 또는 운모, 황동, 은, 금(6) 입자의 배향을 위해 오픈롤에서 일정시간동안 브랜딩후 일정두께로 최대한 얇게 시팅 작업하여 진주 또는 운모, 황동, 은, 금(6) 등을 균일하게 배향 시키는 구성.
두 번째는 액상의 고무를 이용하여 색깔을 내기 위한 공정의 경우에는 액상고무에 진주 또는 운모, 황동, 은, 금(6) 등을 혼합하여 도포하는 방법으로 고무를 25℃상태 하에서 일정한 속도와 시간동안 충분히 혼합한 후 산화 아연과 백카본, 충전제, 오일 및 이산화 티타늄 등을 보강제, 가황제 및 촉진제와 동시에 투입하여 일정시간 동안 혼합한다. 진주 또는 운모를 투입하여 1분 동안 혼합하여 고무, 포, 가죽 등의(8) 표면에 얇게 여러 번 도포하면(11) 진주 또는 운모, 황동, 은, 금(10)등을 균일하게 배향시키는 구성.
본 발명품의 이론은 아래와 같다.
천연 진주의 구조는 탄산칼슘과 단백질 층이 반복적으로 적층되어 있어서, 입사된 빛이 각 층에서 반사, 굴절, 투과되어 진주 특유의 무지개 및 이중 색깔 효과가 나타난다.
고무 배합을 할 경우 진주 또는 운모, 황동, 은, 금(6) 등을 투입하여 안료가 피도체와 평행하게 배열하여 진주 또는 운모, 황동, 은, 금(6) 등에 입사된 빛을 흡수 반사 또는 직접 반사함으로써 보는 방향의 각도에 따라 진주 또는 운모, 황동, 은, 금색상의 효과가 나타난다.
진주 또는 운모, 황동, 은, 금(6) 등을 입자가 평행하게 분산되지 못할 경우 빛의 산란에 의해 진주 또는 운모, 황동, 은, 금(6) 등 입자의 특유한 색상효과를 잃게 된다. 그러므로 빛의 색깔은 도막의 두께에 따라 변화하게 된다. 입사된 빛은 반사되고 일부는 굴절되며 통과한 빛의 일부는 다시 반사되기 때문에 이러한 굴절율의 차이를 고무에 적용 가능함으로서 진주 또는 운모, 황동, 은, 금색 등을 낼 수 있다.
부가적으로 본 발명은 운모 무기안료로서 판상의 운모표면에 이산화 티타늄(TiO2), 산화철(Fe2O3), 이산화크롬(CrO2), 산화마그네슘(Mg2O3)등의 고 굴절율을 가진 금속산화물로 코팅한 운모를 사용한다. 또한 이러한 운모를 사용하므로서 운모의 표면에 코팅된 이산화 티타늄(TiO2)의 두께에 따라 빛의 간섭효과에 의하여 2중 색상변화 효과를 만들 수 있다.
그리고 금속 적인 느낌이 나는 색상구현은 운모의 표면에 이산화크롬(CrO2) 또는 산화철(Fe2O3)과 같은 금속산화물을 코팅한 운모를 고무배합과 브랜딩하여 사용하므로서 얻을 수 있다.
금색 또는 황동의 느낌이 나는 금속색상은 이산화 티타늄(TiO2)이 코팅된 운모에 산화철(Fe2O3)을 한번 더 코팅한 운모를 사용하여 고무배합과 브랜딩 하여 사용함으로서 얻을 수 있으며, 순수한 황동, 은, 금을 5㎛에서 250㎛범위의 미세한 분말을 고무배합과 브랜딩 하여 사용하므로 서 얻을 수 있다.
특유의 색깔이 나타난 고무시트 하부에 보강재료를 접착하여 고무 시트 제품을 만들 수 있다. 보강재료의 재질은 천연섬유 및 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아크릴, 폴리우레탄, 레이온등의 합성섬유로 구성되어 지며, 형태는 편직물, 능직물, 교직물, 부직포등으로 직조된 형태를 사용한다. 부가적으로 천연가죽도 보강재료로 사용이 가능하다. 이러한 보강재료를 접착함으로써 빛의 반사와 흡수등의 효과를 발생시켜 고무시트 표면에 진주 또는 운모, 황동, 은, 금 등의 독특한 색상효과를 낼 수 있으며, 고강도의 고무시트 제품을 만들 수 있다.
이상의 설명에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명에 따른 고무시트에 화려한 색상을 내는 공정을 통해 제작되는 고무시트는 첫째 일반 고체 상태의 고무를 이용하여 색깔을 내기 위한 공정의 경우 진주 또는 운모, 황동, 은, 금 (6) 입자가 가지고 있는 빛의 굴절을 고무에 응용해 진주의 아름다움과 황동, 은, 금의 화려한 색상 효과를 낼 수 있다.
둘째 일반 고체상태의 고무를 이용하여 색깔을 내기 위한 공정의 경우 환경 적인 측면에서 플라스틱류 대체용으로 유해 가스의 영향이 없으며 환경 적으로 친화적이다
셋째 일반 고체상태의 고무를 이용하여 색깔을 내기 위한 공정의 경우 플라스틱류보다 우수한 물성으로 내구성(내마모성, 내열성)등의 측면에서 우수하므로열과 접촉시 수축현상이 없다.
넷째 일반 고체상태의 고무를 이용하여 색깔을 내기 위한 공정의 경우 본 발명은 기존에 사용하고있는 플라스틱류 등의 대체 효과가 있으며 신발, 가방, 의류 및 기타 고무 산업 큰 효과를 기대한다.
다섯째 액상의 고무를 이용하여 색깔을 내기 위한 공정의 경우 액상 고무에 진주 또는 운모, 황동, 은, 금을 혼합(10)하여 액상으로 제조된 고무조성물의 도포가 용이하게 하는 방법으로 점도를 조절함으로써 쉽게 도포(11)될 수 있도록 할 수 있다.
여섯째 액상의 고무를 이용하여 색깔을 내기 위한 공정의 경우 진주 또는 운모, 황동, 은, 금(10)의 투입량을 조절함으로서 원하는 무늬를 쉽게 조정 가능하다.
일곱째 액상고무를 고무, 플라스틱, 포, 가죽 등에 페인팅하는 공정의 경우 진주 또는 운모, 황동, 은, 금(10)이 혼합된 액상 혼합물로 고무, 플라스틱, 포, 가죽 등에 도포(11)하면 재료의 재질과 색상에 의해 빛의 굴절 효과를 이용하여 입사된 빛이 각층에서 직접 반사 또는 빛의 흡수 투과, 산란 굴절(5) 함으로써 특수한 시각적 효과가 나타난다.

Claims (3)

  1. 신발과 가방 또는 의류에 사용되는 화려한 색상을 나타내는 인조피혁 고무제품에 있어서 고무 또는 액상고무 및 액상으로 만든 고무 100중량부에 진주, 운모, 황동, 은, 금(6)을 0.1∼100중량부을 각각 단독으로 첨가하거나 또는 진주, 운모, 황동, 은, 금(6)을 조합하여 첨가한 조성물 및 그 조성물로 제조된 고무 제품
  2. 1항에 있어서 고강도의 제품을 만들기 위해서 고무시트 하부에 천연섬유 및 합성섬유 재질의 편직물, 능직물, 교직물, 부직포 형태로 직조된 보강재료 또는 천연가죽 재질의 보강재료로 접착한 고무 제품
  3. 1항에 있어서 상기 고무 또는 액상고무 및 액상으로 만든 고무가 천연고무 및/또는 합성고무를 특징으로 하는 인조피혁용 고무 조성물 및 그 조성물로 제조된 고무 제품
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