KR101307335B1 - 극세사 인조피혁 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 극세사 인조피혁 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은 2장의 벨벳 직조 기술을 이용하여 고강도 화학 섬유 원사(혹은 기타 필라멘트)를 지경사, 지위사로 하고 폴리에스테르 해도형 극세사 또는 기타 극세사를 경파일로 하며，경파일은 V자형 혹은 W자형으로 고결하며 3차원 벨벳 패브릭을 짜서 폴리우레탄 패딩 수지를 함침하여, 알칼리 처리, 샌딩, 염색, 정리하여 제조된다. 본 발명의 인조피혁의 표면은 융모가 섬세하고, 밀도가 높으며，피질감이 강하고, 내마모성이 좋으며, 사이즈가 안정적이고, 습기를 흡수하며 통기성이 있고, 착색도가 좋으며, 역학 성능이 우수하고，패션용 가죽, 신발용 가죽, 자동차 내부장식용 재료, 가구용 가죽 등에 사용될 수 있다.

Description

극세사 인조피혁 및 그 제조방법{Superfine fibers artificial leather and method of fabricating the same}
본 발명은 극세사 인조피혁 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 마이크로 폴리에스테르를 주요 원료로 하고，특수한 3차원 직조 기술을 응용하며，특수한 고분자 탄력체에 결합하여 습식제 가죽 기술을 통해 제작한 스웨이드 및 그 제조방법에 관한 것으로 방직과 피혁기술분야에 속한다.
현재，국내외에서 생산되는 극세사 인조피혁은 대체로 해도형 마이크로 섬유(islands-in-sea micro fiber)를 원료로 하고 있으며，오픈닝, 정리, 망을 형성하고 다시 니들펀칭기(또는, 스펀레이스)를 이용하여 반복적으로 고결하여 패브릭으로 만들며，후속하여 폴리우레탄의 함침, 응고를 거치고 염기액（또는, 용제) (또는, 추출)으로 바다부분을 용해시켜 마지막으로 샌딩, 염색, 정리를 거치면 완제품으로 된다.
하지만, 해도형 극세사는 사용하고 있는 다양한 생산기술에 따라 무형 해도형(unfigured islands-in-sea)과 유형 해도형(figured sea-island) 스테이플(staple) 섬유(fiber)의　두 가지로 나뉜다. 　무형 해도형 섬유(unfigured islands-in-sea fiber)중의 도(islands)는 제어할 수 없으며 수평축에서는 비연속적이고 용제 처리를 거친 후, 굵기, 길이가 규칙적이지 않은 극세사로 되지만, 유형 해도형 스테이플 섬유(figured sea-island staple fiber)는 수평축에서 연속적인 것이며 도(islands)의 수량이 고정적이고 섬유, 길이가 일치하고 균일한 극세사이다. 유형 해도형 스테이플 섬유 중의 도(islands)의 수량은 일반적으로 16개, 24개, 37개, 64개 등 몇가지 규격이 있으며 자주 사용하는 것은 37개이다.
나이론 무형 해도형 스테이플 섬유의 인조피혁을 고려하면, 상기 무형 해도형 섬유는 일반적으로 폴리아미드와 폴리에틸렌 또는 기타 이용성 고분자물이 일정한 비율에 따라 혼합 방사로 하여 형성된 것이며 인조피혁 기초 원단을 제작한 후, 톨루엔으로 폴리에틸렌을 용해하여 이용하여 섬유를 스플리트하고, 후속하여 후처리를 진행하는데, 이러한 공정으로 만든 제품은, 그 섬유 견사에서 굵기가 가는 것은 0.0001dtex에 달하고，굵은 것은 0.1dtex 이상에 달하며，굵기의 분리성이 크고, 후가공 및 제품 품질에 대해 일정한 영향을 초래한다. 또한, 생산과정에서 유독용제인 톨루엔의 휘발은 작업인원의 건강과 환경에 큰 영향을 초래한다. 또한, 나이론 섬유는 자체의 특성 결정으로 제품의 균일성이 약하고 착색도가 낮으며 내마모성이 약하고 융모가 치밀하지 않으며 밀도가 높지 않은 등 결함을 갖고 있기에 그 응용 영역 또한 일정한 제한을 받는다.
비직조천을 인조피혁으로 한 기초원단，섬유는 니들펀칭(또는, 스펀레이스)을 통해 서로 엉키고 모아지게 하며 이러한 뒤엉킴은 불안정성(일부 제조업체에서는 비직조천 중간에 한층의 기계 직물을 추가하여 제품의 안정성을 증가한 것도 있음)이 있다. 비록 폴리우레탄 패딩 수지의 포매를 거치지만 섬유는 제품에서 쉽게 탈락할 수 있으며 그 내마모성이 약하고 이러한 공정으로 형성한 입체 섬유가 많지 않으며 표면 융모가 드물어 제품 감촉이 거칠며 일부 분야의 사용요구를 만족시키지 못한다.
본 발명은 기존의 기술중 인조피혁 입체섬유가 많지 않고 표면 융모가 드물어 제품 감촉이 거칠며 일부 분야의 사용요구를 만족시키지 못하는 결함을 극복하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위한 수단으로서,
a. 극세사를 선택하여 경파일로 사용하고，필라멘트 또는 명주실을 선택하여 지경사, 지위사로 사용하며，상기 경파일은 V자형 또는 W자형으로 고결하고，이중 벨벳 직조기술을 통해，플로킹(flocking) 머신으로 이중 벨벳 패브릭을 짜서, 컷파일 나이프로 연속 이층 그라운드 클로스의 경파일사를 절단하며, 상기 이중 벨벳 패브릭을 각각 두개의 지경사, 지위사와 V자형 또는 W자형 경파일을 포함하고，3차원 입체 구조를 나타내는 단층 벨벳 패브릭로 분할시키는 단계;
b. 상기 벨벳 패브릭을 폴리우레탄 마무리액에 담그고 함침한 후, 응고액 처리를 거쳐，물세척, 드라이를 진행하고，상기 패브릭안의 폴리우레탄이 스폰지형태를 포함하는 연속관통 미세공막을 형성하는 단계;
c. 드라이후 상기 폴리우레탄을 함유한 미세공막 패브릭을 알칼리 처리시켜, 상기 경파일이 충분히 단섬유로 분산되게 하며，극세사를 형성한 후, 충분히 물세척하여 염기액와 염기로 용해된 단량체와 올리고머를 제거하는 단계; 및
d. 샌딩, 염색, 정리를 진행하는 단계를 포함하는 극세사 인조피혁을 얻는 극세사 인조피혁의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 바람직한 기술방안으로는，상기 극세사는 폴리에스테르 마이크로 섬유, PTT 극세사, PA6 또는 PA66 극세사이며，명주실은 고강도 화학섬유 또는 기타 필라멘트이다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시방안으로는，상기 극세사는 해도형 극세사 또는 분열 극세사이다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시방안으로는，상기 극세사 멀티필라멘트의 굵기는 82.5 ~ 333 dtex이다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시방안으로는，상기 극세사 견사의 굵기는 0.55 dtex 이하이다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시방안으로는 상기 명주실 멀티필라멘트의 굵기는 82.5 ~ 222 dtex이다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시방안으로는，폴리에스테르 마이크로 섬유로서 내연 폴리에스테르 극세사, 정전방지 폴리에스테르 극세사, 항균 폴리에스테르 극세사 또는 부정적 산소 이온 발산기능을 구비한 폴리에스테르 극세사를 선택 사용할 수 있다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시방안으로는，상기 단계 b에 서술한 폴리우레탄 마무리액은 폴리우레탄 패딩 수지, DMF와 음이온, 비이온의 표면활성제로 배제한 용액이다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시방안으로는, 상기 폴리우레탄 마무리액중의 상기 폴리우레탄 패딩 수지의 농도는 5% ~ 30% 이고，상기 음이온, 비이온의 표면활성제의 중량비는 0% ~ 5% 이다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시방안으로는, 상기 폴리우레탄 패딩 수지의 농도는 10% ~ 20% 이고，상기 음이온, 비이온의 표면활성제의 중량비는 1% ~ 3% 이다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시방안으로는，상기 단계 b의 상기 폴리우레탄 마무리액과 상기 벨벳 패브릭의 중량비는 80% ~ 400% 이다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시방안으로는, 상기 단계 b의 상기 폴리우레탄 마무리액과 상기 벨벳 패브릭의 중량비는 100% ~ 200% 이다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시방안으로는 상기 단계 b의 상기 응고액의 농도는 10% ~ 30% 이다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시방안으로는 상기 단계 c의 상기 알칼리 처리의 온도는 95 ~ 120℃，시간은 10 ~ 30분이다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시방안으로는，상기 단계 a의 상기 지경사, 상기 지위사는 방직전 착색의 명주실을 사용할 수 있다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시방안으로는，상기 단계 a의 상기 경파일은 방직전 착색의 극세사를 사용할 수 있다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시방안으로는，상기 단계 a의 상기 벨벳 패브릭을 제작하여 얻은 후，융모표면의 뒷면에 해도형 마이크로 폴리에스테르 비직조천를 한층 니들펀칭하여 합성하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시방안으로는, 상기 단계 d의 마이크로 섬유 인조피혁을 제작하여 얻으며, 융모표면의 뒷면에 수용성 폴리우레탄를 한층 코팅하는 단계를 포함한다.
본 발명의 또 다른 기술방안으로는 상기 방법으로 제작한 폴리에스테르 극세사 인조피혁이다.
본 발명의 바람직한 방안으로는 인조피혁은 명주실을 지경사, 지위사로 하고, 경파일은 V자형 또는 W자형 고결하며，이중 벨벳 직조기술을 통해，플로킹 머신으로 이중 벨벳 패브릭을 짜서，컷파일나이프로 연속 이층 그라운드 클로스의 경파일사를 절단하며 이중 패브릭을 각각 2개의 지경사, 지위사와 V자형 또는 W자형 경파일(융모표면이라 칭함)을 포함하고，3차원 입체 구조를 나타내는 단층 벨벳 패브릭으로 분할시키는 것이다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시방안으로는 융모표면의 뒷면에 해도형 마이크로 폴리에스테르 비직조천을 한층 니들펀칭하여 합성한다.
본 발명의 또 다른 바람직한 실시방안으로는 융모표면의 뒷면에 수용성 폴리우레탄를 한층 코팅하는 것이다.
본 발명의 또 다른 실시방안으로는 극세사 인조피혁을 패션용 가죽, 신발용 가죽, 자동차 내부장식용 재료 또는 가구용 가죽으로서 응용하는 것이다.
본 발명은 인조피혁표면의 융모가 섬세하고, 밀도가 높으며，피질감이 강하고, 내마모성이 좋으며, 사이즈가 안정적이고, 습기를 흡수하며 통기성이 있고, 착색도가 좋으며, 역학 성능이 우수하고，패션 가죽, 신발 가죽, 자동차 내부장식재료, 가구용 가죽 등에 사용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 방법 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 경파일 V자형 고결의 구조 제시도이다.
도 3은 본 발명의 경파일 V자형 고결의 구조 제시도이다.
도 4는 본 발명의 경파일 W자형 고결의 구조 제시도이다.
도 5는 본 발명의 이중 벨벳 패브릭의 구조 제시도이다.
도 6은 본 발명의 단층 벨벳 패브릭의 구조 제시도이다.
이하 첨부된 도면과 구체적 실시방안을 결합하여 본 발명에 대해 더욱 구체적인 설명을 진행하지만 그 구체적인 실시방안은 본 발명의 보호범위를 제한하는데 사용하지는 않는다.
실시예1
(1) 선택하여 사용된 극세사 멀티필라멘트의 굵기는 82.5 ~ 333 dtex(바람직한 극세사 견사 굵기는 0.55 dtex 이하임)이고 폴리에스테르 해도형 극세사는 경파일(1)이며，굵기가 82.5 ~ 222 dtex인 고화학 섬유는 지경사(2), 지위사(3)이고, 경파일(1)은 V자형(도 2 또는 도 3 참조) 또는 W자형(도 4 참조)을 사용하여 고결하고，이중 벨벳 직조기술을 통해, 플로킹 머신으로 이중 벨벳 패브릭(도 5 참조)을 짜서，컷파일나이프로 연속 이층 그라운드 클로스의 경파일사를 절단하며 이중 패브릭을 각각 2개의 지경사(2), 지위사(3)와 V자형 또는 W자형 경파일(1)(융모표면이라 칭함)을 포함하고，3차원 입체 구조를 나타내는 단층 벨벳 패브릭(도 6 참조)으로 분할시킨다.
(2) 벨벳 패브릭에 5% ~ 30%가 함유한 폴리우레탄 패딩 수지(바람직하게는, 10 ~ 20%임)와 DMF 및 0 ~ 5%(바람하게는, 1% ~ 3%임)가 음이온, 비이온인 표면활성제로 배제한 마무리액을 주입시키고，상기 폴리우레탄 마무리액과 벨벳 패브릭의 중량비는 80% ~ 400%（바람직하게는, 100% ~ 200%임이며，함침한 후, 응고액에 담궈 물세척하며，스퀴징，드라이한다.
상기 응고액은 중량비가 10% ~ 30%(15% ~ 25%가 바람직함)농도인 DMF와 물과 배제하여 제작한 용액이다.
(3) 드라이후 폴리우레탄이 함유된 벨벳 패브릭을 염기액에 주입시키고，95 ~ 120℃에서 10 ~ 30분 처리하며，해도형 폴리에스테르 중의 "바다(sea)" 부분을 용해하여 없애며，"도(islands)"부분이 충분히 분산되게 하고 견사 굵기가 0.55 dtex 이하인 극세사를 형성하고，다음 충분히 물세척하여 염기액과 염기로 용해한 단량체와 올리고머을 제거한다.
(4) 샌딩, 염색, 정리를 진행하여 극세사 인조피혁을 얻는다.
상기 샌딩절차는 융모표면 인조피혁의 융모감에 영향이 아주 크며，본 발명은 시험을 통해 부동한 사이즈의 사포(220 ~ 600목) 표면을 사용하여 먼저 강하게, 후에 약하게 진행하는 각종 샌딩처리를 진행하여 스웨이드 입모의 융모감이 섬세하고 부드러운 인조피혁을 얻는다.
염색절차：우수한 분산 염료를 선택하여 사용하는데 예를 들면 물세척 견고도가 높은 분산 염료, 빛에 강한 높은 견고도를 가지는 분산염료 등이 있으며，오버플로 염색기를 사용하여 염색하고 염색공정조건(130℃, 60분)을 엄격히 장악하고 제어하며 염색후 세척을 강화함으로써 제품의 색이 균일하고 색상이 순수하며 착색도가 좋도록 보장한다.
（5）입모면의 뒷면에 해도형 폴리에스테르 극세사(4)를 한층 니들펀칭하여 합성하고 진일보 융모표면의 내마모성을 제고시키거나 또는 융모표면의 뒷면에 수용성 폴리우레탄 패딩 수지를 한층 코팅하면 융모의 탈락을 감소할 수 있다.
실시예2
실시예1에서 제작하여 얻은 극세사 인조피혁에 대해 검측을 진행하고 각각 중량, 두께, TABER 내마모, 담금 퇴색, 상온 굽힘, 폭파 강도, 장력 강도, 연신율, 파열강도, 마찰 퇴색, 박리 강도, 습식 방면에 검측을 진행하였는데 검측결과는 아래와 같다.
검측프로젝트 단위 검측결과 검측프로젝트 단위 검측결과
중량 g/m2 390 장력 강도 A방향 Kg/cm 16
두께 mm 1．0 B방향 Kg/cm 14
폭 M 1．4 연신율 A방향 % 85
TABER 내마모 Cycles 10만차
무파손		 B방향 % 120
담금 퇴색 AATCC 4．0 파열 강도 A방향 Kg 4．7
상온 굽힘 Cycles 10만차
무파손		 B방향 kg 4．2
폭파 강도 Kg/cm2 20 마찰 퇴색 건조식 AATCC 4．5
박리 강도 Kg/cm 3．4 습식 AATCC 4．0
상기 내용은 본 발명의 구조와 작업과정을 결합하여 그에 대한 더욱 구체적인 설명이지만 본 발명의 구체적인 실시가 이러한 설명에만 제한된다는 것을 인정할 수 없다. 본 발명이 속하는 기술 영역의 일반적인 지식을 가진 자의 기준에서 본 발명의 구사를 벗어나지 않는 전제하에 약간의 간단한 연역 또는 교체를 진행할 수 있으며, 이는 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 간주될 수 있다.

Claims (23)

  1. a. 극세사를 선택하여 경파일로 사용하고，필라멘트 또는 명주실을 선택하여 지경사, 지위사로 사용하며，상기 경파일은 V자형 또는 W자형으로 고결하고，2장의 벨벳 직조 기술을 통해，플로킹(flocking) 머신으로 이중 벨벳 패브릭을 짜서，컷파일 나이프로 연속 이층 그라운드 클로스의 경파일사를 절단하며, 상기 이중 벨벳 패브릭을 각각 2개의 지경사, 지위사와 V자형 또는 W자형 경파일을 포함하고, 3차원 입체 구조를 나타내는 단층 벨벳 패브릭으로 분할시키는 단계;
    b. 상기 단층 벨벳 패브릭을 폴리우레탄 마무리액에 담그고 함침한 후, 응고액 처리를 거쳐，물세척, 드라이를 진행하고，상기 패브릭 내에 폴리우레탄이 스폰지 형태를 포함하는 연속관통 미세공막을 형성하는 단계;
    c. 드라이후 상기 폴리우레탄을 함유한 미세공막 패브릭을 알칼리 처리시켜, 상기 경파일이 충분히 단섬유로 분산되게 하며，극세사를 형성한 후, 충분히 물세척하여 염기액와 염기로 용해한 단량체와 올리고머을 제거하는 단계; 및
    d. 샌딩, 염색, 정리를 진행하는 단계를 포함하는 극세사 인조피혁의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 극세사는 폴리에스테르 마이크로 섬유, PTT 극세사, PA6 또는 PA66 극세사이며，상기 명주실은 고강도 화학섬유 또는 기타 필라멘트를 포함하는 극세사 인조피혁의 제조방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 극세사는 해도형 극세사 또는 분열 극세사를 포함하는 극세사 인조피혁의 제조방법.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 극세사 멀티필라멘트의 굵기는 82.5 ~ 333 dtex인 극세사 인조피혁의 제조방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 극세사 견사의 굵기는 0.55 dtex 이하인 극세사 인조피혁의 제조방법.
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 명주실 멀티필라멘트의 굵기는 82.5 ~ 222 dtex인 극세사 인조피혁의 제조방법.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 폴리에스테르 극세사는 내연 폴리에스테르 극세사, 정전방지 폴리에스테르 극세사, 항균 폴리에스테르 극세사 또는 부정적 산소 이온 발산기능을 구비한 폴리에스테르 극세사를 선택하여 사용하는 극세사 인조피혁의 제조방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계 b의 상기 폴리우레탄 마무리액은 폴리우레탄 패딩 수지, DMF와 음이온, 비이온의 표면 활성제로 배제한 용액인 극세사 인조피혁의 제조방법.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 폴리우레탄 패딩 수지 마무리액중 상기 폴리우레탄 패딩 수지의 농도는 5% ~ 30%이고，상기 음이온, 상기 비이온의 표면활성제의 중량비는 0 ~ 5%인 극세사 인조피혁의 제조방법.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 폴리우레탄 패딩 수지의 농도는 10% ~ 20%이고，상기 음이온, 상기 비이온의 표면활성제의 중량비는 1% ~ 3%인 극세사 인조피혁의 제조방법.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계 b의 상기 폴리우레탄 마무리액과 상기 벨벳 패브릭의 중량비는 80% ~ 400%인 극세사 인조피혁의 제조방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 단계 b의 상기 폴리우레탄 마무리액과 상기 벨벳 패브릭의 중량비는 100% ~ 200%인 극세사 인조피혁의 제조방법.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계 b의 상기 응고액는 DMF용액이고，농도는 10% ~ 30%인 극세사 인조피혁의 제조방법.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계 b의 상기 알칼리 처리 온도는 95 ~ 120℃이고，시간은 10 ~ 30분인 극세사 인조피혁의 제조방법.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계 a의 상기 지경사 및 상기 지위사는 방직전 착색의 명주실을 사용하는 극세사 인조피혁의 제조방법.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계 a의 상기 경파일은 방직전 착색의 극세사를 사용하는 극세사 인조피혁의 제조방법.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계 a는 상기 벨벳 패브릭을 제작하여 얻은 후 융모표면의 뒷면에 해도형 마이크로 폴리에스테르 비직조천을 한층 니들펀칭하여 합성하는 단계를 포함하는 극세사 인조피혁의 제조방법.
  18. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계 d는 상기 극세사 인조피혁을 제조하여 얻은 후，융모표면의 뒷면에 수용성 폴리우레탄을 한층 코팅하는 단계를 포함하는 극세사 인조피혁의 제조방법.
  19. 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 제조 방법으로 제작된 극세사 인조피혁.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 극세사 인조피혁에서 상기 명주실은 지경사, 지위사로 하고，상기 경파일은 V자형 또는 W자형으로 고결하며，2장의 벨벳 직조 기술을 통해，플로킹 머신으로 이중 벨벳 패브릭을 짜서，컷파일 나이프로 연속 이층 그라운드 클로스의 경파일사를 절단하며, 상기 이중 패브릭을 각각 2개의 지경사, 지위사와 V자형 또는 W자형 경파일을 포함하고，3차원 입체 구조를 나타내는 단층 벨벳 패브릭으로 분할시킨 극세사 인조피혁.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 극세사 인조피혁은 상기 융모표면의 뒷면에 해도형 마이크로 폴리에스테르 비직조천을 한층 니들펀칭하여 합성된 극세사 인조피혁.
  22. 제 19 항에 있어서,
    상기 극세사 인조피혁은 상기 융모표면의 뒷면에 수용성 폴리우레탄를 한층 코팅된 극세사 인조피혁.
  23. 제 19 항에 있어서,
    상기 극세사 인조 피혁이 패션용 가죽, 신발용 가죽, 자동차 내부장식용 재료 또는 가구용 가죽으로서 응용되는 극세사 인조피혁.
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