KR100681757B1 - 나일론해도사 및 일반폴리에스터사를 사용한 스웨드조인공피혁의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 극세사로 용출 가능한 나일론 해도사(海島絲), 일반 폴리에스터를 조합한 경편(TRICOT)을 편직하고, 기모, 염색, PU코팅, 버핑, 감량(용출)하여 부드럽고 우아한 느낌의 스웨드조 인공피혁의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 의하면 기존의 폴리에스터 해도사를 이용한 스웨드조 인공피혁보다 나일론 특유의 부드러운 느낌 때문에 훨씬 고급스러우며, 감량전에 분산염료가 아닌 산성염료로 염색하므로 폴리우레탄(PU) 습식코팅시 염료의 탈색이 되지 않고 작업성이 우수하여 스포츠 장갑용, 가구용등에 사용될 수 있는 장점이 있다.
나일론 해도사, 일반 폴리에스터사, 함금속 염료, 산성염료, 스웨드조 인공피혁

Description

나일론해도사 및 일반폴리에스터사를 사용한 스웨드조 인공피혁의 제조방법{Process of Producing Suede-like Artificial Leather Using Sea-Island Nylon filament and Regular Polyester filament}
본 발명은 나일론해도사 및 일반폴리에스터사를 사용한 스웨드조 인공피혁의 제조방법에 관한 것이다. 경편 스웨드의 제조방법은 일반적으로 표면사에 해도사를 사용하여 알카리 감량(용출공정)을 통해 극세사의 형태로 도출되어지는데, 그 메카니즘은 해성분이 이용성(易溶性) 폴리에스터를 사용하여 알칼리에 매우 민감하게 가수분해되어 도성분인 일반 폴리에스터만이 남아 단사섬도 0.03~0.3 데니어의 극세사를 형성한다. 그 후 고압분산염료로 염색하여 후기모, 텐터 열처리를 하여 완성후 경우에 따라서 폴리우레탄(이하 PU)을 습식 코팅하여 사용하는데 이때 PU의 유기용제인 디메틸포름아마이드(DiMethyl Formamide:이하 DMF)가 사용되는데 이것이 고압분산염료의 탈색제로 작용하여 색상의 변화를 심하게 변화시키는 단점이 있어 섬유업계의 큰 문제로 대두되었다.
상기에서 기술한 바와 같이 폴리에스터 해도사로 제조된 스웨드의 PU 습식코팅시 유기용제에 의해 분산염료가 탈색되고 이로 인해 코팅시 함침조를 오염시키는 문제점이 있었다. 또한, 보통 부직포나 스웨드 PU함침제품은 감량, 염색 후 PU코팅을 실시하게되는데, 이때 알카리에 의해 원단이 부드러워져 PU작업시 변부 말림, 접힘등의 부수적인 문제점이 대두되었다.
본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 개선하여 DMF에 탈색되지 않고 변부말림, 접힘등의 문제점이 발생되지 않는 스웨드조 인공피혁의 제조방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
본 발명자는 나일론섬유에 염색되는 산성염료(함금속 염료)가 PU 코팅시 PU의 유기용제인 DMF에 탈색되지 않고, 알카리에 의한 감량전(용출)에 산성염료로 염색한 후 PU코팅을 함으로써 원단의 강도나 형태 유지면에서 안정성이 높아 PU코팅시 변부 말림이나 수축율 면에서 상당히 유리하다는 점에 착안하여 본 발명을 완성하게 된 것이다.
그러므로 본 발명에 의하면 스웨드조 인공피혁의 제조방법에 있어서, 표면사로서 용출성분과 섬유형성성분으로 구성되며 용출 후 단사섬도가 0.03~0.3데니아인 나일론 해도사를 사용하고, 이면사로서 단사섬도 1~3데니아의 일반 폴리에스터사를 사용하여 상기 표면사와 이면사의 중량비를 60:40 ∼ 80:20로 편직한 후, 상기 편직물을 기모, 샤링, 열처리하고, 함금속 염료 또는 산성염료로 염색, 건조 후, 상기 편직물의 이면에 폴리우레탄 용액을 함침, 응고, 버핑 후 감량 및 텀블러 가공하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 나일론해도사 및 일반폴리에스터사를 사용한 스웨드조 인공피혁의 제조방법이 제공된다.
삭제
상기 폴리우레탄의 함침량은 스웨드조 인공피혁 전체 중량대비 20∼30%인 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.
스웨드 제조의 핵심이 되는 극세사의 제조형태는 일반적으로 해도형(海島形), 분할형, 직접방사형등이 있으나 본 발명에서는 그 중 가장 단사섬도가 가늘고 천연 스웨드 느낌을 주기 위해 해도형 타입의 극세사를 사용한다.
본 발명에서의 해도사의 제조방법은, 우선 해성분은 알카리에 쉽게 용해될 수 있는 분자구조를 가져야 하기 때문에 일반 폴리에스터(REGULAR POLYESTER)를 개질하여 상기 일반 폴리에스터보다 감량율이 40배 이상 빠른 성분으로 해성분을 제조하고, 도성분은 기존 나일론 6 성분으로 이루게 한 후 복합방사를 거쳐서 해도사를 제조한다. 이렇게 제조된 해도사를 알카리감량하게 되면 해성분이 용출되어 도성분인 나일론만이 남아 단사섬도 0.03~0.3데니어인 나일론 극세사가 얻어진다.
경편작업은 상기의 나일론 해도사를 표면사로 사용하고, 이면사로 단사섬도 1∼3데니어급 일반 폴리에스터 원사를 사용하여 경편한다. 이때 표면사가 중량대비 60∼80%, 이면사가 중량대비 20∼40%가 되도록 경편하는 것이 바람직하다. 본 발명에서는 즉 2바(BAR)로 구성되며 생지중량이 300 ∼ 500g/yd로 편직할 수 있다. 이때 조직은 기모가 너무 길지 않도록 표면조직을 1023, 1034등으로 조절하여 모우길이를 조절할 수 있다. 모우가 너무 길면 스웨드 외관이 지저분하고 저가품으로 보일 수 있고, 모우가 너무 짧으면 스웨드 외관에 경편조직(골)이 보일 수 있어 천연스웨드의 느낌이 아니라 인조라는 느낌이 강하게 나타나는 등 편직시 주의해야 한다.
이면조직은 1012로 편직하여 표면 나일론 극세사를 지지할 수 있도록 경편작업을 실시하고 게이지는 24∼32로 사용할 수 있다. 본 발명에서는 편직후 선기모공정을 거치는데 선기모시 4회에서 6회 사이로 조절하여 기모를 실시하고 후에 샤링(SHEARING)을 거쳐 모우의 길이를 일정하게 조정한다. 나일론사는 폴리에스터보다 기모시 정전기가 많이 발생하므로 기모시 스팀을 틀어 낙모가 재부착하지 않도록 주의한다. 그 후 프리셋팅(PRE-SETTING)공정을 거치는데 이 공정은 형태안정성을 유지하게 하기 위하여 염색전에 실시하며 온도 170∼180도 사이에서 30∼50초 사이의 열을 받을 수 있도록 텐터(tenter)속도를 유지한다. 그 후 염색을 실시한다.
본 발명에서와 같이 표면에 폴리에스터 해도사 대신에 나일론 해도사를 사용하고 이면에 일반 폴리에스터(단사 섬도 1∼3 데니어)를 사용하면 표면인 나일론해도사의 도(島)성분만 산성염료 또는 함금속 염료로 염색되고 나머지 나일론해도사의 해(海)성분과 이면인 폴리에스터는 염색이 되지 않아 PU 습식코팅시 유기용제인 DMF에 의한 탈색을 막을 수 있다. 또한 PU코팅 전에 나일론 해도사를 염색함으로써 작업이 용이하고 후에 감량을 하여 나일론해도사의 해성분을 용출하기 때문에 습식 조에서 완전한 탈 DMF가 이루어지지 않았어도 고온의 물속에서 감량시 완전한 탈 DMF가 이루어져 2중의 효과를 볼 수 있다. 그리하여 본제품에서의 DMF 잔류량은 완전한 제로임을 밝혀 둔다.
일반적인 부직포나 스웨드 PU함침제품의 제조방법은 감량, 염색 후 PU코팅을 실시하는데 이때 알카리에 의해 원단이 부드러워져 PU작업시 변부말림, 접힘등의 부수적인 문제점이 대두되었다. 본 발명에서는 공정순서를 바꾸어 염색 후 PU코팅, 감량을 실시하기 때문에 원단강도나 형태 유지면에서 안정성이 높아 작업의 효율성면에서 상당히 유효하다.
본 발명에서는 고압 래피드 염색기에서 함금염료 또는 산성염료로 염색한다. 경우에 따라서 진색일 경우 고착처리를 하는 것이 좋으나 고착처리후 색상의 변화가 있으므로 주의해야 한다. 나일론인 표면만 함금염료 또는 산성염료로 염색되고 이면은 폴리에스터를 사용하므로 전혀 염색이 되지 않는다. 염색 후 중간 건조 공정시 대전방지제를 사용하고 기타 약제는 사용을 금한다. 왜냐하면 실리콘 유연제 등 각종 유제를 사용하면은 다음 공정인 PU 코팅시 핀홀 문제를 야기할 수 있거나 PU의 불균일 코팅이 일어나기 때문이다. 이때 건조온도는 온도 170∼180℃ 사이에서 30∼50초 사이의 열을 받을 수 있도록 텐터(tenter)속도를 유지한다.
상기 염색 후 건조공정이 끝난 편직물은 폴리우레탄 탄성체를 코팅하여 충진시켜 촉촉하고 탄력감이 있는 물성을 발현하게 한다. 여기서 사용하는 폴리우레탄 탄성체는 고형분이 30∼40% 정도인 폴리에테르계의 폴리우레탄을 사용하는 것이 좋다. 폴리우레탄 탄성체를 알카리에 약한 폴리에스터계 우레탄을 사용하면 알카리 감량시에 폴리에스터계 우레탄 또한 감량되어 외관이 저하된다. 여기에 사용되는 우레탄은 반드시 폴리에테르계의 폴리우레탄을 사용한다. 용제로는 범용적으로 사용하고 있는 4,4'-디메틸포름아마이드를 사용한다. 폴리우레탄은 특유의 점성으로 단독으로 사용하기 곤란하므로 용제와 혼합하여 교반하게 되는데, 이때 폴리우레탄과 용제의 혼합 비율은 1:0.6∼1:1.1로 하여 고형분 농도가 13±3% 정도가 되도록 1시간 정도 충분히 교반시켜 사용하고 탈포공정을 실시하여 공기방울을 제거하여야 완제품상의 핀홀을 예방할 수 있다. 이와 같이 희석된 폴리우레탄 용액을 일반 습식코팅기에서 나이프방식으로 후도를 0.8∼1.2로 맞추어 모우보다 0.2㎜ 길게 나이프 코팅하여 표면을 우레판으로 덮히게 작업한다.
상기 함침공정에서 폴리우레탄 충진량은 스웨드 전체 중량 대비 20∼30%인 것이 바람직한데, 충진량이 20% 미만인 경우에는 폴리우레탄 충진에 따른 손에 쥐었을 때의 탄력감이 적고, 30% 초과인 경우에는 편직물 스웨드 고유의 표면 효과 보다는 폴리우레탄 충진제의 느낌이 너무 강하게 발현되므로 곤란하다.
상기 폴리우레탄 충진이 완료된 염색지를 텐터에서 110∼130℃에서 80∼120초간 건조시키는데, 건조시 처리 속도는 80초 이하에서는 충분한 세팅 효과가 발현되지 않아 중량 및 폭을 제대로 발현할 수 없고, 120초 이상에서는 과도한 건조에 따른 딱딱한 촉감 발현으로 스웨드 고유의 효과를 발현할 수 없게 된다. 건조가 완료된 원단을 100∼180번 사포를 사용하여 버핑처리하여 편직물 스웨드 표면에 부착되어 있는 폴리우레탄 충진제를 제거하는 동시에 표면 해도사 원사들을 돌출되게 하는데, 이때 버핑시 후도는 PU 내부에 묻힌 모우가 튀어 나올 정도로 버핑을 실시 한다. 감량은 가성소다(수산화나트륨)를 사용하여 무게대비 1.0∼2.5% 사이의 농도로 조정하고, 온도는 95∼100℃ 사이로 해도사의 이용성폴리에스터 부분이 완전히 용해될 수 있도록 시간을 조절한다. 약 10분에서 20분사이가 적당하다. 가성소다 농도와 온도는 감량율에 영향을 미치므로 항상 현장에서 표준화 작업이 될 수 있도록 주의해야 한다. 본 원단은 감량율이 무게대비 14∼20% 감량이 될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
염색 후 열탕 수세를 염색기에서 오버플로우 밸브를 사용하여 30분이상 실시하여 잔류하는 알칼리가 없도록 수세한다. 이러한 작업을 마친 원단은 PU코팅 후 고온의 물속에서 감량을 실시함으로 탈 DMF가 완벽하게 이루어진다. 탈 DMF가 완벽하지 않을때 일어나는 표면의 거칠함, 셀 크기증대, 하드한 터치등의 문제점을 완벽하게 제어할 수 있다. 감량이 끝난 후 텐터에서 110∼130℃에서 80∼120초간 세팅시키는데 세팅시 처리 속도는 80초 이하에서는 충분한 세팅 효과가 발현되지 않아 중량 및 폭을 제대로 발현할 수 없고, 120초 이상에서는 과도한 세팅에 따른 딱딱한 촉감 발현으로 스웨드 고유의 효과를 발현할 수 없게 된다. 건조온도는 PU코팅 후에는 항상 위에서와 같이 110∼130℃에서 80∼120초간 세팅시켜야 한다. 온도가 130℃ 이상에서는 우레탄이 경화되기 시작하기에 터치가 하드해지기 때문이다. 건조 후에는 마지막 공정인 텀블러 건조기를 통하여 원단의 잔류 수축율을 제거하여야 수축율을 3%이하로 조절할 수 있으며 원단의 상호 마찰로 인하여 터치가 상당히 부드러워진다.
이하 다음의 실시예에서는 본 발명의 스웨드조 극세사 편직물을 제조하는 비 한정적인 예시를 하고 있다.
[실시예 1]
표면사로서 감량공정을 거쳐 도성분의 최종 섬도가 0.06데니어인 나일론 6 해도사를 사용하고, 이면사로서 단사섬도 2.0데니어인 일반폴리에스테르사를 사용하여 28게이지 105인치의 경편지를 제조한다. 표면사중량대비 이면사중량이 73 : 27이 되고 표면사는 1023이나 1034, 이면사는 1012로 편직한다. 이와 같이 제조된 경편지를 기모기에서 5회 처리하여 선기모하고, 180℃에서 30초간 건열 세팅한다. 그 후 고압염색기에서 100℃, 30분간의 균염조건으로 산성염료 C.I.산성염료 적색 359 (C.I.Acid Red 359), C.I. 산성염료 청색 193 (C.I.Acid Blue 193), C.I. 산성염료 노랑 121 (C.I.Acid Yellow 121)의 3가지로 컬러매칭(color matching)하여 염색하고 수세하여 170℃, 30초간 세팅하여 염색지를 완성한다. 이와 같이 완성된 염색지를 고형분 30%인 폴리우레탄과 4,4'-디메틸포름아마이드가 1:1의 비율로 희석되어 고형분이 15%가 된 폴리우레탄 용액에 함침시켜 수세조를 통과시켜 응고시킨다. 이때 나이프의 후도는 염색 후 원단 후도보다 0.2㎜ 높게 설정한 후 작업을 실시한다.
이를 130℃에서 100초간 건조한 후에 120메쉬의 사포로 버핑처리한 후 액류 감량기에서 95℃, 20분간 1.5중량 %의 가성소다를 투입하여 감량 처리하여 16% 감량을 실시하고, 다시 130℃에서 100초간 건조한다. 그 후 텀블러 건조기에서 20분 동안 마찰시켜 잔류 수축율을 없앤다. 그리하여 최종적으로 54인치 300g/yd인 본 발명의 스웨드조 극세사 편직물을 제조하였다.
[비교예 1]
실시예 1의 제조방법과 동일하게 스웨드조 극세사 편직물을 제조하되, 표면사에 나일론해도사 대신 폴리에스테르 해도사를 사용하는 점만 다르게 하였다. 그리하여 편직제품을 만들고 먼저 감량 후 분산염료로 130℃로 염색한 후 동일하게 습식 폴리우레탄 코팅을 실시하여 제품을 완성하였다. 실시예 1과 비교예1의 원사의 종류 및 공정의 특징을 표 1로 나타내었으며, 습식코팅시 DMF 탈색정도와 촉감을 비교하여 표 2로 나타내었다. 습식코팅시 DMF 탈색정도는 탈색 후 회색등급표(grey scale)에 비교하여 측정하였다.
구분 원사 구성 사용 염료 공정 DMF 잔류량
표면사(섬도) 이면사(섬도)
실시예1 감량 후 0.06데니어로 용출되는 나일론 6 해도사 단사섬도 2 데니어 폴리에스터 일반사. 산성 염료 염색 후 폴리우레탄 습식코팅 그 후 감량. 0 ppm
비교예1 감량 후 0.06데니어로 용출되는 폴리에스터 해도사 단사섬도 2데니어 폴리에스터 일반사 분산 염료 감량 후 염색, 그 후 폴리우레탄 습식코팅 150 ppm
구분 DMF 탈색정도 촉감 & 코팅 작업성
실시예 1 거의 없음 (변퇴색용 회색등급(GRAY SCALE)로 4-5급) 아주 우수 & 작업성 양호
비교예 1 탈색 심함 (변퇴색용 회색등급(GRAY SCALE)로 1급) 보통 & 작업성 불량
본 발명에 의해 나일론해도사로 스웨드를 제조하는 경우에는 상기의 실시예와 같이 분산염료를 사용하지 않기 때문에 습식코팅시 DMF에 의해 탈색되지 않으며, 그로 인해 폴리우레탄코팅이 자유롭게 되어 스포츠 장갑용, 가죽대체용등 새로운 질감의 스웨드를 만들 수 있고, 또한 폴리에스터로 만든 스웨드보다 질감(TOUCH)이 우수한 스웨드를 제조할 수 있다.
본제품은 나일론 섬유의 초기 모듈러스값이 낮아서 부드럽고 촉감이 뛰어나고 코팅작업시 감량전에 PU코팅을 하므로 원단에 고시감이 있고 강력이 높아 변부 말림 현상이 일어나지 않고 수축되지 않아 작업성이 대단히 양호하다. 또한 원단에 최종적으로 잔류하는 DMF 잔류량이 0으로써 인체에 무해한 제품을 제공할 수 있다.

Claims (3)

  1. 스웨드조 인공피혁의 제조방법에 있어서,
    표면사로서 용출성분과 섬유형성성분으로 구성되며 용출 후 단사섬도가 0.03∼0.3데니아인 나일론 해도사를 사용하고,
    이면사로서 단사섬도 1∼3데니아의 일반 폴리에스터사를 사용하여 상기 표면사와 이면사의 중량비를 60:40 ∼ 80:20로 편직한 후, 상기 편직물을 기모, 샤링, 열처리하고, 함금속 염료 또는 산성염료로 염색, 건조 후, 상기 편직물의 이면에 폴리우레탄 용액을 함침, 응고, 버핑 후 감량 및 텀블러 가공하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 나일론해도사 및 일반폴리에스터사를 사용한 스웨드조 인공피혁의 제조방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 폴리우레탄의 함침량은 스웨드조 인공피혁 전체 중량대비 20∼30%인 것을 특징으로 하는 나일론해도사 및 일반폴리에스터사를 사용한 스웨드조 인공피혁의 제조방법.
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