KR0140491B1

KR0140491B1 - 부직포 인공피혁의 제조방법

Info

Publication number: KR0140491B1
Application number: KR1019940037861A
Authority: KR
Inventors: 김금곤; 홍상진; 한영조
Original assignee: 백영배; 동양나이론 주식회사
Priority date: 1994-12-28
Filing date: 1994-12-28
Publication date: 1998-06-15
Also published as: KR960023479A

Abstract

본 발명은 니들펀치기에 의한 부직포 펠트 제조시 형태변형을 최소화하기 위해 보강직물을 사용하여 제조하되 인조섬유는 나일론과 이용성 폴리머의 해도형 복합방사에 의한 0.05데니어 이하의 극세 복합사를 사용하고 보강직물은 폴리에틸렌을 사용한 이상(二相)구조의 부직포 펠트를 제조하는 것을 특징으로 하는 부직포 인공피혁의 제조방법을 제공하는 것으로, 본 발명은 폴리에틸렌 직물을 보강재로 사용함으로써 니들펀치 과정과 알칼리 감량과정에서 형태변형이 없고 극세사 염색전 과정에서 퍼클로로에틸렌이나 톨루엔 용제로 폴리에틸렌 직물을 제거함에 따라 극세사 단섬유와 직물간의 염색성 차이로 인한 염색무라가 발생하지 않는 효과와 또 사용한 퍼클로로에틸렌, 톨루엔 그리고 폴리에틸렌은 회수하여 재사용할 수 있어서 제조원가를 절감할 수 있는 잇점이 있다.

Description

부직포 인공피혁의 제조방법

제1도는 본 발명에 의한 부직포 인공피혁의 제조공정도이다.

제2도는 종래 기술에 의한 부직포 인공피혁의 제조공정도이다.

본 발명은 부직포 인공피혁의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 니들펀치기(Needle punch machine)에 의한 부직포 펠트 제조시 길이신장 및 폭수축과 같은 형태변형을 최소화하기 위하여 보강직물을 사용하여 제조하되 스테이플 섬유는 나일론과 이용성 폴리머의 해도형 복합방사에 의한 0.05데니어 이하의 극세 복합사를 사용하고 보강직물로는 폴리에틸렌을 사용한 이상(二相)구조의 부직포 펠트를 제조함으로써 니들펀칭 과정과 알칼리 감량과정에서 형태변형이 없고, 후가공 염색전 단계에서 퍼클로로에틸렌, 또는 톨루엔 용제를 사용하여 폴리에틸렌 직물을 제거함에 따라 부직포와 직물간의 염색차 발생문제가 없으며 사용한 퍼클로로에틸렌 또는 톨루엔과 폴리에틸렌은 회수하여 재사용할 수 있는 부직포 인공피혁의 제조방법에 관한 것이다.

종래에도, 편, 직물을 보강재로 하여 부직포를 제조하는 기술은 많이 알려져 있다. 예를 들면 일본국 특공소 52-20567호 및 일본국 특공소 56-5879호에는 부직포를 망상물로 보강하는 방법이 개시되어 있는데, 이 방법은 복수개의 부직포층 사이에 열융착성 망상물을 개재시키고 가열 로울러로 각 층간을 접착시키는 것으로서 제조공정이 길고 제조원가가 높아질 뿐만 아니라 완성된 제품은 망상물과 부직포 면과 면의 접착이기 때문에 접착물이 박리되기 쉬우며 이를 강력하게 접착시키고자 하면 촉감이 굳어지는 등의 결점이 있다. 또한, 대한민국 특허공고 87-1909호에서는 접착면의 박리성을 개선하기는 하였으나 결국은 저융점 성분과 고융점 성분이 혼합된 상태이기 때문에 인공피혁 제조시 필수공정인 염색공정에서 염색무라가 발생하기 쉬운 등의 문제점을 가지고 있다.

그 외에 편직물 망상물위에 단섬유 웹을 성형시키고 니들펀치방식을 통해 두개의 층을 결합시킴으로써 부직포의 인장강도, 인열강도, 파열강도 등의 물성을 향상시킬 뿐만 아니라 니들펀치 방식에 의한 부직포 제조시 발생하는 형태변형 즉, 길이신장과 폭수축의 과다현상을 최소화하는 특허가 다수 있다. 그러나, 이러한 경우에는 직물이 부직포 뒷면에 보강재로 잔존함으로써 인공피혁이 갖는 외관의 심미감이나 극세사를 사용했을 때의 유연성 발현이 불가능할 뿐만 아니라 부직포를 구성하는 0.05데니어 이하의 극세 단섬유와 보강재로 사용되는 직물간의 염색성 차이로 인한 염색무라 발생 가능성이 매우 커서 고부가가치의 패션소제로서의 사용이 제한되게 된다. 한편, 특허원 93-16940호의 고탄력성 인공피혁의 제조방법에 따른 부직포 제조시에는 두개의 단섬유층 사이에 고탄력의 폴리우레탄계 섬유를 직물 보강재로 사용함으로써 부직포 인공피혁의 탄력성을 향상시킬 수 있으나 이 경우에는 보강재로 사용되는 폴리우레탄계 직물의 제조원가가 매우 높아 가격 경쟁성이 떨어진다는 단점이 있다.

한편, 기존의 니들펀치 방식을 이용한 부직포 펠트는 펀칭 작업과정에서 길이방향으로 약 60% 이상의 신장과 폭방향으로 35% 이상의 수축이 발생한다. 이는 니들펀치 방식에 의해 제조된 부직포의 대표적인 결함인 니들 트랙(Needle track)발생을 더욱 심화시킬 뿐만 아니라 제품폭 변부의 후도와 중량은 높게 나오고 중앙부는 낮게 나오는 후도, 중량 편차발생의 원인이 되고 있다. 이에 특허원 93-5805의 인공피혁 부직포의 제조방법에서는 니들보드의 니들밀도를 중앙과 변부에서 균일하게 일어날 수 있도록 고안하였으나 이 방법은 니들보드의 정교한 제작이 필수적으로 요구되는 사항이다.

이 니들펀치 방식을 통해 부직포를 제조할 경우 발생하는 제품의 형태변형의 과다, 길이신장 및 폭수축 등을 최소화하기 위해서는 펀치 이전단계에서 직물보강재위에 웹을 성형시킨 후 이상구조를 만들어야 한다. 그러나, 단순히 직물을 보강재로 사용하는 경우에는 부직포 제품의 형태변형을 방지하는 효과는 얻을 수 있으나 인공피혁 제조과정중의 염색공정에서 부직포를 구성하는 0.05데니어 이하의 극세 단섬유와 직물보강재간의 염색성 차이로 인해 염색무라가 발생하는 단점이 있다. 이러한 염색문제를 해결하기 위해서는 직물의 소재를 0.05데니어 이하의 극세 복합사 필라멘트를 사용하여 염색성의 차이를 개선할 수 있으나 비록 염색성의 차이를 개선한다 하더라도 제품의 밑부분이 직물 형태로 남아 있기 때문에 제품의 표리가 구별되어 사용에 제한이 생기게 된다. 또한, 직물부분의 부직포의 특징인 라이팅효과(writing effect)가 충분히 발현되지 않음으로 제품의 심미성이 다소 떨어지는 단점을 안고 있다.

본 발명은 니들펀치 방식을 통한 부직포의 제조시에 직물보강재로 인해 니들펀치 과정과 알칼리 감량과정에서 길이신장과 폭수축이 적어 형태변형이 거의 일어나지 않으며, 부직포와 직물간의 염색성 차이로 인한 염색무라가 발생하지 않고 부직포의 라이팅 효과가 최대한 발현되는 부직포 인공피혁의 제조방법을 제공하는 것이다.

이하, 도면을 참고하여 상세히 설명한다.

제2도는 종래 부직포 인공피혁의 제조공정도이고, 제1도는 본 발명에 의한 부직포 인공피혁의 제조공정도로서 이에 준하여 본 발명을 상술하면 용융지수 22g/10min 이상의 폴리에틸렌 40데니어 모노필라멘트를 사용하여 경, 위 50밀도를 갖는 시트를 먼저 제직한다. 제직된 폴리에틸렌 망상형 시트를 크로스 래퍼(cross lapper) 앞부분에서 일정속도로 풀어주면서 그 시트위에 웹을 성형시킨 뒤 니들펀칭하여 서로가 물리적으로 결합되도록 한다. 이때 신발용 부직포 인공피혁 제조를 위해서는 크로스래퍼에 의한 웹 공급중량을 750∼800g/m²수준으로 유지하고 니들펀칭밀도(Needle punching density:PPSC)는 최소 3000회 이상이여야 한다. 최종 제품의 두께는 3.0∼3.2mm 범위안에 들도록 관리하여야 한다. 그 이후에 알칼리 2% 수용액에서 이용성 폴리머를 용출시켜 단섬유를 0.05데니어 이하의 극세사로 전환시킨뒤 PVA 처리하여 형태를 고정시킨다.

PVA 처리를 마친 뒤에 퍼클로로에틸렌 또는 톨루엔 용제를 사용하여 고압 밀폐식 반응기내에서 부직포의 보강재로 사용되고 있는 폴리에틸렌 직물을 제거한다. 이 과정에서 용제로 사용되는 퍼클로로에틸렌 또는 톨루엔 용제와 직물에 사용되는 폴리에틸렌은 증류처리하여 회수함으로써 재활용하게 된다. 이 후에 폴리우레탄 습식코팅을 통해 부직포의 탄성과 인조섬유간의 결합기능을 부여한다. 습식코팅에 사용되는 폴리우레탄은 초연질 형태인 에스테르계 수지를 사용하여 제품의 드레이프성을 높히고 이때의 폴리우레탄과 디메틸포름아마이드 용제와의 비율은 100:200∼100:300범위로 관리한다. 폴리우레탄 습식코팅 후 버핑과정을 통해 부직포 표리의 입모상태를 균일하게 하며 표면의 후도편차를 개선시킨다. 그 다음 슬라이싱을 통해 부직포의 표리를 후도편차 5% 이내의 범위로 상하 분리하고 고압 윈치 염색기에서 함금속염료와 고착제를 사용하여 극세사 부직포를 염색한다. 마지막으로 염색된 부직포의 표면을 버핑처리하여 표면 입모상태를 최종 마무리한다.

본 발명은 폴리에틸렌 직물을 보강재로 사용함으로써 니들펀치 방식으로 부직포를 만들때 발생하는 형태변형을 최소화할 수 있고 알칼리 용액으로 부직포 감량을 하는 과정에서 일어나는 형태변형을 방지할 수 있으며, 극세사 염색전 과정에서 퍼클로로에틸렌이나 톨루엔 용제로 폴리에틸렌 직물을 제거함에 따라 극세사 단섬유와 직물간의 염색성 차이로 인한 염색무라가 발생하지 않으며 직물부분이 제거됨에 따라 부직포 고유의 심미감과 충진감 고급스러움이 최대한 발현되는 효과가 있다. 또한, 직물에 사용되는 폴리에틸렌과 퍼클로로에틸렌이나 톨루엔 용제는 고압 밀폐식 반응기에서 회수처리하여 재사용함에 따라 제조원가 절감의 잇점을 얻을 수 있다.

[실시예]

용융지수 22g/10min인 폴리에틸렌 40데니어 모노필라멘트를 사용하여 경, 위 50밀도를 갖는 망상형 시트를 제직한다. 제직된 폴리에틸렌 망상형 시트를 일정속도로 풀어주면서 그 시트위에 공급중량 750∼800g/m²수준의 웹을 성형시킨 뒤 PPSC 3000회 조건으로 니들펀칭하여 신발용 부직포 펠트를 제조한다. 이때 두께는 3.0∼3.2mm범위안에 들도록 관리한다.

그 이후에 알칼리 2% 수용액에서 이용성 폴리머를 용출시켜 단섬유를 0.05데니어 이하의 극세사로 전환시킨 뒤 PVA 처리하여 형태를 고정시키고 퍼클로로에틸렌이나 톨루엔 용제를 사용하여 고압 밀폐식 반응기내에서 80℃ 온도로 부직포의 보강재로 사용된 폴리에틸렌 직물을 제거한다. 이 과정에서 용제로 사용되는 퍼클로로에틸렌이나 톨루엔 용제와 직물에 사용되는 폴리에틸렌은 증류처리하여 회수함으로써 재활용한다. 이 후에 초연질 형태인 에스테르계 수지를 사용하여 폴리우레탄과 디메틸포름아마이드 용제와의 비율은 100:300범위에서 습식코팅한 후 버핑과정을 통해 부직포 표리의 입모상태를 균일하게 하며 표면의 후도편차를 개선시킨다. 다음으로 슬라이싱을 통해 부직포의 표리를 후도편차 5% 이내의 범위로 상하 분리하고 고압 윈치 염색기에서 함금속염료와 고착제를 사용하여 극세사 부직포를 염색한 후 마지막으로 염색된 부직포의 표면을 버핑처리하여 표면 입모상태를 최종 마무리한다.

[비교예 1]

니들펀치 설비인 크로스래퍼를 통해 공급중량 750∼800g/m²수준의 웹을 성형시킨 뒤 PPSC 3000회 조건으로 니들펀칭하여 신발용 부직포 펠트를 제조하되 이때 두께는 3.0∼3.2mm 범위안에 들도록 관리한다. 그 이후에 알칼리 2% 수용액에서 이용성폴리머를 용출시켜 단섬유를 0.05데니어 이하의 극세사로 전환시킨 뒤 PVA 처리를 하여 형태를 고정시키고 초연질 타입의 에스테르계 수지를 사용하며 폴리우레탄과 디메틸포름아마이드 용제와의 비율을 100:300 범위로 조정하여 습식코팅을 한다. 그리고 버핑과정을 통해 부직포 표리의 입모상태를 균일하게 하고 표면의 후도편차를 개선시킨 후 슬라이싱을 통해 부직포의 표리를 후도편차 5% 이내의 범위로 상하 분리하고 고압 윈치 염색기에서 함금속염료와 고착제를 사용하여 극세사 부직포를 염색한다. 마지막으로 염색된 부직포의 표면을 버핑처리하여 표면 입모상태를 최종 마무리한다.

[비교예 2]

나일론 70d/24f를 이용한 경, 위 50밀도의 망상형 시트위에 공급중량 750∼800m²수준의 웹을 성형시킨 뒤 PPSC 3000회 조건으로 니들펀칭하여 신발용 부직포 펠트를 제조하되 이때 두께는 3.0∼3.2mm 범위안에 들도록 관리한다. 그 이후에 알칼리 2% 수용액에서 이용성 폴리머를 용출시켜 단섬유를 0.05데니어 이하의 극세사로 전환시킨 뒤PVA 처리를 하여 형태를 고정시키고 초연질 타입인 에스테르 수지를 사용하여 폴리우레탄과 디메틸포름아마이드 용제의 비율을 100:300범위로 조정하여 습식코팅을 한다. 후에 버핑과정을 통해 부직포 표리의 입모상태를 균일하게 한뒤 슬라이싱을 통해 부직포의 표리를 고착제를 사용하여 극세사 부직포를 염색한다. 마지막으로 염색된 부직포의 표면을 버핑처리하여 표면 입모상태를 최종 마무리한다.

이상의 실시예, 비교예를 통하여 나타난 물성을 하기 표 1에 나타내었다.

Claims

폴리에틸렌 직물 보강재 위에 나일론과 이용성 폴리머로 구성된 단섬유를 공급중량 750∼800m²로 공급 웰을 성형하여 PPSC 3000회 이상의 니들펀칭을 통하여 부직포 펠트를 제조한 후 알칼리 감량에 의해 이용성 폴리머를 제거하고 퍼클로로에틸렌이나 톨루엔 용제를 이용하여 폴리에틸렌 직물을 제거하는 것을 특징으로 하는 부직포 인공피혁의 제조방법.
제1항에 있어서, 폴리에틸렌 직물 보강재는 용융지수 22g/10min 이상의 폴리에틸렌 40데니어 모노필라멘트를 사용하여 경, 위 50밀도를 갖는 망상형 시트인 것을 특징으로 하는 부직포 인공피혁의 제조방법.
제1항에 있어서, 알칼리 감량에 의해 이용성 폴리머 제거시 부직포 구성 단섬유를 0.05데니어 이하로 극세화한 후 PVA 처리를 통해 형태를 고정시킴을 특징으로 하는 부직포 인공피혁의 제조방법.
제1항에 있어서, 퍼클로로에틸렌이나 톨루엔 용제와 제거된 폴리에틸렌을 증류 분리하여 회수한 후 재사용하는 것을 특징으로 하는 부직포 인공피혁의 제조방법.