KR102074112B1 - 신축성 인공 피혁 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 신축성 인공 피혁의 제조 방법은, 극세화 가능 섬유를 웨브로 하는 공정；얻어진 웨브를 낙합하여 낙합 부직포를 제조하는 공정；상기 부직포 중의 극세화 가능 섬유를 극세화하여, 인공 피혁용 기체를 제조하는 공정；얻어진 인공 피혁용 기체를 사용하여 인공 피혁을 제조하는 공정, 및, 얻어진 인공 피혁을 세로 방향으로 5 ∼ 40 ％ 신장시킨 탄성체 시트에 밀착시키고, 그 탄성체 시트의 신장 상태를 완화함으로써 탄성체 시트를 세로 방향으로 수축시킴과 함께 그 인공 피혁을 세로 방향으로 수축시키고, 그 인공 피혁을 수축 상태로 가열 처리하고, 이어서, 그 인공 피혁을 탄성체 시트로부터 떼어 놓는 공정을 구비한다.

Description

신축성 인공 피혁 및 그 제조 방법{ELASTIC ARTIFICIAL LEATHER AND PRODUCTION METHOD THEREFOR}
본 발명은 세로 방향으로 적당한 신장성을 갖고, 또한, 신장 멈춤감이 있으며, 유연성, 성형 가공성, 및 착용감이 우수한 신축성 인공 피혁, 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 또, 본 발명은 기계적 강도가 우수하면서, 세로 방향으로 적당한 신장 멈춤감을 갖는 신축성 인공 피혁, 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
인공 피혁 등의 피혁형 시트는 천연 피혁에는 없는 유연성이나 기능성을 갖고 있으므로, 의료 (衣料) 나 자재 등 각종 용도에 사용되고 있다. 의료 용도에 있어서의 착용감, 자재 용도에 있어서의 성형 가공성, 나아가서는 봉제의 용이성이나 봉제 후의 완성도 등의 관점에서, 신축성이 중요한 기능으로서 주목받고 있다.
상기 배경으로부터, 신축성을 갖는 피혁형 시트가 여러 가지 검토되고 있다. 예를 들어, 주로 단섬유 섬도 0.9 dtex 이하의 극세 섬유를 포함하는 섬유 낙합체 (絡合體) 와 고분자 탄성체로 구성된 인공 피혁용 기체에 세로 및/또는 가로 방향으로 15 ％ 이상 신장시킨 탄성체 시트를 접착한 후, 탄성체 시트의 신장을 완화함으로써 인공 피혁을 수축시키고, 이어서 탄성체 시트를 제거하는 것을 특징으로 하는 신축성이 우수한 인공 피혁의 제조 방법이 제안되어 있다 (예를 들어, 특허문헌 1). 그러나, 이 방법은 탄성체 시트를 접착제 도포, 접착제 제거하는 공정이 필요하여, 생산성이 저하된다. 또, 인공 피혁용 기체를 탄성체 시트에 접착한 후에 수축시킬 때에, 탄성체 시트 측에 인공 피혁용 기체가 컬되어 공정 통과성이 악화된다. 또한, 탄성체 시트의 수축력만으로 인공 피혁용 기체를 수축시키기 때문에, 고밀도의 인공 피혁용 기체를 고수축률로 수축시키는 것은 어렵다. 또한, 접착제의 사용은 인공 피혁 표면의 품위를 저하시킨다.
그래서, 탄성체 시트를 사용하지 않는 제조 방법이 제안되어 있다. 예를 들어, 특허문헌 2 는, 단사 (單絲) 섬도 1.1 데시텍스 이하의 극세 섬유를 주로 포함하는 섬유 낙합체와 폴리우레탄 수지로 구성된 인공 피혁에 있어서, 그 인공 피혁에, 유연제를 부여한 후, 또는, 유연제를 부여함과 동시에, 가열 상태로 길이 방향으로 신장하여 폭 방향으로 수축시키는 것을 특징으로 하는 폭 방향의 스트레치성이 우수한 인공 피혁의 제조 방법을 개시하고 있다. 그러나, 길이 방향으로 신장하기 때문에, 인공 피혁의 겉보기 중량 불균일, 두께 불균일이 조장된다. 또, 유연제를 부여하여 신장하기 때문에, 스웨이드풍 인공 피혁으로서 사용하면, 표면 균일성이나 내마모성이 불충분하였다. 또, 제안되어 있는 제조 방법은 인공 피혁의 폭 방향의 신장성을 개선하는 것이 목적이다. 그 제조 방법에서는, 가열 상태로 길이 방향으로 신장하고 있으므로, 얻어진 인공 피혁의 길이 방향의 신장성은 낮고, 따라서, 특허문헌 2 는 인공 피혁의 세로 방향 신장성의 개선에 대해서는 전혀 검토되어 있지 않다.
무단 고무 벨트가 열 실린더 롤의 둘레면의 일부에 접촉하여 주행하는 구성을 갖는 수축 가공 장치를 이용하여 포백 (布帛) 을 세로 방향으로 강제 압축하고, 이에 따라 포백의 일부에 주름을 형성하는 방법, 또는, 고밀도 포백을 유연하게 하는 방법이 제안되어 있다 (특허문헌 3 및 4). 그러나, 특허문헌 3 및 4 는, 극세 섬유의 낙합체를 갖는 인공 피혁에 대해서는 전혀 기재하지 않고, 또, 포백의 세로 방향 신장성의 개선에 대해서는 전혀 검토되어 있지 않다.
이와 같이, 상기 선행 기술 문헌은 인공 피혁의 세로 방향 신장성, 신축성을 개선하는 간편하면서 효율적인 방법을 개시하고 있지 않다. 또, 상기 선행 기술 문헌은, 밀도를 높게 하여 기계적 물성을 양호하게 하면서도, 세로 방향의 신장성이나 신축성을 개선한 인공 피혁도 개시하고 있지 않다.
일본 공개특허공보 2004-197282호 일본 공개특허공보 2005-076151호 일본 공개특허공보 평5-44153호 일본 공개특허공보 평9-31832호
본 발명은 적당한 신축성, 신장 멈춤감, 및 고밀도이더라도 양호한 유연성 (특히, 구부릴 때의 유연성) 을 갖는 신축성 인공 피혁의 제조 방법을 제공하는 것을 과제로 한다. 또, 본 발명은 세로 방향으로 적당한 신축성을 가지면서, 밀도를 높게 하여 기계적 물성을 양호하게 하면서 적당한 신장 멈춤감이 있는 신축성 인공 피혁을 제공하는 것을 과제로 한다. 나아가서는, 세로 방향의 적당한 신장 멈춤감을 갖는 신축성 인공 피혁을 제공하는 것도 과제로 한다.
본 발명은 이하의 제조 방법 및 이하의 제 1 ∼ 제 3 신축성 인공 피혁에 의해 상기 과제를 해결한다. 즉, 본 발명의 신축성 인공 피혁의 제조 방법은,
극세화 가능 섬유를 웨브로 하는 공정,
얻어진 웨브를 낙합하여 낙합 부직포를 제조하는 공정,
상기 부직포 중의 극세화 가능 섬유를 극세화하여, 인공 피혁용 기체를 제조하는 공정,
얻어진 인공 피혁용 기체를 사용하여 인공 피혁을 제조하는 공정, 및
얻어진 인공 피혁을 세로 방향으로 5 ∼ 40 ％ 신장시킨 탄성체 시트에 밀착시키고, 그 탄성체 시트의 신장을 완화함으로써 탄성체 시트를 세로 방향으로 수축시키면서 그 인공 피혁을 세로 방향으로 수축시키고, 그 인공 피혁의 수축 상태로 가열 처리하고, 이어서, 그 인공 피혁을 탄성체 시트로부터 떼어 놓는 공정을 포함한다.
또, 본 발명의 제조 방법은, 낙합 부직포 또는 인공 피혁용 기체에 임의로 고분자 탄성체를 부여하는 공정을 추가로 구비하여도 된다.
본 발명의 제조 방법의 바람직한 양태에 있어서는, 두께 40 ∼ 75 ㎜ 정도의 탄성체 시트를 사용하고, 그 두꺼운 탄성체 시트를 롤러의 표면에 접하면서 주행시키고, 만곡한 탄성체 시트의 내외주 (內外周) 차 및 탄성 회복능을 이용하여 탄성체 시트를 신장, 수축시킨다. 또, 다른 바람직한 양태에 있어서는, 드럼이나 롤러 등의 가열 실린더의 아이론 효과에 의해 인공 피혁을 수축 상태로 가열 처리하고, 수축 상태로 히트 세트한다.
본 발명의 제 1 신축성 인공 피혁은, 평균 단섬유 섬도 0.9 데시텍스 이하의 극세 섬유로 이루어지는 섬유 낙합체로 구성된 신축성 인공 피혁으로서, 겉보기 밀도를 0.40 g/㎤ 이상으로 하면서, 그 두께 방향과 세로 방향으로 함께 평행한 단면에 있어서, 극세 섬유로 구성되는 마이크로인 물결 구조를 세로 방향에 갖고, 물결 구조의 세로 방향 1 ㎜ 중에 존재하는 피치수가 2.2 개 이상임과 함께, 물결 구조의 평균 높이가 50 ∼ 350 ㎛ 인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 제 1 신축성 인공 피혁에 있어서의 바람직한 양태에 있어서, 섬유 낙합체는 고분자 탄성체를 함유하고, 또, 고분자 탄성체가 폴리우레탄 수계 에멀션의 고화물이다. 또, 극세 섬유는 폴리에스테르 섬유 등의 비탄성 섬유인 것이 바람직하다. 또, 마이크로인 물결 구조는 세로 방향으로 수축시켜 히트 세트함으로써 형성된 것인 것이 바람직하다.
본 발명의 제 2 신축성 인공 피혁은, 평균 단섬유 섬도 0.9 데시텍스 이하의 극세 섬유로 이루어지는 섬유 낙합체로 구성된 신축성 인공 피혁으로서, 겉보기 밀도를 0.40 g/㎤ 이상임과 함께, 이하의 식 (1) 로 산출되는 신장 계수가 50 이하이다.
신장 계수 = 세로 방향의 5 ％ 원형 모듈러스/두께 ··· (1)
본 발명의 제 2 신축성 인공 피혁에 있어서의 바람직한 양태에 있어서는, 본 발명의 신축성 인공 피혁은, 두께 방향과 세로 방향으로 함께 평행한 단면에 있어서, 극세 섬유로 구성되는 마이크로인 물결 구조를 세로 방향에 갖는다. 또, 세로 방향에 있어서의 5 ％ 신장시의 하중에 대한 30 ％ 신장시의 하중의 비를 5 이상으로 하는 것이 바람직하다. 섬유 낙합체는, 예를 들어, 고분자 탄성체를 함유하며, 고분자 탄성체는 폴리우레탄 수계 에멀션의 고화물이다. 극세 섬유는, 바람직하게는 비탄성 섬유이며, 비탄성 섬유는 예를 들어 폴리에스테르 섬유이다. 본 발명의 신축성 인공 피혁은, 세로 방향으로 수축시켜 히트 세트함으로써 형성된 것인 것이 바람직하다.
본 발명의 제 3 신축성 인공 피혁은, 신축성을 갖는 인공 피혁에 있어서, JIS L 1096 (1999) 8.14.1 A 법에 기재된 방법으로 측정되는 세로 방향의 강력 신도 곡선으로, 하기 (A) 및 (B) 의 조건을 구비한다.
(A) 신도 5 ％ 에 있어서의 강력 F5％ 가 0.1 ∼ 10 N/2.5 ㎝ 이다.
(B) 신도 20 ％ 에 있어서의 강력 F20％ 와 상기 F5％ 의 관계에 있어서, F20％/F5％ 가 5 이상이다.
본 발명의 바람직한 양태의 제 3 신축성 인공 피혁은 이하의 (C) ∼ (F) 중 어느 것의 조건을 구비한다.
(C) 신도 5 ％ 에 있어서의 곡선의 접선의 기울기 S5％ 와 신도 20 ％ 에 있어서의 곡선의 접선의 기울기 S20％ 의 관계에 있어서, S20％/S5％ 가 1.2 이상이다.
(D) 신도 0 ∼ 5 ％ 까지의 곡선의 접선의 기울기의 최대값 S0 ∼ 5％max 가 8 이하이다.
(E) F20％ 가 30 ∼ 200 N/2.5 ㎝ 이다.
(F) 신도 10 ％ 에 있어서의 강력 F10％ 가 5 ∼ 60 N/2.5 ㎝ 이다.
본 발명의 제조 방법에 의하면, 세로 방향으로 적당한 신축성과 신장 멈춤감을 갖는 신축성 인공 피혁을 얻을 수 있다.
또, 본 발명의 제 1 신축성 인공 피혁은, 높은 겉보기 밀도와 소정의 물결 구조를 가짐으로써, 세로 방향으로 적당한 신축성을 갖게 하면서, 기계적 물성을 양호하게 하여 적당한 신장 멈춤감도 갖게 할 수 있다.
또, 본 발명의 제 2 신축성 인공 피혁은, 높은 겉보기 밀도와 낮은 신장 계수를 가짐으로써, 세로 방향으로 적당한 신축성을 가짐과 함께, 기계적 물성을 양호하게 하여 적당한 신장 멈춤감도 가질 수도 있다.
또한, 본 발명의 제 3 신축성 인공 피혁은, 상기 소정의 조건 (A) 및 (B) 를 가짐으로써, 세로 방향의 적당한 신장 멈춤감을 갖는 신축성 인공 피혁으로 할 수 있다. 이 신축성 인공 피혁은, 인테리어, 시트, 신발 등의 용도에 있어서 양호한 성형성을 나타내며, 성형 후의 형태 안정성도 우수하다. 또, 이 신축성 인공 피혁은, 절곡시의 원반 (原反) 의 둥근감을 부여할 수 있으며, 또한, 질감의 충실감을 양립하는 것이 가능해진다.
도 1 은 본 발명의 제조 방법을 실시하기 위한 수축 가공 장치의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 2 는 본 발명의 제조 방법을 실시하기 위한 수축 가공 장치의 다른 예를 나타내는 개략도이다.
도 3 은 실시예 1 에서 얻은 신축성 인공 피혁, 및 비교예 1 의 미수축 가공 처리 인공 피혁의 세로 방향의 강력 신도 곡선 (S-S 곡선) 을 나타내는 도면이다.
도 4 는 실시예 1 에서 얻은 신축성 인공 피혁의 두께 방향 및 세로 방향으로 평행한 단면의 주사형 전자 현미경 사진이다.
도 5 는 실시예 1 에서 얻은 신축성 인공 피혁의 두께 방향 및 세로 방향으로 평행한 단면의 주사형 전자 현미경 사진으로서, 도 4 보다 배율을 크게 하여 나타낸 사진이다.
도 6 은 비교예 1 의 미수축 가공 처리 인공 피혁의 두께 방향 및 세로 방향으로 평행한 단면의 주사형 전자 현미경 사진이다.
도 7 은 비교예 1 의 미수축 가공 처리 인공 피혁의 두께 방향 및 세로 방향으로 평행한 단면의 주사형 전자 현미경 사진으로서, 도 6 보다 배율을 크게 하여 나타낸 사진이다.
도 8 은 본 발명에 관련된 신축성 인공 피혁의 JIS L 1096 (1999) 8.14.1 A 법에 기재된 방법으로 측정되는 세로 방향의 강력 신도 곡선의 모델이다.
도 9 는 5 ％ 원형 모듈러스의 측정 방법을 설명하기 위한 개략도이다.
도 10 은 실시예 1 및 비교예 1 의 인공 피혁에 대해, JIS L 1096 (1999) 8.14.1 A 법에 기재된 방법으로 측정된 세로 방향의 강력 신도 곡선이다.
도 11 은 실시예 1 및 비교예 1 의 인공 피혁에 대해, JIS L 1096 (1999) 8.14.1 A 법에 기재된 방법으로 측정된 가로 방향의 강력 신도 곡선이다.
도 12 는 실시예 2 및 비교예 2 의 인공 피혁에 대해, JIS L 1096 (1999) 8.14.1 A 법에 기재된 방법으로 측정된 세로 방향의 강력 신도 곡선이다.
도 13 은 실시예 2 및 비교예 2 의 인공 피혁에 대해, JIS L 1096 (1999) 8.14.1 A 법에 기재된 방법으로 측정된 가로 방향의 강력 신도 곡선이다.
도 14 는 실시예 3 및 비교예 3 의 인공 피혁에 대해, JIS L 1096 (1999) 8.14.1 A 법에 기재된 방법으로 측정된 세로 방향의 강력 신도 곡선이다.
도 15 는 실시예 3 및 비교예 3 의 인공 피혁에 대해, JIS L 1096 (1999) 8.14.1 A 법에 기재된 방법으로 측정된 가로 방향의 강력 신도 곡선이다.
도 16 은 실시예 4 및 비교예 4 의 인공 피혁에 대해, JIS L 1096 (1999) 8.14.1 A 법에 기재된 방법으로 측정된 세로 방향의 강력 신도 곡선이다.
도 17 은 실시예 4 및 비교예 4 의 인공 피혁에 대해, JIS L 1096 (1999) 8.14.1 A 법에 기재된 방법으로 측정된 가로 방향의 강력 신도 곡선이다.
이하, 본 발명에 대한 실시형태를 이용하여 상세하게 설명한다.
본 발명의 신축성 인공 피혁의 제조 방법은,
(1) 극세화 가능 섬유를 웨브로 하는 공정,
(2) 얻어진 웨브를 낙합하여 낙합 부직포를 제조하는 공정,
(4) 부직포 중의 극세화 가능 섬유를 극세화하여, 인공 피혁용 기체를 제조하는 공정,
(5) 얻어진 인공 피혁용 기체를 사용하여 인공 피혁을 제조하는 공정, 및
(6) 얻어진 인공 피혁을 세로 방향으로 5 ∼ 40 ％ 신장시킨 탄성체 시트에 밀착시키고, 그 탄성체 시트의 신장을 완화함으로써 탄성체 시트를 세로 방향으로 수축시키면서 그 인공 피혁을 세로 방향으로 수축시키고, 그 인공 피혁의 수축 상태를 가열 처리하고, 이어서, 그 인공 피혁을 탄성체 시트로부터 떼어 놓는 공정을 포함한다. 상기 제조 방법에 의해, 인공 피혁의 표면 평활성을 유지하면서, 인공 피혁에 포함되는 극세 섬유의 마이크로인 좌굴 구조를 인공 피혁의 세로 방향을 따라 형성시켜, 세로 방향의 신축성이 우수한 인공 피혁을 제조할 수 있다.
또, 본 발명에서는, (3) 낙합 부직포 또는 인공 피혁용 기체에 고분자 탄성체를 함침하고, 고화하는 공정을 구비하여도 된다.
이하, 공정 (1) ∼ (6) 을 설명함으로써, 본 발명의 신축성 인공 피혁의 제조 방법에 대하여 설명한다.
공정 (1)
공정 (1) 에서는, 극세화 가능 섬유를 웨브로 한다. 극세화 가능 섬유는 적어도 2 종류의 폴리머로 이루어지는 다성분계 복합 섬유로서, 예를 들어, 해도형 (海島型) 섬유는 해 (海) 성분 폴리머 중에 이것과는 상이한 종류의 도 (島) 성분 폴리머가 분산된 단면을 갖는다. 극세화 가능 섬유는, 낙합 부직포에 형성한 후, 고분자 탄성체를 함침시키기 전 또는 함침시킨 후에 폴리머의 1 성분 (제거 성분) 을 추출 또는 분해하여 제거함으로써, 남은 폴리머 (섬유 형성 성분) 로 이루어지는 극세 섬유가 복수 개 모인 섬유 다발로 변환된다. 해도형 섬유의 경우, 해 성분 폴리머를 추출 또는 분해하여 제거함으로써, 남은 도 성분 폴리머로 이루어지는 극세 섬유가 복수 개 모인 섬유 다발로 변환된다.
극세화 가능 섬유로는, 특별히 한정되지 않고, 혼합 방사 방식이나 복합 방사 방식 등의 방법을 이용하여 얻어지는 해도형 섬유나 다층 적층형 섬유 등에서 적절히 선택할 수 있다. 이하, 극세화 가능 섬유로서 해도형 섬유를 사용한 경우에 대하여 설명하지만, 해도형 섬유 이외의 극세화 가능 섬유를 사용한 경우에도 동일하게 본 발명을 실시할 수 있다.
극세 섬유를 형성하는 폴리머 (해도형 섬유의 도 성분) 는 비탄성 폴리머가 바람직하다. 구체적으로는 폴리아미드, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등으로 이루어지는 극세 섬유가 바람직하게 사용된다. 이들 중에서는, 후술하는 히트 세트에 의해 좌굴 구조 (물결 구조) 가 유지되기 쉬워지기 때문에, 폴리에스테르가 바람직하다. 폴리에테르에스테르계 섬유나 소위 스판덱스 등의 폴리우레탄계 섬유 등의 탄성 섬유는 바람직하지 않다.
폴리에스테르로는, 섬유화가 가능한 것이면 특별히 한정되는 것은 아니다. 구체적으로는, 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트, 폴리테트라메틸렌테레프탈레이트, 폴리시클로헥실렌디메틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌-2,6-나프탈렌디카르복실레이트, 폴리에틸렌-1,2-비스(2-클로로페녹시)에탄-4,4'-디카르복실레이트 등을 들 수 있다. 그 중에서도 가장 범용적으로 이용되고 있는 폴리에틸렌테레프탈레이트 또는 주로 에틸렌테레프탈레이트 단위로 이루어지는 변성 폴리에스테르 (예를 들어, 이소프탈산 변성 폴리에틸렌테레프탈레이트) 가 바람직하게 사용된다.
또, 폴리아미드로는, 예를 들어 나일론 6, 나일론 66, 나일론 610, 나일론 12 등의 아미드 결합을 갖는 폴리머를 들 수 있다.
도 성분 폴리머에는, 은폐성을 향상시키기 위해서 산화티탄 입자 등의 무기 입자를 첨가하여도 되며, 윤활제, 안료, 열 안정제, 자외선 흡수제, 도전제, 축열재, 항균제 등, 여러 가지 목적에 따라 첨가할 수도 있다.
해도형 섬유를 극세 섬유의 섬유 다발로 변환할 때에, 해 성분 폴리머는 용제 또는 분해제에 의해 추출 또는 분해 제거된다. 따라서, 해 성분 폴리머는 용제에 대한 용해성 또는 분해제에 의한 분해성이 도 성분 폴리머보다 큰 것이 필요하다. 해도형 섬유의 방사 안정성의 점에서 도 성분 폴리머와의 친화성이 작고, 또한, 방사 조건에 있어서 용융 점도 및/또는 표면 장력이 도 성분 폴리머보다 작은 것이 바람직하다. 이와 같은 조건을 만족하는 한, 해 성분 폴리머는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 에틸렌-프로필렌 공중합체, 에틸렌-아세트산비닐 공중합체, 스티렌-에틸렌 공중합체, 스티렌-아크릴 공중합체, 폴리비닐알코올계 수지 등이 바람직하게 사용된다. 유기 용제를 사용하지 않고 인공 피혁을 제조할 수 있기 때문에, 해 성분 폴리머에 수용성 열가소성 폴리비닐알코올 (PVA) 또는 수용성 열가소성 변성 폴리비닐알코올 (변성 PVA), 예를 들어, 에틸렌 변성 PVA 를 사용하는 것이 바람직하다.
해도형 섬유의 평균 섬도는 1.0 ∼ 6.0 dtex 인 것이 바람직하다. 해도형 섬유의 단면에 있어서, 해 성분 폴리머와 도 성분 폴리머의 질량비는 5/95 ∼ 70/30 이 바람직하고, 도수 (島數) 는 5 도 이상인 것이 바람직하다.
극세화 가능 섬유의 방사 방법은 특별히 한정되지 않고, 인공 피혁의 제조 분야에서 종래 채용되고 있는 방법에 의해 제조하면 된다. 극세화 가능 섬유는 단섬유이어도 되고 장섬유이어도 된다. 단섬유는 고품위인 표면을 갖는 부직포를 제조할 수 있는 점에서 바람직하지만, 장섬유는 제조 공정을 단순화할 수 있고, 강도 등의 물성면에서 우수한 점에서 바람직하다. 또, 비탄성 장섬유를 사용하여 세로 방향으로 신축성을 갖는 인공 피혁을 제조하는 것은 일반적으로 곤란하지만, 본 발명의 제조 방법에 의하면, 비탄성 섬유를 사용하여도 세로 방향으로 신축성을 갖는 인공 피혁을 제조할 수 있다. 또한 본 발명에서는, 단섬유보다 장섬유 쪽이, 후술하는 물결 구조를 형성함으로써, 신장 계수를 보다 양호하게 하는 것이 가능하다.
극세화 가능 단섬유는, 카딩, 초지 (抄紙) 등의 건식법과 습식법에 의해 웨브로 하지만, 건식법에 의해 웨브로 하는 쪽이 고품위인 표면을 갖는 인공 피혁을 얻을 수 있으므로 바람직하다.
극세화 가능 장섬유는 스펀본드법에 의해 웨브로 할 수 있으며, 연속 필라멘트 상태로 포집되어 웨브를 형성하고 있으면, 인공 피혁으로 하는 후 공정에 있어서 장섬유의 일부가 절단되어 있어도 된다.
본 발명에 있어서, 장섬유란, 섬유 길이가 통상적으로 3 ∼ 80 ㎜ 정도인 단섬유보다 긴 섬유 길이를 갖는 섬유이며, 단섬유와 같이 의도적으로 절단되어 있지 않은 섬유를 말한다. 예를 들어, 극세화하기 전의 장섬유의 섬유 길이는 100 ㎜ 이상이 바람직하고, 기술적으로 제조 가능하고, 또한, 물리적으로 끊어지지 않는 한, 수 m, 수백 m, 수 ㎞ 혹은 그 이상의 섬유 길이이어도 된다. 극세화 가능 장섬유를 사용한 웨브의 경우, 열 프레스하여 표면 섬유를 임시 융착하여도 된다. 임시 융착하면 웨브의 형태가 안정되어 후 공정에서의 취급성이 향상된다.
공정 (1) 에서 얻어지는 웨브의 겉보기 중량은 10 ∼ 100 g/㎡ 가 바람직하다.
공정 (2)
공정 (2) 에서는 공정 (1) 에서 얻어진 웨브를 니들 펀치, 워터 제트 등의 방법에 의해 낙합하여 낙합 부직포를 제조한다. 예를 들어, 상기 웨브를, 필요에 따라 크로스 래퍼 등을 이용하여 복수 층 중첩한 후, 양면으로부터 동시 또는 교대로 적어도 1 개 이상의 바브가 관통하는 조건으로 니들 펀치한다. 펀칭 밀도는 200 ∼ 5000 펀치/㎠ 의 범위가 바람직하다. 상기 범위 내이면, 충분한 낙합이 얻어져, 극세화 가능 섬유의 니들에 의한 손상이 적다. 그 낙합 처리에 의해, 극세화 가능 섬유끼리가 3 차원적으로 낙합하여, 극세화 가능 섬유가 매우 치밀하게 집합한 낙합 부직포가 얻어진다. 웨브에는 그 제조부터 낙합 처리까지의 어느 단계에서, 바늘 부러짐 방지 유제, 대전 방지 유제, 낙합 향상 유제 등의 실리콘계 유제 또는 광물유계 유제를 부여하여도 된다. 필요에 따라, 70 ∼ 100 ℃ 의 온수에 침지하는 등의 수축 처리에 의해, 낙합 부직포의 낙합 상태를 보다 치밀하게 하여도 된다. 또, 열 프레스 처리를 실시함으로써 극세화 가능 섬유끼리를 한층 더 치밀하게 집합시켜, 낙합 부직포의 형태를 안정적으로 하여도 된다. 낙합 부직포의 겉보기 중량은 100 ∼ 2000 g/㎡ 인 것이 바람직하다.
공정 (3)
공정 (3) 에서는 공정 (2) 에서 얻어진 낙합 부직포에 필요에 따라 고분자 탄성체의 수성 분산액 또는 유기 용매 용액을 함침하고, 고화시킨다. 또한, 극세화 가능 섬유가 장섬유인 경우 등에는, 고분자 탄성체의 사용을 생략하여도 된다.
고분자 탄성체로는, 예를 들어, 폴리우레탄 엘라스토머, 폴리우레아 엘라스토머, 폴리우레탄-폴리우레아 엘라스토머, 폴리아크릴산 수지, 아크릴로니트릴-부타디엔 엘라스토머, 스티렌-부타디엔 엘라스토머 등을 들 수 있지만, 그 중에서도, 폴리우레탄 엘라스토머, 폴리우레아 엘라스토머, 폴리우레탄-폴리우레아 엘라스토머 등의 폴리우레탄계 엘라스토머가 바람직하다. 예를 들어, 폴리에스테르디올, 폴리에테르디올, 폴리에스테르폴리에테르디올, 폴리락톤디올, 폴리카보네이트디올 등의 수평균 분자량 500 ∼ 3500 의 폴리머 디올에서 선택된 적어도 1 종을 사용하여 얻어지는 폴리우레탄계 엘라스토머가 바람직하다. 제품의 내구성의 관점에서, 폴리카보네이트디올을 30 중량％ 이상 포함하는 폴리머 디올을 사용하여 얻어진 폴리우레탄이 보다 바람직하다. 폴리카보네이트디올이 30 중량％ 이상으로 함으로써, 내구성이 양호해진다.
또한, 본 명세서에 있어서, 수평균 분자량이란, 폴리메타크릴산메틸을 표준 물질로 하여, 겔 퍼미에이션 크로마토그래피 (GPC) 측정에 의해 구하는 것이다.
폴리카보네이트디올이란, 디올 골격이 카보네이트 결합을 통해 연결되어 고분자 사슬을 형성하고, 그 양 말단에 수산기를 갖는 것이다. 그 디올 골격은, 원료로서 사용하는 글리콜에 의해 결정되지만, 그 종류는 특별히 제한되지 않고, 예를 들어, 1,6-헥산디올, 1,5-펜탄디올, 네오펜틸글리콜, 3-메틸-1,5-펜탄디올을 사용할 수 있다. 또, 이들 글리콜 군에서 선택된 적어도 2 종 이상의 글리콜을 원료로서 사용한 공중합 폴리카보네이트디올은, 특히 유연성과 외관이 우수한 인공 피혁을 얻을 수 있으므로 바람직하다. 또, 특히 유연성이 우수한 인공 피혁을 얻는 경우에는, 내구성을 저해하지 않는 범위에서 폴리머 디올 중에 카보네이트 결합 이외의 화학 결합, 예를 들어, 에스테르 결합, 에테르 결합 등을 도입하는 것이 바람직하다.
이러한 화학 결합을 도입하는 방법으로는, 폴리카보네이트디올과 그 이외의 폴리머 디올을 각각 단독으로 중합하고, 이들을 폴리우레탄 제조시에 적당한 비율로 혼합하여 사용하는 방법을 채용할 수 있다.
폴리우레탄계 엘라스토머는 폴리머 디올, 유기 폴리이소시아네이트, 및 사슬 신장제를 소정의 몰비로 반응시킴으로써 얻어진다. 반응 조건은 특별히 한정되지 않고, 종래 공지된 방법으로 폴리우레탄계 엘라스토머를 제조할 수 있다.
폴리머 디올로는, 예를 들어, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리테트라메틸렌글리콜, 폴리(메틸테트라메틸렌글리콜) 등의 폴리에테르 폴리올 및 그 공중합체；폴리부틸렌아디페이트디올, 폴리부틸렌세바케이트디올, 폴리헥사메틸렌아디페이트디올, 폴리(3-메틸-1,5-펜틸렌아디페이트)디올, 폴리(3-메틸-1,5-펜틸렌세바케이트)디올, 폴리카프로락톤디올 등의 폴리에스테르 폴리올 및 그 공중합체；폴리헥사메틸렌카보네이트디올, 폴리(3-메틸-1,5-펜틸렌카보네이트)디올, 폴리펜타메틸렌카보네이트디올, 폴리테트라메틸렌카보네이트디올 등의 폴리카보네이트 폴리올 및 그 공중합체；폴리에스테르카보네이트 폴리올 등을 들 수 있다. 또, 필요에 따라, 3 관능 알코올이나 4 관능 알코올 등의 다관능 알코올, 또는, 에틸렌글리콜 등의 단사슬 알코올을 병용하여도 된다. 이들은 단독으로 사용하여도 되고, 2 종 이상을 조합하여 사용하여도 된다. 특히, 비정성의 폴리카보네이트 폴리올, 지환식 폴리카보네이트 폴리올, 직사슬형 폴리카보네이트 폴리올 공중합체, 및, 폴리에테르 폴리올 등이, 유연성과 충실감의 밸런스에 의해 우수한 인공 피혁이 얻어지는 점에서 바람직하다.
유기 폴리이소시아네이트로는, 예를 들어, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 노르보르넨디이소시아네이트, 4,4'-디시클로헥실메탄디이소시아네이트 등의 지방족 혹은 지환족 디이소시아네이트 등의 무황 변형 디이소시아네이트；2,4-톨릴렌디이소시아네이트, 2,6-톨릴렌디이소시아네이트, 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트, 자일릴렌디이소시아네이트폴리우레탄 등의 방향족 디이소시아네이트 등을 들 수 있다. 또, 필요에 따라, 3 관능 이소시아네이트나 4 관능 이소시아네이트 등의 다관능 이소시아네이트를 병용하여도 된다. 이들은 단독으로 사용하여도 되고, 2 종 이상을 조합하여 사용하여도 된다.
이들 중에서는, 4,4'-디시클로헥실메탄디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 2,4-톨릴렌디이소시아네이트, 2,6-톨릴렌디이소시아네이트, 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트, 자일릴렌디이소시아네이트가 기계적 특성이 우수한 점에서 바람직하다.
사슬 신장제로는, 예를 들어, 히드라진, 에틸렌디아민, 프로필렌디아민, 헥사메틸렌디아민, 노나메틸렌디아민, 자일릴렌디아민, 이소포론디아민, 피페라진 및 그 유도체, 아디프산디하이드라지드, 이소프탈산디하이드라지드 등의 디아민류；디에틸렌트리아민 등의 트리아민류；트리에틸렌테트라민 등의 테트라민류；에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 1,4-비스(β-하이드록시에톡시)벤젠, 1,4-시클로헥산디올 등의 디올류；트리메틸롤프로판 등의 트리올류；펜타에리트리톨 등의 펜타올류；아미노에틸알코올, 아미노프로필알코올 등의 아미노알코올류 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용하여도 되고, 2 종 이상을 조합하여 사용하여도 된다.
이들 중에서는, 히드라진, 피페라진, 에틸렌디아민, 헥사메틸렌디아민, 이소포론디아민 및 그 유도체, 디에틸렌트리아민 등의 트리아민 중에서 2 종 이상 조합하여 사용하는 것이 역학 성능의 점에서 바람직하다. 또, 사슬 신장 반응시에, 사슬 신장제와 함께, 에틸아민, 프로필아민, 부틸아민 등의 모노아민류；4-아미노부탄산, 6-아미노헥산산 등의 카르복실기 함유 모노아민 화합물；메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올 등의 모노올류를 병용하여도 된다.
고분자 탄성체는 수용액, 수분산체, 또는 유기 용매 용액 (예를 들어, 디메틸포름아미드, 메틸에틸케톤, 아세톤, 톨루엔 등의 유기 용매의 용액) 으로서 낙합 부직포에 함침시킨다. 함침시키는 방법은 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어, 침지 등에 의해 낙합 부직포 내부에 균일하게 함침하는 방법, 표면과 이면에 도포하는 방법 등을 들 수 있다. 함침시킨 고분자 탄성체의 수용액, 수분산체, 또는 유기 용매 용액은, 인공 피혁 제조에 종래 채용되어 있는 조건 및 방법 (예를 들어, 습식법 또는 건식법) 에 의해 응고시키면 된다.
고분자 탄성체의 수용액, 수분산체 (예를 들어, 수계 에멀션), 또는 유기 용매 용액의 농도는 5 ∼ 50 중량％ 인 것이 바람직하다.
고분자 탄성체는 수분산체로서 낙합 부직포에 함침시키는 것이 특히 바람직하고, 이에 따라, 섬유 낙합체에 고분자 탄성체의 수계 에멀션의 고화물을 함유시키게 된다. 본 발명에서는, 섬유 낙합체에 수계 에멀션의 고화물을 함유시킴으로써, 후술하는 기계적 수축 처리와 히트 세트 처리에 의해, 물결 구조를 형성·유지하기 쉽게 할 수 있다. 또, 예를 들어, 극세 섬유로서 히트 세트하기 어려운 폴리아미드를 사용한 경우 등에는, 고분자 탄성체를 유기 용매 용액으로서 낙합 부직포에 함침시키면, 기계적 수축 및 히트 세트 처리에 의해 물결 구조를 형성·유지하기 어렵기 때문에 바람직하지 않다.
고분자 탄성체의 부여량은, 섬유 길이 (단섬유 또는 장섬유), 부여 방법 (수용액, 수분산체, 유기 용매 용액) 에 따라 상이하지만, 제품의 유연성, 표면 터치, 염색 균일성 등에서, 고형분으로서 극세 섬유 중량의 5 ∼ 70 중량％ 의 범위가 바람직하다. 특히, 단섬유를 사용하고, 고분자 탄성체의 유기 용매 용액을 사용하여 부여하는 경우에는, 고형분으로서 극세 섬유 중량의 10 ∼ 70 중량％ 가 바람직하다. 부여량이 10 중량％ 미만에서는, 내마모성이 저하되기 쉽고, 부여량이 70 중량％ 를 초과하면, 질감이 딱딱해지기 쉽기 때문에 바람직하지 않다.
고분자 탄성체 중에 필요에 따라 착색제, 산화 방지제, 제전 방지제, 분산제, 유연제, 응고 조정제 등의 첨가제를 배합하여도 된다.
공정 (4)
공정 (4) 에서는 공정 (2) 에서 얻어진 고분자 탄성체를 포함하지 않는 부직포 중, 또는, 공정 (3) 에서 얻어진 고분자 탄성체 함유 부직포 중의 극세화 가능 섬유를 극세화하여, 극세 섬유 다발로 변환하고, 그 극세 섬유 다발로 이루어지는 낙합체, 또는 그 낙합체와 그 낙합체 중에 포함되는 고분자 탄성체로 이루어지는 인공 피혁용 기체를 제조한다.
극세화 가능 섬유의 극세화는, 해 성분 폴리머를 제거함으로써 극세화 가능 섬유를 극세 섬유의 섬유 다발로 변환함으로써 실시한다. 해 성분 폴리머를 제거하는 방법으로는, 도 성분 폴리머를 용해하지 않지만 해 성분 폴리머를 용해하는 용제, 또는, 도 성분 폴리머를 분해하지 않지만 해 성분 폴리머를 분해하는 분해제로 고분자 탄성체 함유 부직포 중을 처리하는 방법이 바람직하다. 도 성분 폴리머가 폴리아미드계 수지나 폴리에스테르계 수지인 경우, 해 성분 폴리머가 폴리에틸렌이면, 톨루엔, 트리클로로에틸렌, 테트라클로로에틸렌 등의 유기 용제가, 해 성분 폴리머가 수용성 열가소성 PVA 혹은 변성 PVA 이면 온수가, 또, 해 성분 폴리머가 이 (易) 알칼리 분해성의 변성 폴리에스테르이면, 수산화나트륨 수용액 등의 알칼리성 분해제가 사용된다. 해 성분 폴리머의 제거는 인공 피혁 분야에 있어서 종래 채용되어 있는 방법, 조건에 따라 실시하면 되고, 특별히 제한되지 않는다. 환경 부하가 적은 방법이 요망되는 경우에는, 해 성분 폴리머로서 수용성 열가소성 PVA 혹은 변성 PVA 를 사용하고, 이것을, 유기 용매를 사용하지 않고 85 ∼ 100 ℃ 의 열수 중에서 100 ∼ 600 초간 처리하고, 제거율이 95 질량％ 이상 (100 ％ 를 포함한다) 이 될 때까지 추출 제거하여, 극세화 가능 섬유를 도 성분 폴리머로 이루어지는 극세 섬유의 섬유 다발로 변환하는 것이 바람직하다.
본 발명의 인공 피혁용 기체의 낙합체를 형성하는 극세 섬유의 평균 단섬유 섬도는 바람직하게는 0.9 데시텍스 이하, 더욱 바람직하게는 0.0001 ∼ 0.9 데시텍스, 보다 바람직하게는 0.0001 ∼ 0.5 데시텍스, 특히 바람직하게는 0.005 ∼ 0.3 데시텍스이다. 평균 단섬유 섬도가 0.0001 데시텍스 미만이면, 인공 피혁용 기체의 강도가 저하되는 경우가 있다. 또 평균 단섬유 섬도가 0.9 데시텍스를 넘으면, 인공 피혁용 기체의 질감이 딱딱해지고, 또, 섬유의 낙합이 불충분해져, 인공 피혁용 기체의 표면 품위가 저하되거나, 내마모성이 저하되거나 하는 등의 문제가 발생하는 경우가 있다.
또한, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서, 단섬유 섬도가 0.0001 데시텍스 미만인 섬유 또는 단섬유 섬도가 0.9 데시텍스를 넘는 섬유가 한정된 양 포함되어 있어도 된다. 단섬유 섬도가 0.0001 데시텍스 미만인 섬유 및 단섬유 섬도가 0.9 데시텍스를 넘는 섬유의 함유량은, 인공 피혁용 기체를 구성하는 전체 섬유의 30 ％ 이하 (수 기준) 가 바람직하고, 10 ％ 이하 (수 기준) 가 보다 바람직하며, 전혀 포함되지 않는 것이 더욱 바람직하다.
극세 섬유의 섬유 다발의 섬도는 바람직하게는 1.0 ∼ 4.0 dtex 이며, 1 개의 섬유 다발 중의 극세 섬유의 수는 바람직하게는 9 ∼ 500 개이다. 상기 범위 내이면, 인공 피혁용 기체 및 이제부터 얻어지는 스웨이드풍 인공 피혁의 외관의 균일성 및 발색성과 내마모성의 밸런스가 양호하다. 또한, 극세 섬유는, 극세화 가능 섬유와 마찬가지로, 단섬유 또는 장섬유 중 어느 것이어도 된다.
인공 피혁용 기체의 겉보기 중량은 바람직하게는 150 ∼ 1500 g/㎡ 이다. 인공 피혁용 기체의 겉보기 중량이 150 g/㎡ 이상이면, 양호한 반발감이 얻어진다. 또 인공 피혁용 기체의 겉보기 중량이 1500 g/㎡ 이하이면, 각종 용도로의 가공성이 양호하다. 또, 인공 피혁용 기체의 겉보기 밀도는 바람직하게는 0.25 ∼ 0.80 g/㎤ 이다. 겉보기 밀도가 0.25 g/㎤ 이상이면, 내마모성이 양호하다. 또, 섬유 겉보기 밀도가 0.80 g/㎤ 이하이면, 각종 용도로의 가공성이 양호하다. 인공 피혁용 기체의 두께는 인공 피혁의 용도에 따라 선택되지만, 통상적으로 0.3 ∼ 3.0 ㎜ 이다.
공정 (3) 은 생략하여도 된다. 또, 공정 (4) 의 후에 공정 (3) 을 실시하여, 극세화 가능 섬유를 극세화하여 얻은 인공 피혁용 기체에 고분자 탄성체를 함유시켜도 된다.
본 발명의 인공 피혁용 기체에는, 본 발명의 효과를 일탈하지 않는 범위에 있어서, 상기 서술한 첨가물 이외에, 다른 염료, 유연제, 질감 조정제, 필링 방지제, 항균제, 소취제 (消臭劑), 발수제, 내광제, 내후제 등의 기능성 약제가 포함되어 있어도 된다.
공정 (5)
공정 (5) 에서는, 상기 방법으로 얻어진 인공 피혁용 기체의 적어도 일방의 표면에 은면층을 형성하거나, 또는, 적어도 일방의 표면을 입모 처리하여 은부조(銀付調)인공 피혁, 반 (半) 은부조 인공 피혁, 입모풍 인공 피혁, 또는 누박풍 인공 피혁을 얻는다. 인공 피혁용 기체의 적어도 일방의 표면에 은면층을 형성하는 방법, 인공 피혁용 기체의 적어도 일방의 표면을 입모 처리하는 방법은, 종래 인공 피혁의 제조에 이용되고 있는 방법을 채용하면 되며, 본 발명에서는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 이형지 상에 형성한 은면층이 되는 층과 접착층을 인공 피혁용 기체의 적어도 일방의 표면에 접착층을 개재하여 접착하는 건식 조면법 (造面法), 인공 피혁용 기체의 적어도 일방의 표면에 은면층이 되는 고분자 탄성체의 분산액 또는 용액을 도포하고, 건조 응고시키는 방법 등에 의해 은면층을 형성할 수 있다. 또, 인공 피혁용 기체의 적어도 일방의 표면을 침포 (針布), 샌드 페이퍼 등으로 기모하고, 이어서, 정모 (整毛) 처리하는 방법 등에 의해 입모 표면을 형성할 수 있다.
또한, 인공 피혁에 대해서는, 액류 염색기 등을 이용하여 산성 염료 등의 염료로 염색을 실시하여도 된다.
상기와 같이 하여 얻어지는 인공 피혁의 겉보기 중량은 130 ∼ 1600 g/㎡ 인 것이 바람직하고, 150 ∼ 1400 g/㎡ 인 것이 보다 바람직하며, 겉보기 밀도는 0.25 ∼ 0.80 g/㎤ 인 것이 바람직하고, 0.30 ∼ 0.70 g/㎤ 인 것이 보다 바람직하며, 또, 두께는 0.5 ∼ 2.0 ㎜ 인 것이 바람직하다.
공정 (6)
공정 (6) 에서는 공정 (5) 에서 얻어진 인공 피혁을 세로 방향 (제조 라인의 MD) 으로 기계적으로 수축시키고, 이 수축 상태로 가열 처리하여 히트 세트함으로써, 세로 방향으로 적당한 신장성을 갖고, 또한, 신장 멈춤감이 있고 양호한 유연성을 갖는 신축성 인공 피혁을 얻는다.
본 발명의 신축성 인공 피혁을 얻기 위한 기계적 수축 처리의 구체예의 하나로서, 인공 피혁을 두께가 수 ㎝ 이상인 두꺼운 탄성체 시트 (고무 시트, 펠트 등) 의 세로 방향으로 신장한 표면에 밀착시키고, 그 표면이 신장 상태로부터 신장 전의 상태로 탄성 회복시킴으로써, 그 인공 피혁을 세로 방향으로 수축시키는 방법을 들 수 있다. 도 1 은, 이 방법에 의해 인공 피혁을 수축 처리하는 장치의 일례를 나타내는 개략도이다. 두꺼운 탄성체 시트로 이루어지는 벨트 (3) 는 프레셔 롤러 (4) (표면 재질：금속제) 의 표면에 접하면서 진행한다. 이 동안에, 벨트 (3) 의 외표면은 벨트의 내외주 차에 의해 세로 방향으로 신장된다. 턴 롤러 (5a, 5b) 로부터 보내져 온 인공 피혁 (1) 을 벨트 (3) 의 신장된 외표면에 밀착시킨다. 벨트 (3) 와 이것에 밀착된 인공 피혁 (1) 은 프레셔 롤러 (4) 와 드럼 (2) (표면 재질：금속제) 의 간극을 통과하고, 드럼 (2) 의 표면에 접하면서 주행한다.
이 간극을 통과 후, 벨트 (3) 는, 인공 피혁 (1) 을 사이에 파지하도록 드럼 (2) 을 따라 주행함으로써, 벨트 (3) 의 신장되는 면이 반전하고, 벨트 (3) 의 인공 피혁 (1) 측의 표면은 세로 방향의 신장 상태로부터 신장 전의 상태로 탄성 회복됨으로써 진행 방향 (세로 방향) 으로 몰아넣도록 수축한다. 벨트 (3) 의 신장 상태로부터 탄성 회복 상태로의 변화에 대응하여 인공 피혁 (1) 은 진행 방향 (세로 방향) 으로 몰아넣도록 수축되고, 그 후, 수축된 인공 피혁 (6) 으로서 인취되어 간다.
내외주 차를 이용하여 탄성 시트의 외표면을 후술하는 범위의 신장률로 신장시키기 위해서는 프레셔 롤러 (4) 의 외경은 10 ∼ 50 ㎝ 인 것이 바람직하다. 또, 탄성 시트의 외표면의 신장 상태를 완화하여, 신장 전의 상태로 탄성 회복시킴으로써, 탄성 시트를 세로 방향 (진행 방향) 으로 수축시키는 것과 동시에 인공 피혁을 후술하는 범위의 수축률로 세로 방향 (진행 방향) 으로 수축시키기 위해서는, 드럼 (2) 의 외경은 프레셔 롤러 (4) 의 외경보다 크고, 20 ∼ 80 ㎝ 인 것이 바람직하다. 드럼 (2) 의 직경은 가열 처리 시간을 길게 하고, 히트 세트를 효율적으로 실시하기 위해서는 클수록 바람직하지만, 탄성체 벨트의 내외주 차를 이용한 수축률을 본 발명의 범위로 설정하기 위해서는 작은 쪽이 좋으므로, 드럼 (2) 과 롤러 (4) 의 외경은 이들을 고려하여 결정된다. 통상적으로는 가열 처리 시간을 우선하여 결정하는 것이 바람직하다.
프레셔 롤러 (4) 는 직접 가열하지 않고, 수축 가공 전의 원반 (인공 피혁) 을 예열하는 방법이 일반적이지만, 정상 운전 상태가 되었을 때의 롤러 (4) 의 표면 온도는 40 ∼ 90 ℃ 정도인 것이 바람직하다.
드럼 (2) 의 표면 온도는 70 ∼ 150 ℃ 로 가열되어 있는 것이 바람직하다. 드럼 (2) 은 인공 피혁을 수축시킬 때에 가열하는 수축 가열부로서 이용할 수 있음과 함께, 수축한 상태의 인공 피혁을 가열 처리하여 히트 세트하기 위해서 사용할 수도 있다. 벨트 (3) 는 고무 또는 펠트 등의 두꺼운 벨트가 바람직하며, 두께는 통상적으로 20 ㎜ 이상이다. 또, 도 1 의 턴 롤러 (5a, 5b) 에 의한 인공 피혁 (1) 의 반송 속도를 벨트 (3) 의 반송 속도보다 높게 하면, 인공 피혁 (1) 이 벨트 (3) 의 표면 상에서 세로 방향으로 접히고, 이 접힌 인공 피혁 (1) 이 두꺼운 벨트 (3) 의 표면의 신장 상태로부터 탄성 회복 상태로의 변화에 의해 수축되므로, 인공 피혁 (1) 의 수축 효과를 증대할 수 있다.
다른 기계적 수축 처리 방법으로서, 가압 롤러 사이에서 닙하여 변형시켜, 탄성체 시트가 신장 상태로부터 탄성 회복하는 작용을 이용하여 인공 피혁을 세로 방향 (진행 방향) 으로 수축시키는 방법도 있다. 도 2 는 이 방법에 의해 인공 피혁을 수축 처리하는 장치의 일례를 나타내는 개략도이다. 금속 롤러 (11) 와 두꺼운 고무부 (12) 를 갖는 고무 롤러 (13) 의 표면을 따라 탄성체 시트제 벨트 (3) 가 순환 주행하고 있다. 여기서, 금속 롤러 (11) 와 고무 롤러 (13) 의 닙부에서는, 닙의 압력으로 두꺼운 고무부 (12) 가 고무 롤러 (13) 의 중심 방향으로 변형되어 신장하고, 벨트 (3) 가 닙의 압력으로 두께 방향으로 압축된다. 한편, 인공 피혁 (1) 은, 금속 롤러 (11) 와 고무 롤러 (13) 의 사이, 즉 벨트 (3) 의 외표면 상에 공급되고 있다. 여기서, 두께 방향으로 압축된 벨트 (3) 는, 그 압축에 수반하여, 벨트 (3) 의 길이가 길어지도록 신장한다. 그 때문에, 닙 통과 후, 신장 상태로부터의 압축 개방에 의해 벨트 (3) 는 수축 (탄성 회복) 하고, 그에 따라, 벨트 (3) 의 외표면 상에 배치된 인공 피혁 (1) 도 세로 방향으로 수축한다. 예를 들어, 두께가 1/2 로 압축된 경우에는, 고무 벨트 (3) 의 폭이 변화하지 않는다고 가정하면, 고무 벨트 (3) 의 길이는 약 2 배로 변형된다. 그 후, 수축된 인공 피혁 (1) 은, 벨트 (3) 와 금속 롤러 (11) 에 파지되도록, 가열된 금속 롤러 (11) 의 표면을 따라 주행하고, 그 후 인취된다.
금속 롤러 (11) 는 그 표면 온도가 70 ∼ 150 ℃ 가 되도록 가열되어 있는 것이 바람직하고, 상기한 수축 가열부로서 이용할 수 있음과 함께, 수축 상태의 인공 피혁 (1) 을 가열 처리하여 히트 세트하기 위한 부재로서도 사용할 수 있다.
고무 롤러 (13) 는 직접 가열하지 않고, 수축 가공 전의 원반 (인공 피혁) 을 예열하는 방법이 일반적이지만, 그 경우, 정상 운전 상태가 되었을 때의 고무 롤러 (13) 의 표면 온도는 40 ∼ 90 ℃ 인 것이 바람직하다.
또한, 이상의 설명에서는, 내외주 차를 이용하여 탄성 시트를 세로 방향으로 신장시키는 예나, 탄성체 시트를 두께 방향으로 압축했을 때의 신장을 이용하여, 탄성 시트를 세로 방향으로 신장시키는 예를 설명했지만, 다른 방법으로 탄성 시트를 신장시켜도 된다.
상기의 기계적 수축 처리를 이용하는 본 발명의 인공 피혁의 제조 방법은, 탄성체 시트의 표면을 세로 방향으로 신장시키면서 인공 피혁을 그 표면에 접착제 등의 접착 수단을 이용하지 않고 밀착시키고, 이어서, 신장 상태를 완화시켜 그 탄성체 시트 표면을 신장 전의 상태로 탄성 회복시킴과 함께 인공 피혁을 진행 방향 (세로 방향) 으로 몰아넣도록 수축시키는 것을 특징으로 한다. 인공 피혁을 밀착시킬 때의 탄성 시트 표면의 신장률 ((신장한 길이/신장 전의 길이) × 100) 은 5 ∼ 40 ％, 바람직하게는 7 ∼ 25 ％, 보다 바람직하게는 10 ∼ 20 ％ 이다. 5 ％ 이상이면, 세로 방향으로 거의 신장하지 않는 인공 피혁을 밀착시킨 경우이더라도, 공정 (6) 의 수축 처리에 의해, 세로 방향으로 신장하는 인공 피혁을 얻을 수 있다. 예를 들어, 겉보기 중량 250 g/㎡ 이하의 단섬유로 이루어지는 인공 피혁은, 그 제조 공정에서 가해지는 장력에 의해 신장이 생기고, 그 결과, 세로 방향으로 잘 신장되지 않는다. 그러나, 본 발명의 제조 방법에 의하면, 단섬유를 사용한 경우이더라도, 용이하게 세로 방향으로 신장하는 인공 피혁을 얻을 수 있다. 또, 스펀본드법에 의한 웨브를 사용한 경우, 일반적으로 세로 방향으로 필라멘트가 늘어서, 세로 방향으로 잘 신장되지 않는 인공 피혁이 얻어지지만, 본 발명의 제조 방법에 의하면, 세로 방향으로 신장하는 인공 피혁을 얻을 수 있다.
상기한 바와 같은 수축 처리는 바람직하게는 70 ∼ 150 ℃, 보다 바람직하게는 90 ∼ 130 ℃ 에서 실시하면 된다. 또, 바람직하게는 2 ∼ 20 ％ 의 수축률, 보다 바람직하게는 4 ∼ 15 ％ 의 수축률로 인공 피혁을 세로 방향으로 수축시킨다.
수축률 = [(수축 전의 길이) － (수축 후의 길이)]/수축 전의 길이 × 100
상기 각 방법에서는, 탄성체 시트 (3) 와 인공 피혁 (1) 의 겉보기의 동마찰 계수가 0.8 ∼ 1.7 인 것이 바람직하고, 1.1 ∼ 1.6 인 것이 보다 바람직하다. 한편, 실린더 (드럼 (2) 또는 금속 롤러 (11)) 와 인공 피혁 (1) 의 동마찰 계수는 0.5 이하인 것이 바람직하고, 0.4 이하인 것이 보다 바람직하다. 본 발명에서는, 상기 동마찰 계수가 상기 범위 내가 됨으로써, 탄성체 시트의 수축력을 균일하게 인공 피혁에 전달하여, 인공 피혁을 세로 방향으로 효과적으로 수축시킬 수 있다.
또한, 동마찰 계수란, 하중 1.5 kgf 로 인공 피혁을 탄성체 시트 또는 실린더 상에서 미끄러지게 했을 때의 인장 하중 저항을 측정하고, 1.5 로 나눔으로써 측정된 것이다.
본 발명에 있어서 사용되는 탄성체 시트는, 상기 서술한 탄성 특성을 갖는 시트상물이면 되고, 특별히 한정되지 않지만, 천연 고무 또는 합성 고무의 시트를 사용하는 것이 바람직하다. 천연 고무 또는 합성 고무의 탄성 시트를 사용하면, 특히, 탄성 회복력이 높기 때문에, 밀착된 인공 피혁과 함께 수축할 때, 인공 피혁의 저항력에 반발하여 더욱 충분히 인공 피혁을 수축시키는 효과를 얻을 수 있다. 또, 수축 처리시에 있어서의, 가열, 가압에 의한 인공 피혁 표면의 구조 변화를 방지하기 위해서는, 탄성체 시트의 텐션을 낮게 컨트롤하면서, 경도가 낮은 탄성체 시트를 사용하는 것이 바람직하다.
탄성체 시트의 두께는 20 ∼ 100 ㎜ 인 것이 바람직하고, 40 ∼ 75 ㎜ 인 것이 보다 바람직하다. 상기 범위 내이면, 내외주 차를 이용하여 탄성체 시트를 세로 방향으로 효과적으로 신장, 수축시킬 수 있다.
천연 고무로는, 헤베아수 등의 나무 껍질로부터 채취되는 시스-1,4-폴리이소프렌을 주성분으로 하는 고무 등을 사용할 수 있다.
합성 고무로는, 스티렌-부타디엔 고무, 부타디엔 고무, 이소프렌 고무, 부틸 고무, 에틸렌프로필렌 고무, 클로로프렌 고무, 니트릴 고무, 실리콘 고무, 아크릴 고무, 에피클로르히드린 고무, 불소 고무, 우레탄 고무, 에틸렌-아세트산비닐 고무, 염소화폴리에틸렌 고무 등을 사용할 수 있다.
본 발명의 제조 방법에 있어서는, 탄성체 시트로부터 인공 피혁을 떼어 놓기 전에, 가열에 의해 인공 피혁이 수축 상태로 처리되어, 히트 세트되기 때문에, 탄성체 시트는 내열성이 우수한 것이 바람직하고, 내열성을 갖는 실리콘 고무, 불소 고무 또는 에틸렌프로필렌 고무가 바람직하다.
본 발명의 제조 방법에 있어서는, 인공 피혁을 세로 방향으로 수축시킨 후, 예를 들어, 탄성체 시트로부터 떼어 놓기 전에 그 인공 피혁을 가열 처리하고, 수축 상태로 히트 세트한다. 이에 따라 인공 피혁의 신축성을 높일 수 있다. 단, 가열 처리는, 인공 피혁을 탄성체 시트로부터 떼어 놓기 전에 실시하는 대신에, 인공 피혁을 탄성체 시트로부터 떼어 놓은 후에 실시하여도 되고, 떼어 놓기 전 및 떼어 놓은 후의 양방에서 실시하여도 된다.
그 가열 처리를 위한 가열 온도 (예를 들어, 상기한 금속 롤러 (11) 또는 드럼 (2) 의 표면 온도) 는, 인공 피혁용에 포함되는 섬유가 제조 공정에서 받은 열 이력을 고려하여, 상기한 바와 같이 바람직하게는 70 ∼ 150 ℃, 보다 바람직하게는 100 ∼ 150 ℃ 의 범위에서 선택하는 것이 좋다.
예를 들어, 액류 염색기 등으로 습열 120 ℃ 처리한 인공 피혁의 경우에는, 가열 처리를 위한 온도는, 습열 처리의 경우에는 120 ℃ 이상, 건열 처리의 경우에는 140 ℃ 이상이 바람직하다.
또한, 여기서 말하는 습열 처리란, 그 가열 처리와 함께 가습 처리가 실시된 것을 말하며, 건열 처리란, 가습 처리가 실시되어 있지 않은 것을 의미한다.
가열 처리 (히트 세트) 의 처리 시간은, 인공 피혁에 포함되는 섬유의 폴리머 종 및 가열 처리 온도에 따라 상이하며, 통상적으로 0.1 ∼ 5 분의 범위에서 선택된다. 예를 들어 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유의 경우, 1 ∼ 3 분인 것이 히트 세트, 가공 안정성의 점에서 바람직하다. 한 번의 가열 처리로 히트 세트가 불충분한 경우에는, 탄성체 시트로부터 인공 피혁을 떼어 놓은 후에, 재차 가열 처리 (히트 세트) 하는 것이 바람직하다.
가열 처리하는 방법은 열풍을 인공 피혁에 내뿜어 가열하는 방법, 적외선 히터를 사용하여 가열하는 방법, 가열 실린더와 탄성체 시트 혹은 부직포 시트의 사이에 끼워 열 처리하는 방법 등 공지된 방법을 이용할 수 있지만, 저텐션으로 처리 가능한 점에서, 예를 들어 도 1, 2 에서 나타낸 바와 같이, 가열 실린더 (드럼 (2) 또는 금속 롤러 (11)) 와 시트 사이에 끼워 열 처리하여, 가열 실린더의 아이론 효과를 이용하는 방법이 바람직하게 사용된다. 가열 처리된 인공 피혁은 통상적으로 2 ∼ 15 m/분의 속도로 인취된다.
인공 피혁을 세로 방향으로 보다 효과적으로 수축시키기 위해서는, 인공 피혁을 탄성체 시트에 밀착시키기 전에, 인공 피혁을 연화시키기 위한 예열 처리, 가습 처리 또는 이들 양방을 실시하는 것이 바람직하다. 예열 처리하는 방법으로는, 스팀 또는 물을 내뿜어 가습하면서 가열하는 방법, 열풍을 인공 피혁에 내뿜어 가열하는 방법, 적외선 히터를 사용하여 가열하는 방법 등 공지된 가열 방법을 이용할 수 있다. 가습 처리하는 방법으로는, 인공 피혁에 수분을 부여할 수 있으면 한정되지 않지만, 스팀 또는 물을 인공 피혁에 내뿜어 실시하는 방법 등이 있다.
사용하는 인공 피혁에 따라 예열 처리의 최적 조건이 상이하지만, 예열 온도는 40 ∼ 100 ℃ 가 바람직하다. 또, 수분 부여량은 인공 피혁의 극세 섬유의 양에 대해 1 ∼ 5 중량％ 가 바람직하다.
또, 상기한 바와 같이, 스팀 또는 물을 스프레이하여 가습 처리함으로써 인공 피혁에 수분을 부여해 둘 수 있어, 수축 처리시에 인공 피혁이 과도하게 승온하는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 수축 처리시에 있어서의 인공 피혁의 온도를 100 ℃ 이하로 용이하게 컨트롤할 수도 있다. 또, 100 ℃ 이상으로 인공 피혁을 승온하여 수축 처리를 효과적으로 실시하고자 하는 경우에는, 열풍 혹은 적외선 히터에 의한 예열 처리를 실시하는 것이 바람직하다. 예열 처리와 가습 처리는 조합하여도 되고, 이들은 동시에 실시하여도 된다.
본 발명에서는, 공정 (6) 의 직후에 신축성 인공 피혁은 85 ℃ 이하로 냉각되는 것이 바람직하며, 또, 공정 (6) 에서 얻은 신축성 인공 피혁은 컨베이어 벨트에 의해 벨트 반송되는 것이 바람직하다. 신축성 인공 피혁은, 예를 들어 100 ℃ 이상으로 가열된 상태로부터, 냉각 롤이나 공랭에 의해 즉시 85 ℃ 이하로 냉각되면, 가열 상태로 반송될 때의 공정 장력의 영향을 방지할 수 있다는 이점이 있다. 또, 벨트 반송되면, 예를 들어, 신축성 인공 피혁이 롤-롤 사이에 보내지는 경우에도, 그 롤-롤 사이에 걸쳐진 벨트 상에 실려 보내짐으로써, 공정 중의 장력의 영향을 받아 수축된 인공 피혁이 신장하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 인공 피혁은, 상기 도 1, 2 에서 나타낸 장치에 의한 처리 후 (예를 들어, 수축 처리와 가열 처리가 실시된 후), 다른 가열 처리 장치에 보내져 가열 처리 (히트 세트) 가 실시되는 경우가 있지만, 그 다른 가열 처리 장치에 보내질 때에도 벨트 반송되고, 또 상기한 바와 같이 인공 피혁은 냉각되어도 된다.
상기 공정 (6) 을 거쳐 얻어진 신축성 인공 피혁의 겉보기 밀도는 0.25 ∼ 0.80 g/㎤ 인 것이 바람직하고, 이 범위이면, 내마모성 및 각종 용도로의 가공성이 양호하다. 겉보기 중량은 150 ∼ 1700 g/㎡, 두께는 용도에 따라 선택되지만, 0.5 ∼ 2.0 ㎜ 인 것이 바람직하다.
본 발명의 제조 방법에서는 인공 피혁을 진행 방향 (세로 방향) 으로 몰아넣도록 수축시키므로, 얻어지는 신축성 인공 피혁은, 극세 섬유의 섬유 다발과 임의의 고분자 탄성체로 이루어지는 마이크로인 좌굴 구조 (물결 구조) 를 갖고 있는 것이 바람직하며, 그에 따라, 신축성 인공 피혁의 겉보기 밀도에 상관없이, 유연한 질감과 치밀한 절곡 주름을 갖게 된다. 마이크로인 좌굴 구조는 인공 피혁이 세로 방향으로 수축한 결과, 세로 방향을 따라 생기는 물결 구조이며, 본 발명의 인공 피혁은 극세 섬유로 이루어지는 부직포 구조를 갖고 있으므로, 이 물결 구조가 형성되기 쉽다 (도 4 및 도 5 참조). 물결 구조는 연속하고 있을 필요는 없고, 세로 방향으로 불연속이어도 된다. 본 발명의 신축성 인공 피혁은, 섬유 자체의 신장성이 아니라, 이와 같은 좌굴 구조의 변화 (신장) 에 의해 세로 방향으로 신장하고, 또, 신장 멈춤감을 가져, 착용에 의한 형태 흐트러짐이 적고, 착용감이나 각종 용도로의 가공성이 좋다. 또, 본 발명에 있어서의 물결 구조는, 하기에서 상세히 서술하는 구조를 갖는 것이 바람직하다.
단, 본 발명의 제조 방법으로 얻은 인공 피혁은, 상기한 바와 같은 물결 구조를 갖고 있지 않아도 된다. 물결 구조를 갖고 있지 않아도, 상기한 기계적 수축 처리와 히트 세트에 의해, 극세 섬유의 섬유 다발과 임의의 고분자 탄성체가 마이크로로 좌굴되고, 또는 구부러지는 것으로 추측된다. 그리고, 얻어지는 신축성 인공 피혁은 그 마이크로인 좌굴 구조 등에 의해 극세 섬유의 섬유 다발과 임의의 고분자 탄성체의 긴장 상태가 완화됨으로써, 인공 피혁은, 겉보기 밀도에 상관없이, 어느 정도의 유연한 질감과 치밀한 절곡 주름을 갖게 된다.
본 발명의 신축성 인공 피혁은, 세로 방향으로 적당한 신장성을 가지므로 착용감이나 제품으로의 가공성이 양호하고, 또, 신장 멈춤감을 가지므로 착용 흐트러짐, 형태 흐트러짐 등을 방지할 수 있다. 세로 방향 신장성 및 신장 멈춤감은 세로 방향의 강력 신도 곡선 (하중 신장 곡선, 세로축：하중 (강력), 가로축：신장률 (신도)) 에 의해 평가할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 신축성 인공 피혁은 하중 40 N/㎝ 로 10 ∼ 40 ％ 의 신장률 ((신장한 길이/신장 전의 길이) × 100) 을 나타내는 것이 가능하다. 신장 멈춤감이란, 전혀 신장하지 않는 것을 의미하는 것이 아니라, 신도가 일정값을 초과했을 때에 신장에 대한 저항이 현저하게 커져, 더욱 신장하는 것이 용이하지 않게 되는 것을 의미하며, 신장할 때의 하중 변화에 영향받는다. 본 발명에서는 신장 멈춤감을 세로 방향의 강력 신도 곡선 (도 3 참조) 에 있어서의 30 ％ 신장시의 하중과 5 ％ 신장시의 하중의 비 (30 ％ 신장시/5 ％ 신장시) 로 나타낸다. 5 ％ 신장시의 하중은 봉제성, 가공성, 착용감에 크게 영향을 미친다. 인공 피혁을 30 ％ 를 초과하여 신장한 경우, 통상적으로 인공 피혁을 구성하는 부직포의 구조는 크게 변화되어 버려, 이와 같은 인공 피혁은 본 발명이 의도하는 착용 흐트러짐, 형태 흐트러짐 방지 효과를 나타낼 수 없다. 이 이유로 30 ％ 신장시의 하중을 채용하였다. 본 발명의 신축성 인공 피혁의 상기 하중비는 5 이상인 것이 바람직하고, 5 ∼ 40 인 것이 보다 바람직하며, 8 ∼ 40 이 특히 바람직하다. 상기 범위 내이면, 세로 방향의 신장에 대한 신장 멈춤감이 있어, 착용에 의한 형태 흐트러짐이 적고, 착용감이나 각종 용도로의 가공성이 좋다.
또한, 본 발명에 있어서 세로 방향은 인공 피혁 제조 라인의 흐름 방향 (MD) 이며, 이것과 직교하는 방향이 가로 방향이다. 제품 중의 인공 피혁의 세로 방향은, 일반적으로 극세 섬유의 섬유 다발의 배향 방향, 니들 펀치나 고속 유체 처리 등에 의한 줄무늬 흔적이나 처리 흔적 등의 복수의 요소로부터 결정할 수 있다. 이들 복수의 요소에 의해 결정된 세로 방향이 상이한, 명확한 배향이 없는, 또는 줄무늬 흔적 등이 없는 등의 이유로 세로 방향을 결정할 수가 없는 경우에는, 인장 강력이 최대가 되는 방향을 세로 방향, 그것과 직교하는 방향을 가로 방향으로 한다.
본 발명의 제조 방법에서는, 세로 방향으로 신장시킨 탄성체 시트에 인공 피혁을 밀착시키고, 이어서, 세로 방향으로 탄성체 시트를 수축시키면서 인공 피혁도 세로 방향으로 수축시킨다. 이 수축에 의해 인공 피혁의 세로 방향의 신축성이 향상하여, 본 발명의 제조 방법으로 얻어지는 신축성 인공 피혁은 종래 공지된 인공 피혁과 비교하여 저하중으로 세로 방향으로 신장한다. 그 결과, 강력 신도 곡선은 일정 신도를 초과하면 하중이 크게 증가하는 곡선이 된다 (도 3 참조). 그 때문에, 본 발명의 신축성 인공 피혁은, 저신장 영역에서는 저하중으로 신장하고, 고신장 영역에서는 고하중을 가하지 않으면 신장하지 않는 성질 (신장 멈춤감) 을 갖는다.
이와 같이 하여 얻어지는 본 발명의 신축성 인공 피혁은, 세로 방향으로 적당한 신장성과 신장 멈춤감을 갖고, 표면 품위가 우수하므로, 의료나 가구, 카 시트, 잡화 등의 폭넓은 용도에 사용할 수 있다.
(신축성 인공 피혁)
다음으로, 상기 제조 방법에 의해 제조 가능한 신축성 인공 피혁의 제 1 ∼ 제 3 실시형태에 대하여 구체적으로 설명한다. 단, 이하에서 설명하는 각 신축성 인공 피혁에 있어서, 특별히 설명하지 않는 구성은 상기 제조 방법에서 설명한 구성과 동일하다.
＜제 1 실시형태＞
본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 신축성 인공 피혁은, 평균 단섬유 섬도 0.9 데시텍스 이하의 극세 섬유로 이루어지는 섬유 낙합체로 구성된 신축성 인공 피혁으로서, 겉보기 밀도를 0.40 g/㎤ 이상으로 하면서, 도 4, 5 에 나타내는 바와 같이, 그 두께 방향과 세로 방향으로 함께 평행한 단면에 있어서, 극세 섬유로 구성되는 마이크로인 물결 구조를 세로 방향을 따라 갖는 것이다. 본 발명의 신축성 인공 피혁은, 높은 겉보기 밀도와 마이크로인 물결 구조에 의해, 세로 방향으로 적당한 신축성과 신장 멈춤감을 가지면서, 기계적 물성도 양호한 것이 된다. 본 실시형태에 관련된 신축성 인공 피혁은, 바람직하게는 상기 본 발명의 제조 방법에 의해 제조된 것이지만, 그 제조 방법은 상기 방법에 한정되는 것은 아니다.
[섬유 낙합체]
본 실시형태에 있어서의 섬유 낙합체는, 예를 들어 상기 공정 (1) 에 의해, 단섬유 혹은 장섬유의 극세 섬유 혹은 극세화 가능 섬유를 웨브화하고, 이어서 공정 (2) 에 의해 얻어진 웨브를 낙합하여 낙합 부직포로 하고, 그 후, 극세화 가능 섬유의 경우에는, 예를 들어 상기 공정 (4) 에 의해, 극세화 처리를 실시하는 등의 방법에 의해 형성되는 것이다. 섬유 낙합체나, 극세 섬유 등의 각 부재의 구성은 상기 제조 방법에 의해 얻어진 인공 피혁과 동일하므로, 그 설명은 생략한다.
[고분자 탄성체]
본 실시형태의 신축성 인공 피혁에 있어서, 섬유 낙합체는 바람직하게는 고분자 탄성체를 함유하고 있고, 마이크로인 물결 구조는 극세 섬유와 섬유 낙합체에 함유되는 고분자 탄성체에 의해 구성되는 것이 바람직하다. 본 실시형태에서는, 극세 섬유가 장섬유인 경우에는, 고분자 탄성체의 사용을 생략하여 섬유 낙합체가 고분자 탄성체를 함유하지 않아도, 용이하게 물결 구조를 형성할 수 있다. 고분자 탄성체는, 예를 들어, 공정 (3) 에 의한 고분자 탄성체 부여 처리에 의해 섬유 낙합체에 함유되지만, 구체적인 처리 방법이나 재료에 대해서는 상기와 동일하므로 생략한다.
[은면·입모 가공]
본 발명의 신축성 인공 피혁은, 적어도 일방의 표면에 은면을 구비하거나, 또는, 입모 처리에 의해 적어도 일방의 표면을 입모 표면으로 하여, 은부조 인공 피혁, 반은부조 인공 피혁, 입모풍 인공 피혁, 또는 누박풍 인공 피혁으로 하는 것이 바람직하다. 은면층을 형성하는 방법 및 입모 처리하는 방법은 상기 공정 (5) 의 방법으로 실시되는 것이 바람직하다.
[물결 구조]
본 실시형태의 신축성 인공 피혁은, 기계 수축 가공 전의 인공 피혁 (이하, 처리 전 인공 피혁이라고 한다) 을 세로 방향으로 기계적으로 수축시키고, 그 수축 상태로, 가열 처리 (히트 세트) 함으로써 얻어지는 것이며, 기계적 수축에 의해 마이크로인 물결 구조가 세로 방향을 따라 형성되고, 가열 처리 (히트 세트) 에 의해 그 마이크로인 물결 구조가 유지되는 것이다. 보다 구체적으로는, 물결 구조는, 극세 섬유에 의해 구성되는 섬유 낙합체, 혹은, 섬유 낙합체와 그 섬유 낙합체에 함유되는 고분자 탄성체를 세로 방향을 따라 좌굴시켜 성형된 것이다. 수축성 인공 피혁은, 이 물결 구조 (좌굴 구조) 에 의해, 그 겉보기 밀도가 높아도, 유연한 질감과 치밀한 절곡 주름을 갖고 있다. 물결 구조는 연속하고 있을 필요는 없고, 세로 방향으로 불연속이어도 된다.
물결 구조는, 세로 방향 1 ㎜ 중에 존재하는 피치수가 2.2 개 이상이며, 평균 높이 (산과 골의 높이 차) 는 50 ∼ 350 ㎛, 평균 피치는 450 ㎛ 이하인 것을 특징으로 한다. 또한, 여기서 평균 피치란, 물결 구조의 1 피치 (골과 다음 산의 사이, 산과 다음 골의 사이) 거리의 평균을 말하며, 피치수란, 1 ㎜ 중에 존재하는 피치의 수를 말한다. 본 발명의 신축성 인공 피혁은, 섬유 자체의 신장성이 아니라, 이와 같은 물결 구조의 변화 (신장) 에 의해 세로 방향으로 적당한 신장과 신장 멈춤감을 갖는다. 신축성 인공 피혁은, 세로 방향으로 적당한 신장을 가지므로 착용감이나 제품으로의 가공성이 양호하고, 또, 적당한 신장 멈춤감을 가지므로 착용 흐트러짐, 형태 흐트러짐 등을 방지할 수 있다.
상기 피치수는 바람직하게는 2.2 ∼ 6.7 개, 보다 바람직하게는 2.5 ∼ 5.0 개이다. 또, 상기 평균 피치는 150 ∼ 450 ㎛ 인 것이 바람직하고, 200 ∼ 400 ㎛ 인 것이 보다 바람직하다. 피치수를 상기 범위로 함으로써, 보다 높은 신장 멈춤감이 얻어져, 착용에 의한 형태 흐트러짐이 잘 일어나지 않게 됨과 함께, 세로 방향의 신장이 양호해져, 착용감이나 성형성이 보다 양호해진다.
또, 상기 평균 높이는 100 ∼ 300 ㎛ 인 것이 보다 바람직하다. 평균 높이를 100 ∼ 300 ㎛ 로 함으로써, 세로 방향의 신장이나 신장 멈춤감을 보다 양호하게 할 수 있음과 동시에 표면의 요철이 억제되어, 평활성이나 외관이 우수한 인공 피혁을 얻는 것이 가능해진다.
본 실시형태의 신축성 인공 피혁은, 세로 방향으로 기계적으로 수축될 때, 가로 방향으로는 세로 방향보다 작게 수축되고, 혹은 실질적으로 수축되지 않는다. 그 때문에, 가로 방향을 따른 마이크로인 물결 구조는, 두께 방향과 가로 방향으로 함께 평행한 단면에 있어서 형성되지 않는다. 혹은, 형성되었다 하여도, 두께 방향과 가로 방향으로 함께 평행한 단면에 있어서의 물결 구조의 물결량은, 두께 방향과 세로 방향으로 함께 평행한 단면에 있어서의 물결 구조의 물결량보다 작아진다. 즉, 신축성 인공 피혁의 세로 방향을 따른 물결 구조의 피치수 (1 ㎜ 당) 및 평균 높이 각각은, 가로 방향을 따른 물결 구조의 피치수 (1 ㎜ 당) 및 평균 높이 각각보다도 커진다.
본 실시형태의 신축성 인공 피혁은 세로 방향으로 마이크로인 물결 구조를 구비하고, 적당한 신장성을 가지므로, 착용감이나 제품으로의 가공성이 양호하고, 또, 신장 멈춤감을 가지므로 착용 흐트러짐, 형태 흐트러짐 등을 방지할 수 있다. 세로 방향 신장성 및 신장 멈춤감은 세로 방향의 강력 신도 곡선 (세로축：하중, 가로축：신도) 이나 세로 방향의 5 ％ 원형 모듈러스에 의해 평가할 수 있다. 예를 들어, 본 실시형태의 신축성 인공 피혁은 하중 40 N/㎝ 로 10 ∼ 40 ％ 의 신장률 ((신장한 길이/신장 전의 길이) × 100) 을 나타내는 것이 가능하다. 세로 방향의 5 ％ 원형 모듈러스는, 저신장시의 신장성을 나타내는 지표로서, 본 실시형태에서는 물결 구조를 형성함으로써, 예를 들어 40 N 이하, 바람직하게는 10 ∼ 30 N 으로 하는 것이 가능하다.
신장 멈춤감이란, 전혀 신장하지 않는 것을 의미하는 것이 아니라, 신도가 일정값을 초과했을 때에 신장에 대한 저항이 현저하게 커져, 더욱 신장하는 것이 용이하지 않게 되는 것을 의미하며, 신장할 때의 하중 변화에 영향받는다. 본 실시형태에서는 신장 멈춤감을 세로 방향의 강력 신도 곡선 (도 3 참조) 에 있어서의 30 ％ 신장시의 하중과 5 ％ 신장시의 하중의 비 (30 ％ 신장시/5 ％ 신장시) 로 나타낸다. 본 실시형태의 신축성 인공 피혁의 상기 하중비는 5 이상인 것이 바람직하고, 5 ∼ 40 인 것이 보다 바람직하며, 특히 8 ∼ 40 인 것이 가장 바람직하다. 상기 범위 내이면, 세로 방향의 신장에 대한 신장 멈춤감이 있어, 착용에 의한 형태 흐트러짐이 적고, 착용감이나 각종 용도로의 가공성이 좋다.
[신축성 인공 피혁의 겉보기 밀도·겉보기 중량]
본 실시형태의 신축성 인공 피혁의 겉보기 밀도는 0.40 g/㎤ 이상인 것을 특징으로 한다. 겉보기 밀도를 0.40 g/㎤ 이상으로 함으로써, 인공 피혁 내부의 공극이 적어지고, 기계적 수축 처리에 의해 용이하게 물결 구조가 형성된다. 또, 인열 강력, 박리 강력 등을 양호하게 할 수 있고, 특히 신장 멈춤감을 양호하게 할 수 있기 때문에, 물결 구조에 의해 세로 방향 신축성을 확보하면서, 고강도의 인공 피혁을 얻을 수 있다. 겉보기 밀도는, 보다 바람직하게는 0.45 g/㎤ 이상, 더욱 바람직하게는 0.50 g/㎤ 이상이다. 또, 바람직하게는 0.80 g/㎤ 이하이고, 보다 바람직하게는 0.70 g/㎤ 이하, 더욱 바람직하게는 0.65 g/㎤ 이하이다. 겉보기 밀도를 0.80 g/㎤ 이하로 함으로써, 각종 용도로의 가공성을 양호하게 할 수 있다.
신축성 인공 피혁의 겉보기 중량은, 바람직하게는 150 g/㎡ 이상이고, 보다 바람직하게는 200 g/㎡ 이상, 더욱 바람직하게는 250 g/㎡ 이상이다. 또, 바람직하게는 1500 g/㎡ 이하이고, 보다 바람직하게는 1200 g/㎡ 이하, 더욱 바람직하게는 1000 g/㎡ 이하이다. 신축성 인공 피혁의 겉보기 중량이 150 g/㎡ 이상으로 함으로써, 양호한 반발감이 얻어지기 쉬워지기 때문에 바람직하다. 또 신축성 인공 피혁의 겉보기 중량이 1500 g/㎡ 이하인 경우, 각종 용도로의 가공성이 양호해지는 경향이 있어 바람직하다. 또, 두께는 용도에 따라 선택되지만, 0.35 ∼ 2.00 ㎜, 바람직하게 0.40 ∼ 1.50 ㎜ 이다. 본 실시형태에서는, 기계적 수축 처리·히트 세트 처리가 실시됨으로써, 그 겉보기 밀도, 겉보기 중량 각각은 처리 전 인공 피혁, 즉 기계적 수축 처리 전의 인공 피혁의 겉보기 밀도, 겉보기 중량보다 커진다.
[물결 구조의 형성]
세로 방향을 따른 마이크로인 물결 구조는, 처리 전 인공 피혁을 세로 방향으로 기계적으로 수축하여, 그 수축 상태로 히트 세트함으로써 얻어지는 것이다.
본 실시형태의 기계적 수축 처리의 구체예의 하나로서, 처리 전 인공 피혁을 두께가 수 ㎝ 이상의 두꺼운 탄성체 시트 (고무 시트, 펠트 등) 의 세로 방향으로 신장한 표면에 밀착시키고, 그 표면이 신장 상태로부터 신장 전의 상태로 탄성 회복시킴으로써, 그 처리 전 인공 피혁을 세로 방향으로 수축시키는 방법을 들 수 있다. 보다 상세하게는, 상기에서 상세히 서술한 공정 (6) 의 방법으로 실시하는 것이 바람직하다.
본 실시형태에서는, 처리 전 인공 피혁을 진행 방향 (세로 방향) 으로 몰아넣도록 수축시키므로, 얻어지는 신축성 인공 피혁은 상기한 바와 같이 마이크로인 좌굴 구조 (물결 구조) 를 갖고 있다. 또, 본 실시형태에서는, 인공 피혁이 고밀도로 또한 극세 섬유로 이루어지는 부직포 구조를 갖고 있으므로, 마이크로인 물결 구조는 형성되기 쉽다.
[처리 전 인공 피혁]
상기한 바와 같이, 본 실시형태의 처리 전 인공 피혁, 즉 열 수축 처리 전의 인공 피혁은, 바람직하게는, 단섬유 또는 장섬유의 극세 섬유 혹은 극세화 가능 섬유를 웨브화하고, 얻어진 웨브를 낙합하여 낙합 부직포로 하고, 그 후, 필요에 따라 고분자 탄성체 부여 처리, 극세화 처리, 은면·입모 가공을 실시함으로써 얻어진 것이다. 이들 처리 방법은, 구체적으로는 상기 공정 (1) ∼ (5) 의 방법으로 실시된다.
처리 전 인공 피혁의 겉보기 밀도는 0.25 ∼ 0.80 g/㎤ 인 것이 바람직하고, 0.30 ∼ 0.70 g/㎤ 인 것이 보다 바람직하며, 0.40 ∼ 0.70 g/㎤ 가 가장 바람직하다. 열 수축 처리 전의 인공 피혁의 겉보기 밀도를 이들 범위로 함으로써, 처리 전 인공 피혁의 섬유 낙합체 중의 공극이 적어져, 후술하는 열 수축 처리로 물결 구조를 형성하기 쉬워짐과 함께, 가공성도 양호하게 할 수 있다. 또, 겉보기 중량은 130 ∼ 1600 g/㎡ 인 것이 바람직하고, 150 ∼ 1400 g/㎡ 인 것이 보다 바람직하며, 두께는 0.2 ∼ 2.0 ㎜ 가 바람직하고, 0.5 ∼ 2.0 ㎜ 인 것이 보다 바람직하다.
이상과 같이, 본 실시형태의 신축성 인공 피혁은 높은 겉보기 밀도와 물결 구조를 갖기 때문에, 세로 방향으로 적당한 신장성을 가지면서, 기계적 강도를 갖고 신장 멈춤감이 있어, 표면 품위가 우수해진다. 그 때문에, 의료나 가구, 카 시트, 잡화 등의 폭넓은 용도에 사용할 수 있다. 또, 신축성 인공 피혁에 있어서의 물결 구조는 인공 피혁을 세로 방향으로 수축시켜 히트 세트함으로써 용이하게 형성할 수 있다.
＜제 2 실시형태＞
제 2 실시형태의 신축성 인공 피혁은, 예를 들어, 상기 제조 방법에 의해 제조되는 것으로서, 이하의 특징을 갖는 것이다. 이하, 제 2 실시형태의 신축성 인공 피혁을 상세하게 설명하지만, 특별히 언급하지 않는 구성은 제 1 실시형태의 신축성 인공 피혁과 동일하다.
[신축성 인공 피혁]
제 2 실시형태의 신축성 인공 피혁은, 평균 단섬유 섬도 0.9 데시텍스 이하의 극세 섬유로 이루어지는 섬유 낙합체로 구성된 신축성 인공 피혁으로서, 겉보기 밀도를 0.40 g/㎤ 이상으로 하면서, 이하의 식 (1) 로 산출되는 신장 계수를 50 이하로 한 것이다. 본 실시형태의 신축성 인공 피혁은, 높은 겉보기 밀도와 양호한 신장 계수에 의해, 세로 방향으로 적당한 신축성과 신장 멈춤감을 가지면서, 기계적 물성도 양호한 것이 된다.
신장 계수 = 5 ％ 원형 모듈러스 (세로)/두께 ··· (1)
[신축성 인공 피혁의 신장 계수 및 신장 멈춤감]
본 실시형태의 신축성 인공 피혁은, 상기한 바와 같이, 세로 방향에 있어서의 5 ％ 원형 모듈러스를 두께로 나눔으로써 얻어지는 신장 계수를 50 이하로 하는 것을 특징으로 한다. 5 ％ 원형 모듈러스는, 저신장시에 있어서의 신장률을 나타내는 지표이며, 신축성 인공 피혁의 신장 특성을 나타내는 것이지만, 두께가 커지면 커지고, 두께가 작아지면 작아지는 것이다. 즉, 5 ％ 원형 모듈러스는, 동일한 구조의 섬유 낙합체로 이루어지는 인공 피혁이더라도, 두께가 변화함으로써 변화하는 것이다. 그에 반해, 본 실시형태에 있어서의 신장 계수는, 5 ％ 원형 모듈러스를 두께로 나눔으로써, 두께의 팩터가 없어져, 두께에 따르지 않는 신축성 인공 피혁의 섬유 구조 그 자체에 기인하는 신장 특성을 나타내는 것이다.
본 실시형태의 신축성 인공 피혁은, 상기한 바와 같이 높은 겉보기 밀도에 의해 기계적 강도가 양호함에도 불구하고, 신장 계수가 상기 범위가 됨으로써 저신장시의 신장성도 양호해진다. 신장 계수는 바람직하게는 5 ∼ 40 이고, 보다 바람직하게는 10 ∼ 25 이다. 신장 계수를 이들 범위로 함으로써, 저신장시의 신장성을 보다 양호하게 하면서 신축성 인공 피혁의 기계적 강도도 보다 양호하게 할 수 있다. 본 실시형태의 신축성 인공 피혁은, 상기한 바와 같은 일정값 이상의 두께를 가지면서도, 신장 계수를 50 이하로 함으로써, 5 ％ 원형 모듈러스를 예를 들어 40 N 이하, 바람직하게는 10 ∼ 30 N 으로 하는 것이 가능해진다. 이와 같이, 본 실시형태의 신축성 인공 피혁은, 인공 피혁으로서의 강도를 충분히 확보할 수 있는 두께를 가지면서도, 저신장시의 신장성도 양호해진다.
본 실시형태의 신축성 인공 피혁은, 상기한 바와 같이 5 ％ 원형 모듈러스의 값이 양호해지고, 적당한 신장성을 가지므로, 착용감이나 제품으로의 가공성이 양호해지는 것이다. 또, 겉보기 밀도가 높은 한편으로 신장 계수가 낮음으로써, 적당한 신장 멈춤감을 갖는 것이 가능하다. 본 실시형태의 신축성 인공 피혁은 신장 멈춤감을 가지므로 착용 흐트러짐, 형태 흐트러짐 등을 방지할 수 있다.
신장 멈춤감은, 상기에서 설명한 바와 같이, 세로 방향의 강력 신도 곡선 (세로축：하중, 가로축：신도) 에 의해 평가할 수 있다. 본 실시형태에서도 세로 방향의 강력 신도 곡선 (도 3 참조) 에 있어서의 30 ％ 신장시의 하중과 5 ％ 신장시의 하중의 비 (30 ％ 신장시의 하중/5 ％ 신장시의 하중) 는 5 이상인 것이 바람직하고, 5 ∼ 40 인 것이 보다 바람직하며, 특히 8 ∼ 40 인 것이 바람직하다. 상기 범위 내이면, 세로 방향의 신장에 대한 신장 멈춤감이 있어, 착용에 의한 형태 흐트러짐이 적고, 착용감이나 각종 용도로의 가공성이 좋다.
또한, 이 강력 신도 곡선은, 5 ％ 원형 모듈러스와 마찬가지로, 세로 방향 신장성도 평가 가능하다. 예를 들어, 본 실시형태의 신축성 인공 피혁은, 하중 40 N/㎝ 로 10 ∼ 40 ％ 의 신장률 ((신장한 길이/신장 전의 길이) × 100) 을 나타내는 것이 바람직하다.
본 실시형태의 신축성 인공 피혁은, 제 1 실시형태의 신축성 인공 피혁과 마찬가지로, 그 두께 방향과 세로 방향으로 함께 평행한 단면에 있어서, 극세 섬유로 구성되는 마이크로인 물결 구조를 세로 방향을 따라 갖는 것이 바람직하다. 본 실시형태에서는, 이 마이크로인 물결 구조에 의해, 겉보기 밀도가 높은 것이더라도, 신장 계수를 상기와 같이 낮은 것으로 할 수 있다. 마이크로인 물결 구조 및 그 성형 방법은 상기한 제 1 실시형태와 동일하므로, 그 설명은 생략한다.
또한, 본 실시형태에 있어서, 처리 전 인공 피혁이나 신축성 인공 피혁의 겉보기 밀도·겉보기 중량 등, 그 밖의 구성은 제 1 실시형태의 신축성 인공 피혁과 동일하며, 그 설명은 생략한다.
또, 본 실시형태의 신축성 인공 피혁은, 마이크로 구조를 갖지 않아도, 상기 본 발명의 제조 방법으로 형성됨으로써, 극세 섬유의 섬유 다발과 임의의 고분자 탄성체가 마이크로로 좌굴되고, 또는 구부러지는 것으로 추측되며, 그에 따라, 어느 정도 낮은 신장 계수를 갖는 것이 가능해진다.
이상과 같이, 본 실시형태에서는, 신축성 인공 피혁은, 겉보기 밀도를 양호하게 하면서도, 신장 계수가 낮은 것이었기 때문에, 인공 피혁으로서 적절한 두께를 갖는 것이더라도, 기계적 강도를 충분히 갖게 하면서, 저신장시에 있어서의 세로 방향 신장성을 양호하게 할 수 있다. 또, 낮은 신장 계수와 높은 겉보기 밀도에 의해, 부드럽고 유연하며 충실감이 있는 질감을 갖는 인공 피혁을 얻을 수 있다. 그 때문에, 본 발명의 신축성 인공 피혁은, 의료나 가구, 카 시트, 잡화 등의 폭넓은 용도에 바람직하게 사용할 수 있다. 또, 본 발명의 신축성 인공 피혁은, 마이크로인 물결 구조에 의해, 겉보기 밀도를 양호하게 하면서도, 신장 계수를 낮게 억제한 것으로 하는 것이 가능해진다.
＜제 3 실시형태＞
[신축성 인공 피혁]
본 발명에 있어서의 제 3 실시형태의 신축성 인공 피혁은 이하의 특징을 갖는 것이다.
본 실시형태의 신축성 인공 피혁은, 신축성을 갖는 인공 피혁에 있어서, JIS L 1096 (1999) 8.14.1 A 법에 기재된 방법으로 측정되는 세로 방향의 강력 신도 곡선으로, 하기 (A) 및 (B) 의 조건을 구비하는 것이다.
(A) 신도 5 ％ 에 있어서의 강력 F5％ 가 0.1 ∼ 10 N/2.5 ㎝ 이다.
(B) 신도 20 ％ 에 있어서의 강력 F20％ 와 상기 F5％ 의 관계에 있어서, F20％/F5％ 가 5 이상이다.
본 실시형태에 있어서, 강력 신도 곡선은 JIS L 1096 (1999) 8.14.1 A 법에 기재된 방법으로 측정된다. 폭 2.5 ㎝ 의 시험편을 그립 간격 20 ㎝ 의 척에 고정하고, 일정 속도로 시험편을 인장하여, 신도와 강력을 구하였다. 그 결과로부터, 가로축이 신도 (％), 세로축이 시험편 2.5 ㎝ 폭당 강력 (N/25 ㎜) 인 강력 신도 곡선을 작성한다.
도 8 은, 본 실시형태에 관련된 신축성 인공 피혁의 JIS L 1096 (1999) 8.14.1 A 법에 기재된 방법으로 측정되는 세로 방향의 강력 신도 곡선의 모델이다.
여기서, 도 8 에 나타내는 곡선은 세로 방향의 강력 신도 곡선이다. 또한, 신도란, 하기의 의미로 사용된다.
신도 = [(신장 후의 길이) － (신장 전의 길이)]/신장 전의 길이 × 100
본 실시형태의 신축성 인공 피혁은, (A) 신도 5 ％ 에 있어서의 강력 F5％ 가 0.1 ∼ 20 N/2.5 ㎝ 이다. 이와 같은 범위임으로써, 신축에 있어서 스무스하게 신장하기 때문에, 적당한 유연성을 얻을 수 있다. 강력 F5％ 는, 바람직하게는 0.2 ∼ 15 N/2.5 ㎝ 이고, 보다 바람직하게는 0.3 ∼ 10 N/2.5 ㎝ 이다.
본 실시형태의 신축성 인공 피혁은, (B) 신도 20 ％ 에 있어서의 강력 F20％ 와 상기 F5％ 의 관계에 있어서, F20％/F5％ 가 5 이상이다. 이와 같은 범위임으로써, 신도 20 ％ 까지 신장한 경우에는 높은 응력이 발휘되기 때문에, 바람직한 신장 멈춤을 얻을 수 있어, 가죽 제품의 정형성을 높여 형태 흐트러짐 등을 잘 일으키지 않게 할 수 있다. 신도 5 ％ 에 있어서의 강력은 봉제성, 가공성, 착용감에 크게 영향을 미친다. 인공 피혁을 20 ％ 를 초과하여 신장한 경우, 통상적으로 인공 피혁을 구성하는 부직포의 구조는 크게 변화되어 버려, 이와 같은 인공 피혁은 본 실시형태가 의도하는 착용 흐트러짐, 형태 흐트러짐 방지 효과를 나타낼 수 없다. 이 이유로 신도 20 ％ 의 강력을 채용하였다.
F20％/F5％ 는, 바람직하게는 8 이상이고, 보다 바람직하게는 10 이상이며, 더욱 바람직하게는 20 이상이다. 상한은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 100 이다. 상기 범위 내이면, 세로 방향의 신장에 대한 신장 멈춤감이 있어, 착용에 의한 형태 흐트러짐이 적고, 착용감이나 각종 용도로의 가공성이 좋다.
본 실시형태의 신축성 인공 피혁은, (C) 신도 5 ％ 에 있어서의 곡선의 접선의 기울기 S5％ 와 신도 20 ％ 에 있어서의 곡선의 접선의 기울기 S20％ 의 관계에 있어서, S20％/S5％ 가 1.2 이상인 것이 바람직하다. 이와 같이, S20％/S5％ 가 상기 관계에 있음으로써, 신장이 20 ％ 부근에 있어서 특히 현저한 인장 응력의 상승이 얻어지기 때문에, 신장 멈춤감이 특히 현저해진다. S20％/S5％ 는 바람직하게는 5 이상이고, 보다 바람직하게는 10 이상이다. S20％/S5％ 의 상한값은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 100 이다.
본 실시형태의 신축성 인공 피혁은, (D) 신도 0 ∼ 5 ％ 까지의 곡선의 접선의 기울기의 최대값 S0 ∼ 5％max 가 8 이하인 것이 바람직하다. 이와 같은 조건을 가짐으로써, 저신장시에 있어서 신장의 저항이 적고, 스무스한 신장을 실현할 수 있어, 적당한 유연성을 얻을 수 있다. 상기 기울기의 최대값 S0 ∼ 5％max 는, 보다 바람직하게는 5 이하이고, 보다 바람직하게는 3 이하이다. S0 ∼ 5％max 의 하한값은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 0.1 이다.
본 실시형태의 신축성 인공 피혁은, (E) F20％ 가 30 ∼ 200 N/2.5 ㎝ 인 것이 바람직하다. 이와 같은 범위임으로써, 신축에 있어서 20 ％ 까지 신장한 경우에는 높은 응력이 발휘되기 때문에, 바람직한 신장 멈춤을 얻을 수 있어, 가죽 제품의 정형성을 높여 형태 흐트러짐 등을 잘 일으키지 않게 할 수 있다. F20％ 는, 보다 바람직하게는 50 ∼ 190 N/2.5 ㎝ 이상이고, 더욱 바람직하게는 80 ∼ 180 N/2.5 ㎝ 이다.
본 실시형태의 신축성 인공 피혁은 (F) 신도 10 ％ 에 있어서의 강력 F10％ 가 5 ∼ 60 N/2.5 ㎝ 인 것이 바람직하다. 이와 같은 범위임으로써, 신축에 있어서 10 ％ 까지 신장한 경우에도, 적당한 인장 응력이 발휘되기 때문에, 바람직한 신장 멈춤을 얻을 수 있다. 강력 F10％ 는, 바람직하게는 10 ∼ 40 N/2.5 ㎝ 이고, 보다 바람직하게는 10 ∼ 30 N/2.5 ㎝ 이다.
상기 (A) ∼ (F) 의 조건을 갖는 인공 피혁은, 당업자의 기술 상식을 기초로 하여, 기체에 사용하는 극세 섬유, 섬유 낙합체의 선택이나, 밀도의 조절, 기계적 수축 처리의 조정에 따라 얻을 수 있다. 본 실시형태에 관련된 인공 피혁은, 예를 들어, 상기한 제조 방법에 의해 제조되는 것이다. 또, 바람직하게는, 제 1 및 제 2 실시형태의 신축성 인공 피혁의 일방 또는 양방의 구성을 갖는 것이다.
본 실시형태의 신축성 인공 피혁은, 세로 방향으로 적당한 신장성을 가지므로 착용감이나 제품으로의 가공성이 양호하고, 또, 신장 멈춤감을 가지므로 착용 흐트러짐, 형태 흐트러짐 등을 방지할 수 있다.
또, 본 실시형태의 신축성 인공 피혁은, 세로 방향으로 신장시킨 탄성체 시트에 인공 피혁을 밀착시키고, 이어서, 세로 방향으로 탄성체 시트를 수축시키면서 인공 피혁도 세로 방향으로 수축시키는 것이 바람직하다. 이 수축에 의해 인공 피혁의 세로 방향의 신축성이 향상하고, 저강력으로 세로 방향으로 신장하기 쉬워진다. 그 결과, (A) ∼ (F) 의 조건을 만족하기 쉬워진다.
또, 상기한 바와 같은 물결 구조를 가짐으로써, (A) ∼ (F) 의 조건을 만족하기 쉬워진다.
이상과 같이, 본 실시형태의 신축성 인공 피혁은, 세로 방향으로 적당한 신장성과 신장 멈춤감을 갖고, 표면 품위가 우수하므로, 의료나 가구, 카 시트, 잡화 등의 폭넓은 용도에 사용할 수 있다.
실시예
이하, 본 발명을 실시예에서 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다. 실시예 중의 각 물성값은 하기 방법에 의해 측정하였다.
(1) 겉보기 중량, 겉보기 밀도
겉보기 중량은 JIS L 1096 8.4.2 (1999) 에 기재된 방법으로 측정하였다. 또, 두께를 다이얼 티크니스 게이지 ((주) 오자키 제작소 제조, 상품명 “피콕 H”) 에 의해 측정하고, 겉보기 중량의 값을 두께의 값으로 나누어 겉보기 밀도를 구하였다.
(2) 강연도 (구부릴 때의 유연성의 지표)
JIS L 1096 8.19.5 E 법 (핸들 오 미터법) 으로 측정하였다. 시험대 상에 형성된 폭 20 ㎜ 의 슬릿에 시험편 (세로 방향：10 ㎝, 가로 방향：10 ㎝) 을 얹고, 블레이드로 8 ㎜ 의 깊이까지 시험편을 슬릿에 밀어넣고, 그 때의 저항력 (g) 을 측정하였다. 측정은 표면, 이면의 각각 세로 방향과 가로 방향에 대해 실시하였다.
(3) 강력 신도 곡선
JIS L 1096 (1999) 8.14.1 A 법에 기재된 방법으로 측정하였다. 폭 2.5 ㎝ 의 시험편을 그립 간격 20 ㎝ 의 척에 고정하고, 일정 속도로 시험편을 인장하고, 신도와 강력을 구하였다. 그 결과로부터, 가로축이 신도 (％), 세로축이 시험편 2.5 ㎝ 폭당 강력 (N/2.5 ㎝) 인 강력 신도 곡선을 작성하였다.
(4) 신장 멈춤감
상기 강력 신도 곡선으로부터, 30 ％ 신장시의 하중 (강력) 과 5 ％ 신장시의 하중 (강력) 을 구하고, 그 비 (30 ％ 신장시/5 ％ 신장시) 를 구하였다. 3 회 측정하고, 그 평균값을 소수점 이하 1 자릿수로 사사오입하였다. 신장 멈춤감이 있는 경우 (상기 비가 5 이상) 를 “A” 로 하고, 신장 멈춤감이 약간 좋은 경우 (상기 비가 5 이상 8 미만) 를 “B” 로 하고, 그 이외를 “C” 로 하여 평가하였다.
(5) 신장률 (하중：40 N/㎝)
상기 강력 신도 곡선으로부터 하중 40 N/㎝ 일 때의 세로 방향 신장률을 구하였다.
(6) 평균 단섬유 섬도
광학 현미경으로 랜덤하게 선택한 100 개의 섬유의 단면적을 측정하고, 그 수 평균을 구하였다. 섬유 단면적의 평균값과 섬유의 비중으로부터, 섬도를 계산에 의해 구하였다. 또한, 섬유의 비중은 JIS L 1015 8.14.2 (1999) 에 기초하여 측정하였다.
(7) 5 ％ 원형 모듈러스 (N)
도 9 에 나타내는 바와 같이, 300 ㎜φ 의 원형 시험편 1 편에 세로 방향으로 연장되는 직선 상 중앙부에 200 ㎜ 사이의 표점을 세로 방향으로 기록하고, 인스트론형 인장 시험기로 그립 간격 200 ㎜, 인장 속도 200 ㎜/분으로 5 ％ 신장시의 모듈러스를 측정하는 것이다.
(8) 물결 구조 평가
신축성 인공 피혁의 두께 방향과 세로 방향으로 함께 평행한 단면을 주사형 전자 현미경으로 촬영하고, 두께 방향의 임의의 위치에 있어서의 세로 방향을 따른 5.0 ㎜ 에 있어서, 물결 구조의 피치 (즉, 골로부터 다음 산, 및 산으로부터 다음 골) 를 세어, 그 평균을 구하여 1 ㎜ 중에 존재하는 피치수로 하였다. 또, 상기 5.0 ㎜ 중에 보인 물결 구조에 있어서, 인접하는 산과 골의 높이 차 각각의 평균을 구하여 물결 구조의 평균 높이로 하면서, 피치의 세로 방향을 따른 평균 길이를 평균 피치로 하였다. 또한, 인접하는 산과 골의 높이 차는, 두께 방향을 따른 산과 골의 높이 차를 구하였다.
실시예 1
수용성 열가소성의 에틸렌 변성 폴리비닐알코올 (변성 PVA, 해 성분, 변성도 10 몰％) 과, 변성도 6 몰％ 의 이소프탈산 변성 폴리에틸렌테레프탈레이트 (변성 PET, 도 성분) 를, 해 성분/도 성분이 25/75 (질량비) 가 되도록 260 ℃ 에서 용융 복합 방사용 구금 (도수：25 도/섬유) 으로부터 토출하였다. 방사 속도가 3700 m/min 이 되도록 이젝터 압력을 조정하고, 평균 섬도가 2.1 데시텍스 (dtex) 인 해도형 장섬유를 네트 상에 포집하였다. 이어서, 표면 온도 42 ℃ 의 금속 롤로 네트 상의 해도형 장섬유로 이루어지는 시트를 가볍게 눌러, 표면의 보풀 발생을 억제하여 네트로부터 박리하고, 표면 온도 75 ℃ 의 금속 롤 (격자 무늬) 과 백 롤 사이에서 열 프레스하여 표면 섬유가 격자상으로 임시 융착된 겉보기 중량 34 g/㎡ 의 장섬유 웨브를 얻었다.
상기 장섬유 웨브에 유제 및 대전 방지제를 부여하고, 크로스 래핑에 의해 14 매 겹쳐 총 겉보기 중량이 480 g/㎡ 인 중첩 웨브를 제조하고, 추가로 바늘 부러짐 방지 유제를 스프레이하였다. 이어서, 바늘 선단으로부터 제 1 바브까지의 거리가 3.2 ㎜ 인 6 바브 바늘을 사용하고, 바늘 심도 8.3 ㎜ 로 양면으로부터 교대로 3300 펀치/㎠ 로 니들 펀치하였다. 이 니들 펀치 처리에 의한 면적 수축률은 68 ％ 이며, 니들 펀치 후의 낙합 부직포의 겉보기 중량은 580 g/㎡ 였다.
상기 낙합 부직포에 대해 10 질량％ 의 양의 물을 부여하여, 상대 습도 95 ％, 70 ℃ 의 분위기하에서, 열 처리에 의해 수축을 발생시키고, 부직포의 외관 밀도를 향상시켜, 치밀화된 부직포를 얻었다. 이 치밀화 처리에 의한 면적 수축률은 45 ％ 이며, 또 그 부직포의 겉보기 중량은 1050 g/㎡, 겉보기 밀도는 0.52 g/㎤ 였다. 이어서 그 치밀화 부직포를 건열 롤 프레스하고, 수계 폴리우레탄 에멀션을 함침 부여하고, 150 ℃ 에서 건조 및 큐어링을 실시하여, 고분자 탄성체 함유 부직포 시트를 얻었다. 이어서, 95 ℃ 의 열수 중에서 PVA 를 용해 제거하고, 수지 섬유 비율 R/F = 12/88 의 인공 피혁용 기체를 얻었다.
얻어진 인공 피혁용 기체를 주표면에 평행하게 슬라이스하여 2 분할하고, 분할면을 샌드 페이퍼로 버핑 처리하여 두께를 균일하게 하였다 (두께：0.75 ㎜). 이어서, 표면 (분할면의 반대면) 을 샌드 페이퍼로 기모 및 정모 처리하였다. 이어서, 액류 염색기를 사용하여 분산 염료로 염색 가공 및 건조시킨 후, 브러싱에 의한 정모 마무리를 하여 입모풍 인공 피혁을 얻었다 (두께 0.8 ㎜, 겉보기 중량 377/㎡, 겉보기 밀도 0.471 g/㎤). 입모풍 인공 피혁의 세로 방향의 강력 신도 곡선을 도 3 (비교예 1) 에, 두께 방향 및 세로 방향으로 평행한 단면의 주사형 전자 현미경 사진을 도 6, 7 에 나타내었다.
상기 입모풍 인공 피혁을, 가습부와, 가습부로부터 연속적으로 보내져 오는 인공 피혁을 수축 가공하고, 가열 처리하는 수축 가열부 (도 1 의 수축 처리 장치) 와, 이 수축 가열부에서 수축 가공된 인공 피혁을 추가로 가열 처리 (히트 세트) 하기 위한 드럼을 갖는 히트 세트부를 구비한, 수축 가공 장치 (코마츠바라 철공 주식회사 제조, 샌포라이징기) 를 사용하여, 반송 속도 10 m/분으로 처리하여 세로 방향 (길이 방향) 으로 9.2 ％ 수축시켜 신축성 인공 피혁을 얻었다. 이 때, 가습부에서는, 스팀 처리하여, 원반 온도가 45 ℃ 가 되도록 인공 피혁을 가습 및 가열하였다. 또, 수축 가열부의 드럼 온도 120 ℃, 히트 세트부의 드럼 온도 120 ℃ 였다. 또한, 수축 가열 후의 인공 피혁을 탄성체 시트로부터 떼어 놓은 직후 및 히트 세트부를 통과한 직후에 25 ℃ 이하의 에어를 내뿜어 인공 피혁을 70 ℃ 이하로 냉각시킴과 함께, 인공 피혁의 수축 가열부와 히트 세트부 사이의 반송을 벨트 반송으로 실시하고, 또, 히트 세트부에서 히트 세트한 후에도, 인공 피혁은 벨트 반송하였다.
신축성 인공 피혁의 세로 방향의 강력 신도 곡선을 도 3 에, 세로 방향, 가로 방향의 강력 신도 곡선으로서, 확대하여 나타낸 그래프를 도 10, 도 11 에 나타내었다. 두께 방향 및 세로 방향으로 평행한 단면의 주사형 전자 현미경 사진을 도 4, 5 에 나타내었다. 또, 얻어진 신축성 인공 피혁의 평가 결과를 제 1 표에 나타내었다.
실시예 2
도 성분이 변성도 6 몰％ 의 이소프탈산 변성 폴리에틸렌테레프탈레이트, 해 성분이 폴리에틸렌인 해도형 복합 섬유 스테이플 (도 성분：해 성분 = 60：40 (질량비)；섬도 4.0 dtex；섬유 길이 51 ㎜；권축수 12 크림프/inch) 를 카드, 크로스 래핑하여 웨브를 작성하였다.
그 웨브를 1200 펀치/㎠ 의 니들 펀치를 실시하여 낙합 처리하고, 이어서, 90 ℃ 의 열수 중에서 수축시킴으로써, 겉보기 중량 750 g/㎡ 의 낙합 부직포를 얻었다.
얻어진 낙합 부직포에 폴리에테르계 폴리우레탄의 15 ％ 디메틸포름아미드 (DMF) 용액을 함침한 후, DMF 와 물의 혼합액욕 중에 침지하여 폴리우레탄을 습식 응고하였다. 잔존하는 DMF 를 수세 제거한 후, 85 ℃ 의 톨루엔욕 중에서 해 성분의 폴리에틸렌을 추출 제거하고, 100 ℃ 의 열수욕 중에서 잔존하는 톨루엔을 공비 제거하고, 건조시킴으로써, 겉보기 중량 675 g/㎡, 두께 1.5 ㎜ 의 인공 피혁용 기체를 얻었다.
얻어진 인공 피혁용 기체의 이면을 180 번의 샌드 페이퍼에 의해 2 회 버핑하여, 이면을 평활하게 하면서 두께를 0.65 ㎜ 로 하였다. 이어서, 표면을 240 번의 샌드 페이퍼로 2 회 및 400 번의 샌드 페이퍼로 2 회 순차 버핑하여 폴리에틸렌테레프탈레이트 극세 섬유로 이루어지는 입모면을 형성한 입모풍 인공 피혁을 얻었다.
이어서, 액류 염색기를 사용하여 분산 염료로 염색 및 건조시킨 후, 브러싱에 의한 정모 마무리를 하여 염색 입모풍 인공 피혁을 얻었다 (두께 0.65 ㎜, 겉보기 중량 304/㎡, 겉보기 밀도 0.468 g/㎤).
상기 염색 입모풍 인공 피혁을 실시예 1 과 동일하게 수축 가공 장치를 사용하여 처리하고, 세로 방향으로 3 ％ 수축시켰다.
얻어진 신축성 인공 피혁의 평가 결과를 제 1 표에 나타내었다. 또, 강력 신도 곡선을 도 12, 도 13 에 나타내었다.
실시예 3
도 성분이 나일론 6, 해 성분이 폴리에틸렌인 해도형 복합 섬유 스테이플 (도 성분：해 성분 = 50：50 (질량비)；섬도 3.5 dtex；섬유 길이 51 ㎜；권축수 12 크림프/inch) 를 카드, 크로스 래핑하여 웨브를 작성하였다.
그 웨브를 400 펀치/㎠ 의 니들 펀치를 실시하여 낙합 처리하고, 겉보기 중량 370 g/㎡ 의 낙합 부직포를 얻었다.
얻어진 낙합 부직포에 폴리에테르계 폴리우레탄의 22 ％ DMF 용액을 함침한 후, DMF 와 물의 혼합액욕 중에 침지하여 폴리우레탄을 습식 응고하였다. 잔존하는 DMF 를 수세 제거한 후, 85 ℃ 의 톨루엔욕 중에서 해 성분의 폴리에틸렌을 추출 제거하고, 100 ℃ 의 열수욕 중에서 잔존하는 톨루엔을 공비 제거하고, 건조시킴으로써, 겉보기 중량 295 g/㎡, 두께 0.8 ㎜ 의 인공 피혁용 기체를 얻었다.
얻어진 인공 피혁용 기체의 이면을 180 번의 샌드 페이퍼에 의해 2 회 버핑하여, 이면을 평활하게 하면서 두께를 0.7 ㎜ 로 하였다. 이어서, 표면을 240 번의 샌드 페이퍼로 2 회 및 400 번의 샌드 페이퍼로 2 회 순차 버핑하여 나일론 6 극세 섬유로 이루어지는 입모면을 형성한 입모풍 인공 피혁을 얻었다.
이어서, 액류 염색기를 사용하여 함금 염료로 염색 및 건조시킨 후, 브러싱에 의한 정모 마무리를 하여 염색 입모풍 인공 피혁을 얻었다 (두께 0.50 ㎜, 겉보기 중량 177 g/㎡, 겉보기 밀도 0.354 g/㎤).
상기 염색 입모풍 인공 피혁을 실시예 1 과 동일하게 수축 가공 장치를 사용하여 처리하고, 세로 방향으로 2 ％ 수축시켰다.
얻어진 신축성 인공 피혁의 평가 결과를 제 1 표에 나타내었다. 또, 강력 신도 곡선을 도 14, 도 15 에 나타내었다.
실시예 4
해 성분 폴리머인 PVA 와 도 성분 폴리머인 변성도 6 몰％ 의 이소프탈산 변성 폴리에틸렌테레프탈레이트를, 해 성분/도 성분이 25/75 (질량비) 가 되도록 260 ℃ 의 용융 복합 방사용 구금 (도수：25 도/섬유) 으로부터 토출하였다. 그리고, 방사 속도가 3700 m/분이 되도록 이젝터 압력을 조정하고, 평균 섬도 2.1 데시텍스의 해도형 섬유를 네트 상에 퇴적한 스펀본드 시트를 얻었다. 다음으로, 표면 온도 42 ℃ 의 금속 롤로 네트 상의 스펀본드 시트를 가볍게 누름으로써 표면의 보풀 발생을 억제하였다. 그리고 스펀본드 시트를 네트로부터 박리하였다. 다음으로, 표면 온도 55 ℃ 의 격자 무늬의 금속 롤과 백 롤 사이에서 스펀본드 시트를 열 프레스함으로써, 표층의 해도형 섬유가 격자상으로 임시 융착된 겉보기 중량 28 g/㎡ 의 장섬유 웨브를 얻었다.
상기 장섬유 웨브에 유제 및 대전 방지제를 부여하고, 크로스 래핑에 의해 8 매 겹쳐 총 겉보기 중량이 218 g/㎡ 인 중첩 웨브를 제조하고, 추가로 바늘 부러짐 방지 유제를 스프레이하였다. 그리고, 바늘 선단으로부터 제 1 바브까지의 거리가 3.2 ㎜ 인 6 바브 바늘을 사용하고, 중첩 웨브를 바늘 심도 8.3 ㎜ 로 양면으로부터 교대로 3300 펀치/㎠ 로 니들 펀치함으로써 낙합 부직포를 얻었다. 또한, 니들 펀치 처리에 의한 면적 수축률은 68 ％ 였다. 또, 얻어진 낙합 부직포의 겉보기 중량은 311 g/㎡ 였다.
다음으로, 낙합 부직포를 70 ℃ 의 열수 중에 28 초간 침지하는 것에 의한 수축 처리를 실시하였다. 그리고, 95 ℃ 의 열수 중에서 딥닙 처리를 반복함으로써 해 성분 폴리머인 변성 PVA 를 용해 제거하였다. 변성 PVA 를 용해 제거함으로써, 평균 섬도 0.09 데시텍스의 25 개의 극세 섬유로 이루어지는 섬유 다발이 3 차원적으로 교락된 극세화 부직포를 얻었다. 또한, 수축 처리에 의한 면적 수축률은 52 ％ 였다. 또, 극세화 부직포의 겉보기 중량은 446 g/㎡, 겉보기 밀도는 0.602 g/㎤ 였다.
다음으로, 버핑에 의해 극세화 부직포의 두께를 0.9 ㎜ 로 조정하였다. 그리고, 얻어진 극세화 부직포에 대해, 고형분 농도 60 질량％ 의 수계 아크릴 에멀션 300 질량부 및 안료 90 질량부를 포함하는 분산액을 패터를 사용하여 라인 속도 6 m/분으로 2 회의 딥닙에 의해 함침시켰다. 또한, 수계 에멀션 중의, 아크릴 수지의 고형분 농도는 180 g/ℓ 이고, 안료의 고형분 농도는 90 g/ℓ 였다. 그리고, 표면측으로부터 120 ℃ 의 열풍을 내뿜어 건조시킴으로써 아이스 그레이색의 아크릴계 탄성체를 표층에 마이그레이션시켜 응고시키고 반은부조 인공 피혁을 얻었다 (두께 0.88 ㎜, 겉보기 중량 437 g/㎡, 겉보기 밀도 0.497 g/㎤).
상기 반은부조 인공 피혁을 실시예 1 과 동일하게 수축 가공 장치를 사용하여 처리하고, 세로 방향으로 10.6 ％ 수축시켰다.
얻어진 신축성 인공 피혁의 평가 결과를 제 1 표에 나타내었다. 또, 강력 신도 곡선을 도 16, 도 17 에 나타내었다.
비교예 1 ∼ 4
수축 가공을 실시하지 않은 것 이외에는 실시예 1 ∼ 4 와 동일하게 하여 인공 피혁을 얻었다. 평가 결과를 제 2 표에 나타내었다. 또, 비교예 1 의 인공 피혁의 세로 방향의 강력 신도 곡선에 나타낸다. 또한, 비교예 1 ∼ 4 의 인공 피혁의 세로 방향, 가로 방향의 강력 신도 곡선은 도 10 ∼ 17 에 나타낸다. 또, 비교예 1 의 두께 방향 및 세로 방향으로 평행한 단면의 주사형 전자 현미경 사진을 도 6, 7 에 나타낸다.
Figure 112019050211407-pat00001
Figure 112019050211407-pat00002
실시예 5
도 성분이 나일론 6, 해 성분이 폴리에틸렌인 해도형 복합 장섬유 (도 성분：해 성분 = 50：50 (질량비)；섬도 3.5 dtex) 를 사용하여 장섬유 웨브를 작성하였다.
그 웨브를 400 펀치/㎠ 의 니들 펀치를 실시하여 낙합 처리하고, 겉보기 중량 780 g/㎡ 의 낙합 부직포를 얻었다.
얻어진 낙합 부직포에 폴리에테르계 폴리우레탄의 22 ％ DMF 용액을 함침한 후, DMF 와 물의 혼합액욕 중에 침지하여 폴리우레탄을 습식 응고하였다. 잔존하는 DMF 를 수세 제거한 후, 85 ℃ 의 톨루엔욕 중에서 해 성분의 폴리에틸렌을 추출 제거하고, 100 ℃ 의 열수욕 중에서 잔존하는 톨루엔을 공비 제거하고, 건조, 두께 방향으로 2 분할함으로써, 겉보기 중량 325 g/㎡, 두께 0.77 ㎜ 의 인공 피혁용 기체를 얻었다.
얻어진 인공 피혁용 기체의 이면을 180 번의 샌드 페이퍼에 의해 2 회 버핑하여, 이면을 평활하게 하면서 두께를 0.7 ㎜ 로 하였다. 이어서, 표면을 240 번의 샌드 페이퍼로 2 회 및 400 번의 샌드 페이퍼로 2 회 순차 버핑하여 나일론 6 극세 섬유로 이루어지는 입모면을 형성한 입모풍 인공 피혁을 얻었다 (두께 0.61 ㎜, 겉보기 중량 261 g/㎡, 겉보기 밀도 0.428 g/㎤).
상기 입모풍 인공 피혁을 실시예 1 과 동일하게 수축 가공 장치를 사용하여 처리하고, 세로 방향으로 4.8 ％ 수축시켰다.
얻어진 신축성 인공 피혁의 평가 결과를 제 3 표에 나타내었다.
실시예 6
해 성분 폴리머인 PVA 와 도 성분 폴리머인 변성도 6 몰％ 의 이소프탈산 변성 폴리에틸렌테레프탈레이트를, 해 성분/도 성분이 25/75 (질량비) 가 되도록 260 ℃ 의 용융 복합 방사용 구금 (도수：25 도/섬유) 으로부터 토출하였다. 그리고, 방사 속도가 3700 m/분이 되도록 이젝터 압력을 조정하고, 평균 섬도 2.1 데시텍스의 해도형 섬유를 네트 상에 퇴적한 스펀본드 시트를 얻었다. 다음으로, 표면 온도 42 ℃ 의 금속 롤로 네트 상의 스펀본드 시트를 가볍게 누름으로써 표면의 보풀 발생을 억제하였다. 그리고 스펀본드 시트를 네트로부터 박리하였다. 다음으로, 표면 온도 55 ℃ 의 격자 무늬의 금속 롤과 백 롤 사이에서 스펀본드 시트를 열 프레스함으로써, 표층의 해도형 섬유가 격자상으로 임시 융착된 겉보기 중량 32 g/㎡ 의 장섬유 웨브를 얻었다.
상기 장섬유 웨브에 유제 및 대전 방지제를 부여하고, 크로스 래핑에 의해 12 매 겹쳐 총 겉보기 중량이 370 g/㎡ 인 중첩 웨브를 제조하고, 추가로 바늘 부러짐 방지 유제를 스프레이하였다. 그리고, 바늘 선단으로부터 제 1 바브까지의 거리가 3.2 ㎜ 인 6 바브 바늘을 사용하고, 중첩 웨브를 바늘 심도 8.3 ㎜ 로 양면으로부터 교대로 3300 펀치/㎠ 로 니들 펀치함으로써 낙합 부직포를 얻었다. 또한, 니들 펀치 처리에 의한 면적 수축률은 70 ％ 였다. 또, 얻어진 낙합 부직포의 겉보기 중량은 528 g/㎡ 였다.
다음으로, 낙합 부직포를 70 ℃ 의 열수 중에 28 초간 침지하는 것에 의한 수축 처리를 실시하였다. 그리고, 95 ℃ 의 열수 중에서 딥닙 처리를 반복함으로써 해 성분 폴리머인 변성 PVA 를 용해 제거하였다. 변성 PVA 를 용해 제거함으로써, 평균 섬도 0.09 데시텍스의 25 개의 극세 섬유로 이루어지는 섬유 다발이 3 차원적으로 교락된 극세화 부직포를 얻었다. 또한, 수축 처리에 의한 면적 수축률은 50 ％ 였다. 또, 극세화 부직포의 겉보기 중량은 780 g/㎡, 겉보기 밀도는 0.610 g/㎤ 였다.
다음으로, 버핑에 의해 극세화 부직포의 두께를 1.25 ㎜ 로 조정하였다. 그리고, 얻어진 극세화 부직포에 대해, 고형분 농도 60 질량％ 의 수계 아크릴 에멀션 300 질량부 및 안료 90 질량부를 포함하는 분산액을 패터를 사용하여 라인 속도 4 m/분으로 복수 회의 딥닙에 의해 함침시켰다. 또한, 수계 에멀션 중의, 아크릴 수지의 고형분 농도는 180 g/ℓ 이며, 안료의 고형분 농도는 90 g/ℓ 였다. 그리고, 표면측으로부터 120 ℃ 의 열풍을 내뿜어 건조시킴으로써 아이스 그레이색의 아크릴계 탄성체를 표층에 마이그레이션시켜 응고시키고 반은부조 인공 피혁을 얻었다 (두께 1.26 ㎜, 겉보기 중량 744 g/㎡, 겉보기 밀도 0.590 g/㎤).
상기 반은부조 인공 피혁을 실시예 1 과 동일하게 수축 가공 장치를 사용하여 처리하고, 세로 방향으로 10.6 ％ 수축시켜, 신축성 인공 피혁을 얻었다.
얻어진 신축성 인공 피혁의 평가 결과를 제 3 표에 나타내었다.
실시예 7
도 성분이 폴리에틸렌테레프탈레이트, 해 성분이 폴리에틸렌인 해도형 복합 섬유 스테이플 (도 성분：해 성분 = 65：35 (질량비)；섬도 4.5 데시텍스；섬유 길이 51 ㎜) 를 카드, 크로스 래핑하여 웨브를 작성하였다.
그 웨브를 1500 펀치/㎠ 의 니들 펀치를 실시하여 낙합 처리하고, 겉보기 중량 890 g/㎡ 의 낙합 부직포를 얻었다.
얻어진 낙합 부직포에 폴리에테르계 폴리우레탄의 14 ％ DMF 용액을 함침한 후, DMF 와 물의 혼합액욕 중에 침지하여 폴리우레탄을 습식 응고하였다. 잔존하는 DMF 를 수세 제거한 후, 85 ℃ 의 톨루엔욕 중에서 해 성분의 폴리에틸렌을 추출 제거하고, 100 ℃ 의 열수욕 중에서 잔존하는 톨루엔을 공비 제거하여 건조시켜, 인공 피혁용 기체를 얻었다.
얻어진 인공 피혁용 기체의 이면을 180 번의 샌드 페이퍼에 의해 2 회 버핑하여, 이면을 평활하게 하면서 두께를 0.78 ㎜ 로 하였다. 이어서, 표면을 240 번의 샌드 페이퍼로 2 회 및 400 번의 샌드 페이퍼로 2 회 순차 버핑하여 폴리에틸렌테레프탈레이트 극세 섬유로 이루어지는 입모면을 형성하고, 인공 피혁용 기체를 입모풍 인공 피혁으로 하였다 (두께 0.78 ㎜, 겉보기 중량 340 g/㎡, 겉보기 밀도 0.436 g/㎤).
그 입모풍 인공 피혁을 실시예 1 과 동일하게 수축 가공 장치를 사용하여 처리하고, 세로 방향으로 5.4 ％ 수축시켜, 신축성 인공 피혁을 얻었다.
얻어진 신축성 인공 피혁의 평가 결과를 제 3 표에 나타내었다.
비교예 5 ∼ 7
수축 가공을 실시하지 않은 것 이외에는 실시예 5 ∼ 7 과 동일하게 하여 인공 피혁을 얻었다. 평가 결과를 제 4 표에 나타내었다.
Figure 112019050211407-pat00003
Figure 112019050211407-pat00004
실시예 1, 2, 4, 6, 7 에서 얻어진 신축성 인공 피혁은, 세로 방향을 따른 마이크로인 물결 구조를 갖고, 신장 계수가 양호했기 때문에, 저신장시의 신장성이 우수하고, 신장 멈춤감도 양호한 것이 되었다. 그리고, 고밀도로 기계적 물성이 우수하면서, 부드럽고 유연하며 충실감이 있는 질감을 갖는 것이며, 굴곡하면 섬세한 주름이 균일하게 생겨, 카 시트, 스포츠 슈즈용 인공 피혁으로서 매우 우수한 소재였다.
또, 실시예 1, 2, 4, 6, 7 에서 얻어진 신축성 인공 피혁은, 신도 5 ％ 에 있어서의 강력이 작은 한편, 신도 20 ％ 에 있어서의 강력이 비교적 커졌기 때문에, 인테리어, 시트, 신발 등의 용도에 있어서 양호한 성형성을 나타내고, 성형 후의 형태 안정성도 우수한 소재였다. 또, 얻어진 신축성 인공 피혁은 절곡시의 원반의 둥근감을 부여할 수 있고, 또한, 질감의 충실감을 양립하는 소재였다.
실시예 3, 5 에서 얻어진 인공 피혁은 기계적 수축 처리 및 히트 세트를 실시하였지만 물결 구조가 형성되지 않았기 때문에, 저신장시의 신장성 또는 신장 멈춤감이 약간 떨어지고, 질감은 다소 딱딱하였다. 그러나, 기계적 수축 처리 및 히트 세트를 실시하였던 것에 따라, 세로 방향의 신축성이 우수하고, 유연한 질감을 겸비하고, 고밀도로 기계적 물성이 우수하면서 유연하고, 또한 굴곡하면 섬세한 주름이 균일하게 생겨, 의료용, 스포츠 슈즈용 인공 피혁으로서 어느 정도 우수한 소재였다.
한편 제 2, 4 표로부터 분명한 바와 같이, 비교예의 인공 피혁은, 실시예 1 ∼ 7 의 신축성 인공 피혁과 비교하여 세로 방향의 신장성이나 신장 멈춤감이 부족하고, 질감이 딱딱한 것이었다.
산업상 이용가능성
본 발명에 의하면, 세로 방향으로 적당한 신장성과 신장 멈춤감을 갖는 신축성 인공 피혁을 얻을 수 있고, 착용감이나 성형 가공성이 우수하므로, 의료, 가구, 카 시트, 신발, 스포츠 슈즈, 그 밖의 피혁 제품의 제조에 바람직하게 사용할 수 있다.
1 : 인공 피혁
2 : 드럼
3 : 벨트
4 : 프레셔 롤러
5a, 5b : 턴 롤러
6 : 수축된 인공 피혁
11 : 금속 롤러
12 : 두꺼운 고무부
13 : 고무 롤러
14 : 수축된 인공 피혁

Claims (13)

  1. 극세화 가능 섬유를 웨브로 하는 공정,
    얻어진 웨브를 낙합하여 낙합 (絡合) 부직포를 제조하는 공정,
    상기 부직포 중의 극세화 가능 섬유를 극세화하여, 인공 피혁용 기체를 제조하는 공정,
    얻어진 인공 피혁용 기체를 사용하여 인공 피혁을 제조하는 공정, 및
    얻어진 인공 피혁을 세로 방향으로 5 ∼ 40 ％ 신장시킨 탄성체 시트에 밀착시키고, 그 탄성체 시트의 신장 상태를 완화함으로써 탄성체 시트를 세로 방향으로 수축시키면서, 그 인공 피혁을 세로 방향으로 수축시키고, 그 인공 피혁을 수축 상태로 가열 처리하고, 이어서, 그 인공 피혁을 탄성체 시트로부터 떼어 놓는 공정 을 포함하는 신축성 인공 피혁의 제조 방법으로서,
    이 때, 상기 탄성체 시트를 실린더의 롤러의 표면에 접하면서 주행시키고, 만곡한 탄성체 시트의 내외주 (內外周) 차를 이용하여, 또는 상기 탄성체 시트를 압축했을 때의 신장을 이용하여 탄성 시트를 세로 방향으로 신장시키고, 이어서, 신장 상태를 완화함으로써 그 탄성체 시트를 세로 방향으로 수축시킴으로써, 상기 인공 피혁을 진행 방향으로 수축시키고,
    상기 탄성체 시트는 상기 인공 피혁을 사이에 파지하도록 실린더를 따라 주행하면서, 상기 인공 피혁측의 면이 세로 방향으로 수축하고,
    상기 탄성체 시트와 인공 피혁의 외관의 동마찰 계수가 0.8 ∼ 1.7, 상기 실린더와 인공 피혁의 동마찰 계수가 0.5 이하인
    인공 피혁의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 낙합 부직포 또는 인공 피혁용 기체에 고분자 탄성체를 함침하고, 고화 하는 공정을 추가로 구비하는 신축성 인공 피혁의 제조 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 탄성체 시트가 천연 고무 또는 합성 고무의 시트인 신축성 인공 피혁의 제조 방법.
  4. 삭제
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 탄성체 시트의 두께가 40 ∼ 75 ㎜ 인 신축성 인공 피혁의 제조 방법.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 실린더가 가열 실린더인 신축성 인공 피혁의 제조 방법.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    인공 피혁을 탄성체 시트에 밀착시키기 전에, 인공 피혁을 예열 처리, 가습 처리, 또는 그 쌍방의 처리를 하는 신축성 인공 피혁의 제조 방법.
  10. 제 2 항에 있어서,
    상기 고분자 탄성체가 폴리우레탄 수계 에멀션의 고화물인 신축성 인공 피혁의 제조 방법.
  11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    극세 섬유가 비탄성 섬유인 신축성 인공 피혁의 제조 방법.
  12. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 인공 피혁을 탄성체 시트로부터 떼어 놓은 직후에 인공 피혁을 85 ℃ 이하로 냉각시키거나, 벨트 반송하는 신축성 인공 피혁의 제조 방법.
  13. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 인공 피혁을 탄성체 시트로부터 떼어 놓는 공정에 있어서, 얻어진 인공 피혁을 세로 방향으로 5 ∼ 40 % 신장시킨 탄성체 시트에 접착 수단을 사용하지 않고 밀착시키고, 그 탄성체 시트의 신장 상태를 완화함으로써 탄성체 시트를 세로 방향으로 수축시킴과 함께 그 인공 피혁을 세로 방향으로 수축시키고, 그 인공 피혁을 수축 상태로 가열 처리하고, 이어서 그 인공 피혁을 탄성체 시트로부터 떼어 놓는 신축성 인공 피혁의 제조 방법.
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