KR0132934B1 - 염색성이 우수한 부직포 인공피혁의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 부직표 인공피혁의 제조에 있어서 나이론-6칩에 5∼30%의 안료를 첨가하여 마스터배치 칩을 제조한 후 이를 나이론-6칩과 일정비율로 블렌딩하여 제조된 나이론6을 섬유형성능으로한 해도형 섬유로된 부직포 기포위에 아민등의 산성염료와 친화력을 갖는 첨가제를 합성하여 혼합한 폴리우레탄 탄성체를 충진시켜 표면가공후 염색하는 것을 특징으로 하는 염색성이 우수한 부직포 인공피혁의 제조방법에 관한 것으로 본 발명의 제조방법에 의해 제조된 부직포 인공피혁은 색상이 선명하고 농색효과 및 연색 견뢰도가 우수한 부직포 인공피혁을 얻을 수 있으며, 이 인공피혁은 천연피혁의 대용으로 의료용 및 잡화용으로 사용될 수 있는 잇점이 있다.

Description

염색성이 우수한 부직포 인공피혁의 제조방법

본 발명은 염색성이 우수한 부직포 인공피혁의 제조방법에 관한 것이다.

보다 상세하게는 폴리에스터나 폴리아미드의 극세섬유로된 부직포의 폴리우레탄 탄성체로된 피혁상 시이트물을 염색하고 버핑하여 부직포 인공피혁을 제조함에 있어서, 염색성을 갖는 첨가제를 합성, 폴리우레탄과 혼합하여 폴리우레탄내에 아민등의 산성염료롸 친화력을 갖는 작용기가 존재하도록 하고, 일정량의 안료를 폴리에스터나 폴리아미드 칩에 첨가하여 미스터배치 칩을 제조하고 이 마스터배치 칩 2%~20%와 일반 폴리에스터나 폴리아미트 칩을 첨가하여 미스터배치 칩을 제조하고 이 마스터배치 칩 2%~20%와 일반 폴리에스터나 폴리아미드 칩을 블렌딩 방사하여 원착사로 제조한 후 이 원착사를 사용하여 부직포를 제조하고, 위에 준비한 첨가제와 폴리우레탄의 혼합액에 부직포를 충진시킨 다음 일련의 후가공 공정을 거침으로 하여 농색효과 및 염색견뢰도가 우수한 부직포 인공피혁 제조하는 방법을 제공하는 것이다.

종래 부직포 인공피혁의 제조방법으로는 섬유가 폴리에틸렌테레프탈레이트인 경우 폴리우레탄 탄성체 용액에 소량의 안료를 첨가하여 극세섬유로 된 부직포 기포에 충진한 다음 습식응고하여 이 분산염료로 연색한 후 환원세정하여 폴리우레탄에 물리적으로 결합된 염료를 제거하는 방법을 쓰고 있다.

즉 섬유만 염료에 염색하게 하고 폴리우레탄 탄성체는 안료로 착색되게 하는 방법을 쓰고 있는데 이 방법으로는 섬유와 폴리우레탄의 색상농도차 조절이 어렵고 폴리우레탄의 색상이 선명하지 못할 뿐 아니라 세탁 내구성이 떨어지는 등의 문제점이 상당히 많았다. 이는 섬유가 나일론일때도 마찬가지로 폴리우레탄이 염료에 착색되지 않아 염색성이 우수한 인공피혁을 제조하기가 힘들었다.

이러한 문제점의 근본적인 원인은 폴리우레탄의 화학구조상 아민등의 산성염료와 친화력을 갖는 작용기가 존재하지 않기 때문으로 만일 폴리우레탄탄성체에 폴리우레탄의 물성의 변화없이 염료와 친화력을 갖는 작용기를 부여할 수 있다면 색상이 고르고 선명할 뿐 아니라 색상의 깊이, 염색 견뢰도가 우수한 부직포 인공피혁을 제조할 수 있을 것이라는 점에 착안하여 많은 연구가 추진되었다.

예를 들면 폴리우레탄의 연한 블록 또는 단단한 블록에 3급 질소를 포함하는 아민등을 가염성 작용기로 염색성 향상을 시도하였으나 폴리우레탄의 물성저하등의 문제점이 있다. 일본 특공소 59-12789 호에서는 N-비닐피롤리돈이나 디알킬아미노에틸 메타아크릴레이트등을 폴리우레탄 탄성체에 공중합하여 염착좌석을 부여하는 방법이 보고되었으나 이 발명에 기술된 폴리우레탄 탄성체는 이중결합이 없어 순수한 그라프트가 되었다고 보기 어렵고 공정도 상당히 복잡한 단점을 지니고 있다.

이에 유의하여 본 발명자는 아민등의 산성염료와 친화력을 갖는 첨가제를 합성, 폴리우레탄과 혼합하여 사용함으로써 폴리우레탄에 가염성을 부여하는데 성공하였다. 즉, N-메틸디에탄올아민과 헥사메틸렌디이소시아네이트 또는 이소포론디이소시아네이트 또는 4,4' -디페닐메탄디이소시아네이트 또는 비스 (4-디이소시아네이토사이클로헥실)-메탄 또는 톨루엔디이소시아네이트를 반응시켜 첨가제를 합성하였다.

그러나 단순한 폴리우레탄의 염색성의 향상만으로는 농색이 발현되고 염색견뢰도가 우수한 부직포 인공피혁의 제조가 현실적으로 어렵기에 이에 본 발명자는 우선 착색이 된 원착사를 사용하여 부직포를 제조하고 위의 염착좌석이 있는 첨가제가 함유된 폴리우레탄 탄성체 용액에 부직포를 함침시킨 후 염색공정을 진행함으로써 농색이 발현되고 염색견뢰도가 우수한 부직포 인공피혁을 제조할 수 있게 되었다.

본 발명에 사용된 폴리우레탄 제조방법, 첨가제 제조방법, 원착사 제조방법 및 원착사로 제조된 부직포 기포에 폴리우레탄을 처리하여 부직포 인공피혁을 제조하는 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.

폴리우레탄은 유기디이소시아네이트로서 일반적으로 인공피혁용 폴리우레탄을 제조할 경우 많이 사용되는 4, 4' -디페닐메탄디이소시아네이트를 비롯한 방향족 디이소시아네이트와 1,6 -헥사메틸렌디이소시아네이트를 비롯한 지방족디이소시아네이트, 그리고 이소포론디이소시아네이트를 비롯한 지환족 디이소시아네이트중에서 선택적으로 사용하고 폴리테트라메틸렌글리콜을 고분자 디올로, N,N-디메틸포름아미드를 유기용매로 사용하여 제조한다.

첨가제는 N-메틸디에탄올아민과 헥사메틸렌디아소시아네이트 또는 비스 (4-디이소시아네이토하이클로헥실)-메탄 또는 톨루엔디이소시아네이트 또는 이소포론디이소시아네이트 또는 4, 4'-디페닐메탄디이소시아네이트를 용매하에 1.5:1∼1:1의 몰비로 3시간동안 반응시켜 우레탄의 단단한 블록 체인으로 이루어진 본 발명의 첨가제를 얻는다.

이 첨가제를 폴리우레탄 탄성체 용액과 혼합하여 사용시 주의할 점으로는 첨가제의 양이 폴리우레탄 탄성체에 대하여 0.5 미만일 때에는 첨가제의 효과가 나타나지 않고 10% 이상일 때에는 경제성이 없으므로 첨가제의 양이 0.5∼10%가 되는 것이 적당하다.

원착사는 폴리에스테르나 폴리아미드 칩에 5∼30%의 안료를 첨가하여 마스터배치 칩을 제조하고 이 마스터배치 칩 2%∼20%와 일반 폴리에스테르나 폴리아미드 칩을 블렌딩, 방사하여 제조한다.

한편, 본 발명에 사용되는 섬유로서는 5D이하의 섬도를 가진것이면 어느것이나 가능하지만 최종제품에 있어서는 0.5D이하로 되지 않으면 양호한 라이팅 효과를 발휘할 수 없다.

이러한 극세섬유를 초기의 부직포 제조에 사용할 수는 없으므로 일정한 데니어를 갖는 연속 고분자 필라멘트 집속체에 섬유 분자들을 복합방사 형태로 동시에 방사하고 후가공 공정에서 접속체를 제거하면 섬유 고분자의 섬도는 0.50 이하의 극세섬유로 된다. 사용가능한 섬유 분자의 종류로는 폴리에스터, 폴리아미드, 폴리아크릴니트릴 등 섬유형성능을 갖는 것이면 어느것이든 가능하고 고분자 집속체로는 폴리스티렌, 폴리스티렌의 유도체, 저밀도 폴리에틸렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등이 사용가능하다.

부직포 제조방법으로는 여러 가지가 고려되고 있으나 카아딩, 크로스래핑, 니들펀칭하여 3차원 교락 부직포를 중량 200g/m²∼700g/m²으로 하여 본 발명에 적용하는 것이 효과적이다.

본 발명에 사용된 합성한 첨가제를 폴리우레탄과 혼합하여 원착사 부직포 기포에 처리하는 방법에 대하여 설명하면 다음과 같다.

전술한 본 발명의 원착사 부직포를 수산화나트륨등의 알카리수용액으로 섬유 집속체 고분자를 완전히 추출하고 폴리비닐알콜등의 수용성 고분자용액으로 함침하여 섬유의 표면 또는 섬유의 교락점에 도포시키고 건조한 후 본 발명의 첨가제를 폴리우레탄과 혼합한 용액에 함침하여 부직포 기포내부에 충진시킨다음 이를 적당한 농도의 디메틸포름아미드 수용액에서 10∼30분간 응고 시켜 용매를 추출하고 다시 열탕에서 수세하여 폴리비닐알코를 완전히 제거시킨 후 건조한다.

이를 샌드페이퍼등으로 버핑하여 피혁상 사이트물을 얻는다.

여기에 다시 위의 피혁상 사이트물을 사용된 섬유의 소재에 따라 산성염료, 분산염료, 캐티온염료로 염색하고 다시 샌드페이퍼로 표면을 버핑하여 주면 색상이 선명하고 농색효과 및 염색 견뢰도가 우수한 부직포 인공피혁을 얻을 수 있다.

이 인공피혁은 천연피혁의 대용으로 의료용 및 잡화용으로 사용될 수 있다.

[실시예1, 비교예1]

나일론-6칩에 검정색 안료 10%를 첨가하여 마스터배치 칩을 제조한다. 제조된 마스터배치 칩 5 부와 일반 나일론-6칩 95 부를 블렌딩하여 극세섬유(70부)로, 폴리에틸렌테레프탈레이트를 극세섬유 집속체 (30부)로 한 해도형 복합섬유를 (36해도)4D×51㎜, 권축수 15 개/inc.인 원착사 스테이플로 만들고 카딩, 크로스래핑, 니들펀칭하여 중량 600g/㎡의 3 차원 교락 원착사 부직포를 만든다. 여기에 수산화나트륨 수용액으로 처리하여 폴리에틸렌테레프탈레이트를 완전히 제거한 후 건조시킨 것을 폴리비닐알콜 수용액으로 바인더처리하여 형태안정성을 부여하였다.

N-메틸디에탄올아민과 헥사메틸렌디이소시아네이트 또는 이소포론디이소시아네이트 또는 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트 또는 비스(4-이소시아네이토사이클로헥실)-메탄 또는 놀루엔디이소시아네이트를 몰비 1.2:1로 40℃에서 2시간 반응하여 고형분 50%의 첨가제를 얻었다.

이 첨가제 10부에 폴리우탄 탄성체 용액 100부를 혼합하여 위의 원착사 부직포를 함침, 수중응고시키고 열탕수세하여 수용성 폴리비닐알콜을 제거하였다.

이것을 건조하여 얻어진 피혁상 시이트물을 샌드페이퍼롤 버핑하고 산성염료(Black 10% o.w.f)로 100℃, 1시간 염색하고 버핑한 후 다시 버핑을 행하였다.

비교를 위해 폴리우레탄 탄성체 용이액에 첨가제를 넣지 않고 착색되지 않은 일반 초극세사 부직포를 사용하여 실시예 1 과 같이 행하여 견뢰도측정을 하였다. 표1 에 나타난 바와 같이 본 발명에 의해 제조된 부직포 인공피혁이 세탁, 마찰, 일광 견뢰도가 우수함을 알 수 있다.

[실시예2, 비교예2]

나이론-6칩 검정색 안료 10%를 첨가하여 마스터 배치 칩을 제조한다. 제조된 마스터배치 칩 10 부와 일반 나일론-6칩 90부를 블렌딩하여 극세섬유(65부)로, 폴리에틸렌 텔레프탈레이트를 극세섬유 집속체(35부)로 한 해도형 복합섬유를 (36해도) 3D×45㎜의 권축사 12개/인치의 원착사 스테이플로 만든다음 이후 공정은 실시예1과 같이 하였다.

비교를 위해 폴리우레탄 탄성체 용액에 첨가제를 넣지않고, 착색되지 않은 일반 초극세사 부직포를 사용하여 실시예2와 같이 하여 견뢰도등을 측정하였다.

Claims (4)

1. 부직포 인공피혁의 제조에 있어서, 나이론-6칩에 5∼30%의 안료를 첨가하여 마스터배치 칩을 제조한 후 이를 나이론-6칩과 일정비율로 블렌딩하여 제조된 나이론6을 섬유형성능으로한 해도형 섬유로된 부직포기포위에 아민등의 산성염료의 친화력을 갖는 첨가제를 합성하여 혼합한 폴리우레탄 탄성체를 충진시켜 표면가공후 염색하는 것을 특징으로하는 염색성이 우수한 부직포 인공피혁의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 마스터 배치 칩의 비율이 2∼20%인 것을 특징으로 하는 염색성이 우수한 부직포 인공피혁의 제조방법.
3. 제1항에 있어서, 첨가제는 N-메틸 디에탄올아민과 헥사메틸렌디이소시아네이트 또는 이소포톤디이소시아네이트 또는 4,4'-디페니메탄 디이소시아네이트 또는 비스 (4-디이소시아네이토사이클로헥실)-메탄 또는 톨루엔 디이소시아네이트를 용매하에 1.5:1∼1:1의 몰비로 3시간 동안 반응시켜 합성한 것을 특징으로 하는 염색성이 우수한 부직포 인공피혁의 제조방법.
4. 제1항에 있어서, 폴리우레탄 탄성체에 혼합되는 첨가제의 양은 0.5∼10%임을 특징으로 하는 염색성이 우수한 부직포 인공피혁의 제조방법.