KR20090093685A - 수분 흡수력이 향상된 폴리염화비닐계 인조피혁 - Google Patents

수분 흡수력이 향상된 폴리염화비닐계 인조피혁

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Abstract

본 발명은 폴리염화비닐계 인조피혁에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 콩 단백질 분쇄물을 함유한 표면층 및 코팅층을 포함하는 폴리염화비닐계 인조피혁에 관한 것이다.
본 발명의 폴리염화비닐계 인조피혁은 기존의 인조피혁과 비교하여 수분 흡수력이 매우 우수한 바, 촉감 등의 물성이 뛰어나고 끈적임이 없는 인조피혁 제조에 매우 적합하게 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 낮은 단가로 제조가 가능하다.

Description

수분 흡수력이 향상된 폴리염화비닐계 인조피혁{Polyvinylchloride artificial leather improved water-absorption force}
본 발명은 폴리염화비닐계 인조피혁에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 콩으로부터 추출된 콩 단백질 분리체(Soy Protein Isolate, 이하 "SPI"로 칭한다.)를 이용하여 이를 분말화시킨 콩 단백질 분쇄물을 함유한 표면층 및 코팅층을 포함하는 폴리염화비닐계 인조피혁에 관한 것이다.
본 발명의 폴리염화비닐계 인조피혁은 기존의 인조피혁과 비교하여 수분 흡수력이 매우 우수한 바, 촉감 등의 물성이 뛰어나면서도 단가가 낮기 때문에 끈적임이 없는 인조피혁 제조에 매우 적합하게 사용할 수 있다.
통상적으로 우리가 말하는 피혁이라고 하는 것은 크게 천연피혁과 인조피혁으로 구분이 된다. 천연피혁은 동물의 가죽을 가공한 것으로서 생산량에 한계가 있고 고가이며 낱장으로 되어 있기 때문에 연속작업이 불가능할 뿐만 아니라, 색상의 다양화, 품질의 균일화 등을 기대하기 어렵다. 반면 인조피혁은 부직포나 직포와 같은 섬유재를 사용하여 가능한 한 천연피혁에 가깝게 제조한 것을 말하는데, 천연피혁이 가지고 있는 위와 같은 단점을 극복할 수 있다. 다만 인조피혁은 촉감 등의 감성물성 면에서 아직 천연피혁에 비하여 뒤떨어지는 실정이다.
종래의 고분자 단일 제품 또는 같은 합성 재료를 섞어서 만든 다양한 목적의 고분자 인조피혁은 색상, 광택, 가공성, 디자인 및 감촉 등에서 소비자의 고급화된 성향을 만족시키기에 부족하다. 즉 사람의 피부에 직접 닿는 부분에서는 안락하지 않고 차고 미끄러운 느낌이 들며, 반사광으로 인해 눈이 쉽게 피로하고 땀이 흡수되지 않아 불쾌한 기분이 드는 등 촉감 감성적 측면에서 천연피혁에 비하여 열세의 물성특성을 가지고 있다. 특히 수분 흡수력이 매우 낮기 때문에 인조피혁의 최대 단점으로 인체에서 발생되거나 주변 환경에서 발생되는 수분에 의한 끈적거림이 문제점으로 지적되고 있다.
이에 본 발명자의 등록특허인 대한민국 등록특허 제 10-0706403호에서는 실크 분쇄물을 함유한 폴리염화비닐계 인조피혁을 개시하고 있으나, 실크 분쇄물이 너무 고가여서 인조피혁의 제조단가가 상승하는 문제점이 있을 뿐만 아니라, 실크는 누에고치를 키워서 얻어야 하기 때문에 그 공급측면에서 문제점이 있었다.
본 발명자는 상기 문제점 및 단가가 낮은 폴리염화비닐계 인조피혁을 제조하기 위해서 끊임없이 연구한 결과, 콩으로부터 추출된 콩 단백질 분리체(Soy Protein Isolate, 이하 "SPI"로 칭한다.)를 인조피혁의 표면층과 코팅층의 성분으로 사용하는 방법을 안출하게 되었다. 본 발명은 천연피혁과 거의 유사한 감정물성을 갖는 인조피혁을 제공하기 위하여 콩 단백질 분리체를 포함하는 표면층 및 코팅층의 최적의 성분비율을 찾고자 한다.
상기 과제를 해결하기 위한
본 발명은 수분 흡수력이 향상된 폴리염화비닐계 인조피혁에 관한 것으로서,
폴리염화비닐 수지 85 ~ 95 중량% 및 평균직경 5 ~ 75 ㎛인 콩 단백질 분쇄물 5 ~ 15 중량%를 함유하는 표면층; 및
평균직경 5 ~ 75 ㎛인 콩 단백질 분쇄물와 수성계 접착제가 70:30 ~ 60:40 중량비로 함유되어 있는 코팅층; 을
포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 다른 양태는 자동차 시트에 관한 것으로서,
상기 수분 흡수력이 향상된 폴리염화비닐계 인조피혁을 포함하는 것에 그 특징이 있다.
본 발명의 상기 폴리염화비닐계 인조피혁은 기존의 폴리염화비닐계 인조피혁에 비하여 수분흡수력이 뛰어나기 때문에 촉감 등의 감성물성이 우수할 뿐만 아니라, 끈적임이 없는 인조피혁 제조에 매우 적합하다. 또한, 기존의 등록특허인 실크 분쇄물을 함유한 폴리염화비닐계 인조피혁보다 원료 값이 저렴하기 때문에 그 제조단가를 낮출 수 있는 바, 경제성도 우수하다.
도 1은 본 발명인 기재층, 발포층, 표면층 및 코팅층을 포함하는 폴리염화비닐계 인조피혁의 단면도이다.
도 2 는 실시예 1에서 제조한 폴리염화비닐계 인조피혁을 포함하는 자동차시트를 차량의 조수석에 적용한 실제 사진이다.
기존의 폴리염화비닐계 인조피혁은 수분 흡수력이 떨어져서 촉감 등의 감성물성이 떨어지는 단점이 있었는 바, 본 발명자는 콩 추출물인 콩 단백질 분리체를 폴리염화비닐계 인조피혁의 성분으로 이용하는 방법을 하기와 같이 안출하게 되었다.
이하에서 본 발명의 수분 흡수력이 향상된 폴리염화비닐계 인조피혁에 대하여 자세하게 설명을 하겠다.
콩(soy bean)은 처리에 따라 다음과 같은 물질들이 생성되는데, 일차적으로 콩기름(soybean oil)이 발생한다. 기름이 제거된 잔유물을 탈지 콩 플레이크(Defatted Soy Flake)라고 하며, 이 물질로부터 3가지 콩 단백질 물질인 콩 분말(soy flour), 콩 분말 집약체(Soy Concent) 및 콩 단백질 분리체(Soy Protein Isolate, 이하 "SPI"로 칭한다.)을 얻을 수 있다. 본 발명에서는 상기 콩 단백질 분리체를 이용하며, 상기 SPI는 단백질 함량이 90% 이상이며, 그 외에는 탄수화물로 등으로 구성되는데, 이하 본 발명은 상기 SPI를 분말화시킨 콩 단백질 분쇄물 형태로 이용한다.
상기 콩 단백질 분쇄물을 이용하는 본 발명은 수분 흡수력이 향상된 폴리염화비닐계 인조피혁에 관한 것으로서,
폴리염화비닐 수지 85 ~ 95 중량% 및 평균직 경5 ~ 75 ㎛인 콩 단백질 분쇄물 5 ~ 15 중량%를 함유하는 표면층; 및
평균직경 5 ~ 75 ㎛인 콩 단백질 분쇄물과 수성계 접착제가 60 ~ 70 : 30 ~ 70 중량비로 함유되어 있는 코팅층; 을
포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 폴리염화비닐계 인조피혁은 상기 표면층 및 코팅층 외에 기재층 및 발포층 중에서 선택된 1 층 이상을 더 포함할 수 있다.
이러한 본 발명의 수분 흡수력이 향상된 폴리염화비닐계 인조피혁의 각 구성에 대하여 보다 구체적으로 설명을 하면 이하와 같다.
본 발명의 구성성분인 상기 표면층에 있어서,
상기 폴리염화비닐 수지는 중합도 900 ~ 1400, 더욱 바람직하게는 1000 ~ 1300을 사용하는 것이 좋은데, 이때, 중합도가 900 미만이면 과도한 흐름성 발생으로 최종 제품 성형이 원할하지 하는 문제가 발생하고, 중합도가 1400을 초과하면, 가공시 가공기기의 과도한 부하가 걸리는 문제가 발생할 수 있기 때문이다.
또한, 본 발명의 폴리염화비닐계 인조피혁은 상기 폴리염화비닐 수지는 85중랑% 미만이면 콩 단백질 분쇄물의 사용량 증대로 인하여 폴리염화비닐 수지의 굽힘변형시 백화현상이 발생하며, 95 중량% 초과시에는 상대적으로 콩 단백질 분쇄물의 사용량 감소로 인한 수분 흡수력이 저하되는 문제점이 발생한다.
본 발명의 성분인 상기 콩 단백질 분쇄물은 평균직경이 5 ~ 75㎛인 것을 사용할 수 있는데, 이때 평균직경이 5㎛ 미만이면 분산불량으로 인한 폴리염화비닐 수지 내부에 응집현상이 발생하여 물성이 떨어지며, 75㎛ 초과시 입자의 개수에 대비하여 표면적이 감소하여 수분 흡수력이 저감되는 문제가 발생하므로, 상기 범위내의 평균직경을 갖는 콩 단백질 분쇄물을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 구성성분인 상기 코팅층은 콩 단백질 분쇄물과 수성계 접착제는 55 ~ 75 : 25 ~ 45 중량비, 더욱 바람직하게는 60 ~ 70 : 30 ~ 40중량비로 혼합된 혼합물을 포함하고 있는 것이 좋으며, 상기 혼합물을 상기 표면층 상부에 도포함으로써 코팅층을 이루게 된다. 여기서, 콩 단백질 분쇄물이 75 중량비를 초과면 과도한 분쇄물 함량에 의한 분산불량 문제가 발생하고 55 중량비 미만이면 과도한 접착제 함량에 의한 수분 흡수력 저하 문제가 발생하기 때문에 상기 범위내에서 사용하는 것이 바람직하다. 여기서 상기 수성계 접착제는 당 분야에서 사용하는 것으로서 특별히 한정하지 않으나, 콩 단백질 입자와 같은 친수성 분말입자를 균일하게 분산시킬 수 있는 특성이 있는 것을 사용하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 아크릴계 에멀전 성분을 함유하는 수성계 접착제를 사용하는 것이 좋다.
본 발명의 발명의 폴리염화비닐계 인조피혁은 상기 표면층 및 코팅층 외에 기재층 및 발포층 중에서 선택된 1 층 이상을 더 포함할 수 있는데, 기재층과 발포층을 모두 포함하고 있는 경우에는 상기 발포층은 상기 기재층의 일측면에 코팅된 층으로서, 폴리염화비닐 수지 또는 폴리우레탄을 발포성형하여 제조되는 층으로서 인조피혁에 쿠션감을 제공함을 목적으로 사용한다.
상기 기재층은 인조피혁의 기층으로써, 특별히 한정되는 것은 아니나, 예를 들면 직포, 부직포, 편직포 및 면화 등 중에서 선택된 1 종 이상을 사용할 수 있으며, 기모(napping) 또는 무기모 상태의 것을 사용할 수 있다.
앞서 설명한 본 발명의 폴리염화비닐계 인조피혁은 낮은 단가로 제조될 수 있기 때문에 비싼 천연피혁을 대신하여 자동차시트, 비행기시트, 전동차 시트, 가구용 시트 등에 사용함으로써, 고급스러운 분위기를 연출할 수 있다.
도 2는 본 발명의 폴리염화비닐계 인조피혁을 사용하여 자동차시트를 제조하여 차량(BMW525, 독일)의 조수석에 실제로 적용한 사진이다.
이하에서 본 발명을 실시예에 의거하여 더욱 상세하게 설명을 하겠다. 그러나, 본 발명의 권리범위가 하기의 실시예에 의해서 한정되는 것은 아니다.
실시예
실시예 1 ~ 3 및 비교예 1 ~ 3
기재층, 발포층, 표면층 및 코팅층을 하기 표 1과 같은 조성물질 및 조성비율을 갖도록 폴리염화비닐계 인조피혁을 제조하였다. 이때, 상기 코팅층은 캘린터링 방법으로 표면층 상부에 적층하여 인조피혁을 제조하였다. 특히, 비교예 3은 본 발명자의 대한민국 등록특허 제 10-0706403호의 발명을 실시한 것이다.
구 분 실시예1 실시예2 실시예3 비교예1 비교예2 비교예3
표면층 폴리염화비닐수지(중량%) 88 90 93 100 97 90
콩 단백질 분쇄물(중량%) 12 10 7 - 3 -
실크 단백질 분쇄물(중량%) - - - - - 10
코팅층 콩 단백질 분쇄물 : 수성계 접착제 70:30 65:45 60:40 - 65:45 65:45
발포층 폴리염화비닐 수지 + 물(발포제)
기재층 직 포
(1)폴리염화비닐 수지 - 제조사 : LG화학사, 상품명 : PB1302(2)콩 단백질 분쇄물 - 평균직경 6㎛, 제조사: Protein Technologies International(미 국), 상품명 : Supro 760(3)실크 단백질 분쇄물 - 평균직경 6 ㎛, 제조사: 신도바이오실크, 상품명 : 실크파우 다 100(4)수성계 접착제 : 제조사 ㈜아해. 상품명 그린하이본
실험예
실험예 1 ~ 3 및 비교실험예 1 ~ 3
상기 실시예 1 ~ 3 및 비교실험예 1 ~ 3에서 제조한 폴리염화비닐계 인조피혁의 수분 흡착력 특성을 측정하여 순서대로 실험예 1 ~ 3 및 비교실험예 1 ~ 3으로 하기 표 2에 나타내었다. 본 실험은 콩 단백질 분쇄물의 첨가에 따른 수분 흡착-탈착 특성을 비교하기 위한 실험으로서, 항온 밀폐용기에서 습도를 변화시키면서, 1 시간 단위로 3 시간 동안 수분 흡수량을 측정한 것이다.
수분흡수량(g/m3) 실험예1 실험예2 실험예3 비교실험예1 비교실험예2 비교실험예3
1 시간 후 1.3 1.3 1.1 0.5 0.8 1.5
2 시간 후 3.0 2.9 2.6 0.7 1.0 3.2
3 시간 후 3.6 3.5 3.1 0.8 1.1 3.7
상기 실험예의 결과인 표 2를 검토해보면, 콩 단백질 분쇄물이 첨가되지 않은 폴리염화비닐계 인조피혁의 경우, 수분흡수량이 콩 단백질 분쇄물이 첨가된 표면층과 코팅층을 갖는 폴리염화비닐계 인조피혁에 비하여 수분흡수량이 매우 적은 것을 볼 수 있다. 또한, 폴리염화비닐 수지 97 중량% 및 콩 단백질 분쇄물 3 중량%를 함유한 표면층을 갖는 폴리염화비닐계 인조피혁인 비교실험예 2의 실험결과를 보면, 콩 단백질 분쇄물이 5 중량% 이상으로 함유된 표면층을 갖는 실험예 1 ~ 3에 비하여 수분 흡수량이 현저하게 떨어지는 것을 볼 수 있다.
그리고, 실크 단백질 분쇄물을 함유하고 있는 표면층을 갖는 폴리염화비닐계 인조피혁으로 제조한 비교예 3의 실험결과인 비교실험예 3과 본 발명인 실시예 1 ~ 3의 실험 결과인 실험예 1 ~ 3을 결과를 살펴보면, 약간의 차이가 있으나 본 발명이 기존의 실크 단백질 분쇄물을 함유한 표면층을 갖는 폴리염화비닐계 인조피혁에 비하여 수분흡수력이 떨어지지 않음을 확인 할 수 있다.
당해 실험을 통하여, 본 발명은 기존의 실크 단백질 분쇄물을 함유한 표면층을 갖는 폴리염화비닐계 인조피혁에 비하여 거의 동등한 수준의 수분 흡수량을 갖는 물성을 갖으면서도 제조단가가 낮은 폴리염화비닐계 인조피혁을 제공할 수 있다는 것을 알 수 있다. 나아가, 촉감 등의 감성물성이 우수한 인조피혁을 제공할 수 있기 때문에, 비싼 천연피혁을 대신하여 자동차시트, 비행기시트, 전동차 시트, 가구용 시트 등에 폭 넓은 이용이 기대된다.

Claims (8)

  1. 폴리염화비닐 수지 85 ~ 95 중량% 및 평균직경 5 ~ 75 ㎛인 콩 단백질 분쇄물 5 ~ 15 중량%를 함유하는 표면층; 및
    평균직경 5 ~ 75 ㎛인 콩 단백질 분쇄물과 수성계 접착제가 70 : 30 ~ 60 : 40 중량비로 함유되어 있는 코팅층; 을
    포함하는 것을 특징으로 하는 수분흡수력이 향상된 폴리염화비닐계 인조피혁.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 폴리염화비닐계 인조피혁은 기재층 및 발포층 중에서 선택된 1 종 이상의 층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 수분흡수력이 향상된 폴리염화비닐계 인조피혁.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 폴리염화비닐 수지는 중합도가 900 ~ 1400 인 것을 특징으로 하는 수분흡수력이 향상된 폴리염화비닐계 인조피혁.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 기재층은 직포, 부직포, 편직포 및 면화 중에서 선택된 1 종 이상인 것을 특징으로 하는 수분흡수력이 향상된 폴리염화비닐계 인조피혁.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 기재층은 기모 또는 무기모인 것을 특징으로 하는 수분흡수력이 향상된 폴리염화비닐계 인조피혁.
  6. 제 2 항에 있어서, 상기 발포층은 폴리염화비닐 수지 또는 폴리우레탄 수지인 것을 특징으로 하는 수분흡수력이 향상된 폴리염화비닐계 인조피혁.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 수성계 접착제는 아크릴계 에멀전 성분을 함유하는 수성계 접착제인 것을 특징으로 하는 수분흡수력이 향상된 폴리염화비닐계 인조피혁.
  8. 상기 제 1 항 내지 제 7 항 중에서 선택된 어느 한 항의 폴리염화비닐계 인조피혁을 포함하는 자동차시트.
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