KR20040070570A - 개선된 스팀챔버를 갖는 인조피혁 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인조피혁을 생산하는 장치에 관한 것으로, 원단을 공급하는 원단공급기와; 상기 원단공급기에 의해 공급된 원단을 수분산폴리우레탄 속으로 통과시키며 원단에 수분산폴리우레탄을 함침하기 위한 디핑기와; 상기 원단에 함침된 수분산폴리우레탄의 두께를 균일하게 하기 위하여 상기 원단의 함수율을 조절하는 압착롤러와; 상기 수분산폴리우레탄을 스팀에 의해 1차 응고시키는 히팅챔버와; 상기 수분산폴리우레탄이 응고된 원단을 가열된 롤러의 표면과 접촉시키며 면 평활성을 높이고 수분을 제거하는 제 1 히팅롤러와; 상기 2차 응고된 원단의 표면을 다시 수분산폴리우레탄으로 코팅하는 은층기와; 상기 수분산폴리우레탄에 의해 코팅된 원단의 표면을 1차 건조시키는 제 1 건조챔버와; 상기 제 1 건조챔버를 통과한 원단에 선택적으로 스팀과 열풍을 공급하여 원단의 표면을 2차 건조할 뿐만 아니라, 상기 스팀으로 인해 발생되는 물방울이 원단에 떨어지는 것을 방지하기 위하여 상기 물방울을 증발시키는 스팀챔버와; 상기 스팀챔버를 통과한 원단의 표면을 건조하여 피막을 형성시키고 후 공정의 이동과정에서 발생할 수 있는 원단의 스크래치를 방지 하는 제 2 건조챔버와; 상기 스팀챔버를 통과한 원단의 표면을 고르게 하기 위한 제 2 히팅롤러와; 상기 원단을 완전히 건조시킬 뿐만 아니라, 상기 과정을 거치면서 수축된 원단을 잡아당겨서 일정한 규격으로 만들기 위한 텐터기와; 상기 텐터기를 통과하여 완성된 인공피혁제품을 롤 형태로 마는 권취롤을 가지고 있다.

Description

개선된 스팀챔버를 갖는 인조피혁 제조장치 { apparatus having improved steam chamber for producing artificial leather}

본 발명은 인조피혁에 관한 것으로, 보다 자세하게는 인조피혁을 생산하는 장치에 관한 것이다.

본 발명은 수성 폴리우레탄을 활용한 인조피혁의 제조방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 자세하게는 수성 폴리우레탄 배합액에 함침된 원단을 1차적으로 응고시키는 히팅챔버와 수분 함수율을 최소화하기 위한 제 1 히팅롤러가 추가로 보완되어 함침원단에 수성 폴리우레탄 배합액이 코팅되었을 시 유연성 및 표면 평활성이 향상된다. 수성 폴리우레탄으로 코팅된 표면을 스팀관의 열로 1차 건조시키는 건조 챔버, 선택적으로 스팀을 공급하여 코팅 표면을 2차 건조할 뿐만 아니라 상기 스팀으로 인해 발생되는 물방울이 표면에 떨어지는 것을 방지하기 위하여 상기 물방울을 증발시키는 스팀챔버와 표면을 고르게 하기 위한 제 2 히팅롤러로 또한 추가로 보완되어 유연성, 충진감 과 아울러 코팅된 표면의 면평활성이 이전의 인조피혁보다 더욱 개선된 제조방법 및 장치에 관한 것이다.

인조피혁은 고분자 물질(폴리우레탄)을 부직포나 직물과 같은 섬유층에 함침 혹은 코팅하여 천역 피혁의 조직구조와 유사한 구조를 가지게 되는 섬유제품을 말한다. 이러한 인조피혁은 천연피혁보다 가볍고 내마모성 및 투습??방수성이 양호하면서 다양한 칼라를 표면에 착색시킬 수 있다는 점에서천연피혁보다 우수하다고 할 수 있다. 아울러 천연피혁에 비해 길이나 폭에 제한을 받지 않기 때문에 봉제작업에서 발생하는 피혁의 짜투리가 발생하지 않아 재료의 손실이 더 적고 가공이 용이하다는 장점 때문에 광범위한 용도로 사용되고 있는 실정이다.

상기와 같은 장점을 가지는 인조피혁의 제조공정은 일반적으로 디메틸포름아미드(DMF), 메틸에틸케톤(MEK), 톨루엔 등의 유기용제형 우레탄을 활용하여 제조하는 방법과 물을 용제로 하는 수성 우레탄을 사용하는 방법으로 나뉜다.

그러나 유기용제형 우레탄을 사용하여 인조피혁을 제조할 시에는 다량의 DMF, MEK, 톨루엔 등의 인체에 유해한 용제로 인한 환경 오염을 야기할 수 있으며, 또한 선진국에서는 유기용제형 우레탄을 대체할 수 있는 Non-solvent형의 우레탄 수지를 활용한 인조피혁 제품에 대한 용도를 확대하려는 추세이므로 이에 대한 인조피혁 제품의 개발이 시급한 실정이다.

이를 해결하기 위하여, 대한민국 특허 공개번호 2001-0106288호에 유성용제 대신 수성용제를 사용하여 인조피혁을 제조하는 제조장치가 제안된 바 있다.

도 1에 도시된 종래의 발명은, 원단을 공급하는 원단공급장치(2)와; 물과 폴리우레탄 수지 등의 배합액으로 구성된 수분산폴리우레탄 수지 배합액를 담고 있는 함침조(4)와; 상기 원단공급장치(2)를 통해 공급되어 상기 함침조(4)를 통과한 후함침된 원단의 함수율을 조절하기 위한 압착롤러(5)와; 상기 함침된 원단을 건조하는 건조기(6)와; 상기 건조된 원단에 다시 물 70%, 폴리우레탄수지 30%로 구성된 수분산폴리우레탄 수지를 코팅하는 은층기(7)와; 상기 수분산폴리우레탄으로 은층된 원단을 응고시키기 위한 스팀챔버(9)와; 스팀챔버(9)를 통과한 원단을 수세하여 폴리우레탄의 광택을 제거하는 물탱크(16)와; 상기 물탱크를 통과한 원단을 탈수하는 탈수롤(17)과; 상기 탈수롤을 통과한 원단을 감는 권취롤(19)를 가지고 있다.

상기 스팀챔버(9)는 수분산폴리우레탄의 응고과정에서 발생하는 응축수를 제거하기 위한 응축수제거벨트(13)와; 상기 응축수제거벨트(13)의 응축수를 짜내기 위한 구동압착롤러(14)를 가지고 있다.

그러나 응축수제거벨트(13)를 이용한 상기 스팀챔버(9)는 챔버(9)안에서 발생하는 응축수를 효과적으로 제거할 수 없어서, 스팀챔버(9) 안에서 발생한 응축수가 다시 가공 중인 원단으로 떨어져 불량을 유발시키는 문제점이 있다.

도 1에 도시된 종래의 발명은, 원단을 공급하는 원단공급장치(2)와; 물과 폴리우레탄 수지 등의 배합액으로 구성된 수분산 폴리우레탄 수지 배합액을 담고 있는 함침조(4)와; 상기 원단 공급장치(2)를 통해 공급되어 상기 함침조(4)를 통과한 후 함침된 원단의 함수율을 조절하기 위한 압착롤러(5)와; 상기 함침된 원단을 건조하는 건조기(6)와, 상기 건조된 원단에 다시 물, 폴리우레탄수지, 증점제 등으로 구성된 수분산 폴리우레탄 수지를 코팅하는 은층기(7)와; 상기 수분산 폴리우레탄으로 코팅된 원단을 응고시키기 위한 스팀챔버(9)와; 스팀챔버(9)를 통과한 원단을 수세하여 폴리우레탄의 광택을 제거하는 물탱크(16)와; 상기 물탱크를 통과한 원단을 탈수하는 탈수롤(17)과; 상기 탈수롤을 통과한 원단을 감는 권취롤(19)를 가지고 있다.

그러나 종래 특허에 명시된 방법에 의해 제조된 인조피혁은 유연성, 충진감 및 표면 평활성이 열악한 단점이 있다. 종래의 방법대로 수성 우레탄 배합액으로 함침된 원단을 건조기(6)를 통과시킨 후 점도가 높은 수분산 폴리우레탄 수지를 함침된 원단에 코팅하게 되면, 함침된 원단에 잔류하는 수분 때문에, 수성 코팅액이 함침 원단 내부로 침투하여 최종 인조피혁 제품의 유연성 및 충진감이 나빠지고 표면 평활성 또한 나빠지게 된다. 아울러 종래 특허의 스팀챔버(9)에서는 수분산 폴리우레탄의 응고과정에서 발생하는 응축수를 제거하기 위해 부직포(미도시)와 스폰지(미도시)를 합포하여 제조된 응축수제거벨트(13)를 사용하고 있다 그러나, 종래의 응축수제거벨트(13)에서는 응축수가 효과적으로 제거되지 않아 스팀챔버(9) 안에서 발생한 응축수가 다시 가공 중인 원단의 표면으로 떨어지고, 이로 인해 제품의 불량을 유발시키는 문제점이 있다. 즉, 초기 제조공정에서는 어느정도 응축수를 제거할 수 있지만, 연속적으로 제품을 생산하는 공정에서는 부직포와 스폰지로 합포된 응축수제거벨트에 함유된 응축수를 제거하는 데에는 한계가 있다. 그리고 종래의 응축수제거벨트(13)를 사용해야 할 경우에는 주기적으로 응축수제거벨트(13)를 교체하여야 함으로 인해 가공공정상의 생산효율, 재현성 있는 제품 생산의 어려움 등 실제 양산 규모의 제품을 생산하기에는 여러 가지 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하면서 실제 수성 폴리우레탄을 활용하여 양산규모의 제조공정으로 인조피혁을 생산하기 위해 고안된 것으로, 유연성, 충진감 및 표면 평활성이 보다 향상된 미세다공층이 포함된 수성 폴리우레탄을 활용한 인조피혁 제조방법 및 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 기타 다른 목적이나 효과는 발명의 상세한 설명과 첨부된 도면을 통해 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 종래의 인조피혁 제조장치의 개략도

도 2는 본 발명에 따른 실시예의 인조피혁 제조장치의 배치 정면도

도 3은 도 2 중 제 1 히팅롤러의 정면도

도 4는 도 2 중 은층기의 개략 정면도

도 5는 도 2 중 제 1 건조챔버의 정면도

도 6은 도 2 중 스팀챔버의 정면도

도 7은 도 2 중 제 2 건조챔버의 정면도

도 8은 도 2 중 제 2 히팅롤러의 정면도

도 9은 도 2 중 텐터기의 정면도

*도면의 주요 부호에 대한 설명*

20 : 원단공급기 30 : 디핑기

40 : 압착롤러 50 : 히팅챔버

60 : 제 1 히팅롤러 70 : 은층기

80 : 제 1 건조챔버 88 : 제 2 건조챔버

90 : 스팀챔버 100 : 제 2 히팅롤러

110 : 텐터기

200, 202, 204, 205, 206, 208, 210, 212 : 원단

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 원단을 공급하는 원단공급기와; 상기 원단공급기에 의해 공급된 원단을 수분산폴리우레탄 속으로 통과시키며 원단에 수분산폴리우레탄을 함침하기 위한 디핑기와; 상기 원단에 함침된 수분산폴리우레탄의 두께를 균일하게 하기 위하여 상기 원단의 함수율을 조절하는 압착롤러와; 상기 수분산폴리우레탄을 스팀에 의해 1차 응고시키는 히팅챔버와; 상기 수분산폴리우레탄이 응고된 원단을 가열된 롤러의 표면과 접촉시키며 면 평활성을 높이고 수분을 제거하는 제 1 히팅롤러와; 상기 2차 응고된 원단의 표면을 다시 수분산 폴리우레탄으로 코팅하는 은층기와; 상기 수분산 폴리우레탄에 의해 코팅된 원단의 표면을 1차 건조시키는 제 1 건조챔버와; 상기 제 1 건조챔버를 통과한 원단에 선택적으로 스팀과 열풍을 공급하여 원단의 표면을 2차 건조할 뿐만 아니라, 상기 스팀으로 인해 발생되는 물방울이 원단에 떨어지는 것을 방지하기 위하여 상기 물방울을 증발시키는 스팀챔버와; 상기 스팀챔버를 통과한 원단의 표면을 건조하여 피막을 형성시키고 후 공정의 이동과정에서 발생할 수 있는 원단의 스크래치를 방지 하는 제 2 건조챔버와; 상기 스팀챔버를 통과한 원단의 표면을 고르게 하기 위한 제 2 히팅롤러와; 상기 원단을 완전히 건조시킬 뿐만 아니라, 상기 과정을 거치면서 수축된 원단을 잡아당겨서 일정한 규격으로 만들기 위한 텐터기와; 상기 텐터기를 통과하여 완성된 인공피혁제품을 롤 형태로 마는 권취롤을 가지고 있다.

상기 디핑기에서 원단에 공급되는 수분산폴리우레탄의 고형분은 6-30%이고, 물은 70-94%이며, 더욱 바람직한 고형분은 6-15%이다. 상기 은층기에서 함침 원단에 코팅되는 수분산 폴리우레탄의 고형분은 10-40%이고, 물은 60-90%이며, 더욱 바람직하게는 고형분 25-35%를 사용하는 것이 적합하다. 상기 물과 수분산폴리우레탄의 비율은 고정된 것이 아니고, 생산되는 피혁의 종류에 따라서 달라질 수 있다.

상기 원단은 각 장치와, 각 장치 사이에 위치하는 이동롤러의 마찰에 의해 일정한 속도로 이동한다.

상기 원단공급기는 롤 상태로 말려 있는 원단을 공급하기 위한 장치로서, 이는 통상적인 인조피혁의 제조과정에서 사용되는 것이다.

상기 디핑기는 상기 원단이 이동하며 수분산폴리우레탄이 담겨있는 곳을 관통하여 지나가는 것으로, 이는 통상적인 인조피혁이 제조과정에서 사용되는 것이다.

상기 압축롤러는 상기 디핑기를 관통하며 수분산폴리우레탄이 함침된 원단의 함수율을 조절하기 위하여, 상부와 하부에 위치한 롤러 사이로 상기 원단을 이동시키는 장치로, 이는 통상적인 인조피혁이 제조과정에서 사용되는 것이다.

상기 히팅챔버는 스팀의 열을 이용해 압축롤러를 통과한 원단의 수분산폴리우레탄을 응고시키기 위한 장치로서, 이는 통상적인 인조피혁이 제조과정에서 사용되는 것이다.

상기 제 1 히팅롤러는 히팅챔버를 통과하며 표면이 응고된 원단의 표면을 다짐질하는 가열된 롤러본체와; 상기 롤러본체에 스팀을 공급하는 스팀주입구를 가진다. 상기 롤러본체는 내부로 스팀이 공급되어 롤러본체를 가열하는 방식이다.

상기 은층기는 제 1 히팅롤러를 통과한 원단의 표면에 다시 수분산폴리우레탄을 코팅하기 위한 장치로서, 이는 통상적인 인조피혁이 제조과정에서 사용되는 것이다.

상기 제 1 건조챔버는 상기 은층기를 통과하며 원단의 상부에 코팅되어진 수분산폴리우레탄을 건조하여 피막을 형성시키기 위한 것으로, 원단이 지나가는 상부에 위치하는 상판과; 상기 원단이 지나가는 하부에 위치하는 하판과; 상기 상판과 상기 하판에 각각 삽입된 스팀관을 가지고 있다. 상기 제 1 건조챔버는 상판과 하판 내부의 스팀관을 통과하는 스팀의 열에 의해 상기 은층이 건조되는 것을 특징으로 한다.

상기 스팀챔버는 제 1 건조챔버를 통과한 원단에 스팀을 공급하여 원단에 함유되어 있는 수분을 증발시키기 위한 것으로, 스팀을 공급하고 배기하는 스팀부와; 상기 스팀부에 의해 공급되는 스팀에 의한 포화증기압으로 발생되는 응축수를 제거하는 응축수제거부를 가지고 있다.

상기 제 2 건조챔버는 상기 스팀챔버를 통과한 원단을 건조하여 원단의 표면에 피막을 형성시키기 위한 장치로서 상기 제 1 건조챔버와 같은 구조를 가지고 있다.

상기 스팀부는 스팀을 공급하는 복수개의 스팀공급구와; 상기 각각의 스팀공급구를 개폐하는 개폐밸브와; 상기 스팀공급구를 통해 공급된 스팀을 배기시키기 위한 배기장치를 가지고 있다.

상기 응축수제거부는 상기 스팀에 의해 스팀챔버 내부에 발생되는 응축수를 제거하기 위하여, 스팀챔버 내부를 지나는 스팀관을 가지는 것을 특징으로 한다. 상기 스팀관을 감싸는 스팀챔버의 벽은 스팀관의 열을 보다 잘 전달하기 위하여 열전달율이 높고, 열에 의한 산화를 방지하기 위하여 내식성이 높은 스테인리스 스틸이 바람직하다.

상기 제 2 히팅롤러는 제 1 히팅롤러와 같은 구조를 가지고, 상기 스팀챔버를 통과하며 증발되고 남은 수분산폴리우레탄의 수분을 보다 완벽히 제거하기 위한 장치이다.

상기 텐터기는 상기 과정을 거치며 수축되고 변형된 원단을 일정한 폭과 편평도를 가진 인조피혁제품으로 만들기 위한 장치이고, 이는 통상적인 인조피혁이 제조과정에서 사용되는 것이다.

상기 권취롤은 완성된 인공피혁제품을 롤 형태로 마는 장치이며, 이는 통상적인 인조피혁이 제조과정에서 사용되는 것이다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하겠다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 인조피혁 제조장치의 배치도이다.

상기 장치는 원단(200)을 공급하는 원단공급기(20)와, 원단공급기에 의해 공급된 원단(200)을 수분산폴리우레탄 속으로 통과시키며 원단에 수분산폴리우레탄을 함침하기 위한 디핑기(30)와, 원단(202)에 함침된 수분산폴리우레탄의 두께를 균일하게 하기 위하여 원단(202)의 함수율을 조절하는 압착롤러(40)와, 수분산폴리우레탄을 스팀에 의해 1차 응고시키는 히팅챔버(50)를 가지고 있다. 그리고 상기 장치는 수분산폴리우레탄이 응고된 원단(204)을 가열된 롤러의 표면과 접촉시키며 수분산폴리우레탄을 2차 응고시키는 제 1 히팅롤러(60)와, 상기 2차 응고된 원단(205)의 표면을 다시 수분산폴리우레탄으로 코팅하는 은층기(70)와, 상기 수분산폴리우레탄에 의해 코팅된 원단(206)의 표면을 1차 건조시키는 제 1 건조챔버(80)를 가지고 있다. 그리고 상기 장치는 상기 제 1 건조챔버를 통과한 원단(208)에 선택적으로 스팀을 공급하여 원단(208)의 표면을 2차 건조할 뿐만 아니라, 상기 스팀으로 인해 발생되는 물방울이 원단(208)에 떨어지는 것을 방지하기 위하여 상기 물방울을 증발시키는 스팀챔버(90)와, 상기 스팀챔버(90)를 통과한 원단(210)의 표면을 고르게 하기 위한 제 2 히팅롤러(100)와, 상기 원단(212)을 완전히 건조시킬 뿐만 아니라, 상기 과정을 거치면서 수축된 원단을 잡아당겨서 일정한 규격으로 만들기 위한 텐터기(110)와, 텐터기(110)를 통과하여 완성된 인공피혁제품을 롤 형태로 마는 권취롤(120)을 가지고 있다.

도 3은 도 2 중 제 1 히팅롤러를 도시한 정면도이고, 상기 장치(60)는 히팅챔버(50)를 거치며 표면이 응고된 원단(204)을 가열된 롤러본체(62)와 접촉시키며, 상기 원단(204)을 건조하여 원단(204)의 표면을 더욱 건조시키기 위한 장치이다. 도면에서 제시된 롤러본체(62)는 모두 4개로 이루어져 있으나, 이는 실시예일 뿐이고, 원단(204)의 건조상태와 원단표면의 응고상태를 조절하기 위해 롤러본체(62)의 개수는 가감될 수 있다. 상기 롤러본체(62)는 스테인레스 스틸로 제작되었고, 롤러본체(62)의 스팀주입구(64)로 스팀이 공급되어 롤러본체(62)를 가열하게 된다.

도 4는 도 2 중 은층기를 도시한 정면도이고, 상기 은층기(70)는 응고된 함침 원단(204)에 물 60-85%, 고형분 15-40%의 비율을 가진 수분산폴리우레탄을 코팅하는 장치이다. 원단(204)의 표면에 코팅되는 수분산폴리우레탄의 두께는 은층기(70)에 의해 조절되며, 이는 통상의 인조피혁을 제조하는 장치에서 사용되는 것이므로 설명을 생략하기로 한다.

도 5는 도 2 중 제 1 건조챔버의 정면도이고, 상기 제 1 건조챔버(80)는 수분산폴리우레탄이 코팅된 원단(206)을 스팀챔버로 보내 가공하기 전에, 수분산폴리우레탄을 1차로 건조시키기 위한 장치이다. 상기 제 1 건조챔버(80)는 원단(205)이 지나는 상부와 하부에 상판(82)과 하판(84)을 가지고, 상기 상판(82)과 하판(84)의 내부를 지나는 스팀관(86)을 가지고 있다. 상기 스팀관(86)을 지나는 스팀에 의해 스팀관(86)이 가열되고, 가열된 스팀관(86)은 상판(82)과 하판(84)을 가열시켜 원단(206)을 1차로 건조시킨다.

도 6은 도 2 중 스팀챔버의 정면도이고, 상기 스팀챔버(90)는 제 1건조챔버(80)를 통과한 원단(208)에 스팀 및 열풍을 공급하여 원단에 함유되어 있는 수분을 증발시키기 위한 것으로, 스팀을 공급하고 배기하는 스팀부와, 상기 스팀부에 의해 공급되는 스팀에 의한 포화증기압으로 발생되는 응축수를 제거하는 응축수제거부를 가지고 있다.

상기 스팀부는 스팀을 공급하는 복수개의 스팀공급구(92)와, 상기 각각의 스팀공급구(92)를 개폐하는 개폐밸브(94)와, 상기 스팀공급구(92)를 통해 공급된 스팀을 배기시키기 위한 배기장치(96)를 가지고 있다.

상기 응축수제거부는 상기 스팀에 의해 스팀챔버(90) 내부에 발생되는 응축수를 제거하기 위하여, 스팀챔버 내부를 지나는 스팀관(98)을 가진다. 상기 스팀관(98)은 원단(208)이 지나는 상부에 위치한 상판(99) 내부에 위치하며, 원단(208)에서 증발하여 발생된 수증기와 상기 스팀공급구(92)를 통해 공급된 수증기로 인해 발생된 응축수가 원단(208)에 떨어지지 못하도록 상기 응축수에 열을 공급하여 증발시킨다.

상기 스팀관(98)을 감싸는 스팀챔버(90)의 상판(99)은 스팀관(98)의 열을 보다 잘 전달하기 위하여 열전달율이 높고, 열에 의한 산화를 방지하기 위하여 내식성이 높은 스테인리스 스틸이 바람직하다.

상기 스팀공급구(92), 개폐밸브(94)는 유체의 관로 상에 배치되는 일반적인 연결부품이고, 상기 배기장치(96) 역시 공기를 외부로 배출시키기 위해 통상적으로 사용되는 장치이므로 설명을 생략하기로 한다.

도 7은 도 2 중 제 2 건조챔버의 정면도이고, 제 2 건조챔버(88)는스팀챔버(90)를 통과한 원단(210)의 표면을 건조하여 피막을 형성시키고 후 공정의 이동과정에서 발생할 수 있는 원단(210)의 스크래치를 방지하는 것을 목적으로 원단에 열풍를 공급하고, 상기 제 1 건조챔버(80)와 같은 구조를 가지고있는바, 자세한 설명을 제 1 건조챔버(80)로 대체한다.

도 8은 도 2 중 제 2 히팅롤러의 정면도이고, 상기 제 2 히팅롤러(100)는 상기 제 1 히팅롤러(60)와 같은 구조를 가진다. 다만 제 2 히팅롤러(100)는 원단(210)에 포함되어 있는 수분을 보다 완전히 건조시키기 위하여 제 1 히팅롤러(60)보다 많은 수의 롤러본체(102)를 갖는다.

도 9은 도 2 중 텐터기의 정면도이고, 상기 텐터기(110)는 상기 장치(50)(60)(80)(90)(100)를 거치면서 수축되어 변형된 원단(212)을 일정한 폭과 균일한 면을 갖는 상태로 만들기 위한 장치로서, 이는 인조피혁의 제조과정에서 통상적으로 사용되는 장치이므로 그 설명을 생략하기로 한다.

이하 본 발명에 따른 실시예의 작동과정을 도 1을 중심으로 보다 상세하게 설명하겠다.

먼저 롤형태로 말려져 있는 원단(200)은 원단공급기(20)에 의해 폭방향으로 이동하며 각 과정을 거치게 된다.

원단공급기(20)에 의해 공급된 원단(200)은 디핑기(30)를 통과하며 원단(200)의 섬유다발사이로 수분산폴리우레탄을 함침하게 되고, 수분산폴리우레탄에 함침된 원단(202)은 압착롤러(40)를 거치며 원단(202)의 함수율이 조정되고,히팅챔버(50)를 거치며 원단(204)을 응고시키게 된다.

이후, 표면이 응고된 원단(204)은 스팀에 의해 가열된 제 1 히팅롤러(60)의 롤러본체(도 3의 62)와 접촉하며 표면이 더욱 응고되고, 이 원단(205)은 은층기(70)를 통과하며 최종적으로 생산되는 인조피혁의 표면을 더욱 미려하게 하기 위해 표면에 다시 수분산폴리우레탄이 코팅되게 된다. 상기 은층된 원단(206)의 표면은 원단에 수분산폴리우레판이 응고되어 있고, 이 응고된 표면에 다시 고형분이 포함된 수분산폴리우레판이 은층되어진 상태이다.

상기와 같은 표면상태가 된 원단(206)은 제 1 건조챔버(80)를 거치며, 상판(도 5의 82)과 하판(도 5의 84)에 삽입되어 있는 스팀관(도 5의 86)에 의해 은층된 수분산폴리우레판이 1차로 건조되게 된다.

그리고 상기 원단(208)은 스팀챔버(90)를 통과하며 원단(208)에 함유되어 있는 수분을 증발시켜 제거하게 된다. 상기 스팀챔버(90)는 스팀공급구(도 6의 92)를 통해 공급되는 스팀의 열에 의해 원단(208)의 수분을 증발시키게 되고, 이 스팀의 열은 수분산폴리우레판을 발포되는 것을 방지하기 위하여 90∼95??정도로 조정되는 것이 바람직하다. 한편, 원단(208)에서 증발한 수분과 스팀공급구(도 6의 92)를 통해 공급된 수분은 증기의 포화압력에 의해 응축되어 응축수가 되고, 상기 응축수가 원단(208)의 표면에 떨어지게 되면 원단의 불량을 일으키게 된다. 그래서 이 응축수는 스팀챔버(90) 안에서 제거되어야 하고, 이를 위해 스팀챔버(90) 상판(도 6의 99)에 삽입되어 있는 스팀관(도 6의 98)에 스팀을 공급하여, 상판(99) 하부에 맺히는 응축수를 증발시키고, 이 증발된 응축수는 배기장치(96)에 의해 스팀챔버(90)외부로 배출된다.

상기 스팀챔버(90)를 통해 건조된 원단(210)은 제 2 건조챔버(88)에 공급되어 원단(210)의 표면을 더욱 건조하고, 건조되는 원단(210)에는 피막이 형성되게 된다.

상기 제 2 건조챔버(88)를 통과한 원단(210)은 제 2 히팅롤러(100)에 공급되어 스팀에 의해 가열된 롤러본체(102)와 접촉하며 원단(210)의 표면을 가공할 뿐만 아니라 원단(210)의 수분을 제거하게 된다.

제 2 히팅롤러(100)를 통과한 원단(212)은 통상의 구조를 갖는 텐터기(110)에 공급되고, 앞선 장치(50)(60)(80)(90)(100)들을 통과하며 원단(200)에 발생된 변형을 제거하기 위하여 상기 텐터기(110)는 변형된 원단(212)을 폭방향으로 잡아서 펴주게 된다. 그리고 상기 텐터기(110)를 거쳐서 완성된 원단(214)은 권취롤(120)에 의해 감기게 된다.

［비교 예 ］

롤 상태로 감겨있는 폴리에스터 계열의 부직포를 종래의 발명에 명기된 제조방법 및 장치로서 인조피혁을 제조하였다. 중량 170g/m²부직포를 물과 수분산폴리우레탄, 첨가제 등의 배합액이 포함된 함침조(4)를 통과시킨 후, 압착롤러(5)로 함수율을 부직포 대비 약 50%로 조절한 다음 함침된 부직포를 건조기(6)로서 건조시켰다. 상기 건조된 원단 위에 다시 물, 수분산 폴리우레탄, 증점제, 기공형성제등으로 구성된 수분산폴리우레탄 배합액을 적정 두께로 코팅하고, 스팀챔버(9)의 온도를 90-95??로 하여 스팀챔버를 거쳐 응고과정을 마친 후, 냉수가 저장된 물탱크(16)를 통과시켜 스팀에 의한 열을 냉각시키고 표면광택을 제거한 다음, 탈수롤(17)로서 탈수를 완료하여 미세기공이 포함된 인조피혁 제품을 제조하였다.

종래의 제조법인 비교예에 의한 인조피혁은, 함침 원단의 수분이 완전히 제거되지 않은 상태에서 코팅되었기 때문에 코팅액이 수분이 존재하는 함침원단의 내부로 이행되어 표면평활성이 나빴으며, 함침원단 내부로 이행된 우레탄 수지로 인하여 최종 인조피혁 제품의 유연성, 밀도 균일성이 떨어지는 단점이 존재하였다.

또한 공정이 진행됨에 따라 응축수가 코팅 표면에 낙하됨으로 인해 표면평활성이 좋지 않은 결과를 초래하였다.

［실시 예 ］

롤 상태로 감겨있는 폴리에스터 계열의 부직포를 본 발명에 명기된 제조방법 및 장치로서 인조피혁을 제조하였다. 비교 예와 동일한 성분 및 중량인 170g/m²부직포를 동일한 배합액 및 조건에서 함침하고 함수율을 조절하였다. 상기 함침포를 건조기가 아닌 히팅챔버(50)에 의해 1차 응고시켜 수분의 급격한 증발로 인해 수지가 부직포 표면으로 이행되는 현상을 최소화하고, 응고된 함침포를 제 1 히팅롤러(60)를 통과시켜 면 평활성을 높이고 수분을 완전히 제거하였다. 상기 2차 응고된 원단의 표면에 다시 ［비교 예］와 동일한 배합액 및 조건으로 코팅한 후,건조챔버(80)로 스팀에 의한 열로서 원단의 표면을 1차 건조시키고 스팀챔버(90)를 통과시켜 원단의 표면을 2차 건조한 다음, 제 2 히팅롤러로서 상기 스팀챔버를 통과한 원단의 표면을 고르게 하였다. 마지막으로 텐터기를 통과시켜 수축된 원단을 잡아당겨서 일정한 규격으로 만들면서 완전히 건조시켜 미세기공이 포함된 인조피혁 제품을 만들었다.

본 발명에 의한 인조피혁은, 함침 원단의 수분이 제 1 히팅챔버와 제 1 히팅롤러를 거치면서 완전히 제거된 상태에서 코팅되었기 때문에 코팅 표면의 평활성이 좋았으며, 또한 함침원단 내부로 우레탄 수지가 이행되지 않아 최종 인조피혁 제품의 유연성, 밀도 균일성, 충진감 등이 우수하였다.

또한 공정의 진행이 계속적으로 진행되더라도 응축수가 효과적으로 제거되기 때문에 표면평활성도 우수한 인조피혁 제품을 제조할 수 있었다.

이상에서 본 발명에 따른 실시예를 설명하였으나, 이는 예시이며, 본 발명의 정신을 벗어나지 않고 다양한 변화와 변형이 가능할 것이나, 이러한 변화와 변형은 본 발명의 권리범위에 속하게 됨은 첨부된 청구범위를 통해 이해할 수 있을 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 의한 인조피혁 제조장치는 종래에 스팀챔버에서 발생하던 응축수를 보다 효율적으로 제거할 수 있는 장점이 있다. 그리고 종래에는 수분산폴리우레탄을 응고시키기 위하여 스팀에 의한 열에만 의존하였으나, 본 발명에 의한 인조피혁 제조장치는 스팀챔버내에 스팀에 의한 열원의 공급뿐만아니라 열풍에 의한 열을 별도로 공급하여 응고조건을 보다 더 효과적으로 조절할 수 있다. 아울러 히팅롤러를 도입하여 원단의 수분을 보다 효율적으로 제거할 뿐만 아니라 가공되는 원단의 표면을 더욱 안정적으로 가공할 수 있는 장점이 있다.

Claims (6)

1. 원단을 공급하는 원단공급기와;

   상기 원단공급기에 의해 공급된 원단을 수분산폴리우레탄 속으로 통과시키며 원단에 수분산폴리우레탄을 함침하기 위한 디핑기와;

   상기 원단에 함침된 수분산폴리우레탄의 두께를 균일하게 하기 위하여 상기 원단의 함수율을 조절하는 압착롤러와;

   상기 수분산폴리우레탄을 스팀에 의해 1차 응고시키는 히팅챔버와;

   상기 수분산폴리우레탄이 응고된 원단을 가열된 롤러의 표면과 접촉시키며 면 평활성을 높이고 수분을 제거하는 제 1 히팅롤러와;

   상기 2차 응고된 원단의 표면을 다시 수분산폴리우레탄으로 코팅하는 은층기와;

   상기 수분산폴리우레탄에 의해 코팅된 원단의 표면을 1차 건조시키는 제 1 건조챔버와;

   상기 제 1 건조챔버를 통과한 원단에 선택적으로 스팀과 열풍을 공급하여 원단의 표면을 2차 건조할 뿐만 아니라, 상기 스팀으로 인해 발생되는 물방울이 원단에 떨어지는 것을 방지하기 위하여 상기 물방울을 증발시키는 스팀챔버와;

   상기 스팀챔버를 통과한 원단의 표면을 건조하여 피막을 형성시키고 후 공정의 이동과정에서 발생할 수 있는 원단의 스크래치를 방지 하는 제 2 건조챔버와;

   상기 스팀챔버를 통과한 원단의 표면을 고르게 하기 위한 제 2 히팅롤러와;

   상기 원단을 완전히 건조시킬 뿐만 아니라, 상기 과정을 거치면서 수축된 원단을 잡아당겨서 일정한 규격으로 만들기 위한 텐터기와;

   상기 텐터기를 통과하여 완성된 인공피혁제품을 롤 형태로 마는 권취롤

   을 포함하는 개선된 인조피혁 제조장치
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 제 1 히팅롤러는

   히팅챔버를 통과하며 표면이 응고된 원단의 표면을 다짐질하는 가열된 롤러본체와;

   상기 롤러본체에 스팀을 공급하는 스팀주입구

   를 포함하는 개선된 인조피혁 제조장치
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 제 1 건조챔버는

   상기 은층기를 통과하며 원단의 상부에 코팅되어진 수분산폴리우레탄을 건조하여 피막을 형성시키기 위한 것으로,

   원단이 지나가는 상부에 위치하는 상판과;

   상기 원단이 지나가는 하부에 위치하는 하판과;

   상기 상판과 상기 하판에 각각 삽입되어 스팀에 의해 가열되는 스팀관

   을 포함하는 개선된 인조피혁 제조장치
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 스팀챔버는 제 1 건조챔버를 통과한 원단에 스팀을 공급하여 원단에 함유되어 있는 수분을 증발시키기 위한 것으로,

   스팀을 공급하고 배기하는 스팀부와;

   상기 스팀부에 의해 공급되는 스팀에 의한 포화증기압으로 발생되는 응축수를 제거하는 응축수제거부

   를 포함하는 개선된 인조피혁 제조장치
5. 청구항 4에 있어서,

   상기 스팀부는

   스팀을 공급하는 복수개의 스팀공급구와;

   상기 각각의 스팀공급구를 개폐하는 개폐밸브와;

   상기 스팀공급구를 통해 공급된 스팀을 배기시키기 위한 배기장치

   를 포함하는 개선된 인조피혁 제조장치
6. 청구항 4에 있어서,

   상기 응축수제거부는

   상기 스팀에 의해 스팀챔버 내부에 발생되는 응축수를 제거하기 위하여, 스팀에 의해 가열되며 스팀챔버 내부를 지나는 스팀관을 가지는 개선된 인조피혁 제조장치