KR20170041654A - 밀도 구배 구조를 가진 초미세 섬유 합성 피혁의 제조 방법 - Google Patents

밀도 구배 구조를 가진 초미세 섬유 합성 피혁의 제조 방법 Download PDF

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KR20170041654A
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아난 (차이나) 코., 엘티디.
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Abstract

본 발명은 초미세 섬유 합성 피혁의 기술 분야, 특히 밀도 구배 구조를 가진 초미세 섬유 합성 피혁의 제조 방법에 관한 것이다. 본 발명의 방법은 용매-비함유 폴리우레탄을 사용하는데, 용매-비함유 폴리우레탄은 초미세 섬유 부직포의 표면 내로 침투하여 치밀한 층을 형성하고, 이어서 스티핑하고, 감량 및 후-가공 처리함으로써, 최종적으로 천연 피혁과 유사한 치밀한 표면을 가진 밀도 구배 구조를 생성할 수 있다.

Description

밀도 구배 구조를 가진 초미세 섬유 합성 피혁의 제조 방법{METHOD FOR PRODUCING HYPERFINE FIBER SYNTHETIC LEATHER WITH DENSITY GRADIENT STRUCTURE}
본 발명은 초미세 섬유 합성 피혁(hyperfine fiber synthetic leather)의 기술 분야에 관한 것으로, 특히 밀도 구배 구조(density gradient structure)를 가진 초미세 섬유 합성 피혁의 제조 방법에 관한 것이다.
초미세 섬유 합성 피혁은 천연 피혁의 대체품으로서 가장 진보된 인공 합성 물질이며, 물리적 및 화학적 성능, 시뮬레이션 성능(simulation performance) 및 착용감에서 비교 불가능한 장점을 갖고 있다. 그러나 현재의 초미세 섬유는 밀도에 있어서 구조적으로 고루 분포되고 천연 피혁보다 더 낮은 겉보기 밀도비를 가지므로, 열악한 시뮬레이션을 유발한다. 천연 피혁의 밀도는, 표면층에서 가장 높은 밀도를 갖고 아래쪽으로 갈수록 점진적으로 감소하는 구배를 갖는다. 따라서, 천연 피혁은 부드럽고 포근한 기반 층과 함께 풍성하고 부드러운 촉감뿐만 아니라 미세하고 치밀한 겉보기 라인을 달성하는 매우 아름답고 치밀한 표면을 갖는다.
본 발명은 풍성하고 부드러운 촉감과 함께 미세하고 치밀한 표면을 가진 새로운 초미세 섬유 합성 피혁을 얻기 위하여 종래의 초미세 섬유 합성 피혁의 고른 밀도를 천연 피혁과 유사한 밀도 구배 구조로 변화시키는 것이다.
상기에서 언급된 목적을 위하여, 본 발명의 방법은 용매-비함유 폴리우레탄을 사용하는데, 상기 용매-비함유 폴리우레탄은 초미세 섬유 부직포의 표면내로 침투하여 치밀한 층을 형성하고, 이어서 스티핑(steeping)하고, 감량(decrement) 및 후-가공 처리(after-finish processing)함으로써, 최종적으로 천연 피혁과 유사한 치밀한 표면을 가진 밀도 구배 구조를 생성할 수 있다.
본 발명에서 기술되는 바와 같은 밀도 구배 구조를 가진 초미세 섬유 합성 피혁을 제조하는 방법은 하기의 단계들을 포함한다:
(a) 해도 초미세 섬유(sea-island hyperfine fiber) 가공 단계: 바다 성분(sea component)(예를 들면, 폴리비닐, 수용성 폴리에스테르, 수용성 셀룰로즈 및 폴리프로필렌 등) 및 섬 성분(island component)(예를 들면, 폴리아미드, 폴리에스테르)을 박편으로 잘라낸 다음 방사하여 해도 초미세 섬유를 생성시키되, 이때 상기 방사 공정은 용융 방사 또는 복합 방사 방식의 방사를 포함한다; 일차 실크 스레드(silk thread)를 링-블로잉 조건(ring-blowing condition)하에 공기조화기를 이용하여 냉각-성형하고, 이어서 오일처리하여 가방성 방적성(spinnability) 및 물리적 특성을 최적화한다; 드래프트 압연기(draft roller)를 이용하여 내부 중합체 분자에 대한 방향 일관성(direction consistency)을 개선시킴으로써, 실크 스레드의 내부 구조에 대한 욕구를 실질적으로 충족시킨다; 이어서, 실크 스레드를 실크 접지기(silk folding machine) 및 크림핑기에 통과시키고, 재차 오일처리한 다음, 이송 도중에 확산시킨다; 고온 유지 장치(hot setting machine)를 통과한 후, 실크 스레드의 내부 구조, 물리적 특성 및 외관 형상은 산업 요건을 충족하고 안정하게 유지할 수 있다; 마지막으로, 실크 스레드를 가이드 프레임(guide frame), 드로잉 연신기(drawing stretching machine) 및 절단기를 이용하여 예측된 길이로 절단한 다음, 최종 실크 제품을 에어 파이프라인(air pipeline)을 통하여 포장기에서 포장한다;
(b) 부직포 생산 단계: 해도 초미세 섬유를 꼰(laid) 다음 이완 믹서(loosening mixer)내에서 둥치 풀기기(bale opener)를 이용하여 이완-혼합하고, 특정 오일(팜유, 유화제 및 대전방지제)을 첨가하여 정전기 방지를 포함한 가방성 방적성을 최적화한다; 이어서, 상기 해도 초미세 섬유를 해클링 기계(hackling machine)에서 해클링한 다음, 상기 해클링된 섬유를 공급 장치를 통하여 고정밀 확산 기계(highly accurate spreading machine)에서 네트 내로 확산시킨다; 이어서, 균일한 두께 및 밀도를 가진 상기 섬유 네트를 자수 재봉틀(needle machine) 또는 스펀레이싱 기계(spunlacing machine)에 통과시키고, 내부 섬유를 탱글링하여 안정한 구조 및 물리적 성능을 가진 부직포를 형성시킨다; 상기 부직포의 두께 및 형상을 열고정(heat setting)에 의해 고정시켜 최종적으로 고정된 부직포를 생성시킨다;
(c) 용매-비함유 폴리우레탄 코팅 단계: 용매-비함유 폴리우레탄의 성분 A 및 성분 B를 특정 온도에서 특정한 비율로 즉시 혼합한 다음, 상기 부직포의 표면상에 코팅하되, 이때 상기 용매-비함유 폴리우레탄의 성분 A는 용매-비함유 폴리에테르 또는 용매-비함유 폴리에스테르이고, 상기 용매-비함유 폴리우레탄의 성분 B는 용매-비함유 이소시아네이트 및 폴리에테르 또는 폴리에스테르의 예비중합체이며, 상기 성분 A 및 성분 B는 1:9 내지 9:1의 비율로 혼합한다; 혼합물상에서, 상기 2 가지 성분은 가교결합되고, 고화되고, 부직포의 표면내로 침투되며, 베이킹 오븐(bake oven)내의 특정 온도에서 더 강화되어 코팅후 반-가공 제품을 생성할 수 있다;
(d) 코팅후 반-가공 제품을 위한 스티핑(steeping) 단계: 폴리우레탄 수지 및 보조제를 혼합하고, 특정 점도로 희석한 다음, 스티핑 풀(steeping pool)내에 쏟아 붓는다; 스티핑 풀을 통과할 때 코팅후 반-가공 제품을 액체에 침지시킨다; 크기를 포함하는 베이스 직물(size-comprising base cloth)을 용매 치환 또는 건조 또는 염에 의해 응고된 수지로 고화시켜 스티핑후 반-가공 제품을 생성시킨다;
(e) 알칼리 감량 또는 용매 감량 또는 열수 감량에 의해 해도 초미세 섬유의 바다 성분을 용해시키는 단계:
알칼리 감량: 스티핑후 반-가공 제품을 뜨거운 알칼리 용액으로 충진된 감량 풀(decrement pool)내로 전달한다; 여러 개의 풀을 통하여 바다 성분을 알칼리 중에 완전히 용해시킨 다음 열수로 세척하여 초미세 섬유 분할(splitting)을 수행하여 분할된 반-가공 제품을 생성시킨다;
용매 감량: 스티핑후 반-가공 제품을 뜨거운 용매(메틸벤젠 또는 디메틸벤젠)로 충진된 감량 풀내로 전달한다; 여러 개의 풀을 통하여 바다 성분을 용매 중에 완전히 용해시킨 다음 열수로 세척하여 초미세 섬유 분할을 수행하여 분할된 반-가공 제품을 생성시킨다;
열수 감량: 스티핑후 반-가공 제품을 뜨거운 열수로 충진된 감량 풀 내로 전달한다; 여러 개의 풀을 통하여 바다 성분을 열수에 완전히 용해시켜 초미세 섬유 분할을 수행하여 분할된 반-가공 제품을 생성시킨다;
(f) 초미세 섬유 합성 피혁 베이스 물질(base material) 및 최종 제품을 제조하는 단계: 분할된 반-가공 제품을 건조하고, 오일 처리하고, 고정시키고, 태닝 (tanning)한 다음 연마하여, 스테이닝(staining), 버니어링(veneering), 표면 가공, 프린팅 등을 포함한 복합 공정에 의해 최종 제품을 생성시키는데 사용될 수 있는 초미세 섬유 합성 피혁 베이스 물질을 제조한다.
본 발명에서 기술되는 바와 같은 초미세 섬유 합성 피혁을 제조하는 방법에서, 용매-비함유 폴리우레탄은 치밀한 층을 생성하기 위하여 초미세 섬유 부직포의 표면상에 코팅되며, 밀도가 표면층에서 가장 높고 아래쪽으로 갈수록 점진적으로 감소하는, 천연 피혁과 유사한 밀도 구배 구조가 형성된다. 생성되는 초미세 섬유 합성 피혁 최종 제품은 부드럽고 포근한 베이스 층과 함께 풍성하고 부드러운 촉감 뿐만 아니라 미세하고 치밀한 겉보기 라인을 달성하여 초미세 섬유 합성 피혁 제품의 품질을 상당히 개선하는 매우 아름답고 치밀한 표면을 갖는다.
도 1 은 본 발명의 단계(a)를 예시하는 개략도이다.
도 2 는 본 발명의 단계(b)를 예시하는 개략도이다.
도 3 은 본 발명의 단계(c)를 예시하는 개략도이다.
도 4 는 본 발명의 단계(d)를 예시하는 개략도이다.
도 5 는 본 발명의 단계(e)를 예시하는 개략도이다.
도 6 은 본 발명의 단계(f)를 예시하는 개략도이다.
본 발명에서 기술되는 바와 같은 밀도 구배 구조를 가진 초미세 섬유 합성 피혁을 제조하는 방법은 하기의 단계들을 포함한다:
(a) 해도 초미세 섬유 가공 단계: 바다 성분(예를 들면, 폴리비닐, 수용성 폴리에스테르, 수용성 셀룰로즈 및 폴리프로필렌 등) 및 섬 성분(예를 들면, 폴리아미드, 폴리에스테르)을 박편으로 잘라낸 다음 방사하여 해도 초미세 섬유를 생성시키되, 이때 상기 방사 공정은 용융 방사 또는 복합 방사 방식의 방사를 포함한다; 일차 실크 스레드를 링-블로잉 조건하에 공기조화기를 이용하여 냉각-성형하고, 이어서 오일처리하여 가방성 방적성 및 물리적 특성을 최적화한다; 드래프트 압연기를 이용하여 내부 중합체 분자에 대한 방향 일관성을 개선시킴으로써, 실크 스레드의 내부 구조의 요구를 실질적으로 충족시킨다; 이어서, 실크 스레드를 실크 접지기 및 크림핑기에 통과시키고, 재차 오일처리한 다음, 이송 도중에 확산시킨다; 고온 유지 장치를 통과한 후, 실크 스레드의 내부 구조, 물리적 특성 및 외관 형상은 산업 요건을 충족하고 안정하게 유지할 수 있다; 마지막으로, 실크 스레드를 가이드 프레임, 드로잉 연신기 및 절단기를 이용하여 예측된 길이로 절단한 다음, 최종 실크 제품을 에어 파이프라인을 통하여 포장기에서 포장한다;
(b) 부직포 생산 단계: 해도 초미세 섬유를 꼰 다음 이완 믹서내에서 둥치 풀기기를 이용하여 이완-혼합하고, 특정 오일(팜유, 유화제 및 대전방지제)을 첨가하여 정전기 방지를 포함한 가방성 방적성을 최적화한다; 이어서, 상기 해도 초미세 섬유를 해클링 기계에서 해클링한 다음, 상기 해클링된 섬유를 공급 장치를 통하여 고정밀 확산 기계에서 네트 내로 확산시킨다; 이어서, 균일한 두께 및 밀도를 가진 상기 섬유 네트를 자수 재봉틀 또는 스펀레이싱 기계에 통과시키고, 내부 섬유를 탱글링하여 안정한 구조 및 물리적 성능을 가진 부직포를 형성시킨다; 상기 부직포의 두께 및 형상을 열고정에 의해 고정시켜 최종적으로 고정된 부직포를 생성시킨다;
(c) 용매-비함유 폴리우레탄 코팅 단계: 용매-비함유 폴리우레탄의 성분 A 및 성분 B를 특정 온도에서 특정한 비율로 즉시 혼합한 다음, 상기 부직포의 표면상에 코팅하되, 이때 상기 용매-비함유 폴리우레탄의 성분 A는 용매-비함유 폴리에테르 또는 용매-비함유 폴리에스테르이고, 상기 용매-비함유 폴리우레탄의 성분 B는 용매-비함유 이소시아네이트 및 폴리에테르 또는 폴리에스테르의 예비중합체이며, 상기 성분 A 및 성분 B는 1:9 내지 9:1의 비율로 혼합한다; 혼합물상에서, 상기 2 가지 성분은 가교결합되고, 고화되고, 부직포의 표면 내로 침투되며, 베이킹 오븐내의 특정 온도에서 더 강화되어 코팅후 반-가공 제품을 생성할 수 있다;
(d) 코팅후 반-가공 제품을 위한 스티핑 단계: 폴리우레탄 수지 및 보조제를 혼합하고, 특정 점도로 희석한 다음, 스티핑 풀내에 쏟아 붓는다; 스티핑 풀을 통과할 때 코팅후 반-가공 제품을 액체에 침지시킨다; 크기를 포함하는 베이스 직물을 용매 치환 또는 건조 또는 염에 의해 응고된 수지로 고화시켜 스티핑후 반-가공 제품을 생성시킨다;
(e) 알칼리 감량 또는 용매 감량 또는 열수 감량에 의해 해도 초미세 섬유의 바다 성분을 용해시키는 단계:
알칼리 감량: 스티핑후 반-가공 제품을 뜨거운 알칼리 용액으로 충진된 감량 풀내로 전달한다; 여러 개의 풀을 통하여 바다 성분을 알칼리 중에 완전히 용해시킨 다음 열수로 세척하여 초미세 섬유 분할을 수행하여 분할된 반-가공 제품을 생성시킨다;
용매 감량: 스티핑후 반-가공 제품을 뜨거운 용매(메틸벤젠 또는 디메틸벤젠)로 충진된 감량 풀 내로 전달한다; 여러 개의 풀을 통하여 바다 성분을 용매중에 완전히 용해시킨 다음 열수로 세척하여 초미세 섬유 분할을 수행하여 분할된 반-가공 제품을 생성시킨다;
열수 감량: 스티핑후 반-가공 제품을 뜨거운 열수로 충진된 감량 풀 내로 전달한다; 여러 개의 풀을 통하여 바다 성분을 열수에 완전히 용해시켜 초미세 섬유 분할을 수행하여 분할된 반-가공 제품을 생성시킨다;
(f) 초미세 섬유 합성 피혁 베이스 물질 및 최종 제품을 제조하는 단계: 분할된 반-가공 제품을 건조하고, 오일 처리하고, 고정시키고, 태닝한 다음 연마하여, 스테이닝, 버니어링, 표면 가공, 프린팅 등을 포함한 복합 공정에 의해 최종 제품을 생성시키는데 사용될 수 있는 초미세 섬유 합성 피혁 베이스 물질을 제조한다.

Claims (7)

  1. (a) 바다 성분(sea component) 및 섬 성분(island component)을 박편으로 잘라낸 다음 방사하여 해도 초미세 섬유(sea-island hyperfine fiber)를 생성시키는, 해도 초미세 섬유 가공 단계와,
    (b) 상기 해도 초미세 섬유를 꼰(laid) 다음 이완 믹서(loosening mixer) 내에서 둥치 풀기기(bale opener)를 이용하여 이완-혼합하고, 특정 오일을 첨가하여 정전기 방지를 포함한 가방성 방적성을 최적화하고; 이어서, 상기 해도 초미세 섬유를 해클링 기계(hackling machine)에서 해클링한 다음, 상기 해클링된 섬유를 공급 장치를 통하여 고정밀 확산 기계(highly accurate spreading machine)에서 네트내로 확산시키고; 이어서, 균일한 두께 및 밀도를 가진 상기 섬유 네트를 자수 재봉틀(needle machine) 또는 스펀레이싱 기계(spunlacing machine)에 통과시키고, 내부 섬유를 탱글링하여 안정한 구조 및 물리적 성능을 가진 부직포를 형성시키고; 상기 부직포의 두께 및 형상을 열고정(heat setting)에 의해 고정시켜 최종적으로 고정된 부직포를 생성시키는, 부직포 생산 단계와,
    (c) 용매-비함유 폴리우레탄의 성분 A 및 성분 B를 특정 온도에서 특정한 비율로 즉시 혼합한 다음, 상기 부직포의 표면상에 코팅하고; 혼합물상에서, 상기 2 가지 성분을 가교결합시키고, 고화시키고, 부직포의 표면내로 침투시키고, 베이킹 오븐(bake oven) 내의 특정 온도에서 더 강화시켜 코팅후 반-가공 제품을 생성할 수 있는, 용매-비함유 폴리우레탄 코팅 단계와,
    (d) 폴리우레탄 수지 및 보조제를 혼합하고, 특정 점도로 희석한 다음, 스티핑 풀(steeping pool) 내에 쏟아 붓고; 상기 스티핑 풀을 통과할 때 코팅후 반-가공 제품을 액체에 침지시키고; 크기를 포함하는 베이스 직물(size-comprising base cloth)을 용매 치환 또는 건조 또는 염에 의해 응고된 수지로 고화시켜 스티핑후 반-가공 제품을 생성시키는, 코팅후 반-가공 제품을 위한 스티핑 단계와,
    (e) 감량에 의해 해도 초미세 섬유의 바다 성분을 용해시키는 단계와,
    (f) 상기 분할된 반-가공 제품을 건조하고, 오일 처리하고, 고정시키고, 태닝(tanning)한 다음 연마하여, 스테이닝(staining), 버니어링(veneering), 표면 가공, 프린팅 등을 포함한 복합 공정에 의해 최종 제품을 생성시키는데 사용될 수 있는 초미세 섬유 합성 피혁 베이스 물질(base material)을 제조하는, 초미세 섬유 합성 피혁 베이스 물질 및 최종 제품을 제조하는 단계를 포함하는 밀도 구배 구조를 가진 초미세 섬유 합성 피혁의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 방사 공정은 용융 방사 또는 복합 방사 방식의 방사를 포함하고; 일차 실크 스레드를 링-블로잉 조건하에 공기조화기를 이용하여 냉각-성형하고, 이어서 오일처리하여 가방성 방적성 및 물리적 특성을 최적화하고; 드래프트 압연기를 이용하여 내부 중합체 분자에 대한 방향 일관성을 개선시킴으로써, 실크 스레드의 내부 구조의 요구를 실질적으로 충족시키고; 이어서, 실크 스레드를 실크 접지기 및 크림핑기에 통과시키고, 재차 오일처리한 다음, 이송 도중에 확산시키고; 고온 유지 장치를 통과한 후, 실크 스레드의 내부 구조, 물리적 특성 및 외관 형상은 산업 요건을 충족하고 안정하게 유지할 수 있고; 마지막으로, 실크 스레드를 가이드 프레임, 드로잉 연신기 및 절단기를 이용하여 예측된 길이로 절단한 다음, 최종 실크 제품을 에어 파이프라인을 통하여 포장기에서 포장하는 밀도 구배 구조를 가진 초미세 섬유 합성 피혁의 제조 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계(a)에서의 상기 바다 성분 박편이, 이들로 국한되는 것은 아니지만, 폴리비닐 박편, 수용성 폴리에스테르 박편, 수용성 셀룰로즈 박편 및 폴리프로필렌 박편을 포함하며, 상기 섬 성분 박편이, 이들로 국한되는 것은 아니지만, 폴리아미드 박편 및 폴리에스테르 박편을 포함하는 밀도 구배 구조를 가진 초미세 섬유 합성 피혁의 제조 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계(b)에서의 상기 오일이 팜유, 유화제 및 대전방지제를 포함하는 밀도 구배 구조를 가진 초미세 섬유 합성 피혁의 제조 방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 용매-비함유 폴리우레탄의 성분 A가 용매-비함유 폴리에테르 또는 용매-비함유 폴리에스테르이고, 상기 용매-비함유 폴리우레탄의 성분 B가 용매-비함유 이소시아네이트 및 폴리에테르 또는 폴리에스테르이며, 상기 성분 A 및 성분 B가 1:9 내지 9:1의 비율로 혼합되는 밀도 구배 구조를 가진 초미세 섬유 합성 피혁의 제조 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 단계(e)에서의 감량이 하기의 알칼리 감량, 용매 감량 및 열수 감량
    - 알칼리 감량: 스티핑후 반-가공 제품을 뜨거운 알칼리 용액으로 충진된 감량 풀내로 전달한다; 여러 개의 풀을 통하여 바다 성분을 알칼리 중에 완전히 용해시킨 다음 열수로 세척하여 초미세 섬유 분할을 수행하여 분할된 반-가공 제품을 생성시킨다;
    용매 감량: 스티핑후 반-가공 제품을 뜨거운 용매로 충진된 감량 풀내로 전달한다; 여러 개의 풀을 통하여 바다 성분을 용매중에 완전히 용해시킨 다음 열수로 세척하여 초미세 섬유 분할을 수행하여 분할된 반-가공 제품을 생성시킨다;
    열수 감량: 스티핑후 반-가공 제품을 뜨거운 열수로 충진된 감량 풀내로 전달한다; 여러 개의 풀을 통하여 바다 성분을 열수중에 완전히 용해시켜 초미세 섬유 분할을 수행하여 분할된 반-가공 제품을 생성시킨다 -
    을 포함하는 밀도 구배 구조를 가진 초미세 섬유 합성 피혁의 제조 방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 용매 감량에서 사용되는 용매가 메틸벤젠 또는 디메틸벤젠인 밀도 구배 구조를 가진 초미세 섬유 합성 피혁의 제조 방법.
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