KR100588596B1 - 저이염(移染)성 폴리우레탄함침 스웨이드조 인공피혁의제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 트리코트 편직물을 이용한 PU(POLYURETHANE)함침과 염색시 산성염료와 분산염료에 의한 염색으로써 기존의 부직포를 사용한 PU함침보다 수려한 외관과 각종 견뢰도가 우수한 천연피혁에 가까운 인공피혁의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은 마이크로 화이버인 해도사(SEA-ISLAND FIBER)와 일반 폴리에스터계 원사를 사용하여 2바의 트리코트 편직기를 이용하여 편물을 제조하여 선기모, 열처리 한 후 PU함침을 실시한 후 버핑, 감량, 염색, 열처리를 통하여 기존의 부직포를 사용한 인공피혁(스웨이드류)보다 가격 면에서나 처리방법 면에서나 월등한 장점을 지니고 있다.

본 발명에 의하여 제조된 인공피혁은 PU(폴리우레탄)의 유연성, 신축성 및 부드러운 촉감을 가지면서도 각종 견뢰도가 우수하고 수려한 외관을 보유하게 되어 고급의류용 및 가구용으로 사용할 수 있다.

스웨이드, 폴리우레탄, 산성염료, 분산염료

Description

저이염(移染)성 폴리우레탄함침 스웨이드조 인공피혁의 제조방법{Preparation of Suede-like Artificial Polyurethane impregnated leather having Low Migration}

본 발명은 고급의류용 및 가구용으로 사용할 수 있는 스웨이드조 인공피혁의 제조방법에 관한 것이다.

기존의 부직포 타입의 스웨이드조 인공피혁은 나일론이나 폴리에스테르와 같은 불용성의 섬유성분과 이용성(易溶性)의 폴리머 성분을 복합방사한 분할형의 극세사를 스테이플화하여 혼타, 카딩, 니들 펀칭하여 부직포 웹을 만든 후, 이를 폴리우레탄 수지 용액에 함침시키고 수중에서 응고시킨 다음, 알카리 수용액으로 이용성의 폴리에스테르 성분을 제거하여 단사 섬도가 0.01~0.3데니어의 극세사로 이루어진 인공피혁을 제조한 다음, 버핑, 염색, 후가공 처리를 하여 완성하였다.

상기 폴리우레탄(PU)은 염색하는 경우에 염색이 되는 것이 아니라 오염되는 형태로 표면에 붙어 있다가 각종 외력(마찰, 태양광선, 세탁 등)에 의하여 끊임없이 표면으로 이염(移染, MIGRATION)되어 각종 견뢰도 저하문제를 야기시키고 있는 실정이다. 보통 습식 PU 함침후 염색시에는 일반 분산염료로만 염색하는데 우선 PU에 염착기가 없는 분산염료가 PU에 우선 과량 침투하여 표면을 오염시키고 내부의 폴리에스터 섬유와의 색상차를 일으키는 실정이다. 레귤러 폴리에스터 염료에서는 문제가 덜 심각하나 특히 마이크로화이버(단사섬도 0.3데니어 이하)에서는 상기 이염문제가 더 심각하게 되었다.

따라서 본 발명은 상기 종래기술의 문제점인 이염문제를 해결하여 PU층과 내부의 폴리에스터층간의 색상차를 최소화하는 것을 기술적 과제로 한다.

상기 기술적과제를 달성하기 위하여 본 발명자는 우선 스웨이드조 인공피혁의 기포(基布)를 부직포 대신 트리코트 편성물을 제조하여 이면사인 일반 폴리에스터계 필라멘트로 하여금 조직을 형태 보전하고 해도사를 붙잡고 있도록 하여 치밀한 조직으로 설계한 후 PU 함침후 2단계 염색방법에 의하여 세탁견뢰도를 상승시키고 일광견뢰도를 상승시킬 수 있다는 것을 알게 되어 본 발명을 완성하게 되었다.

그러므로 본 발명에 의하면 스웨이드조 극세사 편직물의 제조방법에 있어서, 표면사는 용출후 단사섬도가 0.01∼0.3데니아인 폴리에스터계 해도사를, 이면사는 단사섬도 2∼3데니아의 폴리에스터계 필라멘트를 사용하여 편직하고, 선기모, 전모(SHEARING), 열처리, PU 함침 후 버핑, 알칼리 감량하여 감량율 13∼25%로 용출성 분을 제거한 후, 산성염료로 PU를 미리 염색한 후 분산염료로 다시 염색하고 환원세정하고 타닌산으로 고착처리하는 것을 특징으로 하는 저이염성 폴리우레탄함침 스웨이드조 인공피혁의 제조방법이 제공된다.

이하 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 스웨이드조 인공피혁의 출발물질이 되는 트리코드 편성물은 표면사로 용출 후 단사섬도가 0.01∼0.3데니아인 폴리에스터계 해도사를 사용하고, 이면사로 단사섬도 2∼3데니아의 일반 폴리에스터계 필라멘트를 사용하여 편직한다. 상기 표면사는 기모가 잘 될 수 있도록 조직을 1023이나 1034와 같은 트리코트 조직을 사용하여 기모의 파일 길이를 조절하는 것이 바람직하다.

다음 공정으로는 기모공정을 행하는데, 보통 단동식이 아니라 3대 ∼ 4대로 기모기를 연동하여 기모를 실시하는 연동식을 사용하여야 기모 효율이 높다. 기모는 파일 롤러와 카운터 파일 롤러와의 속도차에 의하여 행해지며, 표면에 1023이나 1034조직의 루프가 완전히 터질 수 있도록 기모를 한다.

기모 후 전모(SHEARING) 공정으로 스크류 칼날에 의해 모우 길이를 원하는 길이 약 0.8 ∼ 1.2㎜ 정도로 맞추어 실시한다. 경우에 따라서는 전모를 2회 실시하여야 하며 속도가 빠르면 나이테(MOIRE) 현상이 나타나므로 속도에 유의한다.

기모시 장력에 의하여 생지 폭의 최대 약 70%까지 줄어들기 때문에 열처리시 오버플로우(OVERFLOW)를 최대한으로 벌려 주며 170∼190℃사이에서 열처리를 실시하는 것이 좋다. 열처리는 폭을 안정화하여 나중의 습식공정에서의 각종 주름, 폭 불균일 등을 예방하는 공정으로 중요한 공정으로 30초정도 처리한다. 열처리는 보 통 텐터(TENTER)에서 실시한다. 이때 변부는 PU 함침시 변사가 매끄럽지 못하면 PU 함침량 불균일이 일어나므로 반드시 변부는 나이프로 커팅한다.

그 후에 습식 PU 함침을 실시하는데 PU무게의 50 ∼ 100%정도의 DMF(DIMETHYFORMAMIDE)의 용제에 녹인 후 나이프를 사용하여 우레탄 함침을 픽업율 40 ∼ 60%정도로 맞춘다. 나이프 후도에 따라 전체적인 인공피혁의 후도가 결정되고 이후에 버핑, 알카리 감량에 의해 후도 저하가 0.2 ∼ 0.5㎜가 발생하므로 작업에 유의해야 한다.

폴리우레탄 함침은 폴리우레탄 탄성체가 갖는 특유의 유연한 탄성, 치밀한 구조 등에 의해 천연피혁에서와 같은 스웨이드조 인공피혁에 부여하기 위하여 수행된다. 폴리우레탄 함침공정은 대체로 기포를 폴리우레탄 수지용액에 함침한 후, 응고액에 침지하여 폴리우레탄을 응고시키고 수세, 건조하는 공정으로 이루어진다. 본 발명의 인공피혁의 제조에서 사용되는 폴리우레탄 수지는 폴리올과 디이소시아네이트로 이루어진다.

상기 폴리올로서는 폴리에스테르계, 폴리에테르계, 폴리에테르에스테르 공중합계, 폴리카보네이트계 등을 들 수 있다. 폴리에테르계의 폴리올로서는 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리테트라메틸렌글리콜 등이 있으며, 이들 중에서도 용융점 및 2차전이온도가 낮으며, 탄성회복 및 기계적 성질이 우수하고, 특히 내알카리성이 강하기 때문에 폴리테트라메틸렌글리콜이 가장 바람직하다. 폴리에스테르계 폴리올은 폴리에테르계에 비해 가격이 저렴하고 염소수에 대한 내성이 강하지만, 내가수분해성이 약하다는 단점이 있다.

그리고 본 발명의 인공피혁 제조방법에서 사용되는 PU수지는 계면활성제를 사용하여 물과 PU의 접촉효과를 조절하여 응고속도를 조절한다. PU수지에 계면활성제와 안료를 섞어 얻고자 하는 색상에 맞추어 안료(PIGMENT)를 투입한다. PU수지를 용제인 DMF에 녹인 후 나이프로 균일하게 표면에 도포하여 PU가 균일하게 침투되게 하고 그 후 30℃ 정도의 물과 DMF의 혼합용액에서 응고시키면서 동시에 응고를 시킨다. 온도가 너무 낮으면 탈 DMF가 되지 않고 응고 또한 지연되므로 온도조절에 주의해야 한다.

응고후 수세조에서 5∼7개의 망글로 스퀴즈하고 수세를 반복하여 완전한 수세와 탈 DMF를 완전히 한다. 수세조 온도는 60℃ 이상을 요한다.

그 다음 텐터에서 130 ∼ 150?℃로 건조시킨 후 버핑을 실시하는데 사포를 사용하여 과함침된 표피층의 폴리우레탄을 균일하게 연마하여 원단 내부에 분포된 선버핑된 모우를 표피에 드러나게 함으로써 후에 감량된 해도사의 분할로 인한 고운 스웨이드조의 인공피혁이 나타나게 한다. 텐터를 사용한 건조는 PU가 함침된 후에는 절대로 150℃가 넘어서지 않도록 해야 하는데, 건조에 의해 PU가 황변되고 경화되므로 온도와 스피드에 상당히 주의해야 한다. 버핑공정은 연동방법이 작업성이 뛰어나고 작업효율이 좋아 널리 보급되어 있다. 처음에는 사포가 #100에서부터 시작하여 점점 고운 #180으로 끝내는 방법이 효과적이다. 필요에 따라 이면은 #180으로 약하게 처리한다.

버핑공정이 끝난 후에 알카리 감량을 진행하는 데 알카리는 보통 가성소다(수산화나트륨) 농도 2% ∼ 4%(O.W.S)의 농도로 상온에서 시작하여 95℃까지 승온시 켜 해도사에서 해성분을 녹여 내어 도성분 만을 남기어 아주 미세한 스웨이드조 표면이 생성되게 한다. 액류감량기에서 감량을 실시하며 형태안정성 유지에 도움을 주고 알카리의 침투를 용이하게 하기 위해 2~4%(O.W.S)이내에서 가성소다 사용량을 결정하고, 처리온도는 95℃, 30분 정도로 해주면 된다. 이때 감량율을 13~25% 범위 내에서 조절해야 하는데 13% 미만에서는 감량에 따른 극세화 효과가 제대로 발현되지 않아 해도사 특유의 감촉이 발현되지 않으며, 25% 초과시에는 지나친 감량에 따른 형태안정성 저하로 인하여 외관 불량 및 제품의 강도 저하 등을 초래하므로 주의를 하여야 한다.

용도에 따라 단색으로 염색하려면 안료색상에 맞추어 우선 산성염료로 염색하여 PU를 과포화 상태로 염색시킨다. 상기 산성염료는 함금속 산성염료가 더욱 바람직 한데, PU의 세탁견뢰도를 상승시키고 분산염료의 PU오염을 방지시키는 역할을 한다. 함금속 산성염료는 초산을 염액대비 1g/Liter를 사용하여 상온에서 시작하여 98도까지 승온하여 40분정도 염색하고 소핑하여 폴리에스터 오염분을 제거한다.

특히, 본 발명에서는 함금속 산성염료로 PU부분을 염색을 하면 우레탄과의 배위결합에 의해 그 결합력이 높아져 후에 분산염료가 과포화된 PU에 염색되는 것을 막고 폴리에스터에만 선택적으로 염색되도록 함으로써 PU에서 끊임없이 이염(移染, MIGRATION)되어 각종 견뢰도 저하문제를 야기시키고 있는 문제를 해결할 수 있다. 여기에 사용되는 분산염료는 일광견뢰도 및 마찰견뢰도가 우수한 염료를 선택하여 사용한다. 사용 가능한 분산염료는 상당히 종류가 많으며 대부분 자외선 차단제가 포함되어 있다.

고압 래피드 염색기에서 분산염료를 사용하여 염색하게 되며 이때 분산염료는 PU에 심하게 오염시키므로 환원세정(REDUCTION CLEANING)을 수차례 실시하여 견뢰도 상승을 기할 수 있다. 상기 환원세정 후 타닌산으로 산성염료의 고착처리를 하여 견뢰도를 증진시킨다.

이 염색지를 130 ∼ 150℃에서 120초 이내로 대전방지제 경우에 따라서는 발수제, 유연제등이 첨가되어 건조한다. 건조공정이 끝난 후 그대로 완성을 하는 경우도 있고 경우에 따라 표면을 한번 더 버핑처리를 하여 완성할 수 있다.

이하에서는 이상 설명한 본 발명의 저이염성 스웨이드조 인공피혁의 제조방법의 비한정적인 실시예를 통해 설명하도록 한다.

[실시예 1]

최종 섬도가 0.04데니어인 해도사를 표면사로 트리코트 1034 조직으로 편성하고, 단사섬도 2데니어인 일반 폴리에스터를 이면사로 사용하여 1012조직으로 편성하여, 28게이지 105인치 390g/yd으로 경편지를 제조한다. 제조된 경편지를 선기모를 4회 연동으로 모우를 일으켜 세우고 전모(SHEARING)하고 텐터에서 180도 30초간 열처리하여 형태안정을 유지한다. 다음은 습식 PU함침으로 PU는 폴리에테르계 폴리올을 사용한 수지와 음이온 계면활성제를 PU무게 대비 2%, 색상에 맞게 안료(PIGMENT)를 혼합하고 PU무게 대비 70%의 DMF에 용해한 후 나이프 두께는 1.2㎜가 되도록 조정하여 도포하고 20%의 DMF를 함유한 수용액에서 온도 30도에서 응고시킨 후 60도의 열탕으로 탈 DMF 및 수세시켰다. 습식 PU후 후도 1.0㎜, 중량 450g/YD정 도이며 텐터에서 150도에서 70초동안 건조시켰다. 다음으로 3연동방법의 버핑공정으로 처음에는 사포가 #100에서부터 시작하여 중간에는 #150 최종에는 #180으로 끝낸다. 필요에 따라 이면은 #180으로 약하게 버핑 처리한다. 버핑 공정에서 후도는 0.8㎜로 맞춘다. 그리하여 PU표면에 해도사가 돌출될 수 있도록 표면을 다듬는다.

다음 감량공정으로는 액류염색기에서 가성소다 3%(O.W.S)로 감량율 16%정도에 맞추어 감량을 실시하여 해도사를 용출시켜 표면을 미세화 시킨다. 감량 후 바로 함금속 산성염료로 색상에 맞추어 염색하여 PU을 어느 정도 과포화시킨다. 염색 후 일광과 마찰견뢰도가 우수한 분산염료로 염색하고 R/C(환원세정)하여 미고착 분산염료를 제거하고 그 후 타닌산으로 고착처리를 실시하여 산성염료를 고착시킨다. 원심탈수 후 150℃, 70초간 건조하여 완성중량 280 ∼ 330g/yd, 후도 0.6 ∼ 0.7㎜의 스웨이드조 인공피혁을 제조하였다. 이와 같이 제조된 경편지 스웨이드는 촉감이 뛰어나고, 표면의 라이팅 효과가 풍부하여 스웨이드조 천연피혁과 동일한 품질을 얻을 수 있었다.

[비교예 1]

실시예 1과 동일하게 편직, 기모, PU함침 공정등을 동일하게 처리하고 염색에 있어서만 산성염료를 사용하지 않고 분산염료로만 염색하였다. 그 후 처리공정을 동일하게 하여 동일 중량, 후도를 갖는 스웨이드조 인공피혁을 제조하였다.

[비교예 2]

제 1성분을 나일론으로 하고, 제 2성분을 알카리 용해가 용이한 이용성 폴리에스테르계를 사용하여 1성분과 2성분의 중량비가 70:30으로 복합방사된 해도사를 스테이플 화이버로 제조하여 카딩, 랩핑, 니들펀칭하여 실시예와 동일한 중량의 고밀도의 부직포 펠트를 제조하였다. 우선 실시예와 동일한 조건으로 습식 PU함침을 실시하고 동일한 조건으로 버핑, 감량을 실시하고 산성염료로 안료색상과 동일하게 염색, 고착처리하여 동일 중량과 후도를 가지는 부직포를 이용한 스웨이드조 인공피혁을 제조하였다.

상기 실시예 1과 비교예에서 각각 얻은 스웨이드조 인공피혁을 AATCC16E에 따라 일광견뢰도를, AATCC8에 따라 마찰견뢰도를 측정하여 표 1에 각각 나타내었다.

	일광견뢰도		마찰견뢰도		터치
실시예 1	20시간	4.0	건	3.5	◎
	40시간	3.5	습	3.0
비교예 1	20시간	2.5	건	2.0	○
	40시간	1.5	습	1.5
비교예 2	20시간	3.0	건	2.5	○
	40시간	2.0	습	2.0

◎ : 우수 , ○ :양호 , × : 불량

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면 기존의 인공 스웨이드 및 부직포 스웨이드에서 볼 수 없었던 부드러운 촉감과 일광 및 마찰견뢰도가 우수한 스웨이드조 인공피혁을 얻을 수 있으며, 부직포나 직물, 환편물이 아니라 트리코트 편물 을 이용하여 기포(基布)를 제조하여 그 위에 PU를 사용하여 습식함침을 실시함으로써 우레탄 특유의 부드러운 촉감을 가지며 수려한 외관을 보유하는 가구용 및 고급의류용 등 고급 외장재로 사용가능한 제조원가면에서도 경쟁력있는 스웨이드조 극세사 인공피혁을 제조할 수 있게 된다.

Claims (2)

1. 스웨이드조 극세사 편직물의 제조방법에 있어서,

   표면사는 용출후 단사섬도가 0.01∼0.3데니아인 폴리에스터계 해도사를, 이면사는 단사섬도 2∼3데니아의 폴리에스터계 필라멘트를 사용하여 편직하고, 선기모, 전모(SHEARING), 열처리, PU 함침 후 버핑, 알칼리 감량하여 감량율 13∼25%로 용출성분을 제거한 후, 산성염료로 PU를 미리 염색한 후 분산염료로 다시 염색하고 환원세정하고 타닌산으로 고착처리하는 것을 특징으로 하는 저이염성 폴리우레탄함침 스웨이드조 인공피혁의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 산성염료는 일반산성염료 또는 함금속 산성염료인 것을 특징으로 하는 저이염성 폴리우레탄함침 스웨이드조 인공피혁의 제조방법.