KR100813459B1 - 환편조직의 스웨드조 인공피혁의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 환편조직의 스웨드조 인공피혁의 제조방법에 있어서, 사용원사로 용출성분과 섬유형성성분으로 구성되며 용출 후 단사섬도가 0.03∼0.3데니어인 폴리에스터계 해도사 또는 분할사에 20∼30%의 비수 수축율을 가지는 단사섬도 1∼3 데니어의 고수축 폴리에스터 필라멘트를 인터레이스하여 환편하고, 염색을 하고, 건조한 후, 지지용 직물(BACKING CLOTH)을 사용하지 않고 응고조만 거쳐 인출하여 폴리우레탄 코팅하고, 수세 및 탈 DMF, 버핑, 감량, 건조 및 텀블러 공정을 하는 것을 특징으로 하는 환편조직의 스웨드조 인공피혁의 제조방법에 관한 것이다.

본 발명에 의하면 용출(감량)전에 분산염료로 염색하고 PU코팅시 지지용 직물없이 작업을 하여 공정이 단순하며, 감량전에 분산염료로 염색하므로 PU에 의한 분산염료의 오염이 전혀 없고 작업성이 우수하여 스포츠 장갑용, 가구, 의류용등에 사용될 수 있는 장점이 있다.

폴리에스터계 극세사, 고수축 폴리에스터 필라멘트, 스웨드

Description

환편조직의 스웨드조 인공피혁의 제조방법{Process of Producing Suede-like Circular Knit Type Artificial Leather}

본 발명은 폴리우레탄 코팅 및 감량전에 환편물에 분산염료로 염색을 하여 우레탄에 오염을 전혀 시키지 않는 환편(CIRCULAR KNIT)조직의 스웨드조 인공피혁의 제조방법에 관한 것이다.

인공 스웨드의 제조방법은 일반적으로 직물이나 트리코트(경편)의 표면사로 극세사를 사용하는데 보통 해도사(海島絲) 혹은 분할사를 사용하여 알카리 감량(용출공정)을 통해 극세사 형태로 도출되어 진다. 그 메카니즘은 해성분이 이용성(易溶性)인 폴리에스터사를 사용하여 알카리에 가수분해함으로써 도성분인 일반 폴리에스터만을 남겨 단사섬도 0.03∼0.3 데니어의 극세사를 형성한다. 그 후 고압분산염료로 염색하여 후기모, 건조하여 완성후 경우에 따라서 폴리우레탄(이하 PU)을 습식 코팅하여 사용한다.

이때 PU의 유기용제인 디메틸포름아마이드(DiMethyl Formamide:이하 DMF)가 사용되는데 이것이 고압분산염료의 탈색제로 작용되어 색상의 변화를 심하게 할 수 있는 단점이 있어 섬유업계의 큰 문제로 대두되었다. 또한, 기존의 얇은 환편물의 습식 PU 코팅시에는 과도한 장력으로 인해 지지용 직물(BACK CLOTH)을 본딩한 후, 코팅 및 박리 작업을 실시하여 공정이 까다롭고 PU코팅량의 편차가 크고, 폭방향 수축이 많은 문제가 있었다.

그러므로 본 발명에서는 DMF에 의해 고압분산염료가 탈색되어 색상의 변화를 일으키지 않고, PU코팅량의 편차가 적고, 폭방향 수축이 적은 스웨드조 인공피혁을 간단한 공정으로 제조하는 방법을 제공하는 것을 기술적과제로 한다.

본 발명에 의하면 환편조직의 스웨드조 인공피혁의 제조방법에 있어서, 사용원사로 용출성분과 섬유형성성분으로 구성되며 용출 후 단사섬도가 0.03∼0.3데니어인 폴리에스터계 해도사 또는 분할사에 20∼30%의 비수 수축율을 가지는 단사섬도 1∼3 데니어의 고수축 폴리에스터 필라멘트를 인터레이스하여 환편하고, 염색을 하고, 건조한 후, 지지용 직물(BACKING CLOTH)을 사용하지 않고 응고조만 거쳐 인출하여 폴리우레탄 코팅하고, 수세 및 탈 DMF, 버핑, 감량, 건조 및 텀블러 공정을 하는 것을 특징으로 하는 환편조직의 스웨드조 인공피혁의 제조방법이 제공된다.

이하 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 환편조직의 스웨이드조 인공피혁의 제조방법은 다음과 같다. 사용원사로는 용출성분과 섬유형성성분으로 구성되며 용출 후 단사섬도가 0.03∼0.3데 니어인 폴리에스터계 해도사 또는 분할사에 20∼30%의 비수 수축율을 가지는 단사섬도 1∼3 데니어의 고수축 폴리에스터 필라멘트를 인터레이스하여 사용하여 단면 싱글(SINGLE) 조직으로 환편한다. 그후 상기 편물을 감량(분할)전에 분산염료로 염색하고 건조한 후 PU코팅을 한다. 상기 PU코팅시 지지용 직물(BACKING CLOTH)을 사용하지 않고 응고조만을 거친 후 인출하여 원단에 걸리는 장력을 최소화함과 동시에 PU코팅량의 편차를 줄이고, 폭방향 수축을 최소화 할 수 있을 뿐 아니라 공정을 간소하게 할 수 있다.

상기 PU코팅 후 온수로 수세 및 탈DMF를 하여 건조후 버핑, 감량(용출), 건조, 덤블러건조공정을 통해 본 발명의 환편조직의 스웨드조 인공피혁을 제공할 수 있다.

본 발명에서의 스웨드조 인공피혁 제조의 핵심이 되는 극세사의 제조형태는 일반적으로 해도형(海島形), 분할형, 직접방사형등이 있으나, 본 발명에서는 그중 가장 단사섬도가 가늘고 천연 스웨드 느낌을 주기 위해 해도형 타입의 극세사를 사용하는 것이 바람직하다. 본 발명에서의 해도사의 해성분은 알카리에 쉽게 용해될 수 있는 분자구조를 가져야 하기 때문에 일반 폴리에스터(REGULAR POLYESTER)를 개질하여 일반 폴리에스터보다 감량율이 40배 이상 빠른 성분으로 이루어지고, 도성분은 일반 폴리에스터를 사용하게 된다. 상기 해도사를 알카리감량하게 되면 해성분이 용출되어 도성분인 일반 폴리에스터만 남아 단사섬도 0.03~0.3데니어인 폴리에스터 극세사가 만들어지게 된다.

본 발명에서 환편조직의 스웨드조 인공피혁의 중간물질인 편물은 위에서 말한 폴리에스터계 극세사와 2.0∼4.0 데니아의 고수축 폴리에스터계 필라멘트를 인터레이스(공기교락)한 교락사를 사용한다. 상기 고수축 폴리에스터계 필라멘트는 편제직시에는 일반 원사와 동일한 물성을 보이지만 정련 및 염색공정에서 열수(熱水)를 만나면 고수축의 물성을 보이는 원사로서 20∼30%의 비수수축율을 보유한 필라멘트를 사용하는데, 일반 폴리에스터계 필라멘트에 비해 2배 이상의 비수수축율을 보이며 폴리에스터계 해도사와 공기교락됨으로써 후의 축소가공에 의하여 폴리에스터계 해도사와 수축도의 차이에 의해 자연스러운 루프를 형성하고 기모공정이 용이해지며 직물의 스웨이드효과가 양호해진다.

환편작업(CIRCULAR KNIT)은 상기 교락사를 환편하는 것으로서 생지 중량 200 ~ 400g/YD로 게이지를 조정하여 편직한다. 그 후 염색공정을 거치게 되는데 여기에 사용되는 염료는 알카리에 강한 분산염료와 우레탄에 이염(MIGRATON)이 적은 염료를 사용해야 한다. 시중에 판매되고 있는 분산염료중에 알카리에 강한 염료가 다량 판매되고 있으므로 현장 TEST를 거쳐 우수한 염료를 사용해야 할 것이다. 그 이유는 위에서 말한 바와 같이 PU코팅 후 감량을 하여야 하므로 알카리 농도(가성소다 무게대비 농도 1.0~2.5%)때문에 변색되지 않아야 한다.

염색이 끝난 편물은 온도 180~200℃ 사이에서 50초~100초 사이의 열을 받을 수 있도록 텐터(TENTER)속도를 유지한다. 변부쪽의 말림을 방지하기 위하여 멜라민 수지를 사용하여 변부를 커팅하여야 코팅작업시 작업이 원만해질 수 있다.

통상의 박지 폴리에스터 환편물의 습식 PU함침 공정은 정련축소 → 지지용 직물(BACKING CLOTH) 본딩 → 함침(응고,수세) → 기모 및 버핑 → 박리 → 용출(감량) → 분산염색 → 덤블러 건조 → 완성으로 이루어지나, 본 발명에서는 염색 → 함침(응고) → 염색기 수세 → 버핑 → 용출(감량) → 덤블러 건조 → 완성으로 공정이 단순하면서도 PU 함침전에 분산염료로 미리 염색하였기 때문에 분산염료의 우레탄 오염은 없다고 봐야한다. 그 대신 PU 코팅 후 감량을 하여 원하는 색상을 맞추어야 하므로 알카리에 강한 분산염료와 우레탄에 이염(MIGRATON)이 적은 염료를 사용해야한다. 또한 PU코팅시 응고조와 수세조 모두를 거치지 않고 응고조만 거친 후 바로 원단을 인출하기 때문에 원단에 걸리는 장력을 최소화 할 수 있다. 보통 응고조보다 수세조 길이가 1.5배이상 길기 때문에 그만큼 장력이 적게 걸리므로 원단의 폭방향 수축이 작게 될 수 있다.

본 발명에서와 같이 공정을 바꾸어 알카리 감량(용출)전에 염색을 하고 PU코팅을 하고 버핑 후 감량한다면 분산염료의 폴리우레탄 오염은 없게 된다. 알카리 감량(용출)전의 폴리에스터 해도사(海島絲) 또는 폴리에스터 분할사는 극세사가 아니라 단사섬도 2~3데니어급의 일반 폴리에스터 형태이기 때문에 PU코팅시 DMF에 의한 탈색이 거의 없다. 또한 폴리우레탄 코팅시 환편물이나 얇은 박지는 작업시 과도한 장력으로 인해 폭방향으로 수축이 많이 일어나므로 보통 T/C원단과 같은 지지용 직물을 붙여서 작업을 해야 하는 번거로움이 있었으나, 본 발명에서는 지지용 직물(BACKING CLOTH)을 사용하지 않고 응고조를 거친 후 수세조를 거치지 않고 바로 인출하여 염색기에서 수세하여 탈 DMF를 실시함으로써 공정을 단축시킬 수 있 다.

본 발명에서는 습식조를 거치지 않았기 때문에 탈 DMF가 이루어지지 않았어도 염색기내에서 고온의 물속에서 수세시 완전한 탈 DMF가 이루어져 2중의 효과를 볼 수 있다. 그리하여 본 발명에서의 최종 인공피혁의 DMF 잔류량은 완전한 제로임을 밝혀 둔다.

건조공정이 끝난 편직물은 폴리우레탄 탄성체를 코팅하여 편직물에 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. 따라서 여기에 사용되는 우레탄은 폴리에테르계의 폴리우레탄을 사용하는 것이 바람직하다. 용제로는 범용적으로 사용하고 있는 4,4'-디메틸포름아마이드를 사용한다. 폴리우레탄은 특유의 점성으로 단독으로 사용하기 곤란하므로 용제와 혼합하여 교반하게 되는데, 이때 폴리우레탄과 용제의 혼합 비율은 1:1~1:1.5로 하여 고형분 농도가 10ㅁ3% 정도가 되도록 1시간 정도 충분히 교반시켜 사용하고 탈포공정을 실시하여 공기방울을 제거하여야 완제품상의 핀홀을 예방할 수 있다. 함침할 때의 폴리우레탄 충진량은 스웨드 전체 중량 대비 15~30%인 것으로 하는데 충진량이 15% 미만인 경우에는 폴리우레탄 충진에 따른 손에 쥐었을 때의 탄력감이 적고, 30% 초과인 경우에는 편직물 스웨드 고유의 표면 효과 보다는 폴리우레탄 충진제의 느낌이 너무 강하게 발현 되므로 곤란하다.

단면 싱글(SINGLE) 조직의 환편은 매우 신축성이 있어 장력에 의해 폭 감소를 나타내기 때문에 보통 PU코팅 전에 지지용 직물(BACKING CLOTH)을 본딩하여 함침하나, 본 발명에서는 응고조만 통과하여 인출하기 때문에 지지용 직물(BACKING CLOTH)이 필요 없게 된다. 탈포가 끝난 PU 용액을 편물 후도의 90%에 맞추어 스퀴즈하여 응고조로 이송하여 응고시킨다. 응고가 끝난 후 바로 인출함으로써 수세조를 거치지 않게 하여 장력이 더 이상 걸리는 것을 방지한다. 응고가 끝난 편물을 바로 염색기에서 온수(40~50℃)로 20분간 탈 DMF 및 수세를 실시한다.

상기 폴리우레탄 충진이 완료된 염색지를 텐터(TENTER)에서 110~130℃에서 80~120초간 건조시키는데, 건조시 처리 속도 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 150~240번 사포를 사용하여 버핑처리하여 편직물 스웨드 표면에 부착되어 있는 폴리우레탄 충진제를 제거한다. 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 바람직하다. 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. 이로써 탈 DMF가 완벽하지 않을 때 일어나는 표면의 거칠함, 셀(CELL) 크기증대, 딱딱한 터치(TOUCH HARD)등의 문제점을 완벽하게 제어할 수 있다. 감량이 끝난 후 텐터(TENTER)에서 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 딱딱해지기 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 인공피혁을 제조하는 비한정적인 예시를 하고 있다.

[실시예 1]

사용원사로 감량공정을 거쳐 도성분의 최종섬도가 0.07데니어인 폴리에스터 분할사와 단사섬도 2.5데니어인 고수축 폴리에스터 필라멘트(비수수축율 24%)를 미터당 70개의 교락수를 가지게 인터레이스하여 최종 섬도 110데니어인 교락사를 만들어 28게이지 싱글 환편지를 제조하였다. 제조된 환편물을 바로 고압염색기에서 130℃에서 알카리에 강한 분산염료로 염색을 실시한 후 텐터에서 190℃에서 80초간 건조하였다. 변부는 멜라민 수지를 사용하여 커팅하여 핀자국이 남지 않도록 하였다. 이와 같이 완성된 염색지를 고형분 30%인 폴리우레탄과 4,4'-디메틸포름아마이드가 1:1의 비율로 희석하여 고형분이 15%로 조정된 폴리우레탄 용액에 함침시켜 응고조를 통과시켜 응고시켰다. 응고조만 통과시킨 후 인출하여 염색기에서 50℃의 온수로 열탕 수세하여 탈 DMF 및 수세를 하였다. 이를 130℃에서 100초간 건조한 후에 150메쉬의 사포로 버핑처리한 후 액류 감량기에서 95℃, 20분간 1.5중량 %의 가성소다를 투입하여 감량 처리하여 16% 감량을 실시하고, 다시 130℃에서 100초간 건조하였다. 그 후 텀블러 건조기에서 20분 동안 마찰시켜 잔류 수축율을 없앴다. 그리하여 최종적으로 58인치 240g/yd인 본 발명의 스웨드조 인공피혁을 제조하였다.

[비교예 1]

실시예 1의 제조방법과 동일하게 스웨드조 극세사 편직물을 제조하고 응고조 수세조 통과하여 습식 폴리우레탄 코팅을 실시하고 버핑, 감량, 염색하여 제품을 완성하였다.

실시예 1과 비교예1의 공정의 특징을 표 1로 나타내었으며, 코팅 후 외관과 작업성에 대해 표2에 나타내었다.

구분	공정
실시예1	염색→PU응고→염색기 수세→버핑→감량→덤블러
비교예1	PU응고,수세→버핑→감량→염색→덤블러

구분	마찰견뢰도	세탁견뢰도	일광견뢰도 (20시간)	작업성
실시예 1	4급	4급	4급	장력(TENSION)이 적고 작업용이 PU코팅량 편차 적음
비교예 1	1급	2급	2급	장력(TENSION) 많고 PU코팅량 편차심함 폭방향 수축 큼

*변퇴색용 회색등급(GREY SCALE)로 급수 판별/ BROWN 동일색상

그러므로 본 발명에 의하여 PU 코팅 및 감량전에 환편물에 분산염료로 염색을 함으로써 폴리우레탄에 의한 오염을 전혀 시키지 않으며, 기존의 얇은 박단의 환편물의 습식 PU 코팅시에는 과도한 장력으로 인해 지지용 직물(BACK CLOTH)을 본딩하여 코팅 후 박리하여 작업을 실시하여 공정이 까다로웠으나, 본 발명에서는 지지용 직물(BACK CLOTH) 본딩없이 PU작업시 응고조만 통과한 후 인출하여 염색기 수세 및 탈 DMF를 실시함으로써 폭방향의 수축을 최소화함과 동시에 공정단순화를 도모할 수 있었다.

Claims (3)

1. 환편조직의 스웨드조 인공피혁의 제조방법에 있어서,

   사용원사로 용출성분과 섬유형성성분으로 구성되며 용출 후 단사섬도가 0.03∼0.3데니어인 폴리에스터계 해도사 또는 분할사에 20∼30%의 비수 수축율을 가지는 단사섬도 1∼3 데니어의 고수축 폴리에스터 필라멘트를 인터레이스하여 환편하고, 염색을 하고, 건조한 후, 지지용 직물을 사용하지 않고 응고조만 거쳐 인출하여 폴리우레탄 코팅하고, 수세 및 탈 DMF, 버핑, 감량, 건조 및 텀블러 공정을 하는 것을 특징으로 하는 환편조직의 스웨드조 인공피혁의 제조방법.
2. 제 1항에 있어서, 상기 폴리우레탄 코팅은 폴리에테르계의 폴리우레탄을 사용하는 것을 특징으로 하는 환편조직의 스웨드조 인공피혁의 제조방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 폴리우레탄 충진량은 인공피혁 전체 중량 대비 15~30%인 것을 특징으로 하는 환편조직의 스웨드조 인공피혁의 제조방법.