KR101416444B1 - 극세사 인조 스웨이드의 제조방법 - Google Patents

극세사 인조 스웨이드의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, (a) 폴리우레탄 수지 100 중량부를 기준으로 안료 5~20 중량부, 전착제 2~10 중량부 및 용제 150~300 중량부를 혼합하여 극세사 인조 스웨이드 착색 조성물을 제조하는 단계; (b) 위쪽의 고무롤러와 아래쪽의 착색 조성물 함침롤러가 한쌍으로 구비된 압착롤러와 그 아래에 구비된 착색 조성물 수용조를 포함하며, 상기 착색 조성물 함침롤러는 착색 조성물에 아래쪽의 일부가 잠기도록 구성되는 착색장치의 착색 조성물 수용조에 상기 (a) 단계에서 제조된 극세사 인조 스웨이드 착색 조성물을 넣는 단계; (c) 극세사 인조 스웨이드 원단을 상기 압착롤러에 공급하여 극세사 인조 스웨이드 착색 조성물을 함침시키는 단계; (d) 상기 함침이 완료된 극세사 인조 스웨이드 원단을 건조시키는 단계; 및 (e) 상기 건조된 극세사 인조 스웨이드 원단에 칼라재현 처리를 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 극세사 인조 스웨이드의 제조방법을 제공한다.

Description

극세사 인조 스웨이드의 제조방법{Method of fabricating a superfine fibers artificial suede}
본 발명은 별도의 염색 없이 안료와 폴리우레탄을 포함하는 착색 조성물로 극세사 인조 스웨이드 원단을 코팅하는 것을 특징으로 하는 극세사 인조 스웨이드의 제조방법에 관한 것이다.
극세사 인조 스웨이드의 제조방법에서는 일반적으로 직물이나 트리코트(경편)의 표면사로 극세사를 사용한다. 상기 극세사는 보통 해도사(海島絲) 혹은 분할복합사를 사용하여 알카리 감량(용출공정)을 통해 극세사 형태로 도출된다.
상기 메커니즘은 해성분으로 이용성(易溶性) 폴리에스터를 사용하여 알카리에 매우 민감하게 가수분해되게 함으로써 도성분인 일반 폴리에스터만이 남아 극세사를 형성하게 하는 것이다. 그 후 고압분산염료로 염색하고, 기모 및 건조한 후, 경우에 따라서 폴리우레탄(이하 PU라 한다.)을 습식 코팅하여 사용한다.
그러나, 이 때, 폴리우레탄의 유기용제로 사용되는 디메틸포름아마이드(DiMethyl Formamide: 이하 DMF)는 고압분산염료의 탈색제로 작용하여 색상의 변화를 야기하므로, 이러한 문제를 해결하기 위한 다양한 연구가 이루어지고 있다.
일반적으로 폴리에스터의 염착은 폴리에스터 섬유가 tg(유리전이온도)에 이르렀을 경우 염료입자가 벌어진 섬유 분자쇄 사이로 들어가게 되어 이루어지는데, 이때 사용되는 염료가 분산염료이다. 이 분산염료는 DMF(Dimethylformamide)에 약해서 침지시 염료입자가 녹아 섬유에서 빠져 나오게 된다. 그러므로, 습식함침 된 폴리에스터 극세사 염색물은 폴리우레탄 코팅시 용제로 사용되는 DMF에 의해 염료가 원단으로부터 빠져나와 견뢰도가 심하게 저하되며, 다른 부속원단 또는 다른 제품에 이염현상을 야기하는 경향이 있다.
대한민국 등록특허 제10-1197522호는 기존의 분산염료를 대신하여 카치온(Cation) 염료를 사용함으로써 이염 문제를 해결하는 발명을 개시하고 있다. 그러나, 카치온 염료를 사용하더라도 함침시 용제에 의한 이염현상이 충분히 개선되지 않는다는 단점이 있다.
본 발명은, 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서, 염료를 사용하여 극세사 인조 스웨이드 원단을 먼저 염색하고 나중에 폴리우레탄을 코팅하는 종래의 극세사 인조 스웨이드의 제조방법과 달리, 안료를 포함하는 극세사 인조 스웨이드 착색 조성물을 사용하여 극세사 인조 스웨이드 원단에 칼라를 부여하는 동시에 폴리우레탄 코팅을 실시하므로, 제조공정이 간단하고, 제조시간이 짧으며, 제조설비가 간단하고, 다양한 칼라에 대한 재현률이 99% 이상이며, 폐수가 발생하지 않으므로 친환경적이며, 이염현상의 발생이 방지되는 극세사 인조 스웨이드의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은,
(a) 폴리우레탄 수지 100 중량부를 기준으로 안료 5~20 중량부, 전착제 2~10 중량부 및 용제 150~300 중량부를 혼합하여 극세사 인조 스웨이드 착색 조성물을 제조하는 단계;
(b) 위쪽의 고무롤러와 아래쪽의 착색 조성물 함침롤러가 한쌍으로 구비된 압착롤러와 그 아래에 구비된 착색 조성물 수용조를 포함하며, 상기 착색 조성물 함침롤러는 착색 조성물에 아래쪽의 일부가 잠기도록 구성되는 착색장치의 착색 조성물 수용조에 상기 (a) 단계에서 제조된 극세사 인조 스웨이드 착색 조성물을 넣는 단계;
(c) 극세사 인조 스웨이드 원단을 상기 압착롤러에 공급하여 극세사 인조 스웨이드 착색 조성물을 함침시키는 단계;
(d) 상기 함침이 완료된 극세사 인조 스웨이드 원단을 건조시키는 단계; 및
(e) 상기 건조된 극세사 인조 스웨이드 원단에 칼라재현 처리를 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 극세사 인조 스웨이드의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 극세사 인조 스웨이드의 제조방법은 제조공정이 간단하고, 제조시간이 짧으며(기존과 비교하여 1/2 이하), 제조설비가 간단하므로 매우 경제적이다.
또한, 다양한 칼라에 대한 재현률이 99% 이상이며, 폐수가 발생하지 않으므로 친환경적이다.
또한, 본 발명에 의하여 제조된 극세사 인조 스웨이드는 이염현상이 발생하지 않으므로, 다양한 용도에 유용하게 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명에 사용되는 착색장치의 일예를 모식적으로 도시한 사시도이다.
본 발명은,
(a) 폴리우레탄 수지 100 중량부를 기준으로 안료 5~20 중량부, 전착제 2~10 중량부 및 용제 150~300 중량부를 혼합하여 극세사 인조 스웨이드 착색 조성물을 제조하는 단계;
(b) 위쪽의 고무롤러와 아래쪽의 착색 조성물 함침롤러가 한쌍으로 구비된 압착롤러와 그 아래에 구비된 착색 조성물 수용조를 포함하며, 상기 착색 조성물 함침롤러는 착색 조성물에 아래쪽의 일부가 잠기도록 구성되는 착색장치의 착색 조성물 수용조에 상기 (a) 단계에서 제조된 극세사 인조 스웨이드 착색 조성물을 넣는 단계;
(c) 극세사 인조 스웨이드 원단을 상기 압착롤러에 공급하여 극세사 인조 스웨이드 착색 조성물을 함침시키는 단계;
(d) 상기 함침이 완료된 극세사 인조 스웨이드 원단을 건조시키는 단계; 및
(e) 상기 건조된 극세사 인조 스웨이드 원단에 칼라재현 처리를 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 극세사 인조 스웨이드의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 염료를 사용하여 극세사 인조 스웨이드 원단을 먼저 염색하고, 나중에 폴리우레탄을 코팅하는 종래의 극세사 인조 스웨이드의 제조방법과 달리, 안료를 포함하는 극세사 인조 스웨이드 착색 조성물을 사용하여 극세사 인조 스웨이드 원단에 칼라를 부여하는 동시에 폴리우레탄 코팅을 실시하므로, 제조공정이 간단하고, 제조시간이 짧으며(기존과 비교하여 1/2 이하), 제조설비가 간단하므로 매우 경제적인 특징을 갖는다.
또한, 안료를 사용하므로 다양한 칼라에 대한 재현률이 99% 이상이며, 물을 사용하지 않아서 폐수가 발생하지 않으므로 친환경적이다.
또한, 본 발명에 의하여 제조된 극세사 인조 스웨이드는 이염현상이 발생하지 않으므로, 다양한 용도에 사용될 수 있는 특징을 갖는다.
상기 (a) 극세사 인조 스웨이드 착색 조성물의 제조 단계에서, 폴리우레탄은 특별히 제한되는 것은 아니나, 폴리에테르 폴리올 5~30 중량부와 폴리에스테르 폴리올 70~95 중량부로 이루어진 폴리올 혼합물과, 상기 폴리올 혼합물 100 중량부에 대하여 이소시아네이트 40~70 중량부와 용제 200~600 중량부, 에틸렌글리콜 5~20 중량부 및 첨가제 0.1~20 중량부를 반응시켜 제조되는 것이 사용될 수 있다.
상기 (b) 단계는 도 1을 참고하여 설명한다.
상기 (b) 단계는 위쪽의 고무롤러(20)와 아래쪽의 착색 조성물 함침롤러(10)가 한쌍으로 구비된 압착롤러와 그 아래에 구비된 착색 조성물 수용조(30)를 포함하며, 상기 착색 조성물 함침롤러(10)는 착색 조성물에 아래쪽의 일부가 잠기도록 구성되는 착색장치에서 수행된다.
즉, 상기 (b) 단계는 상기 착색장치의 착색 조성물 수용조(30)에 상기 (a) 단계에서 제조된 극세사 인조 스웨이드 착색 조성물을 넣는 단계이다.
상기 착색 조성물 함침롤러(10)로는 표면에 50 ~ 100 메쉬 크기의 메쉬 문양(11)이 양각되어 있는 메시문양양각롤러가 바람직하게 사용될 수 있다. 상기 메시문양양각롤러(10)는 표면에 메시 문양(11)이 양각되어 있어서, 상기 메시 문양(11)이 기모 기능을 수행함과 동시에, 극세사 인조 스웨이드 착색 조성물을 잘 묻혀 올려서 인조 스웨이드에 착색 조성물을 잘 함침시키는 효과를 제공한다.
상기 (c) 단계는, 도 1에 도시된 바와 같이, 극세사 인조 스웨이드 원단(40)을 상기 압착롤러에 공급하여 극세사 인조 스웨이드 착색 조성물을 함침시키는 단계이다.
상기 (c) 단계의 함침은 80~110℃에서 실시되는 것이 바람직하다. 상기 온도에서 함침이 실시되는 경우에, 극세사 인조 스웨이드 착색 조성물이 극세사 인조 스웨이드 원단의 기모된 섬유모 속으로 잘 침투하여 안정적으로 고정되므로 우수한 극세사 인조 스웨이드 원단을 얻을 수 있다.
본 발명의 극세사 인조 스웨이드의 제조방법에 있어서, 상기 (d) 건조단계는, 도 1에 도시된 바와 같이, 극세사 인조 스웨이드 원단(40)을 압착롤러 사이로 통과시킨 후, 착색 조성물을 섬유 기모에 안착시키기 위하여 행하여지며, 80~100℃의 열챔버(50)에서 30±1분 동안 건조시키는 것이 바람직하다.
상기 (e) 칼라재현 처리 단계는 100% 칼라를 매칭하기 위해서 행해진다. 즉, 건조후 1차 칼라는 목적하는 칼라에 90% 정도로 매칭되므로 이를 100% 매칭되게 하는 단계이다. 아울러 이 공정을 통해 표면에 불안하게 안착된 안료 분자들이 모두 사라지고 견뢰도 또한 향상된다.
상기 (d) 건조단계 및 (e) 칼라재현 처리 단계는 이 분야에 공지된 방법에 의해 수행될 수 있다.
상기 극세사 인조 스웨이드 착색 조성물에 포함되는 폴리우레탄 수지의 구성성분에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
폴리우레탄 수지는 폴리에테르 폴리올 5~30 중량부와 폴리에스테르 폴리올 70~95 중량부로 이루어진 폴리올 혼합물과, 상기 폴리올 혼합물 100 중량부에 대하여 이소시아네이트 40~70 중량부와 용제 200~600 중량부, 에틸렌글리콜 5~20 중량부 및 첨가제 0.1~20 중량부를 반응시켜 제조될 수 있다.
상기에서 폴리올 성분과 이소시아네이트 성분의 각 조성비가 상기에서 한정한 범위를 벗어날 경우에는 미반응물이 과량 생성됨에 따라 폴리우레탄 소재의 물성에 영향을 미칠 우려가 있다.
상기에서 사용되는 폴리에테르 폴리올은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어, 아디픽산과 부탄디올, 에틸렌글리콜류로 이루어지는 군에서 1종을 선택하여 사용할 수 있으며, 중량 평균분자량은 1,500~2,500인 것을 사용될 수 있다.
또한 상기 폴리에스테르 폴리올은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, 다가 알코올과 다염기산의 반응생성물이 사용될 수 있다. 상기 다가 알코올로는 에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 1,8-옥탄디올, 디에틸렌 글리콜로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상이 사용될 수 있으며, 다염기산으로는 숙신산, 아디프산, 프탈산, 이소프탈산, 프탈산 무수물로 이루어진 군에서 1종 이상이 사용될 수 있다.
상기 폴리에스테르 폴리올은 중량평균분자량이 2,000~4,000인 것이 사용될 수 있다.
상기 이소시아네이트의 종류는 특별히 한정되는 것은 아니며, 디페닐메탄 디이소시아네이트, 나프탈렌-1,5-디이소시아네이트, 폴리페닐렌폴리메틸렌 폴리이소시아네이트, 2,4-톨릴렌디이소시아네이트 또는 2,6-톨릴렌디이소시아네이트와 같은 방향족 폴리이소시아네이트 화합물로 이루어진 군에서 1종 이상을 선택하여 사용할 수 있다.
상기 용제로는 이 분야에서 통상적으로 사용되는 것이 사용될 수 있으며, 예컨대, 디메틸포름아마이드, 디메틸술폭사이드 등을 들 수 있다.
상기 에틸렌글리콜은 고분자 형성시 점도 조절과 촉감조절을 하기 위한 것으로, 폴리올 혼합물 100 중량부에 대하여 5~20 중량부를 첨가될 수 있으며, 10-15 중량부로 첨가하는 것이 더욱 바람직하다. 에틸렌글리콜의 첨가량이 5 중량부 미만이 될 경우에는 소프트하고 끈적임이 많이 발생 될 우려가 있고, 에틸렌글리콜의 첨가량이 20 중량부를 초과할 경우에는 제품이 뻣뻣하고 하드하여 촉감이 나쁠 우려가 있다.
상기에서 글리콜류는 특별히 한정되지 않으나, 에틸렌 글리콜 이외에도 프로필렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상이 사용될 수 있다.
상기 첨가제는 이 분야에서 통상적으로 사용되는 것이 사용될 수 있으며, 폴리올 혼합물 100 중량부에 대하여 0.1~20 중량부로 첨가될 수 있다. 상기 첨가제로는 예컨대, 건조시 내열 변색 안정화를 위한 비스 디메틸에틸-4-메틸페놀, 자외선 흡수 및 가스(gas)에 의한 변색방지를 위한 자외선 흡수제, 건조 후 끈적임을 방지하기 위한 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트 등을 들 수 있다.
본 발명의 극세사 인조 스웨이드 착색 조성물에 포함되는 안료로는 이 분야에 공지된 것들이 제한 없이 사용될 수 있다. 무기안료로는 예컨대, 산화티탄，철단，크롬레드，몰리브덴 레드, 리타르지 (litharge), 군청색，산화철，실리카 등을 들수 있다．유기안료로는 예컨대, 프탈로시아닌계，안트라퀴논계，퀴나크리돈계, 디옥사진계，이소인돌리논계, 이소인돌린계, 인디고계， 퀴노프탈론계， 디케토피롤로피롤계， 페릴렌계， 페리논계 등의 축합 다환계 유기안료 및 벤즈이미다졸론계，축합 아조계，아조메틴아조계 등의 불용성 아조계 안료 등을 들 수 있다．카본 블랙에는 채널 블랙，퍼네스 블랙，서멀 블랙 등을 들 수 있다.
상기 극세사 인조 스웨이드 착색 조성물에 포함되는 안료는 폴리우레탄 수지 100 중량부를 기준으로 5~20 중량부로 포함될 수 있으며, 5 중량부 미만으로 포함될 경우에는 극세사 인조 스웨이드 원단에 착색되는 색상의 선명성이나 발색성이 떨어질 우려가 있으며, 20 중량부를 초과할 경우에는 극세사 인조 스웨이드 원단에 착색되는 색상의 지나친 선명성과 발색성으로 인해 착색되는 색상이 도리어 변질 될 우려가 있다.
상기에서 안료의 첨가량은 상기의 범위에만 반드시 한정하는 것이 아니고, 사용하는 색상이나 사용자의 요구나 제조자의 필요에 따라 적절히 조정될 수 있다.
상기 극세사 인조 스웨이드 착색 조성물에 포함되는 전착제로는 이 분야에서 사용되는 것이 제한 없이 사용될 수 있다.
이하에서, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나, 하기의 실시예는 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다. 하기의 실시예는 본 발명의 범위 내에서 당업자에 의해 적절히 수정, 변경될 수 있다.
실시예 1: 극세사 인조 스웨이드 착색 조성물의 제조
중량평균분자량이 1,500~2,500인 폴리에테르 폴리올(아디프산과 1,4-부탄디올,에틸렌글리콜) 10 중량부와 중량평균분자량이 2,000~4,000인 폴리에스테르 폴리올 40 중량부를 반응기에 투입한 다음 상기 폴리올들이 잘혼합될 수 있도록 75±5℃에서 40±5rpm의 속도로 교반하여 폴리올을 혼합시킨 다음 상기 혼합 폴리올 100 중량부에 대하여 디메틸술폭사이드 용매 250 중량부를 첨가하여 폴리올을 희석시킨 후 여기에 디페닐메틸렌 디이소시아네이트 20 중량부를 첨가하여 반응시키면서 생성하는 프레폴리머의 점도를 상승시킨 다음 여기에 에틸렌글리콜 10 중량부를 첨가한 다음 프레폴리머의 점도 급상승을 방지하기 위해 디메틸술폭사이드 용매 100 중량부를 첨가하여 희석시킨 후 다시 디페닐메틸렌 디이소시아네이트 30 중량부를 첨가 후 점도를 조절하면서 폴리우레탄을 합성시켜 반응을 종료시킨 다음 첨가제 5 중량부 즉, 디메틸에틸-4-메틸페놀 1 중량부, 주석안티몬도우프산화인듐 1 중량부 및 셀룰로오스 아세테이트 부틸레이트 3 중량부를 각각 투입하여 용해한 후 폴리우레탄을 제조하였다.
상기 폴리우레탄 100 중량부에 대하여 디메틸술폭사이드 250 중량부, 안료로서 카본블랙 10 중량부, 및 전착제 5 중량부를 첨가하여 극세사 인조 스웨이드 착색 조성물을 제조하였다.
실시예 2: 극세사 인조 스웨이드 착색 조성물이 함침된 극세사 인조 스웨이드의 제조
위쪽의 고무롤러와 표면에 70 메쉬 크기의 메쉬 문양이 양각되어 있는 아래쪽의 메시문양양각롤러가 한쌍으로 구비된 압착롤러와 그 아래에 구비된 착색 조성물 수용조를 포함하며, 상기 메시문양양각롤러는 착색 조성물에 아래쪽의 일부가 잠기도록 구성된 착색장치의 착색 조성물 수용조에 상기 실시예 1에서 제조된 극세사 인조 스웨이드 착색 조성물을 넣고, 상기 압착롤러를 가동시켰다. 착색 조성물 수용조에 일부 잠긴 메쉬문양양각롤러에 착색 조성물이 충분히 묻혀진 상태에서 흰색 극세사 인조 스웨이드 원단을 압착롤러 사이로 일정한 속도로 피딩시켜서 메쉬문양양각롤러에 묻은 착색 조성물이 상기 흰색 극세사 인조 스웨이드 원단에 골고루 전이되게 하였다. 이후 90~100℃의 열챔버에서 30±1분 동안 건조시켜 폴리우레탄 수지를 경화시킨 후, 칼라재현 처리를 하여 극세사 인조 스웨이드를 제조하였다.
10: 착색 조성물 함침롤러, 11: 메시문양
20: 고무롤러, 30: 착색 조성물 수용조
40: 극세사 인조 스웨이드 원단 50: 열챔버

Claims (4)

  1. (a) 폴리우레탄 수지 100 중량부를 기준으로 안료 5~20 중량부, 전착제 2~10 중량부 및 용제 150~300 중량부를 혼합하여 극세사 인조 스웨이드 착색 조성물을 제조하는 단계;
    (b) 위쪽의 고무롤러와 아래쪽의 착색 조성물 함침롤러가 한쌍으로 구비된 압착롤러와 그 아래에 구비된 착색 조성물 수용조를 포함하며, 상기 착색 조성물 함침롤러는 착색 조성물에 아래쪽의 일부가 잠기도록 구성되는 착색장치의 착색 조성물 수용조에 상기 (a) 단계에서 제조된 극세사 인조 스웨이드 착색 조성물을 넣는 단계;
    (c) 극세사 인조 스웨이드 원단을 상기 압착롤러에 공급하여 극세사 인조 스웨이드 착색 조성물을 함침시키는 단계;
    (d) 상기 함침이 완료된 극세사 인조 스웨이드 원단을 건조시키는 단계; 및
    (e) 상기 건조된 극세사 인조 스웨이드 원단에 칼라재현 처리를 수행하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 극세사 인조 스웨이드의 제조방법.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 상기 폴리우레탄은 폴리에테르 폴리올 5~30 중량부와 폴리에스테르 폴리올 70~95 중량부로 이루어진 폴리올 혼합물과,
    상기 폴리올 혼합물 100 중량부에 대하여 이소시아네이트 40~70 중량부와 용제 200~600 중량부, 에틸렌글리콜 5~20 중량부 및 첨가제 0.1~20 중량부를 반응시켜 제조된 것을 특징으로 하는 극세사 인조 스웨이드의 제조방법.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 (b) 단계에서 착색 조성물 함침롤러는 표면에 50 내지 100 메쉬 크기의 메쉬 문양이 양각되어 있는 것을 특징으로 하는 극세사 인조 스웨이드의 제조방법.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 (c) 단계의 함침은 80~110℃에서 실시되는 것을 특징으로 하는 극세사 인조 스웨이드의 제조방법.
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