KR0160460B1 - 부직포 인공피혁 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 구성섬유의 초극세화를 위해서 용융지수 40∼70g/10min인 분산매성분과 분산성분의 구성비를 30:70∼60:40이 되도록 하여 혼합방사한 세 스테이플섬유인 제1성분과 마이크로 화이버인 제2성분간의 중량비율을 90:10∼50:50이 되도록 혼합하여 오프닝, 카아딩, 크로스랩핑 및 니들펀칭을 통해 스테이플 섬유를 3차원적으로 물리적 결합을 시켜 부직포로 한 후, 이를 특수용출장치를 통해서 분산매성분을 퍼클로로에틸렌 또는 톨루엔으로 제거시키는 것을 특징으로 하고 구성섬유가 0.005∼0.001데니어인 부직포 인공피혁의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 의하면 0.005∼0.001데니어의 극세사효과에 따른 고급의 인공피혁이 수득되고 특수용출 처리장치에서의 용제 및 분산매성분의 회수 및 재사용으로 경제성이 높은 제조방법이 제공된다.

Description

부직포 인공피혁 제조방법

본 발명은 부직포 인공피혁의 제조방법, 보다 상세하게 폴리아미드나 폴리에스테르를 분산성분으로 하고 폴리에틸렌이나 폴리스타이렌을 분산매성분으로 하여 극세집속형으로 혼합방사한 스테이플섬유를 제1성분으로, 폴리아미드 또는 폴리에스테르를 혼합방사를 통해 극세집속형으로 제조한 마이크로 화이버를 제2성분으로 하고, 이들을 니들 펀칭에 의해 3차원적으로 교락시킨 뒤, 퍼클로로에틸렌 혹은 톨루엔으로 분산매성분을 용출시켜 구성섬유를 극세화시키고, 에스테르계, 에테르계, 혹은 에스테르-에테르계 폴리우레탄 수지를 함침시켜 탄성을 부여하고, 염색 및 고착처리 후 최종적으로 표면처리를 거쳐 부직포 인공피혁을 제조하는 방법에 관한 것이다.

종래의 부직포 인공피혁의 제조방법으로써 일반적으로 알려져 있는 공정은 국내특허 공개 제 90-10138호, 90-11937호 및 93-6245호 등을 들 수 있는 바, 여기에서는 나일론 혹은 폴리에스테르와 이용성 폴리머를 사용하여 복합방사를 통해 해도형 극세사 스테이플 섬유를 제조하여 니들펀칭으로 부직포펠트를 만든 뒤 알칼리 수용액으로 이용성으로 풀리머를 제거하여 구성섬유를 극세화한다. 그리고 나서 에스테르 타입 또는 에테르 타입의 폴리우레탄 수지를 함침시켜 부직포에 탄성을 부여하고 염색. 고착처리 및 버핑등의 최종 표면마무리 작업을 하게 되는데 이러한 공정으로 부직포 인공피혁을 제조할 경우에는 복합방사에 의한 경우라 하더라도 그 구성섬유를 0.1∼0.03데니어 범위의 섬도 이하로는 제조가 불가능하다.

따라서 0.001데니어 전후의 초극세사가 갖는 소프트 터치와 웨트(Wet)감을 갖는 천연피혁과 유사한 제품특성을 살리기가 곤란하다.

또한 해도형 복합사를 극세화하는 용출공정은 알칼리 수용액을 사용함에 따라 이때 발생하는 이용성 폴리머가 녹아있는 알칼리 수용액 폐액의 회수처리에 많은 문제점을 안고 있다. 이는 최근에 관심이 고조되고 있는 환경문제와 관련됨에 따라 신속한 해결책이 요구되고 있다.

이러한 문제들을 해결하기 위해 최근에 폴리아미드 또는 폴리에스테르와 폴리에틸렌을 혼합 방사한 뒤 퍼클로로에틸렌 또는 톨루엔으로 폴리에틸렌을 용출시키는 공정이 일부 제기되고 있으나 구체화된 것이 없고, 설사 이를 실시한다 해도 기존의 염색 및 감량등의 후가공 기술로는 폴리에틸렌 용출공정 수행이 불가능한 실정이다.

한편 특허출원 제94-37681호 및 동 95-23449호에서는 혼합방사에 의한 초극세사의 이용방법이 제시되고 있으나 분산성분에 비해 분산매성분의 굽힘강성, 크림프 회복율등이 부족해 니들 펀칭기술에 의한 부직포 펠트 제조시 전반적으로 화이버간의 교락성이 떨어지게 되며 이에 따라 부직포 펠트의 균일한 밀도획득이 어려운 형편이다.

따라서 본 발명자들이 이와 같은 종래의 기술들을 예의 주시하고 새롭게 연구안출한 결과 본 발명을 완성하게 되었다.

본 발명의 목적은 효율적 경제적으로 제조할 수 있는 일련의 장치를 이용하여 신규한 인공피혁을 제조하는 방법을 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 0.005∼0.001데니어인 초극세사로 구성된 천연피혁과 유사한 부직포 인공피혁을 제공하는 것이다.

즉, 본 발명은 니들 펀칭을 통한 부직포 펠트를 제조함에 있어서 구성섬유를 초극세사 스테이플 섬유인 제1성분과 마이크로 화이버인 제2성분으로 하고 이를 혼합하여 니들 펀칭으로 3차원 교락시켜 제조하는 것을 특징으로 한 부직포 인공피혁의 제조방법이 제공되는 것이다.

보다 상세하게는 본 발명은 구성섬유의 초극세화를 위해서 융용지수 40∼70g/10min범위에 있는 폴리에틸렌 혹은 폴리스타이렌 분산매성분과 폴리아미드 혹은 폴리에스테르 분산성분을 중량비로 30:70∼60:40이 되도록 혼합하여 극세집속형으로 혼합방사한 스테이플 섬유를 제1성분으로 하고 폴리아미드 또는 폴리에스테르를 혼합 방사를 통해 극세집속형으로 제조한 마이크로 화이버를 제2성분으로 하되 제2성분간의 중량비율은 90:10∼50:50이 되도록 혼합하고 이를 오프닝, 카아딩, 크로스랩핑 및 니들펀칭을 통해 스테이플 섬유를 3차원적으로 물리적 결합을 시켜 부직포로 한 후, 이를 특수용출장치를 통해서 분산매성분을 퍼클로로에틸렌 또는 톨루엔으로 제거한 뒤 수용성 고분자물질인 PVA를 처리하여 형태를 고정시키고, 에스테르계 에테르계, 혹은 에스테르-에테르계 폴리우레탄수지를 함침시켜 탄성을 부여하고, 염색 및 고착처리, 버핑, 유연제처리등 최종 마무리를 하는 것을 특징으로 한 구성섬유가 0.005∼0.001데니어인 부직포 인공피혁의 제조방법을 제공하는 것이다.

본 발명에서 폴리아미드 또는 폴리에스테르와 폴리에틸렌을 혼합방사하여 최종 섬도가 0.005∼0.001데니어 범위에서 분포하는 블렌딩 타입의 극세집속형 섬유를 제조함에 있어, 분산성분을 구성하는 폴리아미드 또는 폴리에스테르 섬도가 최대한 균일하게 분포할 수 있도록 하기 위해서 분산매성분인 폴리에틸렌은 그 용융지수가 40∼70g/10min의 범위를 유지하는 것이 중요하며 구성섬유의 초극세화를 위해서 분산매성분과 분산성분과의 중량구성비가 30:70∼60:40이 되도록 하는 것이 중요하다. 섬유 구성 제1성분인 초극세사 스테이플 섬유는 특별히 한정하는 것이 아니지만 용출전 3∼5데니어의 섬도를 유지하고 길이는 45∼60mm, 권축수는 단위길이(inch)당 15∼20개 범위로 조정하는 것이 좋고, 이때 스테이플 섬유가 갖는 물성은 강도 2∼4g/d, 신도 60∼100%가 바람직하다.

그리고 섬유구성 제2성분인 폴리아미드 또는 폴리에스테르 마이크로 화이바는 섬도 0.7∼1.5데니어, 강도 3∼5g/d, 신도 40∼70%가 되도록 하고, 제1성분과 제2성분간의 중량비율은 90:10∼50:50이 되도록 혼합하여 오프닝, 카아딩, 크로스랩핑 및 니들 펀칭을 통해 스테이플 섬유를 3차원적으로 물리적 결합을 시켜 부직포 펠트를 제조하는 것이 좋다. 이때 니들 펀칭 과정에서 발생하는 정전기와 기계와의 마찰을 최소화하기 위해서는 대전방지제와 평활제를 스테이플 섬유에 처리함으로써 개선하는 것도 또한 바람직하다.

상기의 공정으로 제조한 부직포 펠트는 특허출원 제 95-23449호 제1도의 공정에 따라 퍼클로로에틸렌 혹은 톨루엔으로 처리하여 폴리에틸렌 혹은 폴리스타이렌을 제거한 뒤 수용성 고분자물질인 PVA를 처리하여 형태를 고정시킨다. 그리고 나서 에스테르계 에테르계 혹은 에스테르-에테르계 타입의 폴리우레탄수지를 함침시켜 부직포 인공피혁에 탄성을 부여하며, 이때 폴리우레탄 수지의 함침비율은 고형분 기준으로 20∼50%의 중량비율을 유지할 수 있도록 한다. 그 다음으로 필요에 따라 염색 일드(yield)를 높이기 위해 칼라 피그먼트를 1∼10%범위로 첨가하고 염색 및 고착처리, 버핑, 유연제처리등 최종 표면마무리를 하므로써 본 발명의 부직포 인공피혁은 완성된다.

한편 퍼클로로에틸렌, 혹은 톨루엔으로 분산매성분을 제거하는 용출공정시에는 특허출원 제 95-23449호 제3도 및 제4도 설비를 이용하여 자극성 가스가 외부로 누출되지 않도록 2중 구조의 밀폐형으로 용출하고 이때 용제와 용출후 발생되는 분산성분을 회수공정을 통해 재사용하도록 한다.

이같은 본 발명에 따라 수득되는 효과를 정리해보면, 첫 번째 폴리아미드 또는 폴리에스테르와 폴리에틸렌 또는 폴리스타이렌을 혼합방사함으로써 제1성분이 0.005∼0.001데니어의 초극세화가 가능하고 이에 따라 천연피혁과 같은 소프트터치 및 웨트(Wet)감 발현이 가능해지며, 두 번째로는 제2성분인 0.7∼1.5데니어의 마이크로 화이버를 10∼50중량% 비율로 혼합함에 따라 혼합방사에 의한 초극세사가 니들펀칭시 교락성이 떨어지는 부직포 제조상의 문제점을 해결하였다. 세 번째로는 분산매성분을 구성하는 폴리에틸렌, 혹은 폴리스타이렌을 퍼클로로에틸렌, 혹은 톨루엔으로 용출시키는 특수 용출설비를 통해서 용출, 탈용제, 건조 및 와인딩 과정을 연속적으로 진행하여 기존의 이용성 폴리머를 알칼리 용액으로 용출하는 경우와 비교하여 작업 생산성이 향상되며, 네 번째로는 용출과정에서 발행하는 퍼클로로에틸렌, 혹은 톨루엔 폐액은 증류 회수장치를 통해 분산매성분을 분리하여 재생함으로써 초기 용제를 일정량 확보한 후에는 용제의 계속적인 투입이 필요하지 않으며, 다섯 번째로는 용제 이외에도 분산배성분을 분리, 재생함으로써 부직포 인공피혁 제조에 가격경쟁력을 확보할 수 있다. 마지막으로 폴리에틸렌 또는 폴리스타이렌을 이용하여 혼합방사한 초극세사를 사용함에 따라 기존의 이용성 폴리머를 사용한 해도형 복합사 제품에 비하여 부직포 고유의 심미감과 충진감, 그리고 고급스러움이 최대한 발현된다.

이하 실시예를 들어 본 발명을 상세히 설명하나 하기 실시예에 의하여 본 발명의 범주가 제한되는 것으로 이해되어서는 안된다.

[실시예1]

융용지수(MI)60g/10min인 폴리에틸렌 50부에 나이론 6성분 50부를 혼합 극세집속형으로 혼합방사하여 제1성분인 초극세사 스테이플 섬유를 수득하였다. 이것은 용출전 5데니어의 섬도를 유지하고 길이는 60mm, 권축수는 단위길이(inch)당 20개였으며, 강도 4g/d, 신도는 80%였다. 제2성분으로는 나이론 6 마이크로 화이버를 준비하였고, 이것의 섬도는 0.7데니어, 강도 5g/d, 신도 70%였다.

제1성분과 제2성분간의 중량비율로 60:40이 되도록 혼합하여 니들펀칭(PPSC : 3000회 정도)을 통해 스테이플 섬유를 3차원적으로 물리적 경합시켜 중량 700g/㎡, 두께 3.0mm인 부직포 펠트를 제조하였다. 니들펀칭과정에서 발생하는 정전기와 기계와의 마찰을 최소화하기 위해서는 통상적으로 사용하는 약간의 대전방지제와 평활제를 스테이플 섬유에 처리하였다.

상기의 공정으로 제조한 부직포 펠트를 특허출원 제 95-23449호에 제1도의 공정에 의해서 퍼클로로에틸렌으로 처리하여 폴리에틸렌을 제거한 뒤 수용성 고분자물질인 PVA를 처리하여 형태를 고정시켰다. 그리고 나서 에스테르계타입의 폴리우레탄 수지를 함침시켜 부직포 인공피혁에 탄성을 부여하였으며, 이때 폴리우레탄 수지의 함침비율은 고형분 기준으로 30%의 중량비율을 유지할 수 있도록 한다. 이어 염색 일드(yield)를 높이기 위해 칼라 피크먼트를 3%범위로 첨가하고 염색 및 고착처리, 버핑, 유연제처리 및 슬라이싱(Slicing)을 통해 2분할하여 의료용 혹은, 잡화용도로 최종 준비하였다.

[비교예1]

융용지수(MI)60g/10min인 폴리에틸렌 50부에 나이론 6성분 50부를 혼합 극세집속형으로 혼합방사하여 섬도가 5데니어, 강도가 4g/d, 신도가 80%, 길이 60mm, 권축수는 단위길이 (inch)당 20개인 초극세사 스테이플 섬유를 준비한 후 이들 니들 펀칭(PPSC : 3000회 정도펀칭)을 통해 3차원적으로 물리적 결합을시켜 중량 700g/㎡, 두께 3.0mm인 부직포 펠트를 제조하였다.

이후의 공정처리는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.

[비교예 2]

나일론 6성분에 폴리에틸렌 이용성 폴리머를 복합방사를 통해 해도형 극세사로 방사하여 섬도 5데니어, 강도 4 g/d, 신도 80%, 길이 60mm, 권축수 단위길이(inch)당 20개인 스테이플 섬유를 준비하여 및 니들펀칭(PPSC 3,000회 정도펀칭)을 통해 3차원적으로 물리적 결합을 시켜 중량 700g/m², 두께 3.0mm인 부직포 펠트를 제조하였다.

니들펀칭 과정에서 발생하는 정전기와 기계와의 마찰을 최소화하기 위해서 통상적으로 사용하는 대전방지제와 평활제를 스테이플 섬유에 처리하였다.

준비된 부직포는 써큘라 가공기에서 알칼리 2% 수용액으로 이용성 폴리머를 용출시켜 단섬유 약 0.05데니어인 극세사로 전환시킨 뒤 PVA처리하여 형태를 고정시키고, 초연질 타입인 에스테르계 수지를 폴리우레탄과 디메틸포름아마이드의 비율이 100:200인 혼합용제에 녹여 준비한 것으로 습식코팅을 하였다. 그리고 나서 버핑과정을 통해 부직포 표리의 입모상태를 균일하게 하며 표면의 후도편차를 개선하였다.

그 다음으로 슬라이싱을 통해 부직포의 표리를 후도편차 5%이내의 범위로 상하 분리하고 고압 윈치(WINCH)염색기에서 함금속염료와 고착제를 사용하여 극세사 부직포를 염색한다. 마지막으로 염색된 부직포의 표면을 버핑처리하여 표면 입모상태를 최종 마무리한다.

이상의 실시예 및 비교예 1,2에 의하여 수득된 부직포 인공피혁 제품의 특성을 평가하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

Claims (6)

1. 니들 펀칭을 통한 부직포 펠트를 제조함에 있어 구성섬유를 초극세사 스테이플 섬유인 제1성분과 마이크로 화이버인 제2성분으로 하고 이를 혼합하여 니들 펀칭으로 3차원 교락시켜 제조하는 것을 특징으로 한 부직포 인공피혁의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 제1성분은 분산성분으로 폴리아미드 혹은 폴리에스테르와 분산매성분으로 폴리에틸렌 혹은 폴리스타이렌을 중량비로 30:70∼60:40으로 혼합방사한 것으로써 최종섬도가 0.005∼0.001데니어의 범위를 갖는 것임을 특징으로 한 부직포 인공피혁의 제조방법.
3. 제1항에 있어서, 제2성분을 폴리아미드 혹은 폴리에스테르를 혼합방사를 통해 극세집속형으로 제조한 마이크로 화이버이며 섬도가 0.7∼1.5데니어 범위를 갖는 것임을 특징으로 한 부직포 인공피혁의 제조방법.
4. 제1항에 있어서, 제1성분과 제2성분의 구성비율은 중량비로 90:10∼50:50의 범위가 되도록 하는 부직포 인공피혁의 제조방법.
5. 제2항에 있어서, 제1성분의 분산매성분은 융용지수 40∼70g/10min 범위인 수지인 것을 특징으로 한 부직포 인공피혁의 제조방법.
6. 제1항에 있어서, 부직포는 에스테르계, 에테르계 혹은 에스테르-에테르계 폴리우레탄 수지로 함침처리하는 것을 특징으로 한 부직포 인공피혁의 제조방법.