KR0126653B1 - Process for the preparation of artificial leather heaving excellent suppleness - Google Patents

Process for the preparation of artificial leather heaving excellent suppleness

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KR0126653B1
KR0126653B1 KR1019930030335A KR930030335A KR0126653B1 KR 0126653 B1 KR0126653 B1 KR 0126653B1 KR 1019930030335 A KR1019930030335 A KR 1019930030335A KR 930030335 A KR930030335 A KR 930030335A KR 0126653 B1 KR0126653 B1 KR 0126653B1
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이호경
김상현
심명섭
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구광시
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    • D06TREATMENT OF TEXTILES OR THE LIKE; LAUNDERING; FLEXIBLE MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06NWALL, FLOOR, OR LIKE COVERING MATERIALS, e.g. LINOLEUM, OILCLOTH, ARTIFICIAL LEATHER, ROOFING FELT, CONSISTING OF A FIBROUS WEB COATED WITH A LAYER OF MACROMOLECULAR MATERIAL; FLEXIBLE SHEET MATERIAL NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D06N3/00Artificial leather, oilcloth or other material obtained by covering fibrous webs with macromolecular material, e.g. resins, rubber or derivatives thereof

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Abstract

Manmade leather with good flexibility is manufactured by forming micro pores in a polyurethane elastomer. Synthetic fiber such as nylon 6, polyethylene terephthalate undergoes a padding process by contactingpolyvinyl alcohol of 3-15% concentration for softness contacted with the PU elastomer. DMF solution of a polyether PU elastomer of low molecular diol, macroglycol, and diisocyanate is mixed with silica powder with an average granule size of 2-10 micrometers as much as 5-10% of PU solids for a superfine fiber. Extraction of the silica from the elastomer provides a microporous manmade leather with good flexibility.

Description

유연성이 우수한 인공피혁 및 그 제조방법Highly flexible artificial leather and its manufacturing method

본 발명은 유연하며 굴곡특성이 양호한 인공피혁 및 그 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to an artificial leather and a method for producing the same, which are flexible and have good bending characteristics.

종래 극세섬유속으로 구성된 부직포의 내부에 폴리우레탄(이하 PU라고 함) 탄성체를 습식가공법으로 함침시킨 피혁상시트물은 인공피혁의 기본소재로서 널리 사용된다.BACKGROUND ART A leather sheet material impregnated with a polyurethane (hereinafter PU) elastic body by a wet processing method in a nonwoven fabric composed of a conventional ultrafine fiber bundle is widely used as a basic material of artificial leather.

0.3데니어 이하의 극세섬유 부직포와 PU 탄성체로 구성된 인공피혁용 기포의 종래의 제조방법을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the conventional manufacturing method of the foam for artificial leather consisting of a microfiber nonwoven fabric of less than 0.3 denier and a PU elastic body as follows.

먼저 극세화가 가능한 2 내지 5데니어의 분할형 또는 해도형 단섬유를 개섬, 카딩하고 크로스래핑하여 웨브를 형성한 다음 니들펀칭하여 3차원 교락 부직포를 제조한 다음, 통상 폴리비닐알코올이나 카르복시메틸셀룰로오스 등의 수용성고분자물을 가충전하여 부직포의 형태를 안정시킨 후 PU탄성체의 디메틸포름아미드(이하 DMF라 함) 용액으로 함침하고 물속에서 응고, 수세하여 부직포내부에 폴리에테르계 PU 부직포를 충전시킨다.First, microscopic splitting or island-like short fibers of 2 to 5 deniers are opened, carded and cross-wrapped to form a web, and then needle punched to produce a three-dimensional entangled nonwoven fabric, and then polyvinyl alcohol or carboxymethyl cellulose, etc. After filling the water-soluble polymer of to stabilize the form of the nonwoven fabric, it is impregnated with a solution of dimethylformamide (hereinafter referred to as DMF) of PU elastomer, coagulated in water and washed with water to fill a polyether PU nonwoven fabric in the nonwoven fabric.

다음 승온하여 가충전된 수용성 고분자물을 완전히 제거하고 건조한 후 해성분의 용제하에서 해성분을 제거하면 섬유가 극세화된다. 그후, 사포가 장착된 버핑기로 표면의 모우를 정돈해 주면 피혁상 시트물이 된다.Then, after heating, the water-soluble high molecular weight material is completely removed and dried, and then the sea component is removed under the solvent of the sea component to make the fiber fine. After that, if the surface of the surface of the wool is prepared with a buffing machine equipped with sandpaper, it becomes a leather-like sheet.

즉, 피혁상시트물의 표면을 버핑하여 모우층을 형성시키고 염색, 후가공하면 스웨드형 인공피혁이 되고 PU용액을 습식 또는 건식코팅한 후 엠보싱하거나 PU필름을 라미네이팅 가공하면 은면형 인공피혁이 된다.In other words, by forming a wool layer by buffing the surface of the leather sheet, dyeing and post-processing, it becomes a suede artificial leather, and after wet or dry coating the PU solution, embossing or laminating the PU film becomes a silver artificial leather.

은면형 인공피혁은 운동화의 외피용을 비롯하여 공(Ball)의 외피, 시트카바 등에 천연피혁의 대체 소재로서 널리 적용되고 있는데, 특히 극세섬유를 사용한 부직포타입 인공피혁이 그 구조와 기능성, 유연성 면에서 천연피혁과 유사하거나 오히려 천연피혁의 결점을 보완하는 우수한 장점을 가지고 있다.Silver-type artificial leather is widely applied as a substitute material for natural leather, such as sneaker outer shell, ball outer shell and seat cover. Especially, nonwoven fabric type artificial leather using ultra-fine fibers has the structure, functionality, and flexibility. It is similar to natural leather or rather has the advantage of making up for the shortcomings of natural leather.

인공피혁의 주요 구성성분인 극세섬유는 한가지 성분의 섬유 형성성 고분자를 원사단계에서 직접 제조하는 경우는 드물고, 통상 두가지 성분의 섬유형성성 고분자를 해도형 복합방사법으로 제조한 후, 후가공공정에서 소위 해성분을 제거하여 극세화하는 것이 일반적이다.Microfibers, the main component of artificial leather, are rarely produced directly from the yarn stage of one component of fiber-forming polymers. In general, two-component fiber-forming polymers are manufactured by the island-in-the-sea composite spinning method, and then called the post-processing process. It is common to remove the sea component and to make it fine.

따라서 해도형 복합섬유의 섬유성분(도성분)과 섬유성분을 집속하고 있는 매트릭스 성분(해성분)의 종류류가 무엇인가, 즉, 사용하는 섬유의 구성성분과 요구되는 최종제품의 특성에 따라 인공피혁의 제조공법은 필연적으로 달라지게 된다.Therefore, what kind of fiber component (sea component) and matrix component (sea component) concentrating the fiber component of the island-in-the-sea composite fiber, that is, artificial according to the composition of the fiber used and the characteristics of the final product required The manufacturing method of leather will inevitably change.

예를 들어, 나일론-6이나 폴리에틸렌테레프탈레이트를 도성분으로 하고 폴리스틸렌 또는 폴리에틸렌을 해성분으로 한 해도형 복합섬유를 사용하는 경우에는 부직포를 수용성고분자로 가충전한 후 먼저 섬유의 극세화공정을 행하고 다음 PU함침공정을 실시하거나, 반대로 PU함침공정을 행하고 다음 PU함침공정을 실시하거나, 반대로 PU함침공정을 먼저 실시하고 나중에 섬유의 극세화공정을 실시할 수도 있다.For example, in the case of using island-in-the-sea composite fibers made of nylon-6 or polyethylene terephthalate as a component and polystyrene or polyethylene as a sea component, the nonwoven fabric is filled with a water-soluble polymer, followed by an ultrafine fiber process. Next, the PU impregnation process may be performed, or the PU impregnation process may be performed and the next PU impregnation process may be performed, or the PU impregnation process may be performed first, and the ultrafine fiber process may be performed later.

여기서 PU함침공정을 기준으로 해성분을 먼저 용출하는 전자를 선용출공법이라 하고, 해성분을 PU함침후에 용출하는 후자를 후용출공법이라 부른다.Here, the former eluting the sea component based on the PU impregnation process is called a preliminary elution method, and the latter eluting the sea component after PU impregnation is called a post elution method.

반면에 해성분을 공중합 폴리에스테르로 한 복합섬유의 경우는 수용성고분자 전처리공정, PU함침공정, 섬유의 극세화공정을 순차적으로 실시하는 것이 일반적인데 이는 후용출공법에 해당된다.On the other hand, in the case of a composite fiber made of copolyester with sea component, it is common to sequentially perform a water-soluble polymer pretreatment process, a PU impregnation process, and an ultrafine fiber process.

만일 선용출공법으로 행하게 되면 처리된 수용성 고분자물이 알칼리감마량공정중에서 용해되어 제거되므로 부직포의 형태안정성이 없어져 부직포가 종이와 같은 양상으로 될 뿐 아니라 용출공정에서 기계적 장력을 받아 신장될 우려가 많다.If it is carried out by the preliminary elution method, the treated water-soluble polymer is dissolved and removed in the alkali gamma amount process, so the morphological stability of the nonwoven fabric is lost, and the nonwoven fabric is not only paper-like but also stretched under mechanical tension in the elution process. .

결국 선용출공법 채택하기 위해서는 해성분의 용제에 대해 안정하면서 부직포의 형태를 고정시킬 수 있는 새로운 전처리방법을 강구하거나 그렇지 않을 경우 후용출공법을 채택해야 하는 데 이때는 함침된 PU가 해성분을 용출하기 위한 알칼리감량가공에서 취하되지 않아야 하므로 내가수분해성이 우수한 폴리에테르계 PU탄성체를 사용하지 않으면 안된다.After all, in order to adopt the preliminary extraction method, it is necessary to devise a new pretreatment method that can fix the form of the non-woven fabric while it is stable to the solvent of the sea component, or adopt the post-employment method if it is not. The polyether-based PU elastomer having excellent hydrolysis resistance must be used since it should not be removed from the alkali reducing process.

왜냐하면, 알칼리감량가공법은 5 내지 15%의 가성소다 수용액으로 95℃에서 20 내지 50분간 처리하는 공정이므로 폴리에스테르계 PU는 이 공정에서 가수분해되어 물성이 나빠지기 때문이다.This is because the alkali reduction process is a process of treating 5 to 15% of caustic soda solution at 95 ° C. for 20 to 50 minutes, so that the polyester-based PU is hydrolyzed in this process to deteriorate physical properties.

한편, 신발용으로 사용되는 피혁상 시트물의 제조에는 폴리에스테르계 PU가 많이 사용되는데 그 이유는 다음과 같다.On the other hand, polyester-based PU is used a lot in the manufacture of leather-like sheets used for shoes, the reason is as follows.

폴리에스테르계 PU는 내가수분해성이 우수하여 선·후용출공법 어느것에나 적용이 가능하지만 전체적으로 고무탄성이 크며, 습식함침가공시에 미세기공이 형성되지 않는 단점이 있다.Polyester-based PU is excellent in hydrolysis resistance and can be applied to any of the pre- and post-eluting methods, but the rubber-like elasticity is large, and micropores are not formed during wet impregnation processing.

반면에 폴리에스테르계 PU는 내가수분해성이 나빠 후용출공법은 적용이 불가능하지만 습식함침가공시에 5 내지 10㎛ 크기의 미세기공이 형성되어 적은 함량으로 부직포 전체 고르게 분포되어 기포의 유연성과 굴곡성이 좋은 장점이 있으며, 고무탄성도 작다.On the other hand, polyester-based PU is poor in hydrolysis resistance, and is not applicable to the post-eluting method. However, micro-pores having a size of 5 to 10 µm are formed during wet impregnation, so that the non-woven fabric is evenly distributed in a small amount so that the flexibility and flexibility of the bubbles can be achieved. It has good advantages, and its rubber elasticity is small.

상기한 선행기술의 문제점이 없이 우수한 유연성과 굴곡특성을 갖는 인공피혁을 제조하기 위한 본 발명자들의 연구에서, 복합섬유의 해성분으로 공중합폴리에스테르를 사용하고, 여기에 폴리에테르계 폴리우레탄과 실리카분말을 혼합한 용액을 함침하여 충전시킨 후에 알칼리처리하면 해성분의 용출과 동시에 실리카입자가 녹여나와 폴리에테르계 PU 탄성체 내부에 크기가 5 내지 10㎛인 구형의 미세기공을 형성되며, 이러한 미세기공구조를 갖는 인공피혁은 유연성과 굴곡특성이 우수하다는 사실을 알게되었다.In the study of the present inventors for producing artificial leather having excellent flexibility and bending characteristics without the above-mentioned problems of the prior art, using a copolyester as a sea component of the composite fiber, here polyether-based polyurethane and silica powder After impregnating and filling the solution containing the mixture, the alkali treatment dissolves the silica particles and simultaneously forms the spherical micropores having a size of 5 to 10 μm inside the polyether-based PU elastomer. Artificial leather has been found to have excellent flexibility and bending characteristics.

따라서 본 발명의 주된 목적은 상기한 바와 같은 선행기술의 제반문제점을 해소할 수 있는 새로운 인공피혁을 제공하는데에 있다.Therefore, the main object of the present invention is to provide a new artificial leather that can solve the problems of the prior art as described above.

본 발명의 또 다른 목적은 상기한 인공피혁의 제조방법을 제공하는데 있다.Still another object of the present invention is to provide a method of manufacturing artificial leather.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의하면 극세섬유속이 교락된 부직포와 폴리에테르계 폴리우레탄 탄성체로 이루어진 인공피혁에 있어서, 상기 폴리에테르계 폴리우레탄 탄성체 내부에 직경이 5 내지 10㎛ 인구형의 미세기공이 형성된 것을 특징으로 하는 유연성이 우수한 인공피혁이 제공된다.According to the present invention for achieving the above object, in the artificial leather consisting of a nonwoven fabric and a polyether-based polyurethane elastic body in which the ultrafine fiber bundle is entangled, the fine type of 5 to 10 ㎛ in diameter in the polyether-based polyurethane elastic body Excellent artificial leather is characterized in that the pores are formed.

또한 본 발명에 의하면, 극세섬유속이 교락된 부직포와 폴리에테르계 폴리우레탄 탄성체로 이루어진 인공피혁을 제조함에 있어서, 상기 폴리에테르계 폴리우레탄 탄성체에 평균입경이 2 내지 10㎛인 실리카 분말을 폴리우레탄에 대하여 5 내지 15중량부 혼합한 폴리우레탄 탄성체 용액을 극세화가능한 섬유가 교락된 부직포에 함침하고, 응고한 후, 알칼리 용액으로 처리하여 부직포를 극세섬유화시킴과 동시에 폴리에테르계 폴리우레탄 탄성체 내의 실리카를 추출함으로써 폴리에테르계 폴리우레탄 탄성체 내부에 구형의 미세기공을 형성하는 것을 특징으로 하는 유연성이 우수한 인공피혁의 제조방법이 제공된다.In addition, according to the present invention, in the manufacture of artificial leather consisting of a nonwoven fabric and a microether-based polyurethane elastic body entangled the ultrafine fiber bundle, silica powder having an average particle diameter of 2 to 10㎛ to the polyether-based polyurethane elastomer 5 to 15 parts by weight of the mixed polyurethane elastomer solution was impregnated into the nonwoven fabric in which the micronized fibers were entangled and solidified, followed by treatment with an alkali solution to make the nonwoven fabric the microfiber and at the same time silica in the polyether polyurethane elastomer Provided is a method for producing artificial leather having excellent flexibility, characterized in that to form spherical micropores in the polyether-based polyurethane elastomer by extraction.

이하 본 발명을 보다 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

본 발명에 따르는 인공피혁은 다음과 같은 방법으로 제조된다. 우선 알칼리처리에 의해 극세화가능한 복합섬유가 교락되어 형성된 부직포를 그 형태를 안정화시키기 위해 수용성 고분자를 가충전 시키고 습식공법으로 폴리에테르계 PU탄성체를 충전시킬 때 PU함침액중에 적절한 입자크기를 갖는 실리카분말을 적정량 혼합시킨다.Artificial leather according to the present invention is produced by the following method. First, a silica having an appropriate particle size in a PU impregnation solution is filled with a water-soluble polymer in order to stabilize a nonwoven fabric formed by interweaving a composite fiber which can be micronized by alkali treatment and a polyether-based PU elastomer by a wet method. Mix the powder in the appropriate amount.

이후 수세공정에서 수용성 고분자를 완전히 제거한 후 해성분의 알칼리감량공정을 거치면서 해성분용출과 동시에 실리카입자를 녹여낸다.Thereafter, the water-soluble polymer is completely removed from the water washing process, followed by an alkali reduction process of the sea component to dissolve the silica particles as well as the sea component elution.

이때 사용되는 실리카는 규소를 함유하는 휘발성 화합물을 기상에서 반응시킴으로 얻어지는 초미립자상 무수 실리카로서, 입자는 거의 완전한 구형이고 입도가 고르며 응집성이 적고 분산성이 약호하여 도료, 합성수지, 의약품, 화장품공업 등에 사용되는 것으로 그 시중구입 가능한 예로는 일본의 에어로실(Aerosil), 미국 데비드슨(Davidson)등이 있다. 이러한 실리카는 가성소다와 같은 알칼리 수용액에 쉽게 녹아 해도형 극세사를 이용한 인공피혁을 제조하는 공정에서, 해성분인 공중합 폴리에스테르를 알카리 수용액을 이용하여 가수분해, 추출할 때 실리카도 함께 녹아나오게 되는데, 이때 실리카가 차지했던 부분에는 기공이 형성된다.The silica used at this time is ultrafine anhydrous silica obtained by reacting silicon-containing volatile compounds in the gas phase.The particles are almost completely spherical, uniform in particle size, low in cohesiveness, and poor in dispersibility, so that they are used in paints, synthetic resins, pharmaceuticals, cosmetics industry, etc. Commercially available examples include Aerosil of Japan and Davidson of USA. Such silica is easily dissolved in an aqueous alkali solution such as caustic soda, and in the process of manufacturing artificial leather using island-in-the-sea microfibers, silica is also melted when hydrolyzing and extracting the copolyester, which is a sea component, using an aqueous alkali solution. At this time, pores are formed in the portion occupied by silica.

이렇게 하여 만들어진 피혁상 시트물은 인공피혁용 기포로서 우수한 유연성 및 굴곡특성을 보이며, 반발 특성이 완화된 제품이 되는 것이다.The leather-like sheet made in this way is an air bubbles for artificial leather, and exhibits excellent flexibility and bending characteristics, and becomes a product with reduced repulsion characteristics.

이하, 본 발명을 공정별로 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by process.

공중합 폴리에스테르를 해성분으로 하는 복합섬유 스테이플 파이버로 니들펀칭 부직포를 제조한 후 통상의 수용성 고분자처리를 실시하여 부직포의 형태를 안정시킨다.A needle punched nonwoven fabric is prepared from a composite fiber staple fiber containing copolyester as a sea component, followed by normal water-soluble polymer treatment to stabilize the nonwoven fabric.

다음 PU용액중에 평균입자경이 2 내지 10㎛인 실리카 분말을 PU고형분에 대하여 5 내지 15중량부 되도록 분산 혼합한 함침용액을 통상의 방법으로 습식함침가공한다.Next, the impregnation solution obtained by dispersing and mixing the silica powder having an average particle diameter of 2 to 10 µm in the PU solution to 5 to 15 parts by weight based on the PU solid content is wet-impregnated by a conventional method.

이때 사용하는 실리카의 평균입자경이 2㎛미만이면 알칼리 감량후 형성되는 기공이 너무 미세하여 유연성이 부족하고 반발탄성도 완화되지 않는 문제점이 있으며, 10㎛보다 큰 경우에는 기공이 너무 커져 굴곡특성이 저하되고 충실감이 떨어지는 단점이 있다.At this time, if the average particle diameter of the silica is less than 2㎛, there is a problem that the pores formed after the alkali reduction are too fine, which lacks flexibility and does not relieve resilience.In the case of larger than 10㎛, the pores become too large and the bending characteristics are deteriorated. There is a drawback of poor fidelity.

또한 실리카의 함량이 PU고형분에 대하여 5중량 미만이면 전체적인 기공율이 부족하여 유연성 부족, 반발탄성 과다의 문제가 있고, 15중량부보다 크게 되면 전체적인 기공율이 너무 커서 굴곡특성이 저하되며 충실감이 떨어지는 문제가 있다.In addition, if the silica content is less than 5 wt.% Based on the PU solid content, there is a problem of insufficient flexibility and excessive repulsive elasticity due to the lack of overall porosity. If the content is greater than 15 parts by weight, the overall porosity is so large that the bending property is deteriorated and the feeling of deterioration is poor. There is.

이때 주의해야 할 점으로는 다음과 같은 것들이 있는데, 첫째로는 실리카 분말의 혼합방법으로, 실리카 분말을 미리 DMF에 분산시킨 후 고속으로 믹싱하면서 PU에 투입해야 한다는 것이다. 실리카의 분산이나 혼합이 균일하지 못하면 해성분 용출후 거대 기공이 형성되어 굴곡특성이 나빠지므로 주의를 해야한다.At this time, there are the following things to be noted, firstly, the silica powder mixing method, the silica powder must be dispersed in DMF in advance, and then mixed at high speed to the PU. If the dispersion or mixing of silica is not uniform, care should be taken because the large pores are formed after dissolution of the sea component, resulting in poor bending characteristics.

둘째로는 흡입된 실리카분말이 부직포내의 PU충전을 지연시킬 우려가 있으므로 통상의 조건보다 함침시간을 길게 하거나 중간에 맹글롤을 니핑(Nipping)을 실시하는 것이 바람직하다.Secondly, since the sucked silica powder may delay the PU filling in the nonwoven fabric, it is preferable to prolong the impregnation time or to carry out nipping in the middle.

상기한 방법을 이용하여 통상의 알칼리감량가공법으로 해성분을 제거하고 섬유의 극세화공정을 행하면, 동시에 폴리에테르계 PU 탄성체내에 분산되어 있는 실리카분말이 알칼리에 의해 녹아 나옴으로써 실리카 입자들이 분산되어 있던 곳에 직경이 5 내지 10㎛인 구형의 미세기공이 형성된다.When the sea component is removed and the fiber is subjected to an ultrafine process using a conventional alkali reduction process using the above-described method, silica particles dispersed in the polyether-based PU elastomer are melted by alkali and silica particles are dispersed. Here, spherical micropores having a diameter of 5 to 10 µm are formed.

다음으로 사포가 장착된 버핑기로 표면의 모우를 정돈하고 필요에 따라 발수, 방오, 유연가공을 행하면 충실감이 있으면서도 촉감이 유연하고 굴곡특성이 우수하며 반발특성이 완화된 인공피혁상 시트를 얻게 된다.Next, sanding the surface with a sandpaper-buffer, and if necessary, water repellent, antifouling, and flexible processing, you can obtain artificial leather-like sheets with a sense of fidelity, flexible feel, excellent bending characteristics, and reduced repulsion characteristics. .

이하, 본 발명을 공정별로 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by process.

먼저 본 발명에서 사용하는 복합섬유는 필라멘트를 형성할 수 있는 두 종류의 고분자물질 해/도형태로 복합상사 또는 혼합방사한 것으로서 도성분으로는 통상의 나일론-6, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등이 사용되고 해성분으로는 도성분과 용제용해성이 상이한 공중합 폴리에스테르가 사용가능하다.First, the composite fiber used in the present invention is composite spun or mixed spinning in two kinds of polymer material sea / island form that can form filament, and as the island component, conventional nylon-6, polyethylene terephthalate and the like are used As the co-polyester having different solvent content and solvent solubility, it is possible to use.

특히, 복합섬유는 극세화시킨 후의 섬도가 0.3데니어 이하, 특히 0.1데니어 이하의 경우가 기포의 유연성, 강도, 치밀감을 얻는데 유리하다.In particular, the fineness of the composite fibers after the fineness is 0.3 denier or less, especially 0.1 denier or less is advantageous to obtain the flexibility, strength and tightness of the bubble.

이와 같은 복합섬유를 통상의 부직포 제조방법으로 개섬, 카딩하고 원하는 부직포 중량으로 웨브를 적충한 다음 니들펀칭하여 3차원 교락부직포를 제조하게 된다.The composite fiber is opened and carded by a conventional nonwoven fabric manufacturing method, and a web is loaded with a desired nonwoven fabric weight, and then needle punched to produce a three-dimensional interwoven nonwoven fabric.

니들펀칭공정은 부직포의 밀도와 외관의 품위를 결정하는데 중요한 공정으로 바늘의 종류, 펠트의 진행속도, 침심 등에 따라 물성과 밀도 등이 크게 영향을 받는다.Needle punching process is an important process for determining the density and appearance of nonwoven fabric. The physical properties and density are greatly influenced by the type of needle, the speed of the felt, and the immersion.

한편, 인공피혁제조공정에서는 통상 니들펀칭 부직포를 열수나 스팀 또는 건열에 의해 수축시키게 되는데, 중량 500g/m2의 나일론-6/공중합폴리에스테르 부직포를 열수에서 5분간 수축했을 경우 약 8%의 면적 수축이 일어나고 폴리에틸렌테레프탈레이트/공중합폴리에스테르 부직포의 경우는 약 15%의 면적수축이 일어나 부직포의 겉보기밀도가 향상되어 보다 치밀한 상태로 된다.On the other hand, in the artificial leather manufacturing process, needle punching nonwoven fabric is usually contracted by hot water, steam or dry heat. When the nylon-6 / copolyester nonwoven fabric having a weight of 500 g / m 2 is shrunk by hot water for 5 minutes, the area is about 8%. Shrinkage occurs and in the case of polyethylene terephthalate / copolymer polyester nonwovens, about 15% of area shrinkage occurs, resulting in an improved density of the nonwoven fabrics, resulting in a more compact state.

다음에 극세화된 부직포 기포에 3 내지 15% 농도의 폴리비닐알코올 또는 카르복시메틸셀룰로우스 등의 수용성고분자용액을 패딩하고 건조하여 섬유중량에 대해 5 내지 10% 되게 부여한다. 이 공정은 기포의 형태를 안정시키는 것은 물론이고 이후의 습식가공시 PU가 섬유속과 과도하게 접착되어 촉감을 딱딱하게 하는 것을 방지하는데도 효과적이다.Next, a water-soluble polymer solution such as polyvinyl alcohol or carboxymethyl cellulose at a concentration of 3 to 15% is padded and dried to give an ultrafine nonwoven fabric 5 to 10% by weight of the fiber. This process is effective not only to stabilize the shape of the bubbles but also to prevent the PU from excessively adhering to the fiber bundle and hardening the touch during the subsequent wet processing.

다음 단계로는 PU습식함침가공을 행한다.The next step is PU wet impregnation processing.

이 공정에서 사용되는 폴리에테르계 PU탄성체는 분자량 500 내지 3,000의 매크로 글리콜, 디이소시아네이트 및 저분자량의 디올로 구성된 선상 고분자물로서 대개 DMF에 쉽게 용해된다.The polyether-based PU elastomer used in this process is a linear polymer composed of macro glycols having a molecular weight of 500 to 3,000, diisocyanates and low molecular weight diols, and is usually easily dissolved in DMF.

본 발명에 사용되는 용제형 폴리에테르계 PU탄성체는 매크로글리콜로서 폴리에테르글리콜, 폴리에테르폴리에스테르 공중합글리콜, 폴리카보네이트글리콜, 폴리실록산글리콜 등이 적용가능하며, 디이소시아제이트, 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트, 톨리렌디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 4,4'-디사이클로헥실메탄 디이소시아네이트 등이 있다. 저분자량의 디올로는 4,4'-부탄디올, 에틸렌글리콜 등이 있으며, 디아민계의 쇄신장제도 가능하다.As the solvent-type polyether PU elastomer used in the present invention, polyether glycol, polyether polyester copolymer glycol, polycarbonate glycol, polysiloxane glycol, and the like are applicable as macroglycol, and isocyanate, 4,4'-di Phenylmethane diisocyanate, tolylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, 4,4'-dicyclohexyl methane diisocyanate, and the like. Low molecular weight diols include 4,4'-butanediol, ethylene glycol, and the like, and diamine-based chain elongation is also possible.

이러한 폴리에테르계 PU 탄성체의 DMF용액에 평균입자경이 2 내지 10㎛인 실리카 분말을 PU고형분에 대해 5 내지 15중량부 되도록 DMF에 미리 녹여 균일하게 분산, 혼합한 다음 계면활성제 및 착색안료, 산화방지제 등을 첨가하여 함침용액으로 사용하게 된다.In the DMF solution of such a polyether PU elastomer, silica powder having an average particle diameter of 2 to 10 µm is previously dissolved in DMF so as to be 5 to 15 parts by weight based on the PU solid content, uniformly dispersed and mixed, and then used as a surfactant, a coloring pigment, and an antioxidant. It is used as an impregnation solution by adding.

함침한 후 PU의 비용제계나 비용제 및 용제혼합계에서 PU를 응고시키고 60 내지 80℃의 열수에서 수세한 후 가충전된 수용성 고분자를 완전히 제거한 후 건조하면 습식 PU탄성체가 갖는 특유의 유연한 탄성, 치밀감 등이 발현된다. 이때 부여하는 PU의 함량은 함침액의 농도, 패딩롤의 간극, 처리할 부직포의 밀도 등에 따라 달라지므로 최종기포의 요구특성에 적합하게 조절하는 것이 필요한 데 대개 섬유중량 100부에 대해 35∼100 중량부로 하는 것이 바람직하다.After impregnation, the PU is solidified in the non-solvent system of the PU or the non-solvent and solvent mixture system, washed with hot water at 60-80 ° C., and completely removed from the water-soluble polymer filled therein, and then dried. Denseness and the like are expressed. In this case, the amount of PU to be added depends on the concentration of the impregnation solution, the gap between the padding roll, and the density of the nonwoven fabric to be treated. It is preferable to make it negative.

다음에 섬유의 극세화공정을 행하게 되는데, 해성분이 공중합폴리에스테르이므로 5 내지 20%의 가성소다 용액으로 연속적 또는 배취방식으로 처리가능한데 예를 들어 5% 농도의 가성소다수용액으로 95℃에서 20 내지 50분간 처리하면 완전히 분해, 제거되는 데, 이는 폴리에테르계 PU 탄성체가 내알칼리가수분해성이 우수하여 영향을 받지 않기 때문이다.Next, the fiber is finely processed. Since the sea component is a copolyester, it can be treated continuously or batchwise with 5 to 20% of caustic soda solution. For example, a solution of caustic soda at a concentration of 5% is 20 to 50 at 95 ° C. If it is treated for a minute, it is completely decomposed and removed because the polyether-based PU elastomer is not affected by the excellent alkali hydrolysis resistance.

그러나 함침공정중에 혼입된 실리카 입자들은 강알칼리에 의해 쉽게 용해되기 때문에 폴리에테르계 PU 탄성체내에서 실리카 입자들이 차지하고 있던 부분들은 용출공정을 거친후 직경이 5 내지 10㎛인 구형의 미세가공을 형성하게 된다.However, since the silica particles mixed during the impregnation process are easily dissolved by strong alkali, the portions occupied by the silica particles in the polyether-based PU elastomer form a spherical micromachining having a diameter of 5 to 10 μm after the elution process. .

이렇게 하여 만들어진 피혁상 시트물의 표면은 240 내지 320번의 사포로 표면을 버핑하고 다시 더욱 미세한 사포를 이용하여 동일한 방향으로 묘면모우를 정돈한다.The surface of the leather-like sheet thus produced is buffed the surface with sandpaper Nos. 240-320 and again trims seedlings in the same direction using finer sandpaper.

상술한 방법으로 제조된 인공피혁상 시트는 섬도 0.3 내지 0.001 데니어의 섬유성분과 본 발명의 제조방법에 따라, 미세한 기공을 형성한 폴리에테르계 PU탄성체 성분으로 구성되어 있어 물성, 기능성 및 외관이 천연스웨드와 유사하며, 유연성, 굴곡 특성이 우수하고 반발탄성이 완화된 인공피혁용 기포가 된다.The artificial leather sheet manufactured by the above-described method is composed of a fiber component of fineness of 0.3 to 0.001 denier and a polyether PU elastomer component having fine pores according to the manufacturing method of the present invention, so that physical properties, functionality and appearance are natural. It is similar to suede, and is a bubble for artificial leather with excellent flexibility, bending characteristics, and resilience.

이하, 본 발명을 실시예에 의거 상세히 설명하겠는바, 본 발명이 실시예로 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to Examples.

하기 실시예 및 비교예에서 사용한 % 및 부는 각각 중량% 및 중량부를 나타낸 것이다.% And parts used in the following Examples and Comparative Examples represent the weight percent and parts by weight, respectively.

실시예 1Example 1

나일론-6 65부를 도성분으로, 공중합 폴리에스테르 35부를 해성분으로 하여 3데니어, 길이 2인치, 크림프수 12 내지 18/인치의 복합섬유 스테이플을 제조하였다. 이때 도성분의 수는 하나의 필라멘트 당 36개로 하였다. 이를 개섬, 카딩하고 주로 40번 바늘로 니들펀칭하여 중량 500g/m2, 겉보기밀도 0.20g/cm2의 3차원 교락부직포를 제조하였다.A composite fiber staple of 3 denier, 2 inches in length and 12 to 18 / inch crimp was prepared using 65 parts of nylon-6 as a island component and 35 parts of copolyester as a sea component. In this case, the number of island components was set to 36 pieces per filament. This was opened, carded and needle punched mainly with needle 40 to produce a three-dimensional entangled nonwoven fabric having a weight of 500 g / m 2 and an apparent density of 0.20 g / cm 2 .

상기 부직포를 95℃의 열수에서 5분간 수축시켰을때 면적수축율은 7%였다. 다음에 평균중합도 500의 폴리비닐알코올 7% 수용액을 부직포에 패딩하고 건조하였다.When the nonwoven fabric was shrunk for 5 minutes in hot water at 95 ° C, the area shrinkage was 7%. Next, a 7% aqueous polyvinyl alcohol solution having an average degree of polymerization of 500 was padded with a nonwoven fabric and dried.

다음 평균입자경이 2.5㎛인 실리카 분말을 PU고형분에 대하여 13부 되도록 DMF에 미리 녹여 분산, 혼합한 고형분 13%의 폴리테트라메틸렌글리콜계 PU의 DMF용액으로 함침하고 물에 응고시킨 후 통상의 방법으로 수세하고 건조하였다.Next, the silica powder having an average particle diameter of 2.5 μm was dissolved in DMF in advance to 13 parts with respect to the PU solid content, impregnated with DMF solution of polytetramethylene glycol-based PU having a solid content of 13% of the mixed solid content, and solidified with water, and then Washed with water and dried.

다음에 농도 15%의 가성소자 수용액에 패딩하고 스퀴징한 후 105℃의 스팀으로 5분간 알칼리감량가공을 연속적으로 행하여 해성분을 용출시켜 극세섬유화시킴과 동시에 PU내의 실리카를 용출시켜 폴리에테르계 PU탄성체내에 구형의 미세가공을 형성시킨 후, 수세, 건조하였다.Next, padded and squeezed in a 15% aqueous solution of caustic element, followed by alkali reduction processing for 5 minutes with steam at 105 ° C. to elute the sea component to make microfiber, and to elute the silica in the PU. After forming spherical micromachining in an elastic body, it washed with water and dried.

다음 320메쉬의 사포가 장착된 버핑기로 표면을 정돈하였다.The surface was then trimmed with a buffing machine equipped with 320 mesh sandpaper.

이렇게 하여 제조된 인공피혁 시트의 단면을 전자현미경 사진으로 관찰한 결과 약 0.05데니어의 섬유들이 섬유속을 이루면서 3차원으로 교락되어 있고, 섬유속과 섬유속사이에는 습식가공 폴리우레탄이 섬유속과 접착 또는 비접착된 형태로 충전되어 있으며, 폴리에테르계 PU 탄성체내에는 직경이 5 내지 10㎛인 구형의 미세가공이 균일하게 형성되어 있었다.As a result of observing the cross-section of the artificial leather sheet manufactured in this way, about 0.05 denier fibers were entangled in three dimensions while forming a fiber bundle, and wet-processed polyurethane was bonded between the fiber bundle and the fiber bundle. Or, it was filled in a non-bonded form, and spherical micromachining having a diameter of 5 to 10 µm was uniformly formed in the polyether-based PU elastomer.

최종 제품의 겉보기밀도는 0.33g/cm3였으며, 유연성 및 굴곡특성이 우수하고 고무탄성이 완화된 인공피혁 특성을 나타내었다.The apparent density of the final product was 0.33g / cm 3 , and showed excellent flexibility and flexural characteristics, and artificial leather with reduced rubber elasticity.

실시예 2Example 2

나일론-6 60부를 도성분으로, 공중합 폴리에스테르 40부를 해성분으로 하여 3.5데니어, 길이 51mm의 혼합방사된 스테이플 섬유를 제조하였다.60 parts of nylon-6 as a island component and 40 parts of copolyester as a sea component were used to prepare 3.5 denier and 51 mm long-spun mixed staple fibers.

이때 도성분의 수는 하나의 필라멘트당 100 내지 200개였다. 이를 실시예 1과 같이하여 부직포를 제조하고 100℃의 스팀에서 수축하였을 때 면적수축율은 11%였다.In this case, the number of island components was 100 to 200 per filament. When the nonwoven fabric was prepared in the same manner as in Example 1 and contracted under steam at 100 ° C., the area shrinkage was 11%.

다음에 평균중합도 500의 폴리비닐알코올 7% 수용액을 부직포에 패딩하고 건조하였다.Next, a 7% aqueous polyvinyl alcohol solution having an average degree of polymerization of 500 was padded with a nonwoven fabric and dried.

다음 평균입자경이 2.5㎛인 실리카 분말을 PU고형분에 대하여 13부 되도록 DMF에 미리 녹여 분산, 혼합한 고형분 13%의 폴리테트라메틸렌글리콜계 PU의 DMF용액으로 함침하고 물에 응고시킨 후 통상의 방법으로 수세하고 건조하였다.Next, the silica powder having an average particle diameter of 2.5 μm was dissolved in DMF in advance to 13 parts with respect to the PU solid content, impregnated with DMF solution of polytetramethylene glycol-based PU having a solid content of 13% of the mixed solid content, and solidified with water, and then Washed with water and dried.

다음에 농도 15%의 가성소다 수용액에 패딩하고 스퀴징한 후 105℃의 스팀으로 5분간 알칼리감량가공을 연속적으로 행하여 해성분을 용출시켜 극세섬유화시킴과 동시에 PU내의 실리카를 용출시켜 폴리에테르계 PU탄성체내에 구형의 미세기공을 형성시킨 다음 수세, 건조하였다.Next, padded and squeezed in an aqueous solution of caustic soda at a concentration of 15%, followed by alkali reduction processing for 5 minutes with steam at 105 ° C. to elute the sea component to form microfibers, and to elute the silica in the PU to polyether-based PU. Spherical micropores were formed in the elastic body, and then washed with water and dried.

다음 320메쉬의 사포가 장착된 버핑기로 표면을 정돈하였다.The surface was then trimmed with a buffing machine equipped with 320 mesh sandpaper.

이렇게 하여 제조된 인공피혁 시트의 단면을 전자현미경 사진으로 관찰한 결과 약 0.05데니어 섬유들이 섬유속을 이루면서 3차원으로 교락되어 있고, 섬유속과 섬유속사이에는 습식가공 폴리우레탄이 섬유속과 접착 또는 비접착된 형태로 충진되어 있으며, 폴리에테르계 PU탄성체는 직경이 5 내지 10㎛인 구형의 미세기공이 균일하게 형성되어 있었다.As a result of observing the cross-section of the manufactured artificial leather sheet by electron micrograph, about 0.05 denier fibers were entangled in three dimensions while forming a fiber bundle, and wet processing polyurethane was bonded or bonded to the fiber bundle between the fiber bundle and the fiber bundle. Filled in a non-bonded form, the polyether-based PU elastomer had a uniform spherical micropores having a diameter of 5 to 10㎛.

이렇게 얻어진 인공피혁은 극세섬유집속체가 65%, 폴리에테르계 PU탄성체가 35%로 구성되는 유연성 및 굴곡특성이 우수하며 고무탄성이 완화된 특성을 나타내었다.The artificial leather thus obtained has excellent flexibility and flexural characteristics, consisting of 65% of the ultrafine fiber concentrator and 35% of the polyether-based PU elastomer, and exhibited reduced rubber elasticity.

실시예 3Example 3

실시예 1과 동일한 방법으로 부직포 제조, 수축, 수용성 고분자 패딩후 평균입자경이 8.5㎛인 실리카 분말을 PU고형분에 대하여 5부 되도록 DMF에 미리 녹여 분산, 혼합한 고형분 12%의 폴리테트라메틸렌글리콜계 폴리우레탄의 DMF 용액으로 함침하고 물에 응고시킨 후 통상의 방법으로 수세하고 건조하였다.In the same manner as in Example 1, 12% polytetramethylene glycol-based poly (polyethylene) -based polystyrene was prepared by dissolving and mixing silica powder having an average particle diameter of 8.5 μm in 5 parts with respect to PU solids after manufacturing, shrinking, and water-soluble polymer padding. It was impregnated with a DMF solution of urethane, solidified in water, washed with water and dried in a conventional manner.

이후 공정은 실시예 1과 동일하게 실시하였으며, 인공피혁 시트의 단면을 전자현미경 사진으로 관찰한 결과 약 0.05데니어의 섬유들이 섬유속을 이루면서 3차원으로 교락되어 있고, 섬유속과 섬유속 사이에 존재하는 폴리에테르계 PU 탄성체내에는 직경이 5 내지 10㎛인 구형의 미세기공이 균일하게 분포, 형성되어 있었으며, 상기 실시예 1,2와 마찬가지로 유연성 및 굴곡특성이 우수하며 고무탄성이 완화된 특성을 나타내었다.Thereafter, the process was performed in the same manner as in Example 1, and when the cross section of the artificial leather sheet was observed by electron micrographs, fibers of about 0.05 denier were entangled in three dimensions while forming a fiber bundle, and were present between the fiber bundle and the fiber bundle. In the polyether-based PU elastomer, spherical micropores having a diameter of 5 to 10 µm were uniformly distributed and formed. The elasticity and flexural characteristics of the polyether-based PU elastomers were excellent. Indicated.

비교예 1Comparative Example 1

실시예 1과 동일한 방법으로 부직포를 제조하고 열수 수축하였다. 다만, 실시예 1에서 사용한 실리카분말을 혼합하지 않았으며, 기타 공정조건은 동일하게 하였다. 가공후 포지의 밀도는 0.36g/cm3로 매우 치밀감이 있으나, 촉감이 다소 딱딱하였으며 굴곡시 주름형성이 자연스럽지 못하였다.A nonwoven fabric was prepared in the same manner as in Example 1 and subjected to hydrothermal shrinkage. However, the silica powder used in Example 1 was not mixed, and other process conditions were the same. After processing, the density of the forge was 0.36g / cm 3, which was very dense but the touch was somewhat hard and the wrinkle formation was not natural during bending.

비교예 2Comparative Example 2

실시예 1과 동일한 방법으로 부직포를 제조하고 열수 수축하였다. 다만, PU함침공정에서 평균입자경 15㎛의 실리카 분말을 5부 혼합하였으며, 기타 공정조건은 동일하게 하였다. 가공후 인공피혁상 시트는 굴곡시 주름형성이 크게 되며 충실감이 떨어졌다.A nonwoven fabric was prepared in the same manner as in Example 1 and subjected to hydrothermal shrinkage. However, in the PU impregnation process, 5 parts of silica powder having an average particle diameter of 15 μm was mixed, and other process conditions were the same. After processing, the artificial leather top sheet has a large crease when it is bent, and a lack of fidelity.

비교예 3Comparative Example 3

실시예 1과 동일한 방법으로 부직포를 제조하고 열수 수축하였다. 다만, PU함침공정에서 평균입자경 5㎛의 실리카 분말을 20부 혼합하였으며, 기타 공정조건은 동일하게 하였다. 이때 포지의 인공피혁 시트는 굴곡시 주름형성이 크게 되었으며, 충실감이 부족하였다.A nonwoven fabric was prepared in the same manner as in Example 1 and subjected to hydrothermal shrinkage. However, in the PU impregnation process, 20 parts of silica powder having an average particle diameter of 5 μm was mixed, and other process conditions were the same. At this time, the artificial leather sheet of the Forge was wrinkled during bending was large, lacking a sense of fidelity.

Claims (2)

극세섬유속이 교락된 부직포와 폴리에테르계 폴리우레탄 탄성체로 이루어진 인공피혁에 있어서, 상기 폴리에테르계 폴리우레탄 탄성체 내부에 직경이 5 내지 10㎛인 구형의 미세기공이 형성된 것을 특징으로 하는 유연성이 우수한 인공피혁.An artificial leather composed of a nonwoven fabric and a polyether-based polyurethane elastic body in which an ultrafine fiber bundle is entangled, wherein the spherical micropores having a diameter of 5 to 10 μm are formed inside the polyether-based polyurethane elastic body. Leather. 극세섬유속이 교락된 부직포와 폴리에테르계 폴리우레탄 탄성체로 이루어진 인공피혁을 제조함에 있어서, 상기 폴리에테르계 폴리우레탄 탄성체에 평균입경이 2 내지 10㎛인 실리카 분말을 폴리우레탄에 대하여 5 내지 15중량부 혼합한 폴리우레탄 탄성체 용액을 극세화가능한 섬유가 교락된 부직포에 함침하고, 응고한 후, 알칼리 용액으로 처리하여 부직포를 극세섬유화 시킴과 동시에 폴리에테르계 폴리우레탄 탄성체내의 실리카를 추출함으로써 폴리에테르계 폴리우레탄 탄성체 내부에 구형의 미세기공을 형성하는 것을 특징으로 하는 유연성이 우수한 인공피혁의 제조방법.5 to 15 parts by weight of silica powder having an average particle diameter of 2 to 10 μm in the polyether polyurethane elastomer is prepared in the artificial leather comprising a nonwoven fabric interwoven with an ultrafine fiber bundle and a polyether polyurethane elastomer. The mixed polyurethane elastomer solution is impregnated into a nonwoven fabric in which fine fibers are entangled and coagulated, and then treated with an alkali solution to make the nonwoven fabric microfiber and at the same time extracting the silica in the polyether polyurethane elastomer to extract a polyether-based poly A method of manufacturing artificial leather with excellent flexibility, characterized in that to form spherical micropores in the urethane elastic body.
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