KR102076256B1 - 극세사 스웨이드-유사 합성 부직포의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 극세사 스웨이드-유사 합성 부직포의 제조 방법에 관한 것으로, 유기 용매를 필요로 하지 않으며, 최종 생성물이 우수한 촉감(good hand), 뛰어난 황변 저항성 및 높은 내구성을 갖게 하는 방법에 관한 것이다. 이 방법은 해도형(sea/island) 섬유의 펠트의 니들 펀칭; (a) 적어도 94%의 비누화도를 갖는 PVOH의 수용액으로의 함침, 또는 (b)열수로의 함침 후, 냉 PUR로의 함침; 바다 성분의 제거; PUR로의 함침; PUR의 응결; PVOH의 제거; 표면 그라인딩; 염색; 및 두 장으로의 분할을 포함한다.

Description

극세사 스웨이드-유사 합성 부직포의 제조 방법{PROCESS FOR THE PREPARATION OF A NON-WOVEN MICROFIBROUS SUEDE-LIKE SYNTHETIC FABRIC}
본 발명은 극세사(microfibrous) 스웨이드-유사 합성 부직포의 제조 방법에 관한 것으로, 유기 용매를 필요로 하지 않으며, 최종 생성물이 우수한 촉감(good hand), 뛰어난 황변 저항성 및 높은 내구성을 갖게 하는 방법에 관한 것이다.
"해도형(海島型, island-in-the-sea)"으로 불리는 섬유로부터 극세사 스웨이드-유사 부직포를 제조하는 방법은 선행기술로 공지되어 있다. 이 기법에 따라, 2성분(bicomponent) 섬유가 제조되며, 상기 2성분 섬유는 "섬(island)" 유형의 성분이 나머지 "바다(sea)" 성분에 완전히 둘러싸인 구조이다. 이 섬유는 방적돌기(spinneret)에 두가지 고분자 성분을 투입함으로써 얻어지며, 이 기술분야에서 알려진 방법을 사용하여 처리된다(예를 들어, 미국특허등록 제3,532,368호, 미국특허등록 제3,889,292호 및 미국특허등록 제3,531,368호 참조). 일반적으로, 이렇게 얻어진 섬유는 니들 펀칭(needle punching) 방법에 의해 펠트(felt)를 제조하는데 사용되며, 그 다음, 여러가지 성분을 고정 및/또는 제거하기 위하여 수용액 및 유기용매로 함침하는 여러 단계를 거치게 된다. 스웨이드와 유사한 외관을 갖는 부직포를 제조하기 위하여, 니들 펀칭으로 얻은 펠트는 일반적으로 폴리비닐알코올(PVA) 수용액으로 첫번째 함침을 거친 다음, "바다" 성분, 예컨대 트리클로로에틸렌에 용해시킨다. 생성된 극세사 중간물질을 유기용매(예컨대, DMF)에서 폴리우레탄(PU) 용액으로 다시 함침시킨다. 마지막으로, 1회 이상의 마감 처리 후에, PVA를 제거하고, 그 결과 얻어진 생성물을 "스플리팅(splitting)" 단계를 포함하는 마감 처리를 거치게 한 뒤, 각각 에머리 가공(emersing) 및 염색을 실시한다.
수용액 또는 유기용매의 형태로 두번의 함침 단계가 모두 PU에서 수행되는 부직포의 제조 방법도 선행기술로 알려져 있다(예를 들어, 유럽특허공개 제1353006호 참조).
해도형 섬유를 형성하고, 그 다음 유기 용매 없이 PVA 및 PU로 함침하는 것을 포함하는 부직포의 제조 방법이 최근에 개발되었다(유럽특허공개 제1243691호 참조). 보편적으로 사용되는 유기 용매(예컨대, DMF 및 트리클로로에틸렌) 대신 물을 사용하면 경제 및 환경 면에서 상당한 이점을 가지며 촉감 및 저항성과 관련된 바람직한 특성을 유지할 수 있는 완제품을 얻을 가능성이 있긴 하지만, 우수한 촉감과 함께 뛰어난 황변 저항성 및 높은 내구성을 제공하는 부직포를 실현시킬 수 있고, 환경에 대한 영향이 적거나 환경친화적인 방법으로 인식되며, 제조비용이 낮은 방법의 개발이 여전히 요구된다. 그러나, 전술한 방법은 건강에 잠재적으로 위험한 몇가지 재료, 예컨대 붕산의 사용을 수반한다. 더욱이, 바다 성분의 용해 조건하에서 붕산과 복합된 PVA의 부분적 용해도와 관련된 방법의 변형은 일반적으로 방법의 효율 저하를 가져올 수 있는 측면이 있다.
본 출원인은 뛰어난 저항성 및 촉감, 개선된 염색 저항성을 제공하여 매우 얇은 소재를 생산할 수 있으며, 높은 내구성 및 황변에 대한 저항성을 갖는 패브릭을 얻을 수 있는, 용매로서 물 사용을 허용하는 극세사 비직조 소재의 제조 방법을 발견하게 되었다.
따라서, 본 발명의 첫번째 측면은 극세사 부직포의 제조 방법에 관한 것으로,
a. 니들 펀칭(needle punching)을 통해 "해도형(island-in-the-sea)"의 2성분 섬유의 펠트를 제조하는 단계,
b. 적어도 94%의 비누화도를 갖는 폴리비닐알코올(PVA) 수용액으로 상기 펠트를 열간 함침(hot impregnation)하거나, 또는 물로 상기 펠트를 열간 함침한 다음 폴리우레탄(PU)으로 냉간 함침(cold impregnation)하는 단계,
c. 단계 b의 중간 생성물로부터 바다(sea) 성분을 제거하는 단계,
d. 상기 극세사 중간 생성물을 PU로 함침하는 단계,
e. 응결에 의해 상기 극세사 중간 생성물에 PU를 고정하고, 단계 b에서 첨가되었을 수 있는 PVA를 제거하는 단계,
f. 상기 얻어진 소재의 한면 또는 양면에 에머리 가공(emersing), 염색 및 스플리팅을 적용하되, 좋기로는 기재된 순서대로 수행하는 것인 단계를 포함한다.
본 발명의 방법에 따라 생산된 소재는, 예컨대 직물 받침(fabric backing)에 접착, 레진으로 코팅, 내화(fireproofing), 및/또는 두께를 더 감소시키는 것을 포함하는 후처리 과정으로서, 접촉 표면을 증가시키거나 개질할 필요가 있을 경우, 블레이드와 접촉하는 면에서 더욱 에머리 가공될 수 있다.
추가적 일 측면에서, 본 발명은 본 발명의 방법에 따라 제조된(또는 제조가능한) 극세사 스웨이드-유사 합성 부직포에 관한 것이다.
본 발명의 추가적 특성 및 장점을 첨부한 도면을 참조하여 이하에서 설명할 것이다:
- 도 1은 높은 비누화도를 갖는 PVA의 수용액으로 함침된 극세사 중간 생성물의 일부로서, 이 생성물은 건조된 펠트로부터 바다(sea) 성분을 제거한 후(즉, 단계 c 후) 얻어진 것이다. PVA의 분포가 가장자리에서 가장 명백하다.
- 도 2는 높은 비누화도를 갖는 PVA의 수용액으로 함침된 극세사 중간 생성물(도 1에 나타냄)을 상세하게 나타낸 것으로서, 이 생성물은 건조된 펠트로부터 바다 성분을 제거한 후(즉, 단계 c 후) 얻어진 것이며, 바다 성분이 용해되어 완전히 제거된 PET의 극세사 섬(islands)이 분명하게 드러난다.
더욱 구체적으로, 본 발명의 방법에서, 단계 a에 따른 펠트의 제조는 "해도형"의 2성분 섬유를 니들 펀칭하여 이루어진다. 해도형의 2성분 섬유는 이 기술분야에 알려진 기법에 따라 제조될 수 있는데, 이는 두가지 순수한 폴리머 또는 두가지 폴리머 혼합물을 방적돌기에 주입하여 두 폴리머 성분 중 하나의 성분("바다")이 다양한 "섬"을 형성하는 다양한 고분자 필라멘트로 구성되는 나머지 성분을 완전히 둘러싸는 과정을 포함한다. 이와 관련하여, 섬 성분은 개질된 폴리에스테르, 양이온성 폴리에스테르, 나일론 또는 기타 폴리아미드류, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리메틸렌 테레프탈레이트(PTT), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT) 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 중에서 선택되며, PET가 특히 바람직하다.
바다 성분의 예로는 방사가능한 폴리머로 대표되며, 좋기로는 폴리비닐알코올(PVA), PVA를 함유하는 폴리스티렌 코폴리머(co-PVA-PS), PVA를 함유하는 코폴리에스테르(co-PVA-PES), 및 5-설포이소프탈산 또는 그 나트륨염을 함유하는 코폴리에스테르(co-PES) 중에서 선택되며, 후자가 특히 바람직하다.
바다 성분 및 섬 성분 모두 혼합물로 사용될 수 있는데, 섬 성분에 있어서는 무기 피그먼트들 중에서 선택된 첨가 성분과 혼합하여 사용될 수 있고, 바다 성분에 있어서는, 중간 펠트 생성물의 사출 및 생산 단계 중에 시스(sheath)의 파손을 촉진하는 양립불가능한 폴리머와 혼합하여 사용될 수 있다.
특히 바람직한 일 구현예에서, 단계 a에 따른 펠트는, 섬 성분에서는 무기 피그먼트와 혼합될 수 있으며, 바다 성분에서는 양립불가능한 폴리머와 혼합될 수 있는, PET 및 Co-PES으로 이루어진 2성분 섬유를 니들 펀칭하여 제조된다.
2성분 섬유는 방적돌기에 의해 신속하고 효율적으로 두 성분의 방사가 가능하도록 하는 섬 성분과 바다 성분 간의 비율을 갖는다. 상기 섬/바다 비율은 좋기로는 20/80 내지 80/20 범위이며, 더욱 좋기로는 50/50 내지 80/20 범위이다. 니들 펀칭 공정 전에, 상기 2성분 섬유는 보통 공지된 선행기술 방법에 따라 처리되는데, 이 방법은 얻어진 섬유의 굵기(titre)를 감소시키는 것뿐 아니라, 사출 방향으로의 거대분자의 배향성, 물리적 및 기계적 성질을 개선하도록 윤활제 중에 사출하는 단계들을 포함하며, 여기서 물리적 및 기계적 성질은 좋은 품질의 제품을 생산하기 위하여 특히 요구되는 특성이다. 바람직한 일 구현예에서, 사출되기 전에, 섬유는 6.5 내지 19.4 dtex 범위, 좋기로는 9.2 내지 17 dtex 범위의 굵기를 가진다. 또한, 사출은 2 내지 5의 범위, 좋기로는 2.1 내지 3.9의 범위에서 일반적으로 다양한 비율로 수행된다. 단계 a의 마지막에, 좋기로는 2 내지 4 mm 두께의 펠트가 얻어지며, 펠트의 겉보기 밀도는 0.1 내지 0.5 g/cm3 범위, 더욱 좋기로는 0.15 내지 0.3 g/cm3 범위이다. 유리하게는, 이 공정의 조건에서, 상기 밀도 및 두께 값은, 우수한 촉감, 부드러움, 외관 및 기계적 강도를 갖는 최종 부직 제품을 제조하기 위하여 최적인 것으로 증명된다.
단계 a의 결과 얻어진 펠트는 본 방법의 단계 b에 따라 함침된다. 실제로, 펠트를 함침하는 단계는, 일단 건조되고 고온에서 처리되면 바다 성분의 제거 조건하에 단지 소량만 용해되는 특성을 갖는 PVA의 고온의 수용액에 펠트를 접촉시켜 이루어질 수 있다. 대안적으로, 단계 b는 열수(hot water)로 수축시킨 후에 수용성 매질 중에서 PU로 냉간 함침하여 이루어질 수 있다. 후자의 경우, 열수 수축 후에 펠트는 좋기로는 건조 단계를 거치고, 그런 다음 수용성 매질 중에 PU로 냉간 함침된다. 별도로 규정되지 않는 한, "열수 수축"은 적어도 50℃, 좋기로는 60 내지 99℃ 온도 범위의 물에 담그는 단계를 의미한다. "냉간 함침"은 50℃ 미만, 더욱 좋기로는 15 내지 40℃ 범위의 함침 온도를 나타내는 것이다. 두 경우 모두에서, 함침은 선행기술의 공지된 기법, 예컨대 스퀴즈롤에 의한 침지 및 미터링(metering)에 의하여 실현될 수 있다. 물이나 PVA 용액으로 펠트를 열간 함침하는 것은 방사, 사출 및 펠팅 공정으로 축적된 긴장의 방출로 인한 중간 생성물의 부피 안정화를 달성하기 위하여 적어도 50℃, 좋기로는 60 내지 99℃ 범위의 온도에서 일어난다. 또한, 부피 안정화는 일반적으로 밀도의 증가를 가져오므로, 그 결과 최종 제품의 미적 특성을 개선한다.
특히, 단계 b에 사용되는 PVA는 물 또는 수용성 용매에 용해성이 있으며, 이는 용해 조건에서 2성분 섬유 중 "바다" 성분의 용해성 보다 훨씬 낮은 것이라는 점에 특징이 있다. 이러한 목적을 위하여, 본 발명의 방법은 비누화도가 높은, 즉 적어도 94%, 더욱 좋기로는 97%를 초과하는 PVA를 사용하는 것을 포함한다. 상기 비누화도는 PVA가 수용성 매질에 녹지 않게 해주며, 이러한 불용성은 바다 성분을 제거하는 차후의 처리에 저항할 수 있게 해주고, 이하에 설명하는 바와 같은 본 발명의 단계 e 후에 물에 대한 용해를 위태롭게 하지 않는다. 유리하게, 상기 비누화도를 갖는 PVA의 사용은, 예컨대 잠재적으로 건강에 해로운 붕산 또는 바나듐이나 지르코늄 화합물을 포함하는 선행기술의 경우와 달리 가교제의 도입 없이, 단계 b의 실현을 가능하게 한다.
또한, PVA의 용해성은 단계 b의 함침 후 고온 열처리에 의해 조절될 수 있다. 이와 관련하여, PVA로 함침된 펠트는, 예컨대 오븐, 에어 제트 또는 적외선을 사용함으로써, 적용되는 온도, 필요한 용해 저항도 및 비누화도에 따라 일반적으로 달리하여 1분 미만에서 약 15분까지 다양한 시간 동안, 약 150 내지 250℃ 범위의 온도에서 건조한 후 처리된다.
단계 b가 펠트를 PU로 함침하여 수행되는 경우, PU는 좋기로는 수용성 매질 중, 예컨대 에멀젼 또는 수성 분산액의 형태 중의 폴리우레탄 제제로부터 선택된다. 이렇게 혼합된 폴리우레탄은 열공기(hot air) 응결에 의해, 산을 함유하는 용액 중에, 전해질을 함유하는 수용액 중에, 고주파, 마이크로파 및 증기 응결에 의해 고정될 수 있다. 알려진 바와 같이, PU는 우레탄 결합 단독(즉, -NH-(CO)-O-) 또는 우레탄과 우레아 결합(즉, -NH-(CO)-NH-)으로 이루어진 고분자 사슬을 갖는 폴리머이며, 폴리올과 디이소시아네이트 간의 반응에 의해 제조된다. 본 발명에서 PU는 좋기로는 지방족 또는 방향족 디이소시아네이트와, 평균 분자량이 500 내지 5000 Da인, 더욱 좋기로는 폴리에테르, 폴리에스테르, 폴리카보네이트 및 폴리에스테르-폴리카보네이트 혼합물 중에서 선택된 폴리올을 반응시켜 얻는다.
일 구현예에서, 단계 b는 추가적 첨가제, 예컨대 일반적으로 증점제, 계면활성제, 점도 조절제, 및 알칼리 금속의 염 또는 CaCl2 등의 알칼리 토금속의 염 및 실리콘(silicone) 유도체의 존재 하에 일어날 수 있다. 함침 단계의 끝에, PVA 또는 PU로 함침된 펠트는 주로 PVA 또는 PU의 열고정(경화) 단계를 거치는데, 이는 적어도 90℃, 좋기로는 150 내지 250℃, 더욱 좋기로는 180 내지 220℃ 범위의 온도에서 열처리하여 일어난다. 이 처리는 오븐을 사용하여 선행기술의 공지된 방법에 따라 수행할 수 있다. 이러한 방식으로, PVA 또는 PU를 펠트에 안정적으로 고정할 수 있으므로, 결과적으로 소재에서 PVA 또는 PU 함량을 실질적으로 수정하지 않고도 "바다" 성분을 제거하는 다음 단계를 수행하는 것이 가능해 진다.
이와 관련하여, "바다" 성분을 제거하는 단계 c는 단계 b에서 이미 얻은 PVA 또는 PU로 함침된 펠트를 알칼리 수산화물 또는 알칼리 토금속, 좋기로는 NaOH의 염기성 수용액과 접촉시킴으로써 일어난다. 상기 접촉은 좋기로는 PVA 또는 PU로 함침된 펠트를 선택된 염기성 수용액에 침지(워싱)함으로써 일어나며, 그런 다음, 샘플에 남아 있어 부분적 및 원치 않는 "섬" 성분의 용해를 초래할 수 있는 염기성 용액의 잔류물을 완전히 제거하기 위하여, 물로 반복하여 워싱할 수 있다. 좋기로는, 염기성 용액의 pH 레벨은 적어도 8이며, 좋기로는 10 내지 14 범위이다. 일 구현예에서, 염기성 용액의 농도 범위는 1 내지 48%이며, 좋기로는 5 내지 15%이다. 단계 c에 따른 "바다" 성분의 제거는, "섬" 성분의 극세사의 분해를 방지하는 가운데, 적용된 PVA 또는 PU을 최대한 적게 용해시키면서 바다 성분의 선택적 용해를 최적화할 수 있는, 온도 및 시간 동안 일어난다. 제거 효율을 높이고 더 짧은 시간에 수행하기 위하여, 단계 b의 함침이 PU를 사용하는 경우, 염기성 용액의 온도는 좋기로는 적어도 40℃, 더욱 좋기로는 60℃, 더욱 더 좋기로는 65 내지 90℃이다. 단계 b의 함침이 PVA로 이루어지는 경우, 제거 단계에서의 온도는 좋기로는 80℃ 미만, 더욱 좋기로는 70℃ 이하이다.
그 다음에, "바다" 성분을 제거한 극세사 중간 생성물은 PU로 함침하는 단계 d에 투입된다. 특히, PU는 수용성 매질, 예컨대 에멀젼 또는 수성 분산액 중에 존재할 수 있으며, 또는 유기 매질, 예컨대 극성 유기 용매의 용액 중에 존재할 수도 있다. 함침 용액의 농도는 좋기로는 10 내지 40%, 더욱 좋기로는 15 내지 30% 범위이다. 30%를 초과하는 농도는 특히 점성이 있어서 (특히 용제형 폴리우레탄에 있어) 함침하기 어려운 한편, 10% 미만의 농도인 경우에는 시간에 따른 PU 분산액의 안정성을 저해하여, 추후 염색 과정 중에 중간 생성물의 저항성을 저해할 정도로, 응결된 폴리우레탄의 구조 및 폴리우레탄과 극세사 간의 접착력 유형을 변질시키는 것이 확인될 수 있다. 본 발명의 방법의 단계 b와 유사한 방식으로, 단계 d에 따라 PU로 함침하는 것은 침지 및 스퀴즈롤에 의한 미터링으로, 또는 선행기술의 공지된 기법(예컨대, 압력파)으로 이루어질 수 있다. 좋기로는, 극세사 중간 생성물을 침지하고 스퀴즈롤로 미터링함으로써 PU로 함침한다.
수용성 매질에서 PU로 함침하는 경우, 함침은 소위 자가-유화 폴리우레탄 폴리머를 사용하거나, 및/또는 적절한 외부 유화제, 예컨대 이온성 및 비이온성 계면활성제를 첨가함으로써 편리하게 이루어질 수 있다. 좋기로는, 유화제는 PU에 대하여 0.5 내지 10% 범위의 농도로 투입된다. 원하는 기계적 특성 및 원하는 용매에 대한 저항성을 얻기 위한 목적으로, 단계 d에서 함침은 가교제의 존재 하에 수행될 수 있으며, 가교제는 좋기로는 PU의 건조 단계 중에 약 100℃ 내지 200℃ 범위, 좋기로는 약 110℃ 내지 160℃ 범위의 온도에서 활성화될 수 있는 것이다. 상기 가교제는 좋기로는 0.5 내지 10% 농도 범위로 사용되며, 멜라민, 아지리딘, 카보디이미드, 에폭사이드, 지르코늄 화합물, 이소시아네이트 유도체, 또는 좋기로는 낮은 언블로킹 온도에서 블록화된 이소시아네이트 중에서 선택될 수 있다. 또한, PU로의 함침은 추가적 첨가제, 예컨대 증점제, 계면활성제, 점도 조절제, 불안정화제, 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속의 염 및 실리콘 유도체를 포함하는 첨가제의 존재 하에 수행될 수 있으며, 좋기로는 PU에 대하여 0 내지 10%, 1 내지 5%의 함량 범위로 사용된다. CaCl2는 알칼리 염의 일례로서, 온도의 상승에 따라 폴리우레탄 분산액의 불안정성을 촉진하기 위하여 사용되는데(PU는 열응결이 가능하다), 응결 용액 중에(응결 온도 범위는 20 내지 90℃) 분산액의 중심에서 용해되는 것으로 발견되든지 아니면 분산액의 외부에서 용해되는 것으로 발견되든지 관계없이 그러하다.
단계 d가 유기 매질에서 이루어지는 경우, PU는 일반적으로 극성 유기 용매에 용해되며, 좋기로는 디메틸아세트아미드(DMAC) 및 디메틸포름아미드(DMF) 중에서 선택되고, 후자가 특히 바람직하다. 또한, 함침이 유기 매질에서 수행될 경우, 차후의 경화 단계 e는 물 또는 물/용매 혼합물에서 응결하여 수행된다. 특히, 유기 용액 중에 PU로 함침된 극세사 중간 생성물의 응결은 일반적으로, DMF가 존재할 수 있는 물 배스 중에서, 좋기로는 DMF/H2O 중량비율이 0/100 내지 50/50 범위로, 극세사 중간 생성물의 침지에 의해 일어난다. 응결 온도는 응결 물 배스에 존재할 수 있는 DMF의 함량에 따라 20 내지 50℃ 범위이며, 좋기로는 25 내지 40℃ 범위이다. 폴리우레탄에 대한 극세사의 접착력을 개선하기 위하여, 유기 용매 중의 폴리에틸렌 용액에 습윤제를 첨가하거나, 단계 c에서 얻은 중간 생성물을 상술한 유기 용매 중의 폴리우레탄으로 함침하기 전에 습윤제 또는 극세사의 표면 전하의 중화제로 처리할 필요가 있을 수 있다. 여기서, 사용가능한 습윤제는 비누, 알칼리 금속 염 또는 알칼리 토금속의 염, 또는 이와 같은 목적으로 이 기술분야에서 주로 사용되며 숙련자에게 공지된 화합물 중에서 선택될 수 있다.
단계 d의 함침 후에, 극세사 중간 생성물은 PU를 경화시키기 위한 단계 e에 투입된다. 선행하는 단계 d가 수용성 매질에서 진행되었을 경우, 경화는 다음의 방법으로 일어날 수 있다: 열공기 응결, 전해질 수용액 중의 열수 응결, 고주파 응결, 마이크로파 응결, 증기 응결, 또는 산 응결. 좋기로는, 응결은 공기, 열수 또는 고주파 응결에 의해 수행된다. 용해된 전해질을 함유하는 수용액 중에서 응결시킬 경우, 폴리우레탄의 응결은 저온(즉, 50℃ 이하의 온도)에서 달성될 수 있으므로, 에너지가 상당히 절감된다. 고주파 또는 열공기 응결의 경우, PU의 경화는 함침된 중간 생성물이 반드시 완전히 건조되지 않고도 열적으로(thermally) 성취될 수 있으므로, 물에 분산된 폴리우레탄의 유형으로 처리되며 열적 응결이 가능한 경우, 에너지와 초기 투자 비용면에서 상당히 절감된다.
열공기 응결의 경우, 단계 d 후에 얻은 소재는 약 50 내지 200℃, 좋기로는 약 60 내지 160℃ 온도 범위의 공기와 접촉시킴으로써, 가열 시간 동안 폴리우레탄의 이동을 더 잘 제어할 수 있으며; 가열 시간의 지속은 예컨대 사용되는 폴리우레탄의 유형에 따라 다양할 수 있는데, 이는 열적 응고가 가능한 폴리우레탄을 사용하는 경우, 가열 시간을 제한할 수 있으므로, 완전한 건조를 방지하며, 결과적으로 존재하는 물의 증발에 필요한 에너지를 절약할 수 있다는 점 때문이다. 좋기로는, PU는 오븐, 좋기로는 핀 오븐에서 60 내지 160℃ 범위에서 온도를 증가시키는 가운데 극세사 중간 생성물 상에 응결된다. 상기 온도 기울기는, PU를 현탁액에 유지시키는 계면활성제를 분해하기 위한 충분한 열을 받기도 전에, 물이 너무 빠르게 증발되어 분산액의 고체부분이 표면으로 이동하게 되는 것을 방지한다. 본 명세서에 기재된 열공기 응결은 유리하게 최적의 저항성 및 내구성을 제공하는 완제품을 얻을 수 있게 해준다. 게다가, 열공기 응결에 의해 PU는 투명해지는 경향이 있으므로, 스펙킹 현상이 덜 일어난다.
반면에, 열수 응결의 경우, 단계 d 후에 얻어진 함침된 소재를 약 20 내지 90℃, 좋기로는 약 40 내지 80℃ 온도 범위의 물로 침지하는 것이 바람직하다. 일반적으로 물은 탈이온화 또는 연화된 물로 이루어지며, PU 분산액을 불안정화시키기 위한 작용제를 일정량 함유할 수도 있는데, 이 작용제는 PU가 응결되기 시작하는 온도("흐림점(cloud point)"이라는 용어로 정의되기도 함)를 낮출 수 있다.
불안정화제의 예로는 칼슘 할라이드, 좋기로는 CaCl2을 포함한다. 이 선택된 작용제는 0.01 내지 5 중량%, 더욱 좋기로는 0.1 내지 1 중량% 범위의 함량으로 사용될 수 있다. 열수 응결은 개선된 부드러움을 갖는 최종 제품을 원할 때 특히 편리하다.
또한, 본 발명의 바람직한 일 구현예에서, 응결 과정 동안 폴리우레탄의 이동을 최소화하기 위하여, 및/또는 응결 탱크에서 폴리우레탄의 손실을 최소화하기 위하여, PU를 함유하는 반응물의 점도를 증가시킬 수 있는 증점제가 그 반응물에 첨가될 수도 있다. 좋기로는, 증점제는 결합 유형, 즉 수성 분산액에서 이미 마이셀 형태로 존재하는 PU와 결합될 수 있어서, 마이셀이 서로 응집된 더욱 복잡한 분산 구조를 만들 수 있는 증점제이다. 이들 결합 시스템의 기능은 이 분야의 숙련자에게 잘 알려져 있다.
고주파 응결의 경우, 본 발명의 방법의 단계 d에서 얻은 함침된 소재를 고주파 주사로, 예컨대 병렬 또는 경사 필드를 갖는 고주파 오븐을 사용하여 0.1 kV 내지 6 kV 범위의 전극간 전압으로 처리하며, 더욱 좋기로는 병렬 필드를 갖는 고주파 오븐에서 0.3 kV 내지 5 kV 범위의 전극간 전압으로 처리한다. 유리하게, 고주파 응결은 매우 짧은 시간 안에(심지어 몇 분 정도만에) PU의 경화를 달성할 수 있게 해주어, 소재를 완전한 건조에 이르게 할 필요가 없으므로, 응결이 완료될 때까지 중간 생성물이 건조되는 동안 폴리우레탄이 소재의 표면으로 이동하도록 유발하는 현상을 제한할 수 있다. 사실, 상기 소재가 고주파 오븐에서 나올 때 잔류 수분을 가지고 있어도, PU의 완전한 응결이 완료되었기 때문에, 최종 제품이 질적으로 나은 외관을 가질 뿐만 아니라, 에너지와 시간 면에서 상당한 이점이 있다.
이상에서 기재한 바와 같이, 응결 과정이 완료되면, 얻어진 소재는 본 발명의 스웨이드-유사 부직포를 얻는 마감 단계 f를 거치게 된다. 특히, 상기 소재는 에머리 가공, 염색 및 스플리팅 과정을 거치며, 기재된 순서대로 수행하는 것이 바람직하다. 본 발명의 일 구현예에서, 본 발명의 방법의 단계 f는 에머리 가공, 염색 및 스플리팅의 순서를 다양화시켜 수행할 수도 있다.
단계 b에 따른 함침이 전술한 바와 같이 비누화도가 높은 PVA 수용액을 사용하여 이루어진 경우, 마감 단계 전에 과량의 PVA를 제거하기 위하여 상기 소재를 80 내지 99℃ 온도 범위의 열수로 처리한다.
이전의 단계 b에 따른 함침이 PU의 수용액을 사용하여 이루어진 경우, 상기 소재는 좋기로는 마감 전에 건조시킨다.
소재의 두께가 얇은 경우, 특히 마감 단계는, PU로 함침된 극세사 중간 소재의 스플리팅은 패브릭의 에머리 가공 및 염색 후 마지막 과정으로서 수행하는 것을 특징으로 한다. 선행기술의 공지된 마감 방법(스플리팅을 초기 단계로 하며, 그 후에 에머리 가공 및 염색이 수행됨)과 관련하여, 본 발명의 방법에서는, 더 두꺼우며 파손 저항성이 더 큰 중간 생성물을 염색하는 과정을 수행할 수 있다. 스플리팅 단계를 염색 공정 보다 더 나중으로 옮기면, 시간, 에너지, 및 유용성 면에서 상당한 절약으로 이어질 뿐만 아니라, 염색 주기에 대한 제품의 저항성을 저해하지 않으면서 최종 두께가 매우 얇은 소재를 실현할 수 있다.
또한, 이온성 작용기를 갖는 폴리우레탄을 함유하는 염색된 중간 생성물은, 예를 들어, 양이온성, 음이온성, 설퍼계, 건염 염료(vat dyes) 또는 반응성 염료를 포함하는 특정 염료에 의한 두번째 염색 주기에 투입됨으로써, 결과적으로 폴리우레탄 탄성중합체 매트릭스의 염색도 달성될 수 있다.
마지막으로, 본 발명의 추가적 일 측면은 본 발명의 방법으로 제조된(또는 제조가능한) 스웨이드-유사 합성 부직포에 관한 것이다. 유리하게, 본 발명의 방법에 따라 제조될 수 있는 부직포는 두드러진 황변 저항성, 우수한 촉감 및 높은 내구성을 나타내므로, 흰색과 같은 밝은색 염료로 염료하기에 특히 적합함을 입증한다. 또한, 이상에서 서술한 바와 같이 마감 과정이 수행되기 때문에, 본 발명의 방법은 최종 부직포를 두께 0.7 mm 미만으로 얇게 만들 수 있어서, 매우 다목적이며 다양한 실제 적용에 활용될 수 있게 해준다. 마지막으로, 사슬에 이온성 작용기를 갖는 폴리우레탄을 사용하기 때문에, 본 발명의 방법에 따라 제조가능한 부직포는 폴리우레탄 탄성중합체 매트릭스에서도 염색될 수 있다.
이하에서, 본 발명을 다음의 실시예를 통하여 설명하는바, 이는 발명의 범위를 제한시키기 위함이 아니다.
실시예 0: 2성분 섬유를 포함하는 펠트의 제조
실시예 0.1: Co - PES + PEG 바다 성분 및 PET 섬 성분을 갖는 펠트의 구현
섬 성분이 PET로 구현되고, 바다 성분이 Co-PES로 구현된, 해도형의 2성분 섬유로부터 시작하여 플록(flock)을 제조하였다. PEG는 바다 성분으로 공압출한다. 섬유 내 섬 성분과 바다 성분 간의 비율은 57/43이다. 바다 성분은 차례로 3.5% PEG 및 그 외에 96.5% Co-PES로 구성된다. 섬유의 단면은 원형이면서 직경이 동일한 16개의 PET 마이크로필라멘트를 나타낸다. 상기 플록은 끊임없는 섬/바다 섬유의 사출, 압착 및 절단의 연속적인 과정으로 얻어진다.
플록의 특성은 다음과 같다:
섬유 카운트 4.3 dtex
길이 51 mm
컬링 주기 약 4/cm
사출비 3.5 / 1
이렇게 정의된 플록은 기계적 니들 펀칭을 거쳐 밀도가 0.295 g/cm3이고, 단위 중량이 1000 g/m2인 펠트를 구현한다. 얻어진 펠트는 "펠트 F1"라는 이름으로 식별한다.
실시예 0.2: Co - PES 바다 성분 및 PET 섬 성분을 갖는 펠트의 구현
섬 성분이 PET로 구현되고, 바다 성분이 Co-PES로 구현된, 해도형의 2성분 섬유로부터 시작하여 플록을 제조하였다. 섬유 내 섬 성분과 바다 성분 간의 비율은 57/43이다. 섬유의 단면은 원형이면서 동일 직경의 16개의 PET 마이크로필라멘트를 나타낸다. 상기 플록은 끊임없는 섬/바다 섬유의 사출, 압착 및 절단의 연속적인 과정으로 얻어진다.
플록의 특성은 다음과 같다:
역가 4.3 dtex
길이 51 mm
컬링 주기 약 4/cm
사출비 2.5 / 1
이렇게 정의된 플록은 기계적 니들 펀칭을 거쳐 밀도가 0.285 g/cm3이고, 단위 중량이 892 g/m2인 펠트를 구현한다. 얻어진 펠트는 "펠트 F2"라는 이름으로 식별한다.
실시예 0.3: Co - PES + PVA 바다 성분 및 PET 섬 성분을 갖는 펠트의 구현
PEG 대신에 미리 건조된 PVA 5-88을 사용한 것을 제외하고는 실시예 0.1의 기재와 동일하게, 2성분 섬유로부터 시작하여 플록을 제조하였다. 섬유는 바다/섬 비율이 같고, 바다 성분의 첨가제를 동일한 중량으로 사용하였다. 이 플록은 작업성을 유지하여 밀도가 0.304 g/cm3이고, 단위 중량이 1084 g/m2인 펠트를 구현할 수 있으며, 얻어진 펠트는 "펠트 F3"이라는 이름으로 식별한다.
실시예 0.4: Co - PES 바다 성분 및 PET 섬 성분을 갖는 얇은 두께의 펠트의 구현
실시예 0.2의 기재와 동일하게, 2성분 섬유로부터 시작하여 플록을 제조하였다. 이 플록의 경우, 펠트의 밀도 0.292 g/cm3, 단일(unitary) 중량 585 g/m2이 구현되며, 얻어진 펠트는 "펠트 F4"라는 이름으로 식별한다.
실시예 1: 높은 비누화도를 갖는 PVA 로의 함침에 의한 부직포의 제조
실시예 1.1: PVA 로의 함침 (단계 b) 및 그 후 바다 성분의 제거(단계 c)
중간 생성물 "펠트 F2"를 높은 비누화도(95%)를 갖는 11.6%의 PVA을 포함하는 98℃의 용액에서 5분 동안 두어 크기가 줄어들게 한 다음, 물 제거 및 그 결과 열경화 단계가 일어나기에 충분한 시간 동안 190℃ 오븐에서 건조하였다. 오븐 속도는 건조된 볼트(bolt)가 190℃에서 3분 동안 유지되고, 볼트가 출구에서 약간 갈색이 되도록 조절되었다. 다음 단계에서, 바이브로 워셔(vibro washer)에서 60℃에서 15분 동안 5% 가성소다로 알칼리 처리하여 바다 성분을 제거하였다. 전자현미경을 사용하여 바다 성분의 제거 및 중량 손실을 교차 분석함으로써, 바다 성분이 완전히 제거되었으며 이들 조건에서 PVA가 전부 여전히 존재한다는 결론에 이르렀다. 강화된 볼트는 PVA 28 중량%를 함유하며, 중간생성물 "SRCD1"으로 식별한다.
실시예 1.1.a: 제거 온도 60℃에서 PEG 와 공압출된 바다 성분으로 얻은 섬유
중간 생성물 "펠트 F1"를 높은 비누화도를 갖는 11.6%의 PVA을 포함하는 99℃의 용액에서 5분 동안 두어 크기가 줄어들게 한 다음, 물 제거 및 그 결과 열경화 단계가 일어나기에 충분한 시간 동안 190℃ 오븐에서 건조하였다. 오븐 속도는 상기 볼트가 출구에서 과하지 않은 갈색이 되도록 조절되었다. 다음 단계에서, 바이브로 워셔에서 60℃에서 15분 동안 5% 가성소다로 알칼리 처리하여 바다 성분을 제거하였다. 전자현미경을 사용한 분석 결과는 바다 성분의 제거가 효율적이며 PVA가 여전히 존재함을 나타내었으며, 중량 변동의 검사 결과로 상기 용해 조건에서 PVA가 용해되지 않았다는 결론에 이르렀다. 강화된 볼트는 PVA 28 중량%를 함유하며, 중간생성물 "SRCD2"로 식별한다.
실시예 1.1.b: 제거 온도 70℃에서 PEG 와 공압출된 바다 성분으로 얻은 섬유
본 실시예는 공정을 가속화하기 위하여 바다 성분의 용해 온도를 70℃로 올린 것을 제외하고는 실시예 1.1.a와 동일하다. 전자현미경을 사용한 분석 결과는 바다 성분의 제거가 더욱 효율적이며 PVA가 여전히 존재함을 나타내었으며, 중량 변동의 검사 결과로 상기 용해 조건에서 PVA가 용해되지 않았다는 결론에 이르렀다. 강화된 볼트는 PVA 28 중량%를 함유하며, 중간생성물 "SRCD3"으로 식별한다.
실시예 1.1. b1 ( 비교예 ): 제거 온도 80℃에서 PEG 와 공압출된 바다 성분으로 얻은 섬유
본 실시예는 공정을 더욱 가속화하기 위하여 바다 성분의 용해 온도를 80℃로 올린 것을 제외하고는 실시예 1.1.a와 동일하다. 전자현미경을 사용한 분석 결과는 바다 성분이 완전하게 제거되었으며; PVA가 여전히 존재함을 나타내었으나, 중량 변동의 검사 결과로 PVA의 일부가 제거되었다는 결론에 이르렀다. 강화된 볼트는 PVA 13 중량%를 함유하며, 중간 생성물 "SRCD3/1"로 식별한다. PVA의 손실 때문에, 이 중간 생성물은 다음 단계에서 사용될 수 없다.
실시예 1.1c:
중간 생성물 "펠트 F4"를 높은 비누화도를 갖는 11.6%의 PVA을 포함하는 용액에서 5분 동안 두어 크기가 줄어들게 한 다음, 물 제거 및 그 결과 열경화 단계가 일어나기에 충분한 시간 동안 190℃ 오븐에서 건조하였다. 다음 단계에서, 바이브로 워셔에서 60℃에서 15분 동안 5% 가성소다로 알칼리 처리하여 바다 성분을 제거하였다. 강화된 볼트는 PVA 31 중량%를 함유하며, 중간 생성물 "SRCD4"로 식별한다.
실시예 1.2: PU 로 함침 및 열공기 응결
실시예 1.1의 극세사 중간 생성물 SRCD1를 CaCl2, 및 폴리우레탄, 증점제 및 실리콘의 에멀젼을 함유하는 수성 분산액으로 함침한다. 구체적으로, UX660-X12 폴리우레탄(지방족, 음이온성, 폴리카보네이트계 PUD, Sanyo Chemicals 제조)은 분산액 중량에 대하여 20.2%를 구성하며, TAFIGEL PUR 41 증점제(폴리우레탄계, 비이온성 계면활성제, Munzing GmBH 제조)는 1.1%, Silicon A 실리콘(독자적 제제, Sanyo Chemicals 제조)은 1.1%, 및 CaCl2 염은 1%를 구성한다. 반응물은 점도가 343 cP이고, 응결 온도가 58℃(흐림점으로 알려짐)이다.
핀 오븐에 넣고 완전히 건조될 때까지 온도를 85℃에서 130℃로 상승시켜, 에멀젼을 함침된 극세사 중간 생성물 상에서 응결시킨다. 이 온도 기울기는, PUD를 현탁액에 유지시키는 계면활성제를 분해하기 위한 충분한 열을 받기도 전에, 물이 너무 빠르게 증발되어 분산액의 고체부분이 표면으로 이동하게 되는 것을 방지한다. 가장자리에서 나타나는 PVA의 장벽 효과(barrier effect)는 대부분의 PUD가 복합 재료의 중심에 분포함이 증명되도록 활동한다.
그런 다음, 95℃의 바이브로 워셔에서 PVA는 중간 생성물로부터 제거되며, 남아있는 볼트는 건조된다. 얻어진 중간 생성물의 PUD/PET 비율은 51.2%이며, 볼트는 "IE1"의 명칭을 갖는다.
실시예 1.2a: 가교제를 함유하는 PU 로 함침 및 열공기 응결
실시예 1.1.b에서 얻은 PET 및 PVA의 중간 생성물 "SRCD3"을 DLU 폴리우레탄, 증점제 및 가교제의 에멀젼을 함유하는 수성 분산액으로 함침한다. 구체적으로, DLU 폴리우레탄(지방족, 음이온성, 폴리에테르/폴리카보네이트계 PUD, Bayer 제품)은 분산액 중량에 대하여 17%를 구성하며, TAFIGEL PUR 44 증점제는 1.1%를 구성하고, 및 IMPRAFIX 2794 가교제(블록화된 지방족 이소시아네이트, 120℃의 언블로킹 온도로, Bayer 제조)는 0.8%를 구성한다. 얻어진 제제는 점도가 568 cP이며, 흐림점이 92℃이다. 핀 오븐에 넣고 첫번째 영역에서 완전히 건조될 때까지 온도를 85℃에서 150℃로 상승시켜, 이 에멀젼을 함침된 극세사 중간 생성물 상에 응결시키고, 가교제의 활성을 보장하기 위하여 상기 나중 온도를 오븐의 마지막 영역에서 유지시킨다. 가장자리에서 나타나는 PVA의 장벽 효과는 대부분의 PUD가 복합 재료의 중심에 분포함이 증명되도록 활동한다.
물 온도가 95℃까지 가열된 바이브로 워셔에서 씻음으로써, PVA를 중간 생성물로부터 제거한다. 중간 생성물에서 PUD/PET 비율은 40.2%이며, 볼트는 "IE1.a"의 명칭을 갖는다.
실시예 1.2b: 가교제를 함유하는 PU 로 함침 및 열공기 응결
실시예 1.2a에 기재된 동일한 용액 및 방법을 사용하여, 실시예 1.1c의 극세사 펠트 SRCD4를 함침하고 응결한다. 이렇게 얻어진 중간 생성물은 PU/PET 비율이 51.5%이고, 두께가 1.51 mm이며, "IE1.b"의 명칭을 갖는다.
실시예 1.3: PU 로의 함침 및 염 존재 하의 열수 응결
실시예 1.1에서 얻은 극세사 중간 생성물 SRCD1을 폴리우레탄 및 증점제의 에멀젼을 함유하는 수성 분산액으로 함침한다. 실시예 1.2와는 달리, 이 에멀젼에는 실리콘 및 CaCl2을 사용하지 않는다.
구체적으로, UX660-X12 폴리우레탄(지방족, 음이온성, 폴리카보네이트계 PUD, Sanyo Chemicals 제조)은 분산액 중량에 대하여 27%를 구성하며, TAFIGEL PUR 41 증점제(폴리우레탄계, 비이온성 계면활성제, Munzing GmBH 제조)는 0.55%를 구성한다. 반응물은 점도가 524 cP이고, 응결 온도가 69℃(흐림점으로 알려짐)이다. 함침된 볼트를 물과 CaCl2 0.5 중량%를 함유하는 탱크 내에 80℃의 온도에서 24분동안 있게 한다. 그런 다음, 95℃의 바이브로 워셔에서 PVA는 중간 생성물로부터 제거되며, 남아있는 볼트는 건조된다. 얻어진 중간 생성물의 PUD/PET 비율은 50.3%이며, 볼트는 "IE2"의 명칭을 갖는다.
실시예 1.4: PU 로의 함침 및 고주파 응결
실시예 1.1의 극세사 중간 생성물 SRCD1을 폴리우레탄, 증점제 및 실리콘의 에멀젼을 함유하는 수성 분산액으로 함침한다. 구체적으로, UX660-X12 폴리우레탄(지방족, 음이온성, 폴리카보네이트계 PUD, Sanyo Chemicals 제조)은 분산액 중량에 대하여 20.2%를 구성하며, TAFIGEL PUR 41 증점제(폴리우레탄계, 비이온성 계면활성제, Munzing GmBH 제조)는 1.1%를 구성하고, Silicon A 실리콘(독자적 제제, Sanyo Chemicals 제조)은 1%를 구성한다. 이렇게 얻어진 제제는 점도가 332 cP이고, 평균 흐림점이 75℃이다. 함침 후, 폴리우레탄은 병렬 필드를 갖는 고주파 오븐에서 2분 동안 응결되는데, 여기서 인가된 전압은 0.5kV이며; 오븐 출구에서 볼트는 잔류 수분이 있음을 나타내지만, 응결은 완료되었다. PVA의 용해 전에 이 소재를 건조된 상태로 만들 필요가 없다. 그런 다음, 95℃의 바이브로 워셔에서 PVA는 중간 생성물로부터 제거되며, 남아있는 볼트는 건조된다. 얻어진 중간 생성물의 PUD/PET 비율은 52.7%이며, 볼트는 "IE3"의 명칭을 갖는다.
실시예 1.4a. PU 로의 함침 및 두께가 얇은 중간 생성물 상에서의 RF 응결
실시예 1.4에 기재된 것과 동일한 용액 및 동일한 방법을 사용하여, 실시예 1.1c의 극세사 펠트 SRCD4를 함침하고 응결한다. 제조된 중간 생성물은 PU/PET 비율이 54.8%이고, 두께가 1.52 mm이며, "IE4"의 명칭을 갖는다.
실시예 2: PU 로의 함침에 의한 부직포의 제조
실시예 2.1: PU 로의 함침 (단계 b) 및 그 후 바다 성분의 제거(단계 c)
실시예 0.2에서 얻은 F2 펠트를 95℃ 온도의 열수에 5분 동안 담근 다음 130℃ 온도의 컨벡션 오븐에서 건조하여, 최종 전체 밀도가 0.39 g/cm3까지 상승한다.
건조 폴리우레탄에 대하여 WITCOBOND 279-34 폴리우레탄(지방족, 음이온성, 폴리에테르계 PUD, Baxenden Chemicals 제조) 6.6% 및 VISCOTAN SY 증점제 7%의 함량으로 각각 함유하는 분산액을 제조하여, 최종 점도는 180 cP가 되었다. 상온에서 상기 펠트를 이 폴리우레탄 분산액으로 함침하고, 스퀴즈롤로 미터링하며, 35℃의 5% 아세트산 탱크에서 23분 동안 담근 다음, 바이브로 워셔에서 물로 씻어서 볼트의 pH가 중성이 되게 한 후, 150℃의 오븐에서 건조한다. 오븐에서 볼트의 물이 먼저 증발되고 그 다음에 열경화된다. 다음 단계에서, 바이브로 워셔에서 60℃에서 15분 동안 5% 가성소다로 알칼리 처리하여 바다 성분이 제거된다. 전자현미경을 사용한 분석 결과는 바다 성분의 제거가 효율적임을 나타내며, 이는 중량 손실의 검사로도 뒷받침된다. 강화된 볼트는 폴리우레탄 9.2 중량%를 함유하며, 중간생성물 "SRCD5"로 식별한다.
실시예 2.2: PU 로의 함침 및 열공기 응결
실시예 2.1에서 얻은 중간 생성물 SRCD5로부터 샘플을 채취한 다음, CaCl2 및 폴리우레탄, 증점제 및 실리콘의 에멀젼을 함유하는 수성 분산액에서 함침한다. 구체적으로, UX660-X12 폴리우레탄(지방족, 음이온성, 폴리카보네이트계 PUD, Sanyo Chemicals 제조)은 분산액 중량에 대하여 20.2%를 구성하며, TAFIGEL PUR 44 증점제(폴리우레탄계, 비이온성 계면활성제, Munzing GmBH 제조)는 1.1%를 구성하고, Silicon A 실리콘(독자적 제제, Sanyo Chemicals 제조)은 1.1% 및 CaCl2 염은 1%를 구성한다. 완전히 건조될 때까지 상기 볼트를 130℃의 핀 오븐에 두어서, 이 에멀젼을 볼트 상에서 응결시킨다. 폴리우레탄/PET 비율이 50%가 되도록 에멀젼 혼합물이 볼트 상에서 미터링되는데, 여기서 폴리우레탄은 중간 생성물 SRCD5에 이미 존재하는 폴리우레탄 및 전술한 에멀젼의 응결 후 남아있는 폴리우레탄의 양을 합산한 것이다. 얻어진 볼트는 폴리우레탄/PET 비율이 58.2%이며, "IE5"의 명칭으로 식별된다.
실시예 2.3: PU 로의 함침 및 고주파 응결
실시예 2.2에서와 동일하게 실시하되, Sanyo PUD를 27%의 농도로 하고 칼슘염을 제외시키며, 증점제 및 실리콘의 함량은 그대로 둔다. 얻어진 제제는 점도가 580 cP이다. 함침 및 미터링 후, 폴리우레탄은 병렬 필드를 갖는 고주파 오븐에서 2분 동안 응결되는데, 여기서 인가된 전압은 0.5kV이다. 얻어진 볼트는 폴리우레탄/PET 비율이 49.0%이며, "IE6"로 식별된다.
실시예 2.4: PU 로의 함침 및 열수 응결
실시예 2.3에서와 동일하게 실시하되, 함침 분산액에 실리콘을 넣지 않는다. 얻어진 제제는 점도가 800 cP이다. 함침 및 미터링 후, 폴리우레탄은 40℃의 5% CaCl2 함유 물에서 24분 동안 응결된다. 얻어진 볼트는 폴리우레탄/PET 비율이 45.9%이며, "IE7"로 식별된다.
실시예 3: 마감 공정
실시예 3.1: 함침된 중간 생성물의 마감 공정
섬도(fineness)가 150 내지 220 mesh로 다양한 종이를 사용하여 양면에서 0.25 mm를 제거함으로써, 이상에서 설명한 응결 유형 중 하나에 따른 함침된 극세사 펠트(실시예 1.2, 1.2a, 1.2b, 1.3, 1.4, 1.4a, 2.2, 2.3 및 2.4)의 양면을 에머리 가공하되, 보풀(nap)에 균일한 방향과 길이를 부여하도록 하며, 그런 다음 120℃의 제트(jet)에서 분산 염료 혼합물로 염색한다.
볼트를 염색한 후에만, 최대 허용 오차 0.05 mm으로 그 두께 방향을 따라서 길이 방향으로 정확하게 반으로 나눈다.
최종 두께는 0.73 내지 1.01 mm로 다양(하다.
볼트 1.4a의 경우에서만 두께 0.54 mm의 최종 생성물을 얻을 수 있다.
열공기 응결 공정에 의한 폴리우레탄은 볼트 1.2b의 경우에서만 투명한 것으로 드러나며; 이는 염색된 제품의 스펙킹 현상을 방지할 수 있다.
실시예 3.2 ( 비교예 ):
PVA가 제거된 함침된 중간 생성물은 실시예 1.4a에서와 같이 구현된다. 실시예 에서와 달리, 본 실시예에서는 볼트를 먼저 그 두께 방향을 따라서 길이 방향으로 정확하게 반으로 나눈 후에 에머리 가공한다. 블레이드와 접촉시켜 총 0.04 mm를 면들에서 제거하고, 나머지 면들에서 또다른 0.25 mm를 제거한다. 볼트를 120℃의 제트에서 분산 염료 혼합물로 염색한다.
볼트는 손상없이 염색 주기를 완료하기에 충분치 않은 인성(tenacity)을 나타낸다.
실시예 3.3: 분산 및 건염 염료에 의한 염색
섬도가 150 내지 220 mesh로 다양한 종이를 사용하여 양면에서 0.25 mm를 제거하여, 극세사 중간 생성물 "IE3"(물 중의 폴리우레탄으로 함침되고 고주파 오븐에서 응결됨)의 양면을 에머리 가공하되, 보풀에 균일한 방향과 길이를 부여하도록 한다. 에머리 가공된 볼트를 다음의 연속적인 두 단계에 의해 염색 제트 내에서 염색한다: 120℃에서 분산 염료로 섬유에 색을 부여하는 첫번째 단계, 및 80℃에서 건염 염료로 폴리우레탄에 색을 부여하는 다음 단계.
염색 단계의 끝에서, 중간 생성물을 최대 허용 오차 0.05 mm으로 그 두께 방향을 따라서 길이 방향으로 정확하게 반으로 나눈다.
폴리우레탄을 채색하기 때문에, 볼트의 외관은 분산 염료로만 채색하여 얻은 대응물과 비교하여 더욱 균일하다.
실시예 3.4: 이중 함침 상 분산 및 양이온성 염료에 의한 염색
섬도가 150 내지 220 mesh로 다양한 종이를 사용하여 양면에서 0.25 mm를 제거하여, 극세사 중간 생성물 "IE4"의 양면을 에머리 가공하되, 보풀에 균일한 방향과 길이를 부여하도록 한다.
이렇게 에머리 가공된 볼트를 다음의 연속적인 두 단계에 의해 염색 제트 내에서 염색한다: 120℃에서 분산 염료로 섬유에 색을 부여하는 첫번째 단계, 및 80℃에서 건염 염료로 폴리우레탄에 색을 부여하는 다음 단계.
염색 단계 후에, 중간 생성물을 최대 허용 오차 0.03 mm으로 그 두께 방향을 따라서 길이 방향으로 정확하게 반으로 나눈다.
폴리우레탄을 채색하기 때문에, 볼트의 외관은 분산 염료로만 채색하여 얻은 대응물과 비교하여 더욱 균일하다.

Claims (19)

  1. a. 니들 펀칭(needle punching)을 통해 "해도형(island-in-the-sea)" 유형의 2성분(bicomponent) 섬유의 펠트를 제조하는 단계,
    b. 적어도 94%의 비누화도를 갖는 폴리비닐알코올(PVA) 수용액으로 상기 펠트를 열간 함침(hot impregnation)하거나, 또는 물로 상기 펠트를 열간 함침한 다음 폴리우레탄(PU)으로 냉간 함침(cold impregnation)하는 단계,
    c. 단계 b의 중간 생성물로부터 바다(sea) 성분을 제거하는 단계,
    d. 단계 c에서 얻어진 극세사 중간 생성물을 PU로 함침하는 단계,
    e. 응결에 의해 상기 극세사 중간 생성물에 PU를 고정하고, 단계 b에서 첨가되었을 수 있는 PVA를 제거하는 단계,
    f. 단계 e에서 얻어진 소재의 한면 또는 양면에 에머리 가공(emersing), 염색 및 스플리팅을 적용하되, 기재된 순서대로 수행하는 것인 단계
    를 포함하는 극세사 부직포의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 단계 b는 적어도 50℃의 온도에서 PVA 수용액으로 함침함으로써 수행되는 것인 극세사 부직포의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서, 단계 b는 50℃ 미만의 온도에서 수용성 매질 중에 PU로 함침함으로써 수행되는 것인 극세사 부직포의 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서, 단계 b에서 PVA는 적어도 94%의 비누화도를 초과하는 비누화도를 갖는 것인 극세사 부직포의 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서, 단계 b에서 PU는 수용성 매질에 존재하며, PU의 응결은 전해질 또는 산(acids)을 함유하는 물 중에서, 열수 중에서, 또는 고주파나 증기 응결에 의해 일어나는 것인 극세사 부직포의 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서, "바다" 성분의 제거를 위한 단계 c는 단계 b에서 얻어진 중간 생성물을 알칼리 또는 알칼리토 금속 수산화물의 염기성 수용액과 접촉시켜 일어나는 것인 극세사 부직포의 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서, "바다" 성분의 제거를 위한 단계 c는, 단계 b가 PVA로 수행되었을 경우, 80℃ 미만의 온도에서 일어나는 것인 극세사 부직포의 제조 방법.
  8. 제1항에 있어서, 함침을 위한 단계 d는 유화제, 가교제, 증점제, 계면활성제, 점도 조절제, 불안정화제, 알칼리 금속의 염 또는 알칼리 토금속의 염, 및 외부 실리콘(silicone) 유도체 중에서 선택된 1종 이상의 첨가제의 존재 하에, 수용성 매질 중에서 PU로 수행되는 것인 극세사 부직포의 제조 방법.
  9. 제1항에 있어서, 단계 d는 수용성 매질 중에 PU로 함침함으로써 수행되고, 단계 e는 전해질이나 산을 함유하는 물, 열수, 또는 열공기 중에서의 응결에 의해 수행되거나, 고주파, 마이크로파 또는 증기 응결에 의해 수행되는 것인 극세사 부직포의 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서, 단계 d는 수용성 매질 중에 PU로 함침함으로써 수행되며, 단계 e는 20 내지 90℃ 온도 범위의 수용액 중에 응결시킴으로써 수행되는 것인 극세사 부직포의 제조 방법.
  11. 제9항에 있어서, 단계 e는 0.01 중량% 내지 5 중량% 범위의 함량으로 염(salt)을 함유하는 수용액 중에 함침함으로써 수행되는 것인 극세사 부직포의 제조 방법.
  12. 제9항에 있어서, 단계 d는 수용성 매질 중에 PU로 함침함으로써 수행되며, 단계 e는 50 내지 200℃ 온도 범위의 열공기 중에 응결시킴으로써 수행되는 것인 극세사 부직포의 제조 방법.
  13. 제9항에 있어서, 단계 d는 수용성 매질 중에 PU로 함침함으로써 수행되며, 단계 e는 병렬(parallel) 또는 경사(oblique) 필드를 갖는 고주파 오븐에서 0.1 kV 내지 6 kV 범위의 전극간 전압으로 응결시킴으로써 수행되는 것인 극세사 부직포의 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서, 단계 e는 병렬 필드를 갖는 고주파 오븐에서 0.3 kV 내지 5 kV 범위의 전극간 전압으로 응결시킴으로써 수행되는 것인 극세사 부직포의 제조 방법.
  15. 제1항에 있어서, 단계 d는 PU의 유기 용액으로 함침함으로써 수행되며, 단계 e는 물 또는 물과 유기 용매의 혼합물 중에 응결시킴으로써 수행되는 것인 극세사 부직포의 제조 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 유기 용액의 용매는 DMF 및 DMAC 중에서 선택된 것인 극세사 부직포의 제조 방법.
  17. 제1항에 있어서, 상기 펠트는 "해도형" 유형의 2성분 섬유를 니들 펀칭하여 제조되되, 섬(island) 성분은 개질된 폴리에스테르, 양이온성 폴리에스테르, 나일론 또는 기타 폴리아미드류, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리메틸렌 테레프탈레이트(PTT), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 극세사 부직포의 제조 방법.
  18. 제1항에 있어서, 상기 펠트는 "해도형" 유형의 2성분 섬유를 니들 펀칭하여 제조되되, 바다 성분은 폴리비닐알코올(PVA), PVA를 함유하는 폴리스티렌 코폴리머(co-PVA-PS), PVA를 함유하는 코폴리에스테르(co-PVA-PES), 및 5-설포이소프탈산 또는 그 나트륨염을 함유하는 코폴리에스테르(co-PES)로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 극세사 부직포의 제조 방법.
  19. 삭제
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