KR100292080B1 - 인공피혁의염색방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 극세섬유와 고분자탄성체로 구성된 인공피혁을 염색함에 있어서, 금속착염염료로 염색온도 120℃이하 및 염색시간 40분 이상의 조건하에서 염색한 후 고착제를 처리하고 환원세정함을 특징으로 하는 인공피혁의 염색방법을 제공하는 것으로, 본 발명에 의하면 염료의 흡착이 강해 발색성 및 염색견뢰도가 우수하여 미려한 색상을 발현하는 인공피혁을 수득할 수 있다.

Description

[발명의 명칭]

인공피혁의 염색방법

[발명의 상세한 설명]

본 발명은 인공피혁의 염색방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 극세섬유와 고분자탄성체로 구성된 인공피혁을 염색함에 있어서, 금속착염염료로 염색온도 120℃이상, 염색시간 40분 이상의 조건에서 염색한 후 고착제를 처리하고 환원세정함을 특징으로 하는 발색성과 염색견뢰도가 우수한 인공피혁의 염색방법에 관계한다.

일반적으로 인공피혁의 제조시에는 극세화가 가능한 특수섬유를 카딩하고 니들펀팅하여 3차원 교락 부직포로 한후 그 내부에 고분자탄성체인 미세다공질의 폴리우레탄 탄성체를 습식 또는 건식 가공법으로 함침시킨다음 섬유를 극세화하여 피혁상 시트를 제조한다.

여기서, 피혁상 시트물을 버핑한 후 염색, 후가공하면 스웨드형 인공피혁으로 되고, 고분자탄성체인 폴리우레탄 용액을 습식코팅하고 엠보싱가공하거나 폴리우레탄 필름을 라미네이팅 가공하면 은면형 인공피혁으로 된다. 은면형 인공피혁은 운동화의 외피용을 비롯하여 공(Ball)의 외피, 시트커버 등에 천연피혁의 대체소재로서 널리 적용되고 있다. 특히 극세섬유를 사용한 부직포타입 인공피혁은 그 구조와 기능성, 유연성 면에서 천연피혁과 유사하거나 오히려 천연피혁의 결점을 보완하는 우수한 장점을 갖고 있어 천연피혁의 대체소재로서 광범위하게 이용되고 있다. 스웨드조 인공피혁은 의료용 소재로 광범위하게 이용되고 있다.

종래의 인공피혁의 제조방법을 살펴보면, 극세섬유화가 가능한 복합섬유(분할형 또는 해도형 단섬유)을 개섬, 카딩하고 크로스래핑하여 웨브를 형성한다음 수축시키고 니들펀칭하여 3차원 교락 부직포를 제조하고 통상 폴리비닐알코올이나 카르복시메틸 셀룰로오스 등의 수용성 고분자물을 가충전하여 부직포의 형태를 안정시킨다음 폴리우레탄탄성체의 디메틸포름아미드용액(이하 DMF라함)으로 함침하고 물속에서 응고, 수세하여 부직포 내부에 폴리우레탄 탄성체를 충전시킨다. 이어서 해성분을 제거하여 섬유의 극세화공정을 실시하고 버핑한 후 염색 및 세정하여 제조한다.

부직포를 수용성고분자로 가충전한 후 먼저 섬유의 극세화 공정을 행하고 다음 폴리우레탄 함침공정을 실시하거나 반대로 폴리우레탄 함침공정을 먼저 실시하고 나중에 섬유의 극세화공정을 실시할 수도 있다. 여기서 전자를 선용출공법(선극세화공정), 후자를 후용출공법(후극세화공정)이라 부른다. 이에 반하여 해성분을 공중합 폴리에스테르로 한 복합섬유의 경우는 수용성고분자 전처리공정, 폴리우레탄 함침공정, 섬유의 극세화공정을 순차적으로 실시하는 것이 일반적인데, 이는 후용출공법에 해당된다.

상술한 종래의 폴리아미드사를 이용하여 제조한 인공피혁의 염색방법으로는 보통 산성염료, 금속착염염료를 사용하여 100℃ 이하에서 60분간 행하는 것이 일반적이다. 그러나 인공피혁의 경우는 섬유가 대개 0.1 데니어 이하인 극세섬유와 고분자탄성체인 폴리우레탄으로 구성되어 있기 때문에 이러한 염색조건하에서는 염료가 충분히 염착되지 않아 세정시 염료의 탈락이 많기 때문에 발색성 및 견뢰도가 저하되어 최종제품인 인공피혁의 물성이 저하되었다. 또한 종래의 염색후공정에서는 일반적으로 환원세정처리를 한후 고착제처리하여 염료를 고착시키게 되는데, 이러한 공정플로우로는 심색을 발현시킬 수 없을뿐만 아니라 마찰견뢰도를 높일 수 없는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 염색시 염료의 염착이 강해 발색성 및 견뢰도가 향상되어 외관이 미려한 인공피혁의 염색방법을 제공하는 것이다.

즉, 본 발명은 극세섬유와 고분자탄성체로 구성된 인공피혁을 염색함에 있어서, 금속착염염료로 염색온도 120℃ 및 염색시간 40분의 조건하에서 염색한 후 고착제를 처리하고 환원세정함을 특징으로 하는 인공피혁의 염색방법을 제공하는 것이다.

이하에 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

일반적으로 인공피혁을 제조하는 경우에는, 먼저 공중합 폴리에스테르를 해성분으로 하는 복합섬유 스테이플화이버를 니들펀칭하여 부직포를 제조한후 통상의 수용성고분자를 부직포에 패딩하고 건조 및 열처리하여 부직포의 형태를 안정시킨다. 다음, 통상의 알칼리감량 가공법으로 해성분을 제거하여 섬유의 극세화공정을 행한다.

먼저, 본 발명에서 사용하는 복합섬유는 필라멘트를 형성할 수 있는 두종류의 고분자 물질을 해/도(海/島) 형태로 복합방사 또는 혼합방사한 것으로서 도성분으로는 0.05 데니어 이하의 통상의 나일론-6, 나이론 66등의 폴리아미드사가 사용되고, 해성분으로는 도성분과 용제용해성이 상이한 공중합 폴리에스테르, 폴리스틸렌, 폴리에틸렌등이 사용될 수 있다.

이와 같은 복합섬유를 통상의 부직포 제조방법으로 개섬, 카딩하고 원하는 부직포 중량으로 웨브를 적층한 다음 니들펀칭하여 3차원 교략 부직포를 제조하게 된다.

니들펀칭공정은 부직포의 밀도와 외관의 품위를 결정하는데 중요한 공정으로 바늘의 종류, 펠트의 진행속도, 침심의 깊이 등에 따라 물성과 밀도등이 크게 영향을 받는다.

한편, 인공피혁 제조공정에서는 통상 니들펀칭 부직포를 열수나 증기 또는 건열에 의해 수축시킨다. 다음에 섬유의 극세화공정을 행하게 되는데 해성분 공중합 폴리에스테르는 완전히 분해되어 제거되며, 폴리우레탄 바인더는 내알칼리 가수분해성이 우수하기 때문에 영향을 받지 않는다. 이때, 부직포는 해성분의 제거에 의해 다소의 두께 감소가 있지만 형태가 유지되고 기계적인 장력에 의한 길이방향의 신장도 크지 않게 된다.

다음에 극세화된 부직포 기포에 폴리우레탄 습식함침가공을 행한다.

이 공정에서 사용되는 폴리우레탄 탄성체는 분자량 500 내지 3,000의 매크로 글리콜, 디이소시아네이트 및 저분자량의 디올로 구성된 선상 고분자물로서 대개 디메틸포름아미드에 쉽게 용해된다.

본 발명에서 사용가능한 폴리우레탄 탄성체는 매크로 클리콜로서 폴리에테르글리콜, 폴리에스테르글리콜, 폴리에테르 폴리에스테르 공중합글리콜, 폴리카보네이트글리콜 등이 적용 가능하며, 디이소시아네이트로는 폴리우레탄 탄성체로 구성된다.

본 발명에따라 인공피혁을 염색하는 경우에는 금속착염염료를 사용하여 120℃ 이상 및 염색시간 40분 이상의 조건에서 염색을 행하고, 염색 후 염료의 염착을 위해 고착제를 처리한 뒤 미고착된 염료의 완전 탈락을 위해 환원세정을 순차적으로 실시한다.

상기 염색조건이 상기 범위를 벗어나면 발색성 및 견뢰도가 저하되고, 종래 기술대로 환원세정한 후 고착제 처리하면 심색발현이 존란하게 되며 마찰견뢰도가 저하된다.

이하에 본 발명을 실시예를 들어 상세히 설명한다. 그러나 본 발명이 하기 실시예에 의하여 제한되는 것은 아니다.

[실시예 1]

나일론-6 50부를 도성분으로 공중합폴리에스테르 50부를 해성분으로 하여 길이 51mm, 섬도 4.3 데니어, 크림프수 12~18개/인치의 복합섬유 스테이플을 제조하였다. 이 섬유를 개섬, 카딩하고 주로 40번 바늘로 니들펀칭하여 중량 250g/㎡의 3차원 교락 부직포를 제조하였다. 상기 부직포를 95℃의 열수에서 5분간 수축시켰을 때 면적수축율은 10%였다. 이어서, 폴리비닐알콜 5% 수용액을 부직포에 패딩하고 건조하여, 섬유무게에 대하여 고형분으로 7% 충전시켰다. 이어서, 형태안정화한 기포에 탄성을 부여하기 위해 폴리우레탄 12%의 DMF용액을 상기 부직포에 함침한 후 부직포 두께의 90% 갭으로 패딩하고 물에 응고시킨후 통상의 방법으로 수세, 건조하였다. 다음에 더욱 유연한 성질을 갖도록 농도 15% 가성소다 수용액에 패딩하고 스퀴징한 후 이온성 침투제 1% 수용액에 8분간 감량가공을 연속적으로 행하고 80℃의 물에서 수세, 건조하였다.

이 때 섬유대 폴리우레탄의 함량비는 67:33이였다. 이어서, 표면모우정리를 위해 버핑한다음 아래와 같은 조건에서 염색하였다.

(1) 염색온도 및 시간 : 120℃ ×40분

(2) 염료 : Irgalan Red 2GL(Ciba-Geigy사) : 1% owf

염색 후 고착제로 Polyfix SPC(세기화학사 제품) 5% owf를 사용하여 80℃에서 30분간 고착처리하였다. 이어서, 세정제로 BK-20(NICCA사 제품) 2g/1, 하이드로설파이트 2g/1를 50℃에서 20분간 처리하여 미고착된 염료의 완전탈락을 위해 환원세정하였다. 다음으로, 충분하게 수세하여 인공피혁을 염색하고 그 물성을 평가하여 하기 표1에 나타내었다.

[실시예 2]

실시예 1과 동일한 방법으로 피혁상 시트를 제조한 뒤 염료로 Irgalan Black RBL(Ciba-Geigy사) 1% owf를 사용한 것외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 인공피혁을 염색하고 그 물성을 평가하여 하기 표1에 함께 나타내었다.

[실시예 3]

실시예 1과 동일한 방법으로 피혁상 시트를 제조한 뒤 아래의 염색조건에서 실시예 1과 동일한 방법으로 인공피혁을 염색하고 그 물성을 평가하여 하기 표1에 함께 나타내었다.

(1) 염색온도 및 시간 : 120℃ ×40분

(2) 염료 : Irgalan Red 2GL(Ciba-Geigy사) : 18% owf

[실시예 4]

실시예 1과 동일한 방법으로 피혁상 시트를 제조한 뒤 염료로 Irgalan Black RBL(Ciba-Geigy사) 18% owf를 사용한 것외에는 실시예 3과 동일한 방법으로 인공피혁을 염색하고 그 물성을 평가하여 하기 표1에 함께 나타내었다.

[비교예 1]

실시예 1과 동일한 방법으로 피혁상 시트를 제조한 뒤 종래의 염색방법과 같이 염색온도 100℃, 및 염색시간 60분의 염색조건하에서 염색한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 인공피혁을 염색하고 그 물성을 평가하여 하기 표1에 함께 나타내었다.

[비교예 2]

염색온도 100℃, 및 염색시간 60분의 염색조건하에서 염색한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 인공피혁을 염색하고 그 물성을 평가하여 하기 표1에 함께 나타내었다.

[비교예 3]

염색온도 100℃, 및 염색시간 60분의 염색조건하에서 염색한 것을 제외하고는 실시예 3과 동일한 방법으로 인공피혁을 염색하고 그 물성을 평가하여 하기 표1에 함께 나타내었다.

[비교예 4]

염색온도 100℃, 및 염색시간 60분의 염색조건하에서 염색한 것을 제외하고는 실시예 4와 동일한 방법으로 인공피혁을 염색하고 그 물성을 평가하여 하기 표1에 함께 나타내었다.

[표 1]

※ 물성측정방법 ※

※ 색도차, K/S : 컴퓨터 칼라측정기로 측정하였다.

※ 염색견뢰도 : KS K 0430 규격으로 평가하였다.

Claims (1)

1. 극세섬유와 고분자탄성체로 구성된 인공피혁을 염색함에 있어서, 금속착염염료로 염색온도 120~160℃ 및 염색시간 40~60분의 조건하에서 염색한 후, 고착제를 처리하고 환원세정함을 특징으로 하는 인공피혁의 염색방법.