KR102436001B1 - 외관 품질이 향상된 인공피혁 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 외관 품질이 향상된 인공피혁에 관한 것으로, 해도사를 이용한 극세사화 부직포에 기모를 형성하고 염색 및 후가공하여 이루어지는 인공피혁의 제조방법에서, 후가공을 할 때에 직물 샌드페이퍼를 사용하여 2차 기모를 실시하는 인공피혁의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 인공피혁을 제조할 때에 기모 형성과정에서 직물 샌드페이퍼를 사용함으로써, 기모의 길이가 길어지고 입모 밀도가 증가하고 기모의 균일성이 향상되므로, 인공피혁의 표면이 매끄러워져 균일하고 고급스러운 외관이 나타난다.
또한, 이렇게 형성된 기모에 의해 인공피혁의 탄성체인 폴리우레탄 층이 덮어지게 되므로 폴리우레탄의 비침현상 발생이 억제된다.

Description

외관 품질이 향상된 인공피혁 및 이의 제조방법{artificial leather with improved appreance and manufacturing method thereof}
본 발명은 인공피혁을 제조할 때에 후가공 공정에서 기모를 형성하되 기모의 길이와 밀도를 조절하여 외관 품질이 향상되도록 한 인공피혁에 관한 것이다.
일반적인 부직포 인공피혁의 제조방법은, 해도사를 이용하여 니들 펀칭 등의 부직포 제조공정을 통해 부직포를 형성하고, 부직포에 고분자 탄성체를 부여한 후 부직포 해도사의 해성분을 적절한 용매를 이용하여 용출함으로써 극세화를 한 후, 표면에 기모를 형성하고 원하는 색상으로 염색 및 기능성을 부여하기 위한 후가공을 거쳐 인공피혁을 제조한다.
일반적으로 기모를 형성할 때에, 알루미늄 옥사이드, 세라믹, 실리콘 카바이드와 같은 금강사 샌드페이퍼를 사용하여 버핑(buffing) 공정에서 기모를 발현시키지만, 기모의 길이가 짧고 입모 밀도가 낮아 우수한 외관 품질을 나타내는데 어려움이 있었다.
이러한 어려움을 극복하기 위해 샌드페이퍼의 품번, 샌딩 롤 속도, 샌딩 시간 등 버핑 조건을 변경하여 일부 개선을 하였지만, 우수한 외관 품질을 발현하는 데에는 여전히 한계가 있다.
인공피혁에서 미려하고 고급스러운 외관은 중요한 물성으로 이의 향상이 지속적으로 요구되고 있다.
대한민국등록특허 제0367926(발명의 명칭: 신발용 스웨드형 인공피혁의 제조방법)
본 발명은 상기 요구를 감안하여 창출된 것으로, 기모 형성 방법을 개선하여 외관 품질이 향상된 인공피혁을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 해도형 섬유를 복합방사하고 연신을 하고 절단하여 해도형 단섬유를 얻는 단계; 상기 해도형 단섬유를 이용하여 부직포를 제조하는 단계; 상기 부직포를 가성소다 수용액으로 처리하여 상기 해도형 단섬유의 해성분을 용출시켜 용출포를 얻는 단계; 상기 용출포에 폴리우레탄 탄성체를 함침시켜 탄성체 함침 부직포를 얻는 단계; 상기 탄성체 함침 부직포의 표면을 샌드페이퍼를 이용하여 버핑을 하여 기모가 형성된 부직포를 얻는 단계; 상기 기모가 형성된 부직포를 염색하여 염색된 부직포를 얻는 단계; 및 상기 염색된 부직포를 직물 샌드페이퍼를 이용하여 버핑을 하여 2차 기모를 형성하는 단계;를 포함한 외관 품질이 향상된 인공피혁의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따르면 인공피혁을 제조할 때에 기모 형성과정에서 직물 샌드페이퍼를 사용함으로써, 기모의 길이가 길어지고 입모 밀도가 증가하고 기모의 균일성이 향상되므로, 인공피혁의 표면이 매끄러워져 균일하고 고급스러운 외관이 나타난다.
또한, 이렇게 형성된 기모에 의해 인공피혁의 탄성체인 폴리우레탄 층이 덮어지게 되므로 폴리우레탄의 비침현상 발생이 억제된다.
본 발명은, 해도사를 이용하여 부직포를 형성하고, 상기 부직포에 고분자 탄성체의 부여 및 상기 부직포의 해도사의 해성분을 용매를 이용하여 용출함으로써 섬유의 극세화를 한 후, 상기 부직포의 표면에 기모를 형성하고, 상기 부직포에 염색 및 기능성을 부여하기 위한 후가공을 하는 것을 포함하여 이루어지는 인공피혁의 제조방법에서, 기모를 형성하고 후가공할 때에 직물 샌드페이퍼를 사용하여 다시 2차 기모를 하는 것을 특징으로 한다.
이때 상기 직물 샌드페이퍼는 페이퍼에 금강사, 샌드 등과 같은 연마재가 부착된 것이 아니라 직물이 부착된 것으로서, 상기 직물의 재질은 면, 폴리에스테르, 면과 폴리에스테르의 혼섬 등 일 수 있는데, 면인 것이 좀 더 바람직하다.
또한, 상기 직물의 조직은 능직이며, 번수는 경사와 위사 모두 15~66 tex 이고 밀도는 경사와 위사 모두 33~87 dt/inch인 것이 바람직하다.
능직은 교차되는 조직점이 대각선 형태의 능선을 나타내는 직물 조직으로, 이러한 조직점에 의해 기모가 형성될 수 있으며, 금강사를 이용한 연마재가 붙어있는 샌드페이퍼를 이용할 때와 달리 기모의 파손이 방지될 수 있다.
이때 번수가 너무 높으면 섬유의 섬도가 증가하여 면적당 조직점의 개수가 감소하게 되므로 표면 기모의 균일성이 감소하는 경향이 있으며, 번수가 너무 낮으면 밀도가 동시에 감소하므로 기모를 충분히 쓸어주는 효과를 발현할 수 없다.
상기 2차 기모는, 염색 후 인공피혁의 표면을 무한궤도(endless) 타입의 버핑(Buffing)기에서 상기 직물 샌드페이퍼를 사용하여 샌딩 롤의 회전속도는 600~1000RPM, 이동 속도(Line Speed)는 2~5m/min의 조건으로 실시할 수 있다.
상기와 같은 2차 기모의 실시에 의해, 표면 연삭의 개념이 아닌 1차 기모에서 형성된 기모들을 직물 샌드페이퍼의 조직점에 의해 기모들을 좀 더 균일하게 정리하므로, 하기와 같이 표면의 매끈함 지수 MIU가 0.1~0.3 ㎛(KES SE-SR 시스템, 피아노 줄 50g 하중)이고, 기모 균일성 지수 SMD가 1.0~3.0 ㎛(KES SE-SR 시스템, 피아노 줄 50g 하중)인 외관 품질이 향상된 인공피혁을 제조할 수 있다.
이하, 본 발명을 하기의 실시예 및 비교예에 의거하여 좀더 상세하게 설명한다.
단, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 치환 및 균등한 타 실시예로 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.
[실시예 1]
1) 해도형 단섬유의 제조
도성분으로 폴리에틸렌테레프탈레이트를, 해성분으로 금속설포네이트를 함유하는 폴리에스테르 공중합체가 5 몰% 공중합된 폴리에스테르를 준비하고, 상기 도성분 : 해성분이 70:30의 중량비를 가지도록 복합방사하여 해도형 필라멘트를 얻었다.
이어서 상기 해도형 필라멘트를 연신하고, 크림핑을 하고 열고정을 한 후, 51mm로 절단하여 해도형 단섬유를 제조하였다.
2) 부직포의 제조
상기 해도형 단섬유를 카딩 공정 및 크로스 래핑 공정을 통해 다층의 웹을 형성한 후 니들펀칭을 실시함으로써 500g/㎡의 단위면적당 중량을 갖는 부직포를 제조하였다.
3) 용출포의 제조
이어서 상기 부직포를 5 중량% 농도의 가성소다 수용액으로 처리하여 해성분인 공중합 폴리에스테르를 용출시키는 용출공정을 거쳐 도성분인 폴리에틸렌테레프탈레이트 극세 부직포를 형성하는 용출포를 제조하였다.
4) 인공피혁의 제조
상기 용출포를 디메틸포름아마이드(DMF) 용매에 폴리우레탄을 용해하여 얻은 15 중량% 농도 및 25℃의 폴리우레탄 고분자 탄성체 용액에 침지하고, 25 중량% 농도의 디메틸포름아마이드 수용액에서 폴리우레탄을 응고시키고, 이어서 물로 수세하여 폴리우레탄이 함침된 부직포를 제조하였다.
이후 130℃로 가열된 롤을 이용하여 상기 폴리우레탄이 함침된 부직포를 열 캘린더링을 하고, 조도 #150번 사포를 이용하여 상기 폴리우레탄이 함침된 부직포의 표면을 버핑을 하여 기모를 형성한 후, 분산염료를 이용하여 고압 래피드 염색기에서 염색한 후 세정하고 건조하였다.
5) 후가공
면을 이용한 능직 직물로서, 번수가 48 tex이고, 밀도는 경사와 위사 모두 59 dt/inch로 이루어진 면직물 샌드페이퍼를 사용하여 샌딩 롤의 회전속도는 800RPM, 라인 스피드는 4 m/min의 조건으로 2차 기모를 실시하여 최종적으로 인공피혁을 제조하였다.
[실시예 2~5]
상기 실시예 1에서, 하기 표 1의 조건으로 변경하여 실시한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법을 사용하여 인공피혁을 제조하였다.
[비교예 1~5]
상기 실시예 1에서, 하기 표 2의 조건으로 변경하여 실시한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법을 사용하여 인공피혁을 제조하였다.
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 인공피혁에 대해 하기의 시험방법을 사용하여 그 시험결과를 하기 표 1 및 2에 나타내었다.
< 시험방법 >
1. 매끈함 지수(MIU)와 균일성 지수(SMD)
시트의 표면 특성 측정 장비(KES SE-SR 시스템, Kato Tech Co., Ltd., 일본)를 이용하여, 인공피혁의 표면을 피아노 줄을 사용하여 하중 50g, 스피드 1mm/초로 기모의 방향에 따라 긁어 피아노 줄에 걸리는 힘과 상하 이동을 측정하여 표면의 매끈함과 균일성을 측정한다.
매끈함은 평균마찰계수(MIU)로 표시하고, 균일성은 표면거칠기(SMD)로 표시하는데, 단위는 모두 ㎛이고, 표면이 매끈하고 기모의 균일성이 높을수록 이동이 작아, 낮은 매끈함 지수(MIU)와 균일성 지수(SMD)를 나타낸다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5
샌드페이퍼 재질 면직물 면직물 면직물 면직물 면직물
번수(tex) 48 59 15 48 48
밀도(dt/inch) 59 84 33 59 59
버핑 조건 샌딩 롤 회전속도(RPM) 800 800 800 600 1,000
라인 스피드(m/min) 4 4 4 3 5
MIU(㎛) 0.242 0.258 0.293 0.273 0.291
SMD(㎛) 2.54 2.88 2.91 2.71 2.88
비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4 비교예 5
샌드페이퍼 재질 2차 기모 않함 알루미늄 옥사이드 세라믹 면직물 면직물
번수(tex) - - - 48 10
밀도(dt/inch) - - - 59 25
버핑 조건 샌딩 롤 회전속도(RPM) - 800 800 1,200 800
라인 스피드(m/min) - 4 4 2 4
MIU(㎛) 0.431 0.450 0.512 0.483 0.410
SMD(㎛) 3.49 3.75 4.13 3.90 3.36
상기 표 1 및 2로부터, 본 발명에 따른 면직물 샌드페이퍼로 2차 기모를 한 인공피혁의 표면이, 2차 기모를 하지 않거나 다른 샌드페이퍼를 사용한 것과 비교하여, MIU와 SMD가 많이 감소하여 매끈함과 균일성에서 월등히 향상됨을 확인할 수 있다.
또한, 면직물 샌드페이퍼를 이용하더라고 본 발명에 따른 조건에서 벗어날 경우에 매끈함과 균일성의 향상 정도는 미미함을 확인할 수 있다.

Claims (6)

  1. 해도형 섬유를 복합방사하고 연신을 하고 절단하여 해도형 단섬유를 얻는 단계;
    상기 해도형 단섬유를 이용하여 부직포를 제조하는 단계;
    상기 부직포를 가성소다 수용액으로 처리하여 상기 해도형 단섬유의 해성분을 용출시켜 용출포를 얻는 단계;
    상기 용출포에 폴리우레탄 탄성체를 함침시켜 탄성체 함침 부직포를 얻는 단계;
    상기 탄성체 함침 부직포의 표면을 샌드페이퍼를 이용하여 버핑을 하여 기모가 형성된 부직포를 얻는 단계;
    상기 기모가 형성된 부직포를 염색하여 염색된 부직포를 얻는 단계; 및
    상기 염색된 부직포를 직물 샌드페이퍼를 이용하여 버핑을 하여 2차 기모를 형성하는 단계;를 포함하고,
    상기 직물에서 섬유 번수는 경사와 위사 모두 15~66 tex이고, 밀도는 경사와 위사 모두 33~84 dt/inch인 것을 특징으로 하고,
    상기 2차 기모를 형성하는 단계는, 버핑기에서 샌딩 롤의 회전속도가 600~1000RPM인 조건으로 실시되는 것을 특징으로 하는 외관 품질이 향상된 인공피혁의 제조방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 직물 샌드페이퍼는 페이퍼에 직물이 부착된 것이며, 상기 직물의 재질은 면, 폴리에스테르 및, 면과 폴리에스테르의 혼섬 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 외관 품질이 향상된 인공피혁의 제조방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 직물의 조직은 능직인 것을 특징으로 하는 외관 품질이 향상된 인공피혁의 제조방법.
  4. 삭제
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 2차 기모를 형성하는 단계는, 이동 속도가 2~5m/min인 조건으로 실시되는 것을 특징으로 하는 외관 품질이 향상된 인공피혁의 제조방법.
  6. 제 1항 내지 3항, 5항의 어느 한 항의 방법으로 제조되며, 표면의 매끈함 지수 MIU가 0.1~0.3 ㎛(KES SE-SR 시스템, 피아노 줄 50g 하중)이고, 기모 균일성 지수 SMD가 1.0~3.0 ㎛(KES SE-SR 시스템, 피아노 줄 50g 하중)인 외관 품질이 향상된 인공피혁.
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