KR20120017588A - 통기성을 가지는 인조가죽의 제조방법 - Google Patents

Abstract

원단의 표면에 직접 수용성 PU수지 용액을 도포하여 피막을 형성하되, 원단에 형성된 미세한 틈새를 부분적으로 남길 수 있도록 함으로써 통기성을 가지게 되고, 또한 원단과 피막의 결합력을 강화하여 피막이 박리되거나 분리되는 것을 방지함과 동시에, 피막의 내구성과 질감을 향상시킬 수 있는 통기성을 가지는 인조가죽의 제조방법을 개시한다.
본 발명은, 원단의 표면 조직을 기모기(起毛機)로 끌어올려 보풀이 일게 하는 기모형성공정; 원단의 이면에 난연성을 확보할 수 있는 적정량의 난연성 수지 코팅제를 도포하여 원단의 이면 조직을 강화하는 이면강화공정; 및 원단의 표면에 형성한 기모 위에 50~60g/㎡의 수용성 PU 수지 용액을 도포하여 원단의 표면에 피막을 형성하는 피막형성공정으로 이루어지며, 상기 피막형성공정은, 수용성 PU수지용액의 전체 도포량중 80~84％를 도포하는 1차도포공정과, 상기 1차도포공정 후 건조(130℃~160℃)시켜 원단의 표면을 가열 가압함으로써 표면의 평활도를 균일하게 하는 평활화공정과, 상기 평활화공정 후 나머지 16~20％의 수용성 PU 수지 용액을 도포하는 2차도포공정으로 이루어진다.

Description

통기성을 가지는 인조가죽의 제조방법{Synthetic Leather Manufacturing Method having a Air Permeability}

본 발명은 인조가죽의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 천연가죽과 같이 통기성을 가짐과 동시에 원단과 피막 사이의 결합력과 피막의 질감을 향상시킨 통기성을 가지는 인조가죽의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 인조가죽은 직물이나 편물 또는 부직포를 원단으로 사용하고, 원단의 한쪽 표면에 PVC 또는 PU(폴리우레탄) 등의 합성수지로 피막을 형성한 후, 피막에 가죽무늬를 엠보싱 가공하여 제조되는 것으로, 원단에 피막을 형성하는 방법에는 크게 건식방법과 습식방법이 알려져 있다.

건식방법은, 이형지의 표면에 폴리우레탄 원액 또는 용제형 폴리우레탄(톨루엔, MEK에 폴리우레탄을 녹인 상태)수지, 예를 들면 용제형 폴리우레탄(PU) 용액을 RP(RELEASE PAPER ; 이형지)에 도포하여 건조시키고, 이어서 이형지와 접착제가 도포된 원단을 합포 시킨 후 건조 및 접착시켜 이형지를 피막으로부터 박리함으로써 원단에 피막을 형성하는 것이다.

또한 습식방법은, 원단표면 혹은 원단 전체에 피막을 형성할 수 있는 수지 예를들면 용제형 PU 수지를 패딩하거나 합성수지로 함침된 원단(직물, 편물, 부직포)에 그라비아(GRAVURE)등 방식을 이용 표면에 PU 수지를 도포하여 피막을 형성시키는 방법이며, 또 그 위에 이형지를 접착시켜 습식+건식방법을 응용한 방법이 있다.

그러나 상기한 종래의 방법에 의해 제조된 인조가죽은, 도 7a 및 도 7b, 도 8a 및 도 8b의 사진에서와 같이, 모두 피막을 형성한 후, 피막을 원단의 표면에 접착제로 접착시키는 것이므로, 원단의 표면이 피막에 의해 완전히 차단되어 천연가죽과 같은 통기성 효과가 없다. 또한 피막을 원단의 표면에 접착제로 접착시키는 것이므로 표면 전체에 균일하게 접착하는 것이 어렵고 접착력이 약한 부분은 원단과 분리 또는 박리되기 쉬우며 원단과 피막의 결합력이 약하여 장기간 사용하게 되면 피막의 손상에 의에 크랙이 발생되는 등 내구성이 저하되고, 또한 접착제 사용으로 인한 VOC 화합물 발생과 인체에 유해한 용제(톨루엔, MEK)를 많이 사용하여 환경 문제에 심각한 단점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 원단의 표면에 직접 수용성 합성수지 용액을 도포하여 피막을 형성하되, 원단에 형성된 미세한 틈새를 부분적으로 남길 수 있도록 함으로써 통기성을 가지게 되고, 또한 원단과 피막의 결합력을 강화하여 피막이 박리되거나 분리되는 것을 방지함과 동시에, 피막의 내구성과 질감을 향상시킬 수 있는 통기성을 가지는 인조가죽의 제조방법을 제공하는데 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 통기성을 가지는 인조가죽의 제조방법은, 원단의 표면 조직을 기모기(起毛機)로 끌어올려 보풀이 일게 하는 기모형성공정; 원단의 이면에 수용성 난연 수지 코팅제를 도포하여 원단의 이면 조직을 강화하고 난연성을 부여하는 이면강화공정; 및 원단의 표면에 형성한 기모 위에 50~60g/㎡의 수용성 PU 수지 용액을 도포하여 원단의 표면에 피막을 형성하는 피막형성공정을 포함하여 이루어지는 것에 특징이 있다.

이때 상기 피막형성공정은, 수용성 PU 수지용액의 전체 도포량중 80~84％를 도포하는 1차도포공정과, 상기 1차도포공정 후 건조(130℃~160℃)시켜 원단의 표면을 가열 가압함으로써 표면의 평활도를 균일하게 하는 평활화공정과, 상기 평활화공정 후 나머지 16~20％의 수용성 PU 수지 용액을 도포하는 2차도포공정으로 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 상기 기모형성공정 이전에 유연제를 물에 희석한 유연제조성액이 담긴 저장조에 원단을 침지시켜 유연제를 부착시킨 후 건조시킴으로써 원단 표면에 유연성을 부여하는 유연제부착공정과, 상기 피막형성공정 이후에 원단 표면의 피막에 엠보싱 가공을 실시하여 무늬를 형성하는 무늬형성공정과, 상기 무늬형성공정 이후에 안료가 희석된 수지액을 피막 표면에 스프레이하여 색상을 부여하는 도색공정과, 상기 도색공정 이후에 피막 표면에 내열, 내한성의 내구성을 높이는 탑 프로텍트(Top Protect) 수지를 스프레이 하는 표면강화공정을 더 포함하여 이루어진다.

상기와 같은 특징적 구성을 가지는 본 발명은, 원단의 표면에 기모를 형성한 후, 기모 상에 수용성 PU 수지 용액을 도포하여 피막을 직접형성 하되, 기모 사이의 공간을 모두 메우지 않고 부분적으로 공간이 확보되도록 수지용액의 도포량을 적정량 범위 내로 설정함에 따라, 부분적으로 확보된 공간에 의해 통기성을 가질 수 있음과 동시에, 원단의 표면에 수지용액을 직접 도포하여 기모 사이로 침투시키는 것에 의해 원단과 피막 사이의 결합력이 향상되어 원단과 피막이 분리되거나 박리되는 것이 방지되고 피막의 내구성이 강화되므로 크렉 발생이 최소화되며, 피막의 질감이 양호하게 유지되는 등, 천연가죽과 비슷한 특성의 인조가죽을 제조하여 인조가죽의 품질을 향상시키는 효과가 있다.

또한 본 발명은, 피막형성공정에서 수용성 PU 수지를 1차와 2차로 나누어 도포하되, 1차도포공정에서 수지용액을 기모 사이의 공간에 침투시켜 결합력을 강하시키고, 그 후 표면을 균일하게 가열 가압하는 평활화공정을 실시함으로써 수지용액을 기모 사이의 공간에 확실하게 침투시켜 표면을 평활화하게 한 상태에서 다음 2차도포공정을 실시하게 되므로 기모 상에 도포되어 형성되는 피막의 질감이 균일하게 되어 인조가죽의 표면 품질을 더욱 향상시킬 수 있다.

또한 본 발명은, 원단의 표면에 기모를 형성하기 전에 유연제를 부착하여 원단 표면에 유연성을 부여함으로써 기모기에 의한 기모형성이 용이하고, 상기 피막형성공정 이후에는, 피막에 무늬를 형성하는 공정과, 안료가 희석된 수지액을 피막 표면에 스프레이하여 색상을 부여하는 도색공정과 도색된 피막 표면에 탑프로텍트 수지를 스프레이하는 표면강화공정이 순차적으로 수행됨에 따라, 인조가죽의 품질을 더욱 향상시키는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 인조가죽의 제조방법을 설명하기 위한 블럭도.
도 2의 (a) 내지 (d)는 본 발명의 각 공정을 개략적으로 나타낸 공정도.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 제조방법에서 기모형성공정 전과 후의 표면사진.
도 4는 본 발명의 이면강화공정에서 난연 수지 코팅제를 코팅한 원단의 이면사진.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 제조방법으로 제조한 인조가죽의 표면 및 단면사진.
도 6a 및 도 6b는 표면에 칼라스프레이와 탑프로텍트 스프레이 처리한 천연가죽의 표면 및 단면사진.
도 7a 및 도 7b는 종래의 제조방법으로 폴리우레탄 피막을 형성하여 제조한 인조가죽의 표면 및 단면사진.
도 8a 및 도 8b는 종래의 제조방법으로 PVC 피막을 형성하여 제조한 인조가죽 의 표면 및 단면사진.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세하게 설명한다. 도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 통기성을 가지는 인조가죽의 제조방법은, 유연제부착공정(S1), 기모형성공정(S2), 이면강화공정(S3), 피막형성공정(S4)으로 이루어지는 것으로, 인조가죽 제조에 사용되는 원단은 올과 올 사이에 틈새가 많아 통기성이 좋고 표면에 기모(起毛)를 형성하는 것이 용이한 편물(Tricot등) 기모지 또는 직물, 부직포가 사용된다.

먼저 유연제부착공정(S1)은, 원단의 표면, 즉 피막을 형성하기 위한 면에 기모(起毛)를 형성하기 전의 공정으로서, 원단의 표면에 유연성을 부여하여 기모 형성작업이 보다 용이하게 이루어지도록 하는 것으로, 도 2의 (a)에서와 같이 유연제, 예를 들면 WAX계 또는 실리콘계 유연제를 물에 희석시킨 유연제조성액(11)을 저장조(12) 내에 담아두고, 원단(W)을 유제조성액에 침지시켜 유연제를 부착한 후, 건조시킴으로써 이루어진다.

이어서 기모형성공정(S2)은, 상기의 유연제부착공정(S1) 이후, 원단(W)의 표면 조직을 기모기(起毛機), 예를 들면 기모침포(Brushing Fillets)로 끌어올려 보풀이 일게 함으로써 고리(Loop)형태의 기모가 형성되도록 하는 공정으로서, 도 2의 (b)에서와 같이 일정한 방향으로 구부린 침(針)(21)을 드럼(22)에 형성한 기모침포(20)를 원단(W)의 표면에 접촉시킨 상태에서 빠른 속도로 회전시킴으로써 도 3a의 기모형성전 사진과, 도 3b의 기모형성후 사진과 같이 보풀을 일으켜 기모를 형성하게 된다. 이러한 기모형성공정(S2)은 여러 번 반복 실시하여 원단(W)의 표면 전체에 걸쳐 기모의 균일성을 최대한 유지하는 것이 바람직하다.

이어서 이면강화공정(S3)은 상기의 기모형성공정(S2) 이후, 도 2의 (c)에서와 같이 원단(W)의 이면에 난연성 코팅제(31), 예를 들면 브롬계 또는 인계 난연성 수지를 코팅기(32)로 도포하여 원단(W)의 이면 조직을 강화하기 위한 것으로, 난연성 코팅제를 원단(W)의 이면에 코팅하여 경화시키게 되면, 원단의 이면 조직이 전보다 단단해져 원단(W)의 유연성을 약화시킴으로써 원단(W)을 편평하게 유지하는 것이 용이하고, 이로써 원단(W)의 표면에 수지용액을 도포할 때 수지가 불균일하게 도포되는 것을 방지할 수 있으며, 또한 난연성 코팅제는 원단에 방염성을 부여하는 기능도 수행한다.

이때 난연성 코팅제(31)의 코팅량은 FMVSS 302 시험법으로 80mm/min 이하의 난연성(연소속도)을 얻을 수 있는 양으로 상기한 이면강화기능과 방염기능을 수행하면서 도 4의 사진에 나타낸 바와 같이 원단의 올과 올 사이의 틈새를 막지 않도록 하여 원단(W)의 통기성을 확보하는 것이 바람직하다. 예를 들면 너무 적은 양으로 코팅하는 경우는, 원단(W)의 이면 조직을 강화하는 기능과 방염기능이 저하되어 그 기능을 충분히 수행하기 어렵고, 너무 많은 양으로 코팅하는 경우는 난연성 코팅제(31)가 원단(W)의 올과 올 사이의 틈새로 침투하여 통기성을 악화시킬 수 있다.

이어서 피막형성공정(S4)은, 상기의 이면강화공정(S3) 이후, 원단(W)의 표면에 형성한 기모 상에 수용성 PU 수지 용액을 도포하여 원단(W)의 표면에 피막(P)을 형성하기 위한 것으로, 수용성 PU 수지 용액의 도포량은 50~60g/㎡ 범위 내로 하여 도 5a 및 도 5b의 사진과 같이 피막(P)의 질감을 좋게 함과 동시에, 기모 사이의 공간이 모두 메워지지 않도록 공간을 부분적으로 확보하여 통기성을 가질 수 있도록 하는 것이 바람직하며, 이로 인해 도 6a 및 도 6b의 사진과 같이 천연가죽의 통기성 및 표면 질감과 유사한 특성을 가지는 인조가죽을 제조할 수 있다.

예를 들면, 도포량을 너무 적게 도포하면, 대부분의 수지용액이 원단(W)의 기모 사이로 침투하여 기모 위에 균일한 피막을 형성하기 어렵게 되므로 피막의 질감을 저하시키는 단점이 있다. 또한 도포량을 너무 많이 도포하면, 기모 위에 균일한 피막을 형성하여 질감을 향상시킬 수 있지만, 기모 사이의 공간을 대부분 막아 공간을 확보할 수 없게 되므로 통기성을 저하시키는 단점이 있다.

이러한 결과는, 상기한 본 발명의 유연제부착공정(S1), 기모형성공정(S2), 이면강화공정(S3) 및 피막형성공정(S4)을 순차 실시하여 인조가죽을 제조하되, 피막형성공정(S4)에서 수용성 PU 수지 용액의 도포량만을 변경하여 실시한 여러 실시예 및 비교예를 통해 통기성 및 질감 차이를 확인할 수 있었고, 그 결과를 아래의 표에 나타내었다.

이때 통기성은 각 실시예 및 비교예에서 제조된 인조가죽을 각각 18cm X 18cm로 절단한 시료를 취하여 통기도 시험기(FRAZIER)를 사용하여 원통의 한쪽 끝에 시험편을 취부한 후 가감 저항기에 의하여 경사형 가압계가 수주(水株) 12.7mmH₂O의 압력을 나타내도록 하고, 그때 수직형 가압계가 나타내는 압력과 사용한 에어 올리피스(AIR OLIFICE)의 종류로부터 시험기에 부속된 표에 의하여 시험편을 통과한 공기량을 구하여 평가했다. 또한 질감은 각 시료에 대하여 성인 20명에게 촉감에 의한 관능검사를 실시한 후, 종래의 제조방법 중, 건식방법에 의해 제조된 인조가죽의 질감과 비교한 결과를 양호, 보통, 불량 3단계로 평가하게 하고, 다수의 의견으로 결정하였다.

구분	도포량(g/㎡)	통기성(㎖/㎠/sec)	질감
실시예 1	55	0.20	양호
실시예 2	50	0.26	보통
실시예 3	60	0.12	양호
비교예 1	45	0.31	불량
비교예 2	65	0.07	양호
천연가죽	-	0.10	-

상기 표 1에서 실시예 1 내지 3은 상기한 본 발명의 제조방법, 즉 유연제부착공정(S1), 기모형성공정(S2), 이면강화공정(S3) 및 피막형성공정(S4)을 순차적으로 수행하여 인조가죽을 제조한 것으로, 피막형성공정(S4)에서 수용성 PU 수지 용액의 도포량만을 50~60g/㎡ 범위 내에서 변경한 것이고, 비교예 1 및 2는 상기 실시예 1 내지 3과 동일한 방법으로 제조하되, 피막형성공정(S4)에서 수용성 PU 수지 용액의 도포량만을 50~60g/㎡ 범위를 벗어나게 변경한 것이다.

상기 표 1로부터 알 수 있는 바와 같이, 50g/㎡, 55g/㎡, 60g/㎡의 도포량으로 제조한 실시예 1 내지 3의 경우는, 천연가죽에 비하여 통기성이 좋은 것으로 나타났고 질감도 종래의 인조가죽에 비하여 보통 이상으로 양호한 것으로 평가되었으나, 45g/㎡ 의 도포량으로 제조한 비교예 1의 경우는 천연가죽에 비하여 통기성이 좋은 것으로 나타났으나, 도포량이 너무 적어 질감은 종래의 인조가죽에 비하여 불량인 것으로 평가되었고, 60g/㎡의 도포량으로 제조한 비교예 2의 경우는 도포량이 너무 많아 천연가죽에 비하여 통기성이 나쁜 것으로 나타났고 질감은 양호한 것으로 평가되었다.

이러한 실시예 및 비교예의 결과로부터 피막형성공정(S4)에서 수용성 PU 수지 용액의 도포량이 적어지면 기모 사이의 공간이 많이 확보되어 통기성은 좋으나 피막의 질감이 나빠지고, 반대로 도포량이 많아지면 질감은 좋으나 기모 사이의 공간이 적게 확보되어 통기성이 나빠짐을 알 수 있었으며, 그 중 실시예 1 내지 3에서 50~60g/㎡ 범위 내의 도포량으로 제조한 인조가죽은 통기성을 가짐과 동시에 좋은 질감을 유지할 수 있어 제품으로서 적합하고, 50~60g/㎡ 범위를 벗어난 도포량으로 제조한 인조가죽은 통기성이 거의 없거나 질감이 좋지 않아 본 발명의 목적을 달성할 수 없음을 확인하였다.

다시, 도 1 및 도 2의 (d)를 참조하면, 피막형성공정(S4)은, 수용성 PU 수지 용액의 전체 도포량 중, 80~84％ 도포량을 도포기(41)로 도포하는 1차도포공정(S4-1)과, 상기 1차도포공정(S4-1) 이후 건조(130℃~160℃)시켜 열 가압롤러(42)로 균일하게 가압함으로써 1차 도포된 표면의 평활도를 균일하게 하는 평활화공정(S4-2)과, 상기 평활화공정(S4-2) 이후 나머지 16~20％의 수용성 PU 수지 용액을 도포기(43)로 도포하는 2차도포공정(D4-3)으로 이루어지는 것이 바람직하다.

이와 같이 2차도포공정(S4-1)보다 1차도포공정에서 도포량을 많게 하는 것에 의해서는 수지용액이 기모 사이로 충분히 침투하여 기모와 피막의 결합력을 강화시킬 수 있고, 2차도포공정(S4-3)에서 나머지 도포량을 도포함으로써 기모 위에 균일한 피막을 형성할 수 있으며, 1차도포공정 후, 평활화공정(S4-2)을 통해 평활화된 표면에 2차도포공정이 실시되므로 더욱 균일한 피막을 형성하여 인조가죽의 표면 질감을 부드럽게 구현할 수 있다.

또한, 본 발명은 무늬형성공정(S5), 도색공정(S6) 및 표면강화공정(S7)을 더 구비한다. 상기 무늬형성공정(S5)은, 피막형성공정(S4) 이후에 원단(W) 표면의 피막에 엠보싱 가공을 실시하여 무늬를 형성하기 위한 것으로, 예를 들면 가죽 무늬 형태를 금형에 형성하여 전기 히터봉으로 원단을 눌러줌으로써 가죽의 형태를 표현할 수 있고, 금형의 제작 공법, 열엠보 온도, 가공속도에 의해 표면 품질이 결정된다.

또한, 상기 도색공정(S6)은, 상기 무늬형성공정(S5) 이후 안료가 희석된 수용성 수지액을 피막 표면에 얇게 스프레이하여 색상을 부여하기 위한 것이고, 상기 표면강화공정(S7)은 상기 도색공정(S6) 이후 피막 표면에 내열, 내한성, 내마모 증진을 위한 탑프로텍트 수지(폴리우레탄 수지)를 얇게 스프레이하여 피막 표면에 형성된 무늬의 내구성을 높이고 양질의 품질을 확보하기 위해 보호막을 형성하는 것이다.

따라서, 상기와 같은 무늬형성공정(S5), 도색공정(S6) 및 표면강화공정(S7)을 통해 본 발명의 제조방법으로 제조된 인조가죽의 표면 질감과 품질을 더욱 향상시킬 수 있다.

지금까지 설명된 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 특허청구범위 내에서 이 분야의 당업자에 의하여 다양한 변경, 변형 또는 치환이 가능할 것이며, 그와 같은 실시예들은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.

Claims (4)

1. 원단의 표면 조직을 기모기(起毛機)로 끌어올려 보풀이 일게 하는 기모형성공정;
   상기 원단의 이면에 난연성 코팅제를 코팅하여 원단의 이면 조직을 강화하는 이면강화공정; 및
   상기 원단의 표면에 형성한 기모 위에 50~60g/㎡의 수용성 PU 수지 용액을 도포하여 원단의 표면에 피막을 형성하는 피막형성공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 통기성을 가지는 인조가죽의 제조방법.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 피막형성공정은,
   수용성 PU수지 용액의 전체 도포량중 80~84％를 도포하는 1차도포공정과,
   상기 1차도포공정 후 건조시켜 원단의 표면을 가열 가압함으로써 표면의 평활도를 균일하게 하는 평활화공정과,
   상기 평활화공정 후 나머지 16~20％의 수용성 PU수지 용액을 도포하는 2차도포공정으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 통기성을 가지는 인조가죽의 제조방법.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 기모형성공정 이전에 유연제를 물에 희석한 유연제조성액이 담긴 저장조에 원단을 침지시켜 유연제를 부착시킨 후 건조시킴으로써 원단 표면에 유연성을 부여하는 유연제부착공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통기성을 가지는 인조가죽의 제조방법.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 피막형성공정 이후에 원단 표면의 피막에 엠보싱 가공을 실시하여 무늬를 형성하는 무늬형성공정과,
   상기 무늬형성공정 이후에 안료가 희석된 수지액을 피막 표면에 스프레이하여 색상을 부여하는 도색공정과,
   상기 도색공정 이후에 피막 표면에 탑 프로텍트(Top Protect) 수지를 스프레이하는 표면강화공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 통기성을 가지는 인조가죽의 제조방법.

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