KR20100080488A - 인공피혁 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 극세섬유로 구성된 부직포에 고분자 탄성체가 함침되어 이루어지며, 상기 고분자 탄성체가 20 ~ 30중량%로 포함되고, 상기 부직포의 밀도가 0.160 ~ 0.250 g/cm3 범위인 것을 특징으로 하는 인공피혁 및 그 제조방법에 관한 것으로서,
본 발명에 따른 인공피혁은 고분자 탄성체의 함량 및 부직포의 밀도를 최적화함으로써 최적화된 신도 특성을 구비한 인공피혁을 얻을 수 있어 자동차 헤드라이너와 같이 굴곡이 많은 제품에 용이하게 사용될 수 있다.
인공피혁, 신도

Description

인공피혁 및 그 제조방법{Artificial leather and method for manufacturing the same}
본 발명은 인공피혁에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 최적의 신도(伸度) 특성을 구비한 인공피혁에 관한 것이다.
인공피혁은 극세섬유가 3차원적으로 교락되어 형성된 부직포에 고분자 탄성체가 함침되어 이루어진 것으로서, 천연피혁과 유사하게 부드러운 질감 및 독특한 외관을 갖고 있어, 신발, 의류, 장갑, 잡화, 가구, 및 자동차 내장재 등과 같은 다양한 분야에 널리 이용되고 있다.
이와 같은 인공피혁은 사용되는 용도에 따라 유연성, 표면의 품위 특성, 내마모성, 내광성, 또는 신도 특성 등에서 보다 향상된 고기능성이 요구되고 있다. 인공피혁에 요구되는 고기능성 중에서 신도 특성은 굴곡이 있는 제품에서 특히 요구되는데, 그 이유는 굴곡이 있는 제품에 신도 특성이 떨어지는 인공피혁을 적용하게 될 경우 성형공정시 인공피혁에 주름이 많이 발생하기 때문이다.
예를 들어, 자동차 내장재 중에서 자동차 천장에 부착되는 헤드라이너의 경우 차체 형태에 따라 굴곡이 많이 존재하는데, 자동차 헤드라이너에 신도 특성이 떨어지는 인공피혁을 사용하게 되면 성형시 인공피혁에 발생하는 주름으로 인해서 제품의 품위가 떨어지는 문제가 발생하게 된다. 따라서, 자동차 헤드라이너와 같이 굴곡부위가 많이 존재하는 제품에 사용하기 위한 인공피혁은 기본적으로 신도 특성이 우수해야 한다. 다만, 인공피혁의 신도가 너무 크게 되면 성형시 인공피혁이 과도하게 늘어나게 되고, 그로 말미암아 주름이 생기는 동일한 문제가 있다. 따라서, 기본적으로 신도 특성이 우수하되 성형에 최적화된 신도 특성을 갖는 인공피혁이 요구되고 있다.
본 발명은 굴곡부위가 많이 존재하는 제품에 용이하게 적용할 수 있는 최적화된 신도 특성을 구비한 인공피혁 및 그 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자는 성형에 최적화된 신도 특성을 구비한 인공피혁을 얻기 위한 다수의 반복시험을 통해 최적의 신도 특성 범위를 확인하였고, 그와 같은 인공피혁의 신도 특성은 부직포에 함침되는 고분자 탄성체의 함량에 의해 크게 영향을 받음을 알 수 있었다.
즉, 고분자 탄성체로 이용되는 폴리우레탄은 쉽게 늘어나고 회복력 또한 우수한 특성을 갖기 때문에, 폴리우레탄의 함량을 증가시킬 경우 인공피혁의 신도를 향상시킬 수 있다. 그러나, 폴리우레탄의 함량이 너무 커질 경우 성형시 주름이 발생할 수 있고 그에 더하여 인공피혁의 촉감이 저하되고 오랜 시간 빛에 노출될 경우 색상이 변색되는 등의 부작용이 발생하게 됨을 확인하였다. 따라서, 최적화된 신도 특성을 갖는 인공피혁을 얻기 위해서는 고분자 탄성체의 함량을 최적화할 필요가 있고, 이에 다수의 실험을 통해 최적의 고분자 탄성체의 함량 범위를 설정하게 되었다.
또한, 인공피혁을 구성하는 부직포의 밀도가 인공피혁의 신도 특성에 영향을 미침을 알 수 있었다. 즉, 부직포의 밀도가 너무 크게 되면 신장이 잘 안되기 때문 에 부직포의 밀도를 줄이는 것이 바람직하지만, 부직포의 밀도가 너무 작게 되면 신장시 섬유조직이 파괴되어 신장후 회복되지 않는 문제점이 발생하게 된다. 그에 더하여, 부직포에 함침되는 고분자 탄성체가 그 기능을 발휘하기 위해서도 부직포의 밀도가 매우 중요함을 알 수 있었다. 즉, 부직포는 그 내부에 함침되는 고분자 탄성체의 지지체 역할을 하게 되는데, 부직포의 밀도가 작게 되면 고분자 탄성체가 불균일하게 분포되고 그 내부에 구멍이 많이 존재하게 되어, 신장시 불균일한 부분에 힘이 집중되어 파단이 일어나기 쉽게 된다. 따라서, 최적화된 신도 특성을 갖는 인공피혁을 얻기 위해서는 부직포의 밀도를 최적화해야 할 필요가 있고, 특히, 고분자 탄성체의 함량 범위를 고려하여 부직포의 밀도를 최적화하는 것이 바람직하며, 이에, 다수의 실험을 통해 최적의 부직포 밀도 범위를 설정하게 되었다.
이상 설명한 본 발명에 따른 구체적인 과제 해결 수단은 하기와 같다.
본 발명은 극세섬유로 구성된 부직포에 고분자 탄성체가 함침되어 이루어지며, 상기 고분자 탄성체가 20 ~ 30중량%로 포함되고, 상기 부직포의 밀도가 0.160 ~ 0.250 g/cm3 범위인 것을 특징으로 하는 인공피혁을 제공한다.
상기 부직포의 밀도는 0.180 ~ 0.230 g/cm3 범위일 수 있다.
상기 인공피혁은 5kg 정하중 신도가 길이방향은 20 ~ 40%이고, 폭방향은 40 ~ 80% 범위이다.
상기 극세섬유는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트, 또는 폴리부틸렌테레프탈레이트로 이루어지고, 상기 고분자 탄성체는 폴리우레탄으로 이루어질 수 있다.
상기 극세섬유는 0.3 데니어 이하의 섬도 범위를 가질 수 있다.
본 발명은 또한, 용제에 용해되는 특성이 서로 상이한 해성분의 제1폴리머 및 도성분의 제2폴리머로 이루어진 해도형 섬유를 제조하는 공정; 상기 해도형 섬유를 이용하여 부직포를 제조하는 공정; 상기 부직포를 고분자 탄성체 용액에 침지하여, 상기 부직포에 고분자 탄성체를 함침하는 공정; 및 상기 부직포에서 해성분인 제1폴리머를 용해시켜 제거하는 공정을 포함하여 이루어지며, 상기 고분자 탄성체가 20 ~ 30중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 인공피혁의 제조방법을 제공한다.
상기 고분자 탄성체 용액은 5 ~ 20중량% 농도 범위일 수 있고, 이때, 상기 고분자 탄성체 용액의 온도를 10 ~ 30℃ 범위로 유지한 상태에서 0.5 ~ 15분 동안 상기 부직포를 침지할 수 있다.
상기 부직포를 제조하는 공정은, 250 ~ 400 g/m2 범위의 단위중량, 및 1.5 ~ 2.5 mm 범위의 두께를 갖도록 부직포를 제조하는 공정으로 이루어질 수 있고, 이때, 상기 제조된 인공피혁에서, 상기 부직포의 밀도는 0.180 ~ 0.230 g/cm3 범위가 될 수 있다.
상기 부직포에서 해성분인 제1폴리머를 용해시켜 제거하는 공정은, 상기 부직포에 고분자 탄성체를 함침하는 공정 이전 또는 이후에 수행할 수 있다.
상기 해도형 섬유를 제조하는 공정은, 상기 제1폴리머는 10 ~ 60중량%로 포함되고, 상기 제2폴리머는 40 ~ 90중량%로 포함되도록 하며, 제1폴리머로는 공중합 폴리에스테르를 이용하여, 상기 제2폴리머로는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트를 이용할 수 있다.
이상과 같은 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명은 고분자 탄성체의 함량을 최적화함으로써, 구체적으로는 인공피혁에서 고분자 탄성체의 함량을 20 ~ 30중량%로 조절함으로써 최적화된 신도 특성, 구체적으로는 5kg 정하중 신도가 길이방향은 20 ~ 40%이고, 폭방향은 40 ~ 80% 범위인 인공피혁을 얻을 수 있다. 또한, 본 발명은 부직포의 밀도를 최적화함으로써, 바람직하게는 상기 고분자 탄성체 함량을 고려하여 부직포의 밀도를 0.180 ~ 0.230 g/cm3 범위로 조절함으로써 최적화된 신도 특성을 구비한 인공피혁을 얻을 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 인공피혁은 자동차 헤드라이너와 같이 굴곡이 많은 제품에 용이하게 사용될 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 상세히 설명하기로 한다.
1. 인공피혁
본 발명에 따른 인공피혁은 극세섬유로 구성된 부직포에 고분자 탄성체가 함침되어 이루어진다.
상기 고분자 탄성체는 폴리우레탄을 이용할 수 있고, 구체적으로는 폴리카보네이트디올계, 폴리에스테르디올계 또는 폴리에테르디올계 단독이나 또는 이들을 조합하여 이용할 수 있다. 상기 고분자 탄성체는 폴리실록산을 이용할 수도 있다. 다만, 상기 고분자 탄성체가 폴리우레탄 또는 폴리실록산으로 한정되는 것은 아니다.
상기 고분자 탄성체는 인공피혁에서 20 ~ 30 중량%로 포함된다. 상기 고분자 탄성체가 20중량% 미만으로 포함될 경우 원하는 신도를 얻을 수 없고, 상기 고분자 탄성체가 30중량%를 초과하여 포함될 경우 인공피혁의 촉감이 저하되고 색상 변색의 위험이 있으며 신도도 저하되기 때문이다.
상기 부직포는 나일론 또는 폴리에스테르 극세섬유로 이루어질 수 있고, 상기 폴리에스테르 극세섬유의 구체적인 예로는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리트리메틸렌테레프탈레이트(PTT), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT) 등을 들 수 있다.
상기 부직포는 0.160 ~ 0.250 g/cm3 범위의 밀도를 갖는 것이 바람직하다. 부직포의 밀도가 0.160 g/cm3 미만일 경우에는 부직포가 고분자 탄성체의 지지체 역할을 충분히 할 수 없어 고분자 탄성체가 부직포 내에서 구멍이 많이 존재하면서 불균일하게 분포하게 되어 신장시 쉽게 파단이 일어날 수 있으며, 부직포의 밀도가 0.250 g/cm3 를 초과하게 되면 부직포의 밀도가 너무 커서 신도가 떨어질 수 있기 때문이다. 다만, 상기 고분자 탄성체가 인공피혁에서 20 ~ 30 중량%로 포함될 경우 에 최적의 부직포의 밀도 범위는 0.180 ~ 0.230 g/cm3 가 바람직하다.
고분자 탄성체가 20 ~ 30 중량%로 포함되고 부직포의 밀도가 0.160 ~ 0.250 g/cm3 범위인 경우의 인공피혁은 5kg 정하중 신도가 길이방향은 20 ~ 40%이고, 폭방향은 40 ~ 80% 범위로 최적의 신도 특성을 갖게 될 수 있다. 특히, 인공피혁을 구성하는 부직포의 밀도가 0.180 ~ 0.230 g/cm3 범위인 경우 신도 특성이 더욱 최적화될 수 있다.
상기 부직포를 구성하는 극세섬유는 0.3데니어 이하의 섬도범위를 갖는 것이 인공피혁의 촉감증진을 위해 바람직하다.
본 발명에 따른 인공피혁은 복합방사공정을 통해 해도(海島)형 섬유를 제조하고 해도형 섬유를 이용하여 부직포를 제조하고 부직포에 고분자 탄성체를 함침시킨 후 해성분를 제거하여 섬유를 극세화하는 공정을 통해 얻을 수 있다. 여기서, 상기 부직포에 고분자 탄성체를 함침시키기 전에, 상기 부직포에서 해성분을 제거하여 극세화한 후 극세화된 부직포에 고분자 탄성체를 함침하는 공정을 통해 인공피혁을 얻을 수도 있다. 다만, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 방사공정을 통해 극세섬유를 바로 제조하고 극세섬유를 이용하여 부직포를 제조한 후 부직포에 고분자 탄성체를 함침하여 인공피혁을 얻을 수도 있다.
상기 부직포는 스테이플 섬유와 같은 단섬유를 카딩(carding)공정 및 크로스래핑(cross lapping)공정을 통해 웹(Web)을 형성한 후 니들펀치 또는 워터젯펀치 등을 이용하여 제조할 수 있다. 다만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니고, 필라멘 트와 같은 장섬유를 스판 본딩(span bonding) 공정을 통해 웹(Web)을 형성한 후 니들펀치 또는 워터젯펀치 등을 이용하여 부직포를 제조할 수도 있다.
상기 해도형 섬유를 이용하여 인공피혁을 제조하는 방법에서, 상기 해도형 섬유는 용제에 용해되는 특성이 서로 상이한 제1폴리머 및 제2폴리머로 이루어진다.
상기 제1폴리머는 용제에 용해되어 용출되는 해(海)성분으로서, 공중합 폴리에스테르, 폴리스티렌 또는 폴리에틸렌 등으로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 알칼리 용제에 대한 용해성이 우수한 공중합 폴리에스테르로 이루어진다. 상기 공중합 폴리에스테르는, 주성분인 폴리에틸렌 테레프탈레이트에 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 1-4-사이클로헥산 디카르복실산, 1-4-사이클로헥산디메탄올, 1-4-사이클로헥산디카르복실레이트, 2-2-디메틸-1,3-프로판디올, 2-2-디메틸-1,4-부탄디올, 2,2,4-트리메틸-1,3-프로판디올, 아디프산, 금속 설포네이트 함유 에스테르 단위 또는 이들의 혼합물이 공중합된 것을 이용할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제2폴리머는 용제에 용해되지 않고 잔존하는 도(島)성분으로서, 알칼리 용제에 용해되지 않는 나일론 또는 폴리에스테르 등으로 이루어질 수 있고, 상기 폴리에스테르의 예로는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 또는 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트(PTT) 등을 들 수 있다. 특히, 상기 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트는 폴리에틸렌 테레프탈레이트와 폴리부틸렌 테레프탈레이트의 중간 정도의 탄소수를 갖고 폴리아미드와 유사한 탄성회복율을 가지면서 내알칼리성이 매우 우수하여, 도 성분으로 바람직하다.
이와 같은 해도형 섬유는, 추후 공정에서 해성분인 제1폴리머를 용제에 용해시켜 용출시킴으로써 도성분인 제2폴리머만이 잔존하여 극세섬유를 형성하게 된다. 따라서, 원하는 극세섬유를 얻기 위해서는 해성분인 제1폴리머와 도성분인 제2폴리머의 함량 등을 적절히 조절할 필요가 있다.
구체적으로는, 해도형 섬유 내에서, 상기 해성분인 제1폴리머는 10 ~ 60중량%로 포함되고, 상기 도성분인 제2폴리머는 40 ~ 90중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 해성분인 제1폴리머가 10중량% 미만으로 포함될 경우 도성분인 제2폴리머의 함량이 증가되어 극세섬유 형성이 불가능할 수 있으며, 해성분인 제1폴리머가 60중량%를 초과하여 포함될 경우는 용출하여 제거되는 제1폴리머의 양이 증가되어 제조단가가 증가되기 때문이다. 또한, 해도형 섬유의 단면에서, 상기 도성분인 제2폴리머는 10개 이상이 서로 분리되면서 배열되며, 해성분인 제1폴리머가 용출된 이후에 도성분인 제2폴리머의 섬도는 0.3데니어 이하 범위인 것이 극세섬유의 촉감증진을 위해 바람직하다.
이상과 같은 본 발명에 따른 인공피혁의 일 실시예에 따른 제조방법을 설명하면 하기와 같다.
우선, 해도형 섬유를 제조한다.
상기 해도형 섬유는 스테이플 형태로 제조할 수 있으며, 구체적으로는 전술한 해성분인 제1폴리머 및 도성분인 제2폴리머 각각의 용융액을 준비한 후 소정의 방사구금을 통해 각각의 용융액을 통과시키는 복합방사를 통해 필라멘트를 얻고, 얻은 필라멘트를 연신하고, 크림프(crimp)를 형성하고, 열고정(heat set)한 후, 절단하는 공정을 통해 제조할 수 있다.
이때, 상기 복합방사를 통해 얻은 필라멘트의 단사섬도는 10 데니어 이하가 되도록 하는 것이 바람직한데, 그 이유는 필라멘트의 단사섬도가 10 데니어를 초과하게 되면 인공피혁을 제조하기 위해서 해도형 섬유로 부직포를 제조할 때 카딩 공정이 어려워질 수 있기 때문이다. 보다 바람직한 필라멘트의 단사섬도는 2 ~ 5 데니어 범위이다. 또한, 필라멘트의 단면에서, 상기 도성분인 제2폴리머가 10개 이상이 서로 분리되면서 배열되며, 상기 도성분인 제2폴리머의 섬도가 0.3 데니어 이하 범위가 될 수 있도록 하는 것이, 추후 해성분을 용출한 후 원하는 극세섬유를 얻을 수 있어 바람직하다.
스테이플 형태의 해도형 섬유의 길이는 20mm이상인 것이 바람직한데, 그 이유는 20mm 미만일 경우 인공피혁을 제조하기 위해서 부직포를 제조할 때 카딩 공정이 어려워질 수 있기 때문이다.
한편, 인공피혁을 제조함에 있어서 필라멘트와 같은 장섬유를 이용할 경우에는 상기 열고정한 필라멘트를 절단하는 공정을 수행하지 않게 된다.
다음, 상기 해도형 섬유를 이용하여 부직포를 제조한다.
상기 부직포는 스테이플 상태의 해도형 섬유를 카딩(carding)공정 및 크로스래핑(cross lapping)공정을 통해 웹(Web)을 형성한 후 니들펀치를 이용하여 제조한다. 상기 크로스 래핑 공정은 대략 20 ~ 40매로 적층하여 웹을 형성한다.
이때, 상기 크로스 래핑 공정 및 니들펀치 공정을 조절하여, 단위중량이 250 ~ 400 g/m2 범위이고, 두께가 1.5 ~ 2.5 mm 범위인 부직포를 제조하는 것이 바람직한데, 그 이유는 상기 단위중량 및 두께 범위로 부직포를 제조할 경우 최종적으로 얻어지는 인공피혁에서 부직포의 밀도를 바람직한 범위인 0.180 ~ 0.230 g/cm3 범위 내로 용이하게 조절할 수 있기 때문이다. 즉, 최종적으로 제조된 인공피혁에서 부직포의 밀도를 0.180 ~ 0.230 g/cm3 범위 내로 조절하기 위해서는, 상기 부직포가 이후 공정 들을 거치면서 열변형 등을 거쳐 부피변화를 일으키게 되는 점을 고려해야 하며, 이와 같은 점을 고려할 때, 상기 카딩 공정, 크로스 래핑 공정, 및 니들펀치 공정을 통해 제조하는 부직포의 단위중량 및 두께를 상기 범위로 설정하는 것이 바람직하다.
다음, 상기 부직포에 고분자 탄성체를 함침한다.
이 공정은 고분자 탄성체 용액을 제조한 후, 제조한 고분자 탄성체 용액에 상기 부직포를 침지시키는 공정으로 이루어진다. 상기 고분자 탄성체 용액은 소정의 용매에 폴리우레탄을 용해시키거나 분산시켜 제조할 수 있으며, 예로서 디메틸포름아마이드(DMF) 용매에 폴리우레탄을 용해시키거나 물 용매에 폴리우레탄을 분산시켜 제조할 수 있다. 다만, 고분자 탄성체를 용매에 용해 또는 분산시키지 않고, 실리콘 고분자 탄성체를 직접 이용할 수도 있다.
또한, 상기 고분자 탄성체 용액에는 용도에 따라 안료, 광안정제, 산화방지제, 난연제, 유연제, 착색제 등이 추가로 포함될 수 있다.
상기 부직포를 상기 고분자 탄성체 용액에 침지시키기 전에, 상기 부직포를 폴리비닐알코올 수용액으로 패딩처리하여 형태를 안정화시킬 수 있다.
여기서, 상기 고분자 탄성체 용액의 농도 등을 조절함으로써 상기 부직포에 함침되는 고분자 탄성체의 함침량을 조절할 수 있으며, 최종 인공피혁에 포함되는 고분자 탄성체의 함량이 20 ~ 30%임을 고려할 때, 상기 고분자 탄성체 용액의 농도는 5 ~ 20중량% 범위로 조절하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 5 ~ 20중량% 농도 범위의 고분자 탄성체 용액의 온도를 10 ~ 30℃ 범위로 유지한 상태에서 0.5 ~ 15분 동안 상기 부직포를 침지하는 것이 바람직하다.
상기 고분자 탄성체 용액에 부직포를 침지시킨 후에는 응고조에서 부직포에 함침된 고분자 탄성체를 응고하고 그 후에 수세조에서 수세하는 공정을 수행하게 된다. 이때, 상기 고분자 탄성체 용액이 디메틸포름아마이드 용매에 폴리우레탄을 용해시켜 얻은 경우에는, 상기 응고조를 물과 소량의 디메틸포름아마이드의 혼합물로 구성하여 상기 응고조에서 고분자 탄성체를 응고시키면서 부직포에 함유된 디메틸포름아마이드가 상기 응고조로 빠져나오도록 할 수 있으며, 상기 수세조에서는 부직포에 패딩처리한 폴리비닐알코올 및 잔류할 수 있는 디메틸포름아마이드를 부직포로부터 제거하게 된다.
다음, 고분자 탄성체가 함침된 부직포에서 해성분을 제거하여 섬유를 극세화한다.
이 공정은 가성 소다 수용액과 같은 알칼리 용제를 이용하여 해성분인 제1폴리머를 용출시킴으로써 도성분인 제2폴리머만이 잔존하여 부직포를 구성하는 섬유를 극세화시키는 공정이다.
다음, 상기 극세섬유로 이루어지며 고분자 탄성체가 함침되어 있는 부직포에 기모처리한 후 염색하고 후처리를 하여 본 발명에 따른 인공피혁의 제조를 완성한다.
3. 실시예 및 비교예
실시예 1
주성분인 폴리에틸렌테레프탈레이트에 금속설포네이트 함유 폴리에스테르 단위가 5몰% 공중합된 공중합 폴리에스테르를 용융하여 해(海)성분의 용융액을 준비하고, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 용융하여 도(島)성분의 용융액을 준비한 후, 상기 해성분의 용융액 50중량% 및 상기 도성분의 용융액 50중량%를 이용하여 복합방사하여 단사섬도가 3데니어이고, 단면에서 상기 도성분이 16개로 구성된 필라멘트를 얻었고, 상기 필라멘트를 연신배율 3.5로 하여 연신한 후, 크림프수가 15개/인치가 되도록 크림프 공정을 수행하고, 130℃로 열고정한 후, 51mm로 절단하여 스테이플 형태의 해도형 섬유를 제조하였다.
그 후, 상기 해도형 섬유를 카딩 공정 및 크로스 래핑 공정을 통해 웹을 형성한 후 니들펀치를 이용하여 단위중량 350g/m2, 및 두께 2.0mm의 부직포를 제조하였다.
그 후, 상기 부직포를 5중량% 농도의 폴리비닐알코올 수용액으로 패딩한 후 건조하고, 상기 건조한 부직포를 디메틸포름아마이드(DMF) 용매에 폴리우레탄을 용해시켜 얻은 10중량% 농도 및 25℃의 폴리우레탄 용액에 3분 동안 침지시킨 후, 15 중량% 농도의 디메틸포름아마이드 수용액에서 폴리우레탄을 응고시키고 물로 수세하여, 상기 부직포에 폴리우레탄을 함침시켰다.
그 후, 상기 폴리우레탄이 함침된 부직포를 5중량% 농도의 가성소다 수용액으로 처리하여 상기 부직포에서 해성분인 공중합 폴리에스테를 용출시켜 도성분인 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)만으로 섬유를 극세화하였다.
그 후, 조도 #300번 사포를 이용하여 최종 두께가 0.6mm가 되도록 기모처리하고, 산성염료를 이용하여 고압래피드 염색기에서 염색한 후 고착 세정하고 건조한 후, 유연제 및 대전방지제 처리를 하여 인공피혁을 얻었다.
실시예 2
전술한 실시예 1에서, 단위중량 350g/m2, 및 두께 2.5mm의 부직포를 제조한 점을 제외하고 전술한 실시예 1과 동일한 방법으로 인공피혁을 얻었다.
실시예 3
전술한 실시예 1에서, 단위중량 350g/m2, 및 두께 1.5mm의 부직포를 제조한 점을 제외하고 전술한 실시예 1과 동일한 방법으로 인공피혁을 얻었다.
실시예 4
전술한 실시예 1에서, 13중량% 농도 및 25℃의 폴리우레탄 용액에 5분 동안 부직포를 침지한 점을 제외하고 전술한 실시예 1과 동일한 방법으로 인공피혁을 얻었다.
실시예 5
전술한 실시예 1에서, 16중량% 농도 및 25℃의 폴리우레탄 용액에 5분 동안 부직포를 침지한 점을 제외하고 전술한 실시예 1과 동일한 방법으로 인공피혁을 얻었다.
비교예 1
전술한 실시예 1에서, 4중량% 농도 및 25℃의 폴리우레탄 용액에 3분 동안 부직포를 침지한 점을 제외하고 전술한 실시예 1과 동일한 방법으로 인공피혁을 얻었다.
비교예 2
전술한 실시예 1에서, 단위중량 200g/m2, 및 두께 1.5mm의 부직포를 제조한 점, 및 8중량% 농도 및 25℃의 폴리우레탄 용액에 3분 동안 부직포를 침지한 점을 제외하고 전술한 실시예 1과 동일한 방법으로 인공피혁을 얻었다.
비교예 3
전술한 실시예 1에서, 단위중량 350g/m2, 및 두께 1.2mm의 부직포를 제조한 점, 및 10중량% 농도 및 25℃의 폴리우레탄 용액에 3분 동안 부직포를 침지한 점을 제외하고 전술한 실시예 1과 동일한 방법으로 인공피혁을 얻었다.
비교예 4
전술한 실시예 1에서, 21중량% 농도 및 35℃의 폴리우레탄 용액에 10분 동안 부직포를 침지한 점을 제외하고 전술한 실시예 1과 동일한 방법으로 인공피혁을 얻었다.
이상과 같은, 실시예 및 비교예 들의 주요공정조건을 요약하면 하기 표 1과 같다.

부직포 고분자 탄성체 용액
단위중량(g/m2) 두께(mm) 농도(중량%) 온도(℃) 침지시간(분)
실시예 1 350 2.0 10 25 3
실시예 2 350 2.5 10 25 3
실시예 3 350 1.5 10 25 3
실시예 4 350 2.0 13 25 5
실시예 5 350 2.0 16 25 5
비교예 1 350 2.0 4 25 3
비교예 2 200 1.5 8 25 3
비교예 3 350 1.2 10 25 3
비교예 4 350 2.0 21 35 10
3. 실험예
고분자 탄성체 함량 측정 및 부직포의 밀도 측정
우선, 10cm×10cm 크기로 인공피혁 샘플을 준비한 후 인공피혁 샘플의 중량 및 밀도를 측정한다.
상기 인공피혁 샘플의 밀도(g/cm3)는 피콕(Peacock) 후도계를 이용하여 샘플의 5 지점의 두께를 측정하여 평균을 구하고, 상기 측정한 중량과 면적으로부터 단위중량을 먼저 구하고, 구한 단위중량값을 상기 두께 평균값으로 나누어서 구한다.
다음, 100%농도의 디메틸포름아마이드(DMF) 용액 1000ml가 담긴 비이커에 샘플을 침지하고 70℃에서 2시간 동안 가열한 후 맹글롤을 이용하여 스퀴징하여 고분자 탄성체를 인공피혁 샘플로부터 충분히 제거한다. 이 공정을 3회 반복하여 인공피혁 샘플로부터 고분자 탄성체를 완전히 제거한다.
다음, 인공 피혁 샘플을 흐르는 물에 수차례 수세하고 맹글롤로 스퀴징하여 부직포 시트만을 추출한 후 건조하여, 추출한 부직포 시트의 중량을 측정한다.
1) 고분자 탄성체 함량 측정
아래와 같은 식1의 방법으로 고분자 탄성체 함량을 계산한다.
[식 1]
Figure 112009081951074-PAT00001
2) 부직포의 밀도 측정
아래와 같은 식2의 방법으로 부직포의 밀도를 계산한다.
[식 2]
Figure 112009081951074-PAT00002
이와 같은 방법에 의해 실시예 및 비교예에 따른 인공피혁에서 고분자 탄성체 함량 및 부직포의 밀도를 측정하였으며, 그 결과는 하기 표 2와 같다.
고분자 탄성체 함량(중량%) 부직포 밀도(g/cm3)
실시예 1 21 0.200
실시예 2 23 0.170
실시예 3 20 0.240
실시예 4 25 0.205
실시예 5 30 0.196
비교예 1 18 0.180
비교예 2 17 0.160
비교예 3 18 0.263
비교예 4 32 0.191
5kg 정하중 신도 측정
전술한 실시예 및 비교예에 따른 인공피혁 샘플 각각에 대해서 5kg 정하중 신도를 측정하였다. 인공피혁의 신도는 하기 방법으로 측정하였으며, 그 결과는 하기 표 3과 같다.
측정방법은 다음과 같다.
폭 50 mm, 길이 250 mm 의 시험편을 세로 및 가로의 방향에서 각각 3매씩 취하여, 그 중앙부에 거리 100 mm 의 표선을 긋는다. 이것을 크램프 간격 150 mm로 하여, 말텐스 피로시험기에 장착하고, 천천히 49N (5 kgf)의 하중(하부 크램프의 하중 포함)을 건다. 하중을 건 상태로 10분간 방치하여 표선간 거리를 구한다. 정하중 신도는 다음 식에 의해 산출한다.
정하중 신도 (%) = ℓ1 - 100
여기서, ℓ1 : 하중을 건 10분 후의 표선간 거리
길이방향 신도(%) 폭방향 신도(%)
실시예 1 27 55
실시예 2 35 71
실시예 3 20 43
실시예 4 28 58
실시예 5 24 49
비교예 1 41 75
비교예 2 44 83
비교예 3 15 35
비교예 4 13 70

Claims (12)

  1. 극세섬유로 구성된 부직포에 고분자 탄성체가 함침되어 이루어지며, 상기 고분자 탄성체가 20 ~ 30중량%로 포함되고, 상기 부직포의 밀도가 0.160 ~ 0.250 g/cm3 범위인 것을 특징으로 하는 인공피혁.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 부직포의 밀도는 0.180 ~ 0.230 g/cm3 범위인 것을 특징으로 하는 인공피혁.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 인공피혁은 5kg 정하중 신도가 길이방향은 20 ~ 40%이고, 폭방향은 40 ~ 80% 범위인 것을 특징으로 하는 인공피혁.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 극세섬유는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트, 또는 폴리부틸렌테레프탈레이트로 이루어지고, 상기 고분자 탄성체는 폴리우레탄 또는 폴리실록산으로 이루어진 것을 특징으로 하는 인공피혁.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 극세섬유는 0.3 데니어 이하의 섬도 범위를 갖는 특징으로 하는 인공피혁.
  6. 용제에 용해되는 특성이 서로 상이한 해성분의 제1폴리머 및 도성분의 제2폴리머로 이루어진 해도형 섬유를 제조하는 공정;
    상기 해도형 섬유를 이용하여 부직포를 제조하는 공정;
    상기 부직포를 고분자 탄성체 용액에 침지하여, 상기 부직포에 고분자 탄성체를 함침하는 공정; 및
    상기 부직포에서 해성분인 제1폴리머를 용해시켜 제거하는 공정을 포함하여 이루어지며, 상기 고분자 탄성체가 20 ~ 30중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 인공피혁의 제조방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 고분자 탄성체 용액은 5 ~ 20중량% 농도 범위인 것을 특징으로 하는 인공피혁의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 부직포를 고분자 탄성체 용액에 침지하는 공정은, 상기 고분자 탄성체 용액의 온도를 10 ~ 30℃ 범위로 유지한 상태에서 0.5 ~ 15분 동안 상기 부직포를 침지하는 공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 인공피혁의 제조방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 부직포를 제조하는 공정은, 250 ~ 400 g/m2 범위의 단위중량, 및 1.5 ~ 2.5 mm 범위의 두께를 갖도록 부직포를 제조하는 공정으로 이루어진 것을 특징으로 하는 인공피혁의 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제조된 인공피혁에서, 상기 부직포의 밀도는 0.180 ~ 0.230 g/cm3 범위인 것을 특징으로 하는 인공피혁의 제조방법.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 부직포에서 해성분인 제1폴리머를 용해시켜 제거하는 공정은, 상기 부직포에 고분자 탄성체를 함침하는 공정 이전 또는 이후에 수행하는 것을 특징으로 하는 인공피혁의 제조방법.
  12. 제6항에 있어서,
    상기 해도형 섬유를 제조하는 공정은, 상기 제1폴리머는 10 ~ 60중량%로 포함되고, 상기 제2폴리머는 40 ~ 90중량%로 포함되도록 하며, 제1폴리머로는 공중합 폴리에스테르를 이용하여, 상기 제2폴리머로는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리트리메틸렌테레프탈레이트, 또는 폴리부틸렌테레프탈레이트를 이용하는 것을 특징으로 하는 인공피혁의 제조방법.
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