KR0125109B1 - 스웨드조 인공피혁의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 0.1데니어 이하로 초극세화가 가능한 해도형 복합섬유를 단섬유로 제조하고 이를 오프닝, 카딩, 크로스랩핑, 니들펀칭하여 3차원 교락부직포를 제조하는 제1공정, 가열로울러로 압착하여 부직포를 고밀도화, 평활화하는 제2공정, 카본블랙(carbon black)이 첨가된 폴리우레탄 용제용액에 함침, 응고하는 제3공정, 해성분을 용해 제거하는 제4공정, 버핑 및 염색가공하는 제5공정을 순차적으로 결합시켜 통상의 인공피혁보다 개선되고 간편한 공정에 의해 치밀성, 유연성, 발색성 및 라이팅 효과가 우수한 스웨드조 인공피혁 제조방법에 관한 것이다.

Description

스웨드조 인공피혁의 제조방법

본 발명은 스웨드조(suede 調) 인공피혁의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 0.1데니어 이하로 극세화가 가능한 해도형 복합섬유를 사용하여 보다 개선되고 간편한 공정에 의하여 통상의 인공피혁에 비하여 치밀성, 유연성, 발색성 및 라이팅 효과(writing effect)가 우수한 스웨드조 인공피혁의 제조방법에 관한 것이다.

종래의 스웨드조 인공피혁은 일반섬유 또는 극세섬유로 된 부직포 시이트(sheet)에 폴리우레탄 탄성체를 함침 처리한 후 버핑(buffing), 염색가공하여 제조하였으나, 이 경우는 섬유와 폴리우레탄간의 공극이 없이 접착된 상태이므로 유연성이 부족하고, 일반적으로 폴리우레탄은 염착좌석이 없으므로 염색후 섬유와 폴리우레탄 간의 이색성(異色性)이 심해 발색성이 저하되고 라이팅 효과가 적어 고품위의 스웨드조 인공피혁으로는 적합하지 못하다.

유연성을 향상시키기 위한 방법으로서 일본 특개소 49-100375호에서는 해도형 복합섬유를 랜덤 웨버(random weber)에서 웹(wed)을 만들고 니들 펀칭기(needle punching 機)에서 펀칭하여 제조된 부직포를 사용하여

① 수용성 고분자를 부여하는 공정

② 해성분 고분자를 추출 제거하는 공정

③ 압축 고정하는 공정

④ 고분자 탄성체를 부여하는 공정

⑤ 수용성 고분자를 추출 제거하는 공정

을 거쳐서 버핑, 염색가공하여 스웨드조 인공피혁을 제조하였다. 이는 수용성 고분자 처리에 의해 최종적으로 섬유와 폴리우레탄간에 공극이 형성되어 자유도의 향상으로 유연성이 좋은 인공피혁을 얻을 수 있으나, 공정이 복잡하고 수용성 고분자의 추출과정에서 미추출되는 잔류 고분자에 의해서 염색공정에서의 불균염등이 발생될 우려가 있다.

또, 발색성 향상을 위한 방법으로서 일본 특개소 59-43177호, 일본 특개소 54-100455호에서는 반응성 염료, 산성염료, 양이온 염료등에 염색될 수 있도록 폴리우레탄 용액을 개질하여 인공피혁을 제조하였으나, 이는 폴리우레탄 용액 제조시 원가의 상승으로 경제적이지 못하고, 섬유에의 폴리우레탄 부착량의 변화에 따라 재현성이 있는 색상을 얻기 어렵고, 섬유의 소재에 따라 폴리우레탄 용액을 다르게 개질해야 하는 번거러움이 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 치밀성, 유연성, 발색성 및 라이팅 효과가 우수한 스웨드조 인공피혁의 제조방법을 제공함에 있다.

상기한 목적뿐만 아니라 용이하게 표출되는 또 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명에서는 0.1데니어 이하로 초극세화가 가능한 해도형 복합섬유를 단섬유로 제조하고 이를 오프닝, 카딩, 크로스랩핑, 니들펀칭하여 3차원 교락부직포를 제조하는 제1공정, 가열로울러로 압착하여 부직포를 고밀도화, 평활화하는 제2공정, 카본블랙(carbon black)이 첨가된 폴리우레탄 용제용액에 함침, 응고하는 제3공정, 해성분을 용해 제거하는 제4공정, 버핑 및 염색가공하는 제5공정을 순차적으로 결합시켜 통상의 인공피혁 보다 개선되고 간편한 공정에 의해 치밀성, 유연성, 발색성 및 라이팅 효과가 우수한 스웨드조 인공피혁을 제조한다.

본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 사용된 해도형 복합섬유는 도성분으로는 폴리에틸렌테레프탈레이트나 나일론 6을 사용하고, 해성분으로는 공중합 개질 폴리에스터를 사용하여, 특수구금을 통해 복합방사하여 극세화한 후 섬도가 0.1~0.005데니어가 되도록 한 것이다.

극세섬유의 섬도가 0.1데니어 이상인 경우에는 완성된 인공피혁의 촉감이 양호하지 못하고 0.005데니어 미만인 경우에는 촉감은 양호하나 원사의 생산성이 떨어지고, 최종 제품의 염색견뢰도가 저하되는 단점이 있다. 용해제거 성분으로 사용된 공중합개질 폴리에스터는 금속 술포네이트기(sulfonate 基)를 함유한 유기산을 공중합시킨 이용성(易溶性) 폴리에스터로서 알카리 용해성을 향상시켜 알카리 감량 공정에서 완전히 용해 제거되도록 한 것이다. 금속 술포네이트기를 함유한 유기산의 공중합 비율은 전 산성분에 대하여 1~10몰%(mol%)가 바람직하다. 1몰% 미만의 경우에는 알카리 감량속도가 작아 생산성이 저하되고 10몰%를 초과할 경우에는 방사시 사절이 발생할 우려가 있다.

상기의 해도형 복합섬유를 토우상으로 연신하고 크램프를 부여하여 길이 30~60㎜의 단섬유로 제조하고 오프닝, 카딩, 크로스랩핑, 니들펀칭의 각 공정을 거쳐 3차원 교락 부직포를 제조한다.

니들 펀칭만으로는 고밀도의 부직포 제조가 어려우므로 부직포의 치밀성을 높여주고 표면 평활성을 부여할 목적으로 100~180℃의 가열 로울러로 압착한다.

이렇게 하면 표면 평활성이 우수하고 겉보기 밀도 0.2g/㎠ 이상의 고밀도 부직포를 제조할 수 있다. 100℃ 미만에서는 효과가 충분치 않고 180℃를 초과할때는 섬유간 융착이 우려되며 부직포의 표면층이 과다하게 치밀해져 폴리우레탄 용액의 침투가 어렵다.

한편, 본 발명에 사용된 폴리우레탄 탄성체로는 에테르형의 폴리테트라메틸렌에테르글리콜을 소프트세그먼트로 하고 디페닐메탄 4,4'-디이소시아네트 및 디올계 또는 디아민계 쇄신장제를 하드세그먼트로 한 것으로서, 디메틸포름아미드를 용제로한 고형분 30%의 폴리우레탄 용액을 사용하였다.

이렇게 제조된 폴리우레탄 탄성체의 디메틸 포름아미드 용액에 입자경 10~100㎚의 통상의 카본블랙을 폴리우레탄 고형분 100부에 대해 0.01~1.0부 첨가, 균일하게 교반하고 디메틸포름아미드로 점도를 조절한 용액에 상기의 고밀도 부직포를 함침한 후 상온에서 응고하고 40~70℃의 온수에서 수세하여 디메틸포름아미드를 완전히 제거한다. 이렇게 제조된 시이트는 폴리우레탄 탄성체가 카본블랙으로 착색되어 최종적으로 염색가공될 경우에 섬유와 폴리우레탄간의 이색성이 없어져 고품위의 스웨드조 인공피혁을 제조할 수가 있다. 카본블랙을 0.01부 미만으로 첨가할 경우 착색효과가 충분치 않고 1.0부 이상으로 첨가할 경우 너무 흑색으로 착색되어 오히려 부자연스런 외관이 된다. 다음에 0.5~5% 수산화나트륨 수용액에 침지, 비등처리하며 해성분을 용해제거시킨다. 0.5% 미만의 농도에서는 해성분의 용출이 불충분하거나 생산성이 저하되어 좋지 못하고 5% 이상에서는 충진된 폴리우레탄 탄성체의 분해가 우려되며, 도성분이 폴리에틸렌테레프탈레이트인 경우에는 도성분까지도 감량될 우려가 있어 바람직하지 않다. 이렇게 해성분이 용해 제거된 자리에는 도성분 섬유와 폴리우레탄 탄성체간의 공극이 형성되어 별도의 수용성 고분자를 부여하는 공정 없이도 유연성이 우수한 인공피혁을 얻을 수가 있다.

그후에 해성분이 용출된 시이트를 100~600메쉬(mesh)의 샌드페이퍼(sand paper)가 감긴 버핑기에서 버핑하여 시이트 표면의 폴리우레탄 탄성체를 제거함과 동시에 모우(毛羽)를 세워주면 표면에 극히 부드러운 극세섬유 모우가 균일하게 형성된 스웨드조 인공피혁을 얻을 수가 있다.

본 발명에 있어서, 염색에 사용되는 염료로는 해도형 복합섬유의 도성분이 나일론 6인 경우에는 산성염료 또는 함금속염료를, 폴리에틸렌테레프탈레이트인 경우에는 분산염료를 사용한다. 염색할때는 균염에 유의하여 승온속도를 천천히 해야하며 이는 극세섬유의 비표면적이 커서 초기 염착속도가 매우 크기 때문이다.

염색이 끝난 시이트는 용도에 따라 유연가공, 발수가공등을 하여 치밀성, 유연성, 발색성 및 라이팅 효과가 우수한 스웨드조 인공피혁을 얻을 수 있다.

다음의 실시예 및 비교실시예는 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하는 것이지만, 본 발명의 범주를 제한 하지는 않는다.

[실시예 1]

나일론 6을 도성분으로 하고 5-소듐술포디(2-히드록시에틸)이소프탈레이트 (5-sodium sulfo di(2-hydroxy ethyl)(isophthalate)를 테레프탈산에 대해 7몰% 공중합시킨 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트를 해성분으로 하여 도수(度數) 37개, 중량비 7 : 3, 섬도 3.0데니어, 섬유장 51㎜, 크림프(crimp)수 15개/인치의 해도형 복합섬유를 제조하여 오프닝, 카팅, 크로스랩핑, 니들펀칭을 거쳐 겉보기 밀도 0.17g/㎤, 중량 250g/㎡의 3차원 교락 부직포를 얻었다.

상기 부직포를 150℃의 가열 로울러에서 10kgf/㎠의 압력으로 압착한 후에 입경이 30㎚인 카본블랙을 폴리우레탄 고형분 100부에 대하여 0.05부 첨가한 에테르형 폴리우레탄의 디메틸포름아미드 10% 용액에 함침하고, 스퀴징(squeezing)하여 부착량을 조절하고, 상온수에 20분간 응고시키고 60℃의 온수로 충분히 수세하여 디메틸포름아미드를 완전히 제거하였다.

상기 시이트를 수산화나트륨 3% 수용액에 침지, 비등처리하여 해성분을 용해제거하고 300메쉬의 샌드페이트가 감긴 버핑기로 버핑하여 표면의 폴리우레탄을 제거함과 동시에 모우를 형성시킨다. 다음에 적색의 함금속 염료를 사용하여 통상의 방법으로 염색한 후 로타리워셔(rotary washer)에 물리적 충격을 주어 유연가공을 실시하고 600메쉬의 샌드페이퍼로 마무리 버핑하여 치밀한 구조를 가지면서 유연성, 발색성 및 라이팅 효과가 우수한 스웨드조 인공피혁을 얻었다. 물성평가 결과는 표 1과 같다.

[비교예 1]

실시예 1에 있어서, 부직포를 가열로울러로 압축하지 않은 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 실시하였다. 물성평가 결과는 표 1과 같다.

[비교예 2]

실시예 1에 있어서, 부직포를 함침하기 위한 폴리우레탄 용액에 카본블랙을 첨가하지 않은 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 실시하였다. 물성평가 결과는 표 1과 같다.

[비교예 3]

3차원 교락 부직포를 가열압착한 후, 수산화나트륨 3% 수용액에서 처리, 해성분을 용해 제거한 후에 폴리우레탄 용액에 함침시키고 버핑, 염색가공하여 공정순서를 바꾼 것 이외에 모든 조건을 실시예 1과 동일하게 실시하였다. 물성평가 결과는 표 1과 같다.

※ 평가방법

·중량 : KS K 0514 직물의 무게 측정방법(작은 시험편법)

·두께 : KS K 0506 직물의 두께 측정방법

·치밀성 : 겉보기 밀도(g/㎤, 중량÷두께)가 0.3 이상이면 양호, 0.3 미만 0.2이상이면 보통, 0.2미만이면 불량으로 평가하였음.

·강연성 : KS K 0539 직물의 강연도 시험방법(켄터레버법)

·발색성 : 폴리우레탄이 착색이 안되어 섬유와 이색성을 나타내면 불량, 그렇지 않으면 양호로 평가하였음.

Claims (4)

1. 0.1데니어 이하로 초극세화가 가능한 해도형 복합섬유의 단섬유를 오프닝, 카딩, 크로스랩핑, 니들펀칭하여 3차원 교락부직포를 제조하는 제1공정, 가열로울러로 압착하여 부직포를 고밀도화, 평활화하는 제2공정, 카본블랙이 첨가된 폴리우레탄 용제용액에 함침, 응고시키는 제3공정을 거친 교락부직포의 해성분을 통상의 알카리 감량가공처리하고 버핑함을 특징으로 하는 스웨드조 인공피혁의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 해도형 복합섬유는 도성분이 나일론 6 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트이고 해성분이 금속술포네이트기를 함유한 유기산을 전산성분에 대하여 1~10몰% 공중합시킨 개질 공중합 폴리에틸렌테레프탈레이트이고 극세화후 섬도가 0.1~0.005데니어임을 특징으로 하는 스웨드조 인공피혁의 제조방법.
3. 제1항에 있어서, 가열로울러의 온도는 100~180℃임을 특징으로 하는 스웨드조 인공피혁의 제조방법.
4. 제1항에 있어서, 폴리우레탄 용제용액에 첨가하는 카본블랙은 입자경이 10~100㎚이고 폴리우레탄 고형분 100부에 대해 0.01~1.0부 첨가함을 특징으로 하는 스웨드조 인공피혁의 제조방법.