KR910009658B1

KR910009658B1 - 유연성이 우수한 인공피혁의 제조방법

Info

Publication number: KR910009658B1
Application number: KR1019890018495A
Authority: KR
Inventors: 홍상진; 문성진
Original assignee: 동양나이론 주식회사; 공정곤; 동양폴리에스터 주식회사; 배도
Priority date: 1989-12-13
Filing date: 1989-12-13
Publication date: 1991-11-25
Also published as: KR910012447A

Abstract

내용 없음.

Description

유연성이 우수한 인공피혁의 제조방법

본 발명은 유연성이 우수한 은면조 인공피혁의 제조방법에 관한 것이다. 좀더 상세하게는 극세사를 사용한 부직포 시이트를 기포로 사용하여 인공피혁을 제조함에 있어서, 분할형 복합섬유가 카딩(carding) 공정에서 미리 분리되지 않도록 오일과 호제처리를 하여 주고 그 기포에 적절한 공극을 갖도록 고분자 탄성체를 함침시켜 제조하는 유연성이 우수한 부직포제 인공피혁의 제조방법에 관한 것이다.

천연피혁의 특성을 갖는 인공피혁을 제조하기 위하여 기모방법, 약제처리, 코팅방법등 다양한 노력이 계속되어 왔다. 이들중 보다 유연성(소프트니스 : Softness)이 우수한 인공피혁을 얻기 위한 방법의 하나로 극세섬유를 사용하여 얻은 부직포 시이트를 기포로 하여 인공피혁을 제조하는 방법이 제안되었으나 극세섬유를 직접 시트화 하는 일은 극히 어려운 문제였다. 실제로 0.3데니어(Denier) 이하의 스테이플 화이버(Staple fiber)를 카딩(Carding)하여 웨브(Web)를 형성하는 것은 정전기로 인한 섬유의 플라잉(flying)현상 때문에 섬유가 카딩롤러(Carding roller)에 말리므로 실제로 불가능하다.

즉, 1데니어 이하의 섬유를 카딩하는 것을 실제로 매우 어렵다. 극세섬유의 직접적인 웨브 형성에 따른 곤란을 피하기 위하여 비교적 섬도가 높은 복합섬유를 이용하여 웨브를 형성한 후, 나중에 복합섬유의 한 성분을 용해, 제거함으로써 부직포를 얻는 방법이 제안되고 있다. 그러나, 한 성분을 용해, 제거하기 위해서는 공정상의 많은 어려움이 따르고 실제로 한 성분이 완전히 제거되지도 않는다. 그외에도 분할형 복합섬유를 사용하여 부직포를 얻는 방법에 관하여 많은 연구가 시도되었으나 균제성이 우수한 부직포 웨브를 얻는데는 성공하지 못하였다. 그 이유는 분할형 복합섬유가 카딩공정에서 카드와이어(Card Wire)에 의한 분리가 일어나 카딩이 완전히 되기전에 세섬도화하여 카딩을 할 수 없기 때문이다.

또한 부직포 시이트로 인공피혁을 제조함에 있어 종래에는 유연한 감촉을 얻기 위해 모듈러스(Modulus)가 낮은 에스테르(ester)계 폴리우레탄(Polyurethane)을 사용하였었다. 그러나, 실제 인공피혁 제조시 특수한 목적, 예를들면 소프트닝(Softning)을 위해 수산화나트륨(NaHO) 열탕을 통과시키거나 고온공정을 행하는 경우가 있는데 이때, 에스테르계 폴리우레탄만을 사용하면 상기 공정을 거칠 때 폴리우레탄이 추출되는 문제점이 발생한다.

종래 기술의 이러한 단점을 극복하고 보다 유연한 인공피혁을 제공하기 위한 연구의 결과로 분할형 복합섬유가 카딩공정에서 분리되지 않도록 오일과 호제로 처리하고 유연성이 높은 에스테르-에테르(ester-ether) 공중합체 폴리우레탄(Polyurethane; PU)으로 함침한 후, 호제를 용해시켜 폴리우레탄과 섬유사이에 공극을 부여하는 것을 특징으로 하는 본 발명에 이르게 된다. 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.

카딩이 가능한 2-10데이터의 복합섬유를 카딩전에 스테아린산 유도체 오일(stearic acid oil)과 아크릴(Acryl)계 호제로 코팅(Coating)한다. 스테아린산 계통의 오일은 카드기 통과시 섬유의 정전기 발생을 억제시켜주고 아크릴계 호제는 복합섬유의 집속을 유지시켜 복합섬유의 조기분리를 막는 역할을 하므로 카딩에 의하여 복합섬유로 된 부직포 웨브를 얻을 수 있다. 또한, 형성된 웨브에 고분자 탄성체를 함침한 다음, 코팅된 아크릴계 호제를 제거하면 고분자 탄성체와 섬유와의 사이에 공극이 형성되어 인공피혁의 유연성을 높이는 역할도 하게 된다. 이렇게 형성된 웨브를 니들펀칭(Needle punching)하여 인공피혁의 기포를 제조함에 있어 부직포의 방향성을 없애기 위해 에어로다이나믹 카딩기(Aerodynamic carding M/C)를 이용하여 자유낙하에 의한 무배향 웨브를 제조하는데 이때, 니들퍼네트레이션(Needle Penetration)은 1000회/㎠이상으로 하여 겉보기 밀도가 0.18g/㎤이상인 고밀도의 부직포를 얻는다. 니들퍼네트레이션을 1000회/㎠이하로 하면 원하는 만큼의 고밀도와 균제성을 얻지 못하여 제품의 강도와 평활성이 저하되게 된다. 부직포 제조공정을 거치는 동안 니들펀칭시의 물리적 충격에 의하여 집속된 복합섬유가 분리되어 극세섬유화하는데 이때의 분리도는 80% 수준이 보통이다.

상기의 극세섬유 부직포 시이트를 함침하는 고분자 탄성체로는 에스테르계 폴리우레탄만을 사용할 때의 단점인 내열성, 내알칼리성을 증진시키기 위해 에테르(Ether)계 폴리우레탄과 공중합시킨 유연성과 내가수분해성을 동시에 갖는 에스테르에테르 공중합체 폴리우레탄을 사용한다. 사용하는 폴리우레탄은 100% 모듈러스(Modulus)가 10-60kg, 300% 모듈러스가 30-120kg 이고 신도가 300-600% 범위내에 있는 것이 더욱 바람직한데 이는 10kg, 30kg미만이면 반발탄성이 거의 없고 60kg, 120kg를 넘으면 최종제품이 딱딱해지는 단점이 있기 때문이다. 함침후, 맹글(Mangle)을 통과시킨 다음 응고조에서 응고시키고 수세조를 거치게 한다. 이 수세과정에서 섬유에 코팅되었던 복합섬유의 코팅잔류물이 제거되어 완전한 극세섬유 부직포 시이트를 얻게 된다. 즉, 스테아린산계 유제와 아크릴계의 호제를 주로 하는 수용성 고분자는 90℃이상의 열수에서의 10분간 처리로 완전히 제거되며 이때, 복합섬유의 집속체 제거에 의해 완전한 극세섬유화가 일어나고 아크릴 호제의 추출로 인해 폴리우레탄과 섬유사이에 형성된 공극에 의해 유연성이 증진된 부직포 인공피혁을 얻게 된다. 또한 복합섬유를 구성하는 한 성분이 폴리에스테르일 경우 수세조에 약간의 가성소다(NaOH)를 첨가한 다음에 부직포 시트를 통과시키면 복합섬유를 구성하는 폴리에스테르 섬유의 알칼리 감량이 일어나 더욱 유연하고 부드러운 감촉의 인공피혁을 얻을 수 있다. 감량가공시의 가성소다의 량은1-30%가 적당한데 1% 미만의 미량으로는 감량효과를 얻지 못하며, 30%를 초과하면 공정이 대단히 위험하고 필요이상의 약제사용으로 경제성이 없어지기 때문이다. 가공액조를 거친 시이트를 건조한 후, 용도에 맞는 두께로 2매가 되도록 슬라이싱(Slicing)한다. 이와 같이 얻어진 피혁상 시이트물을 180-220메쉬(mesh)의 샌드페이퍼(Sandpaper)로 버핑(Buffing)해주어 유려한 표면상태를 갖도록 하는데 용도에 따라 350-400메쉬의 샌드페이퍼로 후처리 버핑을 하여 촉감을 더욱 좋게 할 수도 있다. 버핑된 피혁상 시이트물에 폴리우레탄 표면가공을 하여 주면 더욱 부드럽고 유려한 외관을 갖는 은면조 인공피혁을 얻게 된다.

상기의 방법으로 제조된 은면조 인공피혁은 부드러운 감촉과 유려한 외관으로 인해 의류용, 가방용, 신발용등 다양한 용도로 사용될 수 있고 복합섬유의 극세화가 용이하기 때문에 공정 코스트(cost)의 절감에 절대적으로 유리하다.

[실시예 1]

나이론과 폴리에스테르로 구성되고 분할수 16, 분할후 데니어가 0.1데니어이며 사이드 바이 사이드(side by side)의 단면구조를 갖는 분할형 복합섬유를 방사시 제2오일 링 존(Oiling zone)에서 스테아린산 나트륨으로 오일링하여 준다. 이렇게 1차 코팅된 토우(tow)를 스테이플 라인(Staple line)에서 크림퍼(crimper)에 이르기 전에 3%의 마포졸(MARPOZOL KM ; 일본 마쓰모도사 아크릴 호제의 제품명)로 호부하여 섬도 2데니어, 크림프수 18개/인치, 길이가 45mm인 카딩성이 우수한 스테이플 화이버(staple fiber)를 얻었다.

상기 스테이플 화이버를 랜덤카딩(Random carding)하고 통상의 방법으로 크로스 래핑(cross lapping)한 후, 니들펀칭(Needle punching)을 거쳐 중량이 800g/㎡인 방향성이 없는 부직포를 제조한다. 이렇게 제조된 부직포 시이트를 100% 모듈러스가 20kg, 300% 모듈러스가 60kg이며, 신도 400%인 에스테르-에테르 공중합 폴리우레탄용액에 함침시켜 피혁상 시이트를 제조하였다. 상기의 시이트를 물 90부, 디엠에프(DMF ; Dimethyl formamide) 10부로 된 통상의 응고조에서 습식응고하고 85℃의 수세조에서 마포졸케이엠 및 스테아린산 나트륨을 제거한 후, 건조시켜 완전한 극세화를 이루고 두께가 1.2mm가 되도록 2매로 슬라이싱하였다. 슬라이싱한 기포를 1차로 220메쉬(mesh), 2차로 400메쉬의 샌드페이퍼로 버핑한 후, 에테르계 폴리우레탄으로 표면 가공하여 은면조 인공피혁을 완성하였다.

[실시예 2]

실시예 1의 분할형 복합섬유로 5데니어, 51mm, 20크림프/인치의 스테이플 화이버를 제조한 후, 실시예 1의 함침공정 후, 8%의 수산화나트륨 용액에서 20분간 수세감량 가공하고 건조, 버핑, 폴리우레탄 가공하였다.

[비교예 1]

실시예 1의 제조공정중 스테아린산 나트륨 처리를 하지 않고 제조하였다.

[비교예 2]

실시예 1의 제조공정중 마포졸 케이엠 처리를 하지 않고 제조하였다.

[비교예 3]

실시예 1의 제조공정중 스테아린산 나트륨 처리와 마포졸 케이엠 처리를 모두 하지 않고 제조하였다.

[비교예 4]

극세사가 아닌 일반 2데니어의 폴리에스테르 섬유와 3데니어의 나일론으로 이루어진 부직포 인공피혁을 제조하였다.

실시예 1, 2와 비교예 1-4의 결과는 표 1 및 표 2와 같다.

[표 1]

[표 2]

Claims

다음의 공정순서대로 제조하는 유연성이 우수한 인공피혁의 제조방법. (가) 분할형 복합섬유를 스테아린산 계통의 유제로 처리하여 토우를 만들고, 여기에 아크릴 계통의 호제를 부여하여 스테이플 화이버를 만드는 공정. (나) 위 공정의 복합섬유를 카딩한 웹을 적층하고 니들펀칭하여 부직포를 얻는공정. (다) 위 공정의 부직포를 에스테르-에테르(ester-ether)계 공중합체 폴리우레탄(Polyurethane)에 함침하고 응고시키는 공정. (라) 위 공정을 거친 부직포를 수세하여 스테아린산계 유제와 아크릴계 호제를 제거시키는 공정. (마) 위 공정을 거친 것을 버핑한 다음 폴리우레탄으로 표면처리하는 공정.
제1항에 있어서, 복합섬유가 폴리아미드(Polyamide)와 폴리에스테르(Polyester)로 구성된 것이고 (라) 공정의 수세시에 1-30%의 가성소다로 처리하는 것을 특징으로 하는 유연성이 우수한 인공피혁의 제조방법.
제1항에 있어서, (다) 공정에 사용한 폴리우레탄은 100% 모듈러스(Modulus)가 10-60kg 이고, 300% 모듈러스가 30-120kg인 것임을 특징으로 하는 유연성이 우수한 인공피혁의 제조방법.