KR20040070571A - 스웨이드 및 함침 인조피혁 제조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수성용제를 사용하는 스웨이드 함침 타입의 인조피혁 제조장치에 관한 것으로, 롤 형태의 원단을 공급하는 원단공급기와; 상기 원단을 수분산폴리우레탄에 담궈서 원단의 섬유다발 사이로 수분산폴리우레탄을 함침시키는 디핑(dipping)기와; 상기 함침된 원단의 함수율을 조정하기 위하여 상기 원단을 짜주는 압착롤러와; 상기 압착롤러를 통과한 원단의 표면을 일정하게 고르는 코터(coater)와; 상기 원단에 함침된 수분산폴리우레탄의 수분을 스팀에 의해 응고시키는 스팀챔버와; 상기 스팀챔버를 통과하여 수분이 제거된 원단을 다림질 하는 히팅롤러와; 상기 스팀챔버와 상기 히팅롤러를 통과하며 수축변형을 일으킨 원단을 원래 상태의 원단 폭으로 잡아서 늘려주는 텐터기와; 상기 텐터기를 거치며 일정한 폭을 갖게된 원단을 마는 권취롤을 가지는 인조피혁의 제조방법 및 제조장치에 관한 것이다.

Description

스웨이드 및 함침 인조피혁 제조장치 {apparatus for producing suede-dipping type artificial leather}

본 발명은 인조피혁에 관한 것으로, 보다 자세하게는 수성용제를 사용하는 스웨이드형 인조피혁을 생산하는 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 유성용제를 사용하여 인조피혁을 제조하는 공정은 용제로서 유성용제(Di-Methyl Formamide)를 사용하기 때문에, 유성용제의 독성으로 인해 환경 오염을 일으킬 수 있는 문제점이 있다.

인조피혁 제품은 겉 표면이 매끄러운 은층 타입과, 겉 표면이 세무와 같은 질감을 내는 스웨이드 타입으로 나뉘고, 현재는 수성 우레탄를 사용하여 스웨이드및 함침으로 인조피혁을 생산하는 장치는 보급되어 있지 않다.

예를 들어 후공정으로 스웨이드의 특성상 원단의 기모(起毛)와 촉감을 위해 종래의 유성공정에서는 버핑(buffing)기를 사용하여 압착 회전하는 버핑공정이 행하여져 왔다.

그런데 유성공정에서 유기용제형 우레탄을 활용한 인조피혁은 원단의 구성 성분중에서 내열성 및 분자량이 비교적 높아 작업상 문제점은 없으나, 수성공정에서 수성 수지는 특성상 내열성 및 분자량이 낮아 버핑기를 사용할 경우 사포에 수성 우레탄이 묻어 연속 작업이 불가능하여 수시로 교체해야하고, 균일하게 표면을 버핑할 수 없기 때문에 원가 및 생산성이 저하되는 문제가 있다. 또한 버핑 기계를 사용했을 때 버핑가루 즉, 수성 우레탄이 스웨드형 인조피혁 표면에 묻어 물성이 저하되는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하면서 실제 수성 우레탄을 활용하여 양산규모의 제조공정으로 인조피혁을 생산하기 위해 고안된 것으로, 유기용제형 우레탄과 유사한 유연성, 충진감 및 표면 촉감을 나타내는 수성우레탄을 활용한 스웨드형 인조피혁의 제조방법 및 장치에 관한 것이다.

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

도 1은 본 발명에 따른 스웨이드 타입 인조피혁의 제조장치의 정면도

도 2는 도 1의 평면도

도 3은 도 1 중 원단공급기의 정면도

도 4는 도 1 중 Ⅳ의 확대 정면도

도 5는 도 1 중 스팀챔버의 정면도

도 6은 도 1 중 히팅롤러의 정면도

도 7은 도 1 중 텐터기의 정면도

*도면의 주요 부호에 대한 설명*

10 : 원단공급기 20 :디핑기

30 : 압착롤러 40 : 코터

50 : 스팀챔버 60 : 히팅롤러

70 : 텐터기 80 : 권취롤

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 롤 형태의 원단을 공급하는 원단공급기와; 상기 원단을 수분산폴리우레탄에 담궈서 원단의 섬유다발 사이로 수분산폴리우레탄을 함침시키는 디핑(dipping)기와; 상기 함침된 원단의 함수율을 조정하기 위하여 상기 원단을 짜주는 압착롤러와; 상기 압착롤러를 통과한 원단의 표면을 일정하게 고르는 코터(coater)와; 상기 원단에 함침된 수분산폴리우레탄의 수분을 스팀에 의해 응고시키는 스팀챔버와; 상기 스팀챔버를 통과하여 수분이 제거된 원단을 다림질하는 히팅롤러와; 상기 스팀챔버와 상기 히팅롤러를 통과하며 수축변형을 일으킨 원단을 원래 상태의 원단 폭으로 잡아서 늘려주는 텐터기와; 상기 텐터기를 거치며 일정한 폭을 갖게된 원단을 마는 권취롤을 가지고 있다.

상기 디핑기에서 원단에 공급되는 수분산폴리우레탄은 물 70%, 고형분 30%의 비율로 혼합된 것을 사용한다. 상기 물과 고형분의 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 코터는 수평이동하는 원단의 상부에서, 원단의 두께 중심부와 일정한 높이 차를 두고 수직방향으로 세워진 것으로, 상기 압축롤러를 통과하며 표면이 불균일해진 원단의 표면을 균일하게 하기 위한 장치로서, 이는 통상적인 인조피혁이 제조과정에서 사용되는 것이다.

상기 스팀챔버는 원단을 수직방향으로 지그재그로 이동시키는 원단이송부와; 상기 지그재그로 이송되는 원단의 표면을 원활히 건조시키기 위한 스팀부를 가진다.

상기 원단이송부는 모터와; 상하방향으로 엇갈리게 배치된 롤러와; 상기 롤러에 동력을 전달하는 연결부재를 가지고 있다.

상기 스팀부는 지그재그로 이송되는 원단을 건조시키기 위하여, 수직방향으로 삼각단면을 가지는 스팀배출판과; 상기 스팀배출판에 스팀을 조절하는 조절밸브와; 상기 스팀에 의해 스팀챔버 안에서 발생하는 수증기를 배출하기 위한 배기장치를 가지는 것을 특징으로 한다.

상기 히팅롤러는 스팀챔버를 통과하며 건조된 원단의 표면을 고르게 할 뿐만아니라, 상기 스팀챔버를 통해 수축된 원단을 1차적으로 펴주는 역할을 하기 위하여 스팀에 의해 가열된 롤러본체와; 상기 롤러본체에 스팀이 공급되는 스팀주입구을 가진다.

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.

본 발명은 추후공정으로 스웨이드의 특성상 표면의 촉감 및 기모성(起毛性)을 높이기 위해 브러쉬(brush)를 사용하여 폴리우레탄을 일부 제거한다.

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

도 1은 본 발명에 따른 실시예의 배치 정면도이고, 도 2는 도 1의 평면도이다.

상기 장치는 롤 형태의 원단(100)을 공급하는 원단공급기(10)와, 원단(100)을 수분산폴리우레탄에 담궈서 원단(100)의 섬유다발 사이로 수분산폴리우레탄을 함침시키는 디핑(dipping)기(20)와, 상기 함침된 원단(102)의 함수율을 조정하기 위하여 원단(102)을 짜주는 압착롤러(30)와, 압착롤러(30)를 통과한 원단(104)의 표면을 일정하게 고르는 코터(40)를 가지고 있다.

그리고 상기 장치는 코터(40)를 통과한 원단(106)에 함침된 수분산폴리우레탄의 수분을 스팀의 열에 의해 증발시키는 스팀챔버(50)와, 스팀챔버(50)를 통과하여 수분이 제거된 원단(108)을 다림질하는 히팅롤러(60)와, 스팀챔버(50)와 히팅롤러(60)를 통과하며 수축변형을 일으킨 원단(110)을 원래 상태의 원단 폭으로 잡아서 늘려주는 텐터기(70)와, 텐터기(70)를 거치며 일정한 폭을 갖게된 원단(112)을 마는 권취롤(80)을 가지고 있다.

도 3은 도 1 중 원단공급기(10)의 정면도이고, 상기 원단공급기(10)는 롤 형태로 감겨 있는 원단(100)의 축(12)을 회전시켜, 원단(100)을 풀어서 공급하는 장치이고, 이는 통상의 인조피혁을 제조하는 장치에서 사용되는 것이므로 설명을 생략하기로 한다.

도 4는 도 1 중 Ⅳ를 확대한 정면도이다.

디핑기(20)는 원단공급기(10)에 의해 공급된 원단(10)을 수분산폴리우레탄에 담궈서 원단(100) 섬유다발 사이로 수분산폴리우레탄을 함침시키는 장치로서, 수분산폴리우레탄을 담는 함침조(22)를 가지고 있다. 상기 디핑기(20)는 통상의 인조피혁을 제조하는 장치에서 사용되는 것이므로 설명을 생략하기로 한다.

상기 압착롤러(30)는 디핑기(20)를 통과하며 수분산폴리우레탄을 함침한 원단(102)의 함수율을 조절하기 위한 장치로서, 일정간격을 두고 이격되어 있는 두 개의 프레스롤러(32) 사이를 함침된 원단(102)이 통과하며 원단(102)의 함수율을 조절하게 된다. 상기 압착롤러(30)는 통상의 인조피혁을 제조하는 장치에서 사용되는 것이므로 설명을 생략하기로 한다.

상기 코터(40)는 압착롤러(30)를 통과하며 수분산폴리우레탄의 점도에 의해 표면이 불균일해진 원단(104)의 표면을 균일하게 하기 위한 것으로, 원단(104)의 상부에 이동하는 원단(104)과 수직으로 배치되어 있다. 상기 코터(40) 역시 통상의인조피혁을 제조하는 장치에서 사용되는 것이므로 설명을 생략하기로 한다.

도 5는 도 1 중 스팀챔버의 정면도이고, 상기 스팀챔버(50)는 원단이송부로서 모터(52)와, 상하방향으로 엇갈리게 배치된 롤러(54)와, 롤러(54)에 동력을 전달하는 연결부재(미도시)를 가지고 있다. 상기 연결부재(미도시)는 스프라킷과 체인으로 이루어진 동력전달장치가 바람직하고, 통상적인 기계장치에서 사용되는 구조이므로 설명을 생각하기로 한다.

그리고 상기 스팀챔버(50)는 스팀부로서 상기 롤러(54)를 따라 지그재그로 이송되는 원단(106)을 건조시키기 위하여, 수직방향으로 삼각단면을 가지는 스팀배출판(56)과, 상기 스팀배출판(56)에 스팀을 조절하는 조절밸브(58)와, 상기 스팀에 의해 스팀챔버(50) 안에서 발생하는 수증기를 배출하기 위한 배기장치(59)를 가지는 것이 특징이다. 상기 스팀배출판(56)의 수직방향에 대한 단면이 삼각형인 까닭은 지그재그로 배열된 롤러(54) 사이를 이동하는 원단(106)의 전체적인 형상이 삼각형을 이루어서, 이동하는 원단(106)을 보다 효율적으로 건조시키기 위함이다.

도 6은 도 1의 히팅롤러의 정면도이고, 상기 히팅롤러(60)는 원단(108)을 다림질하여 원단(108)의 표면을 가공하기 위한 장치로서, 스팀에 의해 가열되는 롤러본체(62)와, 롤러본체(62)에 스팀을 주입하기 위한 스팀주입구(64)를 가지고 있다. 롤러본체(62)는 원단(108)을 작은 공간에서 효율적으로 가공하기 위하여 지그재그로 쌓아서 배치하였다.

도 7은 도 1 중 텐터기의 정면도이고, 상기 텐터기(70)는 상기 장치(50)(60)를 거치며 수축되고 변형된 원단을 일정한 폭과 편평도를 가진 인조피혁제품으로만들기 위한 장치이고, 이는 통상적인 인조피혁이 제조과정에서 사용되는 것이다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 인조피혁 제조장치의 작동과정을 도 1을 중심으로 보다 상세하게 설명하겠다.

먼저, 원단공급기(10)는 축(도 3의 12)을 회전시키며 원단(100)을 일정한 속도로 디핑기(20)로 이동시킨다. 디핑기(20)로 이동된 원단(100)은 디핑기(20)의 함침조(도 4의 22)를 통과하며 수분산폴리우레탄에 담궈져서 함침되고, 이 함침된 원단(102)은 다시 압착롤러(30)로 이동된다. 압착롤러(30)는 프레스롤러(도 4의 32) 사이를 통과하는 원단(102)을 압착하여 원단(102)의 함수율을 조절하고, 함수율이 조절된 원단(104)은 코터(40)로 이동하여 원단(104)의 상부에 위치한 코터(40)에 의해 균일한 상태의 표면으로 가공된다.

그리고 코터(40)를 통과한 원단(106)은 스팀챔버(50)로 이동되어 수분산폴리우레탄에 함유되어 있는 수분을 증발시키게 되고, 상기 스팀챔버(50)에 의해 원단(106)의 수분이 증발하는 과정은 다음과 같다. 스팀챔버(50) 내부로 이동된 원단(106)은 상하방향으로 엇갈리게 배열된 롤러(도 5의 54)를 타고 이동하며, 하부에 배치된 삼각형 모양의 스팀배출판(도 5의 56)을 통해 공급되는 스팀의 열에 의해 원단(106)의 수분을 증발시키게 되고, 스팀챔버(50) 안에서 발생된 수증기는 배기장치(도 5의 59)에 의해 스팀챔버(50) 밖으로 배출된다.

그리고 스팀챔버(50)를 통과한 원단(108)은 히팅롤러(60)로 이동하게 되고, 상기 원단(108)은 스팀에 의해 가열된 롤러본체(도 6의 62)의 표면과 접촉하며 표면이 다림질되게 된다.

그리고 히팅롤러(60)를 통과한 원단(110)은 텐터기(70)로 이동되고, 텐터기(70)는 상기 장치(50)(60)를 거치면 수축변형을 일으킨 원단(110)을 일정한 폭을 갖는 원단(110)으로 만들기 위하여 상기 원단(110)을 잡아 늘리는 작용을 하게 된다.

마지막으로 텐터기(70)를 통과한 원단(112)은 이동에 편리한 롤 형태로 만들기 위하여 권취기(80)는 이송되어 온 원단(112)을 감게된다.

한편, 본 발명에서는 버핑공정을 대신하여 브러쉬공정을 행하는 바, 이는 표면만을 버핑하고, 끈적임이 많은 수성의 특징에 부합하는 것이다. 이 브러쉬공정은 한쌍의 롤러와 이 롤러에 부착된 브러쉬에 의해 행하여진다.

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 스웨이드형 인조피혁 제조장치는, 스팀챔버를 통해 스팀뿐만 아니라 열풍을 공급하여 수성 우레탄의 응고 및 수분 건조를 보다 더 효과적으로 조절할 수 있다.

아울러 히팅롤러를 도입하여 원단의 수분을 보다 효율적으로 제거할수 있을 뿐만 아니라 가공되는 원단의 표면을 더욱 안정적으로 가공할수 있고, 표면 버핑을 위한 브러쉬 공정을 첨가하여 표면 기모 및 촉감이 우수한 스웨드형 인조피혁 제품을 얻을 수 있다.

Claims (4)

1. 롤 형태의 원단을 공급하는 원단공급기와;

   상기 원단을 수분산폴리우레탄에 담궈서 원단의 섬유다발 사이로 수분산폴리우레탄을 함침시키는 디핑(dipping)기와;

   상기 함침된 원단의 함수율을 조정하기 위하여 상기 원단을 짜주는 압착롤러와;

   상기 압착롤러를 통과한 원단의 표면을 일정하게 고르는 코터와;

   상기 원단에 함침된 수분산폴리우레탄의 수분을 스팀에 의해 응고시키는 스팀챔버와;

   상기 스팀챔버를 통과하여 수분이 제거된 원단을 다림질하는 히팅롤러와;

   상기 스팀챔버와 상기 히팅롤러를 통과하며 수축변형을 일으킨 원단을 원래 상태의 원단 폭으로 잡아서 늘려주는 텐터기와;

   상기 텐터기를 거치며 일정한 폭을 갖게된 원단을 마는 권취롤

   을 포함하는 스웨이드 타입 인조피혁 제조장치
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 스팀챔버는 원단을 수직방향으로 지그재그로 이동시키는 원단이송부와;

   상기 지그재그로 이송되는 원단의 표면을 원활히 건조시키기 위한 스팀부

   를 포함하는 스웨이드 타입 인조피혁 제조장치
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 스팀부는 지그재그로 이송되는 원단을 건조시키기 위하여, 수직방향으로 삼각단면을 가지는 스팀배출판과;

   상기 스팀배출판에 스팀을 조절하는 조절밸브와;

   상기 스팀챔버 안에서 발생하는 수증기를 배출하기 위한 배기장치

   를 포함하는 스웨이드 타입 인조피혁 제조장치
4. 청구항 1에 있어서,

   후공정으로 원단의 평활성을 높이기 위한 브러쉬공정기를 더욱 포함하는 스웨이드 타입 인조피혁 제조장치