KR20230008993A

KR20230008993A - 통기성 인조가죽 수지직물의 제조방법

Info

Publication number: KR20230008993A
Application number: KR1020210089471A
Authority: KR
Inventors: 박근식; 정자영; 최명부
Original assignee: 박근식; 정자영; 최명부
Priority date: 2021-07-08
Filing date: 2021-07-08
Publication date: 2023-01-17
Also published as: KR102552193B1

Abstract

본 발명은 통기성 인조가죽 수지직물의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 의해 제조되는 통기성 인조가죽 수지직물은 종래 인조가죽 직물의 통기성 불량에 의한 습기가 차는 단점과 고중량의 문제 및 환경과 인체 유해성을 개선하기 위해 기존 섬유사의 사이징공정에서 사용되는 호부제를 전혀 사용하지 않고 환경 친화적인 폴리우레탄수지 염색제를 조성할 수 있으며, 또한 상기 섬유사에 코팅된 폴리우레탄수지 염색제가 경화되기 전에 브러쉬 나염롤러 또는 입체 나염롤러를 통과시켜 자연스럽고 부드러운 염색 디자인을 갖는 수지나염사를 제직공정으로 이관하여 제직과 동시에 정련공정만 거침으로써 미감과 촉감이 양호하고 경제성이 우수한 통기성 인조가죽 수지직물을 얻을 수 있는 효과가 있다.

Description

통기성 인조가죽 수지직물의 제조방법{Manufacturing method of artificial leather resin fabrics having permeability}

본 발명은 통기성 인조가죽 수지직물의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 기존 사이징공정에서 사용되는 호부제를 전혀 사용하지 않으면서 호부통에 폴리우레탄수지 염색제를 안착시켜 섬유사를 침지시키고 스퀴즈롤을 통과시켜 섬유사에 일정 두께의 폴리우레탄수지 염색제를 코팅시킨 다음, 상기 섬유사에 코팅된 폴리우레탄수지 염색제가 경화되기 전에 특수한 형태의 나염롤러를 통과시켜 자연스럽고 부드러운 염색 디자인을 갖는 수지나염사를 제조하며, 또한 상기 수지나염사를 건조시키고 실린더롤을 통과시켜 사이징빔에 권취된 수지나염사를 제직공정으로 이관시켜 인조가죽 수지직물을 제조하는 방법에 관한 것이다.

일반적으로, 가죽은 천연가죽과 인조가죽으로 구분되며, 천연가죽은 염색을 하여 염색된 그 자체로 상품화가 가능하지만 인조가죽에 비하여 가격이 비싸고 2차 제품을 제조하는데 불편하기 때문에 인조가죽을 이용한 상품 개발이 활발하게 이루어지고 있다.

지금까지 통상 레자나 우레탄이 코팅된 직물에서는 주로 폴리우레탄에 다양한 종류의 안료를 첨가하고 일정 두께로 코팅한 인조가죽을 제조하였으며, 또한 아크릴수지를 코팅하여 방수 처리된 방수직물에 대한 나염에서는 본염과 아크릴수지를 안료와 혼합하여 음양각의 문양이 새겨진 나염롤러를 이용하여 코팅하는 방법이 공지되어 있다.

예를 들면, 종래 폴리우레탄이 부착된 인조가죽은 엠보가 형성된 이형지 위에 폴리우레탄을 도포하고 100 ~ 130℃ 정도의 열챔버에서 1분간 드라이한다. 그 후 폴리우레탄 도포층 위에 유성접착제를 바르고 100℃ 정도의 열챔버에서 1분간 드라이한 후 원단을 접착하여 120℃ 정도의 열챔버에서 1분간 드라이하고 80℃ 정도의 숙성실에서 24 내지 48시간 동안 숙성시킨다. 이후 이형지를 제거하면 통상적인 폴리우레탄 인조가죽 직물이 완성되며, 색상이 요구되는 경우에는 상기 폴리우레탄 도포층 위에 인쇄층을 형성하였다.

그러나 종래 인조가죽은 원단에 폴리우레탄이 직접적으로 코팅되기 때문에 통기가 되지 않아 습기가 차고 중량이 무거운 단점이 있으며, 특히 의류, 가구, 시트지, 신발 등에 적용되는 인조가죽 직물은 통기성 문제로 인하여 사용에 한계가 있었다. 또한, 종래의 접착제는 일반적으로 유성접착제로서 색상을 넣는 방식은 인쇄에 의한 것이고, 인쇄방식에 의해 두 가지 이상의 색상을 넣으려면 여러 번 인쇄해야 하므로 공정이 번거롭고 생산성과 생산비가 증가되는 문제점이 있으며, 또한 유성접착제를 사용하면 가죽의 나염을 위해 이형지 위에 도포하는 접착제의 유기용매성분이 용출되기 때문에 염료가 원단 쪽으로 흘러내려 번지게 되는 문제점이 있었다.

참고로, 섬유에 색을 발현시키기 위한 염색방법은 섬유를 염료가 포함되어 있는 용액 중에 침지하여 염색시키는 침염범과 안료 또는 염료가 포함되어 있는 날염호를 섬유상에 스크린이나 롤러를 이용하여 날인하여 고착시키는 나염법으로 대분되는데, 침염법은 직물이나 편물과 같은 원단의 형태를 염색하는 포염의 방식이 있으며, 나염법은 여러 분류방식이 있지만 그 기술의 원리에 따라 염료나염 및 안료나염으로 나눌 수 있다.

염료나염은 본염이라고도 하며 섬유의 종류에 따라 필요한 견뢰도와 색상으로 착색하기에 적절한 염료를 고르고 이것에 풀감을 끊여서 적당하게 넣어 점성이 있는 액에 다른 착색용 약제와 함께 넣고 잘 섞은 다음, 나타내고자 하는 무늬대로 음각한 롤러 또는 개공을 만든 스크린을 이용하여 섬유상에 날인한 후 건조, 증열 및 수세하여 무늬가 나타나도록 하는 방식이다. 한편, 안료나염은 안료, 합성수지, 용제 및 물 등으로 나염풀을 만든 다음, 이것을 날인롤러 또는 스크린을 이용하여 나염하고자 하는 섬유상에 날인한 후 건조시키고 고온의 건열로 처리하는 방식이다.

이러한 종래의 나염법은 모든 섬유사가 제조되고 제직공정을 통하여 직물이 완성된 후에 이루어지는 방식으로서, 제직공정 전의 섬유사를 나염하는 방법, 특히 사이징공정에서 섬유사에 직접적으로 나염하는 방법에 대하여는 유효하게 알려진 바가 없으며, 이에 본 발명자는 제직공정 전에 공급되는 섬유사의 사이징공정을 적절하게 변형하여 효과적으로 섬유사에 나염할 수 있는 방안을 최초로 창출하였다.

상기와 같은 나염방법에 입각하여 본 발명자는 특허 제10-0721993호를 통해 수용성 폴리우레탄 수지에 은나노 콜로이드 용액 및 음이온 방출광물 분말을 순차적으로 첨가하여 혼합하는 사이징제를 조제하는 단계; 사이징기를 이용하여 섬유사를 상기 사이징제에 침지 통과시키는 단계로 구성된 인조가죽사 제조방법을 개발하였으며, 또한 특허 제10-0721994호에서는 수용성 아크릴 수지액, 알킨산소오다, 염료조성액에 은나노 콜로이드 용액을 첨가하여 혼합하는 사이징제를 조제하는 단계; 섬유사를 상기 사이징제에 침지 통과시키는 단계; 및 상기 사이징제로 코팅된 섬유사를 무늬롤러로 공급하여 섬유사 표면에 상기 무늬롤러의 무늬가 나염되는 단계로 구성된 사이징기를 이용한 섬유사 나염방법을 개발한 바 있다.

그러나 상기 특허 제10-0721993호에 의한 인조가죽사 제조방법은 수용성 폴리우레탄 수지를 섬유사에 코팅했을 때 촉감이 딱딱하고 접착력이 떨어져 제직성에 문제가 있을 뿐만 아니라 음이온 방출광물 분말로 사용되는 토르말린의 유해성 문제 및 항균성을 향상시키기 위해 질산을 첨가하여 은용액을 제조하는 과정에서 잔류하는 질산성분에 의한 부작용이 발생할 우려가 있으며, 또한 폴리우레탄 수지가 코팅된 섬유사에 대한 제직공정상의 기술적 한계로 인하여 인조가죽사가 경사로 포함된 직물만을 제조할 수 있기 때문에 폴리우레탄 수지가 코팅된 경사만 직물표면에 많이 노출되어 제품 디자인상의 제약과 함께 그로부터 제직되는 인조가죽 직물은 품질이 불균일함으로 인해 이를 상품화하는데 많은 문제가 발생되었다.

또한, 상기 특허 제10-0721994호에서의 사이징기를 이용한 섬유사 나염방법에서는 수용성 아크릴 수지액, 알킨산소오다, 염료조성액에 은나노 콜로이드 용액을 첨가하여 혼합하는 사이징제를 조제하는 단계에 있어 수용성 아크릴 수지액과 알킨산소오다의 경화로 인해 섬유사가 딱딱해져서 촉감과 제직성에 문제가 있음은 물론, 알킨산소오다가 물에 용해되어 수세 및 염색견뢰도가 저하되는 현상이 발생되며, 또한 은나노 콜로이드 용액을 제조하는 과정에서 잔류하는 질산성분에 의한 인체 부작용 가능성이 예견되었다.

이에 따라 본 발명자는 상기 인조가죽사 제조방법과 섬유사 나염방법에 관한 선행발명의 문제점을 개선하여 보다 차별화된 통기성 인조가죽 수지직물의 제조방법을 개발하여 본 발명을 완성하였다.

대한민국 특허공보 제10-0721993호(공고일자 2007년05월25일) 대한민국 특허공보 제10-0721994호(공고일자 2007년05월25일)

본 발명의 목적은 종래 인조가죽 직물의 통기성 불량으로 습기가 차는 단점과 고중량의 문제 및 환경과 인체 유해성을 개선하기 위해 기존 섬유사의 사이징공정에서 사용되는 호부제를 전혀 사용하지 않고 환경 친화적인 폴리우레탄수지 염색제를 조성하였으며, 또한 상기 섬유사에 코팅된 폴리우레탄수지 염색제가 경화되기 전에 브러쉬 나염롤러 또는 입체 나염롤러를 통과시켜 자연스럽고 부드러운 염색 디자인을 갖는 수지나염사를 제직공정으로 이관하여 제직과 동시에 정련공정만 거침으로써 미감과 촉감이 양호하고 경제성이 우수한 통기성 인조가죽 수지직물의 제조방법을 제공하는데 있다.

본 발명에 따른 통기성 인조가죽 수지직물의 제조방법은, 고형분 함량 42중량%의 수용성 폴리우레탄 코팅제 1,000g에 대하여 50,000PPM의 은나노 콜로이드용액 2g을 용해시킨 후 안료 50 ~ 80g을 넣고 균일하게 혼합하여 폴리우레탄 용액을 제조하는 제1공정; 80℃의 온수 1,000g에 대하여 젤라틴 250g을 용해시킨 후 인산용액을 첨가하여 PH 5가 되도록 젤라틴 접착제를 제조하는 제2공정; 상기 제1공정에서 제조된 폴리우레탄 용액 1,000g에 대하여 상기 제2공정에서 제조된 젤라틴 접착제 30 ~ 50g을 넣고 교반기 속도 200RPM으로 30분 동안 교반시켜 제조된 폴리우레탄수지 염색제를 호부통(3)에 안착시키는 제3공정; 크릴(1)에 감겨진 섬유사를 바디(2)로 통과시킨 후 호부통(3)에 침지시키고 스퀴즈롤(4)을 통과시켜 섬유사에 폴리우레탄수지 염색제를 0.05 ~ 0.1㎜ 두께로 코팅시킨 다음, 상기 섬유사에 코팅된 폴리우레탄수지 염색제가 경화되기 전에 브러쉬 나염롤러(5) 또는 입체 나염롤러(5′)를 통과시켜 수지나염사를 제조하는 제4공정; 상기 제4공정에서 제조된 수지나염사를 120 ~ 130℃의 제1, 2 열풍건조기(6-1, 6-2)를 거쳐 건조시킨 다음, 실린더롤(7)을 통과하여 사이징빔(8)에 권취시키는 제5공정; 상기 제5공정에서 사이징빔(8)에 권취된 수지나염사를 제직공정으로 이관시켜 인조가죽 수지직물을 제조하는 제6공정으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 브러쉬 나염롤러(5)는 표면전체에 브러쉬(Brush)가 형성된 스텐롤러이며, 상기 입체 나염롤러(5′)는 표면전체에 0.5 ~ 1㎜ 굵기의 코일이 가로방향으로 연속되게 형성된 스텐롤러로서, 상기 은나노 콜로이드용액은 은판을 설치하고 전극을 연결시켜 전기분해하면, 물이 공급되는 동안 은이온(Ag⁺)이 빠져나가 물과 섞이면서 응집되어 평균 100 ~ 1000㎚ 이내의 크기를 갖는 응집체(aggregate)를 형성하여 그 반응표면을 극대화시킨 콜로이드상태인 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명에 의해 제조되는 통기성 인조가죽 수지직물은 종래 인조가죽 직물의 통기성 불량에 의한 습기가 차는 단점과 고중량의 문제 및 환경과 인체 유해성을 개선하기 위해 기존 섬유사의 사이징공정에서 사용되는 호부제를 전혀 사용하지 않고 환경 친화적인 폴리우레탄수지 염색제를 조성할 수 있으며, 또한 상기 섬유사에 코팅된 폴리우레탄수지 염색제가 경화되기 전에 브러쉬 나염롤러 또는 입체 나염롤러를 통과시켜 자연스럽고 부드러운 염색 디자인을 갖는 수지나염사를 제직공정으로 이관하여 제직과 동시에 정련공정만 거침으로써 미감과 촉감이 양호하고 경제성이 우수한 통기성 인조가죽 수지직물을 얻을 수 있는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 섬유사의 사이징공정을 나타내는 개략도이다.
도 2는 본 발명에 의해 제조되는 수지섬유사의 나염공정을 나타내는 개략도이다.
도 3은 본 발명에서 사용되는 브러쉬 나염롤러(5)와 입체 나염롤러(5′)의 표면 상태를 나타내는 단면도이다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 의한 통기성 인조가죽 수지직물의 제조방법에 대하여 설명하기로 하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 예시하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 통기성 인조가죽 수지직물의 제조방법은 고형분 함량 42중량%의 수용성 폴리우레탄 코팅제 1,000g에 대하여 50,000PPM의 은나노 콜로이드용액 2g을 용해시킨 후 안료 50 ~ 80g을 넣고 균일하게 혼합하여 폴리우레탄 용액을 제조하는 제1공정; 80℃의 온수 1,000g에 대하여 젤라틴 250g을 용해시킨 후 인산용액을 첨가하여 PH 5가 되도록 젤라틴 접착제를 제조하는 제2공정; 상기 제1공정에서 제조된 폴리우레탄 용액 1,000g에 대하여 상기 제2공정에서 제조된 젤라틴 접착제 30 ~ 50g을 넣고 교반기 속도 200RPM으로 30분 동안 교반시켜 제조된 폴리우레탄수지 염색제를 호부통(3)에 안착시키는 제3공정; 크릴(1)에 감겨진 섬유사를 바디(2)로 통과시킨 후 호부통(3)에 침지시키고 스퀴즈롤(4)을 통과시켜 섬유사에 폴리우레탄수지 염색제를 0.05 ~ 0.1㎜ 두께로 코팅시킨 다음, 상기 섬유사에 코팅된 폴리우레탄수지 염색제가 경화되기 전에 브러쉬 나염롤러(5) 또는 입체 나염롤러(5′)를 통과시켜 수지나염사를 제조하는 제4공정; 상기 제4공정에서 제조된 수지나염사를 120 ~ 130℃의 제1, 2 열풍건조기(6)를 거쳐 건조시킨 다음, 실린더롤(7)을 통과하여 사이징빔(8)에 권취시키는 제5공정; 상기 제5공정에서 사이징빔(8)에 권취된 수지나염사를 제직공정으로 이관시켜 인조가죽 수지직물을 제조하는 제6공정의 순으로 이루어진다.

일반적으로, 직물은 경사(warp, end)와 위사(filing yarn, weft)가 서로 직각으로 교차하여 만들어지며, 경사란 직물의 길이방향을 말하고 위사란 경사에 직각이 되도록 짜여있는 사조(絲條)로 정의된다. 통상 경사는 꼬임이 많고 강도가 높고 늘어나지 않아야 하나, 위사는 경사에 비해 꼬임이 적거나 굵은 실 또는 장식사 등을 사용하여 신축성이 커야 한다.

이에 따라 폴리에스테르, 폴리아미드 등의 합성섬유 원사(섬유사)를 경사로 사용하여 이루어지는 직물을 제조하는 경우, 경사에 적당한 미끄러짐을 줌으로써 끊어짐을 방지하기 위해 사이징(sizing)기를 이용하여 경사를 호부하여 워터제트룸(Water jet loom) 또는 에어제트룸(Air jet loom)에서 제직하는데, 도 1에 도시된 바와 같이, 사이징기에서는 크릴(Creel)에 감긴 다수개의 원사는 바디(Body)를 통과함으로써 동일한 피치에서 집합되고, 다음으로 호부통에 침지되어 호부제를 부착시킨 후 스퀴즈롤(Squeeze roll)에서 실을 짜냄으로써 소요되는 호부제의 부착량을 조절하며, 이어서 제1, 제2 열풍건조기 및 실린더롤(Cylinder roll)에서 실을 건조한 후 사이징빔에 권취시킨다.

본 발명은 상기와 같은 사이징기를 이용하여 수지나염사를 제조하고 이를 제직공정으로 이관시켜 통기성이 우수한 인조가죽 수지직물을 제공하기 위한 것으로서, 제1공정은 고형분 함량 42중량%의 수용성 폴리우레탄 코팅제 1,000g에 대하여 50,000PPM의 은나노 콜로이드용액 2g을 용해시킨 후 안료 50 ~ 80g을 넣고 균일하게 혼합하여 폴리우레탄 용액을 제조하는 과정이다.

상기 수용성 폴리우레탄의 통상적인 제조공정(프리폴리머법)은 폴리올, 분산제(이온화제), 중화제, 프리폴리머의 사슬연장제, 이소시아네이트를 혼합하고 고온에서 반응을 실시하여 프리폴리머를 제조한 후 고속 교반 중인 물에 프리폴리머를 투입하여 이를 분산시킨 다음, 사슬연장제를 투입하고 분산된 프리폴리머의 중합반응을 통해 분자량을 조정함으로써 적정 분자량의 수분산 폴리우레탄 수지를 합성하게 되며, 이는 유연제 처리가 되어 감량된 섬유사 또는 원단에 사용해도 뛰어난 견뢰도를 나타낸다.

또한, 본 발명에서 일반적으로 사용되고 있는 ‘은나노’라는 용어는 일차 입자(primary particle)의 크기가 마이크로미터(㎛) 단위보다 작은 수백 나노미터(㎚) 이하의 은(Ag) 입자를 의미하며, ‘응집체(aggregate)’는 은나노 일차 입자들의 약 70% 이상이 물리·화학적 작용에 의하여 강하게 서로 결집되어 있는 상태를 가리킨다. 상기 응집체는 일차 입자들이 여러 개 모여서 이루어진 것으로서, 폴리우레탄 용액 내에서 더 작은 독립체(은나노 입자)로 추가 분리하기 어려운 상태에 놓여있다.

상기 은나노 콜로이드용액은 미생물 성장을 억제하고 물에 산화되지 않아 항균, 탈취, 음이온 발산 등의 기능을 갖는 것으로 친환경적으로 제조된 것이라면 그 구체적인 종류에 특별한 제한이 있는 것은 아니지만, 본 발명에서는 은판을 설치하고 전극을 연결시켜 전기분해하면, 물이 공급되는 동안 은이온(Ag⁺)이 빠져나가 물과 섞이면서 응집되어 평균 100 ~ 1000㎚ 이내의 크기를 갖는 응집체(aggregate)를 형성하여 그 반응표면을 극대화시킨 콜로이드상태로 제조되는데, 이에 적절한 양의 안료와 함께 혼합하여 폴리우레탄 용액을 제조함으로써 환경과 인체에 전혀 무해한 폴리우레탄수지 염색제를 얻을 수 있다.

본 발명에서는 수용성 폴리우레탄 코팅제 1,000g에 대하여 50,000PPM의 은나노 콜로이드용액 2g을 용해시킨 후 안료 50 ~ 80g을 넣고 균일하게 혼합하여 폴리우레탄 용액을 제조하는 것이 가장 바람직하며, 상기 상기 폴리우레탄 용액에 함유되는 은나노 콜로이드용액과 안료는 균일하게 분산되어 상분리가 일어나지 않는 상태로서, 각 성분의 농도 및 함량은 섬유사(Y)에 침지된 폴리우레탄수지 염색제가 스퀴즈롤(4)을 통과하여 픽업(pick-up)되는 유효량에 따라 조절될 수 있음은 물론이다.

또한, 본 발명에서는 고형분 함량 42중량%의 수용성 폴리우레탄 코팅제를 사용함으로써 섬유사(Y)가 바디(2)로 통과된 후 호부통(3)과 스퀴즈롤(4)을 통과시킴에 따라 고형분이 높은 폴리우레탄수지 염색제가 적절한 두께로 균일하게 코팅되는데, 만일 고형분 함량이 42중량%를 초과할 경우 폴리우레탄수지 염색제가 코팅된 수지나염사는 120 ~ 130℃의 건조공정을 거치더라도 끈적거리는 현상이 발생될 가능성이 있으며, 42중량%에 미달될 경우 수지나염사에 코팅되는 폴리우레탄수지 염색제의 코팅두께가 불균일하게 되어 제직성이 불량함은 물론 인조가죽 수지직물의 통기성과 내구성이 저하된다.

이러한 현상을 미연에 방지하기 위해 상기 폴리우레탄 용액에 젤라틴 접착제를 넣고 교반시켜 폴리우레탄수지 염색제를 제조하게 되는데, 상기 제1공정과는 별도로, 80℃의 온수 1,000g에 대하여 젤라틴 250g을 용해시킨 후 인산용액을 첨가하여 PH 5가 되도록 젤라틴 접착제를 제조하는 제2공정, 및 상기 제1공정에서 제조된 폴리우레탄 용액 1,000g에 대하여 상기 제2공정에서 제조된 젤라틴 접착제 30 ~ 50g을 넣고 교반기 속도 200RPM으로 30분 동안 교반시켜 제조된 폴리우레탄수지 염색제를 호부통(3)에 안착시키는 제3공정을 거치게 된다.

상기 콜라겐은 동물의 피부, 뼈 및 근육조직을 산이나 알칼리로 처리한 후 끓여서 추출한 단백질로서, 액체가 가열되면 교질성의 졸(sol) 상태가 되어 점성이 증가하지만 냉각하면 굳어져 겔(gel)을 형성한다. 콜라겐 졸 및 겔 상태의 형성기간 및 유연성의 정도는 단백질과 당의 농도, 그리고 온도에 영향을 받지만 그 함량은 굳히는 재료를 기준으로 3 ~ 5중량% 범위로 사용하는 것이 섬유사의 표면촉감 특성이 우수할 뿐만 아니라 정전기를 방지하고 제직되는 수지직물의 통기성을 발현할 수 있으므로, 본 발명에서는 폴리우레탄 용액 1,000g에 대하여 젤라틴 접착제는 30 ~ 50g 범위로 함유되어 균일하게 교반된 폴리우레탄수지 염색제를 호부통(3)에 안착시킨다.

그리고 상기 고형분 25중량%의 젤라틴 접착제는 실온에서 굳어지는 성질이 있어 인산용액을 첨가하여 PH 5가 되도록 제조함으로써 이를 포함하는 폴리우레탄수지 염색제의 가사시간을 장시간 유지할 수 있어 수지나염사의 불량률을 줄이고 제품의 품질과 생산성을 더욱 향상시킬 수 있다.

다음으로, 제4공정은 크릴(1)에 감겨진 섬유사를 바디(2)로 통과시킨 후 호부통(3)에 침지시키고 스퀴즈롤(4)을 통과시켜 섬유사에 폴리우레탄수지 염색제를 0.05 ~ 0.1㎜ 두께로 코팅시킨 다음, 상기 섬유사에 코팅된 폴리우레탄수지 염색제가 경화되기 전에 브러쉬 나염롤러(5) 또는 입체 나염롤러(5′)를 통과시켜 수지나염사를 제조하는 과정으로서, 상기 호부통(3)에서의 체류시간은 너무 짧지 않아야 섬유사 표면의 완전한 부착을 구현할 수 있으며, 바디(2)를 통과한 섬유사는 함침을 위해 롤이 액내에 잠길 수 있도록 설계된 호부통(3)에 침지된 후 스퀴즈롤(4)을 통과함으로써 픽업(pick-up)량이 조절되고 미부착 폴리우레탄수지 염색제는 호부통(3)으로 회수하게 된다.

상기 섬유사에 코팅된 폴리우레탄수지 염색제가 경화되기 전에 연속적으로 브러쉬 나염롤러(5) 또는 입체 나염롤러(5′)를 통과시켜 수지나염사를 제조하게 되는바, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 브러쉬 나염롤러(5)는 표면전체에 브러쉬(Brush)가 형성된 스텐롤러이고, 상기 입체 나염롤러(5′)는 표면전체에 0.5 ~ 1㎜ 굵기의 코일이 가로방향으로 연속되게 형성된 스텐롤러로서, 이러한 롤러 표면에 형성된 다수의 돌기와 롤러의 속도조절에 의한 물리적 작용으로 인하여 상기 수지나염사는 자연스럽고 부드러운 디자인을 갖게 되고 제직성도 양호하게 된다.

마지막으로, 상기 제4공정에서 제조된 수지나염사를 120 ~ 130℃의 제1, 2 열풍건조기(6-1, 6-2)를 거쳐 건조시킨 다음, 실린더롤(7)을 통과하여 사이징빔(8)에 권취시키는 제5공정; 상기 제5공정에서 사이징빔(8)에 권취된 수지나염사를 제직공정으로 이관시켜 인조가죽 수지직물을 제조하는 제6공정을 거침으로써 통기성 인조가죽 수지직물이 완성되는 것이다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 수많은 실험을 거쳐 완성되었으나, 이하에서는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람이 쉽게 실시할 수 있을 정도의 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 설명한다.

[실시예 1] 폴리우레탄수지 염색제 제조

고형분 함량 42중량%의 수용성 폴리우레탄 코팅제 1,000g에 대하여 50,000PPM의 은나노 콜로이드용액 2g을 용해시킨 후 안료 50 ~ 80g을 넣고 균일하게 혼합하여 폴리우레탄 용액을 제조하였으며(제1공정), 이와는 별도로 80℃의 온수 1,000g에 대하여 젤라틴 250g을 용해시킨 후 인산용액을 첨가하여 PH 5가 되도록 젤라틴 접착제를 제조하였다(제2공정). 상기 제1공정에서 제조된 폴리우레탄 용액 1,000g에 대하여 상기 제2공정에서 제조된 젤라틴 접착제 30 ~ 50g을 넣고 교반기 속도 200RPM으로 30분 동안 교반시켜 제조된 폴리우레탄수지 염색제를 호부통(3)에 안착시킨다(제3공정).

[실시예 2] 수지나염사 제조

크릴(1)에 감겨진 섬유사를 바디(2)로 통과시킨 후 호부통(3)에 침지시키고 스퀴즈롤(4)을 통과시켜 섬유사에 폴리우레탄수지 염색제를 0.05 ~ 0.1㎜ 두께로 코팅시킨 다음, 상기 섬유사에 코팅된 폴리우레탄수지 염색제가 경화되기 전에 브러쉬 나염롤러(5) 또는 입체 나염롤러(5′)를 통과시켜 수지나염사를 제조하였으며(제4공정), 상기 제4공정에서 제조된 수지나염사를 120 ~ 130℃의 제1, 2 열풍건조기(6-1. 6-2)를 거쳐 건조시킨 다음, 실린더롤(7)을 통과하여 사이징빔(8)에 권취시킨다(제5공정).

[실시예 3] 인조가죽 수지직물 제조

상기 제5공정에서 사이징빔(8)에 권취된 수지나염사를 제직공정으로 이관시켜 상기 수지나염사가 경사 및 위사로 제직된 인조가죽 수지직물을 제조하였다(제6공정).

상기와 같은 수지나염사를 이용한 인조가죽 수지직물은 저압 또는 고압가마에서 스팀으로 1 ~ 2시간 정도 수세하는 등 이후의 처리방법은 통상의 방법으로 처리하여 다양한 색상의 무늬를 형성한 인조가죽 수지직물을 제직할 수 있는바, 저압가마로 처리하는 경우는 면직물, 실크 또는 나일론 섬유사로 제직된 직물에 100℃의 증기를 주입하여 30분 내지 1시간 동안 스티밍(steaming)으로 세척하며, 고압가마로 처리하는 경우는 폴리에스테르 등의 고융점 섬유사로 제직된 직물을 130℃ 이상의 가마에서 2시간 동안 스티밍으로 세척한 후 건조하여 인조가죽 수지직물이 완성된다.

상기와 같이, 본 발명은 기존 섬유사의 사이징공정에서 사용되는 호부제를 전혀 사용하지 않고 환경과 인체에 친화적인 폴리우레탄수지 염색제를 조성하였으며, 또한 상기 섬유사에 코팅된 폴리우레탄수지 염색제가 경화되기 전에 브러쉬 나염롤러 또는 입체 나염롤러를 통과시켜 자연스럽고 부드러운 염색 디자인을 갖는 수지나염사를 제조하여 제직과 동시에 정련공정만 거침으로써 미감과 촉감이 양호하고 경제성이 우수한 통기성 인조가죽 수지직물을 얻을 수 있다.

이로부터 본 발명은 종래 폴리우레탄이 도포된 인조가죽사를 경사로만 사용하여 인조가죽직물을 제조함에 따른 단점을 개선하기 위해 섬유사에 코팅된 폴리우레탄수지 염색제가 경화되기 전에 브러쉬 나염롤러 또는 입체 나염롤러를 통과시킴으로써 제직성이 우수하고 부드러운 촉감을 갖는 수지나염사를 제조할 수 있으므로, 이를 다양한 색상으로 나염하여 선택적으로 위사 및 경사로써 조합하여 제직된 인조가죽 수지직물은 자연스럽고 부드러운 촉감과 함께 입체적인 효과를 가지게 되는 등 우수한 염색 디자인을 구현할 수 있음을 확인하였다.

이상과 같이, 본 발명의 제조방법으로 생산된 통기성 인조가죽 수지직물은 인체 무해성과 부드러운 촉감, 항균 및 탈취효과, 생산성, 경제성이 탁월하여 천연 및 인조가죽 제품을 대체할 수 있음은 물론, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 치환, 변형 및 변경이 가능한 것으로, 각종 의류, 신발, 가구, 실내 장식재, 공예품, 포장재 등과 같은 분야에 적용이 가능한 친환경 소재로써 다양한 용도와 형태로 사용될 수 있다.

Y : 섬유사(Yarn) 1 : 크릴(Creel)
2 : 바디(Body) 3 : 호부통
4 : 스퀴즈롤(Squeeze roll) 5 : 브러쉬 나염롤러
5′: 입체 나염롤러 6-1, 6-2 : 제1, 2 열풍건조기
7 : 실린더롤(Cylinder roll) 8 : 사이징빔(Sizing beam)

Claims

고형분 함량 42중량%의 수용성 폴리우레탄 코팅제 1,000g에 대하여 50,000PPM의 은나노 콜로이드용액 2g을 용해시킨 후 안료 50 ~ 80g을 넣고 균일하게 혼합하여 폴리우레탄 용액을 제조하는 제1공정;
80℃의 온수 1,000g에 대하여 젤라틴 250g을 용해시킨 후 인산용액을 첨가하여 PH 5가 되도록 젤라틴 접착제를 제조하는 제2공정;
상기 제1공정에서 제조된 폴리우레탄 용액 1,000g에 대하여 상기 제2공정에서 제조된 젤라틴 접착제 30 ~ 50g을 넣고 교반기 속도 200RPM으로 30분 동안 교반시켜 제조된 폴리우레탄수지 염색제를 호부통(3)에 안착시키는 제3공정;
크릴(1)에 감겨진 섬유사를 바디(2)로 통과시킨 후 호부통(3)에 침지시키고 스퀴즈롤(4)을 통과시켜 섬유사에 폴리우레탄수지 염색제를 0.05 ~ 0.1㎜ 두께로 코팅시킨 다음, 상기 섬유사에 코팅된 폴리우레탄수지 염색제가 경화되기 전에 브러쉬 나염롤러(5) 또는 입체 나염롤러(5′)를 통과시켜 수지나염사를 제조하는 제4공정;
상기 제4공정에서 제조된 수지나염사를 120 ~ 130℃의 제1, 2 열풍건조기(6-1, 6-2)를 거쳐 건조시킨 다음, 실린더롤(7)을 통과하여 사이징빔(8)에 권취시키는 제5공정;
상기 제5공정에서 사이징빔(8)에 권취된 수지나염사를 제직공정으로 이관시켜 인조가죽 수지직물을 제조하는 제6공정;
으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 통기성 인조가죽 수지직물의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 브러쉬 나염롤러(5)는 표면전체에 브러쉬(Brush)가 형성된 스텐롤러인 것을 특징으로 하는 통기성 인조가죽 수지직물의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 입체 나염롤러(5′)는 표면전체에 0.5 ~ 1㎜ 굵기의 코일이 가로방향으로 연속되게 형성된 스텐롤러인 것을 특징으로 하는 통기성 인조가죽 수지직물의 제조방법.
제1항에 있어서,
상기 은나노 콜로이드용액은 은판을 설치하고 전극을 연결시켜 전기분해하면, 물이 공급되는 동안 은이온(Ag⁺)이 빠져나가 물과 섞이면서 응집되어 평균 100 ~ 1000㎚ 이내의 크기를 갖는 응집체(aggregate)를 형성하여 그 반응표면을 극대화시킨 콜로이드상태인 것을 특징으로 하는 통기성 인조가죽 수지직물의 제조방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 제조방법으로 생산되는 통기성 인조가죽 수지직물.