WO2018124524A1 - 원착 폴리에스테르 섬유로 이루어진 인공피혁 및 이의 제조방법 - Google Patents

원착 폴리에스테르 섬유로 이루어진 인공피혁 및 이의 제조방법 Download PDF

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island
carbon black
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박철권
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Definitions

  • the present invention relates to artificial leather that improves the fastness properties and dyeing productivity by using the original polyester islands-in-the-sea composite yarn.
  • Artificial leather is made by impregnating, brushing and dyeing a nonwoven fabric formed by interweaving microfibers three-dimensionally, and having a soft texture and unique appearance similar to that of natural leather. And it is widely used in various fields such as automobile interior materials.
  • microfiber nonwoven artificial leather is very difficult to uniform dyeing and deep color expression of microfiber, and due to the non-dyeability of the polyurethane elastomer, there is a difference in dyeing between the fiber and the polyurethane elastomer, such as two-tone or disproportionate This occurs, the dyeing cost is increased by adding an excessive dye for the deep color expression, there is a problem that it is difficult to implement a high-quality quality due to a decrease in fastness.
  • Korean Unexamined Patent Publication No. 1996-0023482 discloses a method of manufacturing artificial leather having excellent fastness characteristics and feel.
  • the dyeing fastness of artificial leather is improved by the manufacturing method which impregnates a urethane resin in the nonwoven fabric manufactured by polyamide original microfiber, and dyes with dry salt dye.
  • the use of the salt salt dye since the use of the salt salt dye has a low light resistance compared to the disperse dyes, due to the low weather resistance of the polyamide fiber, there is a problem that it is difficult to apply to automotive interior materials.
  • Korean Patent Laid-Open Publication No. 2012-0021665 discloses artificial leather using black primary islands-in-the-sea composite yarn or black primary split composite yarn and its manufacturing method.
  • the fastness of artificial leather is improved by splicing high shrink polyester to a split microfiber yarn composed of black primary polyester, and using a circular knitted fabric of circular knitted fabric made of the spliced yarn.
  • the polyester raw yarn is limited to being made of circular knitted fabric, and thus exhibits inferior product quality to the suede artificial leather made of nonwoven fabric, and thus is a high value-added product for furniture, interior materials, and high-end goods. There is a problem that the use is limited.
  • the manufacturing technology of the microfiber nonwoven artificial leather using the primary yarn uses a metal complex dye or a dry salt dye, which causes a problem that the light resistance of the artificial leather is lowered compared to the disperse dye. have.
  • the structure is a warp knitted fabric or circular knitted fabric, the product quality is inferior to the nonwoven artificial leather.
  • the present invention is to use an artificial polyester islands-in-the-sea composite yarn, but to improve the manufacturing process of the original component and artificial leather, while improving the fastness characteristics and to provide an artificial leather having a high-quality appearance. It is done.
  • the present invention is a synthetic leather made of a primary polyester fiber, which is impregnated with a black polymer elastic material and dyed dye dye in a nonwoven fabric comprising a island-in-the-sea composite fiber is a black primary polyester. to provide.
  • the present invention comprises the steps of preparing a short fiber from the island-in-the-sea composite fiber filament is a black primary polyester containing a carbon black 0.08 ⁇ 3.00% by weight; Needle punching the short fibers to produce a nonwoven fabric; Impregnating the nonwoven fabric with a polymer elastic material including 1 to 6 wt% of carbon black; Eluting the sea component of the island-in-the-sea composite fiber in the nonwoven fabric to form microfibers, and grinding the surface of the nonwoven fabric to form napping; It provides a manufacturing method of artificial leather made of the original polyester fiber, including; and dyeing using a disperse dye in the nonwoven fabric.
  • a black polyurethane elastic body in a non-woven fabric made of black primary polyester islands-in-the-sea composite fiber and dyed with a disperse dye, by producing a high-quality fastness and friction fastness at a medium or deep color, It can be applied to high-grade applications, such as automobile interior materials.
  • the amount of dye used in the manufacturing process of artificial leather can be reduced cost.
  • the present invention provides a island-in-the-sea composite fiber comprising a black primary polyester, and makes the island-in-the-sea composite fiber made of short fibers, and then opens, carding, crosslapping, and needles the short fiber.
  • Punching to produce a nonwoven fabric impregnating the polymer elastic body containing a black pigment in the nonwoven fabric, eluting the alkali-soluble component of the island-in-the-sea composite fiber from the impregnated nonwoven fabric to microfiber, grinding the surface of the nonwoven fabric to form a brush .
  • a method of dyeing using a disperse dye relates to artificial leather and a method for producing the same fastness characteristics.
  • the process for producing the island-in-the-sea composite fiber includes a process of complex spinning using a first polymer of a sea component dissolved and eluted in a solvent and a second polymer of a island component remaining insoluble in a solvent.
  • the first polymer of the sea component may be made of copolyester, polystyrene or polyethylene, and preferably made of copolyester having excellent alkali solubility.
  • the second polymer of the island component may be made of nylon or polyester which can be dyed with a disperse dye without being dissolved in an alkali solvent, and specifically, polyethylene terephthalate, polyoxyethylene benzoate and polybutylene terephthalate. , Polytrimethylene terephthalate, polyamide, polyacryl, polyvinyl alcohol, polytriethylene terephthalate, acetate and the like.
  • the composite yarn is melt extruded by injecting the island component and sea component into each extruder, and when the island component is melted and extruded, the carbon black master batch is fed side-by-side to the island component, and the island component and sea component are passed through the composite spinning nozzle.
  • the island-in-the-sea filament containing the island component of the black second polymer can be produced by ejecting and spinning.
  • carbon black having excellent light resistance compared to organic pigments is contained in an amount of 0.08 to 3.00% by weight in the second component of the black second polymer.
  • the content is less than 0.08% by weight, light dyeing is performed and the light fastness is evaluated.
  • the color after exposure becomes so light that it is difficult to improve the light resistance and the reduction of dye usage cannot be expected, and when it exceeds 3.00% by weight, the blackness is too high, so that it is not easy to dye to a specific color and is limited to the color that can be dyed. You can get
  • the process of manufacturing the nonwoven fabric of the present invention the process of forming the island-in-the-sea filament into short fibers, the process of forming a web (Web) through the carding process and cross-lapping process of the short fibers and needle punching the formed web Process.
  • the content of carbon black in the solid content of the impregnation solution is 1 to 6
  • the carbon black may be added to a weight% and homogenized with stirring, and after homogenization, a viscosity may be adjusted with the organic solvent to obtain an impregnation solution, and the nonwoven fabric may be dipped in the obtained impregnation solution.
  • the content of the carbon black in the solid content of the impregnation solution is less than 1% by weight, the color density of the polymer elastomer is lower than the color concentration of the fiber of the artificial leather, so that a dichroic phenomenon may occur with each other. The effect of increasing the degree is eliminated.
  • the impregnation amount of the polymer elastic body including carbon black is preferably 20 to 40% by weight for application to automobile interior materials.
  • the amount is less than 20% by weight, it is difficult to express specific elasticity of the polymer elastic body.
  • the ability to grip the fibers constituting the nonwoven fabric is degraded, resulting in hair loss in the artificial leather, which is the final product, resulting in poor appearance on the surface. If the content exceeds 40% by weight, the soft feeling (soft feeling) is lost in the artificial leather.
  • carbon black is directly contained in the polymer elastomer, which prevents the carbon black from re-washing or rinsing after dyeing, and the carbon black is maintained in artificial leather together with the polymer elastomer. It can be made to exhibit excellent fastness characteristics compared to the manufacturing method of artificial leather.
  • a step of coagulating the polymer elastic body impregnated in the nonwoven fabric in a coagulation bath and then washing with water in a washing tank is performed.
  • the sea component of the island-in-the-sea composite fiber is removed from the nonwoven fabric to produce an ultrafine nonwoven fabric in which the short fibers are micronized.
  • This step is a step of miniaturizing short fibers by eluting the first polymer as a sea component by using an alkaline solvent such as an aqueous solution of caustic soda so that only the second polymer as a island component remains.
  • an alkaline solvent such as an aqueous solution of caustic soda
  • the single yarn fineness of 0.04 to 0.30 denier after eluting the sea component. If the concentration exceeds 0.30 denier, the soft feel peculiar to the ultrafine fibers is not expressed. More and the fastness characteristics can be degraded.
  • the ultrafine nonwoven fabric is brushed.
  • the raising treatment is to rub the surface of the microfine nonwoven by means such as sandpaper so that a large amount of wool is produced on the surface of the nonwoven fabric.
  • the dyeing process may be performed after the brushing treatment.
  • the dyes used in the dyeing process are azo disperse dyes, heterocyclic azo disperse dyes, anthraquinone disperse dyes, condensate disperse dyes, quinoline disperse dyes, coumarin disperse dyes, amino ketone disperse dyes and diester types Disperse dyes, such as disperse dyes, can be used.
  • the temperature of the salt solution in the dyeing process may be maintained at 100 ⁇ 135 °C, dyeing may be performed for 20 to 60 minutes.
  • a reduced washing process may be performed to remove unfixed dyes or impurities on the surface of the dyed artificial leather.
  • the reduction washing process may be performed for 10 to 30 minutes at 40 ⁇ 100 °C. Through the reduction and washing process, the color of artificial leather can be more clear.
  • the reducing washing solution may use sodium hydroxide or sodium hyposulfite.
  • After the reduction washing process may be added a rinsing process using water for cleaning.
  • the island-in-sea filaments were stretched, crimped to have a number of crimps of 10 / inch, heat-set, and cut into 51 mm to prepare island-in-the-sea short fibers.
  • the non-woven fabric was manufactured by needle punching after forming the multi-layer web through the carding process and the cross-lapping process.
  • the nonwoven fabric was immersed in an impregnation solution containing polyurethane and carbon black, the polyurethane was solidified in an aqueous dimethylformamide solution, and washed with water to impregnate the nonwoven fabric with a polyurethane elastomer containing 5% by weight of carbon black.
  • a nonwoven fabric impregnated with black polyurethane was prepared.
  • the non-woven fabric impregnated with the black polyurethane was treated with an aqueous solution of caustic soda at a concentration of 5% by weight to elute the sea component, and the ultrafine nonwoven fabric of black polyethylene terephthalate fiber having 16 divided fibers per filament and 0.15 denier single yarn fineness An elution cloth was prepared to form
  • the surface of the eluted cloth was ground using roughness # 150 sandpaper to form a brush, and then dyed under the following dyeing conditions.
  • Red Disperse Dyes (Anthraquinone) 0.5% o.w.f.
  • UV-absorbers triazine derivative 4.0% o.w.f.
  • the dyeing balance is discharged from the dyeing machine, and the water is supplied again to the dyeing machine, followed by reducing washing conditions at 80 ° C. and 20 minutes (sodium hyposulfite: 8 g / L, sodium hydroxide 4 g / L, bath ratio 1:20). After washing with reduced and dried to prepare an artificial leather having a dark black color.
  • Example 1 the same method as in Example 1 was used, except that the carbon black content in the island component of the island-in-the-sea filament, the carbon black content in the polyurethane, and the amount of dye used in the dyeing were as shown in Table 1 below.
  • Example 2 produced an artificial leather having a medium shade of black or dark gray, and Example 3 having a light gray color.
  • Example 1 the same method as in Example 1 was used, except that the carbon black content in the island component of the island-in-the-sea filament, the carbon black content in the polyurethane, and the amount of dye used in the dyeing were as shown in Table 1 below. Artificial leather was prepared.
  • Example 1 1.5 5 0.8 0.5 1.5 0.5 Comparative Example 1 0 5 10.55 2.49 5.17 10.51 Comparative Example 2 0 One 11.02 2.41 5.23 10.8 Comparative Example 3 0 0 11.5 2.3 5.3 11 Example 2 0.45 One 0 0.8 0 5 Comparative Example 4 0 One 1.45 1.06 0 7.06 Comparative Example 5 0 0 2.2 1.15 0 7.5 Example 3 0.1 One 0 0.1 0.12 0.12 Comparative Example 6 0 0 0 0 1.55 1.47 1.22
  • Table 2 shows the colorimetric values measured using CCM for the dyed dyes in Examples and Preparation Examples.
  • the artificial leather prepared in Examples and Comparative Examples was irradiated with an amount of light of 338.6 KJ / m2 in accordance with the method specified in ISO 105-B06: 1998 condition 5, and was gray scaled (ISO 105 A02). Determine the daylight fastness rating.
  • the wet friction fastness evaluation is carried out in the same manner as the dry friction fastness evaluation, so that the water to the cotton cloth pick-up (98-100%).
  • non-woven artificial leather for fashion goods such as suede type furniture skin, bag inner and outer skin
  • to solve the dyeing unevenness and the difficulty of expressing uniform and vivid colors, for the expression of medium and deep colors By improving the problem of excessively added dye, it is possible to improve the cost saving and fastness characteristics.

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Abstract

본 발명은 원착 폴리에스테르 섬유로 이루어진 인공피혁에 관한 것으로, 인공피혁을 제조할 때에 해도형 복합섬유의 도성분과 고분자 탄성체인 폴리우레탄에 카본블랙을 함유시켜 이루어진다. 본 발명에 따르면 중·농색 이상에서 일광견뢰도 및 마찰견뢰도가 향상되면서도 고급스러운 품위가 발현되며, 인공피혁의 제조과정에서 염료의 사용량이 감소하여 원가절감이 가능해진다.

Description

원착 폴리에스테르 섬유로 이루어진 인공피혁 및 이의 제조방법
본 발명은 원착 폴리에스테르 해도형 복합사를 이용하여 견뢰도 특성과 염색 생산성이 향상되는 인공피혁에 관한 것이다.
인공피혁은, 극세섬유가 3차원적으로 교락되어 형성된 부직포를 고분자 탄성체가 함침되도록 하고 기모하고 염색하여 이루어진 것으로서, 천연피혁과 유사한 부드러운 질감 및 독특한 외관을 가져, 신발, 의류, 장갑, 잡화, 가구 및 자동차 내장재 등과 같은 다양한 분야에 널리 이용되고 있다.
종래의 극세사 부직포 인공피혁은, 극세사의 균일한 염색 및 농색 발현이 매우 어려우며, 폴리우레탄 탄성체의 비염색성으로 인해 섬유와 폴리우레탄 탄성체 사이의 염색 상이가 발생하여 투톤(2-Tone) 혹은 불균염 등이 발생하며, 농색 발현을 위해 과다한 염료를 투입함에 따라 염색 비용이 상승하고, 견뢰도의 저하로 고급스러운 품질을 구현하기 어려운 문제점이 있다.
상기 문제점을 개선하기 위해 원착사를 이용한 기술개발이 진행되어 왔다.
그 일 예로서, 대한민국공개특허 제1996-0023482호에 견뢰도 특성 및 촉감이 우수한 인공피혁의 제조방법이 기재되어 있다.
상기 특허에 의하면, 폴리아미드 원착 극세사로 제조된 부직포에 우레탄 수지를 함침시키고 건염 염료로 염색하는 제조방법에 의해, 인공피혁의 염색 견뢰도가 향상되는 것이 기재되어 있다. 그러나 이러한 제조방법에 의하면, 건염 염료를 사용하므로 분산 염료와 비교하여 내광성이 저하하고, 폴리아미드 섬유의 낮은 내후성으로 인하여 자동차 내장재 용도로는 적용이 어려운 문제점이 있다.
또 다른 예로서, 대한민국공개특허 제2012-0021665호에 흑색 원착 해도형 복합사 또는 흑색 원착 분할형 복합사를 이용한 인공피혁 및 이의 제조방법이 기재되어 있다.
상기 특허에 의하면, 흑색 원착 폴리에스테르로 구성된 분할 극세 가공사에 고수축 폴리에스테르를 합사하고, 합사된 실로 제조된 환편조직의 환편물을 이용함으로써, 인공피혁의 견뢰도가 향상되는 것이 기재되어 있다. 그러나 이러한 제조방법에 의하면, 폴리에스테르 원착사가 환편물로 제조되는 것으로 한정되고, 이로 인하여 부직포로 제조된 스웨이드형 인공피혁보다 열등한 제품 품위를 나타내므로, 고부가가치 제품인 가구용, 차량내장재용, 고급 잡화용으로는 사용이 제한되는 문제점이 있다.
이와 같이 원착사를 이용한 극세사 부직포 인공피혁의 제조기술은, 폴리아미드 섬유인 경우에, 금속착염 염료를 사용하거나 건염 염료를 사용하게 되는데, 이로 인하여 분산 염료에 비해 인공피혁의 내광성이 저하되는 문제점이 있다.
또한, 폴리에스테르 원착사를 사용하는 경우에, 조직이 경편물이거나 환편물로, 부직포 인공피혁과 비교하여 제품 품위가 열등한 문제점이 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여, 원착 폴리에스테르 해도형 복합사를 이용하되, 원착 성분과 인공피혁의 제조 공정을 개선하여 견뢰도 특성이 향상되면서도 고급스러운 외관 품위를 지니는 인공피혁을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은, 도성분이 흑색 원착 폴리에스테르인 해도형 복합섬유를 포함하여 이루어진 부직포에 흑색 고분자 탄성체가 함침되고 분산염료가 염색되어 이루어지는, 원착 폴리에스테르 섬유로 이루어진 인공피혁을 제공한다.
또한, 본 발명은, 도성분이 카본블랙이 0.08~3.00 중량% 포함된 흑색 원착 폴리에스테르인 해도형 복합섬유 필라멘트로 단섬유를 제조하는 단계; 상기 단섬유로 니들펀칭을 하여 부직포를 제조하는 단계; 상기 부직포에 카본블랙이 1~6 중량% 포함된 고분자 탄성체를 함침시키는 단계; 상기 부직포에서 상기 해도형 복합섬유의 해성분을 용출하여 극세섬유화 하고, 상기 부직포의 표면을 연삭하여 기모를 형성하는 단계; 및 상기 부직포에 분산염료를 이용하여 염색하는 단계;를 포함한 원착 폴리에스테르 섬유로 이루어진 인공피혁의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 흑색 원착 폴리에스테르 해도형 복합섬유로 제조된 부직포에 흑색 폴리우레탄 탄성체를 함침시키고 분산 염료로 염색하여 제조함으로써, 중·농색 이상에서 일광견뢰도 및 마찰견뢰도가 향상되면서도 고급스러운 품위가 발현되어, 자동차 내장재 등 고급 용도에 적용이 가능해진다.
또한, 인공피혁의 제조과정에서 염료의 사용량이 감소하여 원가절감이 가능해진다.
본 발명은, 흑색 원착 폴리에스테르를 포함한 해도형 복합섬유를 제조하고, 제조된 해도형 복합섬유를 단섬유로 만든 다음에, 상기 단섬유를 개섬, 카딩(carding), 크로스래핑(crosslapping) 및 니들펀칭을 하여 부직포를 제조하고, 상기 부직포에 흑색 안료를 포함한 고분자 탄성체를 함침시키고, 함침 부직포에서 상기 해도형 복합섬유의 알칼리 가용성 성분을 용출하여 극세섬유화 하고, 부직포의 표면을 연삭하여 기모를 형성하고, 분산염료를 이용하여 염색하는 방법에 의해, 견뢰도 특성이 향상되는 인공피혁 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
상기 해도형 복합섬유를 제조하는 공정은, 용제에 용해되어 용출되는 해성분의 제1 폴리머와 용제에 용해되지 않고 잔존하는 도성분의 제2 폴리머를 이용하여 복합방사하는 공정을 포함한다.
상기 해성분의 제1 폴리머로는, 공중합 폴리에스테르, 폴리스티렌 또는 폴리에틸렌 등으로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 알칼리 가용성이 우수한 공중합 폴리에스테르로 이루어진다.
상기 도성분의 제2 폴리머로는, 알칼리 용제에 용해되지 않고 분산염료에 의한 염색 가능한 나일론 또는 폴리에스테르 등으로 이루어질 수 있고, 구체적으로는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리옥시에틸렌 벤조에이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리트리메틸렌 테레프탈레이트, 폴리아미드, 폴리아크릴, 폴리비닐알코올, 폴리트리에틸렌 테레프탈레이트, 아세테이트 등을 들 수 있다.
상기 복합방사는, 상기 도성분과 해성분을 각각의 압출기에 투입하여 용융 압출시키되, 도성분이 용융되어 압출될 때에 카본블랙 마스터 배치를 도성분에 사이드 피딩하고, 도성분과 해성분을 복합방사 노즐을 통해 토출시켜 방사하여 흑색의 제2 폴리머의 도성분을 포함한 해도형 필라멘트를 제조할 수 있다.
이때 흑색의 제2 폴리머의 도성분에서 유기 안료에 비해 내광성이 우수한 카본블랙이 0.08~3.00 중량% 함량으로 포함된 것이 바람직한데, 상기 함량이 0.08 중량% 미만이면 담색 염색을 하고 일광견뢰도를 평가한 경우에 노광 후의 색상이 너무 연하게 되어 내광성 향상이 어렵고 염료 사용량의 감소도 기대할 수 없으며, 3.00 중량%를 초과하면 흑색도가 너무 높아져 특정 색상으로의 염색이 용이하지 않고 염색할 수 있는 색상에 제한을 받을 수 있다.
본 발명의 부직포를 제조하는 공정은, 상기 해도형 필라멘트를 단섬유로 만드는 공정, 상기 단섬유를 카딩 공정과 크로스래핑 공정을 통해 웹(Web)을 형성하는 공정 및 상기 형성된 웹을 니들펀칭을 하는 공정을 포함한다.
본 발명의 부직포에 고분자 탄성체를 함침시키는 공정은, 디메틸포름아마이드(DMF)와 같은 유기 용매에 고분자 탄성체를 용해하여 함침용액을 제조할 때에, 상기 함침용액의 고형분에서 카본블랙의 함량이 1~6 중량%가 되도록 카본블랙을 첨가하고 교반을 하면서 균질화하고, 균질화 이후에 상기 유기 용매로 점도를 조절하여 함침용액을 얻고, 얻어진 함침용액에 상기 부직포를 침지하여 이루어질 수 있다.
상기 함침용액의 고형분에서 상기 카본블랙의 함량이 1 중량% 미만이면 제조된 인공피혁의 섬유의 색 농도에 비해 고분자 탄성체의 색 농도가 낮아 서로 이색 현상이 발생할 수 있고, 6 중량%를 초과하면 흑색도가 높아지는 효과가 없어지게 된다.
상기 부직포에서 카본블랙을 포함한 고분자 탄성체의 함침량은 자동차 내장재로의 적용을 위해 20~40 중량%인 것이 바람직한데, 20 중량% 미만이면 고분자 탄성체가 가지는 특유의 탄성이 발현되기 어렵고, 고분자 탄성체가 부직포를 구성하는 섬유를 파지하는 능력이 저하되어 최종제품인 인공피혁에서 낙모가 발생하여 표면에서의 외관이 나빠지며, 40 중량%를 초과하면 인공피혁에서 부드러운 느낌(소프트감)이 없어져 바람직하지 못하다.
상기한 바와 같이 카본블랙이 직접 고분자 탄성체에 함유되어 있어, 상기 카본블랙이 염색 후 환원세정이나 린싱(rinsing)에서 다시 빠져나오는 것을 방지하고 카본블랙이 고분자 탄성체와 함께 인공피혁에서 유지되게 되므로, 일반적인 인공피혁의 제조방법 대비 우수한 견뢰도 특성을 나타내도록 할 수 있다.
상기 함침 용액에 부직포를 침지시킨 후에는 응고조에서 부직포에 함침된 고분자 탄성체를 응고하고 그 후에 수세조에서 수세하는 공정을 수행하게 된다.
이어서, 상기 부직포에서 해도형 복합섬유의 해성분을 제거하여 단섬유들이 극세화된 극세 부직포를 제조한다.
이 공정은 가성소다 수용액과 같은 알칼리 용제를 이용하여 해성분인 제1 폴리머를 용출시킴으로써 도성분인 제2 폴리머만이 남아있게 하여 단섬유들을 극세화시키는 공정이다.
이때 극세화하는 것은, 해성분을 용출한 이후에 단사 섬도가 0.04~0.30 데니어가 되도록 하는 것이 바람직한데, 0.30 데니어를 초과하면 극세 섬유 특유의 부드러운 촉감이 발현되지 않으며, 0.04 데니어 미만이면 염료 사용량이 많아지고 견뢰도 특성이 저하될 수 있다.
이어서, 상기 극세 부직포를 기모 처리한다. 상기 기모 처리는 사포와 같은 수단을 이용하여 상기 극세 부직포의 표면을 마찰시켜 부직포 표면에 다량의 모우가 표면에 생성되도록 하는 것이다.
상기 기모 처리 이후에 염색공정을 수행할 수 있다.
상기 염색공정에 사용되는 염료는 아조계 분산염료, 복소환아조계 분산염료, 안트라퀴논계 분산염료, 축합계 분산염료, 퀴놀린계 분산염료, 쿠말린계 분산염료, 아미노케톤계 분산염료 및 디에스테르형 분산염료 등과 같은 분산염료를 이용할 수 있다.
또한, 상기 염색공정에서의 염액의 온도는 100 ~ 135℃로 유지하고, 20 ~ 60분 동안 염색을 수행할 수 있다.
염색된 인공피혁의 표면상의 미고착염료나 불순물을 제거하는 환원세정 공정이 더 수행될 수 있다. 상기 환원세정 공정은 40~100℃에서 10~30분 동안 수행될 수 있다. 상기 환원세정 공정을 통해, 인공피혁의 색상이 더욱 선명해질 수 있다.
상기 환원세정액은 수산화나트륨(sodium hydroxide) 또는 차아황산나트륨(sodium hydrosulfite)을 이용할 수 있다.
상기 환원세정 공정 이후에 세정을 위하여 물을 사용한 린싱공정을 추가할 수 있다.
이하에 본 발명을 실시예 및 비교예에 의해 구체적으로 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명이 하기의 실시예에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 치환 및 균등한 타 실시예로 변경할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.
[실시예 1]
1) 해도형 단섬유의 제조
도성분으로 폴리에틸렌테레프탈레이트를, 해성분으로 알칼리 가용성의 공중합 폴리에스테르를 준비하고, 상기 도성분과 해성분을 각각의 압출기에 투입하여 용융 압출시키되, 도성분이 용융되어 압출될 때에 카본블랙 마스터 배치를 도성분에 사이드 피딩하고, 방사 노즐을 통해 토출시켜 흑색 폴리에틸렌테레프탈레이트의 도성분에서 카본블랙의 함량이 1.5 중량%인 해도형 필라멘트를 제조하였다.
이어서 상기 해도형 필라멘트를 연신하고, 크림프 수가 10개/인치가 되도록 크림핑을 하고 열고정을 한 후, 51mm로 절단하여 해도형 단섬유를 제조하였다.
2) 부직포의 제조
상기 해도형 단섬유를 카딩 공정 및 크로스래핑 공정을 통해 다층의 웹을 형성한 후 니들펀칭을 실시함으로써 부직포를 제조하였다.
3) 탄성체가 함침된 부직포의 제조
폴리우레탄 및 카본블랙이 포함된 함침 용액에 상기 부직포를 침지하고, 디메틸포름아마이드 수용액에서 상기 폴리우레탄을 응고시키고, 물로 수세하여 카본블랙이 5 중량% 포함된 폴리우레탄 탄성체가 부직포에 30 중량% 함침된, 흑색 폴리우레탄이 함침된 부직포를 제조하였다.
4) 인공피혁의 제조
상기 흑색 폴리우레탄이 함침된 부직포를 5 중량% 농도의 가성소다 수용액으로 처리하여 해성분을 용출시켜, 필라멘트당 분할된 섬유의 갯수가 16개이고 단사 섬도가 0.15 데니어인 흑색 폴리에틸렌테레프탈레이트 섬유의 극세 부직포를 형성하는 용출포를 제조하였다.
상기 용출포의 표면을 조도 #150번 사포를 이용하여 연삭하여 기모를 형성한 후, 하기의 염색조건으로 염색하였다.
<염색조건>
가) 염료:
흑색 분산염료 (안트라귀논계) 0.8% o.w.f. (on the weight of fiber, 대섬유 중량)
적색 분산염료 (안트라퀴논계) 0.5 % o.w.f.
청색 분산염료 (안트라퀴논계) 1.5 % o.w.f.
황색 분산염료 (안트라퀴논계) 0.5 % o.w.f.
나) UV-흡수제: 트리아진 유도체 4.0 % o.w.f.
다) 분산제: 비이온 지방산 에스테르 1g/L
라) 산 : 아세트산 1g/L
마) 욕비(첨가물 중량:용매 중량) : 1:20
바) 염색온도 및 시간 : 125℃, 50분
상기 염색을 완료한 후, 염색기에서 염색 잔액을 배출하고, 염색기에 다시 물을 공급한 후 80℃ 및 20분간 환원 세정조건(차아황산나트륨: 8g/L, 수산화나트륨 4g/L, 욕비 1:20)에서 환원세정을 하고 건조하여 진한 흑색의 색상을 가지는 인공피혁을 제조하였다.
[실시예 2 ~ 3]
상기 실시예 1에서, 해도형 필라멘트의 도성분에서 카본블랙의 함량, 폴리우레탄에서 카본블랙의 함량, 염색에서 염료 사용량을 하기 표 1과 같이 한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법을 사용하여, 실시예 2는 농담이 중간 정도인 흑색 또는 진한 회색, 실시예 3은 담색의 회색을 가지는 인공피혁을 제조하였다.
[비교예 1 ~ 6]
상기 실시예 1에서, 해도형 필라멘트의 도성분에서 카본블랙의 함량, 폴리우레탄에서 카본블랙의 함량, 염색에서 염료 사용량을 하기 표 1과 같이 한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법을 사용하여 인공피혁을 제조하였다.
구분 도성분에서 카본블랙의 함량(중량%) 폴리우레탄에서 카본블랙의 함량(중량%) 흑색 분산염료(% o.w.f.) 적색 분산염료(% o.w.f.) 청색 분산염료(% o.w.f.) 황색 분산염료(% o.w.f.)
실시예 1 1.5 5 0.8 0.5 1.5 0.5
비교예 1 0 5 10.55 2.49 5.17 10.51
비교예 2 0 1 11.02 2.41 5.23 10.8
비교예 3 0 0 11.5 2.3 5.3 11
실시예 2 0.45 1 0 0.8 0 5
비교예 4 0 1 1.45 1.06 0 7.06
비교예 5 0 0 2.2 1.15 0 7.5
실시예 3 0.1 1 0 0.1 0.12 0.12
비교예 6 0 0 0 1.55 1.47 1.22
상기 실시예 및 제조예에서 염색된 염색물에 대해 CCM을 이용하여 측정한 측색값을 표 2에 나타내었다.
L a b DE
실시예 1 20.19 0.18 0.05
비교예 1 20.66 0.04 0.24 0.53
비교예 2 19.97 0.34 -0.12 0.32
비교예 3 20.42 -0.18 0.12 0.43
실시예 2 36.12 9.58 13.01
비교예 4 36.56 9.32 13.26 0.57
비교예 5 35.84 9.36 12.88 0.38
실시예 3 52.14 0.73 3.6
비교예 6 52.6 0.61 3.79 0.51
상기 표 1 및 2로부터 동일한 색 농도를 위해 실시예에 의한 것이 비교예에 의한 것보다 염료의 사용량이 감소하는 것이 확인된다.
상기 실시예 및 제조예에 대해 하기의 평가방법을 사용한 평가결과를 하기 표 3에 나타내었다.
<평가방법>
1. 일광견뢰도
상기 실시예 및 비교예에서 제조한 인공피혁에 대해서, ISO 105-B06:1998 condition 5에 규정한 방법에 따라 338.6 KJ/㎡의 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 50mm의 백면포로 시험기의 마찰자를 덮어 고정한다. 마찰자에는 9±0.2 N의 하중을 건 후, 왕복속도 10회/분, 이행 거리 100mm로 시험편의 표면을 10회 왕복시킨 후 백면포를 벗겨 백면포의 오염 정도를 오염용 그레이 스케일로 판정한 등급을 구한다.
습마찰 견뢰도 평가는 건마찰 견뢰도 평가와 동일하게 실시하되, 백면포에 물이 98~100% 픽업(pick-up)되도록 한다.
3. 염료 사용량(단위: 배)
비교예의 총 염료 사용량(% o.w.f.)을 실시예의 총 염료 사용량(% o.w.f.)으로 나눈 값이다.
4. 표면 색상 균일성
인공피혁에서 폴리우레탄의 착색이 되지 않아 섬유와 이색성을 나타내면 불량으로, 이색성을 나타내지 않으면 양호로 평가한다.
<평가 결과>
구분 일광견뢰도(급) 건마찰견뢰도(급) 습마찰견뢰도(급) 염료 사용량*(배) 표면 색상균일성
실시예 1 4 4~5 4 - 양호
비교예 1 2~3 4 3~4 8.7 양호
비교예 2 2~3 4 3~4 8.9 불량
비교예 3 2~3 4 3~4 9.1 불량
실시예 2 3 4~5 4 - 양호
비교예 4 2 4 4 1.7 양호
비교예 5 2 4 4 2.2 불량
실시예 3 4 4~5 4~5 - 양호
비교예 6 3 4~5 4~5 12.5 양호
*) 염료사용량은, 비교예 1, 2, 3의 각각은 실시예 1에 대한, 비교예 4, 5의 각각은 실시예 2에 대한, 비교예 6은 실시예 3에 대한 배수이다.
표 3으로부터 인공피혁을 구성하는 극세사와 폴리우레탄이 모두 카본블랙을 함유하는 경우에는(실시예 1, 2, 3) 비교예에 의한 것과 비교하여 일광견뢰도, 건마찰견뢰도, 습마찰견뢰도 특성이 모두 4급 이상으로 우수하고 표면 색상 균일성도 우수함을 확인할 수 있다.
또한, 극세사에서 카본블랙이 없을 경우에(비교예 1~6), 일광견뢰도가 현저히 저하되며, 특히 카본블랙이 극세사와 폴리우레탄의 어느 한쪽에도 없으면 동일한 색상을 나타내기 위해 염료의 사용량이 많아지는 것을 확인할 수 있다.
상기와 같은 본 발명에 따라, 스웨이드 타입의 가구 표피재용, 가방 내피와 외피와 같은 패션 잡화용 부직포 인공피혁에서, 염색 불균일과 균일하고 선명한 농색 발현의 어려움 등을 해결하며, 중·농색 발현을 위해 염료를 과다하게 투입하게 되는 문제점을 개선함으로써, 원가 절감 및 견뢰도 특성을 향상할 수 있다.

Claims (5)

  1. 도성분이 흑색 원착 폴리에스테르인 해도형 복합섬유를 포함하여 이루어진 부직포에 흑색 고분자 탄성체가 함침되고 분산염료가 염색되어 이루어지는, 원착 폴리에스테르 섬유로 이루어진 인공피혁.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 흑색 원착 폴리에스테르에서 카본블랙이 0.08~3.00 중량% 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 원착 폴리에스테르 섬유로 이루어진 인공피혁.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 흑색 고분자 탄성체는 카본 블랙이 1~6 중량% 포함되어 있는 것을 특징으로 하는 원착 폴리에스테르 섬유로 이루어진 인공피혁.
  4. 제 1항에 있어서,
    ISO 105-B06:1998법(condition 5)에 의한 일광견뢰도가 4급 이상, 건마찰견뢰도가 4급 이상, 및 습마찰견뢰도가 4급 이상인 것을 특징으로 하는 원착 폴리에스테르 섬유로 이루어진 인공피혁.
  5. 도성분이 카본블랙이 0.08~3.00 중량% 포함된 흑색 원착 폴리에스테르인 해도형 복합섬유 필라멘트로 단섬유를 제조하는 단계;
    상기 단섬유로 니들펀칭을 하여 부직포를 제조하는 단계;
    상기 부직포에 카본블랙이 1~6 중량% 포함된 고분자 탄성체를 함침시키는 단계;
    상기 부직포에서 상기 해도형 복합섬유의 해성분을 용출하여 극세섬유화 하고, 상기 부직포의 표면을 연삭하여 기모를 형성하는 단계; 및
    상기 부직포에 분산염료를 이용하여 염색하는 단계;를 포함한 원착 폴리에스테르 섬유로 이루어진 인공피혁의 제조방법.
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