왜 일부 가죽 제품은 오래 사용하면 '벗겨짐'이 발생할까?

마모와 벗겨짐은 완전히 다른 두 가지 파손 유형이다. 마모는 소재가 서서히 줄어드는 것이며, 형태는 얇아지고 광택이 나며 무늬가 평평해진다. 반면 벗겨짐은 소재 내부가 먼저 파괴되어 형태가 부풀고, 균열이 생기며, 분말화되고 결국 면 단위로 박리되는 현상이다. 하나는 감산이고, 다른 하나는 내부의 분열이다.

그렇다면 '내부'란 무엇인가? 사실 합성피혁 한 장은 4층 구조로 되어 있다.

핵심은 이 4개 층 사이에는 '계면(interface)'만 있을 뿐 '용접선'은 존재하지 않는다는 점이다. 이들은 화학적 결합과 물리적 앵커링(anchoring)으로 붙어 있다. 어느 한 층이 파손되거나 어느 한 계면이라도 느슨해지면, 소비자의 눈에는 단 하나의 결과만 보인다—바로 벗겨짐이다.

따라서 표면이 들뜨는 것을 본다면, 문제는 대부분 표면이 아니라 당신 눈에 보이지 않는 그 두 층 사이에 있다.

우선, 가수분해(hydrolysis)—가장 은밀한 존재이다.

PU 분자 사슬에는 에스터 결합(—COO—)이 다량 존재하며, 본래 물을 싫어한다. 수분 분자가 침투하면 산·알칼리 또는 고온 조건에서 촉매 작용으로 사슬이 끊어진다. 그리고 절단된 부분에서 생성된 카복실기가 다음 가수분해를 촉진하는데 —— 이는 자기 증폭적이며 멈추지 않는다. 온도가 10℃ 상승할 때마다 반응 속도는 거의 두 배가 된다.

이는 단계적으로 조용히 진행된다. 처음 6~18개월 동안은 알 수 없고, 1.5~3년 후에 미세한 균열이 나타나며, 2~5년이 돼서야 비로소 벗겨짐이 보인다. 첫 번째 층이 벗겨졌음을 확실히 눈으로 확인했을 때에는, 옆에 아직 멀쩡해 보이는 부분도 이미 화학적으로 절반 이상 파괴된 지 오래다.

참고로 말하자면, 가수분해 저항성이 있는지 여부는 'PU인지 아닌지'가 아니라 어떤 폴리올을 사용했는지에 달려 있다. 폴리에스터 계열은 물에 가장 취약하고, 폴리에테르 계열은 비교적 우수하다. 물을 싫어하는 것은 PU 자체가 아니라 잘못된 소재 선택으로 만들어진 PU이다.

다음으로, 땀과 피지—만성적인 부식제이다.

땀은 pH 약 4.5~5.5이며, 젖산, 요소, 지방산, 염분을 포함한다. 가죽 입장에서는 촉매를 자체 내장한 '가수분해 가속 팩'과 같다 —— 수분, 열, 염분, 산이 동시에 도달하며, 그것도 수시간 동안 계속된다. 같은 소파라 하더라도 가운데 부분이 먼저 부식되고 양끝은 아직 좋은 이유는 가운데에 앉는 횟수가 많아서가 아니라, 가운데 부분이 뜨겁고 습하며 산성 상태이기 때문이다.

물과 땀이라는 두 가지 주요 원인 외에도, 경화, 자외선 손상, 굽힘 손상 역시 간과할 수 없는 중요한 요인이다.

가소제 이행 — PVC의 '독점 특허병'

PVC는 본래 딱딱하고 취약하여 부드럽게 만들기 위해 대량의 가소제를 첨가해야 한다. 그러나 가소제는 화학적으로 결합된 것이 아니므로 서서히 휘발되고 이행되며 닦여 없어진다. 그 결과는 이렇다. 가소제 소실 → PVC 경화 → 수축 → 균열 → 박리. 구매 전에 PU인지 PVC인지 확실히 확인한다면, 함정의 절반은 피할 수 있다. 이는 접촉하는 다른 제품도 오염시킨다—옆에 있는 플라스틱 부품이 끈적거리거나 책상 위에 자국이 남는 대부분의 경우가 바로 이것 때문이다.

빛과 산소

자외선의 에너지는 C—C 결합이나 C—N 결합을 직접 끊을 만큼 충분하며, 산소와 함께 광산화 열화를 일으킨다. 처음에는 광택을 잃고, 다음에 하얗게 가루가 나며, 마지막으로 실버크랙(silver crack)이 나타난다. 가장 바깥층만 파괴하므로 종종 '표면이 한 겹씩 벗겨지는' 형태로 나타나며, 아래층은 오히려 상태가 양호한 경우가 많다.

반복적인 굽힘

한 번의 굽힘은 문제가 없지만, 10만 회가 되면 이야기가 다르다. 주름진 부분, 스티치 구멍, 가장자리 마감부는 응력 집중 지점이며, 미세한 균열이 여기서 시작되어 메쉬 형태로 연결되다가 결국 면 전체가 끊어진다. 업계에서는 내굽힘 시험(10만 회 규모의 반복 굽힘)으로 이 능력을 수치화한다.

가죽이 벗겨지는 원인을 이해했다면, 이제 어떻게 그 원인을 판단할지 이야기해보자. 벗겨지는 위치는 무작위가 아니라 거의 범인을 가리켜 준다.

접촉면이 먼저 파손된다 → 수분과 땀. 팔걸이 안쪽, 좌석 중앙, 헤드레스트 주변은 액체가 가장 쉽게 고이는 장소이다. 손의 땀, 피지, 체온이 함께 전달되며 오랜 시간 머무른다. 이러한 유형의 파손은 일반적으로 처음에는 끈적거림이 나타나고, 이후 균열이 생기며, 마지막에는 면적인 박리 현상으로 이어진다.

주름진 부분, 박음질 구멍, 가장자리 마감 부분이 먼저 파손됨 → 기계적 피로. 한 번의 굽힘은 문제가 되지 않지만, 10만 회가 넘으면 이야기가 달라진다. 미세한 균열이 응력 집중 지점에서 시작되어 격자 모양으로 연결되며 조밀하고 섬세한 주름으로 나타난다.

가장자리와 햇빛에 노출된 면이 먼저 파손됨 → 열화 및 이행. 가소제는 가장자리에서 빠져나가고, 자외선은 햇빛이 드는 면에서 침투한다. 따라서 이러한 유형은 닦을수록 더 딱딱해지고, 햇빛에 노출되면 희게 변한다.

위치를 보고 병인을 판단하고, 거기에 시간과 범위를 추가하면 충분하다.

한 가지 기억해두자. 벗겨짐은 내부에서 외부로 진행된다—표면은 완전히 보여도, 접합면은 실은 훨씬 전부터 이미 느슨해져 있었다.

앞의 4장 내용을 거꾸로 살펴보면 답이 나온다.어디가 썩는지를 알고, 그곳을 막으면 된다.

이 또한 PURE®^®昶丰新素材(창펑신소재)가 수성 친환경 합성피혁을 제작할 때의 접근법은—가죽을 더 단단하고 두껍게 만드는 것이 아니라, 앞서 언급한 그 모든 손상 요소들을 하나씩 제거해가는 것이다.

첫째, 물을 차단한다. 가수분해는 최대의 살해자이며, 우리의 해결 방법은 선형 사슬을 3차원 네트워크로 가교 결합하는 것이다. 수분 분자가 침투할 수 없다면 에스터 결합은 절단되지 않는다. 수성 PU는 본래 미세한 기공이 많기 때문에 가교 결합은 거의 필수적인 선택이다.

둘째, 계면(interface)을 보호한다. 앞서 언급했듯이, 4개 층 사이에는 '계면'만 있고 '용접선'은 없다. 접착층이 기포를 단단히 물고 있는 것은 수성 에멀젼이 섬유를 더욱 충분히 적심으로써 이루어진다—계면이 조밀해지면 피로에 의한 균열의 시작점을 잃게 된다.

셋째, 화학적 악영향을 차단하라. 용제형 PU는 DMF를 매개체로 사용하며, 고온에서 건조해도 완전히 제거되지 않고 잔류물이 종종 500~3,000ppm에 달하며, 방출도 계속된다. 물을 매개체로 대체하면 이를 50ppm 이하로 억제할 수 있다 —— 장기적인 위험 요소 하나를 확실하게 제거하는 것이다.

솔직히 말해, 이 세 가지 방어선이 해결하는 것은 '썩는 것'이지 '낡아가는 것'은 아니다. 수성 가죽의 박리강도, 내마모성, 내굴곡성은 용제형의 약 80~90% 수준이며, 가교제로 보완할 필요가 있다—'수성'은 입장권일 뿐 골라인이 아니다.

선택할 때는 이 세 가지 방어선 중 얼마나 많은 부분이 보호되고 있는지를 확인하면 된다—PU인지 PVC인지 명확히 확인하고, 내가수분해성 및 내굴곡성 데이터를 요구해야 한다.

같은 3년이라도 단순히 낡기만 한 가죽도 있고 이미 부서진 가죽도 있다—차이는 운이 아니라 배합에 있다.