KR0144041B1 - 스웨드조 부직포 인공피혁의 염색방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 극세섬유로 된 부직포 기포에 폴리우레탄 탄성체를 충전시킨 피혁상 사이트물을 염색함에 있어서, 중성욕용 금속착염염료로 1차 염색을 실시하고 수세한 후 이 기포지를 1차 염색시 염료사용량의 15 내지 20%에 해당하는 양의 트렌계 건염염료를 이용하여 2차 염색하여 산화발색 처리시킨 후 소핑하고 수세, 건조하는 것을 특징으로 하는 스웨드조 부직포 인공피혁의 염색방법을 제공하는 것으로, 본 발명에 의해 염색되는 인공피혁은 색상이 선명하고 염색견뢰도가 우수하여 고품위의 제품으로 응용될 수 있다.

Description

스워드조 부직포 인공피혁의 염색방법

본 발명의 스웨드조 부직포 인공피혁의 염색방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폴리우레탄 탄성체를 극세섬유로 된 부직포 기포에 충진시킨 피혁상 시이트물을 염색함에 있어서, 중성욕용 금속착염염료로 1차 염색하고 트렌계 건염염료를 이용하여 2차염색하므로써 염색견뢰도가 우수하고 선명한 색상을 갖도록 하는 스웨드조 부직포 인공피혁의 염색방법에 관한 것이다.

통상 인공피혁이라고 하면 화학섬유 소재를 이용하여 외관 및 성상에 있어서 천연피혁과 흡사하게 만든 것으로서, 혼합방사 또는 복합방사 방법에 의해 제조되는 분할형 또는 해도형의 복합섬유 극세사 또는 일반극세사를 기본 소재로 이용하여 인위적으로 제조되며 현재 일본 및 한국에서 주로 개발되고 상품화되고 있는 최첨단 화학소재이다. 이와 같은 인공피혁은 그 최종제품의 외관, 촉감 및 일부 성능에 있어서 오히려 천연피혁을 능가하며 특히 세탁이 가능하고 색상의 다양화가 가능하다는 면에서 대단히 매혹적인 소재로 평가받고 있지만, 극세사의 제조, 염색 및 가공에 있어서 대단히 고난도의 기술을 요하는 소재이다.

종래 스웨드조 인공피혁의 제조방법으로는 섬유가 폴리에틸렌테레프탈레이트인 경우 폴리우레탄 탄성체 용액에 소량의 안료를 첨가하여 극세섬유로 된 부직포 기포에 충진한 다음 습식응고하여 이를 분산염료로 염색한 후 환원세정하여 폴리우레탄에 물리적으로 결합된 염료를 제거하는 방법이 사용되고 있다. 즉, 섬유만 염료에 염색되게 하고 폴리우레탄 탄성체는 안료로 착색되게 하는 방법인데, 이 방법에 의하면 섬유와 폴리우레탄의 색상농도차 조절이 어렵고 폴리우레탄의 색상이 선명하지 못할뿐만 아니라 세탁내구성이 떨어지는 등 문제점이 상당히 많았다. 섬유가 나이론일 때도 마찬가지로 폴리우레탄이 염료에 의해 착색되지 않아 염색성이 우수한 인공피혁을 제조하기 곤란한 한계가 있었다.

폴리우레탄이 염료에 의해 착색되지 않는 근본적인 원인은 폴리우레탄의 화학구조상 아민등의 산성염료와 친화력을 갖는 작용기가 존재하지 않기 때문이므로, 만일 폴리우레탄 탄성체에 폴리우레탄의 물성의 변화없이 산성염료와 친화력을 갖는 작용기를 부여할 수 있다면 색상이 고르고 선명할뿐만 아니라 색상의 깊이, 염색견뢰도가 우수한 인공피혁을 제조할 수 있을 것이라는 점에 착안하여 스췌드조 부직포 인공피혁의 염색견뢰도를 향상시키기 위한 많은 연구가 추진되었다.

예를 들면, 일본특허공고 소62-23097호는 폴리우레탄의 연한 블록 또는 단단한 블록에 3급 질소를 포함하는 아민등을 가염성 작용기로 도입하는 방법을 개시하고 있고, 일본특허공고 소65-17520호는 유기산 또는 무기산과 제 3급 아민과의 염을 폴리우레탄 중합쇄중에 도입하는 방법을 개시하고 있다. 또한 일본특허공고 소69-16386호는 폴리우레탄 종합쇄의 말단에 제 3급 또는 제 4급 질소원자를 도입하는 방법을 개시하고 있고, 일본특허공고 소59-108021호는 쇄신장제로서 저분자 디아민을 사용하는 방법을 개시하고 있다. 그러나 상기 방법들 중 일본특허공고 소62-23097호 및 동65-17520호 방법은 반응중 겔(Gel)이 되기 쉬운 단점이 있고, 일본특허공고 소69-16386호 방법은 질소 원자의 도입량을 제어하기 어려운 문제가 있으며, 일본특허공고 소59-108021호 방법은 염색성을 향상시킬 수는 있으나 연질성관 탄성을 저하시키는 문제점을 갖는다.

이상과 같은 방법들은 코팅에 사용되는 폴리우레탄 탄성체에 가염성 그룹을 도입하거나 물성을 변화시켜 견뢰도와 탈색성을 향상시킨 방법인데, 탈색성 향상의 면에서는 다소효과가 있지만 견뢰도 면에서는 만족할만한 효과를 수득할 수 없을 뿐만 아니라 최종 제품의 촉감을 딱딱하게 하며 장기 보관시 물성이 저하되는등 제조공정중의 난점을 갖는다.

인공피혁의 염색에 있어서, 종래에는 폴리아미드 극세섬유 기재에 폴리우레탄 엘라스토머를 주체로 한 중합체 용액을 함침한 후 응고 및 표면기모처리를 하고 염색하므로써, 즉 후염방법에 의해 스웨드조의 입모 시트를 제조하는 것이 일반적이었다. 일반적으로 나일론-6등의 폴리아미드계 섬유는 산성염료, 분산염료, 금속착염염료등을 이용하여 염색하며, 섬유의 섬도와 사용염료 농도간에는 하기 포터질(Forthergill)식으로 표현되는 함수관계가 있다.

(상기 식에서, C1은 D1데니어에서의 염료 사용량이고, C2는 D2데니어에서의 염료 사용량이다.)

상기 식을 통해서 알 수 있는 바와 같이, 동일한 착색효과를 얻기 위한 염료의 사용량은 섬도의 제곱근에 반비례한다. 즉, 섬도가 가늘수록 염료의 사용량은 제곱으로 많아진다. 따라서, 섬유의 섬도가 매우 낮은 극세사를 채용하는 인공피혁에 있어서는 염색시 염료의 사용량이 매우 많게 되며, 특히 농색에 있어서 습윤 염색견뢰도를 양호하게 하는 것은 상당히 어렵다. 또한 극세 섬유는 일반 섬유에 비해 섬유 표면적이 매우 크기 때문에 빛을 보다 많이 흡수하고 다시 빛에서 염료의 에너지 전환이 증가함에 따라 승화로 인한 염료의 이탈이 많아지기 때문에, 인공피혁의 내광견뢰도 역시 일반섬유 보다 낮게 된다.

1 데니어 이하의 극세섬유에 있어서는 표면반사광량의 증가로 발생성이 나쁘게 되고 고농도의 염욕을 이용해서 염색을 해도 농색을 얻기 곤란하며 염색견뢰도도 미흡하게 되는데, 이러한 문제를 해결하기 위하여 통상금속착염염료가 사용된다. 이와 같이 금속착염염료를 주체로 한 염료로 염색하므로써 발색성, 견뢰도등이 양호한 스웨드조 인공피혁을 수득하는 방법이 일본특허공고 소61-25834호, 일본특허공개 소63-303187호 및 일본 특허공개 평1-192884호에 개시되어 있다. 이들 방법에서는 예컨데, 염료 분자가 두 개의 금속원자와 배위결합한 1:2형 금속착염염료를 사용하는데, 그 중에서도 염료 분자내에 술폰아미드기 또는 슬폰메틸기등의 약친수기를 갖는 것 또는 소수의 술폰메틸기등의 약친수기를 갖는 것 또는 소수의 술폰산기를 갖는 비대칭형 또는 대칭형 함금속염료가 사용된다.

한면, 폴리우레탄등의 고분자 탄성체는 그 피막의 배향성이 낮고 염료를 용이하게 흡착시키는 대신에 느슨한 부자구조 때문에 염료의 이탈도 용이해 염색견뢰도를 저하시키는 큰 요인의 하나가 되고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 방안의 하나로 일본특허공개 소60-252784호는 폴리우레탄으로 처리한 0.02데니어 이하의 폴리아미드계 촉극세 섬유제품을 함금속염료를 이용해서 염색한 후 탄닌산 및 금속염으로 고착처리를 실시하는 방법을 개시하고 있다.

그러나, 인공피혁에서는 천연피혁과 매우 유사한 외관 및 촉감을 부여하고 또한 천연피혁에서는 발현되지 않는 착색발란스 및 염색견뢰도를 부여하는 것이 요구된다. 그러나, 폴리아미드계 섬유의 염색견뢰도를 높이기 위해 탄닌산 및 금속염으로 고착처리하는 것이 촉감을 뻣뻣하게 하여 천연피혁과 유사한 감촉을 발현하기 어려우며, 염색시 요구되는 과량의 염료로 인해 고착효과가 반감되고 자연히 색상재현성에도 문제가 발생된다.

한편, 종래의 인공피혁의 착색에서는 소재, 섬도 및 조성비율등에 의해 그 방법을 달리하여, 다소의 변형은 있을 수 있지만 대개 안료를 고분자수지, 용제등과 함께 사용하여 패드법, 그라비아 인쇄법등에 의해 착색을 행하였다. 그러나, 염료, 예를 들어 분산염료, 산성염료, 함금속염료, 유용성 염료등을 수지와 혼합하여 날염법, 그라비아 인쇄법등으로 착색하면 표면의 내굴곡성에는 효과를 나타내지만 섬유를 팽윤시킨다든지 섬유와 섬유간을 지나치게 밀착시켜 촉감, 통기성, 투습성등을 저하시키는 문제점이 발생한다.

일반적으로, 폴리아미드 섬유의 염색에 많이 사용되는 침염법에 의해 인공피혁을 염색하는 경우는 염색이 비교적 고온에서, 예를 들면 일본특허 공개 소55-71841호에서는 91∼110℃에서 행해지므로, 용제의 유무에 관계없이 폴리아미드의 입모 섬유와 폴리우레탄 기포와의 염색 불균일, 표면입모의 불균형등이 발생하며 그밖에 입모의 흐트러짐등도 수반하여 촉감과 외관을 해치기 쉬원 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 상술한 종래 기술의 문제점들을 극복하기 위한 것으로, 함금속염료 및 건염염료를 적정한 비율로 혼합사용하여 염색하고 후처리하므로써 세탁내구성 및 높은 마찰견뢰도를 유지하고 선명하고 깊이가 있는 색감을 발휘하는 인공피혁 제품을 수득할 수 있는 스웨드조 부직포 인공피혁의 염색방법을 제공하는 것이다.

즉, 본 발명은 극세섬유로 된 부직포 기포에 폴리우레탄 탄성체를 충전시킨 피혁상 시이트물을 염색함에 있어서, 중성욕용 금속착염염료로 1차 염색을 실시하고 수세한 후, 이 기포지를 1차 염색시 염료사용량의 15내지 20%에 해당하는 양의 트렌계 건염염료를 이용하여 2차염색하여 산화발색처리시킨 후 소핑하여 수세, 건조하는 것을 특징으로 하는 스웨드조 부직포 인공피혁의 염색방법을 제공하는 것이다.

이하에서 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

본 발명에서 사용되는 폴리우레타은 유기디이소시아네이트로서 일반적으로 인공피혁용 폴리우레탄을 제조할 경우 많이 사용되는 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트를 비롯한 방향족 다이소시아네이트와 1,6-헥사메틸렌디이소시아네이트를 비롯한 지방족 디이소시아네이트, 그리고 이소포론디이소시아네이트를 비롯한 지방족 디이소시아네이트중에서 선택적으로 사용하고 폴리테트라메틸렌글리콜을 고분자 디올로, N,N-디멜틸포름아미드를 유기용매로 사용하여 제조한다.

한편, 본 발명에 사용되는 섬유로서는 5D 이하의 섬도를 가진 것이면 어느 것이나 가능하지만, 양호한 라이팅 효과를 발휘할 수 있도록 하기 위해서 최종제품의 섬도는 0.5D 이하로 되어야만 한다. 이러한 극세섬유를 초기의 부직포 제조에 사용할 수 없으로므로 일정한 데니어를 갖는 연속고분자 필라멘트 집속체에 섬유 고분자물을 복합방사 형태로 동시에 방사하고 후가공 공정에서 집속체를 제거하면 섬유 고분자의 섬도는 0.5D 이하의 극세섬유로 된다.

본 발명에서 사용가능한 섬유 고분자의 종류로는 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리아크릴로니트릴등 섬유형성능을 갖는 것이면 어느 것이든 가능하고, 고분자 집속체로는 폴리스티렌, 폴리스티렌의 유도체, 저밀도 폴리에틸렌, 폴리에틸렌테레프타레이트등이 사용가능하다.

본 발명에서 부직포의 제조방법으로는 여러 가지가 고려될 수 있으나 카아딩, 크로스래핑, 니들펀칭하여 3차원 고락 부직포를 중량 250g/m2∼600g/m2으로 하여 본 발명에 적용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 스웨드조 부직포 인공피혁의 염색방법에 따라 염색하는 경우, 금속착염염료를 이용한 염색은 시판중인 중성 내지 약산성욕 금속착염염료를 사용하고, 산의 농도를 황산암모늄을 이용하여 조절하였으며, 침투 균염제로서는 비이온성 균염제 및 치밀한 부직포 인공피혁 구조에 소디움 디알킬 술포숙시네이트(Sodium Dialkyl sulfosuccinate)류 조성의 음이온성 침투제를 사용하였다. 본 발명에서 사용하는 중성 내지 약산성욕금속착염염료는 산 5.5∼7내에서 천천히 그리고 균일하게 염착하는 성질이 있으며, 이 염료는 치밀한 직물에도 잘 침투되며 섬유선택성도 없고 또한 세탁, 밀링(Milling)에 대해서 높은 견뢰도를 갖는 것이다. 본 발명에서 사용되는 금속착염염료가 높은 마찰견뢰도를 갖는 것은 약 50℃까지의 용액 내에서 화합되기 때문에 팽윤된 섬유로부터 탈착이 방지되기 때문이기도 하다. 상기 염료 및 조제를 이용한 염색온도는 100∼120℃, 염색시간은 40∼60분으로 하는 것이 바람직하다. 염색조건이 상기 범위를 벗어나면 발생성 및 견뢴도가 미흡하게 된다.

중색 이하에서는 위와 같은 방법으로 염색만 하더라도 양호한 견뢰도를 얻지만 중색이상 농색에서는 세탁의 오염 및 마찰견뢰도가 불량하게 된다. 따라서, 견뢰도 목표를 충족시키기 위해서 상기 염색물을 건염염료를 이용하여 2차염색하는데, 2차 염색은 상기 금속착염염료 사용량의 15∼20% 범위의 농도로 염료를 사용하여 행한다. 건염염료의 사용량이 상기 범위를 벗어나면 농색에서 견뢰도 향상효과를 수득할 수 없게 되므로, 본 발명에서 건염염료의 사용량은 상기 범위내인 것이 필수적이다. 건염염료는 일반적으로 특유의 발색단으로서 카르보닐기(C=0)를 갖고 물 및 알카리에 불용성이며 알카리성 환원제에 의해서 알카리에 가용성인 류코 화합물(C-OH→C-ON2)을 만들고, 이것이 섬유에 흡착된 뒤 공기산화에 의하여 카르보닐기가 재생됨으로써 발생염색되는 것이다. 이와 같은 건염염료는 가용성기를 함유하고 있지 않기 때문에 세탁견뢰도 및 일광견뢰도가 양호한 부류에 속한다. 상기 건염염료중 트렌계 염료가 폴리아미드계 섬유의 염색에 가장 적합하며, 염색온도는 40∼80℃, 염색시간은 20∼50분으로 하는 것이 바람직하다.

염색시 색조합에 있어서는 삼원색을 이용한 조합보다는 중간색 염료를 요구하는 색상에 맞추어 사용하는 것이 재현성이나 염색 불균일 방지 차원에서 바람직 하다.

위와 같이 염색된 염색지를 산화발색처리하는데, 산화제로서는 과붕산소다 4∼6g/ℓ를 사용하고, 처리온도는 70∼90℃, 처리시간은 10∼30분으로 하는 것이 바람직하다. 이 때 처리온도 및 처리시간이 상기 범위를 벗어나면 후처리효과가 반감되어 바람직하지 않다. 산화발색처리후의 최종 소핑(Soaping)은 음이온 타입의 소핑제를 이용하되, 처리온도는 70∼90℃, 처리시간은 10∼30분으로 하는 것이 바람직하다. 이와 같이 소핑처리된 염색지를 수세, 건조하여 최종제품을 수득한다.

본 발명에 의해 염색되는 스웨드조 부직포 인공피혁은 발생성이 뛰어날뿐만 아니라 일광, 세탁 및 마찰에 대한 견뢰도가 우수하고 촉감이 유연하여 고품위의 천연피혁 대응 인공피혁으로 용도전개가 가능하다.

이하 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세히 설명하나, 본 발명의 사상 및 범주가 하기 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

나일론-6을 극세섬유(70부)로, 폴리에틸렌테레프탈레이트를 극세섬유집속체(30부)로 한 해도형 복합섬유를(36해도) 4D × 51mm, 권축수 15개/인치인 스테이플로 만들고 카딩, 크로스래핑, 니들펀칭하여 중량 300g/㎡의 3차원 교락 부직포를 제조하였다. 여기에 수산화나트륨 수용액으로 처리하여 폴리에틸렌테레프탈레이트를 완전히 제거한 후 건조시킨 것을 폴리비닐알콜 수용액으로 바인더 처리하여 형태안정성을 부여하였다.

상기 부직포에 폴리우레탄 탄성체용액 100부를 혼합하여 위의 부직포를 함침, 수중응고시키고 열탕수세하여 수용성 폴리비닐알콜을 제거하였다. 이것을 건조하여 얻어진 피혁상 시이트물을 새드페이퍼로 버핑하고 중성욕용 금속착염염료인 Neutrilan Brown S-GR(SK社) 5%.o.w.f와 황산암모늄 2s/ℓ, 비이온성 침투 균염제 Monopol OA(동남화성分) 1%.o.w.f.음이온성 침투 균염제 Hexawet DR(풍림유화分) 1%.o.w.f.를 사용하여 120℃에서 1시간 동안 1차염색하였다. 이어서 1차염색된 부직포 인공피혁을 수세한 후 트렌계 건염염료인 Indanthren Brown GS 1%.o.w.f.로 80℃에서 40분간 욕비를 1:50으로 하여 2차염색하였다. 그 다음으로, 화학약품 산화발색제인 과붕산소다 4g/ℓ를 넣고 80℃에서 10분간 처리하여 산화발색처리한 후, 음이온계 소핑제인 Uniclear N-42(신염화성分)를 넣고 80℃에서 10분간 처리하고 수세, 건조하여 갈색의 스웨드조 부직포 인공피혁을 수득하였다. 수득된 인공피혁의 견뢰도, 발색성 및 촉감을 평가하여 하기 표1에 나타내었다.

상기와 같이 하여 수득된 부직포 인공피혁은 심색도가 뛰어나고 마찰, 세탁 및 일광 견뢰도가 모두 3급 이상이었으며 촉감 및 탄력감도 풍부하였다.

[실시예 2]

중성욕용 금속착염염료의 농도를 10%.o.w.f.로 하고 건염염료의 농도를 2%o.w.f.로 한 것외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 염색하고 그 결과를 평가하여 하기 표 1에 함께 나타내었다.

[비교예 1∼2]

비교를 위해 항금속염료로 염색하고 수세한 후 즉시 고착처리 및 비교착 처리를 행하여 비교에 1 및 비교예 2를 실시하여 그 결과를 하기 표 1에 함께 나타내었다.

상기 표 1을 통해서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 의해 제조된 스웨드조 인공피혁은 비교예에서 제조된 인공피혁에 비해 세탁, 일광 및 마찰견뢰도가 우수함을 알 수 있다.

Claims (4)

1. 극세섬유로 된 부직포 기포를 폴리우레탄 탄성체를 충전시킨 피혁상 시이트물을 염색함에 있어서, 중성욕용 금속착염염료로 1차 염색을 실시하고 수세한 후 이 기포지를 1차 염색시 염료사용량의 15 내지 20%에 해당하는 양의 트렌계 건염염료를 이용하여 2차염색하여 산화발색처리시킨 후 소핑하여 수세, 건조하는 것을 특징으로 하는 수웨드조 부직포 인공피혁의 염색방법
2. 제1항에 있어서, 중성욕용 금속착염염료로 1차 염색시 비이온 균염제와 음이온 균염제를 동일 농도로 하여 100∼120℃의 고온에서 40∼60분간 염색하는 것을 특징으로 하는 스웨드조 부직포 인공피혁의 염색방법.
3. 제1항에 있어서, 건염염료로 2차 염색시 40∼80℃의 고온에서 20∼50분간 염색하는 것을 특징으로 하는 스웨드조 부직포 인공피혁의 염색방법.
4. 제1항에 있어서, 산화제 및 소핑제의 처리시 70∼90℃의 온도에서 10∼30분간 염색후처리를 행하는 것을 특징으로 하는 스웨드조 부직포 인공피혁의 염색방법.