KR19990065197A - 부직포의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 주로 은면형 인공피혁 제조에 사용되는 부직포의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 단섬유들이 카딩, 크로스래퍼 및 니들펀칭에 의해 상호 교락된 은면형 인공피혁 제조용 부직포를 제조함에 있어서, 별도의 카딩공정으로 각각 제조된 (a) 복합섬유 웨브(Web)와 (b) 일반 합성섬유 웨브(Web)를 니들펀칭 공정전에 해성분 용출 후 상기 섬유들의 중량비가 3:7∼7:3이 되도록 교호 적층함을 특징으로 한다.
본 발명에 의해 제조한 부직포를 사용한 은면형 인공피혁은 물성 및 꺾임성이 우수하다.

Description

부직포의 제조방법
본 발명은 주로 은면형 인공피혁 제조에 사용되는 부직포의 제조방법에 관한 것이다.
최근 인공피혁은 천연피혁의 대체용으로 의류 및 신발 등의 소재로 많이 사용되고 있다.
일반적으로 은면형 인공피혁은 (ⅰ) 단섬유 (이하 스테이플이라고 한다)들을 카딩, 크로스래퍼 및 니들펀칭 공정으로 상호 교락하여 부직포를 제조하고, (ⅱ) 이를 폴리비닐알코올 수용액에 패딩한 후, (ⅲ) 여기에 폴리우레탄 수지를 함침시켜 탄성을 부여하고, (ⅳ) 이들을 염색 및 버핑하여 피혁상 시이트를 제조하고, (ⅴ) 상기 피혁상 시이트 상에 접착제로 폴리우레탄 탄성체를 라미네이팅하는 방법으로 제조한다.
종래 해도형 복합섬유 스테이플만을 사용하여 제조한 부직포로 은면형 인공피혁을 제조하는 방법이 알려져 있다. 그러나 이와 같은 방법은 인공피혁의 표면촉감 등을 향상시킬 수 있지만 용도에 따라서는 희망하는 강도 등의 기계적 물성을 얻을 수 없고, 해성분 용출 등으로 제조원가가 너무 비싼 문제가 발생되기도 한다.
이와 같은 문제를 해결하기 위해서, 상기 부직포 제조시 나일론 등의 일반 합성섬유 스테이플만을 사용하는 방법이 제안되고 있으나, 은면형 인공피혁에서 요구되는 촉감 및 표면효과를 얻을 수 없어서 거의 사용되지 않는 실정이다.
한편 은면형 인공피혁용 부직포 제조시 복합섬유 스테이플과 일반 합성섬유 스테이플을 원면(단섬유) 상태 또는 배트(Batt) 상태에서 혼섬하여 촉감 및 표면효과를 유지하면서도 물성 등을 개선하는 방법이 제안되고 있다.
이하 크래스래퍼 공정에 의해 여러개의 웨브(Web)들이 적층되어 있는 상태를 배트(Batt) 상태라고 한다.
그러나 복합섬유 스테이플과 일반 합성섬유 스테이플들이 배트(Batt) 상태에서 혼섬되는 경우에는 인공피혁의 꺾임성이 나빠지고, 원면 상태에서 혼섬되는 경우에는 공정성이 나빠지고 인공피혁의 물성도 충분하게 개선되지 않는 문제가 있다.
또한 복합섬유 스테이플과 일반 합성섬유 스테이플을 혼용하여 인공피혁용 부직포를 제조하는 경우 이들 섬유들의 구성비에 따라 은면형 인공피혁의 각종 물성이 결정되기 때문에 용도에 따라 가장 경제적이고 효율적인 구성비를 선택하여야 한다.
따라서, 부직포 제조시 복함섬유 스테이플과 일반 합성섬유 스테이플들을 효과적으로 혼용하여 물성 및 꺾임성이 우수한 은면형 인공피혁을 경제적으로 제조할 수 있는 부직포를 제조하는 방법의 개발이 요구되어 왔다.
본 발명은 최종 제품인 은면형 인공피혁의 물성 및 꺾임성을 향상시킬 수 있는 부직포의 제조방법을 제공하고자 한다.
도1은 본 발명에 의해 제조된 배트(Batt)의 단면상태도이다.
※ 도면중 주요한 부분에 대한 부호 설명
1 : 복합섬유 웨브(Web) 2 : 일반 합성섬유 웨브(Web)
본 발명은 주로 은면형 인공피혁 제조에 사용되는 부직포의 제조방법에 관한 것이다.
더욱 구체적으로 본 발명은 단섬유들이 카딩, 크로스래퍼 및 니들펀칭에 의해 상호 교락된 은면형 인공피혁 제조용 부직포를 제조함에 있어서, 별도의 카딩공정으로 각각 제조된 (a) 복합섬유 웨브(Web)와 (b) 일반 합성섬유 웨브(Web)를 니들펀칭 공정전에 해성분 용출 후 상기 섬유들의 중량비가 3:7∼7:3이 되도록 교호 적층함을 특징으로 하는 부직포의 제조방법에 관한 것이다.
이하 본 발명을 상세하게 설명하기로 한다.
먼저 본 발명은 방사, 권축 및 절단 공정에 의해 제조한 복합섬유 스테이플 및 일반 합성섬유 스테이플을 별도의 카딩기에 각각 공급하여 복합섬유 웹(Wab)과 일반 합성섬유 웨브(Wab)를 제조한다.
이 때 사용되는 복합섬유는 도성분 폴리머와 해성분 폴리머를 복합방사하여 제조한다. 복합섬유로는 해도형 복합섬유 또는 분할형 복합섬유 등을 사용한다. 해성분 폴리머 용출 후 도성분의 단사섬도가 0.3데니어 이하가 되도록 방사조건을 설계하는 것이 바람직하다. 해성분 용출 후 단사섬도가 0.3데니어를 초과할 경우에는 인공피혁의 촉감 및 표면효과 등이 저하될 수 있지만 본 발명은 해성분 용출후 단사섬도를 특별하게 한정하는 것은 아니다.
도성분 폴리머로서는 주로 폴리아미드 수지가 사용되고 해성분 폴리머로서는 주로 공중합용 화합물이 공중합된 코폴리에스테르 수지가 사용된다.
한편 일반 합성섬유로는 주로 단사섬도가 1.5데니어 이상인 폴리아미드 멀티필라멘트를 사용한다. 단사섬도가 1.5데니어 미만인 경우에는 인공피혁의 물성이 저하될 수 있다. 방사된 복합섬유 및 일반 합성섬유를 권축처리 후 길이가 약 50㎜ 정도가 되도록 커팅(절단)하여 이들의 스테이플(staple)을 제조한다.
복합섬유 스테이플과 일반 합성섬유 스테이플을 각각 별도의 카딩기에 공급하여 이들의 웹(Wab)을 제조한다.
본 발명은 복합섬유와 일반 합성섬유를 웹(Wab) 상태에서 교호로 혼섬함을 특징으로 한다.
이와 같이 카딩공정에서 제조한 복합섬유 웹과 일반 합성섬유 웹을 1:1로 적층한 다음, 이를 크래스래퍼 기기에 공급하여 복합섬유 웹과 일반 합성섬유 웹이 교호로 배열, 적층시켜서 배트(Batt)를 제조한다.
이 때, 복합섬유 웹과 일반 합성섬유 웹의 혼섬비율은 해성분이 용출된 부직포내에 일반 합성섬유가 30∼70중량% 존재할 수 있도록 조절하는 것이 매우 중요하다.
즉 알칼리수용액 처리로 복합섬유내 해성분이 용출된 부직포내에 일반 합성섬유 30∼70중량%와 극세사(도성분 섬유) 70∼30중량%가 존재할 수 있도록 해도형 복합섬유 웹과 일반 합성섬유 웹을 혼섬해야 한다.
만약 상기 부직포내 일반 합성섬유가 30중량% 미만 존재할 경우에는 인공피혁의 강도가 저하하고 제조원가가 상승하게 되며, 70중량%를 초과하여 존재하는 경우에는 인공피혁의 촉감 및 표면효과가 나빠진다.
또한 적층시 복합섬유 웹과 일반 합성섬유 웹이 교호로 배열하지 않는 경우에는 인공피혁의 물성 및 꺾임성이 나빠진다.
상기 웹(Wab)들의 적층 개수는 인공피혁의 용도 등을 고려하여 결정하는 것이 바람직하다. 일반적으로 각각의 웹 30개 정도가 교호로 배열되도록 적층한다.
크로스래퍼 공정에서 제조한 배트(Batt)를 니들펀칭하여 부직포를 제조한 다음, 이들 부직포를 폴리비닐알코올 수용액에 패딩하고, 폴리우레탄 수지를 함침시켜 부직포에 탄성을 부여한다.
계속해서 폴리우레탄 수지가 함침된 부직포를 알칼리 수용액에 패딩시켜 부직포를 구성하고 있는 해도형 복합섬유중 해성분을 용출시켜 이들을 극세화 시킨다.
계속해서 이들을 수세, 건조한 후 버핑하여 피혁상 시이트를 제조한다.
상기 피혁상 시이트 상에 폴리우레탄 탄성체를 일액형 폴리우레탄 접착제로 라미네이팅하여 은면형 인공피혁을 제조한다.
구체적으로 폴리에틸렌 필름 상에 폴리우레탄 용액을 약 40㎛ 두께로 도포하여 폴리우레탄 탄성체를 제조한 다음, 상기 폴리우레탄 탄성체에 일액형 폴리우레탄과 같은 접착제를 도포하고, 앞에서 제조한 피혁상 시이트 상에 접착제가 도포된 폴리우레탄 탄성체를 라미네이팅시킨 후 폴리에틸렌 필름을 박리하여 은면형 인공피혁을 제조한다.
본 발명에서는 복합섬유와 일반 합성섬유를 적절한 혼합비로 사용하기 때문에 제조한 은면형 인공피혁의 촉감 및 물성이 우수하고 제조원가도 저렴하다.
아울러 본 발명은 별도의 카딩공정에 의해 각각 제조된 복합섬유 웹과 일반 합성섬유 웹들을 교호로 배열, 적층하는 방법으로 혼섬하기 때문에 은면형 인공피혁의 물성 및 꺾임성을 향상시킬 수 있다.
이하 실시예 및 비교실시예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 살펴본다. 그러나 본 발명이 아래 실시예에만 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
복합방사시 도성분으로 폴리아미드-6 수지 70중량%를 사용하고, 해성분으로 공중합 폴리에스테르 수지 30중량%를 사용하여 3데니어/36필라멘트인 해도형 복합섬유를 제조한 다음, 이들을 권축 및 절단하여 길이가 51㎜인 해도형 복합섬유 스테이플을 제조한다.
계속해서 이들을 개섬 및 카딩하여 중량이 18g/㎡인 해도형 복합섬유 웹을 제조한다.
한편 폴리아미드-6 수지를 방사하여 단사섬도가 1.5데니어인 폴리아미드 섬유를 제조한 다음, 이들을 권축 및 절단하여 길이가 51㎜인 폴리아미드 섬유 스테이플을 제조한다.
계속해서 이들을 개섬 및 카딩하여 중량이 18g/㎡인 폴리아미드 섬유 웹을 제조한다.
상기 폴리아미드 섬유 웹 위에 해도형 복합섬유 웹을 적층한 다음, 이들을 크로스래퍼에서 30회 적층하여 배트(Batt)를 제조한다.
상기 배트(Batt)를 니들펀칭(㎠당 1500포인트)하여 중량이 450g/㎡, 두께 2.4㎜, 겉보기 밀도 0.2g/㎠인 3차원 부직포를 제조한다.
상기 부직포를 100℃의 스팀으로 5분간 수축(면적수축율 10%)시킨 다음, 상기 부직포를 평균중합도가 500이고 검화도가 80∼90%인 폴리비닐알코올 5%수용액에 패딩 후 건조한다.
계속해서, 상기 부직포를 폴리우레탄이 12%농도로 용해되어 있는 디메틸포름알데히드 용액에 함침, 응고시킨 후 온수로 수세, 건조한다.
계속해서, 폴리우레탄이 함침된 상기 부직포를 농도가 12%인 가성소오다 수용액에 패딩, 스퀴징하고, 100℃의 스팀으로 10분간 처리하여 해성분을 용출시킨 다음 수세, 건조한다.
상기 부직포를 200메쉬 사포로 버핑하여 피혁상 시이트를 제조한다.
한편 폴리에틸렌 필름 상에 폴리우레탄 용액을 40㎛의 두께로 도포하여 폴리우레탄 탄성체를 제조한다.
상기 폴리우레탄 탄성체 상에 일액형 폴리우레탄 접착제를 도포한 후, 폴리우레탄 탄성체와 앞 공정에서 제조한 피혁상 시이트를 라미네이팅하고, 폴리에틸렌 필름을 박리하여 은면형 인공피혁을 제조한다.
제조한 은면형 인공피혁의 꺾임성 및 인열강도를 측정한 결과는 표1과 같다.
비교실시예 1
폴리아미드-6 수지를 방사하여 단사섬도가 1.5데니어인 폴리아미드 섬유를 제조한 다음, 이들을 권축 및 절단하여 길이가 51㎜인 폴리아미드 섬유 스테이플을 제조한다.
계속해서 이들을 개섬 및 카딩하여 중량이 18g/㎡인 폴리아미드 섬유 웹을 제조한다.
상기 폴리아미드 섬유 웹들을 크로스래퍼에서 30회 적층하여 배트(Batt)를 제조한다.
상기 배트(Batt)를 니들펀칭(㎠당 1500포인트)하여 중량이 450g/㎡, 두께 2.4㎜, 겉보기 밀도 0.2g/㎠인 3차원 부직포를 제조한다.
상기 부직포를 100℃의 스팀으로 5분간 수축(면적수축율 10%)시킨 다음, 상기 부직포를 평균중합도가 500이고 검화도가 80∼90%인 폴리비닐알코올 5%수용액에 패딩 후 건조한다.
계속해서, 상기 부직포를 폴리우레탄이 12%농도로 용해되어 있는 디메틸포름알데히드 용액에 함침, 응고시킨 후 온수로 수세, 건조한다.
계속해서, 폴리우레탄이 함침된 상기 부직포를 농도가 12%인 가성소오다 수용액에 패딩, 스퀴징하고, 100℃의 스팀으로 10분간 처리하여 해성분을 용출시킨 다음 수세, 건조한다.
상기 부직포를 200메쉬 사포로 버핑하여 피혁상 시이트를 제조한다.
한편 폴리에틸렌 필름 상에 폴리우레탄 용액을 40㎛의 두께로 도포하여 폴리우레탄 탄성체를 제조한다.
상기 폴리우레탄 탄성체 상에 일액형 폴리우레탄 접착제를 도포한 후, 폴리우레탄 탄성체와 앞 공정에서 제조한 피혁상 시이트를 라미네이팅하고, 폴리에틸렌 필름을 박리하여 은면형 인공피혁을 제조한다.
제조한 은면형 인공피혁의 꺾임성 및 인열강도를 측정한 결과는 표1과 같다.
비교실시예 2
복합방사시 도성분으로 폴리아미드-6 수지 70중량%를 사용하고, 해성분으로 공중합 폴리에스테르 수지 30중량%를 사용하여 3데니어/36필라멘트인 해도형 복합섬유를 제조한 다음, 이들을 권축 및 절단하여 길이가 51㎜인 해도형 복합섬유 스테이플을 제조한다.
계속해서 이들을 개섬 및 카딩하여 중량이 18g/㎡인 해도형 복합섬유 웹을 제조한다.
상기 해도형 복합섬유 웹을 크로스래퍼에서 30회 적층하여 배트(Batt)를 제조한다.
상기 배트(Batt)를 니들펀칭(㎠당 1500포인트)하여 중량이 450g/㎡, 두께 2.4㎜, 겉보기 밀도 0.2g/㎠인 3차원 부직포를 제조한다.
상기 부직포를 100℃의 스팀으로 5분간 수축(면적수축율 10%)시킨 다음, 상기 부직포를 평균중합도가 500이고 검화도가 80∼90%인 폴리비닐알코올 5%수용액에 패딩 후 건조한다.
계속해서, 상기 부직포를 폴리우레탄이 12%농도로 용해되어 있는 디메틸포름알데히드 용액에 함침, 응고시킨 후 온수로 수세, 건조한다.
계속해서, 폴리우레탄이 함침된 상기 부직포를 농도가 12%인 가성소오다 수용액에 패딩, 스퀴징하고, 100℃의 스팀으로 10분간 처리하여 해성분을 용출시킨 다음 수세, 건조한다.
상기 부직포를 200메쉬 사포로 버핑하여 피혁상 시이트를 제조한다.
한편 폴리에틸렌 필름 상에 폴리우레탄 용액을 40㎛의 두께로 도포하여 폴리우레탄 탄성체를 제조한다.
상기 폴리우레탄 탄성체 상에 일액형 폴리우레탄 접착제를 도포한 후, 폴리우레탄 탄성체와 앞 공정에서 제조한 피혁상 시이트를 라미네이팅하고, 폴리에틸렌 필름을 박리하여 은면형 인공피혁을 제조한다.
제조한 은면형 인공피혁의 꺾임성 및 인열강도를 측정한 결과는 표1과 같다.
비교실시예 3
복합방사시 도성분으로 폴리아미드-6 수지 70중량%를 사용하고, 해성분으로 공중합 폴리에스테르 수지 30중량%를 사용하여 3데니어/36필라멘트인 해도형 복합섬유를 제조한 다음, 이들을 권축 및 절단하여 길이가 51㎜인 해도형 복합섬유 스테이플을 제조한다.
한편 폴리아미드-6 수지를 방사하여 단사섬도가 1.5데니어인 폴리아미드 섬유를 제조한 다음 이들을 권축 및 절단하여 길이가 51㎜인 폴리아미드 섬유 스테이플을 제조한다.
상기 해도형 복합섬유 스테이플과 폴리아미드 섬유 스테이플 1:1의 중량비로 혼섬한 후 개섬 및 카딩하여 중량이 18g/㎡인 웹을 제조한다.
상기 웹을 크로스래퍼에서 30회 적층하여 배트(Batt)를 제조한다.
상기 배트(Batt)를 니들펀칭(㎠당 1500포인트)하여 중량이 450g/㎡, 두께 2.4㎜, 겉보기 밀도 0.2g/㎠인 3차원 부직포를 제조한다.
상기 부직포를 100℃의 스팀으로 5분간 수축(면적수축율 10%)시킨 다음, 상기 부직포를 평균중합도가 500이고 검화도가 80∼90%인 폴리비닐알코올 5%수용액에 패딩 후 건조한다.
계속해서, 상기 부직포를 폴리우레탄이 12%농도로 용해되어 있는 디메틸포름알데히드 용액에 함침, 응고시킨 후 온수로 수세, 건조한다.
계속해서, 폴리우레탄이 함침된 상기 부직포를 농도가 12%인 가성소오다 수용액에 패딩, 스퀴징하고, 100℃의 스팀으로 10분간 처리하여 해성분을 용출시킨 다음 수세, 건조한다.
상기 부직포를 200메쉬 사포로 버핑하여 피혁상 시이트를 제조한다.
한편 폴리에틸렌 필름 상에 폴리우레탄 용액을 40㎛의 두께로 도포하여 폴리우레탄 탄성체를 제조한다.
상기 폴리우레탄 탄성체 상에 일액형 폴리우레탄 접착제를 도포한 후, 폴리우레탄 탄성체와 앞 공정에서 제조한 피혁상 시이트를 라미네이팅하고, 폴리에틸렌 필름을 박리하여 은면형 인공피혁을 제조한다.
제조한 은면형 인공피혁의 꺾임성 및 인열강도를 측정한 결과는 표1과 같다.
표 1 은면형 인공피혁 물성
꺾 임 성 인 열 강 도
실 시 예 1 양호 8.5
비교실시예 1 불량 10.5
비교실시예 2 양호 6.0
비교실시예 3 보통 7.5
본 발명에서 꺾임성은 인공피혁 기술자 5인이 관능시험한 결과를 종합한 결과이고, 인열강도는 ASTM D 2261 방법으로 측정한 결과이다.
본 발명은 크로스래퍼 공정에서 복합섬유 웹과 일반 합성섬유 웹을 교호로 적층하는 방법으로 혼섬하여 은면형 인공피혁 제조용 부직포를 제조하기 때문에 은면형 인공피혁의 꺾임성 및 물성을 향상시킬 수 있다.

Claims (3)

  1. 단섬유들이 카딩, 크로스래퍼 및 니들펀칭에 의해 상호 교락된 은면형 인공피혁 제조용 부직포를 제조함에 있어서, 별도의 카딩공정으로 각각 제조된 (a) 복합섬유 웨브(Web)와 (b) 일반 합성섬유 웨브(Web)를 니들펀칭 공정전에 해성분 용출 후 상기 섬유들의 중량비가 3:7∼7:3이 되도록 교호 적층함을 특징으로 하는 부직포의 제조방법.
  2. 1항에 있어서, 복합섬유 웨브의 해성분 용출후 단사섬도가 0.3데니어 이하인 것을 특징으로 하는 은면형 인공피혁의 제조방법.
  3. 1항에 있어서, 일반 합성섬유 웨브의 단사섬도가 1.5데니어 이상인 것을 특징으로 하는 은면형 인공피혁의 제조방법.
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