KR20020073120A - 신축성이 뛰어난 인공피혁의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인공피혁의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 간단한 공정에 의해 원단의 특성을 모두 살릴 수 있는, 얇고 신축성이 뛰어난 인공피혁의 제조방법에 관한 것이다.

Description

신축성이 뛰어난 인공피혁의 제조방법{METHOD FOR PRODUCING ARTIFICIAL LEATHER WITH GOOD FLEXIBILITY}

본 발명은 얇고 신축성이 뛰어난 인공피혁의 제조방법에 관한 것으로서, 간단한 공정에 의해 원단의 특성을 모두 살릴 수 있는, 얇고 신축성이 뛰어난 인공피혁의 제조방법에 관한 것이다.

종래의 습식 인공피혁 제조공정들은 하기에 설명된 바와 같다.

첫째, 전형적인 습식 인공피혁의 제조는, 도 2에 예시된 바와 같이, 직물 및 부직포 원단을 폴리우레탄 수지와 계면활성제, 안료, 디메틸포름아미드 등을 적정비율로 배합한 함침배합액의 함침조에 통과시켜 함침한 후, 맹글로 스퀴징하여 일정량의 폴리우레탄 코팅액을 원단속에 침투시킨 다음, 제 1 습식 응고조 속을 통과시켜 용제와 물의 치환으로 원단속 원사 사이에 폴리우레탄 성분이 잔존하도록 하고, 이렇게 만들어진 기재 위에 폴리우레탄 코팅액을 도포하고, 제 2 응고조속에서 원단기재층 위에 은면층을 형성시키고, 수세 및 건조시킨 후, 엠보싱, 버핑, 인쇄공정 등의 일련의 후가공을 거쳐 인공피혁제품을 제조한다.

상기한 전형적인 습식 인공피혁 제조공정의 단점은 베이스로 사용될 기재로서 신축성이 많은 얇은 원단을 선정할 경우에는 제품생산이 불가능하다 점이다. 왜냐하면, 작업진행 방향으로 신축성이 있게 되면, 습식 기계에서는 당겨지는 장력 때문에 폭 방향으로 수축이 일어나고, 이 수축으로 인하여 제품이 말리는 현상이 심하기 때문이다. 또한, 기재로 사용된 원단 원사의 원활한 움직임을, 함침된 폴리우레탄이 방해하기 때문에, 제품이 딱딱하면서 투입전의 신축성에 휠씬 못미치게 된다. 이로 인해 상기의 인공피혁 제조방법은 신발용 및 잡화용 제품생산에 많이 이용되어 왔으나, 얇고 부드러움이 강조되는 의류용, 장갑용 및 극세사 인공피혁 제품, 또 두께와 상관없이 신축성이 특성인 여성용 부츠 등의 제품용 인공피혁에는 부적합한 제조방법이었다.

두번째, 얇고 신축성이 많은 기재를 사용한 습식 인공피혁의 제조공정은, 도 3에 예시된 바와 같이, 얇고 신축성이 많은 기재를 신축성이 거의 없는 직물원단(이하, 지지체라 일컬음) 위에, 습식공정 및 후가공 후 쉽게 박리할 수 있을 정도의 접착력으로 합포하고, 폴리우레탄 코팅액만을 도포하여, 상기의 전형적인 습식 인공피혁 제조공정과 마찬가지로 습식공정을 거쳐서 엠보싱, 인쇄공정이나 건식 가공후, 지지체를 떼어낸 후 인공피혁 제품을 완성한다.

이와 같은 제조공정으로, 얇고 신축성이 있는 기재를 이용한 습식 인공피혁 제조가 가능해졌지만, 원단(기재)과 지지체간 합포공정의 어려움(합포된 원단이 습식공정중에 지지체와 박리, 또는 원단과 지지체간에 필요한 접착력 이상으로 지지체 박리시 제품손상 등) 등으로 불량률이 매우 높게 발생되며, 또한 제품가격이 매우 높게 형성되어 극히 일부에서만 사용되고 있는 실정이다.

세번째, 특허 제38626호 및 제 10-0198190호에 따르면, 도 4에 예시된 바와 같이, 일정한 박리강도를 갖도록 전처리된 기재를 사용하여 습식은층을 형성시키고, 습식 응고, 수세, 건조공정을 거쳐 중간제품을 얻은 후, 일련의 후가공(버핑, 엠보싱, 건식가공) 등을 거친 다음, 기재를 습식은층으로부터 박리한다. 이렇게 얻어진 습식은층에 건식공정 즉, 접착제를 사용하여 스프리트레쟈나 원하는 원단을 붙여 최종의 인공피혁제품을 만드는 제조공정이 소개되어 있다.

그러나 이 제조공정 또한 일정한 박리강도를 갖게 하기 위해서는 까다로운 전처리 공정이 불가피하며, 기재로부터 습식은층을 박리하기 위해선 일정한 물리적 성질(인장강도, 신율, 인열강도 등)이 필요한데, 이는 일정한 두께 이상의 습식은층 필름을 형성시켜 쉽게 끊기지 않거나, 신축성이 없어야만 가능하다. 또 무늬 형성이 안된 습식 중간제품이므로 후가공을 필수적으로 거쳐야 완제품을 만들 수 있을 뿐 아니라, 인공피혁제품으로 사용하려면 원단층을 포함하는게 필연적인데, 이를 위해선 접착제를 사용하여 기재와 중간제품인 습식은층을 접착시키는 공정을 포함해야 하는 등, 매우 많은 공정을 필요로 하는 제조방법이다.

그리고 이러한 제조방법으로서도, 얇고 부드러운 의류용 인공피혁과 여성용 부츠용과 같은 신축성이 요구되는 제품생산은 거의 불가능하다. 왜냐하면 상기 제조 공정상 습식은층 제품이 두꺼울 수밖에 없고, 또 접착제 사용으로 인하여 신축성 부족은 물론 제품 품질이 딱딱해질 수 밖에 없기 때문이다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하여, 기존의 습식 인공 피혁제품 제조공정으로는 생산이 불가능하거나 매우 어려운, 얇고, 부드러우면서도 신축성이 매우 뛰어난 인공피혁의 제조방법을 제공하고자 하는 것이다.

- 도 1은 본 발명에 따른 인공피혁의 제조공정을 나타낸 도면이다.

***** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *****

10...이형재, 10'...분리되는 이형재, 11...코터, 12...원단,

13...습식 응고조, 14...수세조, 15...건조기,

16...본 발명의 인공피혁 제품,

- 도 2는 전형적인 습식 인공피혁의 제조공정을 나타낸 도면이다.

***** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *****

20...원단, 21...함침조, 22...제 1 응고조, 23...코터,

24...제 2 응고조, 25...수세조, 26...건조기, 27...인공피혁

- 도 3은 얇고 신축성이 많은 기재를 사용한 기존의 습식 인공피혁의 제조공정을 나타낸 도면이다.

***** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *****

30...원단 + 지지체, 31...제 1 응고조, 32...코터,

33...제 2 응고조, 34...수세조, 35...건조기,

36...코팅되어진 원단 + 지지체

- 도 4는 특허 제 38626호에 따른 인공피혁의 제조공정을 나타낸 도면이다.

***** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *****

40...전처리된 기재, 41...제 1 응고조, 42...코터,

43...제 2 응고조, 44...수세조, 45...건조기,

46...박리된 기재, 47...습식은층

본 발명에 따른 얇고 신축성이 뛰어난 인공피혁의 제조방법은 다음의 단계들을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다:

이형재 위에 폴리우레탄 코팅액을 제품별 두께로 코팅하는 단계;

상기 이형재의 폴리우레탄 코팅면 위로 인공피혁 기포지로 사용될 원단을 공급하여, 상기 코팅면 위에 붙이는 단계;

이형재 위의 폴리우레탄 코팅면 위에 원단을 붙인 기재를 습식 응고조에 입수시켜 폴리우레탄 코팅과 원단을 합포시킨채 응고시키고, 수세 및 건조공정을 거친 후, 이형재로부터 완제품인 인공피혁을 박리하는 단계.

상기 본 발명에 따른 인공피혁의 제조방법의 각 단계를 도 1을 참조하여 구체적으로 설명한다.

우선, 각각의 용도 즉, 얇고 부드러운 의료용 또는 신축성이 탁월한 부츠용 신발 또는 가구용 등에 맞게 선별된 무늬가 있는 이형재(10) 위에 폴리우레탄 코팅액을 코팅한다.

본 발명에서 사용되는 이형재(10)는 습식 응고조에서 일정시간 견딜 수 있고, 건조시 일정온도에서 견딜 수 있으며, 무늬가 새겨지거나 무늬가 있는 것이라면 특별히 한정되지 않고, 예로서 무늬가 새겨진 폴리에스테르 필름과 폴리올레핀필름이 합포된 이형재; 무늬가 새겨진 폴리프로필렌 필름과 폴리올레핀 필름이 합포된 이형재; 무늬가 새겨지거나 전사되어 있고, 습식 응고조 속에서 수분에 의해 분해되지 않을 정도로 발수 처리된 이형지; 무늬가 있도록 짜여진 제직 원단; 엠보싱 기계 등을 통해 무늬를 성형한 폴리에스테르 필름, 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌 필름, 폴리우레탄 필름 등의 무늬가 부여된 합성필름 중에서 선택되는 것이 바람직하다.

본 발명에서 사용되는 원단(인공피혁 기포지)은 특별히 제한은 없으나, 부직포, 직물, 편물로 분류되어지는 원단중에서 선택되는 것이 바람직하다. 예로서, 의류용으로는 인터록 원단, 부츠용으로는 투웨이 스판 원단을 사용할 수 있다.

상기 폴리우레탄 코팅액은 습식 폴리우레탄 수지, 용제, 계면활성제 및 안료로 이루어진 통상의 폴리우레탄 코팅액을 사용할 수 있다. 폴리우레탄 코팅액의 종류와 배합비는 부드러운 의류용 및 신축성이 있는 부츠용 및 신발용 등, 각 제품의 특성에 맞게 조절할 수 있고, 특히 부드러움과 자연스러운 주름효과 등 모미 효과를 극대화시키기 위해서는 검화도가 85.5~96.5몰%이고, 중합도(분자량)가 500~1,700인 폴리비닐알코올(PVA)을 2∼50중량% 함유시키는 것이 바람직하다.

폴리우레탄 코팅액의 점도는 통상적으로 의류용의 경우에는 1,500~4,000cps, 부츠 등의 신발용의 경우에는 8,000~12,000cps이다.

이때, 코팅 두께는 의류용 및 가구용의 경우에는 0.2mm∼1.0mm, 부츠용 및 신발용의 경우에는 0.5mm∼1.8mm가 바람직하다.

상기와 같이 이형재 위에 코팅된 폴리우레탄 코팅면 위에 인공피혁 기포지로사용될 원단(12)을 가이드 롤을 거쳐 공급하여 습식 응고조(13) 입수전에 접착시킨다. 이와 같이 원단을 코팅면 위에 접착시킬 때 붙이는 시점이 매우 중요한데, 이형재(10)에 폴리우레탄 코팅액을 코팅한 후 약 20∼30초 후에 원단을 접착시키는 것이 바람직하다. 왜냐하면 너무 일찍 코팅면 위에 원단을 닿게 하여 원단에 폴리우레탄 코팅액이 많이 침투하게 되면, 부드럽고 신축성이 우수한 인공피혁 제품을 얻기 힘들기 때문이다. 또, 너무 늦게 원단이 공급되어 원단으로의 폴리우레탄 코팅액이 침투가 거의 안된 상태가 되면, 최종적으로 형성된 습식은층(코팅층으로부터 용제를 추출, 제거한 순수 폴리우레탄 코팅층)과 원단이 쉽게 떨어지게 되므로 불량 인공피혁 제품을 얻게 되기 때문이다.

또한, 신축성이 우수한 인공피혁을 얻기 위해서는, 상기 원단을 코팅면 위에 접착시킨 시점에서 습식 응고조(13)의 수면에서부터 원단이 접착된 코팅면까지의 거리가 중요한 요소인데, 의료용 및 가구용의 경우는 상기 거리가 10∼18cm, 부츠용의 경우는 25∼35cm가 바람직하다.

상기 거리를 결정하기 위해서는 코팅액 점도의 상관관계를 계산해야 하는데, 그 계산 결과의 예를 하기 표 1에 나타내었다.

코팅액의 점도(cps)	의류용	부츠용
	2,000	3,000	4,000	8,000	10,000	12,000
원단이 코팅면에 접착되는시점에서, 응고조 수면에서 코팅면까지의 거리(cm)	10	13	18	25	30	35
비고	의료용의 경우 인터록 원단이며,부츠용의 경우 투웨이 스판 원단임

상기와 같이 폴리우레탄 코팅면을 통하여 이형지에 원단이 접착된 기재를 통상의 습식 응고조(5)에 입수시켜 응고시킨 후, 통상의 공정에 따라 수세조(14)와 건조기(15)를 거쳐 수세, 건조처리한다. 그런 다음 이형재(10')로부터 인공피혁(16)을 박리한다.

본 발명의 방법에 의하면, 추가의 접착제 사용 없이도, 액체상태인 코팅액을 기포지 원단의 한면에 침투시킨 후 습식 응고조에서 용제를 추출시키고 수세, 건조공정을 거치면서 자연스럽게 코팅액과 기포지 원단이 접착되며, 이를 이형재로부터 박리하면 무늬가 새겨진 인공피혁이 단 한번의 간단한 공정으로 제조된다.

이하, 본 발명을 하기의 실시예 및 비교예에 의하여 보다 구체적으로 설명한다. 하기의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 예에 지나지 않으며 본 발명의 보호범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.

실시예 및 비교예

실시예 1

일반적인 무늬(일명 캉가루 무늬)가 있고, 발수처리된 이형지를 습식기계에 투입하여, 그 위에 다음과 같은 조성의 폴리우레탄 코팅액으로 1.5mm 두께로 코팅하였다.

내가수분해성 폴리우레탄 100중량부(점도 145,000cps(25℃), 고형분 32%)

비이온 계면활성제 2중량부

음이온 계면활성제 1중량부

충진제 3중량부

디메틸포름알데히드(DMF) 40중량부

안료 10중량부

=> 전체 점도 11,500cps(25℃)

위 코팅액으로 코팅후 약 30초 후에 부츠용 원단인 투웨이 스판을 가이드롤을 거쳐 코팅된 면 위로 닿게 하여 약 15초 동안 코팅액을 침투시킨 후(코팅면과 습식 응고조의 수면까지의 거리 : 30cm), DMF 20%의 습식 응고조에 입수시켰다.

습식 응고조에 입수시켜 약 12분동안 충분히 응고시킨 후, 수세조에서 잔류 DMF를 충분히 추출시켰다. 이때 잔류 DMF가 잔존할 경우 습식은층을 녹일 수 있으므로 깨끗한 물로 세정을 충분히 시킨다. 그런 후 건조기에 통과시켜 수분을 건조시켰다.

이렇게 건조된 중간제품을 한 개의 리와인더에는 이형재를, 다른 한 개의 리와인더에는 원단에 코팅액이 침투되어 완성된 인공피혁 완제품을 걸어 분리시켜, 본 발명에 따른 부츠용 인공피혁 완제품을 제조하였다.

실시예 2

의류용으로 많이 사용되는 즉, 잔잔한 무늬가 새겨진 이형지를 실시예 1과 같이 습식기계에 투입하여, 그 위에 다음과 같은 조성의 폴리우레탄 코팅액으로 0.6mm 두께로 코팅하였다.

카보네이트계 폴리우레탄 100중량부(점도 175,000cps(25℃), 고형분 30%)

비이온 계면활성제 2중량부

음이온 계면활성제 2중량부

폴리비닐아세테이트(PVA) 10중량부

충진제 8중량부

DMF 140중량부

안료 8중량부

=> 전체 점도 1,800cps(25℃)

위 코팅액은, 부드러운 의류용으로 사용하기에 알맞게 미세기공이 많고, 마모성이 우수한 카보네이트계 폴리우레탄을 선정하였고, 여기에 PVA를 첨가하여 폴리우레탄이 갖고 있지 못한 저탄성율과 자연주름을 형성하고자 할 때 거쳐야만 하는 물모미 공정시 주름효과를 극대화 시키고자 첨가하였다. 이때 사용된 수용성 PVA의 효과는, DMF엔 용해되지 않는 특성을 지니고 있어, 코팅액에선 자신의 부피만큼 차지하고 있다가 응고조 및 수세조에서는 물에 녹아 빠져나옴으로써 PVA가 있던 부피만큼 미세기공이 형성되어 더욱 부드러운 의류용 습식은층 제조가 가능하다. 또한 물모미시 많은 미세기공 만큼 주름형성이 가능하므로 더욱 자연스러움을 가능케 해준다.

코팅후 약 30초 후에 의류용 원단인 인터록을 가이드롤을 거쳐 코팅된 면 위로 닿게 하여 약 5초 동안 코팅액에 침투시킨 후(코팅면과 습식 응고조의 수면 사이의 거리 : 10cm), DMF 8%의 습식 응고조에 입수시켰다.

습식 응고조에 입수시켜 약 10분동안 충분히 응고시킨후, 실시예 1과 동일하게 수세 및 건조공정, 분리공정을 거쳐, 본 발명에 따른 부드럽고 신축성이 우수한의류용 인공피혁 완제품을 제조하였다.

이와 같이 제조된 본 발명의 인공피혁제품의 신율(시험방법 ISO-5081)을 측정한 결과는 다음 표 2와 같다.

물성제품	신율(%)	품질
	길이 방향		폭 방향
실시예 1	350	310	신축성 양호
실시예 2	160	340	신축성 양호
기존 신발용	60	110	신축성 불량

본 발명은 매우 단순한 공정으로 다양한 제품 즉, 얇고 부드러운 의류용 및 신축성이 탁월한 가구용 및 신발용 인공피혁제품 생산이 가능하도록 설계된 새로운 습식 인공피혁제품을 제조할 수 있다.

즉, 기존의 인공피혁 제조공정에서는 매우 어려운 전처리공정 및 불량을 감수해야 하는 얇고 신축성이 많은 원단의 인공피혁제품으로의 사용을 가능하게 하고, 또한 인공피혁 제조시 후가공중의 엠보작업과 건식가공 공정의 열과 접착제로 인하여 제품이 딱딱해지며 통기성이 없는 제품의 단점을 극복한, 매우 간단하면서도 독특한 인공피혁의 제조방법을 제공한다.

이로 인해 두께와 상관없이 부드러우면서도 신축성 및 통기성이 뛰어난 인공피혁을 제조할 수 있게 됨에 따라, 기존의 고가격대의 의류용 및 가구용 인공피혁제품에 비해 휠씬 저렴하고 매우 품질이 우수한 인공피혁 제품을 제공할 수 있다.

Claims (7)

1. 하기의 공정으로 이루어진 얇고 신축성이 뛰어난 인공피혁의 제조방법:

   무늬가 새겨지거나 무늬가 있는 이형재(10) 위에 폴리우레탄 코팅액을 코팅하는 단계;

   20∼30초 후에 인공피혁 기포지로 사용될 원단(12)을 상기 폴리우레탄 코팅면 위로 공급하여, 상기 폴리우레탄 코팅면 위에 붙이는 단계;

   이형재(10) 위의 폴리우레탄 코팅면 위에 원단(12)을 붙인 기재를 습식 응고조(13)에 입수시켜 응고시킨 후, 수세조(14) 및 건조기(15)를 거쳐 수세, 건조한 다음, 이형재(10')로부터 인공피혁(16)을 박리하는 단계.
2. 제 1항에 있어서, 상기 이형재(10)는 무늬가 새겨진 폴리에스테르 필름과 폴리올레핀 필름이 합포된 이형재, 무늬가 새겨진 폴리프로필렌 필름과 폴리올레핀 필름이 합포된 이형재, 무늬가 새겨지거나 전사되어 있고, 습식 응고조 속에서 수분에 의해 분해되지 않을 정도로 발수 처리된 이형지, 무늬가 있도록 짜여진 제직 원단, 엠보싱 기계 등을 통해 무늬를 성형한 합성필름 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 인공피혁의 제조방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 원단은 부직포, 직물 및 편물 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 인공피혁의 제조방법.
4. 제 1항에 있어서, 상기 폴리우레탄 코팅액은 폴리우레탄 수지, 용제, 계면활성제 및 안료로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 인공피혁의 제조방법.
5. 제 4항에 있어서, 상기 코팅액에는 검화도가 85.5~96.5몰%이고, 중합도가 500~1,700인 폴리비닐알코올이 2∼50중량% 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 인공피혁의 제조방법.
6. 제 1항에 있어서, 코팅 두께는 의류용 및 가구용의 경우에는 0.2mm∼1.0mm, 부츠용 및 신발용의 경우 0.5mm∼1.8mm인 것을 특징으로 하는 인공피혁의 제조방법.
7. 제 1항에 있어서, 원단을 폴리우레탄 코팅면위에 붙이는 시점에서, 상기 코팅면과 습식 응고조의 수면까지의 거리를 의류용 및 가구용의 경우 10~18cm, 부츠용 및 신발용의 경우 25~35cm로 유지하는 것을 특징으로 하는 인공피혁의 제조방법.