KR860001654B1 - 라이팅효과가 우수한 스웨드조 인공피혁의 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

라이팅효과가 우수한 스웨드조 인공피혁의 제조방법

제 1도는 부직포를 호부한 상태의 모형도.

제 2도는 섬유강도와 버핑성과의 관계를 나타내는 그래프.

제 3도는 2종의 폴리우레탄 조성비에 따른 버핑성 및 피혁인장강도의 변화를 나타내는 그래프.

제 4도는 본 발명의 방법에 따라 제조된 제품의 표면 전자현미경 사진.

제 5도는 본 발명의 방법에 따라 제조된 제품의 측면 전자현미경 사진이다.

본 발명은 라이팅 효과(Writing effect)가 우수한 스웨드조 인공피혁을 제조하는 방법에 관한 것이다.

천연 스웨드의 독특한 표면특성인 라이팅 효과를 인공피혁에 발현시키기 위해서는 특정한 섬유강도가 0.5데니어 이하의 극세섬유이어야함은 물론 표면모우(毛羽)의 밀도가 높아야하고, 동시에 일정한 길이의 모우장을 가져야하며 기포(基布)에충진되어 있는 고분자 탄성체와 섬유와의 사이에 적당한 공급이 형성되어 있어야 한다.

종래의 스웨드조 인공피혁은 부직포에 고분자 탄성체를 1단 합침부여하고 버핑하기 때문에 모우의 길이가 일정하지 않거나 입모밀도가 낮아천연 스웨드 같은 우아한 제품을 얻기가 어려운 실정이었다.

특히, 스웨드 제품은 입모가 그 제품의 품위를 크게 좌우하고 그 용도를 자주 제한하기 때문에 많은 피혁 연구자들은이의 해결을 위해 섬유, 고분자 탄성체, 표면 가공 방법등 여러가지 측면에서 연구를 추진해 왔다.

예를들면, 미국특허 제 4,206,257호 등에는 폴리비닐알콜 같은 수용성 고분자를 부직포에 함침 부여하고 고분자 탄성체를 충진시킨 다음, 다시 수용성 고분자를 제거함으로써 섬유와 고분자 탄성체 사이에 공극을 형성시키려하였다.

그러나,결국 이 공극이 충분치 못하거나 기포의 표면 부위에는 여전히 섬유와 고분자 탄성체가 공정중에 결합될 가능성을 안고 있는 것이다.

또한, 일본 특공소 48-77001호 등에는 피혁상 시이트 물(Sheet 物)의 표면에 염화아연수용액 등을 처리하여 고분자 탄성체 및 섬유까지를 적당히 취화(脆化)시켜 버핑성을 향상시키는 방법을 설명하고 있으나, 이러한 방법 역시 처리액이 포의 중앙부위까지 침투하여 포의 물성을 심각하게 떨어뜨릴 가능성을 배제할 수 없는 것이다.

또한, 일본 특공소 55-32828호 등에는 고분자 유기실리콘 화합물을 버핑전에 처리하는 방법을 기술하고 있으나, 이러한 방법으로 제조된 제품도 촉감은 양호하지만 입모가 균일하게 되지 않는 등의 문제가 있었다.

이에 본 발명자들은 인공피혁에 적용되는 고분자 탄성체의 물성 및 피혁상 시이트몰 내부에서의 충진상태등을 예의 검토한 결과 표면 라이팅 효과가 매우 우수한 스웨드조 인공피혁의 제조방법하는 방법을 발명하기에 이르렀다.

즉, 본 발명은 일정조건의 섬유를 사용하여 부직포를 만들고 수용성 고분자를 함침시킨 다음, 물성이 양호한 고분자 탄성체와 버핑성이 양호한 고분자 탄성체를 차례로 기포의 표면부위에 충전시켜 버핑함으로서 라이팅 효과가 우수한 스웨드조 인공피혁의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

이와 같은 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 최종제품의 섬도가 0.5 데이어 이하의 섬유를 사용하여 고밀도 부직포를 만들고 공지의 폴리비닐알콜 등의 수용성 고분자를 함침 부여한 다음, 여기에 인장강신도 등 물성이 양화한 고분자 탄성체를 먼저 부여하고 다시 인장강신도가 낮아 버핑성이 양호한 고분자 탄성체를 특히 기포의 표면부위에 충진시켜, 이를 염색전 또는 후에 버핑함을 특징으로 하는 라이팅 효과가 우수한 스웨드조 인공피혁을 제조하는 방법이다.

여기서, 버핑성이라함은 버핑공정에 의한 입모 발현효과를 의미하는 것으로 라이팅 효과와 직결되는 개념을 갖고 있다. 5데니어 이하의 섬유로된 니들펀칭(needle punching) 부직포에 폴리 비닐알콜 같은 수용성 고분자 호제(糊劑)를 부여하게 되면 일차적으로 섬유와 섬유 사이의 교착점에 부착되어 바인더(binder)효과를 나타내어 형태안정성을 주며, 또한 섬유와 폴리우레탄 사이에 공극을 형성시켜 기포를 유연하게 할 뿐 아니라 섬유를 극세화할 때에 극세 섬유속(纖維束)의 집속성을 높혀주는 등 많은 효과가 기대되기 때문이다.

본 발명에 있어서 부직포를 수용성 고분자로 호부한 기포의 단면을 보면 제 1도에서와 같이 섬유와 섬유의 교차점(a) 및 섬유의 표면(b)에 일정한 두께로 수용성 고분자가 도포되어 있다.

이와 같은 호부포에 본 발명의 성능이 다른 2종의 폴리우레탄으로 2단 침지하므로써 버핑성을 향상시키는 방법에 대해 살펴보면, 일반적으로 폴리우레탄 탄성체는 그 제조방법에서 폴리에스테르 또는 폴리에테르를 연한블록으로 하고 여기에 유기 이소시아네이트를 부가하여 프리-폴리마(pre-polymer)로 한 다음, 다시 부탄디올 등의 쇄신장제를 반응시켜 사슬이 매우 긴 선상 고분자로 만든다.

이러한 폴리우레탄 탄성체를 인공피혁 제조에 적용한 것은 이미 오래된 일이며 지금은 폴리우레탄의 물성을 용도에 맞게 개량시키기 위한 연구가 활발하다.

본 발명에 따르면 연한 블록(soft segment) 으로 사용될 수 있는 고분자로는 풀리에스테르계로서 폴리부틸렌 아디페이트글리콜, 폴리에틸렌 아디페이트글리콜, 폴리카프로락톤글리콘과 에테르계로서 폴리에틸렌에테르글리콜, 폴리테트라메틸렌, 에테르글리콜 등이 가능하고, 유기 디이소시아네이트로서는 디페닐메탄-4,4'-디이소시아네이트, 나프틸렌디이소시아네이트, 디페닐디이소시아이네트 등의 방향족 디이소시아네이트를 비롯하여, 헥사메틸렌 디이소시아네이트 같은 지방족 디이소시아네이트도 사용된다. 쇄신장제로서는 에틸렌 디아민, 프로필렌 디아민, 트리메틸렌 디아민, 테르라메틸렌 디아민 등의 지방족 디아민과 페닐펜디아민, 나프틸렌 디아민 등의 방향족 디아민 및 부탄디올, 에틸렌 글리콜 등이 사용되지만 내열성, 내고온 염색성등의 점에서는 방향족 디아인이 좋다. 또 사용되는 용제로는 디메틸포름아미드, 디에틸포름아미드, 디메틸슬폭사이드, 디메틸 아세트 아미드 등이 있는데 폴리우레탄의 용해거동등에 따라 선택해야 한다.

한편, 폴리우레탄 탄성체는 연한블록의 종류 및 분자량, 단단한 블록 즉 유기 이소시아네이트, 쇄 신장제의 종류 및 함량등에 따라 그 물리적 화학적 성질이 매우 상이한 복잡한 구조로 되어있는데, 일반적으로 에스테르 타입의 폴리우레탄은 내가수 분해성, 내열성 등은 약하지만 고온 염색시에 유연도 저하율이 뛰어나고 에테르 타입은 유연도 저하율은 적어 고무감의 딱딱한 느낌은 들지만 내가수분해성, 내열성 등은 양호하다. 또한 연한 블록의 순차적 길이(sequence length)가 클수록 인장 모들러스나 인열성등은 떨어지지만 그 반면에 신도는 커지는 등 그 제조공법을 비롯하여 원료 고분자의 종류, 분자량, 함량, 디이소시아네이트의 쇄 신장제의 종류 및 함량등에 따라 성질이 판이하게 다른 수많은 타입의 폴리우레탄으로 될 수 있다.

따라서, 본 발명자들은 폴리우레탄의 이와 같은 광범위한 응용 가능성을 주시하고 폴리우레탄 탄성체의 물성과 버피성과의 관계를 제 2도에서 나타낸 바와 같은 섬유의 특성과 함께 고려하여 성질이 다른 두 종류의 폴리우레탄을 합성하였다. 즉, 인장 강신도 등 물성이 양호한 폴리우레탄(이하 A 타입의 폴리우레탄, 간단히 A-PU)과 버핑성에 있어 적합한 물성을 갖는 폴리우레탄(이하 B 타입의 폴리우레탄, 간단히B-PU)을 합성하고 이를 호부포에 2단으로 침지함으로써, 기포의 내부에는 A-PU를 충진시키고 표면 부위에는 B-PU를 충진시켜, 시이트물의 물성을 A-PU가 크게 좌우하게 하고 B-PU는 표면의 버핑성을 양호하게하는목적을 갖도록 조치하였다.

이와 같이 함으로써 피혁의 물성을 손상시키지 않고도 뛰어난 버핑성을 갖는 스웨드조 인공피혁을 얻을 수 있었다. 즉, 제 3도에 있어서 (e)로부터(f)의 범위로 A-PU와 B-PU의 충전량을 조절하면 이후의 버핑공정에서 뛰어난 라이팅효과가 발휘되는것이다.

본 발명에 있어서 한가지 폴리우레탄으로 1단 침지하는 경우는 응고조 투입 바로 전에 맹글(MANGLE)의 로울 간격을 통상 기포 두께의 80% 내외로 하여야하는데, 만일 그 이상이 되면 기포의 표면 부위에 폴리우레탄이 존재하여 버핑성이 나빠지고, 그 이하로 되면 폴리우레탄 충진량이 적어져 스웨드 특유의 촉감과 탄성이 없게되며 인장강도도 저하하는 등의 문제가 발생한다.

그러나, 본 발명은 A-PU충진시의 맹글 로울 간격을 기포 두께의 60% 정도로하고 다시 B-PU를 침지, 패딩(PADDING)하여 B-PU를 표면부위만 충진시켜주므로 전체적으로 폴리우레탄 충진량이 로울간격을 80% 내외로 한 경우와 거의 동일한 값을 갖게된다.

따라서 표면에 존재하는 B-PU로 인해서 버핑성이 향상될 수 있다.

여기서 각각의 폴리우레탄의 습식필름의 물성을 알아 보면 다음과 같다.

A-PU는 인장강도 50-80kg/㎠, 100% 모듀울 러스 5 내지 10kg, 300% 모듀울 러스10 내지 20kg/㎠, 신도 400 내지 800%이고,

B-PU는 인장강도 30내지 60kg/㎠, 100% 모듀울 러스 3 내지 9kg/㎠, 300% 모듀울 러스 5내지 15kg/㎠, 신도 400 내지 800% 이었다.

본 발명에 있어 부직포를 형성하는 섬유로서는 5데니어 이하의 섬도를 가진 것이면 어느 것이나 가능하지만, 최종제품에 있어서는 0.5 데니어 이하로 되지 않으면 양호한 라이팅효과, 촉감, 웨트-타치(wet-touch)감 등을 발휘할 수 없다. 이러한 극세섬유는 연속 고분자 필라멘트 집속체에 섬유 고분자물을 특수한 형태로 동시에 용융 방사하고 화학적, 물리적 후가공 공정에서 집속체를 제거하면 섬유 고분자의 섬도는 0.5데니어 이하의 극세섬유로된다. 사용 가능한 섬유의 종류로서는 폴리에스테르, 폴리아미드 등 섬유형성능을 갖는 고분자라면 어느 것이든 가능하다.

한편, 부직포에 중진시킬 고분자 탄성체로는 폴리에스테르계 PU, 폴리에테르계 PU 또한 폴리에스테르-에테르에테르공중합 PU, NBR, SBR 등 각종 합성고무, 또한 이들은 2종 이상 혼합한 것등이 가능하지만 본 발명에 있어서는 폴리에스테르-에테르 공중합 PU가 가장 적당하였다.

다시 본 발명에 사용한 폴리우레탄의 폴리에스테르 : 폴리에테르의 비는 A-PU가 20내지 50 : 80 내지 50이고, B-PU가 35 내지 60 : 65 내지 40이었다.

본 발명에서 사용되는 부직포는 제조방법으로서는 상기한 섬유를 크로스-랩퍼, 랜덤-랩퍼 등으로 웨브(web)를 제조하고, 이 웨브를 니들펀칭하여 3차원 결합시키는 방법이 양호한 입모성을 발휘할 수 있다는 점에서 매우 바람직하며, 팰트의 중량은 용도에 따라 다르지만 2등분할 경우는 300내지 700g/㎡이 작업성의 측면에서 가장 좋고, 겉보기 밀도는 0.15g/㎤이상으로 하는 것이좋다.

본 발명에 있어서 다시 폴리우레탄을 2단 침지하는 방법은 다음과 같다.

즉, 경면스틸 토울(steel roll)와 고문 로울로 구성되어 있고 , 배스(bath)가 달린 맹글(mangle)의 앞 조에서는 A-PU를 침지하고 연이어 같은 다음 맹글에서 B-PU를 연속적으로 침지하여도 좋고 A-PU를 수조에 통과시켜서 일시적으로 응고시킨 다음 스퀴징(squeezing)하고 B-PU를 침지시키는 것도 가능하다. 이렇게 침지된 폴우레탄을 물속에서 응고, 수세하고 승온하여 앞에서 처리된 수용성 고분자를 완전히 제거시킨다.

PVA를 주체로 하는 수용성 고분자는 대개 80℃ 이상의 열수에서 30분 이상 처리하면 완전히 탈호되는데, 만일 호제가 완전 제거되지 않으면 피혁상시이트물을 딱딱하게 할 우려가 있으므로 유의해야 한다. 또한 앞에서 언급한 바 있는 섬유의 극세화는 위의 폴리우레탄 함침공정전 또는 후에 섬유 접속체의 용매 속에서 침지 및 패딩을 반복하면 용이하게 달성할 수 있고, 이렇게하여 제조한 피혁상 시이트물을 샌드 페이퍼로 비평하게 된다. 이때의 버핑은 대개 150메쉬의 샌드 페이퍼로 피혁상 시이트물의 특성에 따라 1차로 버핑하고, 염색 후에 다시 버핑하여 표면모우를 정돈하여주면 라이팅효과가 우수한 스웨조 인공피혁을 얻을 수 있다.

이렇게하여 얻어진 본 발명의 스웨드조 인공피혁은 제 4도 및 제 5도에서 볼 수 있는 바와 같이 표면의 모우장이 일정하고 표면입모밀도가 높아, 결과적으로 라이팅효고가가 우수하고 촉감이 매우 부드러워 의류용을 비롯하여 내장재, 가방용등 그 응용범위가 매우 다양한 스웨드조 인공피혁인 것이다.

이하 본 발명의 방법에 따른 스웨드조 인공피혁의 제조방법을 실시예에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

[실시예 1]

폴리에틸렌테레프탈레이트를 극세섬유도(島成分)로 하고 폴리스틸렌을 극세섬유 집속체(海成分)로 한 고분자 배열체 섬유를 제조했다.

도성분의 올수는 30본/fil.로하고 15개/in.의 크림프를 주어 51mm의 스테이플로 만들었다. 이를 카딩, 크로스-래핑, 니들펀칭하여 중량 500g/㎡의 부직포를 만들고 폴리비닐알콜 수용액으로 섬유에 대해 고형분으로 15% 호부했다. 여기에 폴리에스테르-에테르 공중합 폴리우레탄을 1차 함침하고 다시 습식필름의 100% 모듀울 러스가 3 내지 9kg/㎠, 300% 도듀울 러스가 5내지 15kg/㎠인 폴리우레탄을 기포의 표면부위에 2차로 함침 부여한 후 응고, 수세하고 탈호했다. 이를 전후하여 퍼클로로에틸렌중에서 해성분을 제거했다. 이후 150메쉬의 샌들페이퍼로 비슬라이싱면(非 slicing 面)을 버핑 가공하여 표면 라이팅효과가 매우 우수한 스웨드조 인공피혁을 얻었다.

[비교예 1]

비교를 위하여 2차 폴리우레탄 함침을 하지않는 피혁의 물성을 표1에 나타내었다.

[실시예 2]

나일론을 극세섬유로 하고 폴리스틸렌을 극세 섬유 집속체로하여 블랜딩 방사하고 5d×64mm의 스테이플파이버를 제조하여 이하 실시예 1과 같은 처리하였다.

상기 실시예들의 물성치를 천연스웨의 물성과 비교 하여 보면 다음의 표 1과 같다.

[표 1]

* 강연도(剛軟度)는 외팔보법(

法)에 의한 것이고, 수치가 작을수록 유연함을 나타낸다.

** 라이팅효과는 피혁기술자 5인에 의한 관능 시험결과로서 수치가 클수록 우수한것이다.

상술한 바와 같이 본 발명의 방법에 따라 제조된 스웨드조 인조피혁은 표 1에서도 알 수 있는 바와 같이 천연스웨드에 비해 길이방향의 인장강도에는 다소 떨어지지만 기능상으로는 전혀 문제가 없고, 강연도, 라이팅효과에 있어서는 괄목할만한 향상을 보여주고 있음을 알 수 있다.

Claims (6)

1. 섬도가 5데니어 이하이고 극세섬유화가 가능한 섬유로된 부직포를 수용성 고분자로 호부처리한 것을 기포로 하여, 물성이 양호한 폴리우레탄 탄성체를 1차 함침하여 기포의 주로 내부에 충진시키고 연이어 버핑성이 양호한 폴리우레탄 탄성체를 주로 기포의 표면부위에 충진시켜서 이후의 표면 버핑성을 양호하게 하여서 됨을 특징으로 하는 라이팅효과가 우수한 스웨드조 인공피혁을 제조하는 방법.
2. 제 1항에 있어서 섬유가 폴리에스테르 또는 폴리아미드인 방법.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서 극세화된 섬유의 섬도가 0.001 내지 0.5데니어인 방법.
4. 제 1항에 있어서 2차로 함침한 폴리우레탄의 물성이 습식필름으로 성형했을 때, 밀도가 0.2 내지 0.5g/㎤, 100% 모듀울 러스가 3내지 9kg/㎠, 300% 모듀울 러스가 5내지 15kg/㎠ 의 범위내에 있도록 하는 방법.
5. 제 1항에 있어서 2차로 함침한 폴리우레탄의 부여량이 1차의 10% 내지 50%의 범위에 있도록 하여서 되는 방법.
6. 제 1항에 있어서 폴리우레탄 탄성체는 에스테르-에테르 공중합형이고, 폴리에스테르 : 폴리에테르의 비가 1차 함침 폴리우레탄이 20% 내지 50% : 80% 내지 50%, 2차 함침 폴리우레탄이35% 내지 60% : 65% 내지 40%의 범위에 있도록 하는 방법.

Images