KR100379072B1 - 신축성을 갖는 부직포 인조피혁 - Google Patents

신축성을 갖는 부직포 인조피혁 Download PDF

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Abstract

본 발명은 특히 신발 외피용으로 적합하면서 신축성을 갖고 있어 신발의 크기에 관계없이 범용적으로 사용될 수 있도록 만든 부직포 인조피혁에 관한 것이다.
본 발명에 의한 신축성을 갖는 부직포 인조피혁은 폴리에스터스트레치사를 경사로 하고 스판덱스사 또는 상기 폴리에스터스트레치사를 위사로 하여 제직된 직물망사; 및 상기 직물망사의 양면에 수축성 폴리에스터단섬유 및 나일론단섬유의 혼합물, 나일론단섬유 및 일반폴리에스터단섬유의 혼합물, 나일론단섬유 및 신축성 폴리에스터단섬유의 혼합물, 수축성 폴리에스터단섬유, 나일론단섬유 및 일반폴리에스터단섬유의 혼합물, 또는 수축성 폴리에스터단섬유, 나일론단섬유 및 신축성 폴리에스터단섬유의 혼합물을 니들펀칭하여 형성된 부직포로 이루어진다.
본 발명에 의한 신축성을 갖는 부직포 인조피혁은 우수한 탄성회복율 및 신축성을 가짐으로써 스포츠화 등의 제작시 발의 정확한 크기에 제한 받지 않고 그 신축성에 의해 의류용 사이즈와 마찬가지로 크기를 대별하여 특대, 대, 중 ,소 , 특소 등으로 프리사이즈화하여 생산할 수 있기 때문에 제조원가의 절감 및 생산성 향상, 재고부담 감소, 고객들의 편의성 향상 등에 크게 기여하여 원가절감 및 생산성 증가를 이루게 한다.

Description

신축성을 갖는 부직포 인조피혁{Nonwoven fabric synthetic leather having elasticity}
본 발명은 특히 신발 외피용으로 적합하면서 신축성을 갖고 있어 신발의 크기에 관계없이 범용적으로 사용될 수 있도록 만든 부직포 인조피혁에 관한 것이다.
부직포 인조피혁은 천연피혁과 유사한 구조를 갖도록 개발된 것이다. 기존의 부직포 인조피혁은 원료단섬유를 니들펀칭하여 니들펀칭펠트를 형성한다. 여기서 원료단섬유로서 2.0데니어의 나일론단섬유와 수축성 폴리에스터단섬유를 주로 사용하고 있다.
이렇게 니들펀칭해서 만들어진 펠트는 열탕에서 수축시켜 고밀도화한다. 이 후 폴리비닐알콜수지에 함침시키고 건조시킨다. 다시 폴리우레탄수지에 함침시킨 후 응고, 세척, 건조시킨다. 여기서 폴리우레탄수지 함침처리는 펠트를 미세다공질화하여 통기성, 투습성을 부여하기 위한 것이다. 다음에 폴리우레탄수지로 표면을 코팅하면 부직포 인조피혁이 완성된다.
이와같이 만들어진 인조피혁은 부드러운 유연성과 부피감, 고밀도화에 의한 양호한 꺽임성 등의 장점들로 인해 스포츠화의 갑피, 골프 및 스키용 장갑재료 등에 많이사용된다.
그러나 이러한 인조피혁으로 제조된 스포츠화 등은 탄성과 신축성이 없어 발의 크기에 따라 그 크기가 세분화된 제품을 생산할 수밖에 없었다(예를 들어 260mm, 265mm, 270mm 등).
이렇게 제품의 크기가 세분화되면 특정크기의 제품에 대한 재고부담, 생산성 저하, 이로 인한 제품가격 상승 등의 문제가 있다.
본 발명의 목적은 기존의 스포츠화 등보다 크기에 있어 덜 세분화된 제품을 생산할 수 있도록 종과 횡방향으로 신축성이 부여된 부직포 인조피혁을 제공하는 것이다.
본 발명에 의한 신축성을 갖는 부직포 인조피혁은 폴리에스터스트레치사를 경사로 하고 스판덱스사 또는 상기 폴리에스터스트레치사를 위사로 하여 제직된 직물망사; 및 상기 직물망사의 양면에 수축성 폴리에스터단섬유와 나일론단섬유의 혼합물, 나일론단섬유와 일반폴리에스터단섬유의 혼합물, 나일론단섬유와 신축성 폴리에스터단섬유의 혼합물, 수축성 폴리에스터단섬유와 나일론단섬유와 일반폴리에스터단섬유의 혼합물, 또는 수축성 폴리에스터단섬유와 나일론단섬유와 신축성 폴리에스터단섬유의 혼합물을 니들펀칭하여 형성된 부직포;를 가공하여 제조된다.
이하에서 구체적인 실시예를 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명에 있어서 직물망사(fabric mesh)는 폴리에스터스트레치(polyester stretch)사를 경사로 하고, 스판덱스(spundex)사 또는 상기 폴리에스터스트레치사를 위사로 하여 제직된다.
경사로 사용되며 위사로도 사용될 수 있는 폴리에스터스트레치사는 시판되고 있는 것으로서, 일반폴리에스터사 95 ~ 98중량% 및 스판덱스사 2 ~ 5중량%가 합연된 것을 사용하는 것이 바람직하다. 여기서 스판덱스사는 신축성 사로서 널리 알려진 것이다.
상기 경사 및 위사의 섬도는 각각 200 ~ 300데니어 및 200 ~ 250데니어인 것이 바람직하며, 상기 경사 및 위사의 수는 1인치당 각각 30 ~ 50 및 20 ~ 40인 것이 발람직하다.
상기 직물망사의 양면에 일면씩 순차적으로, 또는 양면에 동시에 단섬유혼합물을 니들펀칭하여 부직포펠트를 형성하게 된다.
여기서 단섬유혼합물로서 수축성 폴리에스터단섬유, 나일론단섬유, 일반폴리에스터단섬유 및 신축성 폴리에스터단섬유 중에서 선택, 조합한 것이 사용된다. 가능한 조합으로 수축성 폴리에스터단섬유와 나일론단섬유의 혼합물; 나일론단섬유와 일반폴리에스터단섬유의 혼합물; 나일론단섬유와 신축성 폴리에스터단섬유의 혼합물; 수축성 폴리에스터단섬유와 나일론단섬유와 일반폴리에스터단섬유의 혼합물; 또는 수축성 폴리에스터단섬유와 나일론단섬유와 신축성 폴리에스터단섬유의 혼합물이 있다.
제조된 부직포펠트를 열수에 침적시키면 30∼50% 이상 열수축이 일어나면서 신축성 직물망사와 함께 고밀도화가 되고 또한 부직포 펠트가 신축성을 갖게 된다. 이어서 수지함침 또는 코팅과 같은 통상의 후가공을 하여 부직포 인조피혁이 완성된다.
이하에서 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기술한다.
실시예 1
일반폴리에스터사 95중량% 및 스판덱스사 5중량%를 합연하여 제조된 250데니어 폴리에스터스트레치사를 경사로 하고, 250데니어의 스판덱스사 또는 상기 폴리에스터스트레치사를 위사로 하여 경사와 위사방향으로 1인치당 본수를 각각 40 및 30으로 제직하여 직물망사를 제조한다.
2데니어의 섬도 및 51mm의 섬유장을 갖는 흰색이나 검정색의 수축성 폴리에스터단섬유 30중량%를 1.5데니어의 섬도 및 51mm의 섬유장을 갖는 흰색이나 검정색의 나일론단섬유 70중량%와 혼합하고 카딩(carding)한 후 균일한 상태의 웹(web)을 형성하여 여러 겹으로 겹쳐준 다음 총 5∼9개의 니들펀칭기로 구성된 니들펀칭라인 중에 2번째와 3번째 상단 및 하단에 상기 직물망사를 위치시키고 풀어주면서 부직포 웹과 1차 합지(合地)되어 결합되도록 교락시킨다. 교락된 후의 총 중량은 240g/m2이 되게 구성한다.
이것을 일정한 양만큼 감아 놓은 후에 다시 니들 펀칭기의 2번째와 3번째 상단 및 하단에 위치시키고 풀어주면서 상기의 부직포 웹을 다시 여러 겹으로 겹쳐서 보내면서 2차 합지되어 결합되도록 교락시킨다. 최종적으로 교락된 후의 총중량은 310g/m2가 되게 한다.
2차 결합공정을 거쳐 신축성 직물망사가 삽입된 반제품은 고밀화를 이루기 위해 열수용액에 담그어 열수축시킨다. 그 조건은 폴리비닐알콜수지가 3∼5% 용해된 80℃이상의 열수용액에 10초 이상 담그어 20∼40%정도 열수축시키는 것이다. 상기와 같은 범위내에 있을 때 신축성이 있는 인조피혁의 성질을 얻게된다. 폴리비닐알콜수지는 후가공(폴리우레탄수지 함침)시 수지함침량을 절감하고 작업성은 좋게 하여 수세후 다공질을 형성하여 인조피혁을 부드럽게 하는 역할을 한다.
수축공정을 거친 반제품을 건조기에서 120∼140℃로 가열건조시킨 후 반제품의 표면을 150∼160℃의 가열카렌더에 의하여 가열하면서 평활하게 다림질하면 신축성 고밀도 펠트가 얻어진다.
이렇게 얻어진 신축성 펠트를 인조피혁 가공업체에서 폴리우레탄수지를 함침하여 응고시키고 수세한 후 폴리우레탄 코팅을 행하면 기존의 고밀도 인조피혁 부직포보다 우수한 신축성(탄성 회복력)을 갖게 된다
실시예 2
실시예 1에서와 같은 단섬유와 같은 신축성 직물망사를 사용하되 이 직물망사를 제1카드기의 웹을 형성시키는 성형기와 제2카드기의 성형기 사이에 위치시킨 후 카딩을 하면서 나오는 균일한 시트상태의 웹사이에 직물망사가 자동으로 삽입되도록 풀어주게 된다.
부직포 웹 사이에 삽입된 신축성 직물망사와 웹이 동시에 통상의 니들펀칭기에 의해 교락되어 한번에 결합되도록 하여 총 중량은 실시예 1에서와 같이 300g/m2이 되도록 한다.
이 공정은 카드기를 1대 사용하는 실시예 1보다 카드기를 2대 사용하여 한번에 신축성 직물망사와 합지하여 결합하게 되므로 생산성 측면에서 2배정도 높은 효과를 가진다.
그 후의 열수공정과 후가공공정은 실시예 1과 동일하며 얻어진 신축성 고밀도 펠트도 실시예 1에서와 동일한 탄성회복력(신축성)을 보유하게 된다.
실시예 3
단섬유 구성에 있어 수축성 폴리에스터단섬유 20중량%, 2데니어의 섬도 및 51mm의 섬유장을 갖는 일반 또는 신축성 폴리에스터단섬유 15중량% 및 1.5∼2.0데니어의 섬도 및 38∼51mm의 섬유장을 갖는 나일론단섬유 65중량%로 구성하여 실시예 2와 같은 공정에서 신축성 직물망사를 삽입한 후 열수공정을 거쳐 0∼30% 수축을 시키고 후가공공정을 통하여 총 중량 220g/m2이 되도록 하였다.
실시예 1 및 실시예 2보다 조금 더 저가의 가격경쟁력을 갖게 하기 위하여 상기의 일반 또는 신축성 폴리에스터단섬유 및 수축성 폴리에스터단섬유로 중밀도 펠트를 구성하였으며 그 결과 실시예 1 및 실시예 2에서와 동일한 탄성회복력(신축성)을 보유하게 된다.
비교예 1
실시예 1의 제조방법에서 신축성 직물망사만 빼고 통상의 고밀도 펠트를 니들펀칭하여 총 중량 300g/m2이 되게 하였고, 그 이후의 열수공정과 후가공공정은 실시예 1 및 실시예 2와 동일하게 하여 고밀도 부직포 인조피혁을 수득한다.
비교예 2
실시예 2에서와 같은 공정을 사용하나, 신축성 직물망사 대신 통상의 150데니어의 폴리에스터사로 경사 및 위사를 각각 40본수, 30본수로 제직하여 신축성이 없는 기존의 통상적인 직물망사로 하여 중량 290g/m2이 되게 하였고 그 이후의 열수공정과 후가공공정을 실시예 1 및 실시예 2와 동일하게 하여 고밀도 부직포 인조피혁을 수득한다.
비교예 3
단섬유 구성을 실시예 3과 동일하게 하되 신축성 직물망사 대신에 통상의 150데니어의 폴리에스터사로 경사 및 위사를 각각 비교예 2에서와 같이 제직하여 통상적인 직물망사로서 실시예 3과 동일한 공정으로 제조하여 실시예 3과 같은 중량이 되도록 하였다
그 후의 열수공정과 후가공공정은 실시예 3과 같이 하여 중밀도 부직포 인조피혁을 수득한다.
전술한 실시예들 및 비교예들에 의하여 제조된 부직포 인조피혁에 대한 물성데이터가 하기 표 1에 개시되어 있다.
표 1
실시예 1 비교예 1 실시예 2 비교예 2 실시예 3 비교예 3
중 량 (g/m2) 310 300 300 290 220 200
두 께 (mm) 0.94 1.03 0.98 0.97 0.94 0.88
밀 도 (g/m3) 0.323 0.291 0.306 0.298 0.234 0.227
인장강도(kg/in) 종 32.5 47.7 31.0 71.6 28.4 24.1
횡 21.0 43.2 20.5 31.4 17.7 27.1
신도(%) 종 125.0 101.5 130.2 38.0 100.5 92
횡 140.3 110.7 145.6 46.8 119.5 100
인열강도(kg) 종 10.1 11.2 9.8 8.0 9.2 7.2
횡 12.5 8.9 12.0 11.5 11.1 8.8
파열강도(kg/cm2) 22.4 18.2 21.0 21.2 14.5 13.3
신 축 성(탄 성 회 복 률) ⊙ △ ⊙ × ⊙ △
표 면 평 활 성 ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ⊙ ○
유연성 및 꺽임성 ⊙ ○ ⊙ ○ ⊙ ○
※ 표시 : ⊙ 가장우수 ○ 우수 △ 양호 × 불량
실시예 1의 경우 신도가 125%, 140.3%로서 비교예 1의 경우(101.7%, 110.9%)보다 높아 신축성이 매우 우수하며 고밀도이면서 꺽임성 및 유연성이 우수함을 보인다.
실시예 2의 경우 비교예 2의 경우보다 월등히 신도도 높으면서 탄성회복율(신축성)도 우수하고 유연성 및 꺽임성도 우수하다.
실시예 3의 경우 탄성회복율(신축성), 유연성, 꺽임성이 비교예 3보다 우수하다.
본 발명에 의한 신축성을 갖는 부직포 인조피혁은 우수한 탄성회복율 및 신축성을 가짐으로써 스포츠화 등의 제작시 발의 정확한 크기에 제한 받지 않고 그 신축성에 의해 의류용 사이즈와 마찬가지로 크기를 대별하여 특대, 대, 중, 소, 특소 등으로 프리사이즈화하여 생산할 수 있기 때문에 제조원가의 절감 및 생산성 향상, 재고부담 감소, 고객들의 편의성 향상 등에 크게 기여하여 원가절감 및 생산성 증가를 이루게 한다.

Claims (3)

  1. 폴리에스터스트레치사를 경사로 하고 스판덱스사 또는 상기 폴리에스터스트레치사를 위사로 하여 제직된 직물망사; 및
    상기 직물망사의 양면에 수축성 폴리에스터단섬유와 나일론단섬유의 혼합물, 나일론단섬유와 일반폴리에스터단섬유의 혼합물, 나일론단섬유와 신축성 폴리에스터단섬유의 혼합물, 수축성 폴리에스터단섬유와 나일론단섬유와 일반폴리에스터단섬유의 혼합물, 또는 수축성 폴리에스터단섬유와 나일론단섬유와 신축성 폴리에스터단섬유의 혼합물을 니들펀칭하여 형성된 부직포층을 구비하여 이루어지는 신축성을 갖는 부직포 인조피혁.
  2. 제1항에 있어서, 상기 폴리에스터스트레치사는 일반폴리에스터사 95 ~ 98중량% 및 스판덱스사 2 ~ 5중량%를 합연한 것임을 특징으로 하는 신축성을 갖는 부직포 인조피혁.
  3. 제1항에 있어서, 상기 경사 및 위사의 섬도는 각각 200 ~ 300데니어 및 200 ~ 250데니어이며, 상기 경사 및 위사의 수는 1인치당 각각 30 ~ 50 및 20 ~ 40인 것을 특징으로 하는 신축성을 갖는 부직포 인조피혁.
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