KR20070005298A - 비크롬 처리된 방향성 및 무공해성 그레인 레더의 제조방법. - Google Patents

Abstract

본 발명은 그레인 레더(grain leather: 은면 피혁)의 제조공정에서 동물성 상태의 단백질을 광물성 상태로 변환시키는 공정인 탄닝 공정에서 크롬의 사용을 배제하고 비크롬(non-chrome)을 적용하여 탄닝 공정을 진행함으로써 인체에 유독한 크롬 6가의 발생을 원천적으로 제거함과 동시에 소비자의 요구에 알맞게 다양한 색상을 부여하는 염색 공정에서 합성염료가 아닌 자연에 존재하는 다양한 천연 추출물(바람직하게는, 쪽, 정향, 오배자, 꼭두서니, 소목, 괴화, 울금, 코치닐, 치자)을 활용하여 선매염, 후매염, 동시매염 등의 방식으로 다양한 색깔의 구현과 아울러 피부염이나 알레르기 발생을 방지하고 가죽 특유의 냄새 제거와 쾌적한 피혁 소재 개발을 위해서 슬러리(slurry) 형태의 방향성 물질(바람직하게는, 아카시아, 유칼리투스, 프리지아, 자스민, 민트, 피치, 파인, 로즈마리)을 제혁 공정과 도장 공정에 적용하는 친환경적인 그레인 레더 소재 개발 및 그 제조방법을 제시하고 있다.

비크롬, 피혁, 천연염색, 방향성, 무공해성, 그레인 레더.

Description

비크롬 처리된 방향성 및 무공해성 그레인 레더의 제조방법{method of making grain leather}

본 발명은 그레인 레더 제품의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 탄닝 공정에서 사용되는 중금속인 크롬의 사용을 완전 배제한 비크롬 처리된 피혁에 자연에서 추출한 천연 염료로 염색한 후 방향성을 부여하는 무공해성 그레인 레더의 제조방법에 관한 것이다.

잘 알려진 바와 같이, 그레인 레더(Grain leather: 은면 피혁)(이하, '그레인 레더'라 함) 제품의 제조방법은 준비 공정, 탄닝 공정, 염색 및 가지 공정, 도장 공정으로 크게 4가지로 이루어지며, 상기 준비 공정은 원료피를 투입하여 알칼리 조건하에 가죽 생산에 불필요한 털이나 지방 및 가용성 단백질 등을 제거하는 공정이다. 또한 상기 탄닝 공정은 콜라겐 단백질과 크롬과 같은 유제 약품(Tanning agent)을 반응시켜 안정한 섬유 조직을 만드는 공정이다. 이와 같은 공정을 거쳐 피혁 제품의 상품성 및 소비자의 욕구에 맞게 다양한 색상을 부여하고 가죽에 유연성을 주어 상품적 가치를 결정하는 중요한 요소 중의 하나인 염색 및 가지 공정이 시행되어지고, 최종적으로 각종 왁스(wax), 락카(lacquer), 바인더(binder)를 사용하여 최종 제품의 상품성을 결정하는 도장 공정을 진행하게 된다.

한편 종래의 탄닝 공정에서는 동물성 상태의 단백질을 광물성으로 변화시켜 내열성을 증진시키고 부패를 방지하기 위하여 다양한 유제(Tanning agent)가 사용되고 있으며, 그 중 피혁업체에서 90% 이상이 탄닝 효과가 우수한 중금속인 3가 크롬을 사용하고 있다.

그러나 가죽 제조공정에서 사용되는 크롬 3가는 일정한 온도, pH, 염기도 등에 의해서 크롬 6가로의 산화가 일어날 가능성이 높을뿐만 아니라 고형 폐기물의 처리에 많은 어려움이 있었다. 또한 상기 탄닝 공정에서 동물성 단백질이 광물성으로 전환되었다고 하더라도 가죽 특유의 냄새로 인해 소비자들에게 불쾌감을 주어 가죽의 선호도가 다소 떨어지고 있는 실정이다. 그리고 종래와 같이 가죽으로 크롬을 흡착시키기 위해서는 실제 결합량보다 30~50% 정도의 많은 양을 사용하게 되며, 이중 50~70% 정도만 가죽으로 결합을 하고 나머지 30~50%는 자연적으로 가죽과 결합을 하지 못하고 폐수로 유출되어 많은 환경문제를 유발시키고 있다.

특히 위와 같은 제조 과정(즉, 준비 공정 및 탄닝 공정) 등을 거쳐 시행되는 종래의 염색 및 가지 공정에서는 가죽의 색상을 부여하기 위해 산성염료, 염기성 염료, 금속 염료, 매염 염료 등을 용도에 맞게 사용한다. 또한 염색 공정이 끝난 가죽에 유연성 및 감촉을 부여하기 위해 인산화 가지제, 합성 가지제(예를 들면, 황산화 가지제, 아황산화 가지제, 술폰화 가지제 등), 레시틴(lecithin) 계통 등의 가지제를 사용하여 가지 공정을 시행하게 되는데 기존의 염색 및 가지 공정에서는 염료 및 가지제의 침투를 위해 염료 및 가지제가 다량으로 사용되어 가죽과 결합을 하지 못한 염료 및 가지제는 불가피하게 폐수로 유출되어 탁도(turbidity)를 비롯하여 BOD, COD의 수치를 증가시키는 문제점이 발생하였다.

그리고 인체 접촉이 가장 많은 가죽 제품의 경우 종래에는 주로 유독성 화학제품의 소재로 제조되어 아토피스 등 피부 알레르기성이나 각종 인체 건강에 관한 부작용을 유발할 우려가 높고, 또한 이들 피혁제품을 폐기시에 자원의 재이용 불가 등 환경적인 문제점이 대두되고 있다.

따라서 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 비크롬 및 천연염색 처리된 무공해성 그레인 레더 소재에 방향성을 부여하여 피혁 제품을 제조하는 방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 그레인 레더의 제조공정 중 탄닝 공정에 크롬의 사용을 원천적으로 배제하는 비크롬/비금속 탄닝 공정을 적용하여 가죽의 내부 및 폐수로 빠져나오는 크롬이 무배출됨과 동시에 크롬 성분에 알르레기 반응을 보이는 소비자들에게 친환경적이고 인체 무해한 그레인 레더의 제조방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 크롬 이외의 금속성 성분과 자연에서 추출한 식물성 탄닝 및 화학적 합성 탄닝제를 이용하는 탄닝공정과, 자연에 존재하는 다양한 무공해성 식물 및 동물성 추출물을 이용한 천연염색 공정으로 인체에 유해한 성분의 제거를 통해서 최종적으로 방향성을 부여하여 가죽 특유의 냄새 제거를 통한 고 기능성 청정 피혁 제품을 제조하는 방법을 제공함에 있다.

이하에서는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 바람직한 실시 예를 들어 설명하기로 한다. 그러나 이하에서 설명되는 본 발명의 실시 예는 본 발명의 기술적 범위를 한정하려는 것은 아니며 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 명확하고 용이하게 설명하려고 하는 것이다.

우선, 본 발명에서는 크롬 탄닝 처리하지 않은 비크롬 및 비금속 처리된 그레인 레더에 자연에 존재하는 천연재료를 활용하여 염색 공정 및 방향성을 부여하는 기술과 도장 공정에서 방향성을 부여하여 가죽 자체의 냄새 제거는 물론이고 환경친화적인 제혁공정을 구현함으로써 무공해성 그레인 레더 제품의 생산이 가능한 기술적 구성을 제시하고 있다.

즉, 본 발명은 피혁 제품의 기능성을 높이고 건강과 환경에 대한 보다 합리적인 고부가 가치성 피혁 제품을 제조하기 위하여 기존의 크롬을 사용하는 유제 공정을 대체하여 비크롬 공정(Non-chrome tanning process) 및 비금속 공정(Non-metal tanning process)의 적용과 함께 국내외 자연계에 존재하는 식물을 선별, 추출하여 고농도의 추출액으로부터 인체에 유익한 성분을 합성 또는 농축 제조하여 친환경 피혁을 가공하는 과정에 이를 적당량 활용하여 가죽과의 물리, 화학적 결합을 통한 방향성 및 항균성 기타 기능성을 가지는 무공해성 그레인 레더 제품을 제조하는 방법이다.

한편, 본 발명에 따른 그레인 레더(grain leather) 제품을 제조할 때 사용되는 장치는 드럼을 이용하여 온도와 시간을 조절하여 진행하였으며, 무공해성 그레인 레더를 생산하기 위해서 동물성 상태의 단백질을 광물성으로 전환시키기 위해서 사용되는 크롬을 완전 배제하고 비크롬(바람직하게는, Zirconium, Aluminium, Iron, Titanium) 및 비금속 탄닝(구체적으로는, Aldehyde, Vegetable, Synthetic tanning agent) 공정을 진행하여 광물성으로 전환시켜 유해 물질인 크롬의 사용을 원칙적으로 배제한 무공해성 그레인 레더의 제조 공정을 확립하였다.

특히, 본 발명은 그레인 레더의 제조공정 중 탄닝 공정에만 국한되는 것이 아니라 탄닝 처리된 가죽에 색상(color)를 부여하는 염색 및 가지 공정에서 화학적으로 합성된 합성염료가 아닌 자연에서 추출한 천연재료(바람직하게는, 쪽, 정향,꼭두서니, 소목, 괴화, 울금, 코치닐, 치자)를 활용하여 가죽의 염색 공정에 적용한 후 적당한 선매염, 후매염, 동시매염을 통해서 독특한 색깔을 부여하여 제혁공정 전반에 청정화를 유도하였다. 아울러 천연염료의 견뢰도 향상을 위해서 탄닝 공정에서 금속성 성분을 적당량 적용하는 비크롬 탄닝 공정을 통해서 염색견뢰도를 향상시켜 종래의 염색 공정에서 폐액으로 빠져나오는 염료량을 절약함으로써 염료의 사용량 절감 및 폐액의 환경 영향 수치의 감소가 가능한 방법이라 할 수 있다.

또한, 가죽에 방향성을 부여하기 위해서 염색 및 가지 공정과 상품성을 결정하는 도장 공정에 방향성 물질(바람직하게는, 아카시아, 유칼리투스, 프리지아, 자스민, 민트, 피치, 파인, 로즈마리)을 적용하여 무공해성 피혁 제조와 아울러 방향성을 가지는 기능성 피혁 제조를 통해 고기능 무공해성 그레인 레더를 제조한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 의거 상세히 설명하겠는 바, 상기 본 발명이 실시 예에 의해 한정되는 것은 아니다. 특히 본 발명은 피혁 제품의 전반적인 공정에 적용이 가능한 것임을 미리 밝혀둔다.

[실시예 1]

그레인 레더(grain leather)에 1~10중량%의 비크롬 탄닝제(Zirconium, Aluminium, Iron, Titanium, Aldehyde, Vegetable, Synthetic tanning agent)와 0.5~3.0중량%의 가지제(Fatliquoring agent) 및 0.1~1.0중량의 중조(NaHCO₃)를 적용하여 60~80분 동안 드럼을 회전시키는 프리탄닝 공정(pretanning process)을 진행한 후에 세이빙(shaving)을 실시한 다음, 재차 위에서 언근한 비크롬 탄닝제 1~10중량%를 사용한 후, 염기도를 상승시키기 위해서 0.5~2.0중량%의 의산소다(Sodium formate)를 사용하여 인체에 유해한 크롬이 전혀 함유되지 않고 내열성을 가지는 가죽 제품을 생산하였다. 이때 상기 비크롬 탄닝제는 단독으로 사용되어진다.

[실시예 2]

탄닝 공정에서 유연성을 가지는 그레인 레더 제품을 생산하고자 할 때 위에서 전술한 실시예 1의 방식(즉, 단독 비크롬 유제 처리 방식)이 아닌, 구체적으로는 Aluminium과 Zirconium(8:2)의 혼합물 또는 Aluminium과 Aldehyde(9:1)의 혼합물 또는 Aluminium과 Titanium(9:1)의 혼합물 2~10중량%를 사용하여 비크롬 처리하는 방법과;

또는 1.0~3.0중량% Aldehyde과 15~25중량% Vegetable, 5~12중량% Aluminium 과 1~3중량% Aldehyde 및 5~10중량 Synthetic tanning agent와의 혼합에 의한 크롬을 전혀 함유하지 않은 비크롬 유제공정을 진행한 후;

염기도 상승을 위해서 0.5~2.0중량%의 중조(Sodium bicarbonate)와 0.5~1.5중량%의 의산소다(Sodium formate)를 사용하여 내열성 및 유연성을 가지는 인체에 무해한 그레인 레더의 탄닝 공정의 적용으로 동물성 상태의 단백질을 광물성 상태로 전환시키는 탄닝 공정을 진행하였다.

한편, 위와 같은 방법으로 탄닝 공정을 수행하는 본 발명은 비크롬 유제들이 단백질의 카르복실기(carboxyl group) 및 아미노기(amino group)과의 원활한 결합 형성으로 가죽 제조 공정에 적절한 내열성의 부여뿐만 아니라 인체에 무해한 크롬이 전혀 함유되지 않고, 물성 분석에서도 기존 대비 동등 이상의 그레인 레더 제품을 얻을 수 있었다.

[실시예 3]

그레인 레더(grain leather)의 제조공정 중 탄닝 공정에서 비크롬 및 비금속 처리된 피혁에 기존의 합성 염료보다 흡착율이 우수한 자연에서 추출한 천연염료를, 바람직하게는 쪽, 정향, 오배자, 꼭두서니, 소목, 괴화, 울금, 코치닐, 치자 중에서 선택된 어느 하나의 천염염료 1~10중량%를 사용하여 고흡착율을 유도하여 폐액으로 빠져나오는 염료의 격감으로 환경영향 수치가 30%이상 감소되고, 다색성 및 단색성 천연염료를 0.1~1.0중량% 매염제{(알루미늄염(명반ㆍ아세트산알루미늄 등), 크롬염(크롬명반ㆍ중크롬산염ㆍ염화크롬 등), 철염(황산철 등)}와 병행하여 선매염, 후매염, 동시매염을 실시한 후, 염료의 고착을 위해서 0.5~2.0중량%의 개 미산(Formic acid)을 사용하여 위에서 언급한 천연염료를 사용하는 염색 공정에서 단색위주의 색상을 다양화 할 수 있었고, 물성 분석에서도 염료의 흡착성 증대로 열변색 견뢰도, 세탁견뢰도, 마찰견뢰도에서 종래의 3~3.5등급에서 0.5등급 이상 향상시킬 수 있었다.

한편 본 발명에서는 비크롬 및 비금속 처리된 가죽을 이용하면서 약 3중량%의 천연염료를 사용하였다. 이때 상기 염료의 사용량은 염료의 색상에 따라 다소 차이가 있을 수 있다.

[실시예 4]

그레인 레더의 제조공정 중 염색 공정을 행한 후 가죽에 유연성 및 표면 촉감(touch)을 부여하는 가지 공정에서 슬러리(slurry) 형태의 마이크로 캡슐의 방향성 물질을, 바람직하게는 아카시아(Acacia), 유칼리투스(Eucalyptus), 프리지아(Freesia), 자스민(Jasmine), 민트(Mint), 피치(Peach), 파인(Pine), 로즈마리(Rosemary)를 0.05~5.0중량% 투입한 다음, 5.0~50중량%의 가지제를 사용하여 10~360분 정도 회전시켜 기분전환과 가죽 특유의 냄새 제거로 인체에 유익한 물질을 발산하는 방향성 그레인 레더를 제조하였다.

한편 본 발명에서는 다양한 형태의 향기 발산 물질 중에서 가장 안정하고 향기의 지속시간이 우수한 물질, 즉 위에서 제시한 슬러리 형태의 마이크로 캡슐을 적용하여 방향성 피혁을 제조하였다. 또한 유연성을 부여하기 위해서 사용되는 가지제는 1종의 가지제를 단독으로 사용하는 것이 아니라 3~4종의 가지제를 종류별로 혼합하여 사용하고 있으며, 본 발명의 가지방법에 사용된 가지제는 인산화 가지제, 레시틴 가지제, 합성 가지제를 혼합하여 사용하였다.

[실시예 5]

그레인 레더(grain leather)의 제조공정 중 염색 공정을 수행한 다음, 가죽의 최종적인 상품성과 품질을 결정하는 도장 공정의 경우에는 바인더(Binder), 왁스(Wax), 락카(Lacquer), 보조제(Auxiliary)를 적정량 가죽에 적용하는데, 그 적용하는 공정은 크게 인프리그네이션(impregnation)과 베이스 코팅(base coating) 및 미디움 코팅(medium coating), 그리고 탑 코팅(top coating)으로 나뉘어지고, 특히 향기나는 가죽을 제조하기 위해서 슬러리 형태의 마이크로 캡슐 방향성 물질(아카시아, 유칼리투스, 프리지아, 자스민, 민트, 피치, 파인, 로즈마리) 0.01~1.0중량%를 인프리그네이션 단계에서 적용하여 방향성 성분을 가죽의 그레인(grain) 층에 도포 처리한 후, 상기 그레인층의 도포에 의해 상대적으로 조직이 느슨한 피혁 뒷면층으로 서서히 향기의 발산을 유도하여 가죽 특유의 냄새 제거는 물론이고 기분전환, 항균 등을 가지는 피혁제조와 아울러 도장 공정에서 최종적으로 피혁 제품의 광을 조절하는 탑 코팅에서 역시 위에서 언급한 슬러리 형태의 마이크로 캡슐 방향성 물질을 0.01~1.0중량%를 사용하여 방향성을 가지는 고기능성의 그레인 레더 소재를 제조하였다.

한편 본 발명에서는 제품의 품질을 결정하는 마지막 단계인 도장에서 슬러리 형태의 마이크로 캡슐 방향성 물질을 적용함으로써 향기의 지속성이 우수하고, 처리시간의 단축으로 고기능성이면서 인체에 무해한 그레인 레더 제품을 생산하였다.

이상으로 살펴본 바와 같이, 본 발명은 그레인 레더의 제조공정 중 유해성 물질인 크롬이 발생되는 탄닝 고정을 크롬을 전혀 사용하지 않는 비크롬 및 비금속 탄닝공정을 진행하였다. 특히 피혁 폐수의 상당량을 차지하는 염색 공정을 자연 친화적인 천연염료를 사용하고 또한 제혁 공정에서 슬러리 형태의 마이크로 갭슐을 사용함으로써 방향성을 부여함과 아울러 고흡착율을 유도함과 동시에 피부염이나 알레르기를 일으키는 문제를 제거하여 제혁 공정(wet process)의 청정화를 구현할 수 있는 장점이 있다.

또한 본 발명은 가죽의 상품성을 최종적으로 결정하는 도장 공정에서 방향성, 항균, 방취 기능을 부여하여 고기능성이면서 인체에 전혀 해가 없는 무공해성 그레인 레더를 생산할 수 있는 장점이 있다.

그리고 본 발명은 탄닝 공정, 염색 공정, 도장 공정과 같이 환경성과 가죽의 특성을 좌우하는 공정을 환경친화적으로 전환시킴으로써 제혁 공정 전반에 환경친화적인 그레인 레더 제품을 얻을 수 있는 상승적인 효과가 있다.

Claims (8)

1. 가죽 생산에 불필요한 털이나 지방 및 가용성 단백질 등을 제거하는 준비 공정과, 안정한 섬유 조직을 만드는 탄닝 공정과, 피혁 제품에 색상을 나타나게 하는 염색 공정 및 유연성을 주기 위해서 진행되는 가지 공정과, 그리고 상기 피혁 제품의 품질을 결정하는 도장 공정으로 이루어진 통상의 그레인 레더의 제조방법에 있어서,

   상기 탄닝 공정에서는 크롬 이외의 금속성 성분과 자연에서 추출한 식물성 탄닝 및 화학적 합성 탄닝제를 이용하며, 상기 염색 공정에서는 자연에 존재하는 무공해성 식물 또는 동물성 추출물을 이용하여 천연 염색을 하며, 상기 도장 공정에서는 방향성을 부여하여 가죽 특유의 냄새를 제거하는 과정으로 이루어짐을 특징으로 하는 비크롬 처리된 방향성 및 무공해성 그레인 레더의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 탄닝 공정은;

   상기 그레인 레더에 {Zirconium, Aluminium, Iron, Titanium, Aldehyde, Vegetable, Synthetic tanning agent}로 구성된 비크롬 탄닝제로부터 선택된 어느 하나의 탄닝제 1~10중량%와 가지제 0.5~3.0중량% 및 중조(NaHCO₃) 0.1~1.0중량%를 사용하여 60~480분간 드럼을 회전시킨 다음, 세이빙 후에 재차 상기 비크롬 탄닝제 로부터 어느 하나를 선택하여 사용한 다음, 0.5~2.0중량%의 의산소다를 사용하여 염기도를 상승시키는 공정으로 이루어짐을 특징으로 하는 비크롬 처리된 방향성 및 무공해성 그레인 레더의 제조방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 탄닝 공정은;

   상기 그레인 레더에 {Aluminium과 Zirconium의 혼합물, luminium과 Aldehyde의 혼합물, Aluminium과 Titanium의 혼합물}로 구성된 그룹으로부터 선택된 어느 하나의 혼합물 2~10중량%를 비크롬 처리한 다음, 염기도 상승을 위해서 0.5~2.0중량%의 중조(NaHCO₃)와 0.5~1.5중량%의 의산소다를 사용하여 탄닝과정을 수행하는 것을 특징으로 하는 비크롬 처리된 방향성 및 무공해성 그레인 레더의 제조방법.
4. 제1항에 있어서, 상기 탄닝 공정은;

   상기 그레인 레더에 1.0~3.0중량%의 Aldehyde과 15~25중량%의 Vegetable, 5~12중량%의 Aluminium과 1~3중량% Aldehyde 및 5~10중량 Synthetic tanning agent와 혼용을 하는 멀티탄닝을 진행한 후, 염기도 상승을 위해서 0.5~2.0중량%의 중조(NaHCO₃)와 0.5~1.5중량%의 의산소다를 사용하여 탄닝과정을 수행하는 것을 특징으로 하는 비크롬 처리된 방향성 및 무공해성 그레인 레더의 제조방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 염색 공정은;

   상기 그레인 레더에 {쪽, 정향, 오배자, 꼭두서니, 소목, 괴화, 울금, 코치닐, 치자}로 구성된 천연염료로부터 선택된 어느 하나의 염료 1.0~10중량%를 사용하여 10~360분간 회전시킨 후, 0.1~1.0중량%의 매염제와 병행하여 매염을 실시한 다음, 5~20중량%의 가지제를 사용하여 30~120분간 회전시킨 후에 염료의 고착을 위해서 0.5~2.0중량%의 개미산을 사용하는 공정으로 이루어짐을 특징으로 하는 비크롬 처리된 방향성 및 무공해성 그레인 레더의 제조방법.
6. 제1항에 있어서, 상기 가지 공정은;

   0.05~5.0중량%의 슬러리 형태의 마이크로 캡슐의 방향성 물질을 투입한 후, 5~20중량%의 가지제를 사용하여 10~360분간 회전시키는 공정으로 이루어짐을 특징으로 하는 비르롬 처리된 방향성 및 무공해성 그레인 레더의 제조방법.
7. 제1항에 있어서,

   상기 도장 공정을 수행할 때 슬러리 형태의 마이크로 캡슐의 방향성 물질을 사용함을 특징으로 하는 비르롬 처리된 방향성 및 무공해성 그레인 레더의 제조방법.
8. 제6항 또는 제7항에 있어서,

   상기 방향성 물질은 아카시아, 유칼리투스, 프리지아, 자스민, 민트, 피치, 파인, 로즈마리 중에서 선택된 어느 하나임을 특징으로 하는 비크롬 처리된 방향성 및 무공해성 그레인 레더의 제조방법.