KR102081508B1 - 천연섬유 기반의 가죽재 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 천연섬유 기반의 가죽재 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 면, 마, 모시, 한지사 섬유 및 목질 섬유로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 천연 소재 기반의 베이스 섬유; 및 해조류 추출물; 을 포함하는, 천연섬유 기반의 가죽재 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

Description

천연섬유 기반의 가죽재 및 이의 제조방법{NATURAL FIBER-BASED LEATHER AND PREPARING METHOD THEREOF}
본 발명은, 천연섬유 기반의 가죽재 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
인공피혁(합성피혁)은, 천연피혁과 유사하게 부드러운 질감 및 독특한 외관과 천연피혁에서 기대할 수 없는 유연성과 신장성을 제공할 수 있으므로, 신발, 의류, 장갑, 잡화, 가구, 인테리어 내장재 및 자동차 내장재 등과 같은 다양한 분야에 천연피혁을 대체할 소재로 사용되고 있다.
인공 피혁은, 폴리우레탄, 실리콘, 폴리비닐클로라이드 (PVC) 등을 고분자 원료로 사용하여 제조되고, 천연가죽에 비하여 가격이 저렴하므로, 인공피혁을 이용한 가죽 상품의 개발이 활발하게 이루어지고 있다.
종래의 인공피혁의 제조 시 점착제, 코팅제, 함침제 등으로 폴리우레탄, 폴리비닐클로라이드 (PVC) 등과 같은 합성 고분자, 유기용제 등이 사용되고 있다. 예를 들어, 폴리우레탄, 디메틸포름아미드, 메틸에틸케톤 및 안료를 적정비로 배합한 코팅액을 적어도 1회 이상 이형지 위에 코팅한 후, 상기 이형지를 건조기에 통과시켜서 용매를 휘발하여 필름을 형성한다. 다음으로, 그 위에 다시 폴리우레탄 접착제와 경화제, 경화촉진제 및 디메틸포름아미드, 메틸에틸케톤을 적정비로 배합한 코팅액으로 코팅한 이후, 접착제로 원단을 접착하여 충분히 경화시킨 후, 이형지를 박리하여 폴리우레탄 인공피혁을 제조하고 있다. 이러한 접착제, 유기용제 등을 이용한 인공피혁은, 제조 및 폐기 시 환경문제 및 인체 유해성 문제가 발생하고 있다.
최근에서는 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유, 폴리아미드 섬유 등 합성 섬유를 이용한 인공피혁의 제조기술이 연구되고 있으나, 인테리어 내장재 용도 또는 잡화용도 등 다양한 합성피혁 용도에 적합한 물성, 도색 등과 같은 가공성 및 내구성 등에서 만족스러운 결과를 갖는 인공피혁의 구현이 어려운 문제점이 있다.
본 발명은, 천연소재 기반의 섬유를 적용하여 친환경적이고, 항균성, 내구성, 통기성, 색 발현성 등이 우수한 천연섬유 기반의 가죽재를 제공할 수 있다.
본 발명은, 본 발명의 천연섬유 기반의 가죽재의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
발명의 일 실시예에 따라, 면, 마, 모시, 한지사 섬유 및 목질 섬유로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 천연 소재 기반의 베이스 섬유; 및 해조류 추출물; 을 포함하는, 천연섬유 기반의 가죽재에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 목질 섬유는, 파인애플잎 섬유, 대나무 섬유, 바나나 섬유, 옥수수 섬유, 코코넛 섬유 및 야자수 섬유로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하고, 상기 베이스 섬유는, 모, 견 및 모헤어로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 베이스 섬유의 굵기는, 8 수 내지 12 수인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 해조류 추출물은, 다당류 물질이고, 상기 다당류 물질은, 우무, 전분, 아가, 카라기난, 알긴산 및 알긴산염으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 라텍스를 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 베이스 섬유를 포함하는 직물, 원단 및 부직포로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 해조류 추출물은, 상기 천연섬유 기반의 가죽재 내에 침투된 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 해조류 추출물은, 상기 천연섬유 복합재의 전체 부피에 대해 1 부피% 내지 90 부피%로 포함되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 천연 소재 기반의 베이스 섬유를 준비하는 단계; 상기 베이스 섬유를 수분으로 전처리하는 단계; 점착제 용액을 준비하는 단계; 및 베이스 섬유에 상기 점착제 용액을 처리하는 단계; 를 포함하고, 상기 베이스 섬유는, 면, 마, 모시, 한지사 섬유 및 목질 섬유로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 천연 소재를 포함하고, 상기 점착제 용액은, 해조류 추출물을 포함하는, 천연섬유 기반의 가죽재의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 점착제 용액을 상기 베이스 섬유에 분사하거나 또는 상기 점착제 용액에 상기 베이스 섬유를 침지하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 점착제 용액이 처리된 베이스 섬유에 무기염 용액을 처리하는 단계; 를 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 무기염은, 칼슘, 칼륨, 또는 나트륨의 할로겐염, 아세트산염, 인산염, 황산염 및 질산염으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 점착제 용액은, 해조류 추출물, 라텍스, 용매 및 첨가제를 포함하고, 상기 첨가제는, 염료, 항균성 물질, 약초 추출물 및 목초액으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 점착제 용액을 준비하는 단계는, 해조류 추출물을 겔화하는 단계; 상기 겔화된 해조류 추출물에 라텍스를 첨가하는 단계; 및 상기 라텍스를 첨가하는 단계 이후에 용매를 가하여 희석하는 단계; 를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 해조류 추출물을 겔화하는 단계는, 해조류 추출물 및 물을 혼합하여 겔화하고, 상기 해조류 추출물 대 물의 혼합비는, 1:10 내지 1:500 (질량비)이고, 상기 라텍스를 첨가하는 단계는, 라텍스 및 물의 혼합 용액을 첨가하고, 상기 혼합 용액에서 라텍스 대 물의 혼합비는, 1:1 내지 1:10(질량비)인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 라텍스를 첨가하는 단계에서 상기 혼합 용액 대 상기 겔화된 해조류 추출물의 혼합비 1:1 내지 100:1 (질량비)인 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 점착제 용액을 처리하는 단계는, 상기 점착제 용액의 분사 또는 침지 이후에 압력을 가하여 상기 점착제 용액의 침투를 유도하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상온 내지 100 ℃에서 1초 이상 동안 열처리하는 단계; 및 탈포하는 단계; 를 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 베이스 섬유를 준비하는 단계는, 상기 베이스 섬유로 이루어진 직물, 원단 및 부직포 중 1종 이상을 포함하는 천연섬유 기반의 기재를 준비하는 것일 수 있다.
본 발명은, 내부 접착제로 해조 추출물을 적용하여, 가공, 보관 및 사용 환경 등에서 크랙 등과 같은 손상 발생이 적은 내구성이 향상된 천연섬유 기반의 가죽재를 제공할 수 있다.
본 발명은, 제조공정 및 폐기 시 유해 물질의 발생이 적고, 인체에 안전한 천연섬유 기반의 가죽재를 제공할 수 있다.
본 발명은, 천연피혁과 유사한 촉감, 볼륨감 등을 가지면서 인장강도, 공기투과성, 마찰견뢰도 등이 우수하여 천연 및 인조피혁의 대체 소재로 적용될 수 있는 천연섬유 기반의 가죽재를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 천연섬유 기반의 가죽재는, 가공성 및 내구성이 우수하여 직물, 원단, 신발, 의류, 장갑, 잡화, 가구, 인테리어 내장재 및 자동차 내장재 등에 다양한 용도로 적용될 수 있다.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른, 본 발명에 의한 천연섬유 기반의 가죽재의 제조공정의 흐름도를 나타낸 것이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 다양한 색상으로 구현한 천연섬유 기반의 가죽재의 완제품을 촬영한 사진이다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명은, 천연섬유 기반의 가죽재를 제공하는 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 천연섬유 기반의 가죽재는, 천연 소재 기반의 베이스 섬유; 및 해조류 추출물;을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 천연 소재 기반의 베이스 섬유는, 친환경적이고, 통기성, 방향성 등을 제공할 수 있다. 상기 천연 소재 기반의 베이스 섬유는, 식물성 섬유를 포함할 수 있으며, 예를 들어, 상기 식물성 섬유는, 면, 마, 모시, 한지사 섬유 및 목질 섬유로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 상기 마는, 아마, 황마, 대마, 케나프 등일 수 있고, 상기 목질 섬유는, 파인애플잎 섬유, 대나무 섬유, 바나나 섬유, 옥수수 섬유, 코코넛 섬유, 야자수 섬유 등일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 천연 소재 기반의 베이스 섬유는 동물성 섬유를 더 포함할 수 있고, 예를 들어, 상기 동물성 섬유는, 모, 견 및 모헤어로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 천연 소재 기반의 베이스 섬유는, 장섬유, 준장섬유 및 단섬유 중 1종 이상을 포함하고, 상기 베이스 섬유의 굵기는 8 수 내지 12 수일 수 있다. 상기 베이스 섬유의 굵기가 상기 범위 내에 포함되면 천연섬유 기반의 가죽재 내에 해조류 추출물의 침투율을 증가시켜 기계적 물성이 우수한 가죽재를 제공할 수 있다.
상기 베이스 섬유는, 직물, 원단 및 부직포로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 섬유 기재로 포함될 수 있다. 상기 섬유 기재 내에 해조류 추출물 등이 침투되어 베이스 섬유들을 강하게 점착시키고 기계적 물성을 향상시킬 수 있다. 상기 섬유 기재의 두께는, 1 ㎛ 이상; 100 ㎛ 이상; 100 ㎛ 내지 100 mm; 또는 0.1 mm 내지 20 mm; 일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 해조류 추출물은, 천연섬유 기반의 가죽재 내에 침투하여 섬유들 사이를 연결하는 점착제로 작용할 수 있고, 적절한 점성을 유지하여 내구성을 향상시켜 염색 등과 같은 후가공 공정에서 가죽재에 크랙 등의 발생을 방지할 수 있다. 또한, 상기 해조류 추출물은, 항균성, 방오성, 공기 투과성 등을 제공하고, 가죽재의 수분함유량을 향상시킬 수 있다. 또한, 인체 무독성이고, 가공성이 좋아 천연섬유 기반의 가죽재의 제조공정을 간소화시킬 수 있다.
상기 해조류 추출물은, 홍조류, 갈조류, 녹조류, 클로렐라 및 스피루리나 등의 해조류에서 획득한 추물물일 수 있다. 상기 홍조류는, 우뭇가사리, 김, 코토니, 개도박, 둥근돌김, 개우무, 새발, 참풀가사리, 꼬시래기, 진두발, 참도박, 가시우무, 비단풀, 단박, 돌가사리, 석목 및 지누아리 등일 수 있다. 상기 갈조류는, 미역, 다시마, 헛가지말, 민가지말, 패, 고리매, 미역쇠, 감태, 곰피, 대황, 쇠미역사촌, 모자반, 괭생이 모자반, 지충이 및 톳 등일 수 있다. 상기 녹조류는, 청태, 해캄, 파래, 청각, 구슬청각, 옥덩굴 및 염주말 등일 수 있다.
상기 해조류 추출물은, 다당류 물질이고, 우무, 전분, 아가 (agar), 카라기난 (carrageenan), 알긴산 (alginic acid) 및 알긴산염 (alginate)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 알긴산일 수 있다. 예를 들어, 상기 알긴산은, 미역, 다시마 등의 갈조류에서 추출되는 물질이며, 마누론산 블록과 글루론산 블록 및 그 중간형의 블록이 1,4-글리코시드로 결합된 공중합체이다. 상기 알긴산은, 상기 천연섬유 기반의 가죽재 내에 침투하여 섬유들 사이 및/또는 섬유들 내에서 높은 밀도와 적절한 점성을 갖는 점착제로 작용할 수 있다. 또한, 상기 알긴산은, 분자 속에 카르복시기를 가지고 있으므로, 항균 기능성을 제공하고, 수분함유량이 높아 공기 투과도 등을 개선시킬 수 있다.
상기 해조류 추출물은, 해조류를 물 및/또는 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올 등의 알콜; 헥산; 아세톤 등의 케톤; 등의 유기 용매로 추출하여 농축하거나 또는 분말한 것, 가압하여 오일로 추출한 것, 분쇄 장치를 이용하여 획득한 분말 등일 수 있다. 상기 해조류 추출물은, 본 발명의 기술 분야에서 알려진 방법을 이용하여 획득할 수 있고, 예를 들어, 해조류를 알칼리 수용액에 일정시간 침지시킨 후 물로 세척하고, 상기 세척된 해조류를 추출 용매에 침지시키고 추출할 수 있다. 이때, 추출 온도는, 적절하게 선택될 수 있고, 50 ℃ 내지 150 ℃일 수 있다. 상기 추출용매는, 상기 언급한 용매; 및 H2SO4, HCl, HBr, HNO3, CH3COOH, HCOOH, HClO4 (perchloric acid), H3PO4 (phosphoric acid), PTSA (para-toluene sulfonic acid), 상용 고체산 등의 산;을 포함할 수 있고, 상기 알칼리 수용액은, 수산화칼륨, 수산화나트륨, 수산화칼슘, 암모니아 수용액 등을 포함할 수 있다.
상기 해조류 추출물은, 상기 천연섬유 기반의 가죽재의 전체 부피에 대해 1 부피% 내지 90 부피%; 바람직하게는 1 부피% 내지 50 부피%; 더 바람직하게는 2 부피% 내지 30 부피%;로 포함될 수 있다. 상기 해조류 추출물이 상기 범위 내에 포함되면 상기 천연섬유 기반의 가죽재 내부에 해조류 추출물의 침투율이 높아 섬유들 간의 강한 결합을 형성하고, 도색 등과 같은 후가공 공정에서 크랙 등의 발생 및 기계적 강도 저하 등을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 천연섬유 기반의 가죽재는 라텍스를 더 포함할 수 있다. 상기 라텍스(Latex)는, 점착제의 기능을 가지면서 가죽재의 유연성, 탄성회복율 등을 조절할 수 있고, 가죽재의 촉감 등을 개선시킬 수 있다. 상기 라텍스는, 상기 해조류 추출물에 대해 0 초과 내지 50 중량부; 1 중량부 내지 30 중량부; 또는 1 중량부 내지 10 중량부;로 포함될 수 있다. 상기 라텍스는, 고무나무로부터 얻어지는 자연제품 또는 스틸렌 (Styrene)과 부타디엔 (Butadiene)이 주모노머로 구성되어 있는 고분자를 공중합한 폴리머일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 천연섬유 기반의 가죽재는, 적용 분야에 요구되는 기능, 물성 등을 제공하기 위해서 섬유 및 가죽재에 적용 가능한 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 첨가제는, 염료, 염색제, 항균성 성분, 항균제, 광택제 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한하는 것을 아니다. 상기 첨가제는, 상기 해조류 추출물에 대해 0 초과 내지 10 중량부; 또는 0.1 중량부 내지 5 중량부;로 포함될 수 있다.
상기 항균성 성분은, 향균성 물질, 식물 추출물, 목초액, 약초 추출물 등을 포함할 수 있고, 예를 들어, 키토산, 은나노, 화산재, 기약토, 피톤치드, 세라미드, 황토, 게르마늄, 맥반석, 옥 및 숯 등의 향균성 물질; 및 녹나무과, 측백나무과, 소나무과, 삼나무과, 두릅나무과, 녹차나무과, 동백나무과, 향나무과, 장비과, 허브과, 물푸레나무과 (Oleaceae), 은행나무과, 인동과, 녹나무과, 아마과 (Linaceae), 벼과 (Poaceae), 운향과, 백합과, 연잎과, 꿀풀과, 국화과, 참나무과 및 옻나무과 등의 식물 추출물; 나무에서 얻은 수액 또는 진액 등의 목초액; 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한하는 것을 아니다.
예를 들어, 상기 약초 추출물은, 감국, 감초, 강활, 계지, 구기자, 당귀, 독활, 두충, 마황, 만형자, 모과, 목향, 박하, 반하, 방풍, 백복령, 백작약, 백지, 생강, 생지황, 석고, 세신, 속단, 숙지황, 시호, 오약, 우슬, 원두충(초), 육계, 인삼, 죽여, 지각, 지골피, 지모, 진교, 진피, 창출, 천궁, 치자, 향부자, 황금, 황련, 황백, 황기, 홍화, 하수오, 삼백초, 어성초, 약쑥 및 맥문동 등의 추출물 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한하지 않는다. 상기 추출물은, 잎, 줄기, 꽃, 뿌리, 열매 또는 씨앗 등을 물로 끓이거나 또는 알콜, 헥산 등의 용매로 추출하여 농축하거나 또는 분말로 한 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 천연섬유 기반의 가죽재는, 천연피혁과 유사한 촉감, 볼륨감, 유연성 등을 나타내고, 우수한 인장 강도를 나타내면서, 5 내지 60 % 압축률(두께 방향) 및 10 % 신장 시 탄성회복율은 80 % 이상(복원율, 두께 방향)을 나타낼 수 있다. 상기 압축률 및 탄성회복율의 범위 내에 포함 시 가죽재의 우수한 촉감을 가지면서 형태 안정성, 충만감 등을 개선시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 천연섬유 기반의 가죽재를 포함하는 제품에 관한 것이다. 상기 제품은, 가죽재가 적용 가능한 것이라면 제한 없이 적용될 수 있고, 예를 들어, 신발, 의류, 장갑, 잡화(액세서리, 가방, 구두, 벨트, 모자, 지갑 등), 가구, 침구, 장식재, 인테리어 내장재, 자동차 내장재 등일 수 있으나, 이에 제한하는 것을 아니다.
본 발명은, 천연섬유 기반의 가죽재의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 제조방법은, 도 1을 참조하여 설명한다. 도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따른, 본 발명에 의한 천연섬유 기반의 가죽재의 제조방법에 관한 것으로, 도 1에서 상기 제조방법은, 천연 소재 기반의 베이스 섬유를 준비하는 단계(110); 베이스 섬유를 수분으로 전처리하는 단계(120); 점착제 용액을 준비하는 단계(130); 및 베이스 섬유에 상기 점착제 용액을 처리하는 단계(140);를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 천연 소재 기반의 베이스 섬유를 준비하는 단계(110)는, 상기 언급한 베이스 섬유 및/또는 상기 베이스 섬유를 포함하는 직물, 원단 및 부직포로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 섬유 기재를 준비할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 베이스 섬유를 수분으로 전처리하는 단계(120)는, 상기 베이스 섬유에 미스트 등으로 물을 분무 또는 도포하거나 또는 물 내에 침지하여 상기 베이스 섬유의 수분율을 높이는 단계이다. 상기 전처리하는 단계는, 0 ℃ 이상의 온도; 상온 내지 200 ℃ 온도; 상온 내지 100 ℃ 온도에서 실시될 수 있다. 상기 미스트는, 물을 초음파 분무하여 생성되거나 또는 증기일 수 있다. 전처리하는 단계(120)는, 1초 이상; 1초 내지 5시간; 1분 내지 2시간; 또는 1분 내지 1시간 동안 실시될 수 있다. 상기 온도 및 시간 범위 내에 포함될 경우에, 점착제의 수용성이 증가하여 점착제의 내부 침투를 향상시킬 수 있다. 상기 수분으로 전처리하는 단계는, 물에 상기 언급한 첨가제를 더 첨가하여 실시될 수 있으며, 예를 들어, 물 추출물, 목초액 등을 첨가하여 항균력을 증가시키거나 또는 염료 등으로 염색할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 점착제 용액을 준비하는 단계(130)는, 상기 베이스 섬유 또는 섬유 기재 내에 침투하여 점착제로 작용하는 해조류 추출물을 포함하는 점착제 용액을 준비하는 단계이다. 상기 첨가제 용액은, 해조류 추출물 및 용매를 포함하고, 라텍스 및 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 해조류 추출물, 라텍스 및 첨가제는 상기 언급한 바와 같다.
예를 들어, 점착제 용액을 준비하는 단계(130)는, 해조류 추출물을 겔화하는 단계(131); 를 포함하고, 겔화된 해조류 추출물에 라텍스를 첨가하는 단계(132); 를 더 포함할 수 있다.
해조류 추출물을 겔화하는 단계(131)는, 물 및 해조류 추출물을 혼합하여 겔화된 해조류 추출물을 형성하는 단계이다. 상기 해조류 추출물 대 물의 혼합비는, 1:10 내지 1:500 (질량비); 또는 1:100 내지 1:300 (질량비)일 수 있으며, 상기 혼합비 내에 포함되면 점착제의 내부 침투율을 높이면서 적절한 점성을 제공하여 가죽재의 유연성, 내구성 등을 개선시킬 수 있다. 또한, 해조류 추출물을 겔화하는 단계(131)는, 상기 언급한 첨가제를 더 첨가하여 겔화된 해조류 추출물을 형성할 수 있다.
겔화된 해조류 추출물에 라텍스를 첨가하는 단계(132)는, 라텍스 및 물의 혼합 용액을 상기 겔화된 해조류 추출물에 첨가하는 단계이다. 상기 혼합 용액에서 라텍스 대 물의 혼합비는, 1:1 내지 1:10 (질량비); 또는 1:2 내지 1:5 (질량비)일 수 있다. 상기 혼합 용액은, 상기 혼합 용액 대 상기 겔화된 해조류 추출물의 혼합비는, 1:1 내지 100:1 (질량비); 또는 5:1 내지 20:1 (질량비)로 첨가될 수 있다. 상기 혼합비 내에 포함되면, 겔화된 해조류 추출물 및 라텍스의 내부 침투율을 증가시키고, 섬유들 간의 점착력 및 기계적 물성을 개선시킬 수 있다. 상기 라텍스는, 액상이거나 또는 직경 0.01 ㎛ 내지 10 ㎛; 또는 0.1 ㎛ 내지 5 ㎛의 구형의 폴리머 입자일 수 있다. 또한, 상기 혼합 용액에 상기 언급한 첨가제를 더 첨가할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 점착제 용액을 처리하는 단계(140)는, 상기 수분으로 전처리된 베이스 섬유에 점착제 용액을 분사 또는 도포하거나 또는 상기 점착제 용액에 상기 베이스 섬유를 침지하여 상기 점착제 용액을 침투시키는 단계이다. 예를 들어, 롤투롤 코팅과 같이 일정한 압력을 가하여 점착제 용액을 침투시키거나 초음파 스프레이 분사, 도포 또는 침지 이후에 일정한 압력(예를 들어, 롤, 밀링기 등을 이용)을 가하여 점착제 용액의 침투를 증가시키고, 균일한 침투를 유도할 수 있다.
점착제 용액을 처리하는 단계(140)는, 상기 베이스 섬유에 상기 언급한 공정으로 상기 점착제 용액의 처리 시 또는 이후에 감압 분위기를 형성하여 용액의 일부를 증발시키거나 및/또는 기포를 제거할 수 있다. 예를 들어, 침지 시 또는 후에 감압 분위기를 형성하여 기포를 제거할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 점착제 용액이 처리된 베이스 섬유에 무기염 용액을 처리하는 단계(150);를 더 포함할 수 있다. 무기염 용액을 처리하는 단계(150)는, 무기염을 처리하여 상기 해조류 추출물의 응고를 유도하여 상기 베이스 섬유들 사이에 상기 해조류 추출물의 충진 밀도를 증가시키고, 상기 베이스 섬유들의 적절한 점성을 유지하면서 점착력을 증가시킬 수 있다. 또한, 상기 무기염 용액을 적용하여 가죽재의 탄성회복율, 유연성 등을 조절할 수 있다. 상기 무기염은, 칼슘, 칼륨, 또는 나트륨의 할로겐염, 아세트산염, 인산염, 황산염 및 질산염으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 칼슘, 칼륨, 또는 나트륨의 염화염, 아세트산염, 인산염 등일 수 있다. 상기 무기염은, 1 내지 30 중량% 농도의 수용액으로 처리될 수 있다. 상기 무기염의 농도 범위 내에 포함되면 가죽재의 점성 조절이 유리하고 가죽재의 내구성, 촉감 등을 개선시킬 수 있다. 일 예로서, 상기 무기염은 염화칼슘일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 열처리 건조하는 단계(160) 및 탈포하는 단계(170)를 더 포함할 수 있다.
열처리 건조하는 단계(160)는, 상기 가죽재의 표면 상에 잔류하는 점착제, 용액 등을 제거하고, 가죽재 내부에 점착제, 라텍스, 첨가제 등과 같이 유효한 성분은 남기고 용매 등을 제거하는 단계이다. 열처리하는 단계(160)는, 상온 내지 100 ℃; 또는 50 ℃ 내지 80 ℃; 에서 1초 이상; 1 분 내지 24 시간; 1 분 내지 10시간; 또는 1분 내지 5 시간 동안 열처리 건조할 수 있다.
탈포하는 단계(170)는, 상기 열처리하는 단계 이전, 이후 또는 이 둘에서 감압 분위기를 형성하여 용액을 증발시키고 기포를 제거하는 단계이다. 바람직하게는, 열처리 이전에 진행될 수 있다. 탈포하는 단계(170)는, 상온 내지 100 ℃; 또는 상온 ℃ 내지 40 ℃; 에서 1초 이상; 1분 내지 5시간; 1분 내지 1시간 동안 탈포할 수 있다.
선택적으로, 열처리 건조하는 단계(160) 및 탈포하는 단계(170) 중 적어도 하나의 단계 이전 및/또는 이후에 시편에 일정한 압력을 가할 수 있고, 예를 들어, 밀링기를 이용하여 압착할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따라, 상기 가죽재의 적용방법, 적용처에 따라 본 발명의 기술 분야에서 알려진 적절한 후가공 공정을 진행할 수 있으며, 예를 들어, 수성잉크 등으로 도색, 염색, 표면 처리, 밀링 등일 수 있으나, 본 명세서에는 구체적으로 언급하지 않는다.
실시예
마 및 면 혼용섬유(혼용률: 마 20 % 및 면 80 %, 섬유 굵기: 8수)를 수증기로 1분 동안 처리한 이후 점착제 용액에 5분 동안 침지하였다. 다음으로, CaCl2 수용액(20 중량%) 용액에 1분 30초 동안 처리한 이후 물을 이용하여 한차례 세척하였다. 그 후, 밀폐된 공간에서 40도 온도로 유지하면서 20분 동안 열처리 건조하였다. 이후 밀링기에 상기 소재를 투입하여 소재를 압착하였다.
상기 점착제 용액은, 알긴산(10 중량%), 라텍스(40 중량%) 및 물(50 중량%)로 제조되었다.
(1) 유해성분
실시예에서 제조된 가죽재는 FITI 시험연구원에서 유해성분을 분석하였으며, 그 결과는 표 1에 나타내었다.
기준(mg/Kg) 결과
아릴아민 300 이하 검출안됨
폼알데하이드 5.0 이하 검출안됨
염소화페놀류 3.0 이하 검출안됨
6가 크로뮴 함유량 3.0 이하 검출안됨
유기주석화합물 1.0 이하 검출안됨
다이메틸푸마레이트 0.1 이하 검출안됨
일반적인 가죽 제품의 경우, 기준치 이하 정도로 수치가 나올 수 있지만, 본 발명의 경우 아예 검출능 미만의 범위로 확인되어, 검출이 안되는 결과를 확인하였다.
(2) 인장강도
KS K 0520:2015 법 및 C.R.E., 그래브법을 이용하고, 표준 상태 (20℃, 65% 상대습도)하에서 24시간 이상 방치한 후 직물의 폭 10 cm, 길이 15 cm로 직물의 인장강도를 측정하였다. 그 결과는, 길이:650 N 및 폭 1400 (N)으로 측정되었다.
(3) 공기투과도
KS K ISO 9237:2011 법 규정에 따라 125 Pa 압력하에서 공기투과도를 측정하였으며, 그 결과 2.0 이상(mm/s)로 측정되었다. 따라서, 본 발명의 경우 통풍성도 대단히 우수함을 확인하였다.
(4) 마찰견뢰도
KS K 0650:2011 법의 규정에 따라 마찰견뢰도를 측정하였으며, 그 결과는 건식(4-5급) 및 습식(4-5급)로 측정되었다.
(5) 항균성
본 발명은 Staphylococcus aureus ATCC6538 황색포도상구균 및 Klebsiella pneumoniae ATCC4352 폐렴균을 이용한(접종 후 배양) 항균성 테스트를 통해서, 18시간 배양 후 본 발명의 실시예의 경우 대조군 간의 관계에서 99.9 %의 살균 감소율(%)이 확보됨을 확인하였다.
- 살균 감소율(%)= 100(Y-X)/Y
- X: 실시예에 대한 18시간 배양 후 생균 수
- Y: 대조군의 접종 직후의 생균 수
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른, 다양한 색상으로 구현한 천연섬유 기반의 가죽재의 완제품을 촬영한 사진이다. 상술한 방법으로 구현한 천연섬유 기반의 가죽재에 다양한 색상을 입혀 도 2와 같은 가죽재를 확보하였다.
상기 언급한 바와 같이, 본 발명의 실시예의 가죽재는 유해성분이 검출되지 않거나 기준치 이하로 검출되어 유해성이 낮고, 친환경성을 갖는 것을 확인할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예의 가죽재는, 천연피혁과 유사한 촉감 등을 제공하고, 인장강도, 공기투과성 및 마찰견뢰도에서 모두 우수항 물성을 가지므로, 천연피혁 및 인조피혁의 대체 소재로 적용될 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.

Claims (18)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 천연 소재 기반의 베이스 섬유를 준비하는 단계;
    상기 베이스 섬유를 수분으로 전처리하는 단계;
    점착제 용액을 준비하는 단계; 및
    베이스 섬유에 상기 점착제 용액을 처리하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 베이스 섬유는, 면, 마, 모시, 한지사 섬유 및 목질 섬유로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 천연 소재를 포함하고,
    상기 점착제 용액은, 해조류 추출물 및 라텍스를 포함하고,
    상기 해조류 추출물 및 상기 라텍스는, 천연섬유 기반의 가죽재 내에 침투된 것이며,
    상기 해조류 추출물은, 상기 천연섬유 기반의 가죽재의 전체 부피에 대해 1 부피% 내지 90 부피%로 포함되고,
    상기 베이스 섬유의 굵기는, 8 수 내지 12 수이고,
    상기 점착제 용액을 준비하는 단계는,
    해조류 추출물을 겔화하는 단계; 및
    상기 겔화된 해조류 추출물에 라텍스를 첨가하는 단계;
    를 포함하고,
    상기 라텍스를 첨가하는 단계는, 라텍스 및 물의 혼합 용액을 첨가하고,
    상기 혼합 용액에서 라텍스 대 물의 혼합비는, 1:1 내지 1:10(질량비)이고,
    상기 라텍스를 첨가하는 단계에서 상기 혼합 용액 대 상기 겔화된 해조류 추출물의 혼합비는, 1:1 내지 100:1 (질량비)인 것인,
    천연섬유 기반의 가죽재의 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 점착제 용액을 처리하는 단계는, 상기 점착제 용액을 상기 베이스 섬유에 분사하거나 또는 상기 점착제 용액에 상기 베이스 섬유를 침지하는 것인,
    천연섬유 기반의 가죽재의 제조방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 점착제 용액이 처리된 베이스 섬유에 무기염 용액을 처리하는 단계; 를 더 포함하고,
    상기 무기염은, 칼슘, 칼륨, 또는 나트륨의 할로겐염, 아세트산염, 인산염, 황산염 및 질산염으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것인,
    천연섬유 기반의 가죽재의 제조방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 점착제 용액은, 용매 및 첨가제를 포함하고,
    상기 첨가제는, 염료, 항균성 물질, 약초 추출물 및 목초액으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것인,
    천연섬유 기반의 가죽재의 제조방법.
  13. 삭제
  14. 제9항에 있어서,
    상기 해조류 추출물을 겔화하는 단계는, 물 및 해조류 추출물을 혼합하여 겔화하고, 상기 해조류 추출물 대 물의 혼합비는, 1:10 내지 1:500 (질량비)인 것인,
    천연섬유 기반의 가죽재의 제조방법.
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 제9항에 있어서,
    상기 점착제 용액을 처리하는 단계는, 상기 점착제 용액의 분사 또는 침지 이후에 압력을 가하여 상기 점착제 용액의 침투를 유도하는 것인,
    천연섬유 기반의 가죽재의 제조방법.
  18. 제9항에 있어서,
    상온 내지 100 ℃에서 1초 이상 동안 열처리 건조하는 단계; 및
    탈포하는 단계; 를 더 포함하는 것인,
    천연섬유 기반의 가죽재의 제조방법.
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