KR20190015887A - 인공피혁 및 그 제조 방법 - Google Patents

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KR20190015887A
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이혜민
서원진
강건
정순준
윤미정
유혁재
박종호
이응민
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현대자동차주식회사
코오롱인더스트리 주식회사
기아자동차주식회사
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Abstract

인공피혁 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게 색상견뢰도 및 터치감이 개선된 차량 시트용 스웨이드 인공피혁 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
일 측면에 따른 인공피혁의 제조 방법은 이용성 폴리에스터를 해성분으로 가지고 폴리에스터계 흑색 원착사를 도성분으로 가지는 해도형 극세 복합사를 니들펀칭 가공하여 부직포를 형성하는 단계; 부직포에 폴리우레탄 수지를 습식 함침하는 단계; 부직포의 해성분을 용출하는 단계; 해성분이 용출된 부직포를 염색 및 환원 세정하는 단계; 및 세정된 부직포를 욕중에서 난연 가공하는 단계;를 포함한다.

Description

인공피혁 및 그 제조 방법{ARTIFICIAL LEATHER AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
인공피혁 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게 일광 견뢰도 및 터치 감이 개선된 차량 시트용 스웨이드 인공피혁 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
차량용 소재로 사용되는 인공피혁은 천연피혁과 유사하게 부드러운 질감과 독특한 외관을 가지고 있어서 차량 시트 등 내장재의 표피 재로서 기존의 직물, 편물, 가죽 소재를 인공피혁으로 대체하려는 경향이 높아지고 있다. 특히, 시트나 인스트루먼트 패널(instrument panel)에 사용되는 내장재의 컬러로는 주로 진한 흑색 컬러가 사용되는데, 이와 같은 부위는 차량 내장재 중 일광에 가장 많이 노출되는 부위로 부드러운 질감과 더불어 수준 높은 내광 평가 기준이 요구된다.
인공 피혁은 초극세사를 사용하여 제조되므로 일반적으로 낮은 일광견뢰도 특성을 가지며, 난연 가공 시 인공피혁의 이면에 난연제를 코팅할 경우 인공 피혁이 뻣뻣해져 인공피혁의 감성품질이 저하되고, 또한 봉제 시 주름이 발생되는 문제가 있다. 뿐만 아니라, 인공 피혁의 염색 시 동욕에 난연제를 넣어 흡착시키는 방식은 염착 량을 떨어뜨리고 염색 얼룩이 발생될 우려가 있다. 따라서, 향후 차량 내장재로서 인공 피혁의 적용 확대를 위해, 제조 과정에서의 염색 불량 등의 문제 없이 높은 일광견뢰도 특성을 가지며 난연 가공 후에도 인공피혁 고유의 부드러운 특성이 유지되도록 하는 기술 개발이 요구되고 있다.
일 측면은 해도형 극세 복합사를 재료로 부직포를 제조하고, 이어서 욕중 난연 방법으로 난연 가공을 거친 인공피혁 및 그 제조 방법을 제공한다. 구체적으로, 해도형 극세 복합사는 해성분이 이용성(易溶性) 폴리에스터로 형성되고 도성분이 폴리에스터계 흑색 원착사로 형성된 것을 포함한다.
일 측면에 따른 인공피혁의 제조 방법은 이용성(易溶性) 폴리에스터를 해성분으로 가지고 폴리에스터계 흑색 원착사를 도성분으로 가지는 해도형 극세 복합사를 니들펀칭 가공하여 부직포를 형성하는 단계; 부직포에 폴리우레탄 수지를 습식 함침하는 단계; 부직포의 해성분을 용출하는 단계; 해성분이 용출된 부직포를 염색 및 환원 세정하는 단계; 및 세정된 부직포를 욕중에서 난연 가공하는 단계;를 포함한다.
또한, 해도형 극세 복합사를 니들펀칭 가공하여 부직포를 형성하는 단계에서, 해도형 극세 복합사의 도성분인 폴리에스터계 흑색 원착사는, 카본블랙 성분을 포함할 수 있다.
또한 해도형 극세 복합사를 니들펀칭 가공하여 부직포를 형성하는 단계에서, 도성분은 도성분의 전체 중량 대비 카본 블랙이 1.5 내지 3 중량% 범위로 함유된 것을 포함할 수 있다.
또한, 부직포를 형성하는 단계에서, 도성분의 단사 섬도는 0.04 내지 0.3 데니어 범위를 가지는 것을 포함할 수 있다.
또한, 부직포를 형성하는 단계에서, 해도형 극세 복합사는 단위 필라멘트 당 도성분에 포함된 섬유의 개수가 7 내지 36개 범위를 가지는 것을 포함할 수 있다.
또한, 부직포에 폴리우레탄 수지를 습식 함침하는 단계는, 인공피혁 전체 중량에 대해 폴리우레탄 수지가 27.5 내지 31 중량% 범위로 포함되도록 부직포에 폴리우레탄 수지를 습식 함침하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 세정된 부직포를 욕중에서 난연 가공하는 단계는, 인공피혁 중량 대비 15 내지 30 중량% 범위의 인산에스테르계 난연제를 사용하여 세정된 부직포를 욕중에서 난연 가공하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 세정된 부직포를 욕중에서 난연 가공하는 단계는, 세정된 부직포를 인산에스테르계 난연제가 1:5 내지 1:30 범위의 욕비로 포함된 욕중에서 난연 가공하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 부직포를 버프 가공(buffing)하여 표면에 기모를 형성하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
다음으로, 일 측면에 따른 인공피혁은 이용성 폴리에스터를 해성분으로 가지고 폴리에스터계 흑색 원착사를 도성분으로 가지는 해도형 극세 복합사를 니들펀칭 가공하고, 해성분을 용출하여 형성된 부직포층; 및 부직포층에 폴리우레탄 수지를 습식 함침하여 형성된 탄성층;을 포함한다.
또한, 부직포층 및 탄성층은, 해성분이 용출된 부직포층 및 탄성층을 염색 및 환원 세정하고, 세정된 부직포층 및 탄성층을 욕중에서 난연 가공하여 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 부직포층의 폴리에스터계 흑색 원착사는, 카본블랙 성분을 포함할 수 있다.
또한, 부직포층은, 도성분 전체 중량 대비 카본 블랙이 1.5 내지 3 중량 % 범위로 함유된 것을 포함할 수 있다.
또한, 도성분의 단사 섬도는 0.04 내지 0.3 데니어 범위를 가지는 것을 포함할 수 있다.
또한, 부직포층은, 단위 필라멘트 당 도성분에 포함된 섬유의 개수가 7 내지 36개 범위를 가지는 것을 포함할 수 있다.
또한, 탄성층은, 인공 피혁 전체 중량에 대해 폴리우레탄 수지가 27.5 내지 31 중량% 범위로 함유된 것을 포함할 수 있다.
또한, 부직포층은, 부직포층의 적어도 일면에 기모가 형성된 것을 포함할 수 있다.
일 측면에 따른 인공 피혁 및 그 제조 방법은, 일광 및 자외선(UV)에 의해 변색이 되지 않는 카본 블랙을 인공피혁의 섬유 성분의 재료로 사용하도록 함으로써 진한 흑색 인공 피혁이 높은 일광 견뢰도를 구현하도록 할 수 있다.
또한, 염색 및 환원세정 공정 이후에 욕중 난연 가공 공정을 수행하도록 함으로써 욕중 가공용 난연제를 염색 공정에 사용할 경우 이어서 진행되는 환원세정 공정에서 난연제가 이탈되는 문제에 대비하도록 하였다. 이로써 우수한 난연성을 가지며 인공피혁 특유의 부드러운 질감을 가지는 차량 내장재용 인공피혁을 제공하도록 할 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 인공피혁의 제조 과정을 도시한 도면이다.
도 2는 인공피혁의 강연도 평가 방법을 도시한 도면이다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다. 본 명세서가 실시 예들의 모든 요소들을 설명하는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 일반적인 내용 또는 실시 예들 간에 중복되는 내용은 생략한다.
또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
제 1, 제 2 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 전술된 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 예외가 있지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
각 단계들에 있어 식별부호는 설명의 편의를 위하여 사용되는 것으로 식별부호는 각 단계들의 순서를 설명하는 것이 아니며, 각 단계들은 문맥상 명백하게 특정 순서를 기재하지 않는 이상 명기된 순서와 다르게 실시될 수 있다.
이하 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명의 작용 원리 및 실시 예들에 대해 설명한다.
도 1은 일 실시 예에 따른 인공피혁의 제조 과정을 도시한 흐름도 이다. 도 1에 도시된 바를 참조하면, 일 실시 예에 따른 인공피혁의 제조 과정은 해도형 극세 복합사를 니들펀칭 가공하여 부직포를 형성하는 단계와(10), 부직포에 폴리우레탄 수지를 습식 함침하는 단계와(20), 부직포의 해성분을 용출하는 단계와(30), 해성분이 용출된 부직포를 염색 및 환원 세정하는 단계와(40), 세정된 부직포를 욕중에서 난연 가공하는 단계(50)를 포함한다.
먼저, 해도형 극세 복합사를 니들펀칭 가공하여 부직포를 형성하는 단계는, 이용성(易溶性) 폴리에스터를 해성분으로 가지고 폴리에스터계 흑색 원착사를 도성분으로 가지는 해도형 극세 복합사를 니들펀칭 가공하여 부직포를 형성하는 것을 포함한다. 보다 상세하게, 카딩 공정 및 크로스래핑 공정을 통해 해도형 극세 복합사로 다층의 웹을 형성한 후 이를 니들펀칭 가공하여 부직포를 형성할 수 있다.
여기서 폴리에스터계 흑색 원착사는 카본블랙 성분, 보다 상세하게 카본블랙 마스터배치를 포함할 수 있다. 카본블랙은 염료 대비 우수한 일광 견뢰도를 가지는데, 개시된 발명은 염료와 함께 카본블랙 마스터배치를 사용하여 인공 피혁에 흑색을 구현하도록 함으로써 우수한 일광 견뢰도를 가지는 인공피혁을 제공하도록 하였다.
폴리에스터계 흑색 원착사는 도성분 전체 중량 대비 카본 블랙 성분이 1.5 내지 3 중량% 범위로 함유된 것을 사용할 수 있다.
개시된 발명이 우수한 일광견뢰도를 가지는 흑색 인공피혁을 제공하는 것을 목적으로 함은 전술한 바와 같다. 이 때, 카본 블랙의 농도가 1.5 중량% 이하이면 염색하기 전 예비 인공 피혁의 흑도가 약해지게 되어 목표로 한 고농도 흑색을 구현하기 위해서는 다량의 염료가 필요하게 된다. 이러한 염료들은 카본 블랙에 비해 일광 견뢰도가 약하기 때문에 인공피혁의 일광 견뢰도를 평가하는 과정에서 대부분의 염료가 파괴되게 되며, 결과적으로 소량의 카본 블랙으로 흑색을 구현하게 됨에 따라 인공피혁의 일광 견뢰도가 저하될 수 있다. 반대로, 카본 블랙의 농도가 3 중량% 이상이면 겉보기 농도가 포화 치에 이르게 되어 카본 블랙의 농도가 늘어나더라도 겉보기 농도의 증가를 육안으로 확인하기 어렵게 된다. 따라서, 구현하고자 하는 흑도 및 일광 견뢰도 수준을 고려하여 카본 블랙의 함량을 적절하게 조절함이 바람직 하다.
또한, 폴리에스터계 흑색 원착사는 단사 섬도가 0.04 내지 0.3 데니어 범위를 가지는 것이 사용될 수 있다. 도성분 섬도의 하한치가 0.04 데니어 이하의 낮은 섬도에서는 염색성 저하, 일광 견뢰도 저하 등의 문제가 발생될 수 있다. 다시 말해, 도성분에 포함되는 섬유의 굵기가 너무 얇아질 경우 목표한 컬러를 발현하기 위해 염료의 사용량이 많아지고, 염료의 사용량이 많아지면 일광 견뢰도가 저하되게 된다. 반대로, 도성분 섬도의 상한치가 0.3 데니어 이상인 경우 섬유가 굵어지면서 뻣뻣해져 인공피혁의 감성이 저하되게 된다. 따라서 구현하고자 하는 일광 견뢰도 특성 및 인공 피혁의 감성을 고려하여 폴리에스터계 흑색 원착사의 단사 섬도를 조절함이 바람직할 것이다.
다음으로, 부직포에 폴리우레탄 수지를 습식 함침하여 탄성체가 함침된 부직포를 제조하는 과정이 수행된다. 구체적으로, 폴리우레탄이 포함된 함침 용액에 부직포를 침지하여 부직포에 폴리우레탄 탄성체가 함침된 부직포를 제조할 수 있다. 실시 예에 따라 함침 용액에는 폴리우레탄 성분 외에 카본 블랙이 추가적으로 포함될 수 있음은 물론이다.
부직포에 폴리우레탄 수지를 습식 함침하는 단계는, 인공피혁 전체 중량에 대해 폴리우레탄 수지가 27.5 내지 31 중량% 범위로 포함되도록 부직포에 폴리우레탄 수지를 함침하는 것을 포함할 수 있다. 인공피혁의 전체 중량에서 고분자 탄성체인 폴리우레탄이 차지하는 비중이 27.5 중량% 이하일 경우 인공 피혁의 탄성 특성이 저하되어 가죽 느낌보다는 섬유 느낌이 증가하게 되고, 31 중량% 이상일 경우 뻣뻣해져 종이와 같은 느낌이 구현될 수 있다. 따라서, 인공피혁 전체 중량 대비 폴리우레틴 수지의 함량을 적절하게 조절함이 바람직 하다.
다음으로, 부직포의 해성분을 용출하는 단계가 수행된다. 부직포의 해성분을 용출하는 단계는, 앞서 폴리 우레탄 수지가 함침된 부직포를 알칼리 수용액으로 처리하여 해성분을 용출하는 것을 포함한다. 개시된 발명은 이용성(易溶性) 폴리에스터를 해성분으로 가지므로 해성분은 알칼리 수용액에 의해 쉽게 용해될 수 있다.
다음으로, 해성분이 용출된 부직포를 버프 가공(buffing)하여 표면에 기모를 형성하는 단계가 수행될 수 있다. 부직포를 버프 가공하는 단계는, 부직포의 표면을 샌드페이퍼로 연삭하여 버프 가공하는 것을 포함할 수 있다.
다음으로, 해성분이 용출된 부직포를 염색 및 환원 세정하는 단계가 수행될 수 있다. 염료의 종류로는 안트라퀴논계 염료(anthraquinone dye)가 사용될 수 있으나, 사용 가능한 염료의 종류가 이에 한정되는 것은 아니다. 염색을 완료한 후에는 염색기에서 염색 잔액을 배출하고 염색기에 다시 물을 공급한 후 환원 세정하도록 한다. 세정 공정은 필요에 따라 수 차례 반복 진행될 수 있다.
다음으로, 세정된 부직포를 욕중에서 난연 가공하는 단계가 수행될 수 있다. 난연 가공은 염색 및 환원 세정하는 단계 이후 인산에스테르계 난연제를 인공 피혁의 전체 중량에 대해 15 내지 30 중량% 범위 내로 사용하여 1:5 내지 1:30 범위의 욕비로 흡진시키는 과정을 포함할 수 있다. 한편, 실시 예에 따라 난연 가공 공정에는 난연제와 함께 비이온 지방산 에스테르 분산제와 같은 첨가제가 추가적으로 첨가될 수도 있다.
개시된 발명은 앞서 설명한 바와 같이 염색 및 환원세정 공정 이후에 욕중 난연 가공 공정을 수행하도록 함으로써 욕중 가공용 난연제를 염색 공정에 사용할 경우 이어서 진행되는 환원세정 공정에서 난연제가 이탈되는 문제에 대비하도록 하였다. 이로써 우수한 난연성을 가지며 인공피혁 특유의 부드러운 질감을 가지는 차량 내장재용 인공피혁을 제공하도록 할 수 있다.
이상으로 일 실시 예에 따른 인공피혁의 제조 과정에 대해 설명하였다. 이상의 방법으로 제조된 인공피혁은 아래의 도 2에 도시된 바와 같은 구조를 가질 수 있다.
도 2는 도 1의 방법으로 제조된 인공 피혁의 구조를 도시한 도면이다. 도 2에 도시된 바를 참조하면, 일 실시 예에 따른 인공피혁은 이용성 해도형 극세 복합사를 니들펀칭 가공하고, 해성분을 용출하여 형성된 부직포층 및 부직포층에 폴리우레탄 수지를 습식 함침하여 형성된 탄성층을 포함한다.
부직포층은 폴리에스터를 해성분으로 가지고 폴리에스터계 흑색 원착사를 도성분으로 가지는 해도형 극세 복합사를 니들펀칭 가공하고, 해성분을 용출하여 형성된다. 한편, 실시 예에 따라 부직포층의 표면에는 부직포 표면을 버프 가공(buffing)한 결과 형성된 기모가 마련될 수 있음은 물론이다.
부직포층의 도성분은 폴리에스터계 흑색 원착사로 이루어지며, 이러한 폴리에스터계 흑색 원착사는 단사 섬도가 0.04 내지 0.3 데니어 범위를 가지는 것이 사용될 수 있다. 폴리에스터계 흑색 원착사의 단사 섬도와 관련하여 앞서 설명한 내용과 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
부직포층은 폴리에스터계 원착사에 부착된 카본 블랙 마스터배치에 의해 흑색을 구현할 수 있다. 개시된 발명의 인공 피혁에 흑색을 구현하도록 하기 위해 부직포층의 도성분은 도성분 전체 중량 대비 카본 블랙 마스터배치가 1.5 내지 3 중량% 범위로 함유된 것을 포함할 수 있다. 카본 블랙 마스터배치의 수치 한정 근거와 관련하여 앞서 설명한 내용과 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
부직포층은 단위 필라멘트 당 도성분에 포함된 섬유의 개수가 7 내지 36개 범위를 가지는 것을 포함할 수 있다. 부직포층의 단위 필라멘트 당 도성분에 포함된 섬유의 개수는 앞서 설명한 폴리에스터계 흑색 원착사의 단사 섬도와 관련된다. 즉, 앞서 설명한 폴리에스터계 흑색 원착사의 단사 섬도가 낮은 경우 단위 필라멘트 당 도성분에 포함된 섬유의 개수가 많을 것이며, 폴리에스터계 흑색 원착사의 단사 섬도가 높은 경우 단위 필라멘트 당 도성분에 포함된 섬유의 개수가 적을 것이다.
부직포층은, 해성분이 용출된 부직포층을 염색 및 환원 세정하고, 세정된 부직포층을 욕중에서 난연 가공하여 형성된 것을 포함한다. 다시 말해, 개시된 발명에 따른 인공피혁의 부직포층은 염색 및 환원 세정을 거친 이후에 욕중에서 난연 가공하도록 함으로써 부직포층에 난연제가 보다 잘 흡착할 수 있도록 하여 우수한 난연성을 가지는 차량 내장재용 인공피혁을 제공할 수 있도록 하였다.
탄성층은 인공피혁에 탄성 특성을 부여하기 위해 형성된 것으로, 탄성성층은 부직포에 폴리우레탄 수지를 습식 함침하는 방식으로 형성될 수 있다. 구체적으로, 폴리우레탄이 포함된 함침 용액에 부직포를 침지하여 부직포에 폴리우레탄 탄성체가 함침된 부직포를 제조할 수 있다.
도 2에는 부직포층의 일면 전체에 탄성층이 형성된 모습을 예로 들어 도시하였으나, 실시 예에 따라 부직포층의 양면에 탄성층이 형성되거나, 부직포층의 일부 영역에만 탄성층이 형성될 수 있음은 물론이다.
이상으로, 개시된 발명에 따른 인공 피혁 및 그 제조 방법에 대해 설명하였다. 다음으로, 이해를 돕기 위해 개시된 발명에 따른 인공 피혁의 제조 방법과 관련한 발명의 실시 예들을 설명하도록 한다. 후술하는 실시 예들은 발명의 이해를 돕기 위한 것이며 발명의 기술적 사상이 전술한 실시 예들에 의해 제한되는 것은 아니다.
[실시 예 1]
1) 해도형 극세 복합사의 제조
도성분으로 폴리에틸렌테레프탈레이트를, 해성분으로 알칼리 가용성의 공중합 폴리에스테르를 준비하고, 도성분과 해성분을 압출기에 투입하여 용융 압출시킨다. 도성분이 용융되어 압출될 때 카본블랙 마스터배치를 도성분에 사이드 피딩하고, 방사 노즐을 통해 토출시켜 흑색 폴리에틸렌테레프탈레이트의 도성분에서 카본 블랙의 함량이 1.5 중량%이고, 필라멘트당 분할된 섬유의 개수가 16개인 해도형 필라멘트를 제조하였다. 이어서, 필라멘트를 연신하여 도성분의 섬도가 0.15 데니어가 되도록 하였고, 크림프 수가 10개/inch 가 되도록 크림핑을 하고 열고정을 한 후, 51 mm로 절단하여 해도형 극세 복합사를 제조하였다.
2) 부직포의 제조
해도형 극세 복합사를 카딩 공정 및 크로스래핑 공정을 통해 다층의 웹을 형성하였다. 이어서, 다층의 웹에 니들펀칭을 실시하고, 스팀을 이용하여 100 ℃, 상대습도 90% 이상에서 5분 동안 처리하여 겉보기 밀도 0.3 g/cm^3을 가지는 부직포를 제조하였다.
3) 탄성체가 함침된 부직포의 제조
폴리우레탄 및 카본블랙이 포함된 함침 용액에 부직포를 침지하고, 디메틸포름아마이드 수용액에서 폴리우레탄을 응고시키고, 물로 수세하여 카본블랙이 5 중량% 포함된 폴리우레탄 탄성체가 부직포에 30 중량% 함침된 부직포를 제조하였다.
4) 인공피혁의 제조
흑색 폴리우레탄이 함침된 부직포를 5 중량% 농도의 가성소다 수용액으로 처리하여 해성분을 용출시켜 필라멘트당 분할된 섬유의 개수가 16개이고 단사 섬도가 0.15 데니어인 흑색 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유의 부직포를 형성하는 용출포를 제조하였다. 용출포의 표면을 조도 #150번 사포를 이용하여 연삭하여 기모를 형성한 후, 아래의 염색조건으로 염색하였다. 염료는 전체 섬유 중량 대비 0.8 중량%의 안트라퀴논계 흑색 분산 염료, 0.5 중량%의 안트라퀴논계 적색 분산 염료, 1.5 중량%의 안트라퀴논계 청색 분산 염료 및 0.5 중량%의 안트라퀴논계 황색 분산염료의 혼합 염료를 사용하였다. 또한, UV 흡수제로 전체 섬유 중량 대비 4.0 중량%의 트리아진 유도체를 사용하였으며, 분산제로 1g/L의 비이온 지방산 에스테르를 사용하였고, 산으로 1g/L의 아세트산을 사용하고, 욕비는 1:20으로 조절하였다. 상기 조건에서 염색을 완료한 후, 염색기에서 염색 잔액을 배출하고, 염색기에 다시 물을 공급한 후 80 ℃ 조건에서 20분 동안 환원 세정 조건(차아황산나트륨 8g/L, 수산화나트륨 4g/L, 욕비 1:20)에서 환원세정 하였다.
환원 세정을 마치고, 염색기에 물을 공급한 후 잔류하는 염료 분해물과 알칼리를 씻어내는 작업을 4회 반복한 후, 욕중 난연 가공을 실시하였다. 욕중 난연 가공은 전체 섬유 중량 대비 25.0 중량%의 인산에스테르계 난연제를 사용하고, 분산제로 1g/L의 비이온 지방산 에스테르를 사용하고, 욕비는 1:20으로 조절하였다. 아울러, 처리 온도는 80 ℃ 조건으로 하여 30분동안 욕중 난연 가공을 실시하였다. 욕중 난연가공이 완료된 후 잔액을 배출하고 미흡진된 난연제와 분산제를 제거하기 위해 염색기에 물을 공급하여 수세하고 건조하여 인공피혁을 제조하였다.
[실시 예 2]
[실시 예 1]에 따른 해도형 극세 복합사의 제조 과정에서 해도형 필라멘트당 분할된 섬유의 개수가 36개이고, 도성분의 섬도가 0.04 데니어인 것을 제외하고 [실시 예 1]과 동일하다.
[실시 예 3]
[실시 예 1]에 따른 해도형 극세 복합사의 제조 과정에서 해도형 필라멘트당 분할된 섬유의 개수가 7개이고, 도성분의 섬도가 0.25 데니어인 것을 제외하고 [실시 예 1]과 동일하다.
[비교 예 1]
[실시 예 1]에 따른 해도형 극세 복합사의 제조 과정에서, 흑색 폴리에틸렌테레프탈레이트의 도성분에서 카본 블랙의 함량이 1.0 중량%인 것을 사용하였다.
또한, [실시 예 1]과 동일한 색상을 구현하도록 하기 위해 전체 섬유 중량 대비 2.04 중량%의 안트라퀴논계 흑색 분산 염료, 1.292 중량%의 안트라퀴논계 적색 분산 염료, 3.842 중량%의 안트라퀴논계 청색 분산 염료 및 1.02 중량%의 안트라퀴논계 황색 분산염료의 혼합 염료를 사용한 것을 제외하고 [실시 예 1]과 동일하다.
[비교 예 2]
[실시 예 1]에 따른 해도형 극세 복합사의 제조 과정에서, 흑색 폴리에틸렌테레프탈레이트의 도성분에서 카본 블랙의 함량이 0 중량%인 것을 사용하였다.
또한, [실시 예 1]과 동일한 색상을 구현하도록 하기 위해 전체 섬유 중량 대비 11.02 중량%의 안트라퀴논계 흑색 분산 염료, 2.41 중량%의 안트라퀴논계 적색 분산 염료, 5.23 중량%의 안트라퀴논계 청색 분산 염료 및 10.8 중량%의 안트라퀴논계 황색 분산염료의 혼합 염료를 사용한 것을 제외하고 [실시 예 1]과 동일하다.
[비교 예 3]
[실시 예 1]에 따른 해도형 극세 복합사의 제조 과정에서, 흑색 폴리에틸렌테레프탈레이트의 도성분에서 카본 블랙의 함량이 1.0 중량%이고, 필라멘트당 분할된 섬유의 개수가 36개인 해도형 필라멘트를 제조하고, 이어서 필라멘트를 연신하여 도성분의 섬도가 0.04 데니어가 되도록 조절하였다.
또한, [실시 예 1]과 동일한 색상을 구현하도록 하기 위해 전체 섬유 중량 대비 2.04 중량%의 안트라퀴논계 흑색 분산 염료, 1.292 중량%의 안트라퀴논계 적색 분산 염료, 3.842 중량%의 안트라퀴논계 청색 분산 염료 및 1.02 중량%의 안트라퀴논계 황색 분산염료의 혼합 염료를 사용한 것을 제외하고 [실시 예 1]과 동일하다.
[비교 예 4]
[실시 예 1]에 따른 해도형 극세 복합사의 제조 과정에서, 흑색 폴리에틸렌테레프탈레이트의 도성분에서 카본 블랙의 함량이 0 중량%이고, 필라멘트당 분할된 섬유의 개수가 36개인 해도형 필라멘트를 제조하고, 이어서 필라멘트를 연신하여 도성분의 섬도가 0.04 데니어가 되도록 조절하였다.
또한, [실시 예 1]과 동일한 색상을 구현하도록 하기 위해 전체 섬유 중량 대비 11.02 중량%의 안트라퀴논계 흑색 분산 염료, 2.41 중량%의 안트라퀴논계 적색 분산 염료, 5.23 중량%의 안트라퀴논계 청색 분산 염료 및 10.8 중량%의 안트라퀴논계 황색 분산염료의 혼합 염료를 사용한 것을 제외하고 [실시 예 1]과 동일하다.
[비교 예 5]
[실시 예 1]에 따른 해도형 극세 복합사의 제조 과정에서, 흑색 폴리에틸렌테레프탈레이트의 도성분에서 카본 블랙의 함량이 1.0 중량%이고, 필라멘트당 분할된 섬유의 개수가 7개인 해도형 필라멘트를 제조하고, 이어서 필라멘트를 연신하여 도성분의 섬도가 0.25 데니어가 되도록 조절하였다.
또한, [실시 예 1]과 동일한 색상을 구현하도록 하기 위해 전체 섬유 중량 대비 2.04 중량%의 안트라퀴논계 흑색 분산 염료, 1.292 중량%의 안트라퀴논계 적색 분산 염료, 3.842 중량%의 안트라퀴논계 청색 분산 염료 및 1.02 중량%의 안트라퀴논계 황색 분산염료의 혼합 염료를 사용한 것을 제외하고 [실시 예 1]과 동일하다.
[비교 예 6]
[실시 예 1]에 따른 해도형 극세 복합사의 제조 과정에서, 흑색 폴리에틸렌테레프탈레이트의 도성분에서 카본 블랙의 함량이 0 중량%이고, 필라멘트당 분할된 섬유의 개수가 7개인 해도형 필라멘트를 제조하고, 이어서 필라멘트를 연신하여 도성분의 섬도가 0.25 데니어가 되도록 조절하였다.
또한, [실시 예 1]과 동일한 색상을 구현하도록 하기 위해 전체 섬유 중량 대비 11.02 중량%의 안트라퀴논계 흑색 분산 염료, 2.41 중량%의 안트라퀴논계 적색 분산 염료, 5.23 중량%의 안트라퀴논계 청색 분산 염료 및 10.8 중량%의 안트라퀴논계 황색 분산염료의 혼합 염료를 사용한 것을 제외하고 [실시 예 1]과 동일하다.
[비교 예 7]
[실시 예 1]에 따른 인공피혁의 제조 과정에서 난연 가공 방식을 염식 시 동욕 난연 가공을 한 것을 제외하고 [실시 예 1]과 동일하다.
[비교 예 8]
[실시 예 1]에 따른 인공피혁의 제조 과정에서 난연 가공 방식으로 인계 파우더형 난연제의 나이프 코팅 방식을 사용한 것을 제외하고 [실시 예 1]과 동일하다.
[실시 예 1] 내지 [실시 예 3] 및 [비교 예 1] 내지 [비교 예 8]에 따른 인공피혁의 제조 조건을 아래의 [표 1]에 나타내었다.
구분 도성분에서카본블랙의 함량(중량%) 도성분의 개수(개) 도성분의 섬도(데니어) 난연가공 방식 분산염료 조성
* [실시 예1]과 동일한 색상 구현
흑색 적색 청색 황색
실시예1 1.5 16 0.15 염색 후 욕중난연 0.8 0.5 1.5 0.5
비교예1 1.0 16 0.15 염색 후 욕중난연 2.04 1.292 3.842 1.02
비교예2 0.0 16 0.15 염색 후 욕중난연 11.02 2.41 5.23 10.8
실시예2 1.5 36 0.04 염색 후 욕중난연 0.8 0.5 1.5 0.5
비교예3 1.0 36 0.04 염색 후 욕중난연 2.04 1.292 3.842 1.02
비교예4 0.0 36 0.04 염색 후 욕중난연 11.02 2.41 5.23 10.8
실시예3 1.5 7 0.25 염색 후 욕중난연 0.8 0.5 1.5 0.5
비교예5 1.0 7 0.25 염색 후 욕중난연 2.04 1.292 3.842 1.02
비교예6 0.0 7 0.25 염색 후 욕중난연 11.02 2.41 5.23 10.8
비교예7 1.5 16 0.15 염색 시 동욕 난연가공 0.8 0.5 1.5 0.5
비교예8 1.5 16 0.15 인계 파우더형 난연제 나이프코팅 0.8 0.5 1.5 0.5
[표 1]에 다른 조건 하에서 제조된 인공피혁을 아래의 평가 방법을 사용하여 평가하였고, 평가 결과를 아래의 [표 2]에 나타내었다.
1. 일광견뢰도
[실시 예 1] 내지 [실시 예 3] 및 [비교 예 1] 내지 [비교 예 8]의 방법으로 제조한 인공피혁에 대해서 ISO 105-B06: 1998 condition 5에 규정한 방법에 따라 338.6 KJ/m2의 광량을 조사하여 실시하고, 그레이 스케일(ISO 105 A02)을 사용하여 일광견뢰도 등급을 판정한다.
2. 마찰견뢰도
ISO 105 X12법에 의하여 측정한다. 건마찰 견뢰도 평가는 폭 50 mm, 길이 130 mm의 시험편을 세로방향에 평행으로 2매 취하여 마찰시험기의 시험대에 고정하고, 세로, 가로 각각 50 mm의 백면포로 시험기의 마찰 자를 덮어 고정한다. 마찰 자에는 9±0.2 N의 하중을 건 후, 왕복속도 10회/min, 이행 거리 100 mm로 시험편의 표면을 10회 왕복시킨 후 백면 포를 벗겨 백면 포의 오염 정도를 오염용 그레이 스케일(gray scale)로 판정한 등급을 산출한다. 습마찰 견뢰도 평가는 건마찰 견뢰도 평가와 동일하게 실시하되, 백면 포에 물이 98-100% 픽업(pick-up)되도록 한다.
3. 강연도
KS K 0539 캔틸레버법(cantilever method)에 의하여 측정한다. 시험 편을 세로 및 가로의 방향에서 폭 22 mm, 길이 150 mm로 하여 각각 5매씩 취하여, 도 2와 같이 한 끝이 41.5도의 경사면을 가지며, 표면이 매끄러운 수평대위에 시험 편과 동일한 크기의 누름 판으로 시험 편을 눌러서 경사면의 방향으로 미끄러지게 하여 시험편의 한끝이 경사면과 접한 때의 이동거리(mm)로 나타나며 가로, 세로 모두 5매의 표면 및 뒷면을 측정하여 평균치로 나타낸다.
4. 연소성
KS K 0582 수평 법에 의하여 측정한다. 시험 편을 세로 및 가로의 방향에서 폭 10.4 mm, 길이 31.8 mm로 하여 각각 5매씩 취하여 열원은 분젠 버어너를 이용하여 1분간의 탄화 거리를 측정한다.
구분 흑도 일광견뢰도 건마찰견뢰도 습마찰견뢰도 강연도
(mm)		 연소성
(mm/min)
목표성능 25이하 3이상 4이상 4이상 40-90 80이하
실시예1 19.8 4 4-5 4 81 SE
비교예1 20.5 3 4 3-4 80 SE/NBR
비교예2 20.1 2-3 3-4 3-4 81 SE
실시예2 24.3 3-4 4 4 78 52
비교예3 24.8 2-3 3-4 3-4 80 48
비교예4 23.9 2 3 3 80 52
실시예3 16.3 4 4-5 4-5 82 SE
비교예5 15.2 3 4 4 80 SE
비교예6 16.4 2-3 4 3-4 81 SE
비교예7 21.9 4 4-5 4 81 110
비교예8 20.0 4 4-5 4 115 SE
[표 2]로부터 흑도 25 이하의 진한 흑색 인공피혁을 제조할 때, 실시 예 1 내지 3과 같이 도성분에 카본블랙의 함량이 1.5 중량%일 경우에는, 비교 예 1 내지 6의 경우와 비교하여 일광 견뢰도가 3-4급 이상, 건마찰견뢰도, 습마찰견뢰도 특성이 모두 4급 이상으로 우수함을 확인할 수 있었다.
또한, 실시 예 1과 같이 염색을 마친 후 별도로 욕중 난연 공정을 실시한 경우에는 자기 소화성(SE; Self Extinguishing)을 가지며 강연도도 81 mm로 부드러운 특성을 나타내나, 비교 예 7과 같이 난연가공을 염색공정에서 동시에 실시한 경우 명도 값이 21.9로 실시 예 1과 비교해 염료의 흠진량이 감소하며, 또한 탄화거리가 110 mm로 연소성이 급격하게 저하되는 것을 확인할 수 있었다.
또한, 비교 예 8과 같이 난연 가공을 인공피혁의 이면에 인계 파우더형 난연제를 나이프로 코팅한 경우에는 자기 소화성을 가지는 반면, 강연도가 115 mm가 되어 매우 뻣뻣해짐을 확인할 수 있었다.
이상에서와 같이 첨부된 도면을 참조하여 개시된 실시 예들을 설명하였다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고도, 개시된 실시예들과 다른 형태로 본 발명이 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 개시된 실시예들은 예시적인 것이며, 한정적으로 해석되어서는 안 된다.

Claims (17)

  1. 이용성 폴리에스터를 해성분으로 가지고 폴리에스터계 흑색 원착사를 도성분으로 가지는 해도형 극세 복합사를 니들펀칭 가공하여 부직포를 형성하는 단계;
    상기 부직포에 폴리우레탄 수지를 습식 함침하는 단계;
    상기 부직포의 해성분을 용출하는 단계;
    상기 해성분이 용출된 부직포를 염색 및 환원 세정하는 단계; 및
    상기 세정된 부직포를 욕중에서 난연 가공하는 단계;를 포함하는 인공피혁의 제조 방법.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 해도형 극세 복합사를 니들펀칭 가공하여 부직포를 형성하는 단계에서,
    상기 해도형 극세 복합사의 도성분인 상기 폴리에스터계 흑색 원착사는,
    카본블랙 성분을 포함하는 인공피혁의 제조 방법.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 해도형 극세 복합사를 니들펀칭 가공하여 부직포를 형성하는 단계에서,
    상기 도성분은 상기 도성분의 전체 중량 대비 상기 카본 블랙이 1.5 내지 3 중량% 범위로 함유된 것을 포함하는 인공피혁의 제조 방법.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 부직포를 형성하는 단계에서,
    상기 도성분의 단사 섬도는 0.04 내지 0.3 데니어 범위를 가지는 것을 포함하는 인공피혁의 제조 방법.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 부직포를 형성하는 단계에서,
    상기 해도형 극세 복합사는 단위 필라멘트 당 상기 도성분에 포함된 섬유의 개수가 7 내지 36개 범위를 가지는 것을 포함하는 인공피혁의 제조 방법.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 부직포에 폴리우레탄 수지를 습식 함침하는 단계는,
    상기 인공피혁 전체 중량에 대해 상기 폴리우레탄 수지가 27.5 내지 31 중량% 범위로 포함되도록 상기 부직포에 상기 폴리우레탄 수지를 습식 함침하는 것을 포함하는 인공피혁의 제조 방법.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 세정된 부직포를 욕중에서 난연 가공하는 단계는,
    상기 인공피혁 중량 대비 15 내지 30 중량% 범위의 인산에스테르계 난연제를 사용하여 상기 세정된 부직포를 욕중에서 난연 가공하는 것을 포함하는 인공피혁의 제조 방법.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 세정된 부직포를 욕중에서 난연 가공하는 단계는,
    상기 세정된 부직포를 상기 인산에스테르계 난연제가 1:5 내지 1:30 범위의 욕비로 포함된 욕중에서 난연 가공하는 것을 포함하는 인공피혁의 제조 방법.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 부직포를 버프 가공(buffing)하여 표면에 기모를 형성하는 단계;를 더 포함하는 인공피혁의 제조 방법.
  10. 이용성 폴리에스터를 해성분으로 가지고 폴리에스터계 흑색 원착사를 도성분으로 가지는 해도형 극세 복합사를 니들펀칭 가공하고, 상기 해성분을 용출하여 형성된 부직포층; 및
    상기 부직포층에 폴리우레탄 수지를 습식 함침하여 형성된 탄성층;을 포함하는 인공피혁.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 부직포층 및 탄성층은,
    상기 해성분이 용출된 부직포층 및 탄성층을 염색 및 환원 세정하고, 상기 세정된 부직포층 및 탄성층을 욕중에서 난연 가공하여 형성된 것을 특징으로 하는 인공 피혁.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 부직포층의 폴리에스터계 흑색 원착사는,
    카본블랙 성분을 포함하는 인공피혁.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 부직포층은,
    상기 도성분 전체 중량 대비 상기 카본 블랙이 1.5 내지 3 중량 % 범위로 함유된 것을 포함하는 인공 피혁.
  14. 제 10항에 있어서,
    상기 도성분의 단사 섬도는 0.04 내지 0.3 데니어 범위를 가지는 것을 포함하는 인공 피혁.
  15. 제 10항에 있어서,
    상기 부직포층은,
    단위 필라멘트 당 상기 도성분에 포함된 섬유의 개수가 7 내지 36개 범위를 가지는 것을 포함하는 인공 피혁.
  16. 제 10항에 있어서,
    상기 탄성층은,
    상기 인공 피혁 전체 중량에 대해 상기 폴리우레탄 수지가 27.5 내지 31 중량% 범위로 함유된 것을 포함하는 인공 피혁.
  17. 제 10항에 있어서,
    상기 부직포층은,
    상기 부직포층의 적어도 일면에 기모가 형성된 것을 포함하는 인공 피혁.
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