KR20060133027A - 동물 가죽 교원질 섬유방적실 및 그 생산방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 동물 가죽 교원질(膠原質) 섬유방적실(纖維紗線) 및 그 생산방법에 속하는 것으로서 아래와 같은 특징을 가지고 있다. 본 방적선은 아래와 같은 중량의 비율로 배합하여 구성되었으며 동물 가죽 교원질 섬유가 1-100%를 차지하고 방직섬유가 0-99%를 차지하며 무두질 원료 선별, 섬유 분해, 등급 나눔,배합, 한 가닥씩 정리, 올 배열, 꼰실 공정으로 피혁을 가공하여 이루어진 것이다. 동시에 침재(浸灰), 세탁, 탈재, 무두질 연화와 탈수공정을 통해 생가죽을 교원질 섬유방적실로 만들 수도 있다. 본 방적선은 원료가 흔해 모든 동물 생가죽과 가죽조각 원료나 폐기가죽을 이용할 수 있으며 성능이 우수하고 인장도가 높으며 내마모성이 뛰어나고 부드럽고 흡수성이 강하며 연소를 방지할 수 있고 기계 직조 혹은 편직이 가능하며 품질이 우수한 고급 4계절 원단을 짜 내어 동물 가죽의 사용 범위를 확대하고 가죽의 이용율을 제고시켰으며 방직가능 섬유를 제공함으로서 방직업의 보급과 사용에 적용된다.

동물 가죽, 섬유방적실, 교원질 섬유, 피혁

Description

동물 가죽 교원질 섬유방적실 및 그 생산방법{YARN OF LEATHER COLLAGEN FIBER AND THE PROCESS THEREOF}

본발명의 방적선은 동물가죽 교원질 섬유방적실 및 그 생산방법이다.

구조와 외형으로 놓고 볼때 방적선은 단섬유방적, 장섬유방적, 단섬유와 장섬유의 조합사로 나뉜다. 그중 단섬유방적실은 길이가 서로 부동하고 방직가능성을 구비한 천연섬유나 화학섬유를 헤침, 정리, 당기기 공정을 거쳐 일정한 선형밀도(線性密度)를 구비하고 세로 배열되며 일정한 꼬임도가 있는 섬유집합체를 형성하여 각종 편직품을 생산하는데 사용된다. 현재, 천연섬유자원은 대자연의 제한을 받고 있는바 원가가 높고 내마모성과 인장강도가 비교적으로 낮으며 화학섬유의 흡수성, 안정성과 연소방지성이 낮아 방직업에는 이상적인 천연섬유가 매우 수요된다.

피혁이란 동물에서 벗겨 낸 생가죽을 일련의 물리기계 및 화학처리와 무두질 가공을 거쳐 가죽으로 만든 후 세균작용과 기계작용에 이겨내며 고정적이고 쉽게 부식하거나 손상되지 않게 형성된 물질이다. 무두질은 가죽이나 생가죽에서 유래한 것인데 가죽의 종류는 아주 많은 바 매우 복잡한 생물 조직이다. 그러나 그 구조는 서로 비슷해서 전부 표피층, 진피층과 피하조직층으로 구성된 것이다. 표피층의 두께는 0.5~5%를 차지하며 부동한 형태의 세포가 배열되어 형성되었으며 진피층 두께는 90%이상을 차지하며 밀접한 결체조직이고 주로 교원질 섬유와 약간의 탄성섬유, 그물형태 섬유로 편직해서 형성된 것이다. 그중 교원질 섬유는 95~98%를 차지한다. 완제품 가죽은 진피층을 가공하여 만든것이다. 교원질 섬유의 조직구조는 아래와 같이 배열할 수 있다. 펩타이드 사슬-초기 원섬유-섬유사-원섬유-마이크로 섬유-섬유-섬유단이다. 본 발명에서 말하는 교원질 섬유의 개념은 교원질 섬유단을 말하는 것이다. 피하조직층은 주로 느슨하게 편직한 교원질 섬유와 약간의 탄성 섬유로 구성되었으며 동물 가죽과 동물몸체가 서로 연결되는 푸석푸석한 조직을 말하는 것으로 가죽은 동물의 이 조직층에서 벗겨낸 것이다. 이 층은 피혁제조 공정중 폐기물로 처리되지만 본 발명기술중에서는 아주 좋은 원료로 사용된다. 진피층 교원질 섬유사이는 편직 뿐만 아니라 섬유 사이 물질 등이 접착, 연결되어 피혁 제조공정중 비록 대부분 섬유사이 물질이 제거되지만 일부분 잔여물이 남아있으며 피혁 제조 과정중 반드시 산알칼리 등 화학성 물질을 반복 사용하기에 교원질 섬유가 표면교원화 되고 이런 물질은 액체상태에서 윤활 작용을 발생한다. 그러나 건조한 자연상태에서 접착제물질을 형성하기에 동물 가죽이나 피혁에는 대량의 교원질 섬유 접착제가 존재할 뿐만아니라 자연의 건조한 상태하에 접착력은 교원질 섬유의 인장강도를 훨씬 초과한다. 뿐만아니라 교원질 섬유가 피혁중 접착점의 밀도가1~2mm마다 몇 곳이 있다. 교원질 섬유는 진피중의 천연편직구조: 비교적 굵은 섬유단이 어떤때는 몇 올의 비교적 가는 섬유단으로 나뉘고 이런 비교적 가는 섬유단은 어떤때는 기타 섬유단과 합쳐 큰 섬유단을 이룬다. 이렇게 끊임없이 분리되었다가 합쳐지고 합쳐졌다가 분리되며 서로 교차되면서 시작과 끝을 가리지 않고 일종의 특수한 입체 그물형태의 구조를 편직한다. 교원질 섬유는 단(束)을 이룰 수 있는데 이것은 기타 방직섬유 및 그 가공 비방직품, 방직품과 구별되는 한 개 특징이다. 때문에 기존 기술중의 면방직 혹은 모방직 및 비방직공정에 사용되는 단타수나 다타수 헤침기 혹은 가공 재사용 면으로 생산 사용한 웨이스트 헤침기를 사용하여 피혁에 대해 섬유분해를 진행하면 교원질 섬유를 분말로 형성되게 한다. 보통 4mm이하이며 방적에 필요한 섬유길이에 달하지 못하지만 무두질을 거치고 피혁제작 공업중 이용하지 않은 동물 피하조직층과 약간의 교원질 섬유편직이 특별히 느슨한, 예를 들면 소의 배가죽으로 만든 피혁은 위에서 서술한 각종 기존 헤침기를 이용하여 한올한올 단(束)형태의 서로 연결되지 않은 흩어진 교원질 섬유로 가공할 수 있다. 그러나 이러한 방법으로 생산한 교원질 섬유는 비교적으로 짧고 방직가능성이 낮아 저급 방직품으로 가공하거나 "방직폐기물"원료로 처리한다.

현재 동물 가죽은 주로 피혁을 제조하는데 사용되며 피혁제조 공정중 원료 가죽의 각종 결함(예를 들면 탄 자국, 쭈글거림, 풀에 찔림, 긁힌 자국 등) 및 기타 각종 원인으로 최종적으로 20-40%의 원료가죽만이 피혁으로 가공되며 기타는 손실된 원료로 될 수 밖에 없다. 그 외에 피혁 제조가공중 대량의 조각들이 생기게 되는데 피혁 가공 분야에서 이런 자원은 이용율이 아주 낮다. 최근, 기존 기술을 이 용하여 이런 조각들을 자연 상태에서 헤침 혹은 분쇄하여 몇 밀리미터 이하의 방직불가 섬유와 기타 원료를 배합하여 부직포, 재생피혁 등 저부가치 제품을 생산하였다. 2003년 10월 8일, 중국 특허공보에 "진피방적사 제조방법"（특허출원번호:03114089.0）을 공개하였는데 서술한 방적선은 접착액으로 진피 섬유를 접착한 것이며 본 공정에 서술한 방적선과 같은 종류의 제품에 속하지 않는다. 뿐만아니라 그 제조방법은 서술이 너무 간단하고 충분히 공개되지 않았으므로 해당 기술영역의 기술자들이 실현할 수 없다.

본 발명의 목적은 동물가죽 교원질 섬유방적실 및 그 가공방법을 제공하여 동물가죽이나 피혁 및 그 조각 재료, 가죽 폐기물을 방적선으로 제조하는 난제를 해결하고 동물 가죽의 이용율과 제품의 등급을 높이며 동물 가죽의 이용율을 확대하고 방직업계의 기존 천연섬유 방적선보다 인장강도가 높고 내마모성이 우수하며 화학섬유 방적선보다 흡수성, 안정성과 연소방지성이 우수한 방적선을 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은 아래와 같이 실현할 수 있다. 본 방적선은 아래와 같은 중량과 배합비율의 원료로 제작했는바 교원질 섬유가 1~100%을 차지하고 방직섬유가 0~99%를 차지하며 피혁원료중 나머지 미량의 탄성섬유, 그물형태 섬유 및 기타 비섬유물질은 방적에 영향주지 않기에 무시해도 된다.

교원질 섬유는 소, 양, 말, 돼지, 개, 노루, 토끼, 악어와 뱀 등 동물 중 최소 한 개 동물 가죽 교원질 섬유를 가리킨다.

방직섬유는 면, 털, 마, 견사, 테릴렌, 아크릴 섬유, 나일론, 접착제 중 최소 한 개가 있어야 한다.

본 동물 가죽 교원질 섬유방적실의 생산방법은 두가지가 있다. 그중 한 가지는 무두질후의 피혁생산인데 그 공정으로는 원료 선별, 섬유 분해, 분급, 혼합배합, 올 정리, 올 배렬, 꼰실공정이고 다른 한 가지는 생가죽 생산인데 그 공정으로는 원료 선별, 침재, 세탁, 탈재, 무두질 연화, 탈수, 섬유 분해, 분급, 혼합배합, 올 정리, 올 배렬, 꼰실공정이다.

본 발명은 아래와 같은 장점이 있다. （1）본 발명을 통해 만들어낸 방적실로 기계 직조 혹은 편직할 수 있어 동물가죽 천연자원의 사용율을 확대하고 피혁의 이용율을 제고시켰으며 방직업계에 새로운 천연섬유를 제공하였다. （2）교원질 섬유는 생 교원질 단백질이므로 본 원료를 이용해 생산한 복장은 인체에 친화력이 있고 인장강도가 높고 내마모성이 좋으며 부드럽고 흡수성, 흡유성, 연소 방지성이 높은 특징이 있다. 이런 실로 청바지와 질긴 조방제품 방직물을 만들수 있으며 4계절의 고급 원단을 만들 수 있다. （3）품종이 다양하다: 부동한 동물종류의 원료를 선택하거나 부동한 동물종류의 원료를 혼합 사용하여 다품종의 제품을 형성할 수 있으며 기타 장섬유 혹은 방적실과 각종 복합 방적실을 만들 수 있다. （4）원료 출처가 풍부하다: 피혁가공과 피혁제품의 모든 조각 원료, 피혁 폐기물과 각종 동물 생가죽 및 피혁으로 제조할 수 없는 피하 조직층과 일련의 소형 종류의 동물 가죽, 불량가죽을 이용하여 그 작용을 최대한 발휘할 수 있으며 폐기물을 충분히 활용할 수 있다.

그림1은 동물가죽 교원질 섬유방적실 생산공정의 흐름도이다.

실시예1:

중량의 비율에 따라 교원질 섬유를 55%, 방직섬유를 45%로 한다. 본 방적실은 동물 가죽 교원질 섬유와 기타 방직섬유로 구성되었으며 교원질 섬유는 단형태를 나타내며 어떤 때는 몇 올의 가는 단상태 교원질 섬유와 기타 방직섬유 혹은 기타 교원질 섬유와 합쳐서 한 올의 연속되는 혼합섬유단으로 꼬아 만든 일종의 혼합방직 방적실이다.

공정흐름: 원료 선택 - 섬유분해 - 분급 - 혼합 - 올 정리 - 올 배열 - 꼰실 공정

공정 설명:

1.원료 선택: 위 비례의 요구에 따라 무두질후의 소, 양, 말, 돼지, 개, 노루, 토끼, 악어, 뱀 등 모든 동물가죽과 그 조각 원료, 가죽폐기품중 최소 한가지와 화학방직섬유나 천연방직섬유중 최소 한 가지를 선택해야 한다.

2. 섬유 분해: 왕복식 액체헤침기로 섬유분해를 진행하며 액체헤침기는 자체로 제작할 수 있고 용기안에 최소 한 개 헤침설비에 사용되는 타수와 정리시 사용되는 분리정리 장치가 있어야 한다. 액체헤침기에 사용되는 액체는 물이며 가죽과 피혁의 원료가 부동함과 물의 중량에 따라 0.2~2%의 세척제, 1~10%의 유지 및 그 제조품, 0.2~1.5%의 심투제와 0.03~0.5% 알칼리유형의 물질중 최소 한 가지를 첨가한다. 원료는 이상 액체중에서 서술한 타수에 대한 왕복기계힘의 작용을 통해 액체를 충분히 원료중에 담기게 하고 교원질 섬유사이의 섬유물질 등 접착물이 이 액체의 작용하에서 다시 윤활제로 되고 원료를 팽창시키는 동시에 교원질 섬유는 끊임없이 흩어지고 미끌어 떨어지며 마지막에 한올한올의 단상태의 서로 연결되지 않은 흩어진 교원질 섬유를 형성하고 방적요구의 길이에 부합되게 한다.

3. 분급: 헤침후의 흩어진 교원질 섬유가 마른후 혹은 건조기로 말린 후 오리털가공 공정중 사용하는 수직 기류 박스분배기 혹은 자체로 제작한 수평식 박스분배기로 풍력분리를 진행하는데 장섬유와 단섬유는 기류의 작용하에 분포된 구역이 부동하다. 때문에 섬유의 길이에 따라 급별을 분리해낼 수 있고 비섬유물질(예를 들면 표피쪼각)은 그 기류의 작용하에 다른 구역에 진입되기에 이를 취소할 수 있다.

4. 혼합배합: 각종 피혁으로 만든 섬유를 제품의 수요에 따라 선택 배합하고 중량에 따라 최소 일종의 동물가죽 교원질 섬유 55%와 최소 일종의 방직섬유45%를 선택한다. 다창타면기 혹은 가로 깔아 직접 선택하는 방법 등 기존 공정설비를 이용하여 혼합하며 혼합섬유함량이 정확하고 분포가 균일한 목적에 달성할 수 있다.

5.올 정리:혼합한 섬유를 정리기로 한올한올 정리하고 단형태 의 교원질 섬유 와 방직섬유로 하여금 균일하게 혼합되어 일정 선형밀도를 가진 순서가 세로 배열된 연속적인 섬유집합체를 형성하게 한다.

6. 올 배열：면방 혹은 모방적공정의 올 배열설비를 이용하여 상술한 섬유 올에 대해 1~3회의 올 배열정리를 진행하고 이상 각 섬유올을 연속 중첩되게 하고 당긴다. 굵고 짧은 섬유올들이 합쳐져 섬유가 균일한 목적에 이른다.

7.꼰실 공정: 교원질 섬유의 직경, 길이가 부동함과 방적실의 부동한 요구에 따라 각각 그릇 전이, 마찰, 링 스피닝 및 기타 신형 방적공정으로 꼰실 공정을 진행한다.

실시예2:

중량비율에 따라 교원질 섬유 100%를 선택한다. 방적선은 동물가죽 교원질 섬유로 구성된 것이다. 교원질 섬유는 방적실중에서 단형태를 나타내고 어떤 때는 몇개의 가는 단형태 섬유로 분리되는데 이런 비교적 가는 단형태 교원질 섬유는 또 기타 단형태 교원질 섬유와 합쳐진다. 이처럼 단형태 교원질섬유는 분리되었다가 합치고 합쳤다가 분리되면서 연속 꼬아서 합쳐진 일종의 동물가죽 교원질 섬유 방적실이다.

공정흐름: 원료 선택 - 침재 - 세탁 - 탈재 - 무두질 연화 - 탈수 - 섬유 분해 - 분급 - 혼합 배합 - 올 정리 - 올 배열 - 꼰실

공정설명:

1.원료 선택: 소, 양, 말, 돼지, 개, 노루, 토끼, 악어, 뱀 등 모든 동물중 최소 한 가지의 동물 생가죽을 선택한다.

2.침재: 수산화 칼슘을 주요성분으로 하는 침재방법을 사용한다. 부동한 원료에 따라 가죽무게의 황산나트륨 1~3%, 수산화나트륨 0.1~0.5%을 추가할 수 있다. 그중 물은 가죽무게의 1.5~2배이다. 침재액 온도는 30~50℃이고 담근 시간은 2~24시간이며 생가죽중의 유지를 감화하는 동시에 교원질 섬유가 피혁제조공정중 요구되는 흩어진 정도를 초과하게 한다.

3.세탁: 30~40도의 온수로 세탁을 1~2번 한다. 다시 상온수로 1~2번 세탁하고 감화물을 깨끗이 씻으며 재료의 PH치가 6.5~8에 달하게 한다.

4.탈재: 가죽 중량의 2~3%에 달하는 황산암모늄을 넣고 0.2~0.5%의 프로테아제와 1~2배의 물을 넣는다. PH치를 3~6사이로 공제하고 온도를 35~40℃로 하며 침지와 굴림을 교체적으로 진행하게 한다. 시간은 1~2시간인데 가죽중의 재 알칼리이혼을 벗기고 생가죽 섬유물질, 지방과 비섬유단백질을 진일보 가수분해하는 작용을 일으킨다. 다음,세탁하여 이물질을 제거한다. 털이 달린 가죽은 탈재전에 가죽 중량의 3~4%에 해당하는 황산알칼리, 10~15%의 석회즙, 1~2%의 수산화나트륨, 1~2배의 물을 첨가 해야 하며 상온하에 2~16시간 담근 다음 털이 가죽에서 빠진 후 다시 씻어 털을 깨끗이 제거한다.

5.무두질 연화: 기존 기술중의 크롬염 무두질 혹은 식물 무두질방법, 그리고 기타 유기질 혹은 광물 무두질 방법으로 상술한 액체 헤침기내에서 진행하여 가죽이 무두질과정중 왕복자유식의 찢김을 받아 교원질 섬유가 기본 해체되는 정도에 이르게 한다. 무두질후 원료에 대해 유화액에 유지연화를 가하는 방법을 취해 탈수 후 접착되는 것을 방지한다. 유지연화를 가하는 과정 여전히 액체헤침기안에서 진행되며 교원질 섬유로 하여금 진일보 해체되게 한다. 유지를 가할 때 동물기름, 식물기름, 광물기름 및 그 제품을 넣을 수 있다.

6.탈수: 드라이공정설비를 사용하여 피혁 수분함량이 20~30%에 달하게 한다.

7.섬유 분해: 이상의 공정처리를 한 원료 교원질 섬유는 이미 아주 흩어진 상태에 처해있거나 이미 단상태의 섬유를 형성하였다. 그러나 개별적으로 접착되었거나 엉켜있는 상태가 있기에 섬유 분해공정은 정상 상태에서 면방 혹은 모방적용 제형 헤침기 혹은 정리침 드럼헤침기 혹은 삼석림 개모기로 섬유 분해를 진행하고 부분 접착되었거나 엉켜있는 교원질 섬유를 철저히 분해시켜 원료가 단형태의 서로 붙지 않은 흩어진 교원질 섬유를 형성하게 하며 방직가능 길이를 구비하게 한다.

8.분급: 예1과 동일하다.

9.혼합 배합: 중량의 비율에 따라 교원질 섬유 100%를 취한다. 방직가능성을 제고하기 위해 동물 가죽 교원질 섬유중량의 0.1~8%인 유제를 스프레이할 수 있는데 유제는 동물기름, 식물기름, 왁스, 광물기름과 합성유지 유형 및 그 제품을 포함한다. 기타 공정은 예1과 동일하다.

기타 공정은 예1과 동일하다.

실시예3:

중량비율에 따라 교원질 섬유 20%, 방직섬유 80%를 선택한다.

공정흐름은 실시예2와 동일하다.

공정설명:

1.원료 선택: 피혁제조전의 가공공정에서 생가죽 변두리 폐기원료, 손실 원료 혹은 피혁제조에 적용하지 않는 2층 가죽 및 피혁제조에 적용하지 않는 동물가죽과 피하조직층을 선택한다.

침재, 세탁, 탈재, 무두질 연화, 탈수공정은 예1와 동일하다.

2.예2에 서술한 공정으로 가공한 섬유올을 기타 긴 실이나 방적사와 복합해서 꼬아 만들어 이상 교원질섬유 성분을 갖고 있는 포전사 혹은 포칩사를 형성한다. 기타 공정은 예1과 동일하다.

Claims (5)

1. 동물 가죽 교원질 섬유방적실로서, 아래 중량 배합 비율의 원료를 꼬아 만들었으며 동물 가죽이나 피혁중 섬유를 분해하여 1-100%의 흩어진 교원질 섬유와 0-99%의 방직섬유를 얻을 수 있는 것을 특징으로 하는 동물 가죽 교원질 섬유방적실.
2. 제1항에 있어서, 교원질 섬유는 모든 동물, 예를 들면 소, 양, 말, 돼지, 개, 노루, 토끼, 악어와 뱀 등 동물 가운데 최소한 한 가지 동물 가죽 교원질 섬유를 가리키는 것을 특징으로 하는 동물 가죽 교원질 섬유방적실.
3. 제1항에 있어서, 방직섬유는 모든 방직가능 천연섬유와 화학섬유를 포함하며, 예를 들면 면화, 털, 삼, 견사, 테릴렌, 아크릴 섬유, 나일론, 폴리아미드 섬유, 접착제 중 최소한 일종인 것을 특징으로 하는 동물 가죽 교원질 섬유방적실.
4. 공정절차가 무두질후 가죽원료의 선별, 섬유 분해, 분급, 혼합 배합, 올 정리, 올 배열, 꼰실공정이며 섬유 분해는 헤침기를 사용하는 것을 특징으로 하는 제1항의 동물 가죽 교원질 섬유방적실의 생산방법.
5. 공정절차가 생가죽 원료의 선별, 침재, 세탁, 탈재, 무두질 연화, 탈수, 섬유 분해, 분급, 혼합배합, 올 정리, 올 배렬, 꼰실 등 공정이고 탈재는 산성 프로 테아제를 사용하는데 그 용액 pH값은 3-6사이에서 공제하는 것을 특징으로 하는 제1항의 동물 가죽 교원질 섬유방적실의 생산방법.

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