KR-102959270-B1 - MANUFACTURING METHOD OF POLYURETHANE ARTIFICIAL LEATHER WITH IMPROVED STAIN RESISTANCE

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Abstract

본 발명은 내오염성이 향상된 폴리우레탄 인조피혁의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 경량성 폴리우레탄 인조피혁을 수성 폴리우레탄과 팽창성 캡슐이 함유된 방오성 조성물에 함침하여 방오성 조성물을 코팅하는 방오성조성물코팅단계, 상기 방오성조성물코팅단계를 통해 방오성 조성물이 코팅된 경량성 폴리우레탄 인조피혁을 가압 망글롤러에 통과시켜 방오성 조성물로 이루어진 코팅층을 균일화하는 코팅층균일화단계, 상기 코팅층균일화단계를 통해 코팅층이 균일화된 경량성 폴리우레탄 인조피혁을 가열하는 가열단계, 상기 가열단계를 통해 가열된 경량성 폴리우레탄 인조피혁을 냉각하는 냉각단계 및 상기 냉각단계를 통해 냉각된 경량성 폴리우레탄 인조피혁을 가이드롤러에 통과시켜 촉감을 조절하는 촉감조절단계로 이루어진다. 상기의 과정으로 이루어지는 폴리우레탄 인조피혁의 제조방법은 우수한 내오염성과 경량성을 나타낼 뿐만 아니라, 탄력성과 표면감촉이 향상된 폴리우레탄 인조피혁을 제공하는 탁월한 효과를 나타낸다.

Inventors

최종철

Assignees

(주)지폴리텍

Dates

Publication Date: 20260506
Application Date: 20240813

Claims (5)

경량성 폴리우레탄 인조피혁을 수성 폴리우레탄과 팽창성 캡슐이 함유된 방오성 조성물에 함침하여 방오성 조성물을 코팅하는 방오성조성물코팅단계; 상기 방오성조성물코팅단계를 통해 방오성 조성물이 코팅된 경량성 폴리우레탄 인조피혁을 2.5 내지 5.0kg/cm 2 의 압력을 나타내는 가압 망글롤러에 통과시켜 방오성 조성물로 이루어진 코팅층을 균일화하는 코팅층균일화단계; 상기 코팅층균일화단계를 통해 코팅층이 균일화된 경량성 폴리우레탄 인조피혁을 2.5 내지 25㎛의 파장범위를 나타내는 적외선을 조사하여 80 내지 120℃의 온도로 10 내지 20분 동안 가열하는 가열단계; 상기 가열단계를 통해 가열된 경량성 폴리우레탄 인조피혁을 냉각하는 냉각단계; 및 상기 냉각단계를 통해 냉각된 경량성 폴리우레탄 인조피혁을 상면 및 하면에 장착되어 100 내지 1,000회/분의 속도를 갖는 가이드롤러에 통과시켜 촉감을 조절하는 촉감조절단계;로 이루어지며, 상기 경량성 폴리우레탄 인조피혁은 폴리올 100 중량부, 이소시아네이트 20 내지 40 중량부, 블로킹제 8 내지 12 중량부, 중공형 캡슐 1 내지 10 중량부 및 경화제 1 내지 10 중량부로 이루어지고, 상기 방오성 조성물은 물 100 중량부에 수성 폴리우레탄 20 내지 30 중량부, 팽창성 캡슐 25 내지 35 중량부, 이산화탄소가 함유된 비정질 침강형 합성실리카 3 내지 7 중량부 및 크림 0.5 내지 3 중량부를 혼합하여 이루어지며, 상기 폴리올은 폴리에테르 폴리올, 폴리에스테르 폴리올 및 글리콜로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지며, 상기 폴리에테르 폴리올은 폴리에틸렌글리콜, 폴리카보네이트디올, 폴리프로필렌글리콜 및 폴리테트라메틸렌에테르글리콜로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지고, 상기 폴리에스테르폴리올은 아디프산과 네오펜틸글리콜을 반응시켜 제조되며, 상기 글리콜은 1,6-헥산디올, 에틸렌글리콜 및 디에틸렌글리콜로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 내오염성이 향상된 폴리우레탄 인조피혁의 제조방법.
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Description

내오염성이 향상된 폴리우레탄 인조피혁의 제조방법 {MANUFACTURING METHOD OF POLYURETHANE ARTIFICIAL LEATHER WITH IMPROVED STAIN RESISTANCE} 본 발명은 내오염성이 향상된 폴리우레탄 인조피혁의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 우수한 내오염성과 경량성을 나타낼 뿐만 아니라, 탄력성과 표면감촉이 향상된 폴리우레탄 인조피혁을 제공하는 내오염성이 향상된 폴리우레탄 인조피혁의 제조방법에 관한 것이다. 인조피혁은 입체구조를 가진 극세섬유 부직포를 기포(基布)로 하고 폴리우레탄 수지와의 삼차원 구조에 의해 전체로서 미세한 다공구조로 되어 있어서 천연피혁과 흡사한 부드러운 촉감 및 독특한 외관을 지니고 있으며, 신발, 의류, 장갑, 잡화, 가구 및 자동차 내장재 등과 같은 다양한 분야에 널리 사용되고 있다.이러한 인조피혁으로서 나일론 레더(nylon leather), 폴리염화비닐 레더(PVC leather), 폴리우레탄 건식 레더(PU dry type leather) 등 많은 종류의 인조피혁이 출시되고 있으며, 극세섬유로 구성된 부직포에 폴리우레탄 수지 또는 아미노계 수지 등을 단독 또는 공중합형으로 적용한 인조피혁의 개발은 천연피혁 대체품의 용도뿐만 아니라 천연피혁의 단점을 보완할 수 있어 최고급 패션소재에 적용되는 등 그 수요와 영역이 급속도로 확대되고 있다.그러나, 종래에 폴리우레탄 인조피혁은 디메틸포름아마이드(dimethylformamide, DMF)와 같은 유기용매 하에서 우레탄 원료인 폴리올(polyol), 이소시아네이트(isocyanate), 사슬연장제(chain extender) 등을 중합하여 제조되는데, 유기용매인 디메틸포름아마이드를 반응매개체로 사용되거나 희석용매로 사용하므로 제조 및 적용 과정에서 유해한 유기용매의 방출로 인한 대기, 수질오염 등의 환경적인 문제를 야기하고 인체에 악영향을 끼치는 문제점이 있었다.또한, 종래에 폴리우레탄 인조피혁의 주재료인 용제형 폴리우레탄은 일반적으로 물에 대한 내가수분해성이 약해 장기간 수분에 노출될 경우 폴리우레탄이 가수분해될 뿐만 아니라 마찰견뢰도가 저하되며, 압축률과 복원율이 낮아 탄성력이 부족한 문제점이 있었다. 도 1은 본 발명에 따른 내오염성이 향상된 폴리우레탄 인조피혁의 제조방법을 나타낸 순서도이다. 이하에는, 본 발명의 바람직한 실시예와 각 성분의 물성을 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.본 발명에 따른 내오염성이 향상된 폴리우레탄 인조피혁의 제조방법은 경량성 폴리우레탄 인조피혁을 수성 폴리우레탄과 팽창성 캡슐이 함유된 방오성 조성물에 함침하여 방오성 조성물을 코팅하는 방오성조성물코팅단계(S101), 상기 방오성조성물코팅단계(S101)를 통해 방오성 조성물이 코팅된 경량성 폴리우레탄 인조피혁을 가압 망글롤러에 통과시켜 방오성 조성물로 이루어진 코팅층을 균일화하는 코팅층균일화단계(S103), 상기 코팅층균일화단계(S103)를 통해 코팅층이 균일화된 경량성 폴리우레탄 인조피혁을 가열하는 가열단계(S105), 상기 가열단계(S105)를 통해 가열된 경량성 폴리우레탄 인조피혁을 냉각하는 냉각단계(S107) 및 상기 냉각단계(S107)를 통해 냉각된 경량성 폴리우레탄 인조피혁을 가이드롤러에 통과시켜 촉감을 조절하는 촉감조절단계(S109)로 이루어진다.상기 방오성조성물코팅단계(S101)는 경량성 폴리우레탄 인조피혁을 수성 폴리우레탄과 팽창성 캡슐이 함유된 방오성 조성물에 함침하여 방오성 조성물을 코팅하는 단계로, 상기 방오성 조성물은 물 100 중량부에 수성 폴리우레탄 20 내지 30 중량부, 팽창성 캡슐 25 내지 35 중량부, 이산화탄소가 함유된 비정질 침강형 합성실리카 3 내지 7 중량부 및 크림 0.5 내지 3 중량부를 혼합하여 이루어지는 것이 바람직하다.상기의 성분으로 이루어지는 방오성 조성물은 인조피혁의 내오염성을 월등하게 향상시킬 뿐만 아니라, 분자간의 인력과 흐름성이 향상된 수성 폴리우레탄이 혼합되기 때문에, 이후 단계에서 경량성 폴리우레탄 인조피혁의 표면에 용이하게 접착될 수 있다.이때, 상기 팽창성 캡슐은 25 내지 35 중량부가 함유되되, 직경이 10 내지 30 마이크로미터이며, 염화비닐리덴으로 이루어진 쉘(shell)의 내부에 이산화 이산화탄소가 충전되어 이루어지는 것을 사용하는 것이 바람직한데, 상기의 팽창성 캡슐은 방오성 조성물이 코팅된 후에 경화되는 과정에서 캡슐의 팽창에 의해 인조피혁에 탄력성과 부피감을 부여하여 감성 품질을 향상시키는 역할을 하는데, 더욱 상세하게는 상기 팽창성 캡슐은 방오성 조성물이 코팅된 인조피혁을 가열하는 과정에서 팽창하면서 폴리우레탄이 고형화되고 이후 인조피혁을 냉각하는 과정에서 캡슐이 수축하면서 기공이 생성되어 다공질 구조가 형성되기 때문에, 인조피혁에 압축률과 복원율이 증가하게 되어 탄력성과 부피감을 부여할 수 있게 된다.상기 팽창성 캡슐의 함량이 25 중량부 미만이면 상기의 효과가 미미하며, 상기 팽창성 캡슐의 함량이 30 중량부를 초과하게 되면 상기의 효과는 크게 향상되지 않으면서 방오성 조성물로 이루어진 코팅층이 지나치게 부풀어 올라 인조피혁의 외관품질을 저하시킬 수 있기 때문에 바람직하지 못하다.또한, 비정질 침강형 합성실리카는 3 내지 7 중량부가 함유되며, 는 나노미터 크기의 입자로서 물유리에 산을 반응시켜 제조되는데, 세공(細孔)이 없는 구형 형상이나 매우 많은 입자들이 서로 실록산(siloxane) 결합에 의해 뭉치거나 접합되어 삼차원 그물구조를 형성하여 내부공간(기공)이 형성되도록 하는 역할을 한다.또한, 상기 크림은 0.5 내지 3 중량부가 함유되며 천연 소포제의 역할을 하는데, 우유에서 분리되고 비중이 작은 유지방 성분으로서 방오제 조성물을 인조피혁의 표면에 코팅된 후에 기포가 발생하는 것을 억제하는 역할을 한다.또한, 상기 경량성 폴리우레탄 인조피혁은 폴리올 100 중량부, 이소시아네이트 20 내지 40 중량부, 블로킹제 8 내지 12 중량부, 중공형 캡슐 1 내지 10 중량부 및 경화제 1 내지 10 중량부로 이루어지는 것이 바람직한데, 내부에 균일한 크기의 공기층이 형성되어 단열성 및 차음, 방진 효과를 얻을 수 있고, 더불어 다공성 셀(Cell) 구조를 형성하고 있어 초경량화를 나타내며, 탄성력과 촉감은 천연 피혁과 비교하여 손색이 없으며 오히려 보다 우수하다.이때, 상기 폴리올은 폴리에테르 폴리올, 폴리에스테르 폴리올 및 글리콜로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지며, 상기 폴리에테르 폴리올은 폴리에틸렌글리콜, 폴리카보네이트디올, 폴리프로필렌글리콜 및 폴리테트라메틸렌에테르글리콜로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지고, 상기 폴리에스테르폴리올은 아디프산과 네오펜틸글리콜을 반응시켜 제조되며, 상기 글리콜은 1,6-헥산디올, 에틸렌글리콜 및 디에틸렌글리콜로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어지는 것이 바람직하다.또한, 상기 이소시아네이트는 20 내지 40 중량부가 함유되며, 폴리우레탄 제조를 위해 통상적으로 사용되는 지방족 또는 방향족 이소시아네이트 화합물을 사용할 수 있는데, 구체적으로는 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 이소프렌 디이소시아네이트, 디시클로헥실메탄 디이소시아네이트 등으로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어질 수 있으며, 상기 방향족 이소시아네이트 화합물은 디페닐메탄 디이소시아네이트, 나프탈렌-1,5-디이소시아네이트, 폴리페닐렌폴리메틸렌 폴리이소시아네이트, 2,4-톨릴렌 디이소시아네이트, 2,6-톨릴렌 디이소시아네이트로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상으로 이루어질 수 있다.특히, 상기 중공형 캡슐은 1 내지 10 중량부가 함유되며, 경량성 폴리우레탄 인조피혁의 내부에 균일한 크기의 공기층을 형성하여, 단열성 및 차음, 방진 효과를 부여할 뿐만 아니라, 다공성 셀(Cell) 구조를 형성하여 초경량화를 부여하는 역할을 하는데, 상기 중공형 캡슐은 직경이 10 내지 200 마이크로미터이며, 열가소성 수지로 이루어진 쉘(shell)의 내부에 액화 탄화수소가 충전되어 이루어지는 것을 사용하는 것이 바람직하다.상기 중공형 캡슐의 함량이 1 중량부 미만이면 상기의 효과가 미미하며, 상기 중공형 캡슐의 함량이 10 중량부를 초과하게 되면 상기의 효과는 크게 향상되지 않으면서 경량성 폴리우레탄 인조피혁의 기계적 물성이 지나치게 저하될 수 있기 때문에 바람직하지 못하다.상기 코팅층균일화단계(S103)는 방오성조성물코팅단계(S101)를 통해 방오성 조성물이 코팅된 경량성 폴리우레탄 인조피혁을 가압 망글롤러에 통과시켜 방오성 조성물로 이루어진 코팅층을 균일화하는 단계로, 상기 방오성조성물코팅단계(S101)를 통해 방오성 조성물이 코팅된 경량성 폴리우레탄 인조피혁을 가압 망글롤러에 통과시켜 표면의 균일화 및 탈수를 진행하는 과정으로 이루어지는데, 상기 방오성조성물코팅단계(S101)를 통해 방오성 조성물이 코팅된 경량성 폴리우레탄 인조피혁을 2.5 내지 5.0kg/cm2의 압력을 나타내는 망글롤러로 통과시키는 것이 바람직하다.상기 가압 망글롤러의 압력이 2.5kg/cm2 미만인 경우에는 방오성 조성물이 경량성 폴리우레탄 인조피혁의 표면에 잔류되어 별도로 균일화 및 잔류물의 제거를 위한 표면 밀링공정이 필요하게 되며, 상기 가압 망글롤러의 압력이 5.0kg/cm2 을 초과하게 되면 상기의 효과는 크게 향상되지 않으면서 에너지 효율성적인 측면에서 바람직하지 못하다.또한, 상기의 과정으로 이루어지는 코팅층균일화단계(S103)를 거치면, 코팅된 방오성 조성물의 50% 이상이 경량성 폴리우레탄 인조피혁의 내부로 이동하여 수분이 제거된 인조피혁이 제공될 수 있다.상기 가열단계(S105)는 상기 코팅층균일화단계(S103)를 통해 코팅층이 균일화된 경량성 폴리우레탄 인조피혁을 가열하는 단계로, 상기 코팅층균일화단계(S103)를 통해 코팅층이 균일화된 경량성 폴리우레탄 인조피혁에 적외선을 조사하여 80 내지 120℃의 온도로 10 내지 20분 동안 가열하는 과정으로 이루