WO2019054724A2 - 인조가죽 제조장치 및 이를 이용한 인조가죽 제조방법 - Google Patents

인조가죽 제조장치 및 이를 이용한 인조가죽 제조방법 Download PDF

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WO2019054724A2
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forming
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김기태
김준형
남은식
황재봉
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주식회사 엘지하우시스
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60N2/00—Seats specially adapted for vehicles; Arrangement or mounting of seats in vehicles
    • B60N2/58—Seat coverings
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06N—WALL, FLOOR, OR LIKE COVERING MATERIALS, e.g. LINOLEUM, OILCLOTH, ARTIFICIAL LEATHER, ROOFING FELT, CONSISTING OF A FIBROUS WEB COATED WITH A LAYER OF MACROMOLECULAR MATERIAL; FLEXIBLE SHEET MATERIAL NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06N3/00—Artificial leather, oilcloth or other material obtained by covering fibrous webs with macromolecular material, e.g. resins, rubber or derivatives thereof
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D06—TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • D06N3/00—Artificial leather, oilcloth or other material obtained by covering fibrous webs with macromolecular material, e.g. resins, rubber or derivatives thereof
    • D06N3/04—Artificial leather, oilcloth or other material obtained by covering fibrous webs with macromolecular material, e.g. resins, rubber or derivatives thereof with macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D06N3/06—Artificial leather, oilcloth or other material obtained by covering fibrous webs with macromolecular material, e.g. resins, rubber or derivatives thereof with macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds with polyvinylchloride or its copolymerisation products

Definitions

  • the present invention relates to an artificial leather manufacturing apparatus and a manufacturing method thereof, and more particularly, to an artificial leather manufacturing apparatus capable of efficiently forming and embossing an emboss on the surface of artificial leather by using an embossing apparatus using vacuum, And a method for manufacturing a leather.
  • Natural materials such as natural leather, PVC, PU artificial leather are widely used for such automobile seat. Artificial leather is less expensive than natural leather, but functional parts to maintain a pleasant state of luxury and sensibility when driving is much less than natural leather.
  • the artificial leather which can meet the sensibility and the functional aspect of natural leather has been developed steadily. That is, there are some advantages such as a high moisture permeability and a reduction in the surface temperature of a summer seat because of advantages in terms of functionality of natural leather. This is a characteristic that occurs when moisture and heat are passed through the surface of natural leather and numerous pores formed inside.
  • conventional artificial leather comprises a laminated structure including a back layer, a foam layer, a skin layer, and a surface treatment layer from the bottom.
  • the foam layer and the skin layer are mainly made of PVC (polyvinyl chloride) or TPU (Thermoplastic Polyurethane), and are laminated to a predetermined thickness by a calendar molding method. Thereafter, the foaming layer is foam-molded at a predetermined ratio while being subjected to a foaming process.
  • PVC polyvinyl chloride
  • TPU Thermoplastic Polyurethane
  • the upper surface of the skin layer gives a feeling of natural leather, and the emboss is formed so as to add a cushion.
  • the foaming cells in the foam layer are irregular and the number is small.
  • the shape of the foaming cell is formed as a closed cell in a distorted form rather than a circular structure by the pressure of the embossing roll.
  • the emboss roll is continuously brought into surface contact with the upper surface of the skin layer of the heated artificial leather immediately after the foaming process, so that the temperature of the embossing roll itself rises.
  • the embossing roll should be maintained at an appropriate temperature suitable for embossing.
  • an air cooling type cooling device is conventionally applied to the embossing roll to maintain the proper temperature.
  • the air cooling type embroidering roll requires a predetermined cooling time.
  • the present invention has been devised to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide an embossing roll for forming embossing on a skin layer of artificial leather by applying an adsorption method using vacuum to prevent a foam cell constituting a foam layer from being crushed or broken
  • the embo-roll cooling system of the embossing apparatus can be changed from the conventional air-cooling system to the water-cooling system, so that the cooling rate of the embossing roll can be improved.
  • the embossing apparatus can be in- line method, and a method of manufacturing an artificial leather.
  • a motorcycle comprising: a roller body part formed in a cylindrical shape and rotated by receiving power of a motor; An emboss roller portion 220 formed in a tubular shape so as to be coupled to the outer peripheral surface of the roller body portion 210 and having a vacuum hole 221 for embossing on the surface thereof and a predetermined emboss pattern 223; A vacuum generator 230 connected to the vacuum hole 221 through the roller body 210 to generate vacuum to adsorb and shape the emboss 19 on the surface of artificial leather to be fed and fed; And a water cooling type cooling unit 240 installed in the roller body 210 to cool the emboss roller 220 to a predetermined temperature.
  • the present invention provides an artificial leather manufacturing apparatus including an embossing section (200) for adsorbing and forming an embossing (19) on an upper surface of a skin layer (15) of a foamed molded semi-finished product through the embossing apparatus using vacuum do.
  • the present invention also relates to a prefoamed or foamed and skin layer forming step (S1) for forming the prefoamed layer (13a) or the foamed layer (13b) and the skin layer (15), respectively;
  • the present invention it is possible to improve the cooling speed of the embossing roll by changing the embossing roll cooling system of the embossing apparatus from the existing air cooling system to the water cooling system, And the embossing portion is formed in-line to improve the production efficiency.
  • the artificial leather of the present invention it is possible to prevent the foamed cell constituting the foamed layer from being crushed or damaged, thereby realizing an excellent cushioning effect.
  • FIG. 1 is a schematic overall structural view showing an embodiment of an artificial leather manufacturing apparatus according to the present invention
  • FIG. 2 is a front view showing an entire structure of an embossing apparatus using vacuum according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is an exploded perspective view showing a state of engagement between the roller body portion and the emboss roller portion according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a photograph showing an emboss roller unit according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a sectional view taken along line I-I of Fig. 3,
  • FIG. 6 is a view illustrating an assembly structure of a vacuum bar assembly according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a detailed view of the portion 'A' in FIG. 6,
  • FIG. 8 is a detailed view of the portion 'B' in FIG. 6,
  • FIG. 9 is a side sectional view showing a laminated structure of artificial leather according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a process of manufacturing artificial leather using the artificial leather manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic overall structural view showing an apparatus for manufacturing artificial leather according to an embodiment of the present invention.
  • an artificial leather manufacturing apparatus includes an upper surface of a skin layer 15 of a foamed molded product, and an embossing member 19 for suction- And a forming unit 200.
  • the embossing unit 200 may include a surface treatment unit 150 for forming a surface treatment layer 17 on the upper surface of the skin layer 15, and the surface treatment layer 17, (200) may be arranged in-line.
  • the first forming unit 100 and the second forming unit 100 ' may be formed by a calendering forming method as one embodiment.
  • the calendering molding is a calendering process in which the composition for preparing the pre foamed layer 13a or the foamed layer 13b and the skin layer 15 is kneaded in a mixer and then passed through a calender roll 111 at 160-170 ° C have.
  • the first forming part 100 and the second forming part 100 ' may be formed by extrusion molding.
  • the extrusion molding may be a T-die extrusion process using a T-die extruder after melting the preform foam layer 13a or the foam layer 13b and the composition for preparing the skin layer 15 in an extruder, respectively.
  • the first forming part 100 and the second forming part 100 'for forming the prefoamed layer 13a or the foamed layer 13b and the skin layer 15 are formed by applying the calendering forming method An example of the case will be shown and explained, but the present invention is not limited thereto.
  • the semi-finished product in which the skin layer 15 is laminated, And a foaming portion 140 for foaming the pre-foamed layer 13a containing the foaming agent at a predetermined ratio to form the foamed layer 13b.
  • an infrared ray heating unit 160 may be disposed between the surface treatment unit 150 and the embossing unit 200 to irradiate the surface of the semi-finished product on which the surface treatment layer 17 is formed by irradiating infrared rays.
  • the infrared heating unit 160 can smoothly heat and soften semi-finished artificial leather articles fed at a predetermined speed at a temperature of 150 to 180 ° C (preferably 160 to 170 ° C) To 15 seconds or 10 to 15 seconds.
  • the process speed of the semi-finished product is 13 to 17 m / min, preferably 15 m / min, it is preferable that the length is 3 to 4 m along the transport direction.
  • the infrared ray heating unit 160 when the infrared ray heating unit 160 is shortened in length so as not to be irradiated with infrared rays, it is difficult to preheat the infrared ray 160 in a state suitable for embossing.
  • the infrared ray heating unit 160 when the infrared ray heating unit 160 is configured to have a short length and the heat temperature is set to a high temperature of 190 ° C or higher, there is a concern that the skin layer 15 of the semi-finished product melts and is damaged.
  • the infrared ray heating unit 160 There is also a method of lengthening the length of the infrared ray heating unit 160 and lowering the heat temperature, but in this case, the cost of equipment is rapidly increased.
  • the infrared ray can be irradiated as much as necessary even at 3 m or less, but it is not limited to the lower limit.
  • the process speed as a reference of the present invention is 12 to 15 m / min. In this case, the most suitable length is 3 to 4 m.
  • the length of the infrared irradiation zone is preferably 3.5 m.
  • the surface treatment unit 150 may be configured as an in-line or an out-line after the embossing unit 200.
  • the thickness of the surface treatment layer 17 may be uniformly formed by making the surface treatment unit 150 inline between the foamable portion 140 and the embossed portion 200, It can have excellent appearance.
  • the foamed mold portion 140, the surface treatment portion 150, the infrared heating portion 160, and the embossed portion 200 may be inline.
  • the preformed foam layer 13a and the first molding part 110, the second molding part 110 ', the back layer lamination part 120, and the skin layer lamination part 130 of the skin layer 15 The foamed mold portion 140, the surface treatment portion 150, the infrared heating portion 160, and the embossing portion 200 may be inline.
  • FIG. 2 is a front view showing an overall structure of an embossing apparatus using vacuum according to an embodiment of the present invention.
  • the embossing apparatus for forming the embossing unit 200 includes a roller body 210, an emboss roller 220, a vacuum generator 230, a water cooling unit 240 ).
  • the roller body 210 is formed in a cylindrical shape, and is rotatably installed on the holder 201.
  • the roller body 210 receives the power of the motor 203 and rotates at a predetermined speed.
  • the emboss roller unit 220 forms an emboss 19 on the surface of the skin layer 15 of the artificial leather 10 fed and fed in a semi-finished product state.
  • the emboss roller unit 220 is formed in a tubular shape so as to be coupled to the outer peripheral surface of the roller body 210.
  • a vacuum hole 221 for embossing and a predetermined emboss pattern 223 are provided on the outer circumferential surface of the emboss roller unit 220.
  • the vacuum hole 221 may be formed through a separate process, but the emboss roller unit 220 itself may be formed of a porous material to perform the function of the vacuum hole 221.
  • the emboss roller 220 is formed as a porous material and functions as a vacuum hole 221 will be described.
  • the present invention is not limited thereto.
  • the embossing roller unit 220 is provided with a plurality of embossing rollers 220 so as to manufacture the artificial leather 10 by selectively applying a predetermined emboss pattern 223 desired by the user.
  • any one of the plurality of emboss roller portions 220 is replaceably coupled to the outer peripheral surface of the roller body portion 210.
  • roller main body 210 is replaced with a structure in which the emboss roller portion 220 can be replaced and fixed integrally.
  • the roller main body 210 includes a main roller 218 for spraying air to the outside through a plurality of spray holes 211a provided on an outer peripheral surface of an air supply unit (not shown)
  • a rubber cover 213 fitted in the outer peripheral surface of the main roller 211 and expanding outward by the air pressure injected through the injection hole 211a
  • a plurality of vacuum bars 215a are radially coupled to a central axis of the main roller 211 and a plurality of suction holes 215b are formed on an outer circumferential surface of the vacuum bar assembly 215 to communicate with the vacuum holes 221.
  • a pair of fixing plates 215c having coupling grooves 215d are formed on opposite sides of the main roller 211 so as to fix both ends of the vacuum bar 215a. It is possible to radially fit the plurality of vacuum bars 215a to the outer peripheral surface of the main roller 211.
  • the vacuum bar 215a may be formed of aluminum.
  • the emboss roller unit 220 is loosely fitted to the outer circumferential surface of the vacuum bar assembly 215 so as to be replaced when the air supply unit is not operated.
  • the emboss roller unit 220 is preferably formed of a ceramic material having high heat resistance and hardness as compared with metal.
  • the emboss roller 220 may be formed of a material including silicon dioxide (SiO 2 ), a hardener, and a glass fiber.
  • the roller body 210 having such a structure is radially expanded while the rubber cover 213 is inflated at the same time when the air is supplied through the air supply unit and the vacuum bar assembly 215 is interlocked. Accordingly, the expanded vacuum bar assembly 215 presses the inner circumferential surface 220a of the emboss roller portion 220, thereby firmly fixing the replaced emboss roller portion 220.
  • the vacuum generator 230 is connected to the vacuum hole 221 of the emboss roller unit 220 through the suction hole 215b of the vacuum bar 215a constituting the roller body 210 , And the emboss 19 is adsorbed and formed on the surface of the artificial leather 10 in semi-finished state, which is fed and fed through the generated vacuum.
  • the vacuum generator 230 absorbs the emboss roller 220 having the emboss pattern 223 formed on the outer circumferential surface of the artificial leather 10 by using a vacuum in a state of being in contact with the surface of the artificial leather 10, It is possible to form the embossment 19 on the surface of the embossed surface.
  • the shapes of the vacuum hole 221 and the embossment 19 shown in the figure are exaggerated to illustrate the adsorption molding principle using vacuum, and the actual shape may be different.
  • the water-cooled cooling unit 240 is installed in the roller body 210 to cool the emboss roller 220 to a predetermined temperature.
  • the emboss roller portion 220 is continuously brought into surface contact with the surface of the heated artificial leather 10 immediately after the foaming process, so that the embossed portion 19 is formed by the roller body portion 210,
  • the temperature of the roller unit 220 rises above a predetermined value. Therefore, it is necessary to cool the temperature of the emboss roller unit 220 to a predetermined value or less through the water-cooled cooling unit 240.
  • the water cooling type cooling unit 240 has a structure in which a first cooling water pipe 241 is installed along the inner longitudinal direction of the vacuum bar 215a so as to circulate the cooling water supplied through the cooling water supply unit 240a .
  • the first cooling water pipe 241 is connected to a second cooling water pipe 243 (see FIG. 5) provided in the main roller 211 to circulate the cooling water, thereby improving the cooling efficiency.
  • the temperature of the emboss roller unit 220 can be cooled to a predetermined value of 60 to 80 ° C through the structure of the water-cooling type cooling unit 240.
  • the artificial leather 10 includes a backing layer 11, a foam layer 13b, a skin layer 15 and a surface treatment layer 17, And an emboss 19 formed on the surface treatment layer 17.
  • the backing layer 11 serves to support the mechanical properties of the artificial leather and to maintain the shape and prevent wrinkles of the artificial leather.
  • the backing layer 11 include cotton, rayon, nylon, polyolefin (for example, polyethylene, , Nonwoven fabrics, knitted fabrics, plain weaves, spunbond fabrics, and the like, and may further include natural fibers and / or synthetic fibers.
  • the foam layer 13b imparts a soft characteristic and a cushioning feeling to the artificial leather and can be formed of a foam layer composition comprising a thermoplastic resin, a plasticizer and a foaming agent.
  • thermoplastic resin may be a PVC resin capable of simultaneously securing excellent cushion feeling, high elongation, and excellent durability.
  • the skin layer 15 may be formed of a composition for preparing a skin layer including a thermoplastic resin, a plasticizer, and a pigment to ensure surface smoothness and to realize hue.
  • the composition for preparing the skin layer 15 may further include a heat stabilizer, a flame retardant, and a filler to control melt strength and physical properties.
  • the surface treatment layer 17 may be formed by coating a two-component type surface treatment agent on the skin layer 15, followed by drying and aging.
  • the surface treatment layer 17 having a thickness of 4 to 30 ⁇ ⁇ can be formed by applying the two-component type aqueous surface treatment agent on the skin layer 15, and the thickness of the surface treatment layer 17
  • the stain resistance can be secured simultaneously while maintaining the flexibility of the artificial leather. If it is less than the above range, the thickness is too thin to reduce the durability. If the above range is exceeded, the requirement of the aqueous surface treatment agent increases and material cost may be increased.
  • the embossing 19 is formed on the surface of the skin layer 15 and the surface treatment layer 17 of the semi-finished product heated by the infrared ray irradiation, and can be formed into a predetermined emboss pattern by the embossing apparatus according to the present invention.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a process of manufacturing artificial leather using the artificial leather manufacturing apparatus according to an embodiment of the present invention.
  • the preformed foam layer 13a or the foam layer 13b and the skin layer 15 are formed separately through the first molding part 100 and the second molding part 100 ' ).
  • the backing layer 11 is formed by laminating a woven fabric or a nonwoven fabric on the bottom surface of the prefoamed foam layer 13a or the foamed layer 13b (S3).
  • the skin layer 15 is laminated on the pre-foamed layer 13a or the foamed layer 13b on which the backside layer 11 is formed (S5).
  • the preformed foam layer 13a is formed through the first forming unit 100, the semi-finished product after the laminating step of the skin layer 15 is passed through the oven 141, (13a) is foamed at a constant magnification to form a foam layer (13b) (S6).
  • a surface treatment agent is applied to the upper surface of the skin layer 15 to form a surface treatment layer 17 (S7).
  • the surface of the semi-finished product on which the surface treatment layer 17 is formed is irradiated with infrared rays and heated (S9).
  • the embossing 19 is vacuum-formed on the skin layer 15 and the surface treatment layer 17 of the semi-finished product heated through the infrared ray irradiation, thereby completing the manufacture of the artificial leather according to the present invention S13).
  • the artificial leather manufacturing method according to an embodiment of the present invention is characterized in that the foaming molding step S6, the surface treatment layer forming step S7, the infrared irradiation step S9, and the embossing step S11 are performed in-line .
  • the foam layer and the skin layer forming step S1 may be performed in-line.
  • the back layer lamination step S3 the skin layer laminating step S5, the foaming molding step S6, the surface treatment layer forming step S7,
  • the irradiation step S9 and the embossing step S11 may be performed in-line.
  • the embossing step S11 for suction-molding the embossment 19 using the vacuum is preferably performed under a pressure of 0.02 to 0.08 MPa, preferably 0.04 to 0.07 MPa.
  • the embossing step S11 is performed under the pressure range, it is difficult to form the embossing 19 and the cushioning feeling may be deteriorated.
  • the embossing step S11 exceeds the above range, the surface treatment layer 17 may be damaged, It is preferable to perform the pressure within the above-mentioned pressure range.
  • the embossing step S11 may be performed at a temperature of 150 to 190 DEG C, preferably 160 to 180 DEG C. It is difficult to sufficiently form the embossing 19 when the process is performed at a temperature lower than the above temperature range. When the process is performed above the above range, the surface properties of the artificial leather are rough or torn due to high temperature, .
  • the emboss 19 is vacuum-formed on the surface of the skin layer 15 of the semifinished product heated through infrared irradiation on the skin layer 15 of the semifinished product after the foaming process,
  • the surface treatment layer 17 may be formed to complete the production of the artificial leather.
  • the present invention can improve the cooling speed of the embossing roll by changing the embossing roll cooling system of the embossing apparatus from the conventional air cooling system to the water cooling system, And the embossing unit 200 can be formed in-line to improve the production efficiency.
  • the embossing apparatus of the embodiment having the water-cooling type cooling unit 240 according to the present invention has a embossing speed of about 3.3 times as compared with the embossing apparatus of the comparative example equipped with the air- It is noticeably faster.
  • the conventional embossing apparatus equipped with the air cooling type cooling unit of the comparative example, it takes a considerable time to cool the embossing roll. That is, the conventional embossing apparatus can not be provided in-line differently from other apparatuses constituting the artificial leather manufacturing apparatus at different production speeds.
  • the cooling rate of the embossing roll is faster than that of the conventional embossing apparatus. That is, the embossing apparatus of the present invention can be manufactured in line with other apparatuses constituting the artificial leather manufacturing apparatus in order to match the production speed. Accordingly, the production efficiency of artificial leather can be improved.
  • the conventional embossing apparatus of the roll pressing method has an embossing efficiency of 80 to 90%, whereas the embossing apparatus using the vacuum according to the present invention can realize the embossing efficiency of 100%.
  • main roller 211a main roller 211a:

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Abstract

본 발명은 진공을 이용한 엠보 성형장치를 이용하여 인조가죽의 표면에 엠보를 효율적으로 흡착 성형할 수 있도록 한 인조가죽 제조장치 및 이를 이용한 인조가죽 제조방법에 관한 것이다.

Description

인조가죽 제조장치 및 이를 이용한 인조가죽 제조방법
본 발명은 인조가죽 제조장치 및 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 진공을 이용한 엠보 성형장치를 이용하여 인조가죽의 표면에 엠보를 효율적으로 흡착 성형할 수 있도록 한 인조가죽 제조장치 및 이를 이용한 인조가죽 제조방법에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차 내부는 제2의 주거공간으로 인식되고 있다. 최근에는 자동차 내부 공간에서 편안하고 쾌적한 운전을 위한 기능성 시트가 각광받고 있다.
이러한 자동차 시트용 소재로는 천연가죽이나 PVC, PU 인조가죽이 많이 사용된다. 인조가죽은 천연가죽에 비해 저렴한 장점이 있지만, 고급스러운 감성과 운전 시 쾌적한 상태를 유지해주기 위한 기능적인 부분이 천연가죽에 비해 많이 떨어진다.
따라서 가격이 비교적 저렴함과 아울러 천연가죽의 감성과 기능적인 면을 만족시킬 수 있는 인조가죽이 꾸준히 개발되어 오고 있다. 즉 천연가죽의 기능성 측면에서의 장점으로 높은 투습도와 여름철 시트의 표면온도 저감과 같은 것이 있다. 이는 천연가죽의 표면과 내부에 형성된 수많은 기공을 통해 습도와 열이 통과됨으로써 생기는 특징이다.
이러한 천연가죽과 유사한 특징을 구현하기 위한 발포층을 가진 인조가죽에 대하여 종래 대한민국 등록특허 제10-0328301호(공고일: 2002년 03월 16일)등으로 선 출원된 바 있다.
구체적으로, 종래의 인조가죽은 아래로부터 이면층, 발포층, 스킨층, 표면처리층을 포함한 적층구조로 이루어진다.
이 경우 상기 발포층과 스킨층은 주로 PVC(polyvinyl chloride), TPU(Thermoplastic Poly Urethane) 재질로 이루어지며, 캘린더(Calendar) 성형방식을 통해 소정의 두께로 적층 형성된다. 그런 후 발포공정을 거치면서 상기 발포층이 일정배율로 발포 성형된다.
아울러 스킨층의 상면에는 천연가죽과 같은 느낌을 부여해줌과 아울러 쿠션을 부가해줄 수 있도록 엠보를 성형해주게 된다.
기존에는 엠보의 성형을 위해 발포층과 스킨층이 적층된 반제품을 회전하는 롤러 사이를 통과시켜 엠보를 전사해주는 롤러 압착식을 주로 사용해왔다.
그러나 상기 롤러 압착식을 이용한 엠보 성형방식은, 발포층 내의 발포셀이 불규칙적이면서 숫자가 적다. 특히 엠보롤의 압력에 의해 발포셀의 형상이 원형 구조가 아닌 찌그러진 형태의 닫힌셀(close cell)로 형성되는 문제점이 있다.
한편, 상기 엠보 성형공정은 발포공정을 거친 직후의 가열된 인조가죽의 스킨층 상면에 엠보롤이 지속적으로 면접촉하여 엠보를 성형해줌에 따라, 엠보롤 자체의 온도가 상승하게 된다.
그러나 상기 엠보롤은 엠보 성형에 적합하도록 적정 온도를 유지해야 하며, 이를 위해 기존에는 엠보롤 내에 공랭식(air cooling type)의 냉각장치를 적용하여 적정온도를 유지하였다. 이 경우 상기 공랭식의 엠보롤은 소정의 냉각시간이 반드시 필요하다.
이처럼 종래에는 엠보 성형의 공정속도와 그 이전의 인조가죽 제조에 소요되는 공정속도가 서로 맞지 않아 별도의 장비를 통해 해당 공정을 제각기 진행할 수밖에 없으며, 이에 따라 인조가죽의 생산효율이 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 인조가죽의 스킨층에 엠보를 성형해주는 엠보롤을 진공을 이용한 흡착방식을 적용해줌으로써 발포층을 구성하는 발포셀이 찌그러지거나 파손되는 것을 방지할 수 있고, 엠보 성형장치의 엠보롤 냉각방식을 기존의 공랭식에서 수랭식으로 변경 적용해줌으로써 엠보롤의 냉각속도를 향상시킬 수 있으며, 이에 따라 엠보 성형장치를 기존의 인조가죽 제조장치와 인라인(in-line) 방식으로 함께 적용할 수 있도록 한 인조가죽 제조장치 및 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
상술한 바와 같은 목적을 구현하기 위한 본 발명은, 원통 형상으로 형성되며, 모터(203)의 동력을 전달받아 회전되는 롤러본체부(210); 상기 롤러본체부(210)의 외주면에 결합될 수 있도록 관체 형상으로 형성되며, 표면에 엠보 성형용 진공홀(221)과 소정의 엠보무늬(223)가 구비되는 엠보롤러부(220); 상기 롤러본체부(210)를 통해 상기 진공홀(221)과 연결되며, 진공을 발생시켜 공급 이송되는 인조가죽의 표면에 엠보(19)를 흡착 성형해주는 진공발생부(230); 및 상기 롤러본체부(210) 내에 설치되어 상기 엠보롤러부(220)를 소정온도로 냉각시켜주는 수랭식냉각부(240);를 포함하는 엠보 성형장치를 제공한다.
또한 본 발명은, 발포 성형된 반제품의 스킨층(15) 상면에 진공을 이용한 상기 엠보 성형장치를 통해 엠보(19)를 흡착 성형해주는 엠보성형부(200);를 포함하는 인조가죽 제조장치를 제공한다.
또한 본 발명은, 예비발포층(13a) 또는 발포층(13b)과 스킨층(15)을 각각 성형하는 예비발포층 또는 발포층 및 스킨층 성형단계(S1); 상기 예비발포층(13a) 또는 발포층(13b)의 저면에 직포 또는 부직포를 적층하여 이면층(11)을 형성하는 이면층 적층단계(S3); 상기 이면층(11)이 형성된 예비발포층(13a) 또는 발포층(13b)의 상면에 상기 스킨층(15)을 적층하는 스킨층 적층단계(S5); 상기 스킨층(15)의 상면에 표면처리층(17)을 형성하는 표면처리층 형성단계(S7); 상기 표면처리층(17)의 표면에 적외선을 조사하는 적외선 조사단계(S9); 및 상기 적외선 조사를 통해 가열된 반제품의 스킨층(15) 및 표면처리층(17) 상부에 진공을 이용한 상기 엠보 성형장치를 통해 엠보(19)를 흡착 성형하는 엠보 성형단계(S11);를 포함한다.
이상과 같은 구성에 따른 본 발명은, 엠보 성형장치의 엠보롤 냉각방식을 기존의 공랭식에서 수랭식으로 변경 적용해줌으로써 엠보롤의 냉각속도를 향상시킬 수 있으며, 이에 따라 인조가죽의 제조공정 중 표면처리부와 엠보성형부를 인라인(in-line)으로 구성해줌으로써 생산효율을 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명의 인조가죽에서 발포층을 구성하는 발포 셀이 찌그러지거나 파손되는 것을 방지하여 쿠션감이 우수한 효과를 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 인조가죽 제조장치의 일 실시예를 보여주는 개략적인 전체구성도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공을 이용한 엠보 성형장치의 전체구조를 보여주는 정면도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 롤러본체부와 엠보롤러부의 결합상태를 보여주는 분해사시도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 엠보롤러부를 보여주는 도면대용 사진,
도 5는 도 3의 I-I선 단면도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 진공바조립체의 조립구조를 보여주는 도면,
도 7은 도 6의 'A' 부분 상세도,
도 8은 도 6의 'B' 부분 상세도,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 인조가죽의 적층구조를 보여주는 측단면도,
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 인조가죽 제조장치를 이용한 인조가죽 제조과정을 보여주는 흐름도이다.
이하 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.
여기서, 각 도면의 구성요소들에 대해 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인조가죽 제조장치를 보여주는 개략적인 전체구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 인조가죽 제조장치는, 발포 성형된 반제품의 스킨층(15) 상면에 진공을 이용한 엠보 성형장치를 통해 엠보(19)를 흡착 성형해주는 엠보성형부(200)를 포함한다.
이 경우 상기 엠보성형부(200) 이전에는 스킨층(15)의 상면에 표면처리층(17)을 형성해주는 표면처리부(150)를 포함할 수 있으며, 상기 표면처리층(17)과 엠보성형부(200)는 인라인(in-line)으로 배치될 수 있다.
또한 상기 표면처리부(150) 이전에는, 예비발포층(13a) 또는 발포층(13b)을 형성해주는 제1성형부(100)와, 스킨층(15)을 형성해주는 제2성형부(100')와, 상기 예비발포층(13a) 또는 발포층(13b)의 저면에 직포 또는 부직포를 적층하여 이면층(11)을 형성해주는 이면층적층부(120)와, 상기 예비발포층(13a) 또는 발포층(13b)의 상면에 상기 스킨층(15)을 적층해주는 스킨층적층부(130)를 포함할 수 있다.
이 경우 상기 제1성형부(100)와 제2성형부(100')는 일 실시예로 캘린더링 성형 방식으로 구성될 수 있다. 상기 캘린더링 성형은 상기 예비발포층(13a) 또는 발포층(13b) 및 스킨층(15) 제조용 조성물을 각각 믹서에서 혼련 후 160-170℃의 캘린더롤(111)을 통과시키는 캘린더링 공정일 수 있다.
다른 실시예로, 상기 제1성형부(100)와 제2성형부(100')는 압출 성형을 통해 제각기 형성해주는 방식으로 구성될 수 있다. 상기 압출 성형은 예비발포층(13a) 또는 발포층(13b) 및 스킨층(15) 제조용 조성물을 각각 압출기에서 용융한 후, T-die 압출기를 이용하는 T-die 압출 공정일 수 있다.
이하 본 발명에서는 상기 예비발포층(13a) 또는 발포층(13b), 그리고 스킨층(15)을 형성해주는 제1성형부(100)와 제2성형부(100')가 캘린더링 성형 방식이 적용된 경우의 일례를 들어 도시하고 설명하기로 하며, 물론 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 상기 제1성형부(100)에서 예비발포층(13a)과 발포층(13b) 중 예비발포층(13a)을 형성하는 경우, 상기 스킨층(15)이 적층된 반제품을 오븐(141)에 통과시켜 발포제가 포함된 예비발포층(13a)을 일정배율로 발포시켜 발포층(13b)을 형성해주는 발포성형부(140)를 포함할 수 있다.
아울러 상기 표면처리부(150)와 엠보성형부(200) 사이에는 상기 표면처리층(17)이 적층된 반제품 표면에 적외선을 조사하여 가열해주는 적외선가열부(160)를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 적외선가열부(160)는 소정 속도로 이송되는 인조가죽 반제품을 150 ~ 180℃(바람직하게는 160 ~ 170℃)의 온도에서 원활하게 가열 연화시킬 수 있도록 하고, 적외선 조사 시간이 5 ~ 15초 또는 10 ~ 15초가 되도록 구비하는 것이 바람직하다.
일 예로 반제품의 공정속도가 13 ~ 17m/min, 바람직하게는 15m/min 인 경우에는 이송방향을 따라 3 ~ 4m의 길이로 구성하는 것이 바람직하다.
즉 상기 적외선가열부(160)의 길이를 짧게 하여 적외선 조사가 충분하지 않도록 구성하는 경우 엠보 성형에 적합한 상태로 예열하기 어렵다. 예컨대, 적외선가열부(160)를 짧은 길이로 구성하고 열온도를 190℃ 이상으로 높게 설정하는 경우 반제품의 스킨층(15)이 녹아 파손될 수 있는 우려가 있다.
상기 적외선가열부(160)의 길이를 길게 하고 열온도를 낮추는 방법도 있지만, 이 경우 설비 비용이 급격히 증가하게 된다. 또한 공정속도를 늦추는 경우, 3m 이하에서도 필요한 만큼의 적외선을 조사할 수 있는 바, 그 하한에도 한정이 되지 않는다. 본 발명의 기준이 되는 공정속도는 12 ~ 15m/min이며, 이 경우 가장 적절한 길이는 3 ~ 4m로 볼 수 있다. 일 예로 공정속도가 15m/min 일 경우, 적외선 조사 존(zone)의 길이는 3.5m가 바람직하다.
한편, 다른 실시예로 상기 표면처리부(150)는 엠보성형부(200) 후에 인라인(in-line) 또는 아웃라인(out-line)으로 구성될 수 있다.
바람직하게는, 상기 표면처리부(150)가 발포성형부(140)와 엠보성형부(200) 사이에 인라인으로 구성되도록 함으로써 표면처리층(17)의 두께가 균일하게 형성될 수 있으며, 이에 따라 얼룩덜룩함 없는 우수한 외관을 가질 수 있다.
또 다른 실시예로, 상기 발포성형부(140), 표면처리부(150), 적외선가열부(160) 및 엠보성형부(200)는 인라인으로 이루어질 수 있다.
또 다른 실시예로, 예비발포층(13a)과 스킨층(15)의 제1성형부(110), 제2성형부(110'), 이면층적층부(120), 스킨층적층부(130), 발포성형부(140), 표면처리부(150), 적외선가열부(160) 및 엠보성형부(200)는 인라인으로 이루어질 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 진공을 이용한 엠보 성형장치의 전체구조를 보여주는 정면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 엠보성형부(200)를 구성하는 엠보 성형장치는, 롤러본체부(210), 엠보롤러부(220), 진공발생부(230), 수랭식냉각부(240)를 포함한다.
이러한 본 발명의 구성에 대해 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 롤러본체부(210)는 원통 형상으로 형성되며, 거치대(201) 상에 회전 가능하게 설치된다. 이러한 롤러본체부(210)는 모터(203)의 동력을 전달받아 소정의 속도로 회전된다.
엠보롤러부(220)는 반제품 상태로 이송 공급되는 인조가죽(10)의 스킨층(15) 표면에 엠보(19)를 형성해준다. 엠보롤러부(220)는 롤러본체부(210)의 외주면에 결합될 수 있도록 관체 형상으로 형성된다.
도 3 및 도 4을 참조하면, 엠보롤러부(220)의 외주면에는 엠보 성형용 진공홀(221)과 소정의 엠보무늬(223)(도 4 참조)가 구비된다.
이 경우 진공홀(221)은 별도의 공정을 통해 관통 형성될 수도 있으나, 상기 엠보롤러부(220) 자체가 다공질로 형성됨에 따라 진공홀(221)의 기능을 수행할 수 있다. 본 발명에서는 엠보롤러부(220)가 다공질로 형성되어 진공홀(221) 기능을 수행하는 경우의 일례를 들어 설명하기로 한다. 물론 이에 한정되는 것은 아니다.
이와 같은 상기 엠보롤러부(220)는 사용자가 원하는 소정의 엠보무늬(223)를 선택적으로 적용하여 인조가죽(10)을 제조할 수 있도록 복수 개가 마련된다. 다시 말해 복수의 엠보롤러부(220) 중 어느 하나가 롤러본체부(210)의 외주면에 교체 가능하게 결합된다.
이를 구현할 수 있도록 상기 롤러본체부(210)에는 엠보롤러부(220)의 교체 및 일체로 고정이 가능한 구조가 적용된다.
도 5를 참조하여 구체적으로 설명해보면, 상기 롤러본체부(210)는 공기공급부(미도시)를 통한 공기 공급 시 외주면에 구비된 복수의 분사공(211a)을 통해 공기를 외부로 분사해주는 메인롤러(211)와, 메인롤러(211)의 외주면에 끼움 결합되며 분사공(211a)을 통해 분사되는 공기 압력에 의해 외측으로 팽창되는 튜브 형상의 고무커버(213)와, 고무커버(213)의 외주면에 메인롤러(211)의 중심축을 회전중심으로 복수의 진공바(215a)가 방사상으로 결합되며 외주면에 상기 진공홀(221)과 연통되는 복수의 흡입홀(215b)이 구비되는 진공바조립체(215)를 포함한다.
도 6을 참조하면, 상기 메인롤러(211)의 양측에는 진공바(215a)의 양단을 고정해줄 수 있도록 대향면에 결합홈(215d)이 구비된 한 쌍의 고정판(215c)이 결합된다. 따라서 복수의 진공바(215a)를 메인롤러(211)의 외주면에 방사상으로 끼움 결합하는 것이 가능해진다.
이 경우 바람직하게 상기 진공바(215a)는 알루미늄 재질로 형성될 수 있다.
한편, 상기 엠보롤러부(220)는 공기공급부의 미작동 시 교체가 가능하도록 진공바조립체(215)의 외주면에 헐거운 끼워맞춤으로 결합된다.
이러한 엠보롤러부(220)는 금속에 비해 높은 내열성과 경도를 가지고 있는 세라믹 재질로 형성되는 것이 바람직하다. 구체적으로, 상기 엠보롤러부(220)는 이산화규소(SiO2), 경화제, 유리섬유(Glass fiber)를 포함한 재질로 형성될 수 있다.
도 7을 참조하면, 이러한 구조의 롤러본체부(210)는 공기공급부를 통한 공기 공급 시 고무커버(213)가 팽창됨과 동시에 진공바조립체(215)가 연동되면서 방사상으로 확장된다. 이에 따라 확장되는 진공바조립체(215)가 엠보롤러부(220)의 내주면(220a)을 가압해줌으로써 교체된 엠보롤러부(220)를 견고하게 고정해줄 수 있다.
도 8을 참조하면, 진공발생부(230)는 롤러본체부(210)를 구성하는 진공바(215a)의 흡입홀(215b)을 통해 엠보롤러부(220)의 진공홀(221)과 연결되며, 발생되는 진공을 통해 공급 이송되는 반제품 상태의 인조가죽(10) 표면에 엠보(19)를 흡착 성형해준다.
즉 진공발생부(230)는 외주면에 엠보무늬(223)가 형성된 엠보롤러부(220)를 인조가죽(10)의 표면에 맞댄 상태에서 진공을 이용하여 흡착해줌으로써, 인조가죽(10)의 표면에 엠보(19)를 성형하는 것이 가능해진다.
이 경우 도면에 도시된 진공홀(221)과 엠보(19)의 형상은 진공을 이용한 흡착 성형원리를 쉽게 설명하기 위하여 실제보다 과장하여 도시한 것으로, 실제 형상은 이와 다를 수 있다.
수랭식냉각부(240)는 롤러본체부(210) 내에 설치되어 엠보롤러부(220)를 소정온도로 냉각시켜준다.
즉 엠보 성형공정은 발포공정을 거친 직후의 가열된 인조가죽(10) 표면에 엠보롤러부(220)가 지속적으로 면접촉하면서 엠보(19)를 성형해줌에 따라, 롤러본체부(210)와 엠보롤러부(220)의 온도가 적정치 이상으로 상승하게 된다. 따라서 수랭식냉각부(240)를 통해 엠보롤러부(220)의 온도를 소정 수치 이하로 냉각시켜줄 필요가 있다.
구체적으로, 상기 수랭식냉각부(240)는 냉각수공급부(240a)를 통해 공급되는 냉각수를 순환시킬 수 있도록 진공바(215a)의 내부 길이방향을 따라 제1냉각수파이프(241)가 설치된 구조로 구성된다.
아울러 상기 제1냉각수파이프(241)는 메인롤러(211) 내부에 구비된 제2냉각수파이프(243)(도 5 참조)와 연결되어 냉각수가 순환되도록 구성하여 냉각효율을 향상시킬 수 있다.
이러한 수랭식냉각부(240)의 구조를 통해 엠보롤러부(220)의 온도를 적정치인 60 ~ 80℃로 냉각시켜줄 수 있게 된다.
상기와 같은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 인조가죽 제조장치를 이용하여 제조되는 인조가죽(10)의 적층구조에 대하여 살펴보기로 한다.
도 9를 참조하면, 인조가죽(10)은 아래에서 위로 이면층(11), 발포층(13b), 스킨층(15), 표면처리층(17)을 포함하고, 상기 스킨층(15) 및 표면처리층(17) 상부에 형성된 엠보(19)를 포함할 수 있다.
좀 더 구체적으로 설명해보면, 이면층(11)은 기계적 물성을 보조하고, 인조가죽의 형태 유지 및 주름 방지 역할을 수행하는 것으로, 면, 레이온, 비단, 폴리올레핀(예를 들어 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등), 나일론, 폴리에스테르, 폴리우레탄 등에 기초한 다양한 합성물의 직포, 부직포, 편직, 평직, 스펀본드 등의 가요성 중합체일 수 있으며, 선택적으로 천연 섬유 및/또는 합성 섬유를 더 포함할 수 있다.
발포층(13b)은 인조가죽에 부드러운 특성 및 쿠션감을 부여하는 것으로, 열가소성 수지, 가소제 및 발포제를 포함하는 발포층 제조용 조성물로 형성될 수 있다.
이 경우 상기 열가소성 수지는 우수한 쿠션감과 높은 신율 및 우수한 내구성을 동시에 확보할 수 있는 PVC 수지일 수 있다.
스킨층(15)은 표면 평활도를 확보하고 색상을 구현하기 위한 것으로, 열가소성 수지, 가소제 및 안료를 포함하는 스킨층 제조용 조성물로 형성될 수 있다.
또한 상기 스킨층(15) 제조용 조성물은 용융강도 및 물성 조절을 위해 열안정제, 난연제, 충전제를 더 포함할 수 있다.
표면처리층(17)은 상기 스킨층(15)에 2액형 수성 표면처리제를 코팅한 후 건조 및 에이징하여 형성된 것일 수 있다.
구체적으로, 상기 2액형 수성 표면처리제를 상기 스킨층(15) 상부에 도포함으로써, 두께가 4 ~ 30㎛인 표면처리층(17)을 형성할 수 있고, 상기 표면처리층(17)의 두께를 상기 범위 내로 유지함으로써 인조가죽의 유연성을 유지한 상태로 내오염성을 동시에 확보할 수 있다. 상기 범위 미만일 경우 두께가 너무 얇아 내구성이 저하되며, 상기 범위를 초과할 경우 수성 표면처리제 소요가 증가하여 재료비가 많이 소요될 수 있으므로 상기 범위 내의 두께를 가지는 것이 바람직하다.
엠보(19)는 적외선 조사를 통해 가열된 반제품의 스킨층(15) 및 표면처리층(17) 표면에 형성되는 것으로, 본 발명에 따른 엠보 성형장치에 의해 소정의 엠보 무늬로 형성될 수 있다.
그러면, 상기 적층구조와 같은 인조가죽(10)의 제조과정에 대하여 설명해보기로 한다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 인조가죽 제조장치를 이용한 인조가죽 제조과정을 보여주는 흐름도이다.
도 10을 참조하면, 먼저, 제1성형부(100)와 제2성형부(100')를 통해 예비발포층(13a) 또는 발포층(13b)과 스킨층(15)을 제각기 형성한다(S1).
그런 다음, 상기 예비발포층(13a) 또는 발포층(13b)의 저면에 직포 또는 부직포를 적층하여 이면층(11)을 형성한다(S3).
그리고 이면층(11)이 형성된 예비발포층(13a) 또는 발포층(13b)의 상부에 상기 스킨층(15)을 적층한다(S5).
이 경우 상기 제1성형부(100)를 통해 예비발포층(13a)이 형성되는 경우에는 상기 스킨층(15) 적층단계 이후의 반제품을 오븐(141)에 통과시켜 발포제가 포함된 상기 예비발포층(13a)을 일정배율로 발포시켜 발포층(13b)을 형성한다(S6).
그런 후 상기 스킨층(15)의 상면에 표면처리제를 도포하여 표면처리층(17)을 형성해준다(S7).
상기 표면처리층(17)이 형성된 반제품 표면에 적외선을 조사하여 가열해준다(S9).
그런 후, 상기 적외선 조사를 통해 가열된 반제품의 스킨층(15) 및 표면처리층(17) 상부에 진공을 이용하여 엠보(19)를 흡착 성형해주면 본 발명에 따른 인조가죽의 제조가 완성된다(S13).
이 경우 본 발명의 일 실시예에 따른 인조가죽 제조방법은, 상기 발포 성형단계(S6), 표면처리층 형성단계(S7), 적외선 조사단계(S9) 및 엠보 성형단계(S11)가 인라인으로 이루어질 수 있다.
또는 상기 예비발포층 또는 발포층 및 스킨층 성형단계(S1), 이면층 적층단계(S3), 스킨층 적층단계(S5), 발포 성형단계(S6), 표면처리층 형성단계(S7), 적외선 조사단계(S9) 및 엠보 성형단계(S11)가 인라인으로 이루어질 수 있다.
이 경우 상기 진공을 이용하여 엠보(19)를 흡착 성형하는 엠보 성형단계(S11)는 0.02 ~ 0.08Mpa, 바람직하게는 0.04 ~ 0.07Mpa의 압력하에서 수행하는 것이 바람직하다. 상기 엠보 성형단계(S11)가 상기 압력 범위 미만에서 수행 시 엠보(19)를 형성하기 어려워 쿠션감이 저하될 수 있으며, 상기 범위를 초과하여 수행 시 표면처리층(17)이 손상되거나, 표면 물성이 저하될 수 있으므로 상기 압력 범위 내에서 수행하는 것이 바람직하다.
또한 상기 엠보 성형단계(S11)은 150 ~ 190℃, 바람직하게는 160 ~ 180℃의 온도에서 수행될 수 있다. 상기 공정이 상기 온도 범위 미만에서 수행 시 엠보(19)를 충분히 형성하기 어렵고, 상기 범위를 초과하여 수행 시 고온에 의해 인조가죽의 표면 물성이 거칠어지거나 찢기는 등의 문제점이 발생하므로 상기 온도 범위 내에서 수행하는 것이 바람직하다.
선택적으로 상기 발포과정을 거친 반제품의 스킨층(15)의 상부에 적외선 조사를 통해 가열된 반제품의 스킨층(15) 표면에 진공을 이용하여 엠보(19)를 흡착 성형한 후, 표면처리제를 도포하여 표면처리층(17)을 형성함으로써 인조가죽의 제조를 완성할 수도 있다.
이상과 같은 본 발명은, 엠보 성형장치의 엠보롤 냉각방식을 기존의 공랭식에서 수랭식으로 변경 적용해줌으로써 엠보롤의 냉각속도를 향상시킬 수 있으며, 이에 따라 인조가죽의 제조공정 중 표면처리부(150)와 엠보성형부(200)를 인라인(in-line)으로 구성해줌으로써 생산효율을 향상시킬 수 있다.
좀 더 구체적으로, 상기 엠보롤러부(200)의 냉각방식에 따른 엠보(19) 성형 속도에 대하여 살펴보기로 한다.
본 발명에 따른 수랭식냉각부(240)를 포함한 엠보 성형장치에 의해 제조되는 실시예와, 공랭식냉각부를 포함한 기존의 엠보 성형장치에 의해 제조되는 비교예에서의 인조가죽 엠보 성형 속도는 아래의 [표 1]과 같다.
실시예 비교예
생산속도[m/min] ~ 30 ~ 9
상기 [표 1]에서 확인된 바와 같이, 본 발명에 따른 수랭식냉각부(240)가 구비된 실시예의 엠보 성형장치는, 공랭식냉각부가 구비된 비교예의 엠보 성형장치에 비해 엠보 성형속도가 약 3.3배로 현저히 빠른 것을 알 수 있다.
한편, 상기 비교예의 공랭식냉각부가 구비된 기존의 엠보 성형장치는 엠보롤을 냉각하는데 상당한 시간이 소요된다. 즉 상기 기존의 엠보 성형장치는 인조가죽 제조장치를 구성하는 다른 장치들과 생산속도가 서로 달라 인라인으로 구비될 수 없다.
이에 반해, 본 발명에 따른 수랭식냉각부(240)가 구비된 엠보 성형장치는 엠보롤의 냉각속도가 기존의 엠보 성형장치에 비해 빠르다. 즉 본 발명의 엠보 성형장치는 인조가죽 제조장치를 구성하는 다른 장치들과 생산속도를 맞출 수 있어 인라인으로 구비될 수 있다. 이에 따라 인조가죽의 생산효율을 향상시킬 수 있다.
다른 한편, 기존의 롤 압착방식의 엠보 성형장치는 엠보 전사효율이 80 ~ 90%인데 반해, 본 발명에 따른 진공을 이용한 엠보 성형장치는 엠보 전사효율 100%의 구현이 가능하다.
이상에서는 본 발명을 특정의 구체적인 실시 예를 들어 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않으며 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변경과 수정이 가능함은 물론이다.
〔부호의 설명〕
10 : 인조가죽 11 : 이면층
13a : 예비발포층 13b : 발포층
15 : 스킨층 17 : 표면처리층
19 : 엠보 110 : 제1성형부
110' : 제2성형부 111 : 캘린더롤
120 : 이면층적층부 130 : 스킨층적층부
140 : 발포성형부 141 : 오븐
150 : 표면처리부 160 : 적외선가열부
200 : 엠보성형부 210 : 롤러본체부
211 : 메인롤러 211a : 분사공
213 : 고무커버 215 : 진공바조립체
215a : 진공바 215b : 흡입홀
215c : 고정판 215d : 결합홈
220 : 엠보롤러부 221 : 진공홀
223 : 엠보무늬 230 : 진공발생부
240 : 수랭식냉각부 241 : 제1냉각수파이프
243 : 제2냉각수파이프

Claims (18)

  1. 원통 형상으로 형성되며, 모터(203)의 동력을 전달받아 회전되는 롤러본체부(210);
    상기 롤러본체부(210)의 외주면에 결합될 수 있도록 관체 형상으로 형성되며, 표면에 엠보 성형용 진공홀(221)과 소정의 엠보무늬(223)가 구비되는 엠보롤러부(220);
    상기 롤러본체부(210)를 통해 상기 진공홀(221)과 연결되며, 진공을 발생시켜 공급 이송되는 인조가죽의 표면에 엠보(19)를 흡착 성형해주는 진공발생부(230); 및
    상기 롤러본체부(210) 내에 설치되어 상기 엠보롤러부(220)를 소정온도로 냉각시켜주는 수랭식냉각부(240);를 포함하는 엠보 성형장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 롤러본체부(210)는,
    공기공급부를 통한 공기 공급 시 외주면에 구비된 복수의 분사공(211a)을 통해 상기 공기를 외부로 분사해주는 메인롤러(211);
    상기 메인롤러(211)의 외주면에 끼움 결합되며, 상기 분사공(211a)을 통해 분사되는 공기 압력에 의해 외측으로 팽창되는 튜브 형상의 고무커버(213); 및
    상기 고무커버(213)의 외주면에 상기 메인롤러(211)의 중심축을 회전중심으로 복수의 진공바(215a)가 방사상으로 결합되며, 외주면에 상기 진공홀(221)과 연통되는 복수의 흡입홀(215b)이 구비되는 진공바조립체(215);를 포함하여,
    상기 고무커버(213)의 팽창 시 진공바조립체(215)가 연동 확장되면서 상기 엠보롤러부(220)의 내주면을 가압 고정해주는 것인 엠보 성형장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 메인롤러(211)의 양측에는,
    상기 진공바(215a)의 양단을 고정해줄 수 있도록 대향면에 결합홈(215d)이 구비된 한 쌍의 고정판(215c)이 결합되는 것인 엠보 성형장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 엠보롤러부(220)는,
    상기 공기공급부의 미작동 시 교체가 가능하도록 상기 진공바조립체(215)의 외주면에 헐거운 끼워맞춤으로 결합되는 것인 엠보 성형장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 수랭식냉각부(240)는,
    냉각수공급부(240a)를 통해 공급되는 냉각수를 순환시킬 수 있도록 상기 진공바(215a)의 내부 길이방향을 따라 제1냉각수파이프(241); 및
    상기 메인롤러(211) 내부에 구비되어 제1냉각수파이프(241)와 연결되는 제2냉각수파이프(243);를 포함하는 엠보 성형장치.
  6. 발포 성형된 반제품의 스킨층(15) 상면에 진공을 이용한 제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 엠보 성형장치를 통해 엠보(19)를 흡착 성형해주는 엠보성형부(200);를 포함하는 인조가죽 제조장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 엠보성형부(200) 이전에는,
    상기 스킨층(15)의 상면에 표면처리층(17)을 형성해주는 표면처리부(150)를 더 포함하는 인조가죽 제조장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 표면처리부(150)와 엠보성형부(200)는,
    인라인(in-line)으로 배치되는 것인 인조가죽 제조장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 표면처리부(150) 이전에는,
    예비발포층(13a) 또는 발포층(13b)을 형성해주는 제1성형부(100);
    스킨층(15)을 형성해주는 제2성형부(100');
    상기 예비발포층(13a) 또는 발포층(13b)의 저면에 직포 또는 부직포를 적층하여 이면층(11)을 형성해주는 이면층적층부(120); 및
    상기 예비발포층(13a) 또는 발포층(13b)의 상면에 상기 스킨층(15)을 적층해주는 스킨층적층부(130);를 더 포함하는 인조가죽 제조장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1성형부(100)에서 예비발포층(13a) 형성 시,
    상기 스킨층(15)이 적층된 반제품을 오븐(141)에 통과시켜 발포제가 포함된 예비발포층(13a)을 일정배율로 발포시켜 발포층(13b)을 형성해주는 발포성형부(140);를 더 포함하는 인조가죽 제조장치.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 표면처리부(150)와 엠보성형부(200) 사이에는,
    상기 표면처리층(17)이 적층된 반제품 표면에 적외선을 조사하여 가열해주는 적외선가열부(160);를 더 포함하는 인조가죽 제조장치.
  12. 예비발포층(13a) 또는 발포층(13b) 및 스킨층(15)을 각각 성형하는 예비발포층 또는 발포층 및 스킨층 성형단계(S1);
    상기 예비발포층(13a) 또는 발포층(13b)의 저면에 직포 또는 부직포를 적층하여 이면층(11)을 형성하는 이면층 적층단계(S3);
    상기 이면층(11)이 형성된 예비발포층(13a) 또는 발포층(13b)의 상면에 상기 스킨층(15)을 적층하는 스킨층 적층단계(S5);
    상기 스킨층(15)의 상면에 표면처리층(17)을 형성하는 표면처리층 형성단계(S7);
    상기 표면처리층(17)의 표면에 적외선을 조사하는 적외선 조사단계(S9); 및
    상기 적외선 조사를 통해 가열된 반제품의 스킨층(15) 및 표면처리층(17) 상부에 진공을 이용한 제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 엠보 성형장치를 통해 엠보(19)를 흡착 성형하는 엠보 성형단계(S11);를 포함하는 인조가죽 제조방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 표면처리층 형성단계(S7)와 엠보 성형단계(S11)는,
    인라인(in-line)으로 배치되는 것인 인조가죽 제조방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 예비발포층 또는 발포층 및 스킨층 형성단계(S1)는,
    상기 예비발포층(13a) 또는 발포층(13b) 및 스킨층(15)을 압출 또는 캘린더 성형하여 형성하는 것인 인조가죽 제조방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 예비발포층 또는 발포층 및 스킨층 성형단계(S1)에서 예비발포층(13a) 및 스킨층(15) 형성 시,
    상기 스킨층 적층단계(S5) 이후에 상기 예비발포층(13a)을 발포시켜 발포층(13b)을 형성하는 발포 성형단계(S6);를 더 포함하는 인조가죽 제조방법.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 적외선 조사단계(S9)는,
    150 ~ 180℃의 온도에서 5 ~ 15초 동안 적외선을 조사하는 것인 인조가죽 제조방법.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 반제품의 공정속도는 13 ~ 17m/min이며,
    상기 적외선 조사단계(S9)는 상기 반제품의 공정속도와 대응되도록 3 ~ 4m 길이로 배치되는 것인 인조가죽 제조방법.
  18. 제12항에 있어서,
    상기 엠보 성형단계(S11)는,
    0.02 ~ 0.08Mpa의 압력과 150 ~ 190℃의 온도에서 수행되는 것인 인조가죽 제조방법.
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