KR19990009820A - 멀티톤(multi-tone) 인공피혁 - Google Patents

Abstract

본 발명은 극세 섬유속이 교락된 니들펀칭 부직포와 폴리우레탄 탄성체로 이루어진 인공피혁의 제조시에 섬유형성성 성분이 서로 다른 2종 이상의 복합섬유의 중량비율을 한가지 복합섬유의 섬유형성성 성분이 전체 복합섬유의 섬유형성성 성분에 대해 20중량%이상, 80중량%이하가 되도록 원면을 혼합하여 부직포로하고 개섬, 카아딩, 니들펀칭하여 3차원 교락 부직포를 제조한 후 수축공정, 폴리비닐알코올 수용액 전처리, 폴리우레탄 함침공정, 해성분 용출공정을 통하여 인공피혁을 제조한 후 통상의 인공피혁 염색 공정을 통하여 멀티톤 효과가 우수한 인공피혁을 제공하는 것이다.

Description

멀티톤(multi-tone) 인공피혁

본 발명은 멀티톤(multi-tone) 효과가 우수한 인공피혁에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 극세 섬유속이 교락된 니들펀칭 부직포와 폴리우레탄 탄성체로 이루어진 인공피혁의 제조시에 섬유형성성 성분이 서로 다른 2종 이상의 복합섬유의 중량비율을 한가지 복합섬유의 섬유형성성 성분이 전체 복합섬유의 섬유형성성 성분에 대해 20중량% 이상, 80중량% 이하가 되도록 원면을 혼합하여 부직포를 제조한 후 염색공정을 행하는 것을 특징으로 하는 멀티톤 효과가 우수한 인공피혁을 제공하는 것이다.

인공피혁은 부직포를 기포로 하여 주로 폴리우레탄 수지를 습식 함침 또는 코팅 가공한 소재로서, 그 구조와 기능성, 유연성 면에서 천연피혁과 유사하고 오히려 내세탁성 불량, 불안정성, 항균 방취성 불량, 염색 견뢰도 저하 등의 천연피혁의 결점을 보완하는 우수한 장점을 갖고 있어 천연 피혁의 대체 소재로서 각광을 받고 있다.

일반적으로 인공피혁은 극세화가 가능한 특수 복합 섬유를 카딩하고 크로스래핑한 후 니들펀칭하여 3차원 교락 부직포를 만든 후 그 내부에 미세 다공질의 폴리우레탄 탄성체를 충진시킨 다음 섬유를 극세화하여 피혁상의 시트물을 제조함으로써 제조된다.

이와 같은 인공피혁은 스웨드조 인공피혁과 은면형 인공피혁으로 대별되는데, 스웨드조 인공피혁은 상기 피혁상 시트물을 버핑하여 표면층을 기모한 후 염색 및 후가공하여 표면에 모우층을 형성시켜 제조되며, 의류용, 장갑용, 잡화용 등에 주로 사용된다. 이에 대하여 은면형 인공피혁은 피혁상 시트물에 폴리우레탄 용액을 습식 또는 건식 코팅하여 2층 구조를 형성시킨 후 엠보싱 가공하거나 무늬를 가진 이형지상에 만든 폴리우레탄 필름을 라미네이팅 가공하여 제조되며, 운동화의 외피, 공(ball)의 외피, 시트 커버 등에 주로 이용된다.

종래의 인공피혁의 제조방법을 보다 상세하게 살펴보면, 먼저 극세화가 가능한 분할형 또는 해도형 단섬유를 개섬, 카딩하고 크로스래핑하여 적층 웨브를 형성한 후 니들펀칭함으로써 3차원 교락 부직포를 제조한다. 이어서 스팀이나 열수중에서 수축시킴으로써 밀도를 높힌 다음 통상 폴리비닐알코올이나 카르복시메틸 셀롤로오스 등의 수용성 고분자를 가충진하여 부직포의 형태를 안정시킨다. 그 다음으로 폴리우레탄 탄성체의 디메틸포름아미드 용액을 함침하고 물속에서 응고, 수세하여 부직포 내부에 미세 다공질의 폴리우레탄 탄성체를 충진시킨다. 이어서 승온하여 가충진된 수용성 고분자물을 완전히 제거하고 건조한 후 해성분을 제거하여 섬유를 극세화한다. 마지막으로 샌드페이퍼가 장착된 버핑기로 버핑하고, 염색을 통해 인공피혁에 다양한 색상을 부여한 후, 후가공을 거쳐 인공피혁을 제조한다.

통상의 스웨드조 인공피혁은 보통 1가지 색으로 염색되는데, 이러한 1톤(1-tone)인공피혁은 표면이 하나의 색상으로 단조로와서 소비자의 다양한 소재 욕구를 만족시키지 못하였다. 따라서, 이러한 문제점을 극복하기 위하여 표면에 이(異)색을 부여한 인공피혁이 등장하게 되었다.

이와 같은 색상 효과가 있는 멀티톤 인공피혁의 제조방법으로는 발수제 등의 블로킹 물질을 부분처리한 후 염색하는 방법이 있는데 이 방법은 미세한 멀티톤 발현이 어려워 외관이 자연스럽지 못하고 별도의 처리공정이 필요하여 번거로운 단점이 있다.

또 다른 방법으로 나일론/폴리에스테르 분할사를 사용하여 이색을 부여하는 방법을 사용하고 있으나, 섬유에 나일론/폴리에스테르가 단순히 블랜드되어 있기 때문에 색상이 거의 중간색의 1-톤으로 보이기 때문에 멀티톤 효과가 부족한 단점이 있다.

본 발명은 상술한 인공피혁의 염색시 멀티톤 효과 부족의 단점을 극복하는 것으로, 섬유형성성 성분이 서로 다른 2종 이상의 복합섬유를 각각 제조한 후 이들의 블랜딩 비율을 조절하여 멀티톤 효과가 우수한 인공피혁을 제공하는 것이다.

즉, 본 발명은 인공피혁의 제조에 있어서, 섬유형성성 성분이 서로 다른 2종 이상의 복합섬유의 중량비율을 한가지 복합섬유의 섬유형성성 성분이 전체 복합섬유의 섬유형성성 성분에 대해 20중량% 이상, 80중량% 이하가 되도록 하여 부직포를 제조한 후 염색공정을 행함으로써 멀티톤 효과가 우수한 인공피혁을 제공하는 것이다.

이하에서 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저 인공피혁의 기포는 다음과 같은 공정에 의하여 제조된다. 본 발명에서 인공피혁 기포인 부직포에 사용 가능한 복합섬유는 필라멘트를 형성할 수 있는 두 종류의 고분자 물질을 해/도(海/島)형태로 복합방사 또는 혼합방사한 것으로, 섬유형성성 성분으로는 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리프로필렌, 폴리스티렌 중에서 선택된 2종 이상의 복합섬유를 각각 제조하는데, 이때 해성분으로는 용제 용해성이 상이한 공중합 폴리에스테르, 폴리에틸렌등이 사용될 수 있다.

본 발명에서는 이와같이 제조된 2종 이상의 복합섬유의 중량 비율을 한가지 복합섬유의 섬유형성성 성분이 전체 복합섬유의 섬유형성성 성분에 대해 20중량%이상, 80중량%이하가 되도록 원면을 혼합하여 사용한다.

이때, 블랜딩의 비율은 원하는 색차의 정도에 따라 조정이 가능한데, 한가지 섬유형성성 성분이 전체 섬유형성성 성분의 20중량% 미만인 경우 색상발현에 있어서 해당 성분이 너무 연하게되고, 80중량% 이상인 경우는 너무 진하게 되어 전체적으로 부드러운 멀티톤이 발현되지 못하게 되어 바람직하지 않다. 따라서, 가장 바람직하게는 블랜딩 비율이 각각 동일한 경우가 좋다.

이와 같이 제조된 복합섬유를 통상의 부직포 제조방법으로 개섬, 카딩하고 원하는 중량으로 웨브를 적층한 다음 니들펀칭하여 3차원 교락 부직포를 제조하게 되는데, 부직포 공정중 오프닝의 수준을 조정함으로써 멀티톤 효과의 미세함과 거친 정도의 조정이 가능하게 된다.

이어서 니들펀칭된 부직포를 열수나 스팀 또는 건열에 의해 수축하게 되는데 중량 300g/㎡의 부직포를 5분간 수축하였을 경우 약 10%의 면적 수축이 일어나게된다.

수축된 부직포는 이어서 부직포 기포에 3 내지 15% 농도의 폴리비닐알코올 또는 카르복시메틸 셀룰로오스 등의 수용성 고분자 용액을 패딩하고 건조하여 섬유중량에 대해 5 내지 10%되게 부여함으로써 형태 안정화된다. 이 공정은 기포의 형태를 안정시키는 것은 물론이고 이후의 습식가공 폴리우레탄이 섬유속과 과도하게 접착되어 촉감을 딱딱하게 하는 것을 방지하는데도 효과적이다.

그 다음으로 부직포에 대해 폴리우레탄 습식 함침가공을 행한다. 이 공정에서 사용되는 폴리우레탄 탄성체는 분자량 500 내지 3,000의 매크로 글리콜, 디이소시아네이트 및 저분자량 디올로 구성된 선상 고분자물로서 디메틸 포름아미드(DMF)에 쉽게 용해된다. 본 발명에 사용되는 폴리우레탄 탄성체로는 매크로 글리콜로서 폴리에스테르 글리콜, 폴리에테르 글리콜, 폴리에테르 에스테르 공중합 글리콜, 폴리카보네이트 글리콜등이 가능하며, 디이소시아네이트로는 통상 4,4'-디페닐메탄디이소시아네이트, 톨리렌디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트 또는 4,4'-디사이클로헥실메탄디이소시아네이트 등이 있다. 본 발명에서 저분자량 디올로는 4,4'-부탄디올, 에틸렌글리콜 등이 사용되며 디아민계의 쇄신장제의 사용도 가능하다. 이러한 폴리우레탄 탄성체의 DMF용액에 게면활성제, 착색안료 및 산화방지제 등을 첨가하여 함침용액으로 사용하게 된다. 함침한 후 폴리우레탄의 비용제계나 비용제 및 비용제혼합계에서 폴리우레탄을 응고시키고 50 내지 70℃의 열수에서 수세한 후 가충진된 수용성 고분자를 완전히 제거하고 나서 건조하면 습식 폴리우레탄 탄성체가 갖는 특유의 유연한 탄성, 치밀감등이 발현되어 천연피혁과 같은 충진감이 부여된다.

이때 부여하는 폴리우레탄의 함량은 함침액의 농도, 패딩롤의 간극, 처리할 부직포의 밀도 등에 따라 달라지므로 최종 기포의 요구 특성에 적합하게 조절하는 것이 필요한데, 대개 섬유 중량 100부에 대해 35부 내지 100부로 하는 것이 바람직하다.

다음에 알칼리 감량공법으로 해성분을 제거하여 섬유의 극세화 공정을 행한다. 이 때 해성분이 공중합 폴리에스테르인 경우에는 10 내지 15%의 가성소다 수용액으로 스티밍(steaming)방식으로 처리하여 해성분을 분해하고, 해성분이 폴리에틸렌인 경우는 톨루엔이나 퍼클로로에틸렌으로 제거한다. 예를들어 해성분 공중합 폴리에스테르는 5% 농도의 가성소다 수용액으로 95℃에서 20 내지 50분간 처리하면 완전히 분해되어 제거된다. 이때, 부직포는 해성분의 제거에 의하여 다소의 두께 감소가 있지만 형태가 유지되고 기계적인 장력에 의한 길이 방향의 신장도 크지 않게 된다. 다음으로 이렇게 하여 수득된 피혁상 시트물의 표면을 샌드페이퍼를 이용하여 버핑하여 표면 모우를 정돈한다.

이와 같이 제조된 인공피혁에 염색공정을 행하게 되는데 본 발명에서는 통상의 방법으로 염색공정을 행하게 되는데 어느 공정을 적용하여도 멀티톤 효과의 발현이 가능하게 된다.

이하에서 섬유형성성 성분이 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리프로필렌의 3가지 복합섬유로 구성된 경우를 예를 들어 설명하면 다음과 같다.

즉, 통상의 나일론 염색조건으로 산성염료(Neutrilan Black MR)를 사용하는 경우에는 산성염료에 의해서는 나일론쪽만 염색이 되고 폴리에스테르 및 폴리프로필렌은 화이트 컬러(White Color)를 발현하여 투톤 효과를 갖는다. 이와 같이 산성염료는 폴리에스테르 및 폴리프로필렌에 거의 염색되지 않기 때문에 산성염료의 농도를 조절함으로써 색차의 정도를 조절할 수 있다.

또한, 통상의 폴리에스테르 염색 조건으로 분산염료(Kayalon Polyester Black EXN-SF 300)를 사용한 경우 분산염료에 의해 폴리에스테르에 주로 염색이 되고 나일론 쪽에는 아주 약하게 염착이 되고 폴리에스레르와 폴리프로필렌도 농담차이가 발생함으로써 동일 색상의 농담차에 의해 멀티톤 효과가 발현하게 된다.

분산염료(Miketon Polyester Blue FBL)와 산성염료(lrgalan Navy B)를 사용하여 고온염색하는 경우에는 나일론과 폴리에스테르 및 폴리프로필렌이 각각 다른 색상으로 염색이 되어 색상 배색 선정에 따라 원하는 멀티톤 효과를 발현시킬 수 있다. 이 경우 나일론 자체는 산성염료에 의해 고온에서 염색이 되어 농색화되는 것과 동시에 분산염료에 의해 폴리에스테르 및 폴리프로필렌이 어느 정도 염색이 되기 때문에 나일론 쪽이 농색으로 되도록 염료배합을 선택하는 것이 바람직하다.

마지막으로 유연제, 발수제, 대전방지제 등의 기능성 조제를 처리하면 멀티톤 효과가 발현되는 인공피혁이 제조된다.

이하에서 본 발명을 실시예를 들어 상세히 설명하나, 본 발명이 하기 실시예에 의하여 제한되는 것은 아니다.

[실시예 1]

나일론-6 70부를 도성분으로 하고 공중합폴리에스테르 30부를 해성분으로 한 복합섬유와 폴리에스테르 70부를 도성분으로 하고 공중합폴리에스테르 30부를 해성분으로 한 복합섬유를 각각 길이 51㎜, 섬도 3데니어, 크림프수가 인치당 8내지 18개인 스테이플로 제조 하였다. 이때, 도성분의 수는 하나의 필라멘트당 36개로 하였다. 2종류의 섬유를 중량비 50 대 50으로 혼합하여 개섬, 카아딩, 니들펀칭하여 중량 300g/㎡, 후도 1.50㎜, 겉보기 밀도 0.200g/㎠의 3차원 교락 부직포를 제조하였다. 상기 부직포를 100℃의 스팀으로 5분간 수축시켰을 때 면적 수축율을 10%였다. 다음으로 평균 중합도 500, 검화도 80 내지 90%의 폴리비닐알코올 5% 수용액을 부직포에 패딩하고 건조 하였다. 그 후 100% 모듈러스가 30kgf/㎠인 폴리에테르계 폴리우레탄 12%의 DMF용액을 상기 부직포에 함침한 후 응고시켜 통상의 방법으로 온수세하고 건조 하였다. 다음으로 농도 12% 가성소다 수용액을 패딩하고 스퀴징한 후 100℃의 스팀으로 10분간 알칼리 감량 가공을 연속적으로 행하고 수세, 건조하였다.

극세화된 포지를 다음과 같은 통상의 나일론 조건으로 염색하였다.

(1) 염색온도 및 시간:100℃×60분

(2) 염료:산성염료 Neutrilan Black MR:5% owf

염색을 한 포지의 표면을 400메쉬의 사포로 버핑 한 후 최종적으로 유연제, 대전방지제 등을 처리하여 가공을 완료하였다.

이렇게 하여 제조된 스웨드조 인공피혁은 진회색 입모(나일론)와 백색 입모(폴리에스테르)가 섞여서 자연스러운 투톤 효과를 발휘하였다.

[실시예 2]

나일론 복합섬유와 폴리에스테르 복합섬유의 중량비를 30 대 70으로 혼합하는 것을 제외하고는 실시예 1과 같은 조건으로 인공피혁을 제조하였다.

이렇게 제조된 스웨드조 인공피혁은 진회색 입모(나일론)와 백색 입모(폴리에스테르)가 섞여서 자연스러운 효과를 발휘하였다. 전체적인 색조는 실시예 1에 비하여 밝게 나왔다.

[실시예 3]

나이론-6 70부를 도성분으로 하고, 공중합폴리에스테르 30부를 해성분으로 한 복합섬유와 폴리에스테르 70부를 도성분으로 하고, 공중합폴리에스테르 30부를 해성분으로 한 복합섬유를 각각 길이 51㎜, 섬도 3데니어, 크림프수가 인치당 8내지 18개인 스테이플로 제조하였다. 이때 도성분의 수는 하나의 필라멘트당 36개로 하였다. 2종류의 섬유를 나일론 복합섬유와 폴리에스테르 복합섬유의 중량비를 70 대 30으로 혼합하여 개섬, 카아딩하고, 니들펀칭하여 중량 300g/㎠, 후도 1.50㎜, 겉보기 밀도 0.200g/㎠의 3차원 교락 부직포를 제조하였다. 상기 부직포를 100℃의 스팀으로 5분간 수축 시켰을 때 면적 수축율을 7%였다. 이후 실시예 1과 같은 조건으로 PVA 패딩, PU함침, 해성분 용출 공정을 실시하였다.

극세화된 포지를 다음과 같은 폴리에스테르 조건으로 염색하였다.

(1) 염색온도 및 시간:130℃×60분

(2) 염료:분산염료 Kayalon Polyester Black EXN-SF 300:5% owf

이 포지의 표면을 400메쉬의 사포로 버핑한 후 최종적으로 유연제, 대전방지제 등을 처리하여 가공을 완료하였다.

이렇게 하여 제조된 스웨드조 인공피혁은 진회색 입모(폴리에스테트)와 연회색 입모(나일론)가 섞여서 투톤 효과를 발휘하였다.

[실시예 4]

염색을 다음과 같이 한 것외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 스웨드조 인공피혁을 제조하였다.

(1) 염색온도 및 시간:130℃×60분

(2) 염료:산성염료 lrgalan Navy B:5% owf

분산염료 Miketon Polyester Blue FBL:2.5% owf

이렇게 하여 제조된 스웨드조 인공피혁은 진청색 입모(나일론)와 연청색 입모(나일론)가 섞여서 자연스러운 투톤 효과를 발휘하였다.

[실시예 5]

섬유형성성 성분이 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리프로필렌인 3종의 복합섬유를 섬유형성성 성분 30:30:40의 비율로 혼합하는 것을 제외하고는 실시예3과 같은 조건으로 인공피혁을 제조하였다.

이렇게 제조된 스웨드조 인공피혁은 폴리에스테르에 주로 염색이 되고 나일론에는 아주 약하게 염색이 되고 또한 폴리에스테르 및 폴리프로필렌도 농담차가 발생함으로써 멀티톤 효과를 나타내었다.

본 발명에 의하여 제조된 스웨드조 인공피혁은 종래의 인공피혁의 염색시 발현는 색상과 비교하여 멀티톤 효과가 우수함을 알 수 있다.

Claims (3)

1. 복합섬유로 구성된 인공피혁에 있어서, 섬유형성성 성분이 서로 다른 2종 이상의 복합섬유로 구성된 것을 특징으로 하는 멀티톤 인공피혁.
2. 제1항에 있어서, 섬유형성성 성분이 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리프로필렌, 폴리스티렌 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 멀티톤 인공피혁.
3. 제1항에 있어서, 2종 이상의 복합섬유중 한가지의 복합섬유의 섬유형성성 성분이 전체 복합섬유의 섬유형성성 성분의 20중량%이상, 80중량%이하로 구성된 것을 특징으로 하는 멀티톤 인공피혁.