KR890003170B1 - 유연성이 우수한 인공피혁의 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

유연성이 우수한 인공피혁의 제조방법

본 발명은 유연성이 우수한 인공피혁의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱상세하게 말하면 극세사섬유로 이루어진 섬유 구조물을 폴리우레탄으로 모듈러스균형을 유지하면서 습식 및 건식코팅가공하여 내마모성과 유연성이 우수하게 되도록 갑피타입의 인공피혁을 제조하는 방법에 관한 것이다.

종래에 갑피타입의 인공피혁을 제조할 경우에는 극세사 섬유를 사용하지 않고 섬도가 1 내지 3데니어의 원사로된 정규합성섬유의 단섬유를 사용하여 부직포를 제조하고, 이를 폴리우레탄으로 함침 및 코팅처리를 해서 인공피혁을 제조 하였으나, 이러한 인공피혁은 천연피혁의 촉감과는 달리 전체적으로 딱딱한 감촉을 갖게되므로 고급피혁원단으로서는 부적합하였다.

이러한 문제점을 보완하기 위하여 일본특공소 55-6755호 와 소55-98975호에서는 극세섬유를 사용하여 부직포를 제조 하고, 여기에 폴리우레탄을 함침하여 피혁상시트물을 만든 다음, 습식코팅시 두께를 200 내지 400μ로 하고 기공의 크기를 10 내지 50μ로 하여 엠보싱(embossing)가공법으로 150 내지 200℃에서 열처리가공에 의해 인공피혁을 제조 한다고 기술하고 있으나, 이를 폴리우레탄의 물성특성을 전혀 고려하지 않아 피혁원단의 표면마모성을 향상시키지 못하였고, 건식코팅층을 열처리로 가공기키기 때문에 제조공법 상 폴리우레탄의 선정이 제한되어 표면의 내마모성이나 내가수분해성등이 떨어지게 되는 결점을 가지고 있었다. 즉, 내열성프린트가공성과 마모강도, 내가수분해성도 우수한 폴리우레탄을 선정하는 것이 인공피혁을 제조하는데 가장 중요한 문제로 제기되었다.

이에 본 발명은 초극세섬유의 섬유집속체가 3차원으로 교락된 섬유구조물에 연속미세공의 폴리우레탄 탄성체를 충진시킨 피혁상시트물을 다시 폴리우레탄으로 습식 및 건식 코팅가공을 실시하여 내마모성과 유연성을 우수하게한 갑피타임의 인공피혁의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

이하 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 섬도가 0.1 내지 0.01 데니어의 극세섬유집속체가 2 내지 3차원으로 교락된 부직포에 연속미세공으로 된 폴리우레탄탄성체를 함침시켜서 피혁상시트물을 만드는 제1 공정과, 상기 피혁상시트물에 폴리우레탄 탄성체를 습식 코팅해서 미세다공층의 도막을 형성시키는 제2공정 및 서로 상이한 폴리우레탄 탄성체를 이형지에 2단으로 코팅시키고 이를 상기의 습식코팅층에 접착제를 이용하여 접착시킨후 이 형지를 박리시키는 제3공정을 거쳐서 됨을 특징으로 하는 인공피혁의 제조방법인 것이다.

이하 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 극세화가 가능한 해도용섬유의 스테이플파이버(staple fiber)를 2 내지 3차원으로 교락시켜서된 부직포에 폴리우레탄 탄성체를 습식함침가공하고 해도형섬유의 해성 분을 추출하여 섬도를 0.1 내지 0.01데니어 수준으로 극세화시킨 유연성이 뛰어난 피혁상시트물을 만드는 제 1 공정과, 상기에서 제조된 피혁상시트물에 100%모듈러스가 30 내지 60㎏/㎠인 에스테르/에테르공중합타잎의 폴리우레탄 탄성체를 습식코팅가공하여 두께가 50μ이하, 바람직하기로는 30 내지 50μ인 미세다공충의 도막을 형성시키는 제 2 공정과, 이형지상에 내구성이 우수한 100% 모듈러스 70 내지 140㎏/㎠의 폴리우레탄을 두께가 10μ이하, 바람직하기로는 5 내지 10μ가 되도록 건식코팅하고, 다시 유연성이 우수한 100% 모듈러스 30 내지 70㎏/㎠의 폴리우레탄을 두께가 20μ이하, 바람직하기로는 10 내지 20μ이 되도록 2단 코팅한 후, 이를 상기 제2공정에서 제조된 원단의 코팅한 후, 이를 상기 제2공정에서 제조된 원단의 코팅면과 접착시킨다음, 이형지를 박리시키는 제3공정으로 이루어진 것이다.

여기서, 본 발명의 특징은 각 가공층의 모듈러스 균형을 유지시키는 메카니즘에 대하여 살펴보면 다음과 같다.

즉 본 발명에서의 폴리우레탄은 상기 제 1 공정에서 제조되는 피혁상시트물층(이하“A”층이라 함)과 상기 제2공정에서 형성되는 습식코팅층(이하“B”층이라 함) 및 상기 제3공정에서 형성되는 건식표면층(이하“C”및 “D”층이라 함)은 각기 다른 특성을 고려해서 사용되게 되는데, 즉, A층에 사용되는 폴리우레탄은 습식가공성, 반발탄성/가소성비, 해성분추출용제에 대한 안정성이나 촉감등을 고려해서 선정한 것이고, B층으로는 습식가공성, 기공형성성, 내가수 분해성 및 내광성에 적합하도록 선정한 것이며, C, D층으로는 내마모성, 내가수분해성, 내광성의 측면을 고려하여 선정한 것이기 때문에 이들은 서로 상이한 특성을 나타내는 것이다.

이에 따라 본 발명에서는 A층의 함침용폴리우레탄으로는 에스테르/에테르공중합비를 10/90 내지 50/50가 되도록 폴리카트롤락톤디올과 폴리테트라메틸렌에테르글피콜의 함량을 조절한 디메틸포름아미드 가용의 일핵형선상폴리 우레탄탄성체를 사용하는데, 이는 해성분추출후에 극세섬유와의 함량비가 섬유/폴리우레탄이 40/60 내지 70/30이 되도록 조절하기 위한 것이다. 여기서 폴리우레탄의 함량을 적게할수록 부지러원진다.

한편, B층에는 100% 모듈러스가 30 내지 60㎏/㎠인 애스태르/에테르 공중합형 폴리우레탄을 사용하며, 도막의 두께는 50μ이하, 바람직하기로는 30 내지 50μ로 한다. 특히 기공의 크기를 5 내지 20μ정도의 미세공으로 하여 피혁상 시트물을 유연하게 하면서도 강성률과 모듈러스 균형이 알맞게 유지되도록 한다.

이에대하여 종래에는 주로 에스테르계 폴리우레탄을 사용하여 200 내지 400μ의 두께로 두껍게 코팅하고, 기공의 크기도 10 내지 100μ의 거대기공으로 형성시킴으로서 그 표면상태를 부드럽게 하였지만 내가수분해성이나 내마모성은 미약하게 나타나는 결점이 그대로 남아 있었다. 더우기 습식층의 두께는 피혁상 시트물의 유연성에 따라 조절되어야 하는바, 본 발명의 경우에는 습식층의 두께를 50μ이하, 바람직하기로는 30 내지 50μ의 초박층으로 하여 피혁상 시트물의 유연성을 살리면서 표면의 주름특성도 최대한으로 향상시켰으며, 기공의 크기도 미세하므로서 내구성면에서도 상당히 우수하다. 여기서 본 발명의 이러한 습식층은 근본적으로 폴리우레탄 건식필름층과 피혁상시트물과의 접착을 위한 가교적역할을 담당하게 된다.

한편, C층에는 1005 모듈러스 30 내지 70㎏/㎠수준인 유연성이 큰 폴리우레탄을 사용하며, 이때의 도막 두께는 20μ이하, 바람직하기로는 10 내지 20μ로 한다. D층에는 피혁상의 최표층으로 내마모성이 큰 100% 모듈러스 70 내지 140㎏/㎠의 폴리우레탄이 사용되며, 이때의 도막두께는 5 내지 10μ수준으로 하여 C층과의 모듈러스 균형이 충분히 유지되게 한다.

여기서, D층의 폴리우레탄 모듈로러스는 C층의 폴리우레탄 모듈러스보다 크지만 그 도막두께는 절반이하로 작기때문에 D층의 모듈러스는 전체적으로 작아지게 된다.

이에따라 본 발명의 각층간의 모듈러스는 (A), (B), (C), (D)순으로 작게 나타나므로 외부의 힘이나 굽힘에 대한 주름의 특성은 매우이상적으로 발현되게 된다.

한편, 본 발명에서의 폴리우레탄의 모듈러스는 폴리우레탄필름의 유연성과 직결되는 개념으로 모듈러스가 작을수록 부드러워짐을 나타낸다. 이러한 모듈러스는 폴리우레탄의 원료고분자인 폴리올의 종류나 분자량에 따라 달라지게 되고, 폴리우레탄 탄성체의 중합도를 조정함으로써 조절이 가능하게 되며, 디이소시아 네이트나 쇄신장제의 중류에 따라서도 달라질 수 있지만 실제로 선택의 범위는 그렇게 광대하기 않다. 또한 동일한 특성을 갖는 폴리우레탄을 인공피혁에 적용시킨다해도 코팅두께나 방법에 따라 총체적인 유연성이 크게 달라지게 된다.

상기와 같은 본 발명은 공정별로 성명하면 다음과 같다.

제 1 공정 : 피혁상시트물의 제조

용제용해성이 상이하고 연속적으로 필라멘트를 형성할 수 있는, 도성분고분자를 특수방사구금을 통해 복합방사 시킨다. 이때 해성분고분자로는 폴리스틸렌, 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 폴리아미드등 중에서 어느하나가 적당하고, 도성분의 섬유고분자로는 일반합성섬유인 폴리에틸렌테레프 탈레이트나 나일론-6 중에서 어느 하나를 선택하여서 사용 하는 것이 좋다. 이러한 복합섬유에서 기계적권축을 가하여 36mm 내지 70mm의 길이로 절단하고 스테이플 섬유도 만든다음, 이를 컷팅하여 웨브형태로 만들고 적층시키면서 니들 펀칭하여 3차원 교락부직포를 만든다.

이어서 디메틸포름아미드에 가용인 폴리우레탄탄성체를 부직포에 함치하고, 물에서 폴리우레탄을 응고하여 건조 시키되 섬유/폴리우레탄의 함량비를 80/20 내지 50/50이 되게 조절한 다음 해성분고분자를 적당한 용제에서 추출시켜 해도형 극세섬유를 만든다.

이렇게하여 얻어진 섬유의 섬도는 0.1 내지 0.01데니어 수준이며, 이를 슬라이싱기에서 2매 또는 3매로 켜주어 두께가 0.8 내지 1.6mm인 평활한 표면으로 된 피혁상의 시트물을 얻는다.

제 2 공정 : 습식폴리우레탄코팅

디메틸포름아미드를 용제로한 에스테르/에테르 공중합 폴리우레탄을 중합한다. 이때의 폴리우레탄의 안장 강도를 300 내지 600㎏/㎠이고, 신도는 500 내지 800%이며, 100%모듈러스는 30 내지 60㎏/㎠이다. 이 중합용액에 응고안정제와 안료를 첨가하여 피혁상시이트물에 코팅하고, 물에서 응고 시켜서 피막의 두께를 30 내지 50μ가 되도록 하고 기공의 크기는 응고욕을 조절하면서 5 내지 20μ의 미세공이 되도록 한다.

제 3 공정 : 건식폴리우레탄 필층 제조

통상의 이형지에 100% 모듈러스가 70 내지 140㎏/cm인 폴리우레탄을 1차 코팅하여 피막을 형성시킨다. 2차로 100% 모듈러스 30 내지 70㎏/㎠의 폴리우레탄을 코팅하여 건조시킨 다음, 제2공정에서 제조한 피혁상시트물의 습식코팅 면에 접착제를 도포하면서 상기의 이형지를 접착시킨다.

여기서 1차도막두께는 5 내지 10μ, 2차도막 두께는 10 내지 20μ로 한다. 한편 코팅되지 않은 이면은 샌더페이퍼가 부착된 버핑기를 사용하여 모우를 정돈시켜준다.

이렇게 하여 제조된 본 발명에 따른 갑피타잎의 인공피혁은 극세사를 사용했기때문에 상당히 부드러우며, 폴리우레탄 층간의 모듈러스균형을 조절하여 내굴곡성, 내마모성이 양호하고, 주름의 크기도 미세하며 촉감도 천연피혁과 유사하여 테니스화나 캐주얼화, 골프화등 신발용과 고급가방은 물론 잡화용에 이르기까지 다양하게 사용될 수 있다.

이하 본 발명을 실시예에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.

[실시예 1]

해성분섬유고분자로서 폴리스틸렌 50부와 도성분섬유 고분자인 폴리에틸렌테레프탈레이트 50부를 해도형특수구금을 통해 복합방사하여 36가닥의 폴리에틸레테레프탈레이트가 폴리스틸렌에 분포되게 한고 크림프로 20개/인치의 권축을 주어 약 40mm의 길이를 가지며, 섬도가 4데니어인 스테플파이버를 만든다음, 이를 통상적인 커팅 및 니들 펀칭공정을 거쳐 중량이 300g의 3차원 교락부직포를 만든다. 여기에 에스테르/에테르공중합비가 30/70인 폴리우레탄성체를 습식함침가공하고 퍼클로에틸렌으로 해성분인 폴리스틸렌을 추출하여 0.01의 섬도를 갖는 섬유로 극세화한다음, 이를 스라이싱하여 1.2mm의 두께를 갖는 2매의 피혁상시트물을 만든다(제 1 공정). 여기에 다음표 1과 같은 모듈러스를 가지며, 인장강도가 500㎏/㎠인 공중합폴리우레탄을 상기피혁상시트 물에 코팅하고 물속에서 응고시켜서 기공의 크기가 5μ이고 다음표 1과 같은 두께를 갖는 습식코팅막을 만든다.(제 2 공정). 그런다음 이형지에 모듈러스가 다른 다음표 1과 같은 폴리우레탄을 2단코팅하여 필름층을 형성시켜 건조시키고, 이를 접찹제를 사용하여 제 2 공정에서 제조된 기포치에 접착시킨후 이형지를 박리 하여 중량500g/㎡의 완제품을 얻는다.

[비교예 1]

상기 실시예 1에서 습식층의 두께를 다음표 1과 같이 한것이외에는 모든방법을 실시예 1과 동일하게 된다.

[비교예 2]

상기 실시예 1에서 1, 2단으로 코팅된 필름층의 두께를 다음표 1과 같이 두껍게 한것이외에는 모든방법을 실시예 1과 동일하게 한다.

[비교예 3]

상기 실시예 1둥에서 필름증의 1, 2단 코팅수지를 다음 표 1과 같이 모듈러스가 상이한 것으로 교체시킨 것이외에는 모든방법을 실시예 1과 동일하게 한다.

[실시예 2]

나이론-6 60부와 폴리에틸렌 40부를 복합방사하여 36가닥의 나일론-6이 폴리에틸렌속에 분포되게 한다. 15개/인치의 권축을 준 섬도 4데니어의 스테이플파이버를 만든다. 이를 이용하여 중량 900g/m의 니들펀칭부지포를 만드는 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 다음표 1과 같은 구성으로 일련의 폴리우레탄코팅가공을 실시한다.

[실시예 3]

상기 실시예 2중에서 폴리에틸렌대신 폴리에스테르 50부를 사용하고 권축수를 25개/인치로 하면서 섬도가 3데니어이고 길이가 51mm인 해도형복합섬유부직포를 만들고 여기에 폴리우레탄을 함침한 후 해성분의 제거는 알칼리 감량가공법으로 실시하는 것이외에는 상기실시예 2와 동일하게 실시한다.

[표 1]

상기실시예 1, 2, 3과 비교예 1, 2, 3에서 제조된 최종생성 물에 대한 유연성 측정방법은 다음과 같이 실시하여, 이에 대한 제품특성을 측정한 결과는 다음표 2에 나타나 있다.

유연성측정법

측정 : 시편 1㎝×10㎝의 인공피혁을 표면이 밖으로 나오게 양끝은 접어서 가지런히 모은다음 홀더에 물린 상태에서 구부린 끝부분에 일정한 거리만큼 힘을 가할때 걸리는 부하를 차트에 기록한다.

[표 2]

* 유연성은 길이×폭방향을 나타내며 수치가 작을수록 부드럽다.

** 내한굴곡성은 JIS규격에서 5급을 나타낸다.

이와 같이 본 발명에 따른 인공피혁은 극세섬유를 피혁상 시트물에 사용하였기 때문에 유연성이 매우우수하며, 각 폴리 우레탄층도 이의 유연성에 맞게 모듈러스 및 두께를 조정 하므로써, 주름특성이 매우 양호하며 천연피혁의 촉감과 동일한 특성을 나타낸다. 또한 습식층에 에스테르/에테르 공중합폴리우레탄을 사용하였으므로 내가수 분해성이 좋고, 미세가공이 형성되게함으로써 내구성도 상당히 우수한 효과가 있다.

Claims (8)

1. 인공피혁을 제조함에 있어서, 섬도가 0.1 내지 0.01데니어인 극세섬유집속체를 3차원으로 교락시킨 부직포에다 연속미세공으로 형성된 폴리우레탄탄성체를 함침시켜서 피혁상시트물을 만드는 제 1 공정과, 상기 피혁상시트물을 폴리우레탄탄성체로 습식코팅시켜 가공이 형성된 도막을 만드는 제 2 공정 및 별도의 이형지를 모듈러스가 상이한 폴리우레탄 탄성체로 2단 코팅시킨후 이를 접착제로 상기의 습식코팅층에 접착시키고 이로부터 이형지를 박리시키는 제 3 공정을 거쳐서 됨을 특징으로 하는 인공피혁의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 극세섬유는 폴리스틸렌, 폴리에틸렌 폴리에스테르 또는 폴리아미드와 같은 해성분섬유중에서 어느하나와 폴리에틸렌테레프탈레이트나 나이론 -6과같은도성분섬유중에서 어느하나를 선택하여 복합시킨 해도형 복합섬유를 사용함을 특징으로 하는 방법.
3. 제1항에 있어서, 제 2 공정에 사용되는 폴리우레탄 은 에스테르/에테르공중합형의 100% 모듈어스가 30 내지 60㎏/㎠인 것임을 특징으로 하는 방법.
4. 제1항에 있어서, 습식코팅에 의해 형성된 도막의 두께는 약 30 내지 50μ인 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제1항에 있어서, 기공의 크기는 약 5 내지 20μ인 것임을 특징으로 하는 방법.
6. 제1항에 있어서, 제 3 공정에 사용되는 폴리우레탄은 제 1 단코팅용으로 100% 모듈러스가 70 내지 140㎏/㎠이고, 제 2 단 코팅용은 100% 모듈러스가 30 내지 70㎏/㎠인 것임을 특징으로 하는 방법.
7. 제6항에 있어서, 제 1 단코팅막의 두께는 약 5 내지 10μ인 것임을 특징으로 하는 방법.
8. 제6항에 있어서, 제 2 단 코팅막의 두께는 약 10 내지 20μ인 것임을 특징으로 하는 방법.