KR20240012375A - 무두질된 가죽 폐기물로부터 부직포를 제조하기 위한 건식 방법 - Google Patents

무두질된 가죽 폐기물로부터 부직포를 제조하기 위한 건식 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20240012375A
KR20240012375A KR1020237039105A KR20237039105A KR20240012375A KR 20240012375 A KR20240012375 A KR 20240012375A KR 1020237039105 A KR1020237039105 A KR 1020237039105A KR 20237039105 A KR20237039105 A KR 20237039105A KR 20240012375 A KR20240012375 A KR 20240012375A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fibers
leather
tanned leather
wool
carding
Prior art date
Application number
KR1020237039105A
Other languages
English (en)
Inventor
마우리치오 마시
마르코 토스카노
Original Assignee
끼오리노 테크놀러지 에스.피.에이.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 끼오리노 테크놀러지 에스.피.에이. filed Critical 끼오리노 테크놀러지 에스.피.에이.
Publication of KR20240012375A publication Critical patent/KR20240012375A/ko

Links

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/42—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
    • D04H1/4274—Rags; Fabric scraps
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/42—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
    • D04H1/4266—Natural fibres not provided for in group D04H1/425
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/42—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
    • D04H1/4326—Condensation or reaction polymers
    • D04H1/4334—Polyamides
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/42—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
    • D04H1/4326—Condensation or reaction polymers
    • D04H1/435—Polyesters
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/44—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties the fleeces or layers being consolidated by mechanical means, e.g. by rolling
    • D04H1/46—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties the fleeces or layers being consolidated by mechanical means, e.g. by rolling by needling or like operations to cause entanglement of fibres
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/44—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties the fleeces or layers being consolidated by mechanical means, e.g. by rolling
    • D04H1/46—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties the fleeces or layers being consolidated by mechanical means, e.g. by rolling by needling or like operations to cause entanglement of fibres
    • D04H1/48—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties the fleeces or layers being consolidated by mechanical means, e.g. by rolling by needling or like operations to cause entanglement of fibres in combination with at least one other method of consolidation
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06C—FINISHING, DRESSING, TENTERING OR STRETCHING TEXTILE FABRICS
    • D06C15/00—Calendering, pressing, ironing, glossing or glazing textile fabrics
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2211/00—Protein-based fibres, e.g. animal fibres
    • D10B2211/01—Natural animal fibres, e.g. keratin fibres
    • D10B2211/02—Wool
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/66—Disintegrating fibre-containing textile articles to obtain fibres for re-use

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Nonwoven Fabrics (AREA)
  • Treatment Of Fiber Materials (AREA)

Abstract

무두질된 가죽 스크랩(tanned leather scraps)으로부터 부직포를 제조하기 위한 건식(dry) 방법으로서, 다음의 단계들을 포함하는 방법: 무두질된 가죽 스크랩을 조밀한 재료(compact material)의 형태로 제공하는 단계; 상기 조밀한 재료를 섬유 형태로 찢기 위해 상기 무두질된 가죽 스크랩을 개섬(opening)하는 단계; 상기 찢어진 재료를 카딩(carding)하는 단계로서, 텍스타일 섬유가 카딩 동안 첨가 되어 혼합 섬유 웹(web of mixed fibers)을 얻고, 상기 텍스타일 섬유는 울 섬유(wool fibers)를 포함하는, 단계; 및 상기 혼합 섬유 웹을 니들링(needling)하여 펠트(felt)를 얻는 단계로서, 상기 혼합 섬유 웹은 함침제(impregnating agents)를 결여하고, 4 μm 내지 70 μm의 직경, 및 4 mm 내지 20 mm의 길이를 갖는 무두질된 가죽 섬유로 구성되는 가죽 섬유 성분(leather fiber component)을 포함하며, 상기 가죽 섬유 성분은, 상기 혼합 섬유 웹 내의 섬유의 총 중량의 50 wt% 이상의, 바람직하게는 70% 내지 80 wt%의, 중량 백분율로 포함되는, 단계.

Description

무두질된 가죽 폐기물로부터 부직포를 제조하기 위한 건식 방법
본 발명은 대략적으로, 무두질된 가죽(leathers) 및 날가죽(hides)으로부터의 가공 스크랩(processing scraps)을 회수하기 위한 기술에 관한 것이다.
무두질된 가죽 및 날가죽의 가공으로부터 발생하는 많은 스크랩뿐만 아니라, 훨씬 더 관련성이 높은, 소비 후 재료로부터의 스크랩은 현재, 천연/동물 유래의 가치있는 재료의 함량을 높이는 응용 분야를 발견하지 못하였다.
특히, 더 이상 부패할 수 없는 무두질(tanning) 처리를 이미 거친 재료는 특히 가치가 높다. 실제로, 무두질은, 인간의 정상적인 수명을 훨씬 넘어서는 큰 안정성을, 동물 가죽에 부여한다.
가장 다양한 형상 및 크기로 발생된다는 사실로 인한, 가죽 부문에서의 이러한 스크랩의, 특히 소비 후 폐기물의, 작업 난이도를 감안할 때, 오늘날 이러한 스크랩의 재활용 공정들은 모두, 함유된 콜라겐을 회수하려는 목적으로, 알칼리 또는 산 가수분해에 의한 그것들의 소화(digestion)를 기반으로 한다(동물의 생피(skin)는 피브릴(fibrils)이라고 불리는 콜라겐 섬유의 다공성 네트워크이다).
가수분해 공정 자체는 수행하기 복잡하지 않지만, 무두질 원소(tanning element)(대부분의 경우 3가 크롬)의 함량이 20,000 ppm 정도이기 때문에, 그렇게 회수된 콜라겐을, 식품 및 약학/기능식품 분야의 것들인 가장 고귀한 용도로 직접 사용할 수 없는 경우가 많다. 이러한 매트릭스로부터 크롬을 제거하는 것은, 크롬이 콜라겐 섬유 자체에 강하게 결합되어 있기 때문에 쉽지 않다. 실제로, 이 결합의 안정성은 시간이 지남에 따라 무두질된 가죽의 뛰어난 안정성의 근원이다. 따라서, 추출 및 침전 메커니즘을 사용하더라도, 잔류 크롬은, 실제로, 이러한 콜라겐 폐기물의 유일한 실제 용도가 농업용 토양 개량제이게 할 정도의 수준으로 존재한다. 그러나, 보존 농업이 확산되면서, 이러한 용도 조차도 유럽에서는 점점 제한되고 있다. 따라서, 존재한다 하더라도, 그것은 가치가 낮은 제품이다.
텍스타일 분야에서는, 가죽 스크랩으로부터 부직포(non-woven fabric: 이하 NWF)를 만드는 아이디어가 제안된 바 있다. 특히, 알려진 많은 해결책들은 가죽을 찢는 것에 의해 섬유를 발생시키는 것에 기반을 두고 있다.
CN102587037 및 CN108691095, US2004149369A1, US2015292148A1은, 카딩(carding) 및 니들링(needling) 작업과 더불어, NWF 질량의 주요 부분을 구성하는 폴리머 수지로 함침된 NWF를 제공한다. 이와 달리, EP0089029는 콜라겐 기반 섬유의 액체 상 중에서의 직접 분산으로부터 NWF를 만든다. CH573980은, 수성 매질 중에서의 섬유의 분산, 및 지지 패브릭 상에서의 그것의 침착, 및 건조에 의한 후속 접착으로부터 NWF를 제조한다.
CN104862983은, 카딩에 의해 제조된 가죽 섬유를 부직포 필름 상에 분사한 후 열간 프레싱(hot pressing)에 의해 부직포 필름에 접착시키는 것에 착안한다.
CN105177786은, 매트릭스를 카딩 기계로 보내기 전에 매트릭스를 찢기 위한 화학적 전처리에 의해 콜라겐 섬유를 얻는 것에 특히 전념하고 있다.
CN107574677은, 원래 가죽과 유사한 제품, 즉 재생 가죽을 제조할 목적으로, 카딩된 펠트를 폴리우레탄 층과 번갈아 가며 진공 하에서 열간 프레싱하여 결합하는, 적층 재료의 제조를 청구한다. 다른 공정을 사용하지만 궁극적인 목표는 동일한 CN109137258도 이러한 유형인 것으로 고려될 수 있다. 이것들은 모두, 가죽을 찢어서 얻어진 섬유가, 접착제 필름 상에, 또는 뜨거울 때 그렇게 거동하는 것들 상에, 배치되는 US2543101에 의해 영감을 받은 해결책들이다.
FR2551773은, 콜라겐 기반 섬유가 텍스타일 용도를 위해 다른 섬유와 조합되는, 펠트 모양의 NWF를 제조하는 것에 전용되는 절차를 설명한다. 허용가능한 점조(consistency)의 제품을 얻기 위해, 콜라겐 섬유의 첨가는 최대 50%, 바람직하게는 대략 20%로 제한된다. 이 방법은, 폴리머 수지를 사용하여 매트릭스를 더욱 조밀하고(compact) 저항성 있게(resistant) 만드는 것을 포함한다.
GB1302001은 오일 함침 후 수행되는 카딩 및 니들링 작업을 요구한다. 이런 방식으로 얻어진 재료는 높은 기계적 특성을 갖지 않으며, 이러한 이유로, 충전 또는 단열 재료(filling or insulating material)로서 사용되도록 의도된다. 부직포를 얻기 위해서는, 폴리머 라텍스를 함침시킨 후 건조 및 캘린더링을 수행할 것이 요구된다.
본 발명의 목적 중 하나는, 화학적 함침제 또는 바인더의 존재를 요구하지 않은 채, 충분한 기계적 특성을 나타내는 무두질된 가죽 섬유를 기반으로 한 부직포를 제공하는 것이다.
이러한 목적은, 본 발명에 따라 다음 단계들을 포함하는, 무두질된 가죽 폐기물(tanned leather waste)로부터 부직포(non-woven fabric)를 제조하기 위한 건식 방법(dry method)에 의해 달성된다:
무두질된 가죽 스크랩(tanned leather scraps)을 조밀한 재료(compact material)의 형태로 제공하는 단계;
상기 조밀한 재료를 섬유 형태로 찢기 위해 상기 무두질된 가죽 스크랩을 개섬(opening)하는 단계;
상기 찢어진 재료를 카딩(carding)하는 단계로서, 텍스타일 섬유가 카딩 동안 첨가되어 혼합 섬유 웹(web of mixed fibers)을 얻고, 상기 텍스타일 섬유는 울 섬유(wool fibers)를 포함하는, 단계; 및
상기 혼합 섬유 웹에 니들링(needling)을 가하여 펠트(felt)를 얻는 단계로서, 상기 혼합 섬유 웹은 함침제(impregnating agents)를 결여하고, 4 μm 내지 70 μm의 직경, 및 4 mm 내지 20 mm의 길이를 갖는 무두질된 가죽 섬유로 구성되는 가죽 섬유 성분(leather fiber component)을 포함하며, 상기 가죽 섬유 성분은, 상기 혼합 섬유 웹 내의 섬유의 총 중량의 50 wt% 이상의, 바람직하게는 70% 내지 80 wt%의, 중량 백분율로 포함되는, 단계.
또한, 본 발명의 목적은, 다음 단계들을 포함하는, 무두질된 가죽 스크랩으로부터 부직포를 제조하기 위한 건식 방법을 제공하는 것이다:
무두질된 가죽 스크랩을 조밀한 재료의 형태로 제공하는 단계;
상기 조밀한 재료를 섬유 형태로 찢기 위해 상기 무두질된 가죽 스크랩을 개섬하는 단계;
상기 찢어진 재료를 카딩하는 단계로서, 텍스타일 섬유가 카딩 동안 첨가 되어 혼합 섬유 웹을 얻고, 상기 텍스타일 섬유는 울 섬유 및 폴리에스테르 또는 폴리아미드 섬유를 포함하는, 단계; 및
오븐에서 상기 혼합 섬유 웹에 열처리를 가하여 솜 뭉치(wadding)를 얻는 단계로서, 상기 혼합 섬유 웹은 함침제를 결여하고, 4 μm 내지 70 μm의 직경, 및 4 mm 내지 20 mm의 길이를 갖는 무두질된 가죽 섬유로 구성되는 가죽 섬유 성분을 포함하며, 상기 가죽 섬유 성분은 상기 혼합 섬유 웹 내의 섬유의 총 중량의 50 wt% 이상의, 바람직하게는 70 wt% 내지 80 wt%의, 중량 백분율로 포함되는, 단계.
본 발명에 따르면, 가죽 섬유의 특정 치수에 따른 기계적 특성을 갖는, 다공성 구조를 갖는, 가죽 스크랩으로부터 유래된 콜라겐 섬유의 높은 함량을 갖는 부직포를 얻는 것이 가능하다. 부직포의 제조에서 함침제가 사용되지 않으며, 따라서, 본 전체 공정 및 완성된 제품은 환경에 미치는 영향이 낮은 것을 특징으로 한다. 또한, 천연 및 인조 둘 다의 텍스타일 지지 섬유(textile support fibers)는, 순환 경제의 원칙을 존중하는 제품으로서 완성된 제품의 자격을 부여하도록, 우선적으로 재활용된다.
특히, 울(wool)이 텍스타일 지지 섬유로서 사용된다. 울은, 가죽의 구조(또한 케라틴 및 폴리펩티드 사슬)와 강력하게 상용성이 있는(compatible) 케라틴(폴리펩티드 사슬) 구조를 갖는다. 이러한 상용성(compatibility)은, 블렌딩 동안뿐만 아니라, 기계적 니들링을 위해 배열된 섬유 층의 형성 동안에도, 명백하다.
또한, 콜라겐 섬유는, PG/GAG(프로테오글리칸/글루코사미노글리칸) 코팅으로 인해, 바이오센서 및 생체전도체 특성을 보유한다: 상대적인 전하(relative electrical charges)는, 물을 결합하고 이온을 교환하는 더 큰 능력, 및 그에 따라 더 큰 전기 용량(electrical capacity)을 발생시킨다. 따라서, 울 섬유 및 가죽 피브릴의 혼합물의 경우, 두 재료의 상대적인 정전기 전하로 인해, 사전 니들링 웹(pre-needling web)의 형성 동안 그것들의 응집(cohesion)이 촉진되며, 이는 또한 마이크로 피브릴(길이 2 mm 미만)을 유지하는 것을 도우며, 또한 제조 폐기물의 감소가 달성된다.
10% 내지 30% 범위의 사용량에서, 울은 펠트의 부드러움 성분을 결정하고, 이는 가죽 섬유의 구조적 비결정성 강성 및 폴리에스테르 섬유의 훨씬 더 높은 강성과 결정적으로 대조된다.
가죽 섬유와 혼합하여 사용되는 울 섬유는 공기 함유율이 높은 웹의 형성을 가능하게 하며, 그에 따라 매우 낮은 밀도를 특징으로 하는 한편, 니들링 동안에도 섬유의 응집을 용이하게 한다. 그러므로, 높은 기공도 및 이에 상응하는 낮은 비중을 특징으로 하는 펠트를 얻는 것은 필연적이다. 이러한 특질로 인해, 그렇게 얻어진 펠트는, 가벼움, 통기성, 단열, 및 방음 기능을 요구하는 응용분야에의 사용에 적합하게 된다.
또한, 완성된 제품의 '촉감(hand)'이 울 함량을 통해 조절될 수 있다. 다양한 백분율의 열가소성 섬유(폴리에스테르 또는 코폴리에스테르)의 첨가는, 기계적 특성(인장 및 인열 강도)을 증가시키고 펠트를 열성형가능(thermoformable)하게 만드는 역할을 할 수 있다.
울의 사용으로 인해 독특하게도, 카딩 작업에 의해 형성되는 웹은, 가죽, 울, 및 폴리에스테르의 주의깊게 측정된 백분율에서, 니들링을 거치지 않고 단순한 열처리를 거친 경우에도, 라이닝 및 패딩 작업을 위한 솜 뭉치(wadding)를 대체할 수 있는 물품을 형성할 수 있을 정도로, 가벼움 및 탄성의 특징을 갖는다.
본 발명에 따른 방법의 추가적인 특징 및 이점은, 단지 예시적이고 비제한적인 목적으로만 제공된 첨부 도면을 참조하여 이루어진, 본 발명의 구현예에 대한 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이며, 첨부 도면에서:
- 도 1은 본 발명에 따른 부직포를 제조하는 공정을 나타내는 블록 다이어그램이다;
- 도 2는 개섬 공정 후 얻어진 섬유를 광학 현미경으로 촬영한 사진 2장을 보여준다. 두 사진의 스케일은 2 mm이다; 가죽 매트릭스의 해섬(defibrating)으로부터 얻어진 섬유는 4 내지 70 마이크론의 직경, 불규칙한 단면, 및 4 내지 20 mm의 길이를 갖는다;
- 도 3은 제조된 부직포의 3차원 구조를 주사 현미경으로 촬영한 사진 2장을 보여준다. 왼쪽 창에서 그래픽 스케일은 20 μm이고, 오른쪽 창에서는 100 μm이다;
- 도 4 및 도 5는 울 및 폴리에스테르 섬유 함량 변화에 따른 부직포의 강인성(tenacity), 탄성(resilience), 및 촉감적 부드러움(hand softness)의 제품 특성의 경향을 보여주는 그래프이다;
- 도 6은 본 발명에 따른 부직포를 제조하는 제2 공정을 나타내는 블록 다이어그램이다.
본 발명은 부직포에 관한 것이며, 특히 펠트(felt)라고 불릴 만큼 높은 다공성 구조를 갖는 부직포에 관한 것이다. 펠트 구조를 갖는 부직포는, 충전 재료 및 지지 재료 둘 다로서, 그리고 모자 및 가방, 보석류, 실크 옷 장식, 신발과 같은 많은 물건을 제조하기 위해, 현재 많은 응용 분야에서 사용되는 텍스타일 산업의 제품이며, 이것은, 현대적 느낌의 색상 및 디자인의 사용이 가미되면, 패션 아이템이 된다.
따라서, 가죽 스크랩으로부터 발생된 섬유로부터 만들어진 부직포는, 이에 한정되지 않지만, 앞에서 언급된 모든 응용분야에서 사용될 수 있다. 시장에서 새로운 재료 및 제품을 만들어내는 것 외에도, 그것은 폐기물로부터 유래한다는 장점을 가지며, 그에 따라, 가치있는 재활용 제품이 된다. 따라서, 그것은 화학물질을 사용하지 않고도 순환 경제의 원칙을 존중할 수 있는 제품이다. 따라서, 그것은 "녹색 경제(green economy)"의 진정한 제품이다.
부직포(NWF: non-woven fabric)는, 패브릭과 유사하지만 제직(weaving)(직기(loom) 상에서 경사와 위사를 교차시키는 것) 및 편직(knitting) 이외의 방법에 의해 얻어지는 산업 제품에 대한 총칭이다. 따라서, 부직포에서, 섬유는 임의의 정렬된 구조의 식별이 없는 상태로 무작위 패턴을 나타내는 반면, 제직 패브릭에서는, 섬유들이 섬유들(경사 및 위사) 사이에 두 개의 우세하고 직교하는 방향들을 나타낸다. 제조는 전형적으로, 기계적으로(예를 들어, 바늘 사용), 접착제로, 또는 열 공정에 의해, 함께 결합된 층상 또는 십자형교차 섬유들(layered or crisscrossed fibers)를 사용한다.
본 발명에 따른 부직포의 제조 공정의 개략도가 도 1에 예시되어 있다.
일반적으로 말하자면, 무두질된 가죽 스크랩을 기반으로 한 NWF의 제조 공정은, 제1 원료 섬유를 발생시키는 연속 매트릭스의 기계적 개섬의 제1 단계, 및 적어도 1회의 기계적 카딩 및 후속 니들링을 제공한다. 사양을 벗어난(out-of-specification) 크기의 잔류물 또는 원치 않는 재료를 카딩 공정 직후에 제거하기 위해 공기 혼타면(air-blowing)을 고려할 수 있다.
무두질 및 마무리 처리된 가죽의 매트릭스로부터 섬유를 개섬하는 것은, 찢어짐을 방지하면서 가능한 한 적합한 길이와 직경 사이의 비율을 갖는 섬유를 반드시 발생시키는 "개섬기(openers)"라 불리우는 특별한 기계로 달성된다. 분말같은 성질을 갖는 짧은 길이의 섬유는, 실제로는, 펠트 제조에 필요한 후속 가공에 적합하지 않다. 개섬기는 건식 또는 습식으로 작동할 수 있다. 전형적으로, 습식 작동은 더 긴 섬유를 생성한다.
그 다음, 발생된 섬유 단편들은, 가죽 섬유 및 기타 필요한 섬유의 적재(load)를 균질화하는 미세 개섬기(fine opener)에 공급된다. 실제로, 가죽 스크랩의 개섬으로부터 얻어진 찢어진 섬유는, 그것의 기계적 특성을 증가시키기 위해, 통상적으로, 울, 실크, 면 또는 린넨과 같은 천연 섬유, 및/또는 폴리아미드 또는 폴리에스테르와 같은 합성 섬유와 혼합된다.
기계적 카딩은, 개섬기에서 얻어진 제1 찢어진 섬유를 정제하여, 다양한 짧은 내지 중간 길이(바람직하게는 4 내지 20 mm), 및 4 내지 70 마이크론의 직경을 갖는 섬유를 생성하는 작업이다. 카딩 기계의 다양한 롤러들 사이의 통로는, 무두질된 가죽의 균질한 매트릭스를 찢는 것 외에도, 후속 가공을 위해 준비되도록 섬유를 풀어서 정렬하고, 필요한 경우, 최종 NWF의 기계적 특성을 증가시키기 위해 첨가된 합성 또는 천연 섬유와의 긴밀한 혼합을 형성한다.
니들링은, 바늘(needles)의 수직 및/또는 수평 이동, 필요한 경우, 타원형 이동에 의해 달성되는 공정으로서, 웹의 여러 층들을 중첩시킴으로써 카딩 기계의 출구에서 얻어지는 섬유 매트(fiber mat)에 조밀성(compactness)을 부여하는 공정이다. 따라서, 결과적으로, 바늘의 운동에 의해 수직으로 끌리는 섬유들의 일 부분의 침투로 인해, 특정 일관성을 구비하는 니들링된(needled) 부직포(NWF)가 발생된다.
이렇게 얻어진 펠트는, 예를 들어 열간 캘린더링 및 후속 염색과 같은, 마무리 공정을 거칠 수 있다.
그 결과, 무두질된 가죽 스크랩으로부터 그리고 완성된 가죽 제품의 스크랩으로부터 얻어진 널리 사용되는 섬유 조성을 갖는, 모든 재활용 재료로부터 바람직하게 만들어진 다공성 NWF가 발생되며, 이는, 폴리머 함침제를 사용하지 않은 채, 자체 지지가 가능하다(즉, 지지 패브릭의 부존재 하에서). 따라서, 그것은 환경에 미치는 영향이 적은 제품이다.
특히, 8 N/mm2 초과의 인장 강도(UNI EN ISO 3376에 따라 측정됨), 뿐만 아니라 15 N을 초과의 단일 인열 강도(UNI EN ISO 3377/1에 따라 측정됨)를 갖는 펠트를 얻는 것이 가능하다.
위에서 언급된 바와 같이, 무두질된 가죽 스크랩은, 최소 크기를 보존하면서 섬유 단편들을 발생시키는 특수 개섬기에 의해 개섬되고, 그 다음, 가죽 섬유 및 기타 필요한 섬유의 적재를 균질화하는 미세 개섬기로 공급된다.
이 단계에서는 화학 첨가물이 첨가되지 않으며, 본 공정은 건식으로 수행된다. 생성된 섬유의 모습을 도 2에서 볼 수 있다.
펠트 제품 특징을 갖는 다공성 부직포의 제조를 위한 추가 가공에 제공되는 섬유는 4 mm 초과의 길이 및 4 마이크론 초과의 직경을 갖는다.
무두질된 가죽 섬유가 얻어지면, 텍스타일 지지 섬유가 첨가되어, 비교적 우수한 기계적 특성을 갖는 부직포를 얻는다. 특히, 울 섬유가 첨가된다. 폴리아미드 섬유(예를 들어, 나일론 6, 나일론 66, 나일론 12, 등) 또는 폴리에스테르(PET, PLA, PCL, 등)와 같은 인조 섬유도 첨가될 수 있다. 순환 경제의 원칙을 존중하는 제품을 만들기 위하여, 재활용 섬유 폐기물이 텍스타일 지지 섬유에도 사용된다.
무두질된 가죽 스크랩을 찢어서 얻어진 섬유가 항상 블렌드의 50% 초과를, 바람직하게는 대략 70 내지 80%를, 구성하는 목적하는 블렌드가 얻어지면, 그 다음, 균질한 블렌드는, 기계적 작용 및 공압 침착 단계를 결합한, 섬유를 적절하게 분배하는 카딩 기계에 공급된다.
발생되는 이른 바 펠트 매트는 충분한 기계적 특성을 갖지 않는다. 이러한 매트는, 관련된 섬유를 가공하는 데 적합한 특별히 선택된 금속 바늘을 사용한 니들링 공정을 거침으로써, 얻어지며, 이러한 공정은 상기 매트에 3차원 구조를 부여한다. 발생된 펠트의 밀도 및 두드러진 특성은, 공급 벨트의 조절, 분배된 섬유의 무게, 그것의 조성, 및 니들링 기계의 작동 강도에 따라 달라진다.
도 3은, 재활용 가죽 70%, 울 20%, 및 폴리에스테르 10%의 블렌드에 대해 얻어진 구조의 일 예를 보여준다. 도 3은, 얻어진 섬유 직조 및 그것의 다공성 구조 둘 다를 명확하게 보여준다.
0.23 내지 0.30 g/cm3의 밀도를 갖는 펠트들이 얻어졌으며, 이는, 두께에 대해 정규화되었을 때, 그것들의 조성 및 니들링 공정 지속시간에 따라, 500 내지 800 g/m2의 펠트 중량에 해당한다. 전형적인 두께는 1 내지 3 mm이지만, 두 개 이상의 결합된 펠트들을 니들링하는 것에 의해 더 높은 두께도 가능하다. 2.0 g/cm3 초과의 고체 부분의 밀도 값을 초래하게 되는 출발 재료의 고유 밀도를 고려하면, 얻어진 펠트의 기공도는 85% 내지 90%이다. 따라서, 이는 매우 다공성인 구조체이다.
이전에 얻어진 펠트의 열간 캘린더링이 수행되는 경우, 펠트의 밀도가 약 10% 만큼 증가될 수 있다.
더욱 일반화하자면, 다음 관계식에 의해 정의되는 펠트 기공도를 얻는 것이 가능하다:
기공도 = (1 - 펠트 밀도/섬유 밀도)*100,
그에 따라, 기공도는 60% 이상이다.
NWF의 관련 제품 특징들 중 하나는 그것의 탄성이며, 이는 장기간의 압력이 가해진 후에도 텍스타일 재료가 그것의 초기 치수를 회복하는 능력을 나타내는 특성이다. 이 특성은, 본질적으로 그것을 보유하는 울 섬유의 NWF 내에서의 존재에 의해 더욱 강화된다. 이 특성은 폴리에스테르 섬유에서는 본질적으로 낮다. 그러나, 폴리에스테르 섬유는 NWF에, 더 큰 인성, 즉 인장 시험에 대한 더 큰 저항성을 부여할 수 있다.
도 4는, 가죽 섬유에 상보적인 섬유 분획(fiber fraction) 내 울의 백분율의 함수로서 두 가지 특성의 추세를 구체적으로 요약한다(R0 및 T0는 가죽 섬유에 상보적인 섬유 분획 내 울의 백분율이 10%인 NWF의 탄성(resilience) 및 인성(toughness)을 나타낸다). 그러나, 가죽 섬유의 함량은 50% 초과이고, 구체적인 예를 들면 70% 내지 85%이다. NWF의 인성이 이러한 가공 단계의 강도에 의해 크게 영향을 받는다는 것이 잘 알려져 있기 때문에, 이러한 추세들은 분명히 상기 니들링 공정에 기반한다.
울이 제공할 수 있는 또 다른 중요한 특징은 부드러움(softness)이다. 가죽 피브릴은, 그것이 원래 가죽에서 가졌던 본질적인 결합을 결여하기 때문에, 본질적으로 비결정성인 거동을 나타낸다. 폴리에스테르 섬유는, 특히 후열처리를 거친 경우, 구조체에 강성(rigidity)을 부여하며, 그에 따라 울과 비교하여 상반되는 거동을 보인다.
가죽 상품 및 또한 신발류의 수많은 응용 분야에서, 촉감적 부드러움(soft hand)이 필수적이다. 그러므로, 본 개시의 원리에 따라 얻어진 펠트 내에서의 울의 존재는 필수적이다. 도 5는, 1.5 mm 두께를 가지며 150 ℃에서 5분 동안의 열 후처리를 거친 펠트의 부드러움의 추세를, 울 대 폴리에스테르의 백분율이 변화됨에 따라서, 구체적으로 보여준다(M0는 가죽 섬유에 상보적인 섬유 분획 내 울 백분율이 10%인 NWF의 부드러움이다). 그러나, 가죽 섬유의 함량은 50% 초과이며, 구체적인 예를 들면 70% 내지 85%이다. 이번에도, 니들링 파라미터는 일정하게 유지되었다.
도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 솜 뭉치(wadding)의 제조 공정의 개략도가 도시된다. 이 방법은, 카딩 단계에서 얻어진 섬유 웹이, 니들링 대신, (압력을 가하지 않은 채) 오븐에서 압밀화(consolidation)를 거친다는 차이점을 제외하고는, 도 1을 참조하여 설명한 것과 거의 동일하다. 오븐에서의 가열은 열가소성 섬유(폴리에스테르 또는 폴리아미드)의 부분적 용융을 발생시키며, 그에 따라 이러한 섬유 재료는 웹 메쉬의 다른 섬유들 사이로 침투한다. 웹의 후속 냉각은 그것의 3차원 구조의 압밀화(consolidation)를 가져온다.

Claims (6)

  1. 무두질된 가죽 스크랩(tanned leather scraps)으로부터 부직포를 제조하기 위한 건식(dry) 방법으로서, 다음의 단계들을 포함하는 방법:
    무두질된 가죽 스크랩을 조밀한 재료(compact material)의 형태로 제공하는 단계;
    상기 조밀한 재료를 섬유 형태로 찢기 위해 상기 무두질된 가죽 스크랩을 개섬(opening)하는 단계;
    상기 찢어진 재료를 카딩(carding)하는 단계로서, 텍스타일 섬유가 카딩 동안 첨가되어 혼합 섬유 웹(web of mixed fibers)을 얻고, 상기 텍스타일 섬유는 울 섬유(wool fibers)를 포함하는, 단계; 및
    상기 혼합 섬유 웹을 니들링(needling)하여 펠트(felt)를 얻는 단계로서, 상기 혼합 섬유 웹은 함침제(impregnating agents)를 결여하고, 4 μm 내지 70 μm의 직경, 및 4 mm 내지 20 mm의 길이를 갖는 무두질된 가죽 섬유로 구성되는 가죽 섬유 성분(leather fiber component)을 포함하며, 상기 가죽 섬유 성분은, 상기 혼합 섬유 웹 내의 섬유의 총 중량의 50 wt% 이상의, 바람직하게는 70% 내지 80 wt%의, 중량 백분율로 포함되는, 단계.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 울 섬유는 재활용 울 섬유인, 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 텍스타일 섬유는 또한 폴리에스테르 또는 폴리아미드 섬유를 포함하는, 방법.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 펠트에 열간 캘린더링(hot cal-endering)을 가하는 단계를 더 포함하는 방법.
  5. 무두질된 가죽 스크랩으로부터 부직포를 제조하기 위한 건식 방법으로서, 다음의 단계들을 포함하는 방법:
    무두질된 가죽 스크랩을 조밀한 재료의 형태로 제공하는 단계;
    상기 조밀한 재료를 섬유로 찢기 위해 상기 무두질된 가죽 스크랩을 개섬하는 단계;
    상기 찢어진 재료를 카딩하는 단계로서, 텍스타일 섬유가 카딩 동안 첨가 되어 혼합 섬유 웹을 얻고, 상기 텍스타일 섬유는 울 섬유 및 폴리에스테르 또는 폴리아미드 섬유를 포함하는, 단계; 및
    오븐에서 상기 혼합 섬유 웹에 열처리를 가하여 솜 뭉치(wadding)를 얻는 단계로서, 상기 혼합 섬유 웹은 함침제를 결여하고, 4 μm 내지 70 μm의 직경, 및 4 mm 내지 20 mm의 길이를 갖는 무두질된 가죽 섬유로 구성되는 가죽 섬유 성분을 포함하며, 상기 가죽 섬유 성분은 상기 혼합 섬유 웹 내의 섬유의 총 중량의 50 wt% 이상의, 바람직하게는 70 wt% 내지 80 wt%의, 중량 백분율로 포함되는, 단계.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 울 섬유는 재활용 양모 섬유인, 방법.
KR1020237039105A 2021-04-13 2022-04-11 무두질된 가죽 폐기물로부터 부직포를 제조하기 위한 건식 방법 KR20240012375A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT102021000009206A IT202100009206A1 (it) 2021-04-13 2021-04-13 Tessuto non tessuto da scarti di pelle conciata e metodo per la sua produzione
IT102021000009206 2021-04-13
PCT/IB2022/053351 WO2022219484A1 (en) 2021-04-13 2022-04-11 Dry methods for producing a nonwoven fabric from tanned leather waste

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20240012375A true KR20240012375A (ko) 2024-01-29

Family

ID=76807979

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020237039105A KR20240012375A (ko) 2021-04-13 2022-04-11 무두질된 가죽 폐기물로부터 부직포를 제조하기 위한 건식 방법

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20240191408A1 (ko)
EP (1) EP4323571A1 (ko)
KR (1) KR20240012375A (ko)
CN (1) CN117157439A (ko)
IT (1) IT202100009206A1 (ko)
WO (1) WO2022219484A1 (ko)

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2543101A (en) 1944-07-20 1951-02-27 American Viscose Corp Composite fibrous products and method of making them
DE2103052C3 (de) 1971-01-22 1975-08-21 Zentralnoje Projektno-Konstruktorskoje I Technologitscheskoje Buero Ministerstwa Ljochkoj Promyschlennosti Latwijskoj Ssr, Riga (Sowjetunion) Verfahren zur Herstellung von Faservliesstoffen aus Abfällen der Leder-, Rauchwaren-, Textil- und Zellulosenbetriebe
CH573980A5 (en) 1971-12-07 1976-03-31 Schnause Rolf Composite fabric - includes mixture of waste leather fibres and textile fibres impregnated with resin
JPS59500474A (ja) 1982-03-12 1984-03-22 エイエムエフ　インコ−ポレ−テツド フイブリル化皮革フアイバからの再生皮革製品
FR2551773A1 (fr) 1983-09-12 1985-03-15 Dollfus Noack Procede de fabrication d'un feutre compose de fibres textiles et de fibres de cuir, dispositif pour la mise en oeuvre de ce procede, produit obtenu et utilisation de ce produit
CN1137305C (zh) 2001-07-02 2004-02-04 韩仕银 干法生产再生革
CN102587037A (zh) 2012-02-23 2012-07-18 昆山胜昱无纺布有限公司 一种仿里皮无纺布及其制备方法
WO2014099884A1 (en) 2012-12-18 2014-06-26 North Carolina State University Methods of forming an artificial leather substrate from leather waste and products therefrom
CN104862983A (zh) 2015-05-22 2015-08-26 海宁市宏源无纺布业有限公司 真皮屑针刺无纺布的生产工艺
CN105177786B (zh) 2015-10-08 2017-06-27 嘉兴学院 胶原纤维花式纱及其制备方法
CN107574677B (zh) 2016-06-30 2018-05-04 山东大学 一种用于汽车内饰表皮的针刺再生革的制备方法
CN108691095A (zh) 2017-04-07 2018-10-23 安安(中国)有限公司 一种真皮纤维复合超纤合成革的生产方法
CN109137258A (zh) 2018-10-12 2019-01-04 苏州海威纳皮业化工有限公司 一种再生皮革基布生产线

Also Published As

Publication number Publication date
WO2022219484A1 (en) 2022-10-20
US20240191408A1 (en) 2024-06-13
CN117157439A (zh) 2023-12-01
EP4323571A1 (en) 2024-02-21
IT202100009206A1 (it) 2022-10-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9822481B2 (en) Methods of forming an artificial leather substrate from leather waste and products therefrom
TWI309683B (en) Non-woven for artificial leather and method of producing artificial leather substrate
CN110461587A (zh) 利用载体网形成的纤维结合工程化材料
CN110431000A (zh) 使用区域性垫料形成的纤维结合工程化材料
KR20190010638A (ko) 섬유 웹을 제조하는 방법
US3607609A (en) Artificial leather made of collagen fibers mixed with synthetic fibers and method of making same
KR102448149B1 (ko) 재생가죽시트 제조방법
US3317335A (en) Fibrous, non-woven sheet materials and the production thereof
RU2233359C2 (ru) Синтетическая кожа и способ ее получения
JP6613764B2 (ja) 人工皮革およびその製造方法
CN110637118B (zh) 针刺丝绒地毯的生产方法
KR100490249B1 (ko) 인공피혁용 복합부직포 및 이를 이용한 인공피혁
KR20240012375A (ko) 무두질된 가죽 폐기물로부터 부직포를 제조하기 위한 건식 방법
KR101143404B1 (ko) 경량화된 인조피혁용 복합부직포의 제조방법, 그에 의한 경량화된 인조피혁용 복합부직포
KR100311616B1 (ko) 부직포 인조피혁과 그 제조방법
Patel et al. Nonwoven technology
CN114423600A (zh) 人造革产品及其生产方法
ALIMKHANOVA et al. МULTI-LAYER FIBROUS MATERIAL BASED ON TEXTILE WASTE
KR100523949B1 (ko) 인공피혁 및 그의 제조방법.
CZ20021122A3 (en) Use of a fleece as heel lining for use in the shoe industry
WO2020138029A1 (ja) ニット編み用紐及びニット製品
GB2576377A (en) Sheet material
JPS5924236B2 (ja) 皮革状シ−ト物及びその製造方法
Nassar Thermobonded 3D nonwoven wool structures
KR19990079306A (ko) 인공피혁의 제조방법.