KR20040048229A - 환경친화적인 인조피혁 제조장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 신발, 가방, 각종 잡화, 운동용품 등에 널리 사용되고 있는 인조피혁을 제조할 수 있는 환경친화적인 인조피혁 제조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 기재(부직포, 직포 등)에 1차 수분산폴리우레탄수지를 함침, 건조시켜 함침포를 만든 후 2차로 점도가 높은 수분산폴리우레탄수지를 코팅시켜 코팅포를 만들고 스팀으로 응고시켜 인조피혁을 제조할 수 있는 장치를 제공코자 하는 것으로서, 특히 친환경적이며 염가로 제조할 수 있는 신규한 인조피혁 제조장치를 제공하는 것이다.
즉, 본 발명은 인조피혁의 원재료가 되는 기재(2)에 수분산폴리우레탄수지(3)를 함수률 약 50% 정도로 함침할 수 있는 함침조(4)와, 상기 함침조(4)를 경유한 수분산폴리우레탄수지(3)가 함침된 함침포(2a)를 건조할 수 있는 건조기(5)와 표면의 평활화를 위한 스팀드럼(6)을 연설하며, 상기 스팀드럼(6)을 경유한 함침포(2a) 상면에 점증제가 혼합된 수분산폴리우레탄수지(3)를 코팅하여 코팅포(2b)를 가공하기 위한 코터(7)가 설치되고, 상기 코팅포(2b)를 스팀 응고하기 위한 스팀챔버(8)는 내부를 스팀차단판(9)을 설치하여 상하 스팀실(10)과 스팀분사실(11)이 분리형성되고, 상기 스팀차단판(9)의 양측에는 개구(9a)를 형성하여 수개의 스팀분사기(12a)에서 분사되는 스팀이 다수개의 스팀분사구(12)를 통하여 스팀실(10)로 분사되도록 하고, 스팀실(10)의 내부 상측과 전후에는 내부응축수제거용 스팀관(13)이 다수개 소정간격으로 배관되며, 상기 스팀실(10)의 상부에는 열풍기(14)를 설치하여 입구측으로 배관된 토출스팀흡수관(15)을 연결하고, 열풍기(14)에 발생된 열풍은 열풍주입관(14a)을 통하여 스팀분사실(11)로 공급토록 하며, 상기 코팅포(2b)가 유입되는 입구부에는 외부 응축수 받이용 거터(16)를 설치하고, 상기 스팀챔버(8)의 후측에는 스팀 응고된 코팅포(2b)의 은층면 건조를 위한 1차 건조기(18)와, 은층면의 평활성을 위한 스팀드럼(17)과, 최종 건조를 위한 2차 건조기(18a)를 설치하고, 완성 인조피혁(19)을 권취할 수 있는 권취기(20)를 구비하는 것을 특징으로 하는 인조피혁 제조장치를 제공하는 것으로서, 본 발명은 친환경적인 수분산폴리우레탄수지(3)를 기재(2)상에 1차로 함침하여 건조시킨 후 스팀드럼(6)에서 코팅면을 평활화시킨 함침포(2a)를 제조한 후, 상기 함침포(2b)상에 점증제가 투여된 수분산폴리우레탄수지(3)를 2차로 코팅하여 코팅포(2b)를 만든 후 스팀챔버(8) 상에서 스팀 응고시킨 후 은층면 건조를 위해 1차 건조시키고 스팀드럼(17)을 통과시켜 평활화시킨 후 2차 건조를 행하여 인조피혁(19)을 제조토록 하여 환경친화적인 인조피혁을 제조할 수 있고, 장치의 설치비용 절감 및 인력절감 등으로 염가의 인조피혁을 제공할 수 있는 것이다.
Description
본 발명은 신발, 가방, 각종 잡화, 운동용품 등에 널리 사용되고 있는 인조피혁(synthetic leather)을 제조할 수 있는 환경친화적인 인조피혁 제조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세히는 기재(부직포, 직포 등)에 1차 수분산폴리우레탄수지를 함침, 건조시켜 함침포를 만든 후 2차로 점도가 높은 수분산폴리우레탄수지를 코팅시켜 코팅포를 만들고 스팀으로 응고시켜 인조피혁을 제조할 수 있는 장치를 제공코자 하는 것으로서, 특히 친환경적이며 염가로 제조할 수 있는 신규한 인조피혁 제조장치를 제공하는 것이다.
통상적으로 인조피혁을 제조하기 위해서는 부직포 등에 DMF 70%, 고분자 30%의 비율로 조성된 유성수지를 사용하여 인조피혁을 제조하고 있다.
이러한 기존 인조피혁을 조성할 시에 사용하는 유성수지 중 DMF는 독성이 매우 강하여 환경 침해적인 조성물로서 이러한 DMF의 사용은 적극 자제되어야 한다는 목소리가 높았던 것이다.
또한 기존의 인조피혁 제조장치의 경우는 그 비용이 상당히 고가일 뿐만 아니라 장치의 공간점유률이 높고 작업인원도 많이 필요로 하여 제조원가의 절감에는 한계가 있었던 것이다.
이에 본 발명의 발명자들은 상기한 문제점을 해결코자 친환경적인 수분산폴레우레탄수지를 사용하여 인조피혁을 염가로 제조할 수 있는 '인조피혁 제조장치'에 관하여 개발을 완료하고 선 특허출원(출원번호: 10-2001-0046413) 하였으나,
상기 선 특허출원에 만족하지 않고 장치를 보다 효율적으로 구성하고, 인조피혁을 양산할 수 있는 양산화에 장애가 되는 장치적인 결함을 계속 탐구, 개발하여 왔던 것이다.
이에 본 발명에서는 수분산폴리우레탄수지와 부직포, 직포 등과 같은 기재를 이용하여 인조피혁을 보다 효율적으로 제조할 수 있는 환경친화적인 인조피혁 제조장치를 제공코자 하는 것으로서,
본 발명은 특히 기재에 수분산폴리우레탄수지를 1차로 함침, 코팅시킬 수 있는 수단과, 건조 후 코팅면의 평활화를 행하기 위한 수단, 그리고 2차로 점도가 높은 수분산폴리우레탄수지를 코팅 후 스팀 응고할 수 있는 수단을 제공하며, 스팀응고 후 건조 및 코팅면 평활화를 2차로 수행할 수 수단을 개시하여 보다 효율적인 인조장치 제조공정을 가능케 한 인조피혁 제조장치를 제공함에 발명의 기술적 과제를 두고 본 발명을 완성한 것이다.
도 1은 본 발명에서 제공하는 인조피혁 제조장치의 일실시예를 보인 개략적
인 구성도
도 2는 본 발명에서 제공하는 인조피혁 제조장치에 있어 스팀챔버를 보인 단
면 구성도
도 3은 본 발명에서 제공하는 인조피혁 제조장치에 있어 스팀챔버를 보인 횡
단면 구성도
■ 도면의 주요부분에 사용된 부호의 설명 ■
1: 인조피혁 제조장치2: 기재
2a: 함침포2b: 코팅포
3: 수분산폴리우레탄수지4: 함침조
5: 건조기6: 스팀드럼
7: 코터8: 스팀챔버
9: 스팀차단판9a: 개구
10: 스팀실11: 스팀분사실
12: 스팀분사구12a: 스팀분사기
13: 스팀관14: 열풍기
14a: 열풍주입관15: 토출스팀흡수관
16: 외부 응축수 받이용 거터17: 스팀드럼
18: 1차 건조기18a: 2차 건조기
19: 인조피혁20: 귄취기
본 발명에서 제공하는 인조피혁 제조장치(1)는 통상의 부직포 내지는 직포로 이루어진 기재(2)를 1차로 물 70%, 폴리우레탄수지 30%로 분산조성된 수분산폴리우레탄수지(3)가 저장된 함침조(4)와, 상기 함침조(4)를 경유하여 수분산폴리우레탄수지(3)가 함침된 기재(2)를 건조하기 위한 건조기(5)를 설치한다.
상기 건조기(5)상에서의 바람직한 건조온도는 80~250℃이며, 기재(2)상의 수분산폴리우레탄수지(3) 함수율은 기재(2)의 중량 대비 약 50% 정도로 조절된다.
그리고 상기 건조기(5)를 통과하여 함수율이 조절된 기재(2)에 함침된 수분산폴리우레탄수지(3) 코팅면을 평활화하기 위하여 80~250℃의 온도로 가온될 수 있도록 스팀이 공급되는 스팀드럼(6)을 설치한다.
상기 스팀드럼(6)의 후측으로는 기재(2)상에 수분산폴리우레탄수지(3)가 함침코팅된 기재(2), 즉 함침포(2a)의 상면에 2차로 점도가 높은(점도 약 7,000 centipoise 정도) 수분산폴리우레탄수지(3)를 혼합하여 약 0.5~1.5mm 정도의 두께로 코팅하기 위한 코터(coater; 7)가 설치되며, 상기 코터(7)를 경유하면서 수분산폴리우레탄수지(3)를 코팅하면 일명 '코팅포'(2b)가 형성된다.
상기 2차로 코팅되는 수분산폴리우레탄수지(3)는 물과 고형분이 약 70:30의 비율로 혼합된 것을 사용하게 되며,
상기 고형분은 폴리우레탄수지 중량부 100부, 특정한 색상을 얻기 위한 토너 중량부 10부, 원하는 점도를 얻기 위한 점증제 중량부 5부, 기타첨가제로 무기염 또는 유기염을 중량부 5부로 혼합한 것을 사용하게 된다.
그리고 상기 코팅포(2b)에 코팅된 수분산폴리우레탄수지(3)를 스팀 응고하기 위한 스팀챔버(8)가 설치되어, 70~200℃ 정도의 온도를 갖는 스팀을 스팀챔버(8)내에서 공급하여 2차로 코팅된 수분산폴리우레탄수지(3)를 스팀 응고시켜 고형화할 수 있도록 한다.
상기 스팀챔버(8)상의 스팀 함량은 과포화 상태로 하고, 약 0.5kg/cm2의 압력으로 스팀챔버(8)의 하부에서 상부로 분사되도록 구성한다.
이를 위하여 스팀챔버(8)는 도 2에서 보는 바와 같이 스팀챔버(8)의 내부에 스테인레스 등으로 이루어진 스팀차단판(9)을 설치하여 상하 스팀실(10)과 스팀분사실(11)이 분리 형성되도록 하되, 상기 스팀차단판(9)의 양측면으로 도 3의 횡단면도에서 보는 바와 같이 개구(9a)를 형성하여 수개의 스팀분사기(12a)에서 분사되는 스팀이 다수개의 스팀분사구(12)를 통하여 스팀실(10)로 분사되도록 하여 은층면 하부에 직접적인 스팀 접촉이 없도록 구성하고, 스팀실(10)의 내부 상측과 전후에는 내부응축수제거용 스팀관(13)이 다수개 소정간격으로 배관된다.
상기 응축수제거용 스팀관(13)은 필요에 따라 전기적으로 가온되는 히터를 내장한 가온수단으로 대체될 수 있음은 물론이다.
그리고 스팀실(10)의 상부에는 열풍기(14)를 설치하여 코팅포(2b)가 유입되는 입구측으로 배관된 토출스팀흡수관(15)을 연결하고, 열풍기(14)에 발생된 열풍은 열풍주입관(14a)을 통하여 스팀분사실(11)로 공급되도록 한다.
한편, 상기 코팅포(2b)가 유입되는 스팀챔버(8)의 입구부에는 외부 응축수 받이용 거터(gutter; 16)를 설치하여 외부 응축수가 코팅포(2b) 상면에 낙하되지 않도록 한다.
상기 거터(16)는 입구부측에만 설치하여도 되는 바, 즉 스팀챔버(8) 출구부 쪽은 코팅포(2b)가 스팀 응고된 후 배출되므로 외부 응축수가 코팅포(2b) 상면에 낙하되더라도 제품에 전혀 영향을 끼치지 않기 때문이다.
상기 스팀챔버(8) 내부의 온도가 높으면 코팅포(2b)에 코팅되어 있는 수분산폴리우레탄수지(3)의 우레탄 분산매로 작용하고 있는 70%의 물이 끓어 표면 피막이 손상되기 때문에 스팀챔버(8)의 온도조절은 매우 중요하다. 스팀챔버(8)의 온도는 110~130℃ 정도로 운전하는 것이 바람직하다.
상기 스팀챔버(8)의 후측에는 스팀 응고된 코팅포(2b)의 은층면 건조를 위한 1차 건조기(18)가 설치되고, 은층면의 평활성을 위해 80~250℃의 온도로 가온될 수 있도록 스팀이 공급되는 스팀드럼(17)을 설치하고, 최종 건조를 수행할 수 있는 2차 건조기(18a)를 설치하여 코팅포(2b)를 최종 건조시킨 후 완성된 인조피혁(19)을 권취할 수 있는 권취로울러로 이루어진 권취기(20)가 설치된다.
이하 본 발명의 인조피혁 제조장치(1)의 작용 설명을 실제 본 발명의 인조피혁 제조장치(1)를 이용하여 인조피혁(19)을 제조하는 바람직한 실시예와 함께 이하에 상세히 설명키로 한다.
(실시예 1)
롤(roll) 상태로 권취된 부직포를 기재(2)로 하여 함침조(4)상으로 공급하며 함침조(4)에 투입된 수분산폴리우레탄수지(3)에 함침시켰다.
상기 수분산폴리우레탄수지(3)가 함침된 기재(2)를 약 130℃의 온도를 갖는 건조기(5)를 경유시키며 건조한 후, 약 120℃의 온도로 가온된 스팀드럼(6)을 통과시켜 기재(2)상에 코팅된 수분산폴리우레탄수지(3) 코팅면을 평활화시켰다.
스팀드럼(6)을 통과한 수분산폴리우레탄수지(3)가 함침된 함침포(2a)는 표면이 매끄럽고 기재(2)와 일체화된 상태였다.
상기 함침포(2a)의 상면에 점증제가 혼합되어 꿀과 같이 점도(粘度)가 높은 수분산폴리우레탄수지(3)를 코터(7)를 통과시키면서 함침포(2a) 상면에 약 1mm 두께로 코팅하면서 수분산폴리우레탄수지(3)가 코팅된 코팅포(2b)를 스팀챔버(8)의 스팀차단판(9) 상부 스팀실(10)로 연속적으로 투입하였다.
스팀챔버(8)의 스팀실(10) 내부 온도는 110~130℃를 유지하도록 셋팅하여 가동시켰으며, 스팀실(10)을 경유한 코팅포(2b) 상면에 코팅된 수분산폴리우레탄수지(3) 표면피막은 완전히 응고되었다.
그리고 상기 코팅포(2b)를 스팀챔버(8)상으로 경유시킬 시에 스팀챔버(8) 하부의 스팀분사실(11)에서 발생된 스팀은 스팀차단판(9)에 의해 직상승하지 않고 측면의 개구(9a)를 통하여 상승하여 코팅포(2b)상의 수분산폴리우레탄수지(3)를 스팀 응고할 수 있도록 하였다.
스팀챔버(8)를 경유한 코팅포(2b)를 1차 건조기(18)를 통과시켜 은층면 건조를 수행하고, 은층면의 평활성을 위해 120℃로 스팀 가온된 스팀드럼(17)을 통과시킨 후 2차 건조기(18a)를 통과시켜 최종 건조 후 완성된 인조피혁(19)을 귄취기(20) 상에 권취시키는 과정을 통해 인조피혁(19)의 제조를 완료하였다.
상기 실시예 1에 의해 제조된 인조피혁(19)은 광택이 없는 가죽질감을 그대로 가지고 있었으며, 표면질감은 매우 부드러웠고, 기존 방법에 의해 제조되는 인조피혁이 갖는 표면질감을 그대로 구현한 우수한 인조피혁을 얻을 수 있었다.
그리고 제조공정 역시 종래의 인조피혁 제조공정에 비하여 단시간에 이루어져 제품의 양산화에 크게 기여할 수 있음을 확인할 수 있었다.
이상에서 상세히 살펴 본 바와 같이 본 발명에서 제공하는 환경친화적인 인조피혁 제조장치(1)는 친환경적인 수분산폴리우레탄수지(3)를 부직포 또는 직포로 이루어진 기재(2)상에 1차로 함침하여 건조시킨 후 스팀에 의해 가온된 스팀드럼(6)에서 코팅면을 평활화시킨 함침포(2a)를 제조한 후, 상기 함침포(2b)상에 점증제가 투여된 수분산폴리우레탄수지(3)를 2차로 코팅하여 코팅포(2b)를 만든 후 스팀챔버(8) 상에서 스팀 응고시킨 후 은층면 건조를 위해 1차 건조시키고 스팀에 의해 가온된 스팀드럼(17)을 통과시켜 평활화시킨 후 2차 건조를 행하여 인조피혁(19)을 제조할 수 있는 것으로서,
본 발명은 특히 기존의 유기 용매형 인조피혁 제조장치에 비하여 환경친화적인 인조피혁을 제조할 시에 사용할 수 있으며, 장치 설치비용 절감 및 인력절감 등으로 염가의 인조피혁을 제공할 수 있고, 단시간에 인조피혁을 양산할 수 있어 생산성을 극대화할 수 있는 등 그 기대되는 효과가 다대한 발명이다.
Claims (3)
- 수분산폴리우레탄수지를 이용하여 인조피혁을 제조할 수 있는 인조피혁 제조장치(1)를 구성함에 있어서;기재(2)에 수분산폴리우레탄수지(3)를 함수률 약 50%로 함침할 수 있는 함침조(4)와,상기 함침조(4)를 경유한 수분산폴리우레탄수지(3)가 함침된 함침포(2a)를 건조할 수 있는 건조기(5)와 표면의 평활화를 위한 스팀드럼(6)을 연설하며,상기 스팀드럼(6)을 경유한 함침포(2a) 상면에 점증제가 혼합된 수분산폴리우레탄수지(3)를 코팅하여 코팅포(2b)를 가공하기 위한 코터(7)가 설치되고,상기 코팅포(2b)를 스팀 응고하기 위한 스팀챔버(8)는 내부를 스팀차단판(9)을 설치하여 상하 스팀실(10)과 스팀분사실(11)이 분리형성되고,상기 스팀차단판(9)의 양측에는 개구(9a)를 형성하여 수개의 스팀분사기(12a)에서 분사되는 스팀이 다수개의 스팀분사구(12)를 통하여 스팀실(10)로 분사되도록 하고, 스팀실(10)의 내부 상측과 전후에는 내부응축수제거용 스팀관(13)이 다수개 소정간격으로 배관되며,상기 스팀실(10)의 상부에는 열풍기(14)를 설치하여 입구측으로 배관된 토출스팀흡수관(15)을 연결하고, 열풍기(14)에 발생된 열풍은 열풍주입관(14a)을 통하여 스팀분사실(11)로 공급토록 하며,상기 코팅포(2b)가 유입되는 입구부에는 외부 응축수 받이용 거터(16)를 설치하고,상기 스팀챔버(8)의 후측에는 스팀 응고된 코팅포(2b)의 은층면 건조를 위한 1차 건조기(18)와, 은층면의 평활성을 위한 스팀드럼(17)과, 최종 건조를 위한 2차 건조기(18a)를 설치하고, 완성 인조피혁(19)을 권취할 수 있는 귄취기(20)를 구비하는 것을 특징으로 하는 환경친화적인 인조피혁 제조장치.
- 제 1 항에 있어서;상기 스팀챔버(8)내의 온도는 70~200℃인 것을 특징으로 하는 환경친화적인 인조피혁 제조장치.
- 제 1 항에 있어서;상기 스팀드럼(6,17)은 스팀에 의해 소정 온도로 가온되도록 한 것을 특징으로 하는 환경친화적인 인조피혁 제조장치.
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