KR20040110657A - 제전성이 우수한 복합시트형 인공피혁 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제전성이 우수한 복합시트형 인공피혁에 관한 것으로서, 굵기가 0.3 데니어 이하인 극세사섬유(1a)들로 구성되며 폴리우레탄 탄성체(1b)가 함침되어 있는 부직포(1)와 직물 또는 편물(2)이 적층된 구조를 갖고, 상기 직물 또는 편물(2)을 구성하는 섬유의 전부 또는 일부가 전기전도성을 갖는 섬유인 것을 특징으로 한다. 본 발명의 복합시트형 인공피혁은 항구적인 제전성과 우수한 마찰 대전압 특성을 발현하여 가구용, 차량용, 의류용 및 잡화용 소재로 유용하다.

Description

제전성이 우수한 복합시트형 인공피혁 {A composite sheet type artificial leather with excellent anti-static properties}

본 발명은 제전성이 우수한 복합시트형 인공피혁에 관한 것이다.

보다 구체적으로는, 항구적인 제전성과 우수한 마찰대전전압 특성을 구비하여 가구용, 차량용, 의류용 및 잡화용 인공피혁으로 유용한 복합시트형 인공피혁에 관한 것이다.

인공피혁은 일반적으로 극세사섬유로 이루어진 부직포와 폴리우레탄 수지 두성분으로 구성되어 있다.

상기의 인공피혁은 (ⅰ) 극세화 가능한 원면을 카아딩-크로스래핑 공정처리하여 웹(WEB)으로 제조한 다음, (ⅱ) 이를 니들펀칭하여 부직포를 제조한 다음, (ⅲ) 계속해서 상기 부직포에 폴리우레탄 수지를 함침시키고 원면의 해성분을 추출 ·제거하여 섬유를 극세화하거나 먼저 원면의 해성분을 추출 ·제거한후 부직포에 폴리우레탄 수지를 함침시킨 다음, (ⅳ) 버핑하여 표면에 입모를 형성하는 방법으로 제조된다.

상기와 같은 일반적인 제조방법으로 제조된 인공피혁은 외관 및 촉감이 뛰어나기 때문에 의류용, 신발용, 장갑용 등에 널리 이용되고 있다.

그러나 합성섬유를 주원료로 사용하는 인공피혁은 마찰로 인한 정전기 발생이 매우 심하다. 특히 폴리에스테르 섬유을 부직포의 주원료로 사용한 경우에는 정전기 발생이 매우 심하고 정전기 쇼크로 인한 신체적 정신적 충격이 매우 크다고 할 수 있다.

이러한 정전기 발생을 막기 위하여 대전방지가공을 행하는 것이 보통인데, 가장 일반적인 대전방지 가공 방법으로는 인공피혁의 염색공정에서 대전방지제를 투입하거나 이후의 약제처리 공정에서 대전방지제를 패딩방식으로 부여하므로써 원하는 제전성을 갖게 하는 것이 가장 쉽고 일반적인 처리방법이다.

상기와 같은 일반적인 제조방법에 의해 제조된 제전성 인공피혁은 약제의 처리방법이 용이하고 원가도 저렴하기 때문에 가구용, 차량용, 의류용 등의 인공피혁제조에 널리 이용되고 있다.

하지만 대전방지제는 일반적으로 흡수성이 높은 약제를 사용하여 수분의 흡수작용을 높이므로써 정전기 발생을 방지하는 메카니즘을 따르고 있는데, 이 메카니즘에 따르면 여름철에는 대기중 습도가 높아서 양호한 제전 성능을 보이지만 대기가 건조하여 수분율이 매우 낮은 겨울철에는 대전방지제가 그 역할을 다 하기가 매우 어렵다. 그 결과 상기 방법으로 제전처리된 인공피혁은 겨울철에 정전기 발생이 훨씬 더 심해져 사용자들에게 많은 불쾌감을 주고 있는 실정이다.

또 하나의 문제점으로는 세탁이 잦은 의류용으로 사용하기에는 제전성능의 내구성에 한계가 있다. 제전성의 세탁내구성을 높이기 위해서는 대전방지제를 원단에 잘 고착시키야 한다. 일반 원단의 경우에는 대전방지 가공시 150℃ 이상의 고온에서 열처리하므로써 대전방지제를 경화시켜 섬유에 잘 부착되게 할 수 있다.

하지만 인공피혁의 경우에는 150℃의 고온처리를 하게되면 인공피혁 내부의 폴리우레탄의 손상을 주게 되어 촉감이 크게 저하되는 단점이 있다. 그렇기 때문에 130℃ 이하의 온도에서 고착시키는 것이 현실이며 이 경우에 제전성능의 세탁내구성이 현저하게 떨어진다.

그러므로 상기와 같이 일반적인 제조방법에 의해 제조된 제전성 인공피혁은 세탁내구성 및 항구적 제전성을 확보하기가 매우 어렵다고 할 수 있다.

한편, 대한민국 공개특허 제1996-17948호에서는 인공피혁의 구성 성분중 하나인 극세사섬유에 방사단계에서 도전성 물질을 혼입하므로써 부직포 자체에 제전성을 부여하는 방법을 개시하고 있다

상기 방법은 제전성을 부여하는 가장 효과적인 방법이긴 하지만 첨가하는 도전성물질의 양이 많아서 섬유가 딱딱해질 우려가 있고, 원가가 크게 올라가며, 도전성물질이 색상을 띠고 있기 때문에 스웨이드 제품의 색상을 다양하게 전개하기가 매우 어려운 단점이 있다.

본 발명의 목적은 이상에서 설명한 종래 기술상의 문제점들을 극복하는 것으로 항구적 제전성과 우수한 마찰대전압 특성을 갖는 복합시트형 인공피혁을 제공하기 위한 것이다. 본 발명은 극세사 섬유들로 구성되며 폴리우레탄 탄성체가 함침되어 있는 부직포(1)와 직물 또는 편물(2)이 적층된 구조를 갖는 복합시트형 인공피혁에 있어서, 상기 직물 또는 편물(2)을 구성하는 섬유의 전부 또는 일부가 전기전도성을 갖는 섬유로 구성된 복합시트형 인공피혁을 제공하고자 한다. 또한 본 발명은 마찰대전압 특성이 우수하고 그 세탁내구성도 양호하여 가구용, 차량용 및 의류용 인공피혁 등과 같이 제전성이 크게 요구되는 용도로서 적합한 복합시트형 인공피혁을 제공하고자 한다.

도 1은 본 발명 복합시트형 인공피혁의 단면상태를 나타내는 주사전자현미경 사진

도 2는 본 발명 복합시트형 인공피혁의 단면 개략도

※ 도면 중 주요부분에 대한 부호 설명

1 : 부직포

1a : 부직포 내의 극세사섬유

1b : 부직포에 함침된 폴리우레탄 탄성체

2 : 직물 또는 편물

이와 같은 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 복합시트형 인공피혁은 굵기가 0.3 데니어 이하인 극세사섬유(1a)들로 구성되며 폴리우레탄 탄성체(1b)가 함침되어 있는 부직포(1)와 직물 또는 편물(2)이 적층된 구조를 갖고, 상기 직물 또는 편물(2)을 구성하는 섬유의 전부 또는 일부가 전기전도성을 갖는 섬유인 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.

먼저 본 발명에서 사용 가능한 직물 혹은 편물(2)은 이를 구성하는 섬유의 전부 또는 일부가 전기전도성을 갖는 섬유로 이루어진 것을 특징으로 한다.

마찰에 의한 정전기 발생 방지기능 즉, 제전성을 항구적으로 갖기 위해서는 발생한 정전기를 잘 흘려보낼 수 있도록 섬유내부에 전도성 물질을 함유하는 것이 가장 바람직하다. 또한 전기전도성 물질이 섬유내에서 연속적으로 붙어서 존재하거나 아니면 전기전도성 입자가 서로 떨어져 있다고 할 지라도 수백 옹스트롱의 거리 이내에서 연속적으로 분포하여야만 터널링현상에 의한 전하의 전달이 가능하여 연속적인 전도네트워크가 형성되고 전기전도성을 띠게 된다.

이러한 전기전도성을 갖는 섬유를 포함하는 직물 혹은 편물을 인공피혁에 삽입하게 되면 복합시트형 인공피혁은 우수한 항구적 제전성을 갖게 된다. 그러나 복합시트형 인공피혁에 삽입되는 직물 혹은 편물(2)이 마찰에 의해 대전된 전기를 방전할 수 있기 위해서는 직물인 경우 경사 또는 위사 중 어느 한쪽 방향의 섬유는 전기전도성 섬유로 구성되어야 한다.

또한 본 발명에서 사용하는 전기전도성을 갖는 섬유는 전기전도성 물질을 섬유 내에 함유하거나 전기전도성 물질이 섬유 표면에 코팅 혹은 도금되어 있는 것 이다. 전기전도성을 갖는 섬유를 제조하는 방법은 입자 첨가방법과 증착 코팅법이 있을 수 있으며, 이들 중 어느 방법이든 섬유가 전기전도성만 갖게 되면 복합시트형 인공피혁의 제전성을 부여하는데는 문제가 없다.

좋게는 전기전도성 물질을 섬유 외부에 증착 코팅하는 방법이 더 효과적이다. 그러나 이 방법은 섬유가 딱딱해지고 극세화 가능한 섬유에는 적용이 곤란하며 별도의 코팅 공정으로 비용이 많이 소요되는 등의 단점이 있다. 반면에 입자 첨가 방식은 전기전도성 물질의 양이 많이 소요되고 또 전기전도성 물질이 표면으로 전혀 드러나지 않고 완전히 섬유 내부에 파묻힐 우려가 크며 이럴 경우 발생한 정전기를 외부로 방전하기가 어려워 제전성이 저하되는 단점이 있다.

하지만 섬유 제조시에 용이하게 도전성물질을 혼입시킬 수 있기 때문에 쉽게 적용할 수 있는 것이 큰 장점이다. 이 두가지 방법중 어느 것이든 용도에 맞게 적용할 수 있다.

또한 본 발명에서 사용하는 전기전도성 물질은 카본블랙, 금, 은, 구리, 알루미늄 또는 이들의 혼합물 등 이다.

전기전도성을 갖는 섬유 내의 전기전도성 물질의 함량은 2 - 50 중량% 인 것이 바람직 하다. 섬유에 함유된 전기전도성 물질의 양이 2 중량% 미만으로 너무 적으면 입자의 연속성이 떨어져 전기전도성이 저하될 수 있다. 또 섬유에 함유된 전기전도성 물질의 양이 50 중량%를 초과하는 경우에는 섬유 자체의 부드러운 특성을 잃게 되어 인공피혁의 촉감이 매우 딱딱해지기 때문에 품질이 매우 저하될 수 있다.

또한 본 발명에서 사용하는 전기전도성을 갖는 섬유는 비저항 값이 10¹⁰Ω·cm 이하, 보다 바람직하기로는 10⁶Ω·cm 이하인 것이 바람직 하다. 섬유의 비저항 값이 10¹⁰Ω·cm를 초과하면 전기전도성이 거의 없다고 볼 수 있으며,마찰시 발생하는 정전기를 제거해주지 못한다.

또한 본 발명에서 직물 혹은 편물(2)을 구성하는 원사의 전부 또는 일부는, 다시말해 경사 및/또는 위사는, 0.01 내지 0.3 데니어인 극세사섬유로 이루어지는 것이 바람직 하다.

만약 0.3 데니어를 초과하는 굵은 섬유를 사용하게 되면 단섬유 부직포와 접합시에 니들-펀칭작용에 의해 직편물 조직이 파손되고 그 파손된 섬유가 인공피혁 표면으로 부상하게 된다. 그리하여 표면으로 부상된 섬유는 부직포 단섬유의 굵기(0.3 데니어 이하) 보다 굵어서 인공피혁 외관의 불균일 및 촉감의 저하를 가져온다. 또한 염색된 후에는 섬유 굵기에 따라 색상이 크게 달라지기 때문에 부상된 섬유는 눈에 띄는 결점으로 나타난다. 또한 섬유가 굵으면 직물 혹은 편물의 촉감이 지나치게 딱딱하게 되어 인공피혁의 특유의 유연성을 손상시킬 수 있다.

이와 반대로 그 굵기가 0.01 데니어 미만으로 지나치게 가는 섬유를 직물 혹은 편물(2)에 사용하면 극세사 굵기를 균일하게 제어하기가 어렵고 해성분 제거 후에 공정중 길이신장이 커지며 최종 제품의 강도 및 신율 등의 물성이 크게 저하되어 품질 및 형태안정성이 저하될 수 있다.

또한 본 발명에서는 직물 혹은 편물을 구성하는 원사의 전부 또는 일부는, 다시말해 경사 및/또는 위사는, 200 내지 10,000개의 극세사섬유로 이루어지는 것이 좋다.

극세화후(용출후) 상기 원사 한가닥에 존재하는 섬유의 개수가 10,000개를 초과하면 섬유가 지나치게 가늘거나 아니면 총 섬도가 커지게 되어 물성 저하로 인한 형태안정성 향상효과가 없거나 인공피혁의 유연성을 상실할 우려가 커지게 되므로 바람직하지 않다.

또 극세화후(용출후) 상기 원사 한가닥에 존재하는 섬유의 개수가 200개 미만이면 섬유가 지나치게 굵거나 아니면 총 섬도가 작아지게 되고 이는 각각 유연성을 상실하거나 강도, 신율 등의 물성이 저하될 소지가 커지게 되므로 바람직하지 않다.

본 발명의 부직포(1)를 구성하는 극세사섬유 및 직물 또는 편물(2)에 포함된 극세사 섬유들은 두 종류의 섬유형성성 고분자 물질을 해/도 형태 혹은 분할 형태로 복합방사 또는 혼합방사한 것이거나 0.3 데니어 이하로 단독방사한 것이다.

해도형에 있어서 도성분으로는 폴리에스테르계 혹은 나일론계 고분자를 사용하고, 해성분으로는 도성분과 용제용해성이 상이한 공중합 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리비닐알코올 또는 폴리스티렌 등이 사용 가능하다.

분할형에 있어서 두가지 고분자중 하나의 성분은 가성소다 등의 용제에 의해 추출되거나 감량되는 폴리에스테르, 나일론, 공중합 폴리에스테르가 사용될 수 있다.

본 발명에서 사용하는 극세사섬유는 길이를 짧고 균일하게 자른 단섬유 형태가 일반적이다. 단섬유 부직포는 굵기가 0.3 데니어 이하인 상기 극세사 섬유를 짧게 절단한 후 카아딩-크로스래핑 공정을 거쳐 웹을 성형하고 니들 펀칭 공정을 거치므로써 단섬유로 된 부직포를 제조할 수 있다.

본 발명에서 사용하는 극세사섬유는 극세화 시킨 후(용출 또는 분할 후)의굵기가 0.3 데니어 이하인 것이 바람직하다. 0.3 데니어를 초과하는 굵은 섬유로는 부드러운 촉감의 인공피혁을 얻기가 곤란하기 때문이다.

상기의 전기전도성을 갖는 섬유로 일부 구성된 직물 또는 편물층(2)과 0.3 데니어 이하로 극세화 가능한 단섬유 부직포(1)가 결합(적층)된 구조를 갖는 본 발명의 복합시트형 인공피혁은 여러 가지 방법으로 제조가 가능하다.

가장 일반적으로는 니들-펀칭 방법으로 부직포 제조시에 단섬유 부직포(1)와 직물 혹은 편물(2)을 각각 하나 혹은 그 이상씩 교호로 배열하고 니들펀칭하여 이들을 서로 교락하여 결합시키는 방법이다. 또 다른 방법으로는 극세사 부직포(1)에 폴리우레탄 수지가 충진되어 있는 중간재에 직물 혹은 편물(2)을 접착제를 이용하여 결합 시키거나, 버핑 염색등 일련의 인공피혁 가공이 완료된 제품에 대하여 직물 혹은 편물(2)을 접착시키는 것이 가능하다.

다음으로는, 상기와 같이 제조된 부직포-직물(또는 편물) 복합시트를 3% 내지 15% 농도의 폴리비닐알코올 또는 카르복시메틸 셀룰로오스 등의 수용성 고분자 용액을 패딩하고 건조하여 섬유 중량에 대해 5 내지 20 중량%가 되게 부여한다. 이 공정은 이후의 폴리우레탄 수지의 함침공정시 폴리우레탄 수지가 극세화된 섬유속과 과도하게 접착되어 촉감을 딱딱하게 하는 것을 방지하는데 효과적이다.

그 다음으로 복합 시트에 대해 폴리우레탄 수지 습식 함침가공을 행한다. 이 공정에서 사용되는 폴리우레탄 탄성체는 매크로글리콜, 디이소시아네이트, 저분자량 디올 또는 디아민으로 구성된 선상 고분자 물질이나 일부 가교성 고분자 물질로서 디메틸포름아마이드(이하 "DMF" 라 한다)에 쉽게 용해된다.

본 발명에 사용되는 매크로글리콜로서 폴리에테르글리콜, 폴리에스테르글리콜, 폴리에테르 폴리에스테르 공중합 글리콜, 폴리카보네이트글리콜 등이 적용 가능하다.

본 발명에서 저분자량 디올로는 4,4'-부탄디올, 에틸레글리콜 등이 사용 가능하며, 메틸렌-비스-(4,4'-페닐아민) 등의 디아민계의 쇄신장제도 적용 가능하다. 이러한 폴리우레탄 탄성체의 DMF 용액에 계면활성제, 안료 및 기능성 입자 등을 첨가하여 농도를 희석하여 함침용액으로 사용한다.

상기의 복합 시트를 함침용액에 디핑한 후 수용액 속에서 응고시키고 50 내지 80℃의 열수에서 수세한 후 가충진된 수용성 고분자를 완전히 제거하고나서 건조한다. 건조후의 폴리우레탄의 함량은 20 내지 50 중량%로 하는 것이 바람직하다.

이어서 용출성분(해성분)의 용해가 가능한 용제 또는 가성소다 수용액으로 용출성분을 제거하여 섬유의 극세화 공정을 행한다. 용출성분(해성분)은 부직포 단섬유와 직물 혹은 편물의 원사 각각에 존재하게 되는데 만약에 용출성분(해성분)의 종류가 다르다면 극세화 공정을 각각 실시해야 하므로 공정이 복잡해지는 단점이 있다.

따라서 본 발명에서는 부직포 단섬유와 직물 혹은 편물의 원사에 동일한 종류의 용출성분(해성분)을 사용하므로써 섬유의 극세화 공정이 단 한 번의 용출공정에 의해 동시에 극세화될 수 있는 소재로 구성하는 것이 바람직 하다.

용출성분(해성분)이 공중합 폴리에스테르인 경우에는 5 내지 15%의 가성소다수용액으로 연속적 혹은 불연속 배치 방식으로 처리하여 용출성분(해성분)을 분해하고, 용출성분(해성분)이 폴리에칠렌이나 폴리스티렌인 경우에는 톨루엔 혹은 퍼클로로에틸렌이나 트리클로로에틸렌으로 제거한다.

예를 들어 용출성분(해성분)이 공중합 폴리에스테르는 10%의 가성소다 수용액으로 100℃에서 5 내지 10분간 처리시 완전히 분해되어 제거된다. 이 때 부직포(1)와 직물 또는 직편(2)로 구성된 복합시트는 용출성분(해성분)의 동시 제거에 의해 다소의 두께 감소가 있지만 직물 혹은 편물의 조직에 의해 형태가 잘 유지되고 기계적인 장력에 의한 길이 방향의 신장도 크지 않으며 복합 시트 표면의 겉보기 밀도가 향상된다.

상기와 같은 방식으로 폴리우레탄 함침 이후에 용출성분(해성분)을 용출하는 것이 일반적이며 이를 후용출이라 한다. 이와는 반대로 폴리우레탄 함침 이전에 용출성분(해성분)을 용출하는 것이 가능한데 이를 선용출 방법이라 하며 극세화 이후의 인공피혁의 외관 및 물성을 더욱 향상시킬 목적으로 적용된다.

다음에 이렇게 하여 수득된 피혁상 복합 시트물의 표면을 적절한 조도의 샌드페이퍼가 장착된 버핑기로 버핑하여 표면에 입모를 형성하고 모우를 정돈한다. 샌드페이퍼의 조도는 용도에 따라 다르게 선정하는데 통상 150 내지 400 메쉬의 것을 사용하는 것이 바람직하다.

이렇게 모우가 형성된 피혁상 복합시트 원단을 용도에 맞게 최종가공을 하는데, 대체적으로 염색가공하여 스웨이드 타입의 인공피혁으로 만들거나 혹은 표면에 폴리우레탄 코팅층을 형성하여 은면 타입의 인공피혁을 제조하는 것이다. 곧 바로 염색을 행하는 경우에 있어서, 사용된 섬유가 나일론-6인 경우에는 통상 함금속 염료 또는 밀링타입 산성염료로 염색하고, 폴리에스테르계일 경우에는 분산염로로 고압 래피드 염색기에서 염색하게 된다.

상기 염색 제품에 대하여 마지막으로 유연 및 기능성 약제가공 등을 행하면 표면 이펙트가 뛰어나고 형태안정성 및 유연성이 우수한 고품위의 복합 인공피혁 스웨이드가 제조된다. 이와는 달리 스웨이드 타입이 아니라 표면이 매끄러운 은면 타입의 인공피혁을 제조하고자 하는 경우에는 모우가 형성된 원단에 염색을 행하는 것이 아니라 형성된 입모 위에 일반적인 합성피혁용 코팅기를 이용하여 폴리우레탄 코팅을 행하게 되는데 이 공정에서 사용되는 폴리우레탄 탄성체는 고형분이 20 내지 30%정도인 인공피혁용 폴리우레탄으로서 건식 혹은 습식 코팅가공을 행하며 필요에 따라 라미네이팅 가공으로 대체할 수도 있다.

상기의 공정순서 및 상세방법에 의해 마찰대전압 특성 및 제전성이 매우 우수한 복합시트형 인공피혁을 제조할 수 있다. 구성섬유의 일부 또는 전부가 극세사로 구성된 직물 혹은 편물(2)의 삽입으로 인하여 본 발명의 복합시트형 인공피혁은 제전성 뿐만아니라 형태안정성이 좋고, 촉감이 부드러운 것이 장점이다.

또한 본 발명의 복합시트형 인공피혁은 마찰대전압이 1,000 볼트 이하이고, 20회 세탁한 이후의 마찰대전압이 1,500 볼트 이하 이다. 마찰대전압이 2,000 볼트 이상으로 발생하면 인체가 충격을 느끼거나 건강상의 상해를 느낄 수 있다. 하지만 본 발명의 복합시트형 인공피혁은 전기전도성 섬유가 직물 혹은 편물 형태로 인공피혁 내부에 복합 구성되어 있기 때문에 우수한 제전성을 발휘하여 발생한정전기를 제거하므로써 마찰대전압을 현저히 낮출 수 있다. 즉 발생하는 마찰대전압이 1,000 볼트 이하이므로 인체에 충격을 거의 주지 못한다.

또한 세탁에 의해서도 전기전도성 물질의 손실이나 제전성의 저하가 거의 없기 때문에 우수한 세탁내구성을 발휘하여 20회 세탁한 이후에도 마찰대전압이 1,500 볼트 이하로 유지된다. 그러므로 본 발명의 인공피혁은 마찰에 의한 정전기 발생을 방지하도록 제전성이 많이 요구되는 차량용 시트나 소파와 같은 가구용 소재 및 일반 의류용 등에 매우 적합한 소재이다.

특히 겨울철에도 습도와 관련없이 우수한 제전성을 발휘하기 때문에 매우 효과적인 제전성 원단으로서 제전성이 요구되는 모든 원단 및 피혁 용도로 적용하기에 손색이 없는 최고급 인공피혁으로서의 가치와 품질을 갖고 있다.

본 발명에 있어서, 각종 물성은 아래 방법으로 평가 하였다.

·전기전도성 물질 함량

직물 혹은 편물로 부터 전기전도성 물질이 함유된 섬유만을 뽑아내어 그 섬유내에 함유된 전기전도성 물질들의 총량을 그 섬유대비 중량부로 표시하였다. 전기전도성 물질의 정성 및 정량적 평가는 1 중량부 이상의 원소분석이 가능한 어떠한 기기로도 가능하나, 본 발명에서는 AAS(원자흡수 분광기), EA(원소 분석기), ICP(유도 쌍극자 플라즈마) 등으로 수행하였다. AAS(Atomic Absorption Spectrophotomer)는 바리안(Varian)회사 모델명 Spectra AA 800을 이용하였고, EA(Elemental Analyzer)는 엘레멘타르(Elementar) 회사의 모델명 Varino EL을 이용하였다. 또 ICP(Inductive Coupled Plasma)는 조빈-Y본(Jobin-Yvon) 회사의 모델명 JY 38 Plus를 이용하였다. 상기 3종의 분석기를 원소 종류에 따라 적절하게 사용하여 전기전도성 물질의 총량을 검출하였다.

·비저항

전기전도성 물질이 함유된 섬유 시료를 1000 데니어 정도가 되도록 준비하여 시료의 양 끝의 단면을 자르고 시료와 전극간의 접촉을 원활히 하기 위하여 시료 끝의 단면 부위에 은 성분(Dotite)을 바른 후, 상온(25℃ 정도) 에서 두 시간 이상 방치하여 용제를 휘발시킨 후 비저항을 측정하였다. 비저항을 측정할 수 있는 장비는 어떠한 것이든 크게 상관이 없다. 본 발명에서는 도레이(Toray) 회사의 Tera-Ohm Meter를 사용하여 25℃에서 비저항을 측정하였다.

·극세사섬유 굵기 ; 섬도[데니어] 측정

제조된 인공피혁의 단면 샘플을 취하여 골드 코팅과 같은 준비공정을 거치고 주사전자현미경[SEM] 분석장비를 통하여 일정한 배율로 인공피혁 단면사진을 찍었다. 사진상에 나타난 극세사섬유 한가닥의 단면지름을 평가하여 실제값으로 환산한 후 다음과 같은 공식을 통하여 섬도를 구하였다.

섬도( 데니어 ) = 9πD²ρ/4000

[π:원주율, D:극세사섬유 단면 지름(㎛), ρ:극세사섬유 밀도값(g/㎤)]

·극세사섬유 개수

상기와 같은 주사전자현미경 사진을 통하여 직물 또는 편물층을 구성하는 원사 한가닥 내의 극세사섬유의 개수를 헤아렸다. 위와 마찬가지로 인공피혁 표면으로 돌출한 직물 혹은 편물 층 섬유의 개수는 주사전자현미경을 통하여 인공피혁 표면사진을 찍고 그 개수를 헤아렸다. 단 부직포 단섬유와 직물 혹은 편물 층 섬유의 섬도가 같은 경우에는 그 개수를 무시하였다.

·마찰대전압

전기전도성 물질을 함유하는 섬유가 일부로 구성된 직물 혹은 편물 시트를 먼저 이물을 제거하기 위하여 흐르는 물에 수차례 세정한 후, 카네보 엔지니어링(Kanebo Engineering) 회사의 EST-7 Rotary Static tester 등을 이용하여 한국공업시험규격 KS K 0555 B법으로 실시하였고, 면 마찰포의 결과로서 마찰대전압을 평가하였다.

·촉감

전문가 10명의 관능검사로 평가한다. 8명 이상이 우수하다고 판정하면 ◎로, 6-7명이 우수하다고 판정하면 ◇로, 5명 이하가 우수하다고 판정하면 ×로 각각 구분 하였다.

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

실시예 1

폴리에틸렌테레프탈레이트 70중량부를 섬유형성성 성분으로 하고, 공중합 폴리에스테르 30중량부를 추출성분으로 하여 방사 연신공정을 거쳐 섬도 3데니어의 극세화 가능한 해도형 복합 장섬유를 제조하였다. 이때 장섬유의 모노필라멘트 내 극세사섬유(섬유형성성 성분)의 수를 16개로 하였다. 이렇게 얻어진 극세화가능한 복합섬유를 일부는 51mm로 자르고 크림프를 부여하여 단섬유로 제조하였고, 일부는 총 섬도 75 데니어의 장섬유 형태로 연사기를 이용하여 미터당 1,500회의 꼬임수를 준 후 정경법을 만들어 직물제조시 경사로 사용 하였다. 또한, 은(Ag) 성분을 갖는 입자가 10중량% 함유되어 비저항 값이 5×10³Ω·cm인 75 데니어/24 필라멘트 폴리에스테르 장섬유에 연사기로 미터당 1,500회의 꼬임을 주어 이를 직물제조시 위사로 사용 하였다. 상기 경사와 위사로 경사 밀도가 100본/인치이고 위사 밀도가 80본/인치이며 중량이 100g/yd인 직물을 제조하였다. 한편, 상기의 단섬유는 카아딩-크로스래핑 공정을 거쳐 웨브를 형성하고 니들펀칭을 실시하여 부직포를 제조하는 도중에 상기의 직물과 접합시켜 복합 시트를 형성하였다. 이어서 부직포-직물 복합 시트를 10%농도의 폴리비닐알코올 수용액으로 패딩 건조하여 섬유 중량에 대해 10중량%가 되게 부여하였다. 그 직후에 폴리에테르 폴리에스테르 공중합 글리콜 타입의 폴리우레탄 탄성체를 디메틸포름아미드(DMF)에 희석하여 농도 15%의 함침용액에 상기 복합 시트를 디핑한 후, 폴리우레탄을 수용액 속에서 응고시키고, 70℃의 열수용액에서 수세하여 폴리비닐알코올 고분자를 완전히 제거하고 나서 건조하였다. 건조 후의 폴리우레탄의 함량은 25중량%로 하였다. 상기의 섬유와 폴리우레탄으로 구성된 복합시트를 10%의 가성소다 수용액에 100℃에서 연속적으로 처리하여 해성분 공중합 폴리에스테르를 완전 제거하고 도성분 폴리에스테르 극세성분만 남게 섬유를 극세화 시켰다. 이 때 극세화된 섬유의 부직포내 섬유와 직물내 경사 모두 0.13 데니어였고 직물을 구성하는 원사내 극세사섬유 개수는 400개였다. 이어서 조도 #240번 사포를 적용하여 버핑 가공하므로써 극세사섬유의 일부를 절단시켜 일으켜 세워 모우를 발현시켜 인공피혁용 복합시트를 제조 하였다. 그 다음으로 견뢰도가 우수한 분산염로로 고압래피드 염색기에서 염색한 후 환원세정하고 건조하였다. 계속해서, 발수제 및 대전방지제 처리공정과 모미 유연공정을 거쳐 스웨이드 타입의 복합 인공피혁을 제조하였다. 상기와 같이 제조된 복합시트형 인공피혁의 물성을 평가하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

실시예 2∼5 및 비교실시예 1

직물 제조시 사용하는 경사 및 위사 종류와 경사의 복합형태를 표 1과 같이 변경하는 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 복합시트형 인공피혁을 제조하고, 물성을 평가하여 하기 표 2에 나타내었다.

<표 1> 제조조건

구 분	실시예1	실시예2	실시예3	실시예4	실시예5	비교실시예1
직물위사(전기전도성물질이함유된섬유)	복합형태	해도형	해도형	해도형	해도형	분할형	해도형
	전기전도성 물질	은	금	구리	카본입자	알루미늄	-(첨가안함)
	전도성물질 총함량(중량%)	10	5	15	30	17	-
	전도성물질 부여방법	방사혼입	증착코팅	전기도금	방사혼입	증착코팅	-
	비저항(Ω·cm)	5×103	3×103	7×102	2×104	4×105	9×1012
	모노필라멘트 또는극세사섬유 섬도(데니어)	3.1	3.1	3.1	0.04	0.13	3.1
	극세사섬유 개수	-	-	-	900	1500	-
직물경사	극세사섬유 섬도(데니어)	0.13	0.07	0.07	0.04	0.13	0.13
	극세사섬유 개수	400	900	3600	900	1500	400

<표 2> 복합시트용 인공피혁의 물성평가 결과

구 분	세탁전 마찰대전압(V)	20회 세탁후 마찰대전압(V)	촉 감
실시예 1	190	270	◇
실시예 2	185	510	◇
실시예 3	50	320	◇
실시예 4	540	660	◎
실시예 5	873	1,350	◎
비교실시예 1	2,500	2,900	◇

본 발명의 복합시트형 인공피혁은 전기전도성을 갖는 섬유를 포함하는 직물 또는 편물(2)이 삽입되어 제전성 및 마찰대전압 특성이 우수하며, 형태안정성과 촉감도 우수하다. 따라서 본 발명의 인공피혁용 복합시트는 항구적인 제전성이 우수하면서도 매우 부드러운 특징을 동시에 구비하여 차량용, 가구용, 의류용뿐만 아니라 천연피혁, 인공피혁, 합성피혁 등이 적용되는 모든 피혁 용도에 매우 유용하다.

Claims (9)

1. 굵기가 0.3 데니어 이하인 극세사섬유(1a)들로 구성되며 폴리우레탄 탄성체(1b)가 함침되어 있는 부직포(1)와 직물 또는 편물(2)이 적층된 구조를 갖고, 상기 직물 또는 편물(2)을 구성하는 섬유의 전부 또는 일부가 전기전도성을 갖는 섬유인 것을 특징으로 하는 제전성이 우수한 복합시트형 인공피혁.
2. 1항에 있어서, 전기전도성을 갖는 섬유는 섬유내에 전기전도성 물질이 함유되어 있는 것 임을 특징으로 하는 제전성이 우수한 복합시트형 인공피혁.
3. 1항에 있어서, 전기전도성을 갖는 섬유는 섬유표면에 전기전도성 물질이 코팅 또는 도금되어 있는 것 임을 특징으로 하는 제전성이 우수한 복합시트형 인공피혁.
4. 2항 또는 3항에 있어서, 전기전도성 물질이 카본블랙, 금, 은, 구리, 알루미늄 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 제전성이 우수한 복합시트형 인공피혁.
5. 2항 또는 3항에 있어서, 전기전도성을 갖는 섬유 내의 전기전도성 물질 함량이 2-50 중량%인 것을 특징으로 하는 제전성이 우수한 복합시트형 인공피혁.
6. 1항에 있어서, 전기전도성을 갖는 섬유의 비저항 값이 10¹⁰Ω·cm 이하인 것을 특징으로 하는 제전성이 우수한 복합시트형 인공피혁.
7. 1항에 있어서, 직물 또는 편물(2)을 구성하는 섬유의 전부 또는 일부가 0.01-0.3 데니어의 섬유굵기를 갖는 것을 특징으로 하는 제전성이 우수한 복합시트형 인공피혁.
8. 1항에 있어서, 직물 또는 편물(2)을 구성하는 원사의 전부 또는 일부가 200-10,000개의 극세사섬유로 이루어지는 것을 특징으로 하는 제전성이 우수한 복합시트형 인공피혁.
9. 1항에 있어서, 복합시트형 인공피혁의 마찰대전압이 1,000 볼트 이하이고, 20회 세탁후 마찰대전압이 1,500 볼트 이하인 것을 특징으로 하는 제전성이 우수한 복합시트형 인공피혁.