KR20180070994A - 시트용 인조가죽 및 이의 제조방법 - Google Patents

시트용 인조가죽 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 시트용 인조가죽은, 폴리우레탄, 열경화성폴리우레탄, 폴리비닐클로라이드 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함하는 물성부여층; 및 경사방향과 위사방향의 인장신율의 비율이 1: 0.8 내지 1.5인 신장성 직물을 포함하는 지지층;을 포함한다. 지지층으로 경사방향과 위사방향의 인장신율의 비율이 1:1에 가까운 스판직물을 적용하여, 인조가죽 제조 후에도 인조가죽에 경사/위사방향 신율이 모두 부여되도록 하며, 펀칭 시에도 보풀 발생이 없는 시트용 인조가죽을 제공한다.

Description

시트용 인조가죽 및 이의 제조방법{SYNTHETIC LEATHER FOR SEAT AND PREPERATION METHOD OF THE SAME}
본 발명은 시트용 인조가죽 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
최근 고급이나 준중형 자동차 사양에 통풍 시트로 천연가죽뿐만 아니라 인조가죽 재질도 많이 사용되고 있다.
열가소성폴리우레탄(TPU), 폴리비닐클로라이드(PVC) 재질의 인조가죽은 천연가죽이나 PU 인조가죽에 비하여 가격 경쟁력은 우수하다는 장점이 있다. 이러한 인조가죽은, 저렴한 가격을 앞세워 천연가죽과 폴리우레탄(PU) 제품을 대체하고 있으나, 사이드 부위를 제외한 메인 부위의 펀칭 제품 사양에는 몇 가지 기술적 문제 때문에 관련 제품이 적용되고 있지 않다.
TPU 수지나 PVC 수지로 제조된 인조가죽을 통풍 시트에 적용하기 위하여 이러한 인조가죽에 펀칭을 적용하게 되면, 인조가죽 후면에 지지대로서 접착된 원단의 펀칭 부위에서 원사가 풀려 펀칭홀 위로 절단된 원사가 올라와서, 보풀이 생기기는 등의 기술적인 문제가 발생한다. 이는, 인조가죽 시트의 생산성과 제품 품질을 낮추는 원인이 되고 있으며, 시트의 중앙 펀칭 부위에 인조가죽의 적용을 제한하는 원인이 되기도 한다.
기존의 인조가죽 제품은 시트에 적용하기에 적당한 두께감이나 쿠션성을 부여하면서 경량화되면서도 충분한 내구성과 쿠션성, 감성을 갖는 인조가죽 제품에 대한 요구 있다.
국내특허공개번호 제10-2015-0055406호, 2015년05월21일 공개, 보풀 품질이 개선된 인조가죽 원단 및 그의 제조방법 국내특허등록번호 제10-1519737호, 2015년05월12일 공고, 인조가죽의 냄새 제거 방법 및 이에 의해 제조된 인조가죽
본 발명의 목적은 작업의 편의성을 높일 수 있고, 내구성, 구김회복성, 쿠션감 등의 물성이 우수하며, 펀칭 시에도 보풀 발생이 없는 시트용 인조가죽과 이의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 시트용 인조가죽은 폴리우레탄, 열경화성폴리우레탄, 폴리비닐클로라이드 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함하는 물성부여층; 및 경사방향과 위사방향의 인장신율의 비율이 1: 0.8 내지 1.5인 신장성 직물을 포함하는 지지층;을 포함한다.
상기 직물은 폴리우레탄의 함량이 20 중량% 이상인 것일 수 있다.
상기 직물은 직사밀도가 60 내지 90/inch일 수 있다.
상기 직물은 위사밀도가 60 내지 90/inch일 수 있다.
상기 직물은 위사로 서로 다른 두 섬유인 제1위사와 지2위사를 함께 적용하고, 상기 제1위사와 상기 제2위사는 위사밀도가 4: 1 내지 4인 것일 수 있다.
상기 직물은, 평직물, 능직물, 두둑직물, 바스켓 직물, 또는 도비직물의 직물조직을 갖는 것일 수 있다.
상기 시트용 인조가죽은 850 g/m2 미만의 중량을 갖는 것일 수 있다.
상기 시트용 인조가죽은 750 g/m2 이상 850 g/m2 미만의 중량을 갖는 것일 수 있다.
상기 시트용 인조가죽은 750 내지 800 g/m2의 중량을 갖는 것일 수 있다.
상기 시트용 인조가죽은 두께가 1 내지 1.3 mm인 것일 수 있다.
상기 물성부여층은, 상기 지지층과 접하며 기공을 포함하는 발포층, 및 상기 발포층 상에 위치하는 표면층을 포함할 수 있다.
상기 발포층은 그 크기가 30 um 내지 250 um의 기공을 포함하며 0.25 내지 0.4 mm의 두께를 갖는 폴리비닐클로이드 함유층일 수 있다.
상기 표면층은 0.15 mm 내지 0.25 mm의 두께를 갖는 폴리비닐클로이드 함유층일 수 있다.
상기 시트용 인조가죽은, 상기 표면층 상에 위치하는 표면코팅층을 더 포함할 수 있다.
상기 표면코팅층은, 아크릴 코팅층, 우레탄 코팅층 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 시트용 인조가죽의 제조방법은, 경사방향과 위사방향의 인장신율의 비율이 1: 0.8 내지 1.5인 양방향 신장성 직물을 포함하는 지지층을 준비하는 지지층 준비단계; 그리고 상기 지지층 상에 물성부여층 제조용 용액을 도포하고 건조공정, 또는 건조 후 발포공정을 진행하여 물성부여층을 제조하는 물성부여층 형성단계;를 포함한다.
상기 물성부여층 형성단계는 발포층 형성단계 및 표면층 형성단계를 포함할 수 있다.
상기 발포층 형성단계는, 폴리비닐클로라이드를 포함하는 기본수지 100중량부, 가소제 50 내지 100 중량부, 충진제 0 내지 30 중량부, 및 발포제 0.1 내지 2 중량부를 포함하는 발포층 제조용 조성물을 상기 지지층 상에 도포하고 건조하여 발포층을 형성하는 단계일 수 있다.
상기 표면층 형성단계는, 폴리비닐클로라이드를 포함하는 기본수지 100중량부, 가소제 50 내지 100 중량부, 열안정제 0.1 내지 10 중량부, 및 자외선흡수제 0.01 내지 1 중량부를 포함하는 표면층 제조용 조성물을 상기 발포층 상에 도포하고 건조하여 표면층을 형성하는 단계일 수 있다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
본 명세서에서 사용되는 정도의 용어 “약”, “실질적으로”, “상대적으로”, “비교적”등의 표현과 함께 또는 이러한 표현 없이 적용되는 수치는 언급된 의미에 고유한 특성에 의하여 허용되는 오차를 포함하는 그 수치에 근접한 범위를 포함하는 의미로 사용된다.
본 명세서에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 "이들의 조합"의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.
본 명세서에서 단수 표현은 특별한 설명이 없으면 문맥상 해석되는 단수 또는 복수를 포함하는 의미로 해석된다.
본 명세서에서, "A 및/또는 B" 의 기재는, "A, B, 또는, A 및 B" 를 의미한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 시트용 인조가죽은, 폴리우레탄, 열경화성폴리우레탄, 폴리비닐클로라이드 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함하는 물성부여층; 및 경사방향과 위사방향의 인장신율의 비율이 1: 0.8 내지 1.5인 신장성 직물을 포함하는 지지층;을 포함한다.
상기 물성부여층은, 상기 지지층 상에 발포층과 표면층을 순차로 포함할 수 있다.
상기 발포층은, 인조가죽에 두께감이나 쿠션감을 부여하며, 발포방식을 통해 기공을 포함하는 층을 형성하고, 인조가죽의 기본 물성을 확보하는 기능을 한다. 상기 발포층은 지지층의 원단의 형상이 인조가죽 표면으로 드러나지 않도록 덮어주는 역할을 하며, 두께감을 부여함으로써 인조가죽의 부피감을 형성하도록 하는 기능을 한다. 또한, 상기 발포층은 천연 가죽을 모방하는 엠보(Embo)를 인조가죽에 형성하는 경우에는, 엠보의 깊이감을 부여하는 역할도 한다.
상기 표면층은 발포층의 기포들이 표면에 노출되는 것을 방지하고, 발포층의 내화학적 특성 등을 보호하는 층이다.
상기 물성부여층 상에는 코팅층(표면코팅층)이 더 포함될 수 있는데, 코팅층은 표면처리의 역할을 하며, 색상, 광택 결정, 방오, 마모, 화학적 특성 등을 부여하거나 보완하는 역할을 한다. 예를 들어, 상기 코팅층으로는 폴리아크릴 코팅층, 폴리우레탄 코팅층 등이 적용될 수 있고, 필요 시 광택제, 내마모제, 안료 등을 추가하여 적용할 수도 있다.
상기 지지층은, 상기 발포층과 표면층을 지지해주는 지지체의 역할을 하며, 인조가죽 자체의 물리적을 특성을 보강하는 층이다. 부직포, 편물 등의 원단이 적용되는 것이 일반적이나, 본 발명에서는 직물을 적용한다.
인조가죽의 지지층으로는, 부직포나 편물을 적용하는 것이 일반적이다.
일반적인 부직포는 비교적 불규칙한 내부 구조를 갖는다는 원단 자체의 특성상, 인조가죽에 필요한 단단한 조직감을 부여하기 어렵고, 부직포에 탄성 섬유를 적용한다고 하더라도 인장력의 정도가 부직포의 부분 부분마다 달라, 부직포인 지지층 상에 맞닿아 형성되는 인조가죽의 물성을 부여하는 고분자층의 물리적 특성을 약화시키거나 주름을 발생시켜, 시트용 인조가죽으로 활용하기는 어려웠다.
또한, 인조가죽의 지지층으로 편물인 원단이 적용되는 경우에는 펀칭 등의 가공이 적용되는 인조가죽에서 보풀이 발생하는 문제가 있어 그 적용이 어려웠다. 아울러, 편물은 편물의 특성상 일 방향의 인장신율은 일정 정도 부여되나, 다른 일 방향의 인장신율은 미미해서 시트 조립 작업시 인조가죽 커버를 씌우는 작업의 작업성이 상당히 떨어지는 문제가 있었다.
본 발명에서는 상기 지지층으로 직물을 사용하되, 직물에 적용되는 원사에 폴리우레탄을 포함되도록 하여, 직물 자체를 스판 직물화하여 적용한다.
상기 지지층으로 경사방향과 위사방향의 인장신율의 비율이 1: 0.8 내지 1.5인 양방향 신장성(사방신장성) 직물이 적용된다.
상기 스판직물은 폴리우레탄의 함량이 20 중량% 이상인 것일 수 있고, 폴리우레탄 함량이 20 내지 55 중량%, 구체적으로 25 내지 45 중량%, 더 구체적으로 30 내지 40 중량% 함유되는 것일 수 있다. 이러한 경우, 인조가죽의 지지층에 포함되는 시트로 적용하기 적당한 강도와 인장신율을 갖는 원단을 제조할 수 있다.
상기 스판직물의 나머지 함량은 일반사에 적용되는 성분이 포함될 수 있고, 통상 스판직물에 적용되는 일반사가 적용될 수 있으며, 예를 들어 폴리에스터가 적용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 스판직물은, 경사와 위사를 서로 다른 섬유로 적용하여 직조된 것일 수 있다.
이때, 상기 경사는, 폴리우레탄을 함유하는 탄성섬유(탄성사)가 적용될 수 있고, 스판덱스, 라이크라 등의 탄성사라면 적용이 가능하다.
상기 위사로는 상기 탄성사가 적용될 수 있으며, 탄성사와 일반사가 혼용될 수도 있다.
상기 일반사는 탄성사를 제외한 섬유를 의미하며, 상기 탄성사를 제외한 합성섬유, 천연섬유 및 이들을 함께 혼합사가 적용될 수 있다.
경사방향과 위사방향으로 양 방향 인장신률을 갖는 스판직물을 얻기 위해서, 경사와 위사에 모두 폴리우레탄이 함유되는 것이 좋다.
구체적으로, 경사는 폴리우레탄의 함량이 60 내지 80 중량%인 섬유가 적용될 수 있고, 상기 경사의 폴리우레탄을 제외한 나머지 부분에는 폴리에스터나 나일론 등이 적용될 수 있다.
또한, 위사는 폴리우레탄 함량이 10 내지 40 중량%인 섬유가 적용될 수 있고, 상기 위사의 폴리우레탄을 제외한 나머지 부분은 폴리에스터, 나일론 등이 적용될 수 있다.
경사와 위사의 종류는 한 종류만이 적용될 수 있고, 2 이상의 섬유가 함께 적용될 수 있다. 예를 들어, 위사로 2 이상의 섬유가 함께 적용되는 경우, 제1위사와 제2위사가 일정한 비율로 번갈아 적용될 수 있다.
이때, 위사밀도는, 제1위사와 제2위사는 위사밀도가 4: 1 내지 4로 적용될 수 있고, 4: 1 내지 3으로 적용될 수 있으며, 4: 1 내지 2로 적용될 수 있다. 이러한 경우, 스판직물이 단단한 조직감과 함께 우수한 신장인력을 갖도록 도울 수 있다.
상기 위사로는, 폴리우레탄 함량이 40 내지 60 중량%(폴리우레탄을 제외한 나머지 함량, 일반사 적용)인 제1위사와 폴리우레탄 함량이 0 내지 10 중량%(폴리우레탄을 제외한 나머지 함량, 일반사 적용)인 제2위사를 혼용하여 적용할 수 있다.
상기 경사로는 비탄성 합성섬유와 폴리우레탄의 합사(이하, 탄성합사라 약칭)가 적용 가능하고, 위사로는 비탄성 합성섬유인 일반사와 폴리우레탄의 탄성합사, 또는 비탄성 합성섬유와 상기 탄성합사(비탄성 합성섬유인 일반사와 폴리우레탄의 합사)가 적용 가능하다.
경사로는, 100 내지 180 데니어의 폴리우레탄 단사에 50 내지 80 데니어의 폴리에스테르 합사를 커버링한 피복사가 적용될 수 있고, 위사로는 50 내지 90 데니어의 폴리우레탄 단사에 50 내지 80 데니어의 폴리에스테르 합사를 커퍼링한 피복사와 400 내지 500 데니어의 폴리에스테르 합사가 혼용될 수 있다. 이러한 경우 충분한 두께감과 인장신율을 가져서 시트용 인조가죽에 우수한 물성을 부여하는 스판직물이 얻어질 수 있다.
상기 직물은 직사밀도가 60 내지 90/inch일 수 있고, 위사밀도가 60 내지 90/inch일 수 있다. 구체적으로 상기 직물은 직사밀도가 70 내지 78/inch일 수 있고, 위사밀도가 70 내지 78/inch일 수 있다.
상기 스판직물은, 조직점(위사와 경사가 교차하는 지점)이 충분히 형성되어 외력 등에 의한 직물의 형태적 변형이 발생하더라도 위사와 경사의 상대적인 위치상의 움직임이 적거나 원래 위치로 회복될 수 있고, 인조가죽으로 제조된 후 펀칭(칼미싱 또는 라미방식)을 적용하더라도 조직점에 의한 위사 및/또는 경사의 고정력이 충분하게 유지되어 잔사가 빠져 나오거나 보풀이 발생하지 않는 우수한 특징을 갖는다.
이러한 본 발명의 인조가죽의 특성은, 기존에 편물을 지지층으로 적용한 이후에 펀칭 시 발생하는 보풀 생성을 막기 위해서 인조가죽 제조 후 처리로 폴리우레탄 함침 과정을 거치던 과정이 불필요해진다는 장점도 갖는다.
즉, 기존의 방법과 비교해, 펀칭 적용을 위한 인조가죽의 제조 과정을 단순화시킬 수 있고, 별도로 진행되는 폴리우레탄 함침에 의하여 인조가죽의 단위면적당 중량이 증가하는 것도 막을 수 있다는 장점을 갖는다.
상기 스판직물은, 평직물, 능직물, 두둑직물, 바스켓 직물, 도비직물 등의 직물조직이 적용될 수 있고, 구체적으로 평직물이 가로, 세로의 신율 밸런스가 우수하다는 점에서 좋다.
상기 스판직물로 상기 평직물이 적용되는 경우, 상기 평직물로은 소위 고밀도 형태로 분류되는 이중직 직물 구조가 적용될 수 있으며, 적정한 두께 확보가 가능하다는 점에서 좋다.
또한, 상기 평직물에 적용되는 원사로 400 내지 500 데니어의 태데니어 원사가 포함되어 적용될 수 있고, 이때 원사에 띔수를 2띔 내지 8띔로 두어 상기 평직물이 일정 정도 이상의 두께를 가지면서도 표면에 요철을 갖도록 할 수 있다.
이러한 경우, 상기 지지층 상에 형성되는 물성부여층과의 접촉 표면적이 늘어나고 지지층과 물성부여층 사이의 계면이 향상된 접착력을 가져, 제조된 시트용 인조가죽이 보다 견고한 특성을 가질 수 있다.
상기 스판직물 상에 형성되는 물성부여층은, 발포층과 표면층이 순차로 포함될 수 있다.
상기 발포층은, 폴리우레탄층, 열가소성폴리우레탄층, 또는 폴리비닐클로라이드층이 적용될 수 있고, 발포제(또는 기포형성제)를 포함하는 수지 조성을 도포한 후 발포하는 공정 등의 방법으로 제조하여 푹신한 질감과 두께감을 부여한다.
상기 발포층은 30 um 내지 250 um의 크기를 갖는 기공을 포함하며 0.25 내지 0.4 mm의 두께를 갖는 폴리비닐클로이드 함유층일 수 있다.
이러한 경우, 제조된 인조가죽의 불쾌한 냄새가 적으면서도 시트용 인조가죽으로 활용하기에 적당한 푹신한 질감과 두께감을 부여할 수 있다.
상기 발포층은, 발포층 제조용 조성물을 상기 지지층 상에 도포 후 건조하는 과정으로 제조될 수 있으며, 이후 발포 진행을 위한 열처리 공정이 추가적으로 진행될 수 있다.
이때, 도포, 건조 및 열처리는 통상 인조가죽 제조에 적용되는 방법과 조건이 적용될 수 있다.
상기 발포층 제조용 조성물은 폴리비닐클로라이드를 포함하는 기본수지 100중량부, 가소제 50 내지 100 중량부, 충진제 0 내지 30 중량부, 및 발포제 0.1 내지 2 중량부를 포함한다.
구체적으로, 상기 발포층 제조용 조성물은 폴리비닐클로라이드를 포함하는 기본수지 100중량부, 가소제 80 내지 90 중량부, 충진제 3 내지 20 중량부, 발포제 0.1 내지 2 중량부, 가공조제 0.1 내지 10 중량부, 및 저온열안정제 0.1 내지 5 중량부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 발포층 제조용 조성물은 필요에 따라 난연제 및/또는 안료를 더 포함할 수 있고, 상기 난연제의 경우 상기 기본수지 100 중량부를 기준으로 1 내지 50 중량부로, 상기 안료의 경우 상기 기본수지 100 중량부를 기준으로 0.1 내지 10 중량부로 더 포함할 수 있다.
이러한 함량의 범위로 발포층 제조용 조성물을 제조하는 경우, 상기 지지층의 표면과 잘 접착되면서도 발포공정 후 인조가죽에서 요구하는 푹신한 질감 표현이 가능한 인조가죽의 발포층을 제조할 수 있다.
상기 표면층은, 폴리우레탄층, 열가소성폴리우레탄층, 또는 폴리비닐클로라이드층이 적용될 수 있고, 안정화제, 내연제 등이 함유되어 물리, 화학적 안정성을 보강하고, 안료 등을 함유하여 인조 가죽이 적절한 색상을 부여하는 층이다.
상기 표면층은 0.15 mm 내지 0.25 mm의 두께를 갖는 폴리비닐클로이드 함유층일 수 있다.
이러한 경우 표면층에 요구되는 물성 안정성 등을 확보하면서도 얇고 충분한 내구성을 갖는 표면층을 형성할 수 있다.
상기 표면층은, 표면층 제조용 조성물을 상기 발포층 상에 도포 후 건조하는 과정으로 제조될 수 있다.
이때 도포와 건조는 통상 인조가죽 제조에 적용되는 방법과 조건이 적용될 수 있다.
상기 표면층 제조용 조성물은 폴리비닐클로라이드를 포함하는 기본수지 100중량부, 가소제 50 내지 100 중량부, 열안정제 0.1 내지 10 중량부, 및 자외선흡수제 0.01 내지 1 중량부를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 표면층 제조용 조성물은 기본수지 100중량부, 가소제 80 내지 90 중량부, 열안정제 1 내지 10 중량부, 자외선흡수제 0.1 내지 1 중량부, 가공조제 0.1 내지 6 중량부, 및 저온열안정제 0.1 내지 3 중량부를 포함할 수 있다.
상기 표면층 제조용 조성물은 필요에 따라 난연제 및/또는 안료를 더 포함할 수 있고, 상기 난연제의 경우 상기 기본수지 100 중량부를 기준으로 1 내지 50 중량부로, 상기 안료의 경우 상기 기본수지 100 중량부를 기준으로 0.1 내지 10 중량부로 더 포함할 수 있다.
상기 시트용 인조가죽은, 상기 표면층 상에 위치하는 표면코팅층을 더 포함할 수 있다.
상기 표면코팅층은, 아크릴 코팅층, 우레탄 코팅층 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나가 적용될 수 있다.
상기 인조가죽은, 지지층으로 스판원단을 적용하여 봉제/조립의 작업성을 향상시킴과 동시에, 경량화라는 물성도 얻는다.
펀칭을 적용하기 위하여 폴리우레탄 함침 과정을 적용하는 인조가죽과 비교해서뿐만 아니라, 편물을 지지층으로 적용한 인조가죽과 비교해서도 약 10 % 이상의 중량이 감소된 제품을 얻을 수 있다.
상기 시트용 인조가죽은 850 g/m2 미만의 중량을 갖는 것으로, 물리적 특성은 유지하면서 중량을 감소시킨 경량화된 인조가죽을 제공할 수 있다.
구체적으로, 상기 시트용 인조가죽은 750 내지 850 g/m2의 중량을 갖는 것일 수 있고, 750 내지 810 g/m2의 중량을 갖는 것일 수 있고, 750 내지 800 g/m2의 중량을 갖는 것일 수 있다.
상기 인조가죽은 두께가 1 내지 1.3 mm인 것으로, 경량화되었음에도 시트에 적용하기에 충분한 두께를 가지며, 부드럽고 쿠션감이 좋은 시트용 인조가죽을 제공한다.
상기 지지층의 두께는 0.4 내지 1.1 mm일 수 있고, 더 구체적으로 0.5 내지 0.8 mm일 수 있다. 이렇게 얇은 두께의 지지층으로도 충분한 지지효과를 얻을 수 있다.
상기 발포층은 0.25 내지 0.4 mm의 두께를 가질 수 있고, 이러한 경우 발포층 형성이 용이하면서도 충분한 발포층의 물성을 얻을 수 있다.
상기 표면층은 0.15 mm 내지 0.25 mm의 두께를 가질 수 있고, 표면층 형성이 용이하면서도 충분한 표면층의 물성을 얻을 수 있다.
본 발명의 다른 일 실시예에 따른 시트용 인조가죽의 제조방법은, 지지층 준비단계와 물성부여층 형성단계를 포함한다.
이때 지지층 준비단계는, 경사방향과 위사방향의 인장신율의 비율이 1: 0.8 내지 1.5인 양방향 신장성 직물을 포함하는 지지층을 준비하는 단계이고, 상기 물성부여층 형성단계는 상기 지지층 상에 물성부여층 제조용 용액을 도포하고 건조공정, 또는 건조 후 발포공정을 진행하여 물성부여층을 제조하는 단계이다.
이때, 상기 도포, 건조, 발포 등의 각각의 공정은 시트용 인조가죽 제조 과정에 적용되는 방법이라면 적용이 가능하다.
상기 물성부여층 형성단계는 발포층 형성단계 및 표면층 형성단계를 포함할 수 있다.
상기 발포층 형성단계는, 폴리비닐클로라이드를 포함하는 기본수지 100중량부, 가소제 50 내지 100 중량부, 충진제 0 내지 30 중량부, 및 발포제 0.1 내지 2 중량부를 포함하는 발포층 제조용 조성물을 상기 지지층 상에 도포하고 건조하여 발포층을 형성하는 단계일 수 있다.
상기 표면층 형성단계는, 폴리비닐클로라이드를 포함하는 기본수지 100중량부, 가소제 50 내지 100 중량부, 열안정제 0.1 내지 10 중량부, 및 자외선흡수제 0.01 내지 1 중량부를 포함하는 표면층 제조용 조성물을 상기 발포층 상에 도포하고 건조하여 표면층을 형성하는 단계일 수 있다.
상기 지지층, 물성부여층, 발포층, 표면층, 코팅층(표면코팅층), 발포층 제조용 조성물, 표면층 제조용 조성물 등에 대한 구체적인 설명은 위에서 한 설명과 중복되므로 그 기재를 생략한다.
본 발명의 시트용 인조가죽은, 인조가죽에 경사/위사방향 신율이 모두 부여되도록 하여 시트에 씌우는 작업의 편의성을 높일 수 있고, 내구성, 구김회복성, 쿠션감 등의 물성이 우수하며, 펀칭 시에도 보풀 발생이 없어서 펀칭 후에도 시트로 적용이 가능한 경량화된 시트용 인조가죽을 제공한다.
본 발명의 시트용 인조가죽의 제조방법은, 지지층에 경사/위사방향 신율이 모두 부여되도록 마련된 시트를 적용하면서 지지층 표면에 충분한 굴곡이 지도록 설계하여 물성부여층과 지지층 사이 접착력과 물리적 특성이 향상되고, 기존의 설비를 적용하여 제조가 가능하면서도 시트용 인조가죽의 작업성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에서 지지층으로 적용한 직물의 샘플 사진(인조가죽 제조 후 물성부여층과 다시 분리하여 촬영한 사진임).
도 2는 본 발명의 실시예 1에서 제조한 인조가죽의 단면을 관찰한 주사전자현미경 사진.
도 3은 본 발명의 실시예 2에서 제조한 실시예의 인조가죽(무지)의 표면(A. 위) 및 이면(B. 아래)을 관찰한 사진.
도 4는 본 발명의 실시예 2에서 제조한 실시예의 인조가죽(펀칭)의 표면(A. 위) 및 이면(B. 아래)을 관찰한 사진.
도 5는 본 발명의 실시예 2에서 제조한 인조가죽(펀칭)의 보풀발생 여부를 검증하기 위한 벨크로 테스트 결과를 보여주는 사진.
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참고로 하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 본 명세서에서 % 표시가 중량%인지 부피%인지 불명확한 경우에는 중량%를 의미한다.
실시예 1. 지지층의 준비
지지층으로, 총 직물의 중량을 기준으로 폴리우레탄을 35 중량% 함유하는 폴리우레탄과 폴리에스테르로 구성되어 경사방향과 위사방향의 인장신율이 약 1: 1의 비율인 스판직물을 적용했다.
상기 스판직물의 경사로는 폴리우레탄과 폴리에스테르를 각각 65 중량%와 35 중량%로 함유하며 140 데니어의 폴리우레탄 단사에 75 데니어의 폴리에스테르 합사를 커버링한 피복사가 적용되었다.
상기 스판직물의 위사로는, 두 종류의 위사인 위사A와 위사B가 4: 2의 위사밀도로 적용되었고, 위사A로는70 데니어의 폴리우레탄 단사에 75 데니어의 폴리에스테르 합사를 커퍼링한 피복사가 적용되었고, 위사B로는 450 데니어의 폴리에스테르 합사를 적용했다.
상기 스판직물은 직상밀도가 72/inch인 직물조직을 갖도록 직조되었으며(도 1 참고), 1.25 mm의 두께와 196 g/m2의 무게를 갖는 스판직물이 이후 지지층으로 적용되었다.
실시예 2. 물성부여층 ( 발포층 , 표면층) 및 코팅층의 형성
발포층과 표면층은 각각 폴리비닐클로라이드를 적용하여 제조하였다.
발포층과 표면층은 각각 카렌다에 아래 표 1에 나타난 발포층 조성 또는 표면층 조성으로 배합된 발포층 제조용 용액과 표면층 제조용 용액을 적용하여 각각 발포수지층과 표면수지층을 제조한 후, 발포, 엠보싱 처리 후 물성부여층을 제조하였다(도 3 참조).
성분 배합비율
발포층 (PHR*) 표면층 (PHR)
RESIN, PVC,
P-1300, 한화케미컬		 100 100
가소제(Diisodecyl phthalate) 84 84
가공조제 4 3
저온열안정제 1 1
발포안정제 0.4 -
열안정제 1 4
UV흡수제 - 0.3
발포제(Azodicarbonamide) 1 -
충진제(Filler) 10 -
하지안료 4.4 -
상지안료 - 8.532
하지난연제 24.44 -
상지난연제 - 2.64
총합 230.24 203.47
* PHR은 parts per (base) resin의 약자로, (기본)수지 100 중량부에 대한 각 성분의 중량을 표시함.
코팅층(표면코팅층)은, 1차 표면처리로 아크릴 코팅층을, 2차 및 3차 코팅층으로 우레탄 코팅층을 형성하여 표면처리를 수행했다. 이때 적용하는 아크릴 코팅층과 우레탄 코팅층의 조성은 통상 시트용 인조가죽에 적용하는 것이 적용되었다.
실시예 3: 인조가죽 물성의 평가
1) 각 층의 두께 및 중량의 평가
위의 실시예 2에서 제조한 샘플과, 150 데니아의 편물을 지지층으로 적용하여 위의 실시예 2와 동일한 방법으로 인조가죽을 제조하여 비교예1로, 각 층의 두께와 중량을 평가해 아래 표 2에 나타냈다(도 2의 실시예 1의 샘플 중 1개의 단면 관찰 사진 참조).
구분 두께(mm) 중량(g/m2)
실시예 비교예1 실시예 비교예1
표면처리층 0.01 0.01 16 18
표면층 0.20 0.2 194 301
발포층 0.30 0.32 291 456
지지층 0.61 1.25 297 196
총합 1.12 1.78 798 971
위의 표 2를 참조하면, 실시예의 경우가 비교예 1과 비교하여 173 g/m2의 단의 면적당 부피를 감소시켜, 700 g/m2 급의 경량화된 인조가죽을 제조할 수 있었다는 점을 확인할 수 있다.
상기 실시예의 샘플은 자동차 시트에 통상 적용되는 펀칭작업을 진행하기 전과 후의 실시예 샘플로 나누어 물성을 평가했다.
각 물성의 평가는 아래 방법에 따라 실시했다.
중량 평가: 세로, 가로 각각 100 ㎜의 시험편을 3 개 채취하여 온도 23 ±2 ℃, 상대습도 50±5% 인 상태로 유지한 후, 각각의 시험편의 중량을 달아서 평균치를 구하고 1m2 의 중량으로 환산하여 나타내었다.
두께 평가: PRESSURE FOOT 의 접촉면 직경이 10 Φ로 하중이 50 ~ 140 gf(0.49 ~ 1.37 N)인 다이알게이지 측정 장비를 이용하여 동일 LOT 시험편에서 임의의 점 5 개소(각 측정점은 적어도 30 ㎝이상 떨어짐) 이상의 평균치를 구하였다.
2) 펀칭 비적용 샘플(무지 샘플)의 물성 평가 결과
펀칭을 적용하지 않은 무지 샘플의 물성을 평가하여 아래 표 3에 정리했다. 각 시험항목의 평가 방법은 아래와 같다.
인장강도 및 인장신율: 시험편을 5개 취하여 중암에 표점을 표시하고 인장시험기에 물리고(클램프 간격 150 mm) 인장속도 200 mm/min으로 인장하여 시험편이 파단할 때까지 최대 중량을 측정하였다. 인장신율은 아래 식 1에 따라서 계산하여 나타냈다.
(식 1) L = (L1-L0)/L0
(L: 신율 %, L0: 시험전 표점간의 거리, L1: 시험후 파단할 때의 표점간 거리 또는 인조가죽의 표피 또는 기포가 파단된 때의 표점 간 거리)
인열강도: 덴실론형 인장시험기를 이용하여 평가함. 시험편의 일부가 절단된 시험편을 인장시험기에 물리고 인장속도 200 mm/min으로 인열할 때의 하중의 극대치 5개의 평균치를 구함.
내굴곡마찰성: 마찰시험기(scott형 굴곡마찰시험기)를 이용하여 시험편을 가로 및 세로 방향으로 각 4매 채취하여 2매를 1조로 하여 크램프로 고정함. 왕복속도 120분/회, 이행거리 50 mm로 마찰시험을 진행함.
파열강도: 파열시험기(MULLEN형)에 가로세로 각 100 mm의 시험편 3개를 취하여 장착하고 가압함. 파열강도는 고무격막이 시험편을 돌파하는 때의 압력으로 나타내며, 3개 시험편 결과의 평균치를 결과로 나타냄.
불점착성(Tackiness free): 2 개의 시험편의 표면을 합친 후 2 개의 유리판에 끼워 중앙에 추를 놓고 열풍식 오븐(80 ℃ 전후)에 22시간 동안 방치한 후 실내에 방치냉각하고, 2 개의 시험편을 떼어내어 합쳐진 표면의 점착 및 손상 등 이상유무를 확인함.
SOFTNESS: ST300D 장비를 이용해 Φ100 mm 시험편 5 매를 채취하여 SOFTNESS 를 측정함(15 초 DELAY 법).
시 험 항 목 단 위 평가기준 시 험 결 과 평가결과
세 로 가 로
인 장 강 도 kgf/30mm 24/12 이상 39.9 74.5 우수
인 장 신 율 % 25/25 이상 71.2 63.0 적합
인 열 강 도 kgf 1.5 이상 4.3 8.4 우수
내 굴 곡 마 찰 성 (2000회 후
합격일 것)		 4. 8 이상없음 이상없음 우수
파 열 강 도 kgf/cm2 9.0 이상 15.5 우수
불 점 착 성 (80℃ * 22시간) 손상 없을 것 손상 없음 우수
SOFTNESS mm 3~5 3.9 적합
위의 표 3을 참고하면, 인장신율이 가로와 세로가 거의 유사한 수치로 나타나서, 기존의 한쪽방향만의 인장신율만 갖는 비교예 1의 인조가죽과 비교하여 우수한 작업편의성을 제공할 수 있는 점을 보여준다. 또한, 기존 제품인 비교예 1 대비 가벼운 특성에도 불구하고, 요구 물성은 적합 또는 우수의 범위로 만족시키는 결과를 보여주었다.
3) 펀칭 적용 샘플(펀칭 샘플)의 물성 평가 결과
펀칭을 적용한 샘플(도 4 참조)의 물성을 평가하여 아래 표 4에 정리했다. 시험방법은 위에서 설명한 것과 동일한 방법을 적용했다.
시 험 항 목 단 위 평가기준 시 험 결 과 평가결과
세 로 가 로
인 장 강 도 kgf/30mm 24/12 이상 24.8 33.5 우수
인 장 신 율 % 25/25 이상 63.5 57.5 적합
인 열 강 도 kgf 1.5 이상 4.4 7.8 우수
내 굴 곡 마 찰 성 (2000회 후
합격일 것)		 4. 8 이상없음 이상없음 우수
파 열 강 도 kgf/cm2 9.0 이상 10 우수
불 점 착 성 (80℃ * 22시간) 손상 없을 것 손상 없음 우수
SOFTNESS mm 3~5 4.3 적합
위의 표 4의 결과를 참고하면, 무지 샘플의 물성을 나타내는 표 3과 대비해서는 인장강도나 파열강도의 면에서 다소 낮아진 수치를 나타냈으나, 유연도(SOFTNESS)의 면에서는 보다 우수해진 결과를 보였다. 펀칭 샘플의 경우에도 가로와 세로의 인장신율은 유사한 수준이 유지되었으며, 이는 우수한 작업편의성을 가질 수 있음을 보여주는 결과이다.
펀칭 적용 샘플의 경우, 두께는 1.09 mm로 무지 샘플과 거의 비슷한 값을 나타냈고, 펀칭의 영향으로 중량은 762 g/m2으로 감소한 결과를 나타냈다.
4) 비교예 1과 실시예의 펀칭시 보풀 발생 여부 관찰
실시예인 펀칭 샘플의 펀칭작업 진행 후 보풀발생여부를 확인하여 도 5에 나타냈다. 내보풀성 시험은 Velcro 테스트를 이용하여 진행했고, 샘플 시편을 가로, 세로, 및 대각선 방향으로 각각 90회 마모 후 보풀상태 및 외관을 육안으로 평가하여 내보풀성을 평가하였다.
도 5를 참고하면, 실시예인 펀칭 샘플은 모든 내보풀성 시험에서 외관상 보풀이 발생하지 않아서 내보풀성이 우수한 것으로 평가되었다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

Claims (13)

  1. 폴리우레탄, 열경화성폴리우레탄, 폴리비닐클로라이드 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함하는 물성부여층; 및 경사방향과 위사방향의 인장신율의 비율이 1: 0.8 내지 1.5인 신장성 직물을 포함하는 지지층;을 포함하는, 시트용 인조가죽.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 직물은 폴리우레탄의 함량이 20 중량% 이상인 것인, 시트용 인조가죽.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 직물은 직사밀도가 60 내지 90/inch이고, 위사밀도가 60 내지 90/inch인, 시트용 인조가죽.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 직물은 위사로 서로 다른 두 섬유인 제1위사와 지2위사를 함께 적용하고, 상기 제1위사와 상기 제2위사는 위사밀도가 4: 1 내지 4인 것인, 시트용 인조가죽.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 직물은, 평직물, 능직물, 두둑직물, 바스켓 직물, 또는 도비직물의 직물조직을 갖는 것인, 시트용 인조가죽.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 시트용 인조가죽은 850 g/m2 미만의 중량을 갖는 것인, 시트용 인조가죽.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 시트용 인조가죽은 두께가 1 내지 1.3 mm인, 시트용 인조가죽.
  8. 제1항에 있어서, 상기 물성부여층은,
    상기 지지층과 접하며 기공을 포함하는 발포층, 및
    상기 발포층 상에 위치하는 표면층,을 포함하는, 시트용 인조가죽.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 발포층은 그 크기가 30 um 내지 250 um의 기공을 포함하며 0.25 내지 0.4 mm의 두께를 갖는 폴리비닐클로이드 함유층인, 시트용 인조가죽.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 표면층은 0.15 mm 내지 0.25 mm의 두께를 갖는 폴리비닐클로이드 함유층인, 시트용 인조가죽.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 시트용 인조가죽은 750 내지 850 g/m2의 중량을 갖는 것인, 시트용 인조가죽.
  12. 경사방향과 위사방향의 인장신율의 비율이 1: 0.8 내지 1.5인 양방향 신장성 직물을 포함하는 지지층을 준비하는 지지층 준비단계; 그리고
    상기 지지층 상에 물성부여층 제조용 용액을 도포하고 건조공정, 또는 건조 후 발포공정을 진행하여 물성부여층을 제조하는 물성부여층 형성단계;를 포함하는, 시트용 인조가죽의 제조방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 물성부여층 형성단계는 발포층 형성단계 및 표면층 형성단계를 포함하고,
    상기 발포층 형성단계는, 폴리비닐클로라이드를 포함하는 기본수지 100중량부, 가소제 50 내지 100 중량부, 충진제 0 내지 30 중량부, 및 발포제 0.1 내지 2 중량부를 포함하는 발포층 제조용 조성물을 상기 지지층 상에 도포하고 건조하여 발포층을 형성하는 단계이고,
    상기 표면층 형성단계는, 폴리비닐클로라이드를 포함하는 기본수지 100중량부, 가소제 50 내지 100 중량부, 열안정제 0.1 내지 10 중량부, 및 자외선흡수제 0.01 내지 1 중량부를 포함하는 표면층 제조용 조성물을 상기 발포층 상에 도포하고 건조하여 표면층을 형성하는 단계인, 시트용 인조가죽의 제조방법.
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